孫宏萊,畢云杰,時得友,朱雪彤,李麗麗,N.V.扎依湄科,N.V.斯克里普琴科,劉德江*
1(佳木斯大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院,黑龍江 佳木斯, 154007) 2(中-烏農(nóng)林技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用國際合作聯(lián)合實驗室,黑龍江 佳木斯, 154007) 3(烏克蘭國家科學(xué)院M.M.格里什科國家植物園,烏克蘭 基輔, 01014)
軟棗獼猴桃(Actinidiaarguta(Sieb. et Zucc) Planch. ex Miq.)是一種獼猴桃科獼猴桃屬的多年生落葉藤本植物,雌雄異株,具有攀藤、散落的生長習(xí)性。果實擁有“水果之王”的美譽[1],富含多種維生素、礦物質(zhì)及膳食纖維等多種營養(yǎng)物質(zhì)[2]。軟棗獼猴桃主要分布于我國東北三省、山東省及華北、西北各省區(qū),在國外如俄羅斯、日本也有分布,其中以我國東北地區(qū)的資源最為豐富[3]。在我國軟棗獼猴桃種植面積近 2 800 hm2,年產(chǎn)量1 000 t左右,成品率約50%,持續(xù)種植平均每666.7 m2(1畝)地年凈收入達3 393元[4]。軟棗獼猴桃是一種藥食同源植物,所含活性成分具有多種藥理作用[5-6],其中三萜類活性成分對肝癌、肺癌、皮膚癌等多種癌癥具有良好的預(yù)防效果。果實酸甜可口,營養(yǎng)豐富,Vc含量是蘋果和梨的80~100倍,是一種適合于老年、兒童的滋補果品,對美容養(yǎng)顏具有獨特功效[7]。近年來軟棗獼猴桃果實加工產(chǎn)品如果汁、果酒、果醬和果脯等相關(guān)產(chǎn)品不斷出現(xiàn),提升了軟棗獼猴桃的經(jīng)濟價值。但由于軟棗獼猴桃果實采收期較短、貨架時間不長,難以保持營養(yǎng)成分,無法合理調(diào)控其成熟衰老,導(dǎo)致果實大量腐爛。因此,延長果品貯藏保鮮時間、保持果實生理品質(zhì),成為當(dāng)前國內(nèi)外學(xué)者深入研究的熱點。近幾年來通過保鮮劑處理、確定采收時間、改良包裝技術(shù)和控制貯藏溫度等技術(shù)手段,可以有效地延長軟棗獼猴桃果實保質(zhì)期7~10周。本文對軟棗獼猴桃果品加工和貯藏保鮮進行綜述,詳細介紹了果汁、果酒等產(chǎn)品的制作工藝和貯藏保鮮技術(shù),為軟棗獼猴桃果實資源的進一步開發(fā)與利用提供理論依據(jù)。
為滿足當(dāng)今消費者的需求,軟棗獼猴桃果品加工產(chǎn)品逐漸增多,豐富了果品綜合利用產(chǎn)業(yè)鏈,近幾年針對軟棗獼猴桃果品加工產(chǎn)品的研究中果汁、果酒、果醬、果脯、果醋、果膠口服液和果凍均有報道[8-33]。
傳統(tǒng)的軟棗獼猴桃果汁是以40%軟棗獼猴桃原汁、16%白砂糖、0.25%檸檬酸和0.12%羧甲基纖維素混合而成[8]。制法簡單方便,但存在口感不佳、出汁率低、營養(yǎng)流失較多等弊端,因此優(yōu)勢菌株的篩選和發(fā)酵條件、酶解工藝的優(yōu)化成為了研究的重要方向。馬云等[9]從LD241軟棗獼猴桃果漿中篩選出1株產(chǎn)酸量高的優(yōu)勢菌株LactobacillusharbinensisSYS5613用于發(fā)酵果汁,可以較好地解決營養(yǎng)物質(zhì)的流失。工藝條件為:溫度38 ℃、糖添加量7%、接種量8%、時間11 h。王菲菲等[10]研制了添加15%軟棗獼猴桃果汁、12%糖、0.1%檸檬酸、0.05%穩(wěn)定劑及其他輔料,酶添加量為0.08%、酶解時間為8 h的飲料,出汁率高、口感較佳。
由于人們消費理念的不斷提升,傳統(tǒng)模式所制得的果汁飲料已經(jīng)不能滿足廣大消費者的需求,復(fù)合型果汁飲料和果肉型果汁飲料更符合消費者需求。以目前的研究報道來看,軟棗獼猴桃與打瓜[11]、黑加侖[12]、苦瓜[13]、山楂[14]和玫瑰[15]等的復(fù)合型果汁飲料均有報道,所制得的飲料香氣濃郁、風(fēng)味純正、酸甜適中,可以提高果汁的穩(wěn)定性、減少口感的酸澀度、增強果汁的澄清度和透光性。而果肉型飲料需要10%原果漿、10%白砂糖、0.08%檸檬酸和0.06%蘋果酸,同時以黃原膠和羧甲基纖維素等比復(fù)配作為穩(wěn)定劑,添加量為0.135%,在均質(zhì)(60 ℃,20 MPa)、滅菌(80 ℃,20 min)下制得[16]。
軟棗獼猴桃果汁的加工工藝已經(jīng)取得了明顯的進展,果汁的口感、出汁率、酸澀度、澄清度等問題也得到了很好的解決。但消費者的關(guān)注點更加注重于軟棗獼猴桃果汁的營養(yǎng)價值,因此在確保加工工藝合理的基礎(chǔ)上,保持果實原有營養(yǎng)成分的完整性,提高營養(yǎng)物質(zhì)的利用率,增加果汁的營養(yǎng)價值必將成為未來的研究熱點之一。
軟棗獼猴桃果酒含有大量的果酸、Vc、總黃酮、氨基酸和人體所需常量、微量元素等,營養(yǎng)價值高且具有抗腫瘤、抗病毒、抗脂質(zhì)過氧化等多種藥理作用,還有防治白內(nèi)障、心血管疾病、促進胎兒發(fā)育等生理功能。張寶香等[17]以軟棗獼猴桃“豐綠”為原料發(fā)酵原酒,采用“左山一”酵母菌株,在醪液初始糖度為20%、酵母菌液接種量4.0%、發(fā)酵溫度27 ℃的條件下所得到的果酒含有較高的Vc和黃酮類成分,以及配比合理的微量元素和氨基酸,使軟棗獼猴桃果酒中營養(yǎng)物質(zhì)的利用率得以提高。
最佳酶解和發(fā)酵條件的確定、酵母菌種的選擇對軟棗獼猴桃果酒樣品的最終pH值、酒精度、色度和抗氧化活性有很大的影響。閆勝楠等[18]確定了適合于軟棗獼猴桃果酒發(fā)酵的碳源、酵母和工藝條件,以蜂蜜為碳源,發(fā)酵菌種為Fermivin酵母菌,添加量為0.4%,在硫代硫酸鈉添加量100 mg/L、初始糖度25.0 °Brix、溫度16 ℃條件下,所得果酒感官評價較高,具有很強的抗氧化性[19-20]。
以傳統(tǒng)發(fā)酵方式加工的軟棗獼猴桃果酒的酸度會明顯增加,透光率與穩(wěn)定性較差。文獻報道采用CO2浸漬發(fā)酵法研制的發(fā)酵型果酒能有效降酸,最大限度地保留軟棗獼猴桃的香氣物質(zhì)和營養(yǎng)成分,較傳統(tǒng)發(fā)酵而言,降酸幅度高18.5%,pH升幅比傳統(tǒng)發(fā)酵高0.17,乙酸乙酯和總酯含量比傳統(tǒng)發(fā)酵分別高出0.07 g/L和0.2 g/L;在酶解條件為果膠酶用量0.08%、pH 3.4、酶解時間9 h;發(fā)酵條件為發(fā)酵溫度20 ℃,菌種接種量0.04%,初始pH 3.2的環(huán)境下,以果膠酶50 mg/kg、皂土0.16%和乙烯毗咯烷酮 100 mg/kg為澄清參數(shù)所得軟棗獼猴桃發(fā)酵型果酒口感質(zhì)量較傳統(tǒng)發(fā)酵較好,透光率能夠達到94%以上且穩(wěn)定性較好[21]。
為減少軟棗獼猴桃果酒口感的苦澀程度,以軟棗獼猴桃和蘋果為原料研制復(fù)合果酒,口感清香且不具有軟棗獼猴桃的苦澀味[22-23]。除此之外,還可以在軟棗獼猴桃果酒、碳酸鈣和果膠酶的復(fù)合物中用0.1%的細胞托酶PCL 5室溫處理2 h,陳化過程中加入1.0 g/L CaCO3,以達到降低酸度和苦澀的效果,果酒更適口[24]。
果醬是一種以水果、果汁和果漿等為原料經(jīng)過一系列處理制成的醬狀產(chǎn)品,可在延長水果保存時間的同時保留水果的原本味道,在加工果醬的過程中還可以添加一些有效成分用于產(chǎn)品品質(zhì)的提升,但果醬制品酸甜不太協(xié)調(diào)、口感較為粗糙、組織狀態(tài)較差、不夠均勻、流動性差。邵信儒等[25]以長白山野生軟棗獼猴桃為原料通過正交試驗研究其果醬配方,實驗得到最佳配方為野生軟棗獼猴桃果漿添加量40%、白砂糖添加量12%、黃原膠添加量0.04%、檸檬酸添加量0.06%,所得果醬顏色較為純正、組織狀態(tài)均勻一致。
為了延長軟棗獼猴桃果醬的保質(zhì)期、提高其抗氧化性,可以適當(dāng)?shù)亟档唾A藏溫度。獼猴桃果醬酚類含量和抗氧化活性對溫度有很強的依賴性,貯藏溫度的升高會導(dǎo)致果醬的總酚含量和抗氧化活性隨時間的延長而降低[26]。
濃縮和滅菌是果醬加工的重要工序之一,濃縮條件的選擇直接決定果醬的風(fēng)味、口感及組織狀態(tài)。濃縮時間短,果醬水分含量大、醬體稀;濃縮時間長水分含量低、醬體稠。滅菌工藝對產(chǎn)品的衛(wèi)生指標(biāo)具有決定性的影響,但滅菌時間過長、溫度過高會造成產(chǎn)品顏色過深,營養(yǎng)成分損失大;滅菌時間過短會造成殺菌不徹底。因此優(yōu)化軟棗獼猴桃果醬的制作工藝、篩選合理的貯藏、滅菌條件是未來發(fā)展的必然趨勢。
果脯也是一種既能延長水果保質(zhì)期又能保存水果味道的加工品,不同的加工條件對制得的果脯口感存在很大差異。孫海濤等[27]以長白山野生軟棗獼猴桃為原料研制了低糖果脯,工藝參數(shù)為:蔗糖和木糖醇質(zhì)量比為2∶1、蔗糖和木糖醇混合溶液質(zhì)量分數(shù)為50%、羧甲基纖維素鈉質(zhì)量分數(shù)為0.5%、檸檬酸質(zhì)量分數(shù)為0.6%,在滲糖真空度為0.075 MPa下真空滲糖12 h,制得的軟棗獼猴桃低糖果脯色澤鮮亮、口感品質(zhì)、組織狀態(tài)最佳。
除了上述的果汁、果酒、果醬和果脯外,還有很多加工品也進入了人們的生活,如果醋、果膠口服液和果凍[28-33]。果醋是由水果經(jīng)酒精發(fā)酵(發(fā)酵溫度25 ℃)和果醋發(fā)酵(發(fā)酵溫度33 ℃)[28]后得到的飲料,具有水果和醋的多重營養(yǎng),富含多種有機酸和人體必需的氨基酸等營養(yǎng)成分,能有效地調(diào)節(jié)機體代謝,提高人體免疫力。添加10%醋酸發(fā)酵液、80%軟棗獼猴桃果汁、木糖醇添加量0.08 g/mL經(jīng)發(fā)酵后可得到醋酸含量為5.99×10-2g/mL、酯含量為0.76 g/L的果醋飲料[29]。鐘寶等[30]在單一果醋的基礎(chǔ)上以軟棗獼猴桃和玫瑰為原料研制了復(fù)合型果醋,果香濃郁、味道鮮美。果膠口服液可以濃縮水果中的果膠成分以達到美容養(yǎng)顏的效果。王巖松以液料比6∶1、提取時間90 min、提取溫度90 ℃、pH 2.3、提取2次制做了軟棗獼猴桃果膠[31]。王馨甜等[32]還以軟棗獼猴桃果膠、柑橘果膠和蘋果果膠為原料制備復(fù)合型果膠口服液,果膠濃縮液添加量60%、木糖醇添加量6%、麥芽糖醇添加量10%、檸檬酸添加量0.3%、果汁添加量15%,在溫度85 ℃、時間60 min、pH 0.5的條件下制得的果膠口服液口感極佳。果凍外觀晶瑩、口感爽滑是一種深受青少年喜愛的休閑食品,為滿足人們對食品保健功能的需求,使果凍具有多種營養(yǎng)成分和保健功能。王雪媛等[33]以軟棗獼猴桃和葡萄為原料研究果肉型果凍配方,通過添加軟棗獼猴桃果肉量8%、葡萄汁量25%、復(fù)合膠(卡拉膠與魔芋膠的比例為2∶1)量為1.0%、白砂糖10%、檸檬酸0.1%,所制得的果凍口感較好且具有一定的營養(yǎng)價值。
保鮮劑處理是保證果品品質(zhì)的重要技術(shù)手段之一,1-甲基環(huán)丙烯(1-MCP)、甲殼素、二氧化氯等保鮮劑處理在果蔬中已有大量研究,能夠有效保證軟棗獼猴桃果品質(zhì)量、延緩果實腐敗、延長貨架期。1-MCP處理[34-39]是目前為止最為常見的一種處理辦法,相較于高錳酸鉀[35]、山梨酸[35]、草酸[36]、水楊酸[36]、氯化鈣[36-37]、乙酰水楊酸[36]、二氧化氯[37]、1-戊基環(huán)丙烯[38]和1-辛酰環(huán)丙烯[38]等處理后的果實特征和可滴定酸含量要明顯優(yōu)于對照組,能夠降低果實軟化和失重的速率,延緩腐爛,推遲呼吸峰值的出現(xiàn);抑制糖和可溶性固形物含量的增加;防止Vc含量的下降;抑制ACC合成酶和ACC氧化酶的活性,進而保持軟棗獼猴桃果實品質(zhì)的良好。為了合理使用1-MCP,張寶香等[40]以軟棗獼猴桃為試材,探究低溫下不同1-MCP處理濃度對鮮果貯藏保鮮品質(zhì)的影響,“魁綠”1-MCP最適處理濃度為1.5 g/L,貯藏期為49 d;“蘋綠”1-MCP最適處理濃度為1.0 g/L,貯藏期為70 d;“馨綠”1-MCP最適處理濃度為2.5 g/L,貯藏期為63 d。甲殼素處理也能夠有效提高軟棗獼猴桃的貯藏品質(zhì)。安嬌等[41]探究了甲殼素對軟棗獼猴桃果實品質(zhì)的影響,以軟棗獼猴桃“桓優(yōu)1號”為研究對象,處理后果實硬度、亮度、碳水化合物含量都明顯增加,果實軟化度、失水率明顯降低,從而提高果實的貯藏時間。LIU等[42]的研究表明,經(jīng)過甲殼素處理后能夠顯著提高單果質(zhì)量,降低可溶性固形物含量和可滴定酸含量,抑制果膠、纖維素和半纖維素的活性并且抑制其分解,進而提高其品質(zhì)和貯存性能。除此之外,以30 mg/L ClO2氣體處理30 min后于2 ℃中貯藏也可有效減輕軟棗獼猴桃冷藏過程中果實品質(zhì)的惡化,降低果實軟化速率,延緩可溶性固形物含量的增加,抑制微生物生長繁殖,延緩軟棗獼猴桃的成熟過程[43]。
合理控制軟棗獼猴桃果實的采收時間,可以有效控制固形物含量的流失,進而優(yōu)化成熟后的品質(zhì)。OH等[44]探究了最優(yōu)采收期對軟棗獼猴桃果實采收后期發(fā)育特征的影響,在花期后的130~133 d淀粉和糖的含量顯著增加,可溶性固形物含量和果實干物質(zhì)含量增加,在花期后130~133 d采摘的果實于1 ℃下冷藏,果實軟化速率明顯降低,呼吸速率減慢,因此確定通過控制理想采收期并在適當(dāng)?shù)馁A藏條件下,可以優(yōu)化軟棗獼猴桃幼果的品質(zhì)。HAN等[45]探究了采收期對軟棗獼猴桃果實保鮮的影響,發(fā)現(xiàn)當(dāng)果實可溶性固形物含量<8%時采收,成熟過程中的果實質(zhì)量和硬度顯著降低,在成熟期7 d后會出現(xiàn)腐爛情況,導(dǎo)致果實品質(zhì)不佳。因此表皮微硬的軟棗獼猴桃應(yīng)在果實可溶性固形物含量剛好>8%時采收。高雪等[46]研究了不同成熟度的軟棗獼猴桃貯藏特性,七成熟果實(盛花期后76~78 d)的口感與風(fēng)味較差,八成熟果實(盛花期后80~82 d)適合長期貯藏、錯季節(jié)上市和遠距離運輸后銷售,九成熟果實(盛花期后84~92 d)適合采后本地銷售鮮食及加工。劉銘等[47]以軟棗獼猴桃“桓優(yōu)1號”為試材表明從9月中旬開始采收,對軟棗獼猴桃果實品質(zhì)的后期保存影響較小。
國內(nèi)外學(xué)者發(fā)現(xiàn)包裝技術(shù)可以通過耐熱、耐寒和隔絕水汽等辦法有效地減少軟棗獼猴桃的損失。GIUGGIOLI等[48]發(fā)現(xiàn)通過拉伸薄膜包裝技術(shù)FI可以有效地保證軟棗獼猴桃果實整體質(zhì)量。拉伸薄膜包裝技術(shù)是通過加入垂直力使裝載物體更穩(wěn)定,并使薄膜黏性降低不與被包裝物品相互粘連;在感官特性方面,可以保持果實質(zhì)量的穩(wěn)定,果皮色澤(光度)鮮亮,味覺感官屬性良好,同時可以有效地防止冷熱空氣進入,進而降低了果實的核心溫度。通過研究軟棗獼猴桃果實的理化性質(zhì)發(fā)現(xiàn)低通風(fēng)口處包裝可明顯減少損失,還可以減緩果實質(zhì)量的流失,減少新鮮果實的水分損失并延長貯藏期7~10周。相比于傳統(tǒng)的包裝方式,采用自發(fā)氣調(diào)包裝可以使水果與環(huán)境相互協(xié)調(diào),旨在創(chuàng)造出一種適合于果品貯藏和氣體置換的環(huán)境條件,使采后的軟棗獼猴桃處于CO2和O2含量穩(wěn)定的貯藏條件中,抑制由于水分蒸發(fā)引起的質(zhì)量損失,實現(xiàn)抗氧化代謝及誘導(dǎo)果實苯丙烷的形成,使軟棗獼猴桃果實保持較好的品質(zhì),延長貨架期[49]。
貯藏溫度對于大多數(shù)的果品保鮮都存在著很大的影響,在0 ℃條件下貯藏保存軟棗獼猴桃發(fā)生冷害的幾率極低[50],果實硬度較好,可溶性固形物含量降低,營養(yǎng)物質(zhì)含量較高,果實硬度會影響軟棗獼猴桃的可溶性固形物含量,有利的貯藏溫度是軟棗獼猴桃采后生理品質(zhì)保持的必要條件[51]。
綜上所述,在軟棗獼猴桃果品加工過程中果汁、果酒等飲料制品的澄清度、穩(wěn)定性、色澤度、發(fā)酵效果、產(chǎn)品質(zhì)量等問題得到了明顯的提高,但對于其營養(yǎng)價值的提高還有待深入研究。同時對于果品綜合利用的效果不明顯,果醬、果脯、果醋、果膠口服液和果凍等方面的研究工藝報道較少,未能確定其最佳制作工藝。因此從資源、環(huán)境、經(jīng)濟等方面不斷地開發(fā)相關(guān)技術(shù),延伸果品綜合利用產(chǎn)業(yè)鏈,實現(xiàn)果品加工與可持續(xù)綜合利用應(yīng)是今后發(fā)展的方向與挑戰(zhàn)。
相信隨著軟棗獼猴桃果實加工與貯藏保鮮研究的不斷深入,果實加工產(chǎn)品必將達到營養(yǎng)價值良好、產(chǎn)品感官優(yōu)良、制作工藝簡單的效果,未來在軟棗獼猴桃鮮果保鮮領(lǐng)域也將取得重大突破,使新鮮果品的貨架期得以延長,進而真正解決制約軟棗獼猴桃產(chǎn)品工業(yè)化發(fā)展的問題,推動產(chǎn)業(yè)進一步發(fā)展。