超声新工艺提取桃胶实验示意。受访者供图
桃胶因其食用价值常被制成甜品。资料图片
从树上摘下的粗桃胶。资料图片
近日，中国农业科学院农产品加工所果蔬加工智造与营养健康创新团队研发了桃胶多糖超声辅助高效提取新工艺，实现了桃胶多糖提取的高得率、高活性、低耗时与低耗能。该项研究成果为桃产业链注入了新的增长点，得到了国家桃产业技术体系项目和山东省自然科学基金的支持。
提取技术成难题
桃胶，也被形容为桃树“流出的眼泪”，具有较高的医用、药用和食用等价值。通常，从树上采摘后的粗桃胶经挑选、修剪后，可以作为初级农产品售卖，也可以被泡发、加工成滋补甜品，例如桃胶银耳羹、桃胶皂角米羹、椰奶炖桃胶等。
毕金峰是国家桃产业技术体系桃加工岗位科学家。近年来，他一直带领团队从事桃精深加工与副产物高值利用领域研究。“在深入产业调研过程中，我们发现桃胶的价值远远被低估。”毕金峰说，“桃胶是一种在民间拥有悠久食用历史的天然物质，但在现代桃产业体系中长期被视为边缘副产物。”
毕金峰团队敏锐意识到，桃胶一端根植于深厚的“食药同源”饮食养生智慧，另一端直接面向蓬勃发展的健康产业市场。基于对健康食品趋势的理解，团队前瞻性地着手其精深加工研究，致力于将桃胶转化为现代健康产业的重要资源。
2023年桃胶被国家卫生健康委正式列入新食品原料目录，价值得到更广泛认可。桃胶的主要营养成分桃胶多糖，是具有潜在控糖、益生元、抗氧化等功能活性的植物性大分子。不过，桃胶多糖不易溶于水，具有泡发时间漫长、工业提取效率低、活性易受损等特质，这非常不利于其提取和利用。
“关于桃胶多糖的研究，国内外学者前期主要集中于化学结构、理化性质和营养功效。对于提取技术这一瓶颈问题，研究很少，有也只是关注提取效率，忽略活性保留。”毕金峰说。
在桃胶的食品化开发道路上，如何更好地提取多糖，成了卡住科研与产业界的问题。
传统方法有弊端
桃胶多糖因其特性，提取效率很低，提取率达到80%以上需要6到8小时。为了让难溶的多糖释放出来，过去多采用传统酸碱法和超声法。不过，它们分别存在一些问题，使得“高提取率”和“高活性”难以兼得。
针对传统酸碱法，毕金峰介绍：“酸碱提取需要加入盐酸、硫酸或氢氧化钠等强酸强碱，不仅提取效率提高有限，而且强酸强碱的加入会影响产品安全性，并造成环境污染，不利于后续的食品化应用。”
超声则已经被广泛研究，证实可以提高植物多糖的提取效率。但具体应用到桃胶多糖，团队前期发现，桃胶多糖的化学结构对于超声作用非常敏感。虽然提取效率显著提高，但主链发生不规则断裂，这对于桃胶多糖发挥营养功效是致命的。
既要提取率 又要活性高
在技术矛盾面前，研究团队没有沿用前人常设的单目标优化路径，而是提出用“双响应面法”同步优化提取率与活性。
“通常‘双响应面’是对两个并不矛盾的目标进行同步优化，对两个相矛盾的目标进行协同优化是非常有难度的。”毕金峰说，“我们设定的目标是找到一个‘临界区域’，让超声强度既足以显著提升提取效率，又不会破坏多糖结构、损伤生物活性。”
研究初期，团队经历了多次优化失败，要么提取率太低，要么活性崩塌。“关键转折点是，我们发现将超声时间控制在20分钟，再优化其他参数，可最大限度保留活性，这突破了此前盲目延长超声时间的误区。”
在最终确定的工艺中，桃胶多糖提取率高达81.19%，糖酶抑制活性较原有超声提取工艺提高了3.2倍，实现了桃胶多糖的高提取率和高功能活性。且相比酸碱提取法，提取时间从6小时缩短至20分钟，能耗仅为12.08%。该研究为植物源活性多糖高效率、高活性提取技术改进提供了借鉴。
创新技术的突破，并不只停留在学术成果上。团队表示，这项技术可以把桃胶带向下一程。目前市场上的桃胶产品多以初级农产品形式出现，深加工程度低，附加值有限。而高活性、水溶性好的桃胶多糖能改变这种格局。
毕金峰说：“桃胶多糖可以作为高端食品基料，应用于代餐、控糖、益生元和功能饮料等前沿的功能食品或保健食品研发领域，这是一个快速增长的市场，桃胶产业的价值也将被放大。同时，桃胶的深加工价值提升，也将推动桃产业全链条的发展。”
