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哈益明，中国农业科学院农产品加工研究所，所长助理/教授，教授，博士生导师，中国农科院首批二级岗位杰出人才。中国科学院上海原子核研究所核物理与核技术专业硕士。现就职于中国农业科学院农产品加工（原子能利用）研究所，现任所长助理兼任保鲜与物流研究室主任。一直从事辐照食品加工、贮藏保鲜，辐照食品安全与质量控制等方面的科研和教学工作，主持国家自然科学基金（面上项目）1项、“十三五”重点研发专项NQI专项课题1项、“十五”国家食品安全重大专项子课题1项、“十一五”“动物源性食品安全控制技术”和“粮油、果蔬安全控制技术”国家科技支撑子课题2项。主持“十二五”国家科技支撑计划食品安全及加工领域子课题2项、食品安全国家标准整合项目4项，农业部财政专项“国际农产品加工标准跟踪平台建设”7项及“农业行业标准制修订项目”6项。主持国家“十二五”农村领域科技863计划课题1项；参与国防科工委“辐照食品安全保障技术”1项。主持农业部公益性行业科研专项“核技术应用”、“大宗水果副产物及残次果利用”和“园艺作物产品加工副产物综合利用子课题”子课题各1项。国家重点研发计划课题“优势特色农产品深加工技术标准研究”，子课题“大豆油菜籽油典型加工过程中品质劣变与保质减损机理”。副主持IAEA国际合作（TC）项目1项。主持农业部948子项目等5项。参与河南省科技开放合作计划项目“食品中真菌毒素原位消解关键技术研究与应用”1项。。2011年“辐照食品鉴定检测技术”获农业部科技成果鉴定（第1位），研究达国际领先水平；2013年，“辐照食品的检测鉴定技术研究与应用”获中国农业科学院技术发明一等奖（第1位），2014年“农产品辐照加工标准体系的建立与产业化”获江苏省科技进步奖二等奖（第２位）；2014年“辐照香辛料及脱水蔬菜热释光鉴定方法等9项标准”获国家质检总局、国家标准委部级奖二等奖（第1位）。主持制定并获颁布农业行业标准19项，国家标准8项。“栅板源γ辐射场分布规律研究”获中国同位素与辐射行业协会奖（第1位），2014年“畜产品加工国际标准跟踪与专题研究”获得北京二商集团肉类学会科技进步一等奖（第10位）。作为第 一发明人申请国家发明专利20项，4项已获授权。以第 一或通讯作者在《Food Chemistry》、《Journal of the American Oil Chemists Society》、《Journal of Hazardous Materials》、《分析化学》、《中国农业科学》等核心期刊上发表科研论文142篇。近5年被SCI收录24篇、EI（核心版）收录13篇，累计影响因子57.639。独立著有《辐照食品及安全性》、《辐照食品鉴定检测原理与方法》学术专著2部；主编《辐照食品加工技术》、《农产品加工与HACCP》等3部。出版《农产品加工国际标准跟踪专题研究报告汇编》4部。国家核能标准化技术委员会（SAC/TC58）委员；Madridge Journal of Food Technology (MJFT) 海外编委，Nuclear Science and Techniques评审专家、《核农学报》副主编。已培养博士后1名、博士7名，硕士28名；2人获国家奖学金、优 秀博士后基金；社会奖励基金5人次；5人次获院级“学术之星”和院级优 秀毕业生称号。本人被评为加工所“导师之星”、院级先进工作者和优 秀共产党员。 目錄： 第1章概述1 1.1我国苹果加工产业现状1 1.1.1我国苹果加工产业发展现状1 1.1.2我国苹果加工产业问题与对策3 1.2苹果皮渣资源及高值化利用研究现状5 1.2.1我国苹果皮渣资源现状5 1.2.2苹果皮渣的开发利用6 1.2.3苹果皮渣的基本成分8 1.2.4苹果皮渣综合利用研究与产品转化10 第2章苹果（等外果）加工适宜性评价方法研究13 2.1苹果（等外果）研究现状13 2.1.1苹果分级标准13 2.1.2苹果（等外果）应用现状14 2.1.3苹果等外果（汁）品质评价研究存在的问题14 2.2苹果汁品质评价研究进展14 2.2.1感官评价法14 2.2.2加工与营养品质指标15 2.2.3苹果汁品质综合评价方法17 2.3苹果（等外果）汁品质评价研究18 2.3.1苹果加工品质与理化品质分析18 2.3.2品质分析方法20 2.3.3等外果汁品质特性分析21 2.4苹果（等外果）制汁适宜性评价研究32 2.4.1苹果感官品质与营养指标测定分析33 2.4.2苹果等外果品质性状分析35 2.5基于线性回归的品质评价模型研究45 2.5.1苹果（等外果）汁品质评价线性回归模型的建立46 2.5.2苹果（等外果）制汁适宜性线性回归模型的建立47 2.5.3模型验证48 第3章苹果皮渣营养成分分析及膳食纤维改性研究49 3.1膳食纤维的研究概况49 3.1.1膳食纤维的定义及特征49 3.1.2膳食纤维的理化性质49 3.1.3膳食纤维改性的研究进展51 3.1.4膳食纤维的功能性质53 3.1.5膳食纤维在食品领域的应用54 3.2苹果皮渣营养成分分析研究55 3.2.1苹果皮渣营养成分的检测方法56 3.2.2苹果皮渣营养成分分析57 3.3苹果皮渣膳食纤维过氧化氢改性技术研究64 3.3.1过氧化氢改性苹果皮渣膳食纤维技术方法65 3.3.2过氧化氢改性对膳食纤维理化性质的影响67 3.4过氧化氢改性苹果皮渣膳食纤维的结构性质72 3.4.1过氧化氢改性苹果皮渣膳食纤维的结构分析72 3.4.2改性处理对苹果皮渣膳食纤维结构特性的影响73 3.5过氧化氢改性苹果皮渣膳食纤维的工艺优化79 3.5.1改性苹果皮渣膳食纤维的制备80 3.5.2改性苹果皮渣膳食纤维SDF含量测定80 3.5.3单因素试验80 3.5.4响应面试验设计80 3.5.5优化制备改性苹果皮渣膳食纤维工艺参数分析81 第4章苹果皮渣中多酚提取与分离纯化研究91 4.1苹果多酚研究概述91 4.1.1苹果多酚的组成及理化性质91 4.1.2苹果多酚的生物活性功能93 4.1.3苹果多酚的提取与纯化95 4.1.4苹果多酚的应用前景96 4.2响应面优化苹果皮渣多酚超声波提取工艺98 4.2.1苹果皮渣多酚超声提取方法99 4.2.2单因素对苹果皮渣总酚提取率的影响100 4.2.3苹果皮渣总酚提取率的响应面优化试验103 4.3苹果果实的多酚累积分布特征108 4.3.1苹果多酚功效研究108 4.3.2苹果多酚代谢和累积109 4.3.3苹果多酚组成含量分布110 4.3.4全组分代谢组学及差异化分析122 4.3.5富士苹果不同贮藏时间各部分主要多酚变化131 4.4苹果多酚在食品加工中的应用134 4.4.1不同品种苹果鲜切表观色值变化分析134 4.4.2不同品种苹果干燥过程中表观色值变化分析136 4.4.3苹果干燥过程中表观色值与苹果各部分多酚组成的相关性分析138 4.4.4干燥过程中多酚累积变化与表观色值相关性研究139 4.4.5苹果片干燥过程中多酚组分累积变化规律140 4.4.6苹果片干燥过程中表观色值变化规律141 4.4.7苹果片干燥多酚变化与表观色泽特征值形成的关系143 4.4.8不同干燥方式苹果片表观色值对比145 4.4.9不同干燥方式苹果片主要多酚组分指纹分析146 4.4.10不同干燥方式苹果片全组分差异分析148 4.4.11不同干燥方式苹果片差异物分析149 4.4.12不同干燥方式苹果片提取物体外抗氧化性对比151 4.5苹果皮渣多酚的纯化及鉴定152 4.5.1苹果皮渣多酚纯化及鉴定方法153 4.5.2大孔树脂对苹果皮渣多酚的纯化效果155 4.5.3红外光谱图（IR）分析155 4.5.4高效液相色谱分析结果155 4.6苹果多酚功能性研究158 第5章苹果皮渣中多糖结构、活性及分离纯化方法研究163 5.1苹果多糖研究现状163 5.1.1苹果皮渣中的淀粉163 5.1.2苹果皮渣中的果胶165 5.1.3苹果皮渣中纤维素结构166 5.1.4苹果多糖的生物活性研究166 5.2苹果多糖的分离纯化168 5.2.1酸萃取法168 5.2.2碱萃取法169 5.2.3微生物发酵萃取法169 5.2.4酶法提取170 5.2.5超声波辅助法170 5.2.6混合酶法170 5.2.7多糖提取纯化法171 5.3苹果皮渣发酵对苹果多糖流变性的影响171 5.3.1发酵对苹果皮渣多糖流变学的影响171 5.3.2发酵对苹果皮渣多糖黏均分子量的影响177 5.3.3发酵对苹果皮渣多糖微观结构的影响178 5.4发酵对苹果皮渣多糖结构的影响179 5.4.1发酵对苹果皮渣多糖粒径的影响179 5.4.2发酵对苹果皮渣多糖热重分析的影响180 5.4.3发酵对苹果皮渣多糖XRD的影响182 5.4.4发酵对苹果皮渣多糖刚果红实验的影响183 5.4.5发酵对苹果皮渣多糖微观结构的影响184 5.4.6发酵对苹果皮渣多糖单糖组成的影响187 5.5发酵苹果皮渣多糖抗氧化性研究191 5.5.1发酵对苹果皮渣多糖DPPH自由基清除率的影响191 5.5.2发酵对苹果皮渣多糖·OH自由基清除率的影响192 5.5.3发酵对苹果皮渣多糖总还原力的影响192 第6章苹果皮渣菌体蛋白饲料的制备及饲用有效性研究194 6.1菌体蛋白饲料的研究概况194 6.1.1开发菌体蛋白饲料的背景194 6.1.2菌体蛋白饲料的定义194 6.1.3菌体蛋白饲料优势及特点194 6.1.4菌体蛋白饲料的研究进展195 6.2发酵苹果皮渣生产菌体蛋白饲料的菌种筛选198 6.2.1菌种筛选的材料与方法199 6.2.2不同工艺参数四种微生物发酵苹果皮渣产蛋白质能力对比201 6.3苹果皮渣发酵生产菌体蛋白饲料工艺优化及品质分析205 6.3.1苹果皮渣发酵生产菌体蛋白饲料的工艺优化205 6.3.2苹果皮渣发酵生产菌体蛋白饲料的响应面设计及试验结果208 6.3.3苹果皮渣发酵生产菌体蛋白饲料优化工艺参数及发酵结果212 6.4苹果皮渣发酵生产菌体蛋白饲料的饲用有效性评价213 6.4.1利用小鼠体重变化趋势初步评价营养价值214 6.4.2从脏器质量指标评价营养效应216 6.4.3从脏器系数指标评价健康效应216 6.4.4血清生化指标的评价218 第7章苹果皮渣多酚抗氧化、抗衰老及减脂功能评价220 7.1苹果皮渣多酚体外抗氧化试验220 7.1.1苹果皮渣多酚体外抗氧化试验方法220 7.1.2苹果皮渣多酚体外抗氧化结果分析222 7.2苹果皮渣多酚体内抗氧化秀丽线虫试验225 7.2.1苹果皮渣多酚体内抗氧化秀丽线虫试验准备227 7.2.2苹果皮渣多酚体内抗氧化秀丽线虫试验结果230 7.3秀丽线虫评价改性苹果皮渣膳食纤维的降脂功能235 7.3.1改性苹果皮渣膳食纤维降脂功能的评价方法236 7.3.2改性苹果皮渣膳食纤维降脂功能的评价结果238 参考文献240 內容試閱： 苹果（Malus domestica）是蔷薇科苹果属植物的果实，果实汁多、脆嫩、酸甜适口，耐贮藏。我国苹果栽培面积全世界第一，我国也是世界最大的苹果生产国。苹果消费主要以鲜食为主，约占总产量的70%。苹果加工产品主要有浓缩苹果汁、苹果酒、果酱等。苹果加工如苹果浓缩汁加工会产生大量的副产物即苹果皮渣，形成的皮渣量约占苹果原料总量的四分之一。苹果皮渣含水量高达80%，固体部分主要由果皮、果核和残余果肉组成。仅我国浓缩苹果汁加工企业年生产形成的苹果皮渣高达120万吨，苹果皮渣形成数量之巨为下一步综合利用提供了丰富的资源。但是，截至目前我国国内苹果皮渣综合利用率仍然很低，除少量用作燃料、饲料和提取果胶外，其他大部分都被当作垃圾处理。丢弃的果渣会在短时间内腐烂，变酸变臭，严重污染环境，并造成资源的巨大浪费。 国外苹果加工企业已较早地开展了苹果加工副产物的高值化利用。美国政府早在1987年就投入了1500万美元，用于构建苹果高值化利用体系，通过梯度加工，苹果皮渣可以生产酒精、柠檬酸、纤维素、沼气及膳食纤维食品等多种产品，不仅将苹果资源开发利用最大化，还有效地保护了环境，促进了苹果产业的可持续发展。 我国研究学者已对苹果皮渣资源综合利用技术开展了相关研究，但技术的产业转化尚未完全实现，企业对苹果皮渣资源的利用效率很低，因此我国苹果皮渣综合利用技术开发仍是一个亟待解决的问题。具体表现如下： 首先是苹果加工综合利用率低。虽然一些科研单位开展了综合利用方面的研究，少数企业也在苹果果胶提取、饲料加工等方面建立了生产线，但仍不足以达到产业化高效利用的目的，更未实现苹果综合利用技术的成熟化和向现代生产力的转化。苹果加工副产物综合利用率不高，变相推高整个行业的成本费用，降低了产品的国际竞争力，制约了苹果加工产业的健康发展。 其次是苹果加工副产物集中处理较困难。苹果浓缩汁加工企业加工后形成的苹果皮渣中水分含量高，前处理过程繁琐，但其能够保证较为集中、充足的皮渣作为原料来进行生产。其他企业会将加工中的皮渣作为垃圾直接丢弃，因此集中处理成为严重制约皮渣综合利用的关键。 最后是国内虽已研究开发出苹果果胶、多酚、膳食纤维等功能性成分的提取工艺，但距真正实现规模化、产业化、商品化尚有一段距离，技术不够成熟，导致苹果皮渣副产物能用于加工的比例较低，高附加值产品也较少；苹果加工副产物利用后产生的二次废渣和废水的利用率则更低，一般加工企业都直接排放，对环境影响较大，工业化皮渣综合利用技术亟待提高。 2014年，我国农业部（现农业农村部）通过农业行业公益性科研专项“大宗水果加工及副产物综合利用关键技术研究与应用”立项支持水果加工副产物综合利用技术的研究与开发。目前研制出一批可操作性强的加工副产物综合利用技术，项目取得的成果有望突破我国水果加工副产物综合利用面临的制约产业发展的瓶颈问题。 本书是在农业行业公益性科研专项项目“大宗水果加工及副产物综合利用关键技术研究与应用”和“十三五”国家重点研发NQI专项“粮油、果蔬等农产品加工废弃物资源化利用技术及标准研究”等项目的支持下，由中国农业科学院农产品加工所牵头完成苹果等外果加工适宜性评价及副产物综合利用研究子课题，汇总了项目完成后的最新研究成果并补充增加陕西师范大学苹果加工及综合利用团队的相关研究成果。本书内容体系完整、层次清晰、数据翔实，重点介绍了国内苹果皮渣高值化利用的基础性研究成果和核心共性关键技术，充分展示了苹果加工副产物综合利用关键技术的最新研究成果，同时体现了资源利用高值化、生产能力规模化、环境友好化等核心技术的形成原则。 本书共分7章：第1章系统介绍了我国苹果加工产业发展和苹果皮渣资源及高值化利用的研究现状；第2章介绍了苹果（等外果）加工适宜性评价方法的最新研究；第3章介绍了苹果皮渣营养成分分析及皮渣中膳食纤维改性研究；第4章介绍了苹果皮渣中多酚提取、分离纯化研究的新进展；第5章介绍了苹果皮渣中多糖的结构、活性及分离纯化方法；第6章阐述了苹果皮渣菌体蛋白饲料的制备及饲用有效性研究成果；第7章详细介绍了苹果皮渣多酚抗氧化、抗衰老及减脂功能的评价研究。 本书由哈益明教授、毕金峰研究员、郭玉蓉教授、李庆鹏副研究员主编完成。李咏富、孟永宏、刘璇、唐洪涛、李旋、崔龙、李珍、耿乙文、刘倩男、韩万友、刘芯钥、项丽霞、李华林、王三保、邓健康、刘秀娟等研究者完成本书的分章撰写。哈益明教授撰写了本书的前言及第一章概述，李庆鹏副研究员负责完成了全书的统稿和校对工作。本书凝聚着全体编著者的研究成果和心血，值此谨对各位的辛苦和努力深表感谢。同时对支持帮助完成试验和提供研究样品的国投中鲁、陕西海升等企业表示感谢。 撰写一本科学、实用、针对性强的苹果皮渣高值化利用的书籍是本书全体编著者的心愿，也是当前我国苹果资源开发利用最大化、保护环境、促进苹果产业可持续发展的迫切需求。本书的完成是在政府主导和支持下，产、学、研合作共赢的结晶，希望本书的出版能为苹果皮渣转化为高附加值产品、延长苹果加工产业链、助力环境保护和企业增效发挥重要作用。 本书撰写过程中虽每位编著者都努力做到尽心尽力、反复推敲、力求完善，但鉴于水平所限，有些论述、参数及工艺，难免有欠妥或不完善之处，个别地方也许会有疏漏和不足，恳请广大读者批评指正。 哈益明 2021年8月

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