综述:杏子(Prunus Armeniaca)种子的高价值化合物提取:提取技术及潜在应用

《Food and Bioproducts Processing》:Valorization of Apricot ( Prunus Armeniaca) Seeds for High-Value Compounds: Extraction Techniques and Potential Applications

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年08月10日 来源:Food and Bioproducts Processing 4.7

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  摘要:杏子(Prunus armeniaca)种子是杏子加工过程中产生的重要副产品,富含碳水化合物、蛋白质、维生素以及多种生物活性成分。由于含有类胡萝卜素、植物甾醇、生育酚、萜类化合物、黄酮类和酚类物质,它具有多种保健功效。尽管具有较高的营养价值,杏子种子却往往被当作废弃物丢弃,

  摘要:杏子(Prunus armeniaca)种子是杏子加工过程中产生的重要副产品,富含碳水化合物、蛋白质、维生素以及多种生物活性成分。由于含有类胡萝卜素、植物甾醇、生育酚、萜类化合物、黄酮类和酚类物质,它具有多种保健功效。尽管具有较高的营养价值,杏子种子却往往被当作废弃物丢弃,这不仅造成环境问题,还导致宝贵营养物质的流失。因此,通过传统方法(机械压榨、溶剂萃取、两相萃取)以及绿色技术(超声辅助萃取、微波辅助萃取、酶辅助萃取、超临界流体萃取)从杏子种子中提取高价值化合物,是一种有效的资源化利用途径。这些提取物具备抗氧化、抗菌、抗过敏、降糖、抗癌等特性,可应用于食品、营养品、化妆品及药品领域。本综述主要探讨了杏子种子的营养成分与植物化学成分、高价值化合物的提取技术及其在食品行业(烘焙制品、乳制品、零食、饮料)中的应用,以及生物燃料的开发前景。此外,还研究了杏子种子衍生化合物在生物燃料生产及生物基聚氨酯复合材料制备中的潜在用途。有效利用杏子种子不仅能满足营养需求,还有助于推动循环生物经济理念的实现。

引言:杏子属于蔷薇科,据信起源于中国,是全球范围内最具营养价值和功能重要性的水果之一(Mustafa, Cross, 2019)。近几十年来,杏子种植面积大幅增加,范围从土耳其延伸到中国西部,其产量受气候与环境条件影响较大。根据“FAOSTAT”2026年的数据,2024年全球杏子产量达459.8万吨,其中近71%来自亚洲国家。土耳其仍是最大生产国,其次是乌兹别克斯坦、伊朗、意大利、阿尔及利亚、巴基斯坦、阿富汗、西班牙和法国。杏子因其丰富的营养成分而备受重视,含有大量的膳食纤维、钾、维生素C以及β-胡萝卜素等视黄醇前体。一份杏子即可提供每日推荐摄入量近30%的β-胡萝卜素,凸显了其在人类营养与健康促进方面的作用(G?ttingerová et al., 2021, Mustafa and Cross, 2019)。随着对以杏子为原料的果汁、果酱、蜜饯、果泥、干果及糖果等产品需求的增加,产生了大量加工副产品。其中,杏子种子和果渣是加工过程中的主要副产品,尽管它们具有很高的营养和工业价值,却常常被作为废弃物丢弃(Siddiqui et al., 2023)。

杏子种子约占核重量的18%-38%,含有丰富的营养物质和生物活性成分。其中蛋白质含量为14.6%-27.1%,碳水化合物为17.5%-35.6%,粗纤维为11.8%-13.6%,酚类化合物为0.036%-0.072%,水分含量则在27.4%-38.8%之间(Gecer et al., 2020)。此外,杏子种子还富含镁、钾、钙、钠和铁等必需矿物质,不过其含量会因品种、地域和土壤条件的不同而有所差异(Jaafar, 2021, Kiralan et al., 2019)。除了营养价值外,杏子种子还含有多种植物化学物质和抗氧化剂,能够清除活性氧并减轻氧化应激。这些生物活性成分被认为具有多种健康益处,包括预防心血管疾病、神经退行性疾病、溃疡及某些癌症(Jaafar, 2021, Tareen et al., 2021)。因此,杏子种子具有多种药理活性,如抗癌、保护心脏、保护神经元、抗菌和保肝作用(Amina et al., 2022)。在这些生物活性化合物中,苦杏仁苷具有抗癌潜力,但会带来苦味。体外研究表明它对癌细胞具有选择性毒性,但其代谢过程会产生氢氰酸,从而带来毒性风险(Li et al., 2018, Liczbiński and Bukowska, 2018, Siddiqui et al., 2023)。虽然健康细胞可通过硫氰酸酶实现解毒,但过量食用苦味种子(每天20-30粒)可能带来危害(Jaszczak-Wilke et al., 2021, Ramadan et al., 2020)。通过煮沸、烘烤、发酵和干燥等解毒处理方式,可降低苦杏仁苷的含量,提高安全性(Song et al., 2018)。

除了医药应用外,杏子种子油因其高含量的不饱和脂肪酸而备受重视,这类脂肪酸赋予其稳定性和乳化能力,被用作食品中的天然乳化剂和稳定剂,应用于沙拉酱、起酥油等食品中(Gecer et al., 2020, Saadi et al., 2022)。将种子粉加入烘焙产品和乳制品中,可提高蛋白质、纤维和矿物质的含量,进而提升产品质量和保质期(Liu & Zhang, 2022)。例如,将种子粉与小麦粉混合可增加面包的蛋白质含量,而将其添加到酸奶、冰淇淋和饮料中则能提升产品的营养价值与功能性(Dhen et al., 2018, Liu and Zhang, 2022)。杏子种子壳还可被转化为可再生生物燃料、动物饲料以及生物废物衍生产品,从而减少环境负担并创造附加值产品(Cheng, 2023, Jamil et al., 2020, Takhar and Liyanage, 2020)。

高效利用杏子种子提取高价值化合物,有助于推动循环生物精炼产业的发展,同时支持可持续发展目标。从杏子种子中有效提取这些高价值化合物的关键在于所采用的提取方法。传统提取技术被广泛用于此类化合物的提取,但由于存在溶剂消耗大、能耗高以及产生有害废物等局限性,逐渐被超声辅助萃取、酶辅助萃取、微波辅助萃取和超临界流体萃取等绿色技术所取代,以实现更高效的提取(Sagar et al., 2018)。尽管杏子种子作为生物精炼策略的潜在原料已引起研究人员的极大兴趣,但目前现有文献大多集中在杏子果实和种子的营养与治疗功效上,对其工业应用价值的探讨相对较少(Al-Soufi et al., 2022)。有研究采用传统方法、机械方法及新兴技术从杏子种子中提取油脂,并对其进行了物理化学特性分析(Pawar and Nema, 2023)。也有研究聚焦于从杏子种子中提取蛋白质和多肽,涉及蛋白质组成、提取方法、生物活性多肽、致敏性降低以及食品应用等方面(Zhu et al., 2025)。然而,现有文献主要介绍了杏子种子的营养成分和生物活性化合物,而关于生物活性成分的提取方法、综合加工工艺(包括改性、解毒及在功能性食品中的应用)的全面研究仍较为缺乏。为填补这一空白,本文系统分析了不同提取和加工技术对生物活性化合物的营养、物理化学及功能特性的影响,同时评估了确保杏子种子及其提取物在功能性食品和营养品领域安全使用的解毒策略。通过整合相关研究内容,本文为杏子种子及其提取物的可持续利用提供了全面视角,指出了将其有效融入循环生物经济体系中增值产品开发的关键研究方向。

方法论:本文是一篇综述性文章,旨在全面梳理目前关于杏子(Prunus armeniaca)种子成分、加工、解毒及应用方面的研究进展,整合多领域研究成果,探索杏子副产品可持续利用的新机遇。通过多个科学数据库和检索平台,对相关文献进行了全面调研。

杏子种子的生产状况与营养价值:2024年全球杏子产量为45,98,078吨(图2),土耳其以27.60%的产量位居首位,其他主要产国包括乌兹别克斯坦(11.45%)、伊朗(6.61%)、意大利(5.22%)、阿尔及利亚(3.76%)、巴基斯坦(3.69%)、阿富汗(3.65%)、西班牙(3.38%)和法国(1.80%),这些国家合计占全球杏子总产量的约67.17%。此外,亚洲仍是全球杏子生产的主要地区,占比接近71.10%(图3)。

从杏子种子中提取高价值化合物:杏子种子含有多种具有生理活性的成分,可通过微波辅助萃取、超临界流体萃取、超声辅助萃取和溶剂萃取等方法进行提取(Fogarasi et al., 2021, Tareen et al., 2021)。各类提取方法的优缺点详见表3。在各种绿色提取技术中,超声辅助萃取似乎能在提取效率与成本控制之间取得最佳平衡。

工业规模化与商业化前景:随着人们对杏子加工过程中废弃物产生的日益关注,越来越多的研究致力于探索这些废弃物的资源化利用途径。杏子种子含有蛋白质、碳水化合物、维生素、矿物质、抗氧化剂等多种营养成分(Zhang et al., 2021)。提取并利用这些宝贵成分有助于减少废弃物,推动循环经济的发展,同时为营养品和功能性食品的开发提供可持续的原料来源。

杏子种子及其成分的利用:杏子种子在许多工业领域具有巨大应用潜力,包括皮革制造、香精用苯甲醛提取、活性炭生产、糠醛制备,以及苦杏仁苷和氢氰酸的提取(Wei et al., 2023)(表6和图6)。

结论:杏子种子是蛋白质、油脂、淀粉、膳食纤维、多酚、植物甾醇及其他生物活性成分的重要来源,但目前仍未得到充分开发利用。回收并利用这些成分,是将农业加工废弃物转化为高附加值产品、推动循环生物经济发展的有效途径。研究表明,杏子种子具有抗氧化、抗菌、抗炎、保护心脏等作用。
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