高 陽,丁 菲,吳南生,丁永電
(1.宜春學院 生命科學與資源環(huán)境學院,江西 宜春 336000;2.江西農業(yè)大學 南酸棗研究所,江西 南昌 330045;3.江西農業(yè)大學 職業(yè)師范學院,江西 南昌 330045;4.江西農業(yè)大學 林學院,江西 南昌 330045)
【研究意義】南酸棗(Choerospondias axillaris(Roxb.)Burtt et Hill.)是漆樹科南酸棗屬多年生木本植物,廣泛分布在中國的南方地區(qū)及印度、尼泊爾等一些亞洲國家和地區(qū)[1]。南酸棗果實又名四眼果和鼻涕果,具有豐富的營養(yǎng)和藥用價值[2]。研究表明南酸棗果皮、果肉和種仁中均含有豐富的蛋白質、氨基酸、脂肪、維生素和多種礦物元素等營養(yǎng)成分,同時也含有單寧、皂苷等生物活性物質[3]。南酸棗果肉常常被作為原材料加工成果酒、果糕、果醋、果汁,果皮具有藥用價值可用于提取活性藥物成分,果核可作活性炭原料[4-6]。【前人研究進展】漂燙工藝作為果蔬加工時重要的前處理工序,其不僅能夠清潔果面,殺死表面微生物[7],它還能抑制和破壞果實中酶活性,阻止果蔬在后期處理過程中發(fā)生生理生化反應而影響產品質量[8]。南酸棗加工過程中常采用100 ℃熱水漂燙處理30 min,它能夠能起到較好的除菌和去酶活的效果,但長時間的熱水漂燙處理會造成南酸棗果肉營養(yǎng)物質的散失[9]?!颈狙芯壳腥朦c】糖、酸組分是果實重要的風味品質,其含量高低不僅影響果實本身品質,還會對加工產品質量造成影響[10]。目前,關于南酸棗的研究多集中在新產品的開發(fā)和有效成分的提取工藝上,較少涉及熱處理對南酸棗果實品質影響。因此,探究不同熱處理時間對南酸棗果實糖酸變化的影響尤為重要,以期為南酸棗果實加工提供更全面的參考依據。【擬解決的關鍵問題】本研究以成熟的南酸棗果實為試驗材料,通過設置不同時間梯度的100 ℃熱水漂燙處理,采用HPLC 法測定各處理糖、酸組分含量,探究不同熱處理時間對南酸棗果實糖酸變化的影響,以期為南酸棗果實加工提供依據。
南酸棗果實采摘自江西省萬載縣羅城鎮(zhèn)九龍廟,果樹樹齡均在30 年左右。挑選果實形狀、大小、顏色均一,無損傷和視覺缺陷。果實采收當天立即被送到宜春學院的實驗室。
南酸棗果實用清水清洗并自然晾干后,將其隨機分為7 組,每組90 個果,分為3 次重復,每次重復30 個果,分別將其放置于恒溫水浴鍋中進行100 ℃恒溫漂燙處理0,5,10,15,20,25,30 min,處理完后立即撈出自然晾涼,之后再進行取樣并測定相關指標。
1.2.1 糖、酸組分的提取 參照Chen等[11]的方法進行果實糖、酸組分的提取。稱取南酸棗果肉2.00 g,加入80%的乙醇8 mL后將其進行充分研磨后,轉移到10 mL離心管中進行35 ℃恒溫水浴20 min,室溫條件下10 000 r/min離心20 min,取上清液,重復提取3次后合并提取上清液,用80%的乙醇定容至25 mL。取1 mL 的提取用液,濃縮干燥后加入1 mL超純水溶解備用。
1.2.2 糖組分的測定 參照高陽等[12]的方法,采用HPLC進行果實糖組分的測定。將1.2.1中濃縮干燥加水溶解的樣品用0.45 μm 微孔濾膜過濾后以備上機進樣分析,糖組分測定的色譜條件為:Waters NH2 柱(4.6 mm×250 mm,5.0 μm);流動相為V(乙腈)∶V(水)=75∶25;檢測池溫度30 ℃;流速1.0 mL/min;進樣量20 μL;采用RID示差檢測器進行檢測。
1.2.3 有機酸組分的測定 參照楊瀅瀅等[13]的方法,將1.2.1中濃縮干燥加水溶解的樣品取用0.22 μm微孔濾膜過濾后以備上機進樣分析,采用二極管陣列檢測器進行南酸棗果肉有機酸組分含量的檢測,其色譜條件為:C18 柱(4.6 mm×250 mm,5.0 μm),柱溫為25 ℃;流動相為pH=2.7 的50 mmol/L 磷酸氫二氨,流速為0.5 mL/min;進樣量20 μL。
采用Excel 2010 軟件對試驗數據進行整理和繪圖,采用SPSS 20.0 數據處理系統(tǒng)進行差異顯著性分析。
南酸棗果實主要糖組分包括蔗糖、果糖和葡萄糖3 種,采用HPLC 法對不同漂燙時間的南酸棗果實糖組分進行測定,結果如圖1 所示:成熟的南酸棗果實果糖為其主要糖組分,其含量占總糖含量的45.38%,葡萄糖其次,蔗糖含量最低。熱水漂燙處理會對果實糖組分造成影響,由圖1A 可知,短時間的熱水漂燙能夠促進南酸棗果實蔗糖的積累,在漂燙5 min 后南酸棗果實蔗糖含量由原始的32.04 mg/g 增長至50.50 mg/g,隨著漂燙時間的延長,果實蔗糖含量逐漸降低,且時間越長,蔗糖含量下降越多,在漂燙30 min 后,南酸棗果實蔗糖含量下降至7.88 mg/g,顯著低于原始值(P<0.05)。不同時長熱水漂燙處理對南酸棗果實果糖含量的影響如圖1B 所示,除10 min外所有時間的熱水漂燙處理均會降低果實中果糖含量,且處理時間越長,果糖含量下降越多,在漂燙30 min后,南酸棗果實果糖含量下降至30.78 mg/g,僅為原始值的51.97%。與果糖含量變化相似,南酸棗果實葡萄糖含量經過熱水漂燙處理10 min達到最大值,顯著大于原始值(P<0.05),5 min、15 min和20 min的熱水漂燙處理對南酸棗果實含量無顯著影響,但25 min和30 min 的熱水漂燙處理能夠顯著降低果實葡萄糖含量。對總糖含量分析發(fā)現,隨著熱水漂燙時間的延長南酸棗果實總糖呈先增加后降低的變化,在漂燙處理10 min達到最大值(165.36 mg/g),且顯著高于原始值(P<0.05),從20 min開始,熱水漂燙處理的南酸棗果實總糖含量顯著低于原始值。
圖1 不同漂燙時間對南酸棗果實蔗糖(A)、果糖(B)、葡萄糖(C)和總糖(D)含量的影響Fig.1 The effect of different blanching time on the contents of sucrose(A),fructose(B),glucose(C)and total sugar(D)of Choerospondias axillaris fruits
采用HPLC 對南酸棗果實中檸檬酸、奎寧酸、琥珀酸、蘋果酸、酒石酸、抗壞血酸、草酸、富馬酸8種有機酸進行測定。結果如圖2所示,檸檬酸為南酸棗果實主要有機酸,成熟南酸棗果實檸檬酸含量占總有機酸含量的46.46%,其次為琥珀酸和奎寧酸,他們含量分別占總有機酸含量的28.11%和23.95%,蘋果酸、酒石酸、抗壞血酸、草酸、富馬酸含量相對較低,其中富馬酸含量最低,僅為0.07 mg/g。不同時間的漂燙處理對南酸棗果實各有機酸組分含量影響各不相同。
隨著熱水漂燙時間的延長,南酸棗果實檸檬酸含量先增加后降低(圖2A),在漂燙15 min 時達到最大值,5~20 min 的熱水漂燙處理均能夠顯著提高果實檸檬酸含量,但25~30 min 漂燙處理的果實檸檬酸含量顯著低于原始值(45.52 mg/g)。與檸檬酸含量變化類似(圖2B),5~20 min 的熱水漂燙處理能夠提高果實奎寧酸含量,僅15 min 漂燙處理果實的奎寧酸含量顯著高于原始值(23.47 mg/g),所有處理中僅30 min 的漂燙處理會降低果實奎寧酸含量,且達到顯著水平(P<0.05)。圖2C 為不同漂燙時間對南酸棗果實琥珀酸含量的影響結果,由圖可知熱水漂燙處理能夠降低果實琥珀酸含量,且處理時間越長果實琥珀酸下降越明顯,從漂燙10 min 開始果實的琥珀酸含量顯著低于原始值,在漂燙30 min 后,南酸棗果實琥珀酸含量下降至11.62 mg/g,僅為原始值的42.21%。
熱水漂燙對南酸棗果實中蘋果酸、酒石酸和草酸含量的影響均隨著處理時間的延長呈先增加后降低的變化(圖2D、E、G)。漂燙處理5 min的南酸棗果實蘋果酸含量最高,之后逐漸下降,從處理20 min開始果實蘋果酸含量顯著低于原始值(P<0.05)。漂燙處理20 min 的果實酒石酸含量最高,達到原始值的3.17倍,所有漂燙處理果實的酒石酸含量均高于原始值。漂燙處理15 min的南酸棗果實草酸含量最高,是原始值的1.59倍,5~25 min的漂燙處理均能顯著提高果實草酸含量,僅30 min漂燙處理的南酸棗果實草酸含量顯著低于原始值(P<0.05)。
熱水漂燙處理對抗壞血酸和富馬酸含量的影響與對琥珀酸含量相似(圖2F、圖2H),熱水漂燙處理能夠降低果實琥珀酸含量,且處理時間越長果實琥珀酸下降越明顯,從漂燙15 min開始果實的抗壞血酸和富馬酸含量顯著低于原始值(P<0.05)。
圖3 為不同漂燙時間對南酸棗果實糖酸比的影響結果,從圖中可知,南酸棗果實糖酸比原始值為1.33,除漂燙處理10 min提高果實糖酸比外,其他時間的漂燙處理均能降低果實糖酸比,且從處理15 min開始均顯著低于原始值(P<0.05)。
圖3 不同漂燙時間對南酸棗果實糖酸比的影響Fig.3 The effect of different blanching time on the sugar acid ratio of Choerospondias axillaris fruits
漂燙是果蔬貯藏和加工中的重要環(huán)節(jié),果蔬漂燙能有效破壞酶的活性、穩(wěn)定色澤、改善產品質構和風味,但漂燙處理的效果因漂燙溫度和時間不同而存在差異[8]。周志才等[14]研究發(fā)現熱水漂燙能夠降低苦菜中葉綠素、糖、維生素C 含量和POD 活性,且溫度越高,降低效果越明顯,但漂燙對苦菜中蛋白質和鈣含量無顯著影響。在對芫荽的研究中發(fā)現,漂燙處理能顯著降低芫荽的營養(yǎng)成分,隨著漂燙時間的延長,芫荽各營養(yǎng)成分均呈現不同程度的降低[15]。張海燕等[16]在對蘋果加工工藝研究中發(fā)現,短時間的漂燙處理可以改善蘋果質地,提高感官品質,并通過控制POD活性,抑制褐變,但過度的漂燙反而會破壞果實質地、造成SOD 等抗氧化酶活性的喪失及感官品質的下降,以及能源的浪費。本研究結果表明,熱水漂燙處理對南酸棗果實糖組分和有機酸組分造成影響。
糖分是果實重要的營養(yǎng)品質,其含量高低及種類多少會對果實本身風味及后期加工產品造成影響[17]。水果中可溶性糖主要是蔗糖、葡萄糖和果糖,但有的水果還含有山梨醇、甘露醇、木糖等[10]。本研究對南酸棗果實主要可溶性糖蔗糖、果糖和葡萄糖進行測定,結果表明不同時長的熱水漂燙處理對南酸棗果實3種糖組分影響各異。總體來說,短時間的熱水漂燙處理能夠提高南酸棗果實3種糖組分和總糖含量,但長時間的漂燙會降低南酸棗果實糖含量,且處理時間越長下降越明顯。造成這種現狀的原因可能是短時間的熱水漂燙處理能夠促進南酸棗果實中不可溶性的多糖降解成可溶性糖,但過長時間會破壞果實表皮導致果實中糖分流失到熱水中進而造成果實中糖組分含量降低[18]。
有機酸是影響果實品質的重要風味物質,果實中有機酸的種類重要包括檸檬酸、蘋果酸、酒石酸、奎寧酸、草酸、琥珀酸、乳酸、抗壞血酸等,不同種類果實有機酸組分及其含量差異顯著,按照成熟果實中所積累的主要有機酸可以大體將果實分為蘋果酸型、檸檬酸型和酒石酸型3 種果實類型[19-21]。前期研究結果表明南酸棗果實果皮和果肉含有豐富的有機酸,其中為檸檬酸主要有機酸,說明南酸棗果實為檸檬酸型果實[3],與上述結果類似,本研究結果表明南酸棗果實中檸檬酸為主要有機酸,其次為琥珀酸、奎寧酸、蘋果酸、酒石酸、抗壞血酸、草酸、富馬酸含量相對較低。熱水漂燙處理對南酸棗果實中有機酸組分的影響各不相同,短時間的熱水漂燙處理不會顯著降低果實有機酸含量,反而能夠顯著提高檸檬酸、奎寧酸、蘋果酸等有機酸的含量,但過長時間的熱水漂燙處理能降低所有有機酸組分的含量,這與李俶等[9]結果相同,其研究認為漂燙處理對南酸棗細胞結構造成一定程度的損壞,導致水溶性營養(yǎng)成分流失,其中部分有機酸因易溶于水而損失。
綜合上述結果認為,南酸棗果實可溶性糖主要包括蔗糖、果糖和葡萄糖,有機酸主要包括檸檬酸、奎寧酸、琥珀酸、蘋果酸、酒石酸、抗壞血酸、草酸、富馬酸,短時間的熱水漂燙處理能夠通過提高蔗糖、果糖和葡萄糖含量來提高總糖含量,通過提高檸檬酸和奎寧酸含量從而提高總有機酸含量,而長時間的熱水漂燙處理通過降低各糖組分和有機酸組分來降低果實總糖和總有機酸含量。結合糖酸比值結果分析認為10 min熱水漂燙處理為南酸棗果實較適宜時長。