董 琳
(陜西職業(yè)技術學院,西安 710038)
生姜(ZingiberofficinaleRosc.)隸屬姜科多年生植物,分布廣泛,它地下部分的根莖可食用[1]。生姜起源于東南亞地區(qū),之后傳入我國,深受人民喜愛,在我國很多地區(qū)被栽培。我國最出名的生姜品種有云南曲靖小黃姜、江西興國姜、廣東密輪細肉姜、山東安丘緬姜、山東萊蕪片姜、遵義大白姜[2,3]。當今,我國是生產(chǎn)生姜的主要國家之一,也是較大的生姜加工出口國。2019年全球生姜產(chǎn)品出口量大約為1000噸,我國生姜產(chǎn)品出口量為680噸,占全球的60%以上[4]。
生姜中含有多種人體必需的物質(zhì),例如:維生素、纖維素、蛋白質(zhì)和脂肪等;除此之外,生姜中還含有抗氧化、降血糖等物質(zhì),例如:姜黃酮、姜揮發(fā)油、姜辣素和生姜多糖等[5]。目前,很多學者已經(jīng)加入到對生姜藥理性質(zhì)的研究。
生姜作為一種傳統(tǒng)的烹飪食物和香料,在我國歷史悠久,它也被中國的傳統(tǒng)醫(yī)學認為具有祛除人體風寒的功效[6-8]。最新的研究結果表明,生姜中的多種生物活性物質(zhì)具有抗菌、抗氧化、降低血糖等諸多功效[9],也可用于預防、治療中老年人疾病和保健品的開發(fā)[10]。除我國以外,很多種植生姜的國家也將生姜作為一種傳統(tǒng)的藥物廣泛使用。
生姜擁有很多別名,常見的有因地辛、蜜炙姜。生姜最主要的藥用功效是祛除風寒、溫肺化痰,它在《神農(nóng)本草經(jīng)》、《傷寒雜病論》兩書中的藥用功效已經(jīng)被記載。我國衛(wèi)生部也確定了生姜作為食藥兼用的植物,它可以在醫(yī)藥、食品加工、美容等領域廣泛運用[11,12]。
2.1.1 傳統(tǒng)生姜產(chǎn)品
目前,生姜的初加工產(chǎn)品主要是利用生姜的姜辣味,將各種初加工產(chǎn)品作為食品調(diào)味劑使用,沒有充分地運用生姜中的各種營養(yǎng)物質(zhì)。我國生姜初加工產(chǎn)品中常見的有糖醋生姜片、五味姜、腌制生姜、醬制生姜、姜絲、脫水姜片、干姜片、咸酸味姜等[13,14]。
2.1.2 生姜飲料
生姜具有獨特的姜辣風味,同時也擁有保健功能,利用其功能與特性,添加在各類飲料中,作為保健飲料,也能吸引消費者的眼球。現(xiàn)在已經(jīng)被開發(fā)出來的生姜類飲料有生姜汁飲料、生姜果蔬果茶飲料、生姜果蔬汁復合飲料、生姜乳品復合飲料以及生姜保健飲品和酒類的復合飲料[15]。
生姜的精深加工方法是指生姜采用現(xiàn)代提取工藝,獲得生姜活性物質(zhì)方法。研究人員發(fā)現(xiàn)生姜中的提取物在我國食品工業(yè)中被廣泛用作食品的調(diào)味劑、護色劑、抗氧化劑、防腐劑、保鮮劑、嫩化劑、凝乳劑、澄清劑等[16]。目前,生姜的精深加工方法主要有3種:超臨界水氣化合物蒸餾法、超臨界流體化合物萃取法、壓榨加工法[17]。提純得到的生姜有效成分主要有三類:揮發(fā)性甘油,這類物質(zhì)以復合甘油為主;姜辣素,成分復雜,主要由姜烯酚、姜酚、姜酮、姜二酮、姜二醇等化合物質(zhì)混合而成;二苯基庚烷,以非線性和環(huán)狀的對二苯基類化合物質(zhì)為主。
2.2.1 姜精油
姜精油是一種具有流動性的揮發(fā)精油,主要通過新鮮生姜經(jīng)過大量水汽高溫蒸餾提取工藝獲得[18],姜精油呈透明、淺黃色。生姜精油具有殺菌、消炎、抗菌、抗癌、抗口腔潰瘍等藥用功能,同時還具有特殊芳香味,在食品、醫(yī)藥、化妝品等領域被廣泛地用作各種增香劑的原料使用[19]。
2.2.2 姜辣素
姜辣素又被稱為姜油樹脂,難溶于水,在室溫條件下顏色為琥珀色。姜辣素的化學成分穩(wěn)定。姜辣素又因為具有與生姜相似的辛辣味,被廣泛用作各香料的添加劑和食品的調(diào)味料[20,21]。其中姜酚類物質(zhì)還能與含有腥味的肉類食品相互作用,在烹飪和加工食品時作為調(diào)味劑,祛除食品的異味。
姜油的提取方法分別是水蒸氣蒸餾法、溶劑直接提取法、壓榨法[22]。根據(jù)姜油樹脂與姜精油兩種物質(zhì)的分子質(zhì)量與其他物質(zhì)的分子質(zhì)量的區(qū)別,分離獲得姜油樹脂與姜精油的混合物姜油。
水蒸氣蒸餾法:傳統(tǒng)的水蒸氣精油蒸餾的方法是從生姜中直接提取揮發(fā)性成分精油的最常用方法,該蒸餾方法為利用分壓的化學定律,將難溶于油或水的易揮發(fā)成分進行蒸餾。
提取工藝:將生姜放入鍋中加熱、搗碎,然后往鍋中通入水蒸氣,1 h,降低溫度,蒸餾,獲得姜油。
優(yōu)缺點:姜油的得率為2%左右,此方法的優(yōu)點是投資少、操作簡單;缺點是生姜產(chǎn)油率低,蒸餾需要的時間較長,無法直接獲得姜辣素等非穩(wěn)定的揮發(fā)性精油組分[23]。
溶劑直接提取法:常用的提取方法,將生姜直接放入有機溶劑中進行提取,根據(jù)溶質(zhì)與溶劑沸點的不同,將溶劑與溶質(zhì)進行分離,從而獲得姜油樹脂。
提取工藝:將生姜切片,放入有機溶劑中,浸泡20 min,蒸餾,分離獲得姜油。
優(yōu)缺點:方便,可以大量同時提取;但是需要用到很多有機溶劑,有些有機溶劑(苯酚)具有劇毒,操作過程中存在風險[24]。
壓榨法:利用姜油壓榨機對新鮮的生姜進行壓榨處理,獲得其中的主要成分為姜油和沉淀樹脂。
提取工藝:將生姜清洗干凈,使用壓榨機進行壓榨,獲得姜油與水等混合物。
優(yōu)缺點:操作成本低,但是姜油樹脂的獲得率極低,姜油樹脂中還包含大量的淀粉、礦物元素、蛋白質(zhì)和水等多種雜質(zhì)[25]。
生姜汁作為一種調(diào)味劑和保健品,在復合保健飲料中被添加,以提高產(chǎn)品的附加價值和改善食品的風味,例如紅棗生姜復合飲料。生姜汁的提取工藝流程如下:
生姜提汁工藝原料準備:首先挑選品質(zhì)較好的生姜,去皮,放置于65 ℃的恒溫烘箱中,烘干,切成小姜塊備用。
工藝制作流程:取30 g的干姜塊,添加200 g的蒸餾水,打成姜漿,置于50 ℃恒溫的熱水浴室中加熱,1 h,取出后使用高溫進行抽濾,獲得姜汁,將姜汁放置于各種飲料中制成姜汁類飲料[26]。
取0.15 g新鮮生姜研成粉末,放入蒸餾水中,在蒸餾水中加入少量的鹽酸;蒸餾并多次提??;獲得蒸餾液體后,加入少量的無水醋酸;50 ℃水浴鍋放置30 min;離心機6000 r/min離心5 min,獲得上清液,過濾,得到辣姜素[27]。
生姜作為一種天然的物質(zhì)一直被廣泛運用,它被添加在各種天然食品中。不僅增加食品的風味和營養(yǎng)價值,而且增加了這些食品的經(jīng)濟價值。蜜香暖姜系列風味飲料的銷售價格達到10元/350 mL,相比于紅茶、綠茶各類風味飲料的價格高出很多。普通的新鮮生姜銷售價格為2~10元/kg不等,將這些新鮮生姜制作成生姜茶后銷售價格大約為30元/kg,不僅大大提高了生姜的附加值,同時也增加了生姜在人們視野中出現(xiàn)的幾率,增加了生姜對人們的影響[28]。除了此系列生姜飲料以外,還有各種各樣的新鮮生姜系列產(chǎn)品。
隨著生姜深加工產(chǎn)品的研究人員增多,越來越多的生姜深加工產(chǎn)品被開發(fā)出來,生姜的附加值也將被大大開發(fā)出來[29],生姜系列產(chǎn)品將成為未來火熱的產(chǎn)品。
我國生姜的加工和生產(chǎn)方法目前仍然處于落后階段,生產(chǎn)加工設備簡陋,生產(chǎn)技術落后,大部分的生姜生產(chǎn)工藝還停留在原始階段,在傳統(tǒng)的生姜打漿、磨細、榨汁和蒸煮的生產(chǎn)技術和工藝操作過程中,生姜中有效營養(yǎng)成分被嚴重地破壞,嚴重地影響了生姜本身的營養(yǎng)價值。
為了徹底解決生姜加工過程中存在的嚴重問題,我國的生姜研究者已經(jīng)開始引進西方的超微膠囊粉碎工藝和超臨界流體萃取法對生姜進行加工,從而獲得高品質(zhì)的生姜深加工產(chǎn)品,這些先進技術在一定程度上改善了我國生姜深加工產(chǎn)品的質(zhì)量。
隨著人們的物質(zhì)和生活水平不斷提高,人們越來越重視食品的保健價值和功能;加之我國古代傳統(tǒng)的中醫(yī)理論認為生姜具有清熱散寒、化痰止吐、健胃和益氣安神的保健功效;致使生姜深加工產(chǎn)品遇到了前所未有的機遇[30,31]。
過去5年內(nèi),由于對食品和醫(yī)療藥物的需要使我國生姜產(chǎn)量迅速增加,同時對生姜化學成分及營養(yǎng)保健價值的研究也逐步深入[32],結果表明生姜對人體的營養(yǎng)保健作用是其他的保健品無法替代的。因此,生姜具有廣闊的競爭力和市場前景。