马蹄的贮藏保鲜与加工利用研究进展

刘兵，段振华，2，*

（1.海南大学食品学院，海南海口570228；2.贺州学院食品科学技术研究院，广西贺州542899）

马蹄的贮藏保鲜与加工利用研究进展

刘兵1，段振华1，2，*

（1.海南大学食品学院，海南海口570228；2.贺州学院食品科学技术研究院，广西贺州542899）

马蹄营养丰富，皮嫩汁多，属季节性食品，货架期较短。鲜切后的马蹄易于变色和失水腐败，影响外观品质、风味和营养价值等，产品附加值低；在加工中产生的马蹄皮含有较多活性物质，如处理不当易造成资源浪费和环境的污染。本文主要综述了马蹄贮藏保鲜处理的技术，主要有涂膜保鲜、热处理保鲜、氮气处理保鲜、乙醛熏蒸处理保鲜及护色剂保鲜等；以及马蹄果肉和马蹄皮加工利用的方法，包括马蹄果肉饮料的加工，马蹄皮果酒、果醋加工及棕色素、黄酮和多酚类等物质的提取。

马蹄；贮藏保鲜；加工

马蹄（学名Heleocharis Tuberose Schult）又名地栗、乌芋、凫茨、通天草等，属莎草科荸荠属多年生水生草本植物，因外形似马蹄而得名［1］，其皮呈赤褐色，球茎扁圆，表面光滑，肉脆嫩而多汁，是一种天然的经济作物，原产于中国南部及印度，在我国已有2000多年的栽培史［2］。马蹄风味特殊，生吃熟食都可，为水果、蔬菜兼用型食品，富含蛋白质、碳水化合物、多种矿物质、维生素等成分，其皮中含有许多生物活性成分，具有一定的保健作用。中医认为马蹄性寒、味甘，无毒，具有清热、生津、开胃、消食、化痰、润燥、明目、清音、醒酒等功效，还具有抗肿瘤、抗菌、防治呼吸道疾病、利肠通便和利尿排淋等作用。临床上，可用于热病烦渴、痰热咳嗽、延后疼痛等症［3］。我国每年的马蹄产量巨大，上市后多以鲜销为主，货架期短，且马蹄的加工利用化程度低，因此，对马蹄贮藏保鲜方法及精深加工的研究对于解决马蹄季节性生产与常年消费的矛盾、开发马蹄新产品、提高附加值及产品品质，提升马蹄综合利用程度具有十分重要的意义。

1　马蹄的贮藏保鲜技术

马蹄皮薄汁多，极易失水萎缩和腐烂变质，贮藏期短；且马蹄去皮后受到不同因素的影响，会使苯丙氨酸酶、多酚氧化酶和过氧化氢酶等与褐变相关的酶的活性增加［4］，导致马蹄颜色变黄，品质下降。在农村一些地区中，通常采用窖藏法、细沙贮藏法、缸藏法、溶液保鲜法、冷藏保鲜法和堆藏保鲜法等［5］简便易行的方法来对马蹄进行贮藏保鲜。马蹄通过贮藏保鲜，可调节市场供应，提高产品的附加值及品质。随着现代食品加工技术的发展，马蹄的贮藏保鲜又出现了一些新的技术。

1.1涂膜保鲜技术

涂膜保鲜技术是将鲜切果蔬浸泡在无毒的液态高分子可食用涂抹剂中，用于防止微生物入侵和延长货架期的一种绿色保鲜方法［6］。可食性膜主要是由天然可食性材料（如淀粉、壳聚糖、海藻酸钠、蛋白、脂质等）组成，材料安全、无毒、经济方便、来源广而被广泛应用于苹果［7］、梨［8］、茄子［9］、木瓜［10］等果蔬贮藏保鲜加工中。在这些可食性材料中，壳聚糖由于具有良好的抗氧化、物理和机械性能，因此在食品工业中应用最广泛［11］。运用壳聚糖膜可抑制马蹄切片的苯丙氨酸酶、多酚氧化酶、过氧化酶的活性，延缓褐变的发生。尹璐［12］等以鲜切马蹄为原料，研究不同涂膜处理对马蹄品质变化的影响。结果表明：壳聚糖-葛根淀粉复合膜可延缓马蹄品质的下降，而NaClO消毒与复合膜结合方法效果更显著，更适合马蹄保鲜。

1.2热处理保鲜技术

热处理作为一种无毒副作用的、高效、经济、对人体无害的安全处理措施，受到越来越多的关注。田维娜等［13］以马蹄为原料，研究了轻微热处理（58℃，20min）对马蹄贮藏过程中色泽及品质的影响。研究表明：轻微的热处理，可有效抑制马蹄切片褐变度的增加，较好的保持切片的品质。

1.3护色剂保鲜技术

采用护色剂对鲜切马蹄进行保鲜处理的技术运用较为广泛。王蓉蓉等［14］以鲜切马蹄为原料，研究酸液烫漂和护色剂浸泡对马蹄护色效果的影响，并筛选出鲜切马蹄的最佳护色组合。结果表明，酸液烫漂和护色剂浸泡均具有较好护色效果。漂烫最佳工艺为70℃下0.3％柠檬酸溶液中漂烫90 s；护色最佳工艺为漂烫后的马蹄浸入1.0％氯化钙溶液+0.15％亚硫酸氢钠溶液+0.3％植酸溶液浸泡20min。邓靖等［15］采用新型抗菌剂碱式次氯酸镁（BMH）对鲜切马蹄进行护色保鲜。结果表明，定量的BMH可控制鲜切马蹄表面的水分，抑制VC和颜色改变，起到护色作用。

1.4氮气处理保鲜技术

氮气处理是马蹄保鲜的新技术，它为马蹄保鲜加工提供新的思路。尤艳丽等［16］研究了短时间无氧处理对鲜切马蹄抗氧化活性褐变的影响。研究表明，将马蹄切片放入纯N2中处理4 h，再4℃贮藏18 d，无氧及低温环境能明显抑制与褐变相关酶的活性，并阻止褐变相关物质的产生。保持了马蹄切片的风味品质，可有效延长鲜切马蹄的保质期。

1.5乙醛熏蒸保鲜技术

邓丽莉等［17］对采后马蹄用不同体积分数乙醛熏蒸处理4 h，测定乙醛熏蒸处理对鲜切马蹄贮藏期品质的影响。结果表明：不同乙醛浓度熏蒸处理均能有效延缓鲜切马蹄贮藏期间色泽的改变，其中0.1％和0.5％乙醛控制果实褐变的效果最好；不同体积分数的乙醛熏蒸处理均能减少鲜切马蹄贮藏期组织水分的散失。

2　马蹄的加工利用

马蹄中营养物质丰富又具备许多活性功能，可加工成削皮清水马蹄罐头、马蹄粉、马蹄糕、马蹄汁、马蹄脯等初级加工产品［18］，未对马蹄作进一步深加工，资源的综合利用程度不高，不能满足日益增长的消费。因此，探索和研究马蹄深加工产品的意义重大。

2.1马蹄果肉饮料加工技术

马蹄含有大量水分，取汁容易，其汁清甜可口，是一种理想的饮料原料。通过马蹄汁和其他原料的果汁进行调配，可生产出一系列马蹄风味的复合饮料，如马蹄-杨桃望复合果汁、马蹄-莲藕复合饮料等。

吴鹏等［19］利用单因素和正交试验研制马蹄果汁饮料，以感官评定配方优选，得到马蹄果汁饮料最佳工艺参数：90℃水中烫漂2min，70℃糊化10min，果浆含量20％，甜菊糖添加量0.004％，柠檬酸添加量0.10％，黄原胶添加量0.10％。

周文斌等［20］以马蹄汁、脱脂牛乳为原料，经混合、调配、均质、杀菌、接种发酵、冷藏后得到马蹄风味发酵乳。通过单因素和正交试验得到的最佳配方及工艺参数为：马蹄原汁50％、白砂糖8％、脱脂乳粉6％、接种量6％、发酵温度41℃、发酵时间6 h。

2.2马蹄皮加工利用

2.2.1马蹄皮果酒、果醋加工

马蹄皮中含有许多（如黄酮、多酚等）对人体有益的生物活性物质，具有较好的抑菌和抗氧化功能，是生产功能性食品的重要原料。

潘百明等［21］以新鲜的马蹄皮为原料，经过清洗、干燥、粉碎，酶解取汁制成发酵液，经发酵制成马蹄皮果酒。研究发酵温度，酵母接种量及糖度对发酵的影响，最后得出马蹄皮发酵液最佳发酵条件为：发酵温度为32℃，接种量为1％，糖度为12％。

丁兴华［22］以马蹄皮为原料进行果醋的发酵，在酒精发酵的基础上，醋酸发酵的最适宜工艺条件为：醋酸发酵温度32℃，酒精浓度7.6％，接种量10.9％。高志明等［23］以烘干后保存的马蹄皮为原料，进行酒精发酵和醋酸发酵，制得马蹄皮果醋。酒精发酵的最佳工艺条件：发酵温度28℃，糖度14.5％，酵母接种量4％，发酵时间4 d；醋酸发酵最佳工艺条件：接种量12％，初始酒精度7％（体积比），发酵温度32℃，发酵时间12 d，最后得到的果醋总酸达4.6 g/dL。

2.2.2马蹄皮色素提取

马蹄皮中含有较多的水溶性棕色素，它可用于食品、医药保健品和化妆品的着色剂，是一种用途广泛、易于大量提取的天然色素。

2.2.2.1溶剂提取法

周耀明［24］以乙醇作为浸提剂提取马蹄皮色素，得到马蹄皮色素的最佳提取工艺为：乙醇体积分数70％，料液比1∶20（g/mL），pH=2，提取温度50℃，提取时间2 h。

2.2.2.2超声波辅助提取法

吴鹏等［25］采用超声波辅助浸提对团风马蹄皮棕色素进行提取，得到最佳工艺为：提取剂为80％乙醇，料液比为1∶10（g/mL），超声波功率为350W，提取时间25min，提取温度55℃。

2.2.2.3微波辅助提取法

罗杨合等［26］以30％食用酒精为溶剂、料液比1∶ 20（g/mL）、微波功率240W、微波辐射时间5min的条件下进行微波辅助提取，马蹄皮棕色素的提取率优于溶剂浸提法和超声波辅助提取法。

2.2.2.4树脂提取法

李行任［27］利用打孔树脂对粗色素进行纯化，可获得色阶高的马蹄皮色素。所得色素在中性溶液有良好的热稳定性，其稳定性受溶液pH和金属离子影响。该色素具有良好的还原能力和清除ABTS+·、DPPH·活性。

2.2.3马蹄皮总黄酮提取

2.2.3.1微波辅助提取法

吴鹏等［28］对马蹄皮中黄酮的微波提取工艺进行了优化，得到微波提取的最优工艺：微波功率285W、乙醇体积分数60％、固液比1∶33.8（g/mL）、微波时间37s。在此条件下总黄酮的提取率约为386.53mg/g。

2.2.3.2超声波辅助提取法

罗杨合等［29］利用超声波辅助提取马蹄皮总黄酮，最佳工艺条件为超声频率20 kHz，超声功率80W，浸提温度60℃，超声处理50min、食用酒精浓度60％、料液比1∶12（g/mL）。在此条件下，马蹄皮总黄酮提取率达1.38％。

2.2.3.3溶剂提取法

许国权等［30］通过正交试验确定从马蹄皮中提取总黄酮的最佳工艺条件为：乙酸浓度为75％，提取温度为70℃、料液比为1∶14（g/mL），提取时间为6 h，总黄酮得率为1.56％。

2.2.3.4超声-微波协同提取法

杨军君［31］通过单因素试验和正交试验研究了超声-微波协同萃取法提取马蹄皮总黄酮的最优工艺。试验结果为：提取时间25min，料液比1∶16（g/mL），提取温度60℃，乙醇浓度70％，马蹄皮总黄酮提取率为2.652％。

2.2.4其他物质提取

陈秋娟［32］利用超声辅助提取马蹄皮中的多酚物质，得出最佳的提取工艺条件为：超声温度50℃，乙醇浓度60％，料液比1∶16（g/mL），超声时间20min，此条件下多酚的提取率为3.00％。

王颖等［33］研究热浸提法的不同条件对马蹄多糖的影响，得到最佳提取工艺为：固液比1∶30（g/mL），浸提时间3 h，温度80℃，在此条件下，马蹄多糖的得率为1.78％。

3　展望

我国马蹄资源丰富，产量高，但贮藏期短，综合利用化程度较低。对马蹄进行贮藏保鲜处理可使其具有较长的保质期，涂膜保鲜处理、热处理和氮气处理等方法均能在一定程度上延缓马蹄的褐变与腐败的发生，保持了马蹄色泽、风味等品质。但单一保鲜方法存在许多的缺点，如热处理时温度和贮藏时间的交互作用会影响鲜切马蹄的色泽；乙醛熏蒸处理会加速鲜切马蹄中还原性抗坏血酸的降解；护色剂保鲜易造成溶剂的残留，存在安全隐患等。较之于单一的贮藏保鲜方法，采用两种或两种以上的保鲜方法相结合，可以取长补短，有效的利用各种方法的优点和缺点，为马蹄的长期贮藏及保鲜技术的开发提供更好借鉴作用。

利用马蹄为原料进行综合加工和利用制得果肉饮料等产品，增加了马蹄产品的多样性，提高了马蹄的附加值。以加工或食用剩下的马蹄皮为原料，进行果酒、果醋的发酵及棕色素、黄酮类等活性物质的提取，大大提高马蹄皮利用率和经济价值，实现了变废为宝，避免了资源的浪费及环境的污染，为今后马蹄皮保健食品的开发和利用提供新的思路及方法。尽管如此，但大多数研究的成果仅限于实验室，并未实际应用于工厂中，没有使研究成果指导实践生产，产业化程度低。此外，关于马蹄皮的研究涉及多为活性物质的提取及其功能鉴定，对新型产品的开发较少，对它的抗菌及抗癌的机理研究不够深入。因此，加快马蹄加工的产业化进程、新型产品开发及病理学方面也是今后进行深入研究的方向。

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Progress Research on Storage and Processing Utilization ofW ater Chestnut

LIU Bing1，DUAN Zhen-hua1，2，*
（1.College of Food Scienceand Technology，Hainan University，Haikou 570228，Hainan，China；2.Institueof Food Research，Hezhou University，Hezhou 542899，Guangxi，China）

Water chestnut is rich in nutrition，skin tender and juicy，which belongs to the seasonal food and shelf life is short.After the fresh cut，thewater chestnut iseasy to change the color and the lossofwater，which affects the appearance quality，flavor and nutritional value，and the low added value of the product.Water chestnutpeel containsmany active substancesproduce in the process，easily lead towasteof resourcesand environmentalpollution ifhandled properly.Thispapermainly summarizes the technology ofstorage and preservation ofwater chestnut，mainly coating preservation，heat preservation，processing nitrogen preservation，acetaldehyde fumigation treatment and color preservation agent，etc..The processes and utilization methods of Water chestnutpulp and peelof Eleocharis tuberosa，includingwater chestnutpulp beverage processing，water chestnut peel fruitwine vinegar processing and extracting brown pigment，flavonoids and polyphenols substances.The utilization rate and economic value ofwater chestnutwere greatly improved by storage and processing，which provided a reference for the further research ofhorse'shoof.Which greatly improves the utilization rateand economic valueofwater chestnut.

waterchestnut；storageandpreservation；processing

10.3969/j.issn.1005-6521.2016.18.051

刘兵（1992—），男（汉），在读硕士研究生，研究方向：农产品加工及贮藏。

段振华（1965—），男（汉），教授，博士，研究方向：农产品加工及贮藏。

2016-04-19