软枣猕猴桃果品加工与贮藏保鲜研究进展
2020-01-06孙宏莱毕云杰时得友朱雪彤李丽丽扎依湄科斯克里普琴科刘德江
孙宏莱,毕云杰,时得友,朱雪彤,李丽丽,N.V.扎依湄科,N.V.斯克里普琴科,刘德江*
1(佳木斯大学 生命科学学院,黑龙江 佳木斯, 154007) 2(中-乌农林技术开发与应用国际合作联合实验室,黑龙江 佳木斯, 154007) 3(乌克兰国家科学院M.M.格里什科国家植物园,乌克兰 基辅, 01014)
软枣猕猴桃(Actinidiaarguta(Sieb. et Zucc) Planch. ex Miq.)是一种猕猴桃科猕猴桃属的多年生落叶藤本植物,雌雄异株,具有攀藤、散落的生长习性。果实拥有“水果之王”的美誉[1],富含多种维生素、矿物质及膳食纤维等多种营养物质[2]。软枣猕猴桃主要分布于我国东北三省、山东省及华北、西北各省区,在国外如俄罗斯、日本也有分布,其中以我国东北地区的资源最为丰富[3]。在我国软枣猕猴桃种植面积近 2 800 hm2,年产量1 000 t左右,成品率约50%,持续种植平均每666.7 m2(1亩)地年净收入达3 393元[4]。软枣猕猴桃是一种药食同源植物,所含活性成分具有多种药理作用[5-6],其中三萜类活性成分对肝癌、肺癌、皮肤癌等多种癌症具有良好的预防效果。果实酸甜可口,营养丰富,Vc含量是苹果和梨的80~100倍,是一种适合于老年、儿童的滋补果品,对美容养颜具有独特功效[7]。近年来软枣猕猴桃果实加工产品如果汁、果酒、果酱和果脯等相关产品不断出现,提升了软枣猕猴桃的经济价值。但由于软枣猕猴桃果实采收期较短、货架时间不长,难以保持营养成分,无法合理调控其成熟衰老,导致果实大量腐烂。因此,延长果品贮藏保鲜时间、保持果实生理品质,成为当前国内外学者深入研究的热点。近几年来通过保鲜剂处理、确定采收时间、改良包装技术和控制贮藏温度等技术手段,可以有效地延长软枣猕猴桃果实保质期7~10周。本文对软枣猕猴桃果品加工和贮藏保鲜进行综述,详细介绍了果汁、果酒等产品的制作工艺和贮藏保鲜技术,为软枣猕猴桃果实资源的进一步开发与利用提供理论依据。
1 果品加工
为满足当今消费者的需求,软枣猕猴桃果品加工产品逐渐增多,丰富了果品综合利用产业链,近几年针对软枣猕猴桃果品加工产品的研究中果汁、果酒、果酱、果脯、果醋、果胶口服液和果冻均有报道[8-33]。
1.1 果汁
传统的软枣猕猴桃果汁是以40%软枣猕猴桃原汁、16%白砂糖、0.25%柠檬酸和0.12%羧甲基纤维素混合而成[8]。制法简单方便,但存在口感不佳、出汁率低、营养流失较多等弊端,因此优势菌株的筛选和发酵条件、酶解工艺的优化成为了研究的重要方向。马云等[9]从LD241软枣猕猴桃果浆中筛选出1株产酸量高的优势菌株LactobacillusharbinensisSYS5613用于发酵果汁,可以较好地解决营养物质的流失。工艺条件为:温度38 ℃、糖添加量7%、接种量8%、时间11 h。王菲菲等[10]研制了添加15%软枣猕猴桃果汁、12%糖、0.1%柠檬酸、0.05%稳定剂及其他辅料,酶添加量为0.08%、酶解时间为8 h的饮料,出汁率高、口感较佳。
由于人们消费理念的不断提升,传统模式所制得的果汁饮料已经不能满足广大消费者的需求,复合型果汁饮料和果肉型果汁饮料更符合消费者需求。以目前的研究报道来看,软枣猕猴桃与打瓜[11]、黑加仑[12]、苦瓜[13]、山楂[14]和玫瑰[15]等的复合型果汁饮料均有报道,所制得的饮料香气浓郁、风味纯正、酸甜适中,可以提高果汁的稳定性、减少口感的酸涩度、增强果汁的澄清度和透光性。而果肉型饮料需要10%原果浆、10%白砂糖、0.08%柠檬酸和0.06%苹果酸,同时以黄原胶和羧甲基纤维素等比复配作为稳定剂,添加量为0.135%,在均质(60 ℃,20 MPa)、灭菌(80 ℃,20 min)下制得[16]。
软枣猕猴桃果汁的加工工艺已经取得了明显的进展,果汁的口感、出汁率、酸涩度、澄清度等问题也得到了很好的解决。但消费者的关注点更加注重于软枣猕猴桃果汁的营养价值,因此在确保加工工艺合理的基础上,保持果实原有营养成分的完整性,提高营养物质的利用率,增加果汁的营养价值必将成为未来的研究热点之一。
1.2 果酒
软枣猕猴桃果酒含有大量的果酸、Vc、总黄酮、氨基酸和人体所需常量、微量元素等,营养价值高且具有抗肿瘤、抗病毒、抗脂质过氧化等多种药理作用,还有防治白内障、心血管疾病、促进胎儿发育等生理功能。张宝香等[17]以软枣猕猴桃“丰绿”为原料发酵原酒,采用“左山一”酵母菌株,在醪液初始糖度为20%、酵母菌液接种量4.0%、发酵温度27 ℃的条件下所得到的果酒含有较高的Vc和黄酮类成分,以及配比合理的微量元素和氨基酸,使软枣猕猴桃果酒中营养物质的利用率得以提高。
最佳酶解和发酵条件的确定、酵母菌种的选择对软枣猕猴桃果酒样品的最终pH值、酒精度、色度和抗氧化活性有很大的影响。闫胜楠等[18]确定了适合于软枣猕猴桃果酒发酵的碳源、酵母和工艺条件,以蜂蜜为碳源,发酵菌种为Fermivin酵母菌,添加量为0.4%,在硫代硫酸钠添加量100 mg/L、初始糖度25.0 °Brix、温度16 ℃条件下,所得果酒感官评价较高,具有很强的抗氧化性[19-20]。
以传统发酵方式加工的软枣猕猴桃果酒的酸度会明显增加,透光率与稳定性较差。文献报道采用CO2浸渍发酵法研制的发酵型果酒能有效降酸,最大限度地保留软枣猕猴桃的香气物质和营养成分,较传统发酵而言,降酸幅度高18.5%,pH升幅比传统发酵高0.17,乙酸乙酯和总酯含量比传统发酵分别高出0.07 g/L和0.2 g/L;在酶解条件为果胶酶用量0.08%、pH 3.4、酶解时间9 h;发酵条件为发酵温度20 ℃,菌种接种量0.04%,初始pH 3.2的环境下,以果胶酶50 mg/kg、皂土0.16%和乙烯毗咯烷酮 100 mg/kg为澄清参数所得软枣猕猴桃发酵型果酒口感质量较传统发酵较好,透光率能够达到94%以上且稳定性较好[21]。
为减少软枣猕猴桃果酒口感的苦涩程度,以软枣猕猴桃和苹果为原料研制复合果酒,口感清香且不具有软枣猕猴桃的苦涩味[22-23]。除此之外,还可以在软枣猕猴桃果酒、碳酸钙和果胶酶的复合物中用0.1%的细胞托酶PCL 5室温处理2 h,陈化过程中加入1.0 g/L CaCO3,以达到降低酸度和苦涩的效果,果酒更适口[24]。
1.3 果酱
果酱是一种以水果、果汁和果浆等为原料经过一系列处理制成的酱状产品,可在延长水果保存时间的同时保留水果的原本味道,在加工果酱的过程中还可以添加一些有效成分用于产品品质的提升,但果酱制品酸甜不太协调、口感较为粗糙、组织状态较差、不够均匀、流动性差。邵信儒等[25]以长白山野生软枣猕猴桃为原料通过正交试验研究其果酱配方,实验得到最佳配方为野生软枣猕猴桃果浆添加量40%、白砂糖添加量12%、黄原胶添加量0.04%、柠檬酸添加量0.06%,所得果酱颜色较为纯正、组织状态均匀一致。
为了延长软枣猕猴桃果酱的保质期、提高其抗氧化性,可以适当地降低贮藏温度。猕猴桃果酱酚类含量和抗氧化活性对温度有很强的依赖性,贮藏温度的升高会导致果酱的总酚含量和抗氧化活性随时间的延长而降低[26]。
浓缩和灭菌是果酱加工的重要工序之一,浓缩条件的选择直接决定果酱的风味、口感及组织状态。浓缩时间短,果酱水分含量大、酱体稀;浓缩时间长水分含量低、酱体稠。灭菌工艺对产品的卫生指标具有决定性的影响,但灭菌时间过长、温度过高会造成产品颜色过深,营养成分损失大;灭菌时间过短会造成杀菌不彻底。因此优化软枣猕猴桃果酱的制作工艺、筛选合理的贮藏、灭菌条件是未来发展的必然趋势。
1.4 果脯
果脯也是一种既能延长水果保质期又能保存水果味道的加工品,不同的加工条件对制得的果脯口感存在很大差异。孙海涛等[27]以长白山野生软枣猕猴桃为原料研制了低糖果脯,工艺参数为:蔗糖和木糖醇质量比为2∶1、蔗糖和木糖醇混合溶液质量分数为50%、羧甲基纤维素钠质量分数为0.5%、柠檬酸质量分数为0.6%,在渗糖真空度为0.075 MPa下真空渗糖12 h,制得的软枣猕猴桃低糖果脯色泽鲜亮、口感品质、组织状态最佳。
1.5 其他
除了上述的果汁、果酒、果酱和果脯外,还有很多加工品也进入了人们的生活,如果醋、果胶口服液和果冻[28-33]。果醋是由水果经酒精发酵(发酵温度25 ℃)和果醋发酵(发酵温度33 ℃)[28]后得到的饮料,具有水果和醋的多重营养,富含多种有机酸和人体必需的氨基酸等营养成分,能有效地调节机体代谢,提高人体免疫力。添加10%醋酸发酵液、80%软枣猕猴桃果汁、木糖醇添加量0.08 g/mL经发酵后可得到醋酸含量为5.99×10-2g/mL、酯含量为0.76 g/L的果醋饮料[29]。钟宝等[30]在单一果醋的基础上以软枣猕猴桃和玫瑰为原料研制了复合型果醋,果香浓郁、味道鲜美。果胶口服液可以浓缩水果中的果胶成分以达到美容养颜的效果。王岩松以液料比6∶1、提取时间90 min、提取温度90 ℃、pH 2.3、提取2次制做了软枣猕猴桃果胶[31]。王馨甜等[32]还以软枣猕猴桃果胶、柑橘果胶和苹果果胶为原料制备复合型果胶口服液,果胶浓缩液添加量60%、木糖醇添加量6%、麦芽糖醇添加量10%、柠檬酸添加量0.3%、果汁添加量15%,在温度85 ℃、时间60 min、pH 0.5的条件下制得的果胶口服液口感极佳。果冻外观晶莹、口感爽滑是一种深受青少年喜爱的休闲食品,为满足人们对食品保健功能的需求,使果冻具有多种营养成分和保健功能。王雪媛等[33]以软枣猕猴桃和葡萄为原料研究果肉型果冻配方,通过添加软枣猕猴桃果肉量8%、葡萄汁量25%、复合胶(卡拉胶与魔芋胶的比例为2∶1)量为1.0%、白砂糖10%、柠檬酸0.1%,所制得的果冻口感较好且具有一定的营养价值。
2 贮藏保鲜
2.1 保鲜剂处理
保鲜剂处理是保证果品品质的重要技术手段之一,1-甲基环丙烯(1-MCP)、甲壳素、二氧化氯等保鲜剂处理在果蔬中已有大量研究,能够有效保证软枣猕猴桃果品质量、延缓果实腐败、延长货架期。1-MCP处理[34-39]是目前为止最为常见的一种处理办法,相较于高锰酸钾[35]、山梨酸[35]、草酸[36]、水杨酸[36]、氯化钙[36-37]、乙酰水杨酸[36]、二氧化氯[37]、1-戊基环丙烯[38]和1-辛酰环丙烯[38]等处理后的果实特征和可滴定酸含量要明显优于对照组,能够降低果实软化和失重的速率,延缓腐烂,推迟呼吸峰值的出现;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,进而保持软枣猕猴桃果实品质的良好。为了合理使用1-MCP,张宝香等[40]以软枣猕猴桃为试材,探究低温下不同1-MCP处理浓度对鲜果贮藏保鲜品质的影响,“魁绿”1-MCP最适处理浓度为1.5 g/L,贮藏期为49 d;“苹绿”1-MCP最适处理浓度为1.0 g/L,贮藏期为70 d;“馨绿”1-MCP最适处理浓度为2.5 g/L,贮藏期为63 d。甲壳素处理也能够有效提高软枣猕猴桃的贮藏品质。安娇等[41]探究了甲壳素对软枣猕猴桃果实品质的影响,以软枣猕猴桃“桓优1号”为研究对象,处理后果实硬度、亮度、碳水化合物含量都明显增加,果实软化度、失水率明显降低,从而提高果实的贮藏时间。LIU等[42]的研究表明,经过甲壳素处理后能够显著提高单果质量,降低可溶性固形物含量和可滴定酸含量,抑制果胶、纤维素和半纤维素的活性并且抑制其分解,进而提高其品质和贮存性能。除此之外,以30 mg/L ClO2气体处理30 min后于2 ℃中贮藏也可有效减轻软枣猕猴桃冷藏过程中果实品质的恶化,降低果实软化速率,延缓可溶性固形物含量的增加,抑制微生物生长繁殖,延缓软枣猕猴桃的成熟过程[43]。
2.2 采收时间
合理控制软枣猕猴桃果实的采收时间,可以有效控制固形物含量的流失,进而优化成熟后的品质。OH等[44]探究了最优采收期对软枣猕猴桃果实采收后期发育特征的影响,在花期后的130~133 d淀粉和糖的含量显著增加,可溶性固形物含量和果实干物质含量增加,在花期后130~133 d采摘的果实于1 ℃下冷藏,果实软化速率明显降低,呼吸速率减慢,因此确定通过控制理想采收期并在适当的贮藏条件下,可以优化软枣猕猴桃幼果的品质。HAN等[45]探究了采收期对软枣猕猴桃果实保鲜的影响,发现当果实可溶性固形物含量<8%时采收,成熟过程中的果实质量和硬度显著降低,在成熟期7 d后会出现腐烂情况,导致果实品质不佳。因此表皮微硬的软枣猕猴桃应在果实可溶性固形物含量刚好>8%时采收。高雪等[46]研究了不同成熟度的软枣猕猴桃贮藏特性,七成熟果实(盛花期后76~78 d)的口感与风味较差,八成熟果实(盛花期后80~82 d)适合长期贮藏、错季节上市和远距离运输后销售,九成熟果实(盛花期后84~92 d)适合采后本地销售鲜食及加工。刘铭等[47]以软枣猕猴桃“桓优1号”为试材表明从9月中旬开始采收,对软枣猕猴桃果实品质的后期保存影响较小。
2.3 包装技术
国内外学者发现包装技术可以通过耐热、耐寒和隔绝水汽等办法有效地减少软枣猕猴桃的损失。GIUGGIOLI等[48]发现通过拉伸薄膜包装技术FI可以有效地保证软枣猕猴桃果实整体质量。拉伸薄膜包装技术是通过加入垂直力使装载物体更稳定,并使薄膜黏性降低不与被包装物品相互粘连;在感官特性方面,可以保持果实质量的稳定,果皮色泽(光度)鲜亮,味觉感官属性良好,同时可以有效地防止冷热空气进入,进而降低了果实的核心温度。通过研究软枣猕猴桃果实的理化性质发现低通风口处包装可明显减少损失,还可以减缓果实质量的流失,减少新鲜果实的水分损失并延长贮藏期7~10周。相比于传统的包装方式,采用自发气调包装可以使水果与环境相互协调,旨在创造出一种适合于果品贮藏和气体置换的环境条件,使采后的软枣猕猴桃处于CO2和O2含量稳定的贮藏条件中,抑制由于水分蒸发引起的质量损失,实现抗氧化代谢及诱导果实苯丙烷的形成,使软枣猕猴桃果实保持较好的品质,延长货架期[49]。
2.4 贮藏温度
贮藏温度对于大多数的果品保鲜都存在着很大的影响,在0 ℃条件下贮藏保存软枣猕猴桃发生冷害的几率极低[50],果实硬度较好,可溶性固形物含量降低,营养物质含量较高,果实硬度会影响软枣猕猴桃的可溶性固形物含量,有利的贮藏温度是软枣猕猴桃采后生理品质保持的必要条件[51]。
3 总结与展望
综上所述,在软枣猕猴桃果品加工过程中果汁、果酒等饮料制品的澄清度、稳定性、色泽度、发酵效果、产品质量等问题得到了明显的提高,但对于其营养价值的提高还有待深入研究。同时对于果品综合利用的效果不明显,果酱、果脯、果醋、果胶口服液和果冻等方面的研究工艺报道较少,未能确定其最佳制作工艺。因此从资源、环境、经济等方面不断地开发相关技术,延伸果品综合利用产业链,实现果品加工与可持续综合利用应是今后发展的方向与挑战。
相信随着软枣猕猴桃果实加工与贮藏保鲜研究的不断深入,果实加工产品必将达到营养价值良好、产品感官优良、制作工艺简单的效果,未来在软枣猕猴桃鲜果保鲜领域也将取得重大突破,使新鲜果品的货架期得以延长,进而真正解决制约软枣猕猴桃产品工业化发展的问题,推动产业进一步发展。