蓝莓果醋的制备及其保健功能的研究
2020-12-21王永鹏
王永鹏
(咸阳师范学院, 陕西 咸阳 712000)
1 概述
蓝莓(Vacciniumspp.)作为一种水果,慢慢进入人们的生活,蓝莓果皮颜色呈现蓝色,果肉柔软而且细腻,属于杜鹃花目Ericales,杜鹃花科Vacciniaceae,越橘属Vaccinium。蓝莓的果实形状为椭圆形与圆形,果实为果酱。成熟后口感柔和、味道香甜,是新鲜水果味道极佳的食物,同时它可以被加工为果汁、果酱、果酒[1]。
蓝莓最早在北美地区被栽培,之后,世界各地争先进行蓝莓栽培,蓝莓的产业得到了极大的促进与发展。现在全世界已经有很多国家开始对蓝莓进行规模化栽培,通过10多年的发展,蓝莓品种不断地更新,单位面积产量与口感远远超过了野生蓝莓[2-3]。
我国拥有多样的气候条件,适合蓝莓的生长[4-5],我国蓝莓深加工的发展起始于20世纪50年代,最先我国酿酒师使用当地的野生笃斯蓝莓酿制蓝莓酒,当时我国并没有对蓝莓进行过引种驯化,酿蓝莓酒的主要来源材料为野生蓝莓,导致蓝莓酒的口感不一致,从而影响了蓝莓酒的规模化生产。随后我国的李亚东教授从种植蓝莓较为发达的几个国家引进了优良品种,改良与筛选优良品种,得到适合我国栽培的蓝莓品种超过100个[6],并在全国各地进行推广栽培。
蓝莓具有较高的营养价值和保健功效,以其为原料生产的蓝莓果醋口感独特,含有丰富的天然营养物质。
2 蓝莓的营养价值及保健功效
蓝莓是一种营养价值较高的浆果,含有丰富的碳水化合物、蛋白质、维生素E、维生素C、维生素A、SOD和丰富的微量元素钙、磷、镁、锌、铁、锗(见表1)。正因为这些营养物质的存在,蓝莓也具有了更多保健功能,例如抗氧化、抗炎抑菌、保护血管、保护视力、抗癌、抗肿瘤作用等。
表1 蓝莓中主要的营养成分Table 1 The main nutrients in blueberries
2.1 抗氧化作用
蓝莓中的花青素具有抗氧化、清除自由基等作用,蓝莓的花青素中具有羟基,能够与不稳定的分子相结合,从而生成稳定的物质。蓝莓中的花青素属于天然物质,与其他种类的花青素相比具有更强的抗氧化能力,清除自由基具有一定的优势。王荣姣等[7]通过分析3种不同蓝莓中的抗氧化指数,发现黑莓与草莓在幼嫩时抗氧化能力最强,而红树莓在成熟时抗氧化能力最强,这些研究结果表明不同的蓝莓均具有抗氧化能力。伍树松等[8]将蓝莓作为饲料的添加剂,用来提高动物的抵抗能力、抗炎症能力和促进生长能力。目前为止,没有关于蓝莓食用过量导致中毒的现象发生。所以,蓝莓具有抑制氧化物质产生、抗氧化和改善皮肤的作用,具有很大的商业潜力[9]。
2.2 抗炎作用
炎症是机体对损伤因子防御的表现,具体的体现特征为红肿[10]。蓝莓具有抑菌作用,可以改善多种由于炎症引起的症状,例如咽喉炎、牙周炎等[11]。Rossi A 等[12]研究了黑莓对大鼠的肺炎治疗效果,发现很多炎症相关的参数都在添加蓝莓之后呈现减弱的趋势,从而达到治疗的目的。还有相关的研究结果表明,蓝莓中的花青素能够抑制肠道中的大肠杆菌与幽门螺线杆菌,且有利于人体口腔内有害细菌的清除。
2.3 保护血管
蓝莓在保护血管方面也具有一定的疗效,2016年Vuthijumnonk J等[13]的研究结果表明,蓝莓中的花青素具有减缓血管衰老的功效。Yang Y等[14]也在2011年的研究结果中表明,通过添加蓝莓在小鼠食物中,发现小鼠血管中血栓的形成明显减少,血小板过度活跃减弱,高甘油三脂血症降低[15]。
2.4 保护视力
蓝莓可保护眼睛中的微小血管,促进血液的循环,加快视网膜中细胞的再生能力。Matsumoto H等[16]发现在蓝莓中有黑加仑的提取物质,黑加仑具有缓解疲劳、提高夜间视力的功能。刘春民等[17]的研究结果表明,蓝莓中的提取物质能够改善视觉疲劳的症状,有改善近视和远视的功效。长期食用蓝莓可以有效地缓解视力疲劳,保护视力。
2.5 抗肿瘤的作用
研究表明很多植物都具有明显的抗肿瘤作用[18],此类植物的共同特征为含有黄酮类物质。蓝莓中含有的花青素属于黄酮类物质,黄酮类物质具有抗肿瘤的作用[19]。Jiang Y X等[20]研究蓝莓中的花青素,发现随着花青素浓度的不断增加,癌细胞的增长速率也不断被抑制。例如多种蓝莓中含有的花青素对肺癌、胃癌、结肠癌等肿瘤细胞具有一定的抑制作用[21]。但不同蓝莓中含有的花青素浓度不相同,所以对癌症的抑制能力也存在一定的差异[22]。
3 果醋的国内外研究现状
3.1 国外果醋生产发展现状
果醋是以水果为原料,在一定的工艺条件下酿造而成的食醋,最早记载果醋是公元前古巴比伦人使葡萄酒通过自然酸败而生产葡萄醋,这开启了人类酿造果醋的先河。一直到17世纪中期,果醋开始在西方国家盛行,他们利用本国生产的水果酿造出很多不同的果醋[23]。随着果醋工艺的发展,果醋市场呈现繁荣的景象,各种各样的果醋诞生。日本、美国、欧洲国家等很多地区创造了自己独特的果醋品牌,特别是在法国、西班牙、意大利等地区得到了较快的发展。在美国部分地区,苹果醋成为家用常见的调味剂之一。果醋在日本也受到了欢迎,年消费量仅次于美国[24]。
日本的果醋在整个果醋产业的发展历史中具有代表性,果醋类产品在日本被归类为健康食品。在20世纪中期,日本从德国引进了食醋生产的相关设备与技术,进入了食醋的工业化生产时代;到20世纪后期,日本实现了食醋的工厂化生产,果醋的市场需求剧烈增长后以高价进入市场,带动了日本食醋产业的发展。
3.2 国内果醋研究现状
我国食醋的酿造已经有超过2000年的历史,醋的文化深厚、非常多样,像山西老醋、红曲醋、香醋、米醋等品种都是在中国具有深厚文化传承的佐餐食品。我国的果醋工艺发展始于20世纪中后期,起步的时间远远晚于西方欧洲地区,1986年才开始有关于果醋的报道;1989年,颜丹申请了我国第一个与果醋相关的专利,随着不断的实践,到2011年为止,我国申请的果醋专利已经超过了60项[25];2000年以后,我国相关研究论文以每年80篇左右的数量增长。近年来,我国人民的生活质量日益提高,果醋的营养价值和保健功能也更加得到认可,果醋的需求量也在不断地增加[26]。
4 蓝莓果醋的营养成分及保健功能
4.1 蓝莓果醋的营养成分
蓝莓果醋中含有丰富的营养成分,不同原料、不同加工手段会影响果醋的基本成分和含量[27]。
4.2 蓝莓果醋的保健功能
果醋和其他的食醋一样可以缓解人体疲劳、降低血糖、降低血压、分解胆固醇、防止人体的动脉硬化和心血管疾病的发生。除此之外,还拥有很多的保健功能,具体为以下几个方面:促进新陈代谢,调节人体的酸碱平衡;提高人体的免疫力,抗癌,抗肿瘤;促进机体免疫力的提高;降低血糖和血脂;抗炎,预防感冒;开发智力;美容,延缓衰老,减肥[28-29]。
蓝莓果醋中还含有多酚类物质,具有多种生理功能,能够通过抗氧化能力来预防某些慢性疾病,Hertog通过对几个国家免疫学数据进行调查与分析,研究了果醋中多酚化合物摄入量对冠状动脉疾病患者的影响。
5 蓝莓果醋的制备流程
5.1 蓝莓果醋制备的材料与试剂
蓝莓果醋生产需要的材料原料:蓝莓、糯米、麦曲、果胶酶;菌株:酵母菌、醋酸菌;培养基:土豆培养基(PDA)、酵母培养基(MEA);试剂:硫酸镁、葡萄糖、碳酸钙、氯化钠、磷酸二氢钾、无水乙醇、盐酸、冰乙酸等。
5.2 蓝莓果醋的生产工艺流程
蓝莓的发酵有两个重要的步骤:酒精发酵和醋酸发酵。在蓝莓果醋的发酵过程中,关键步骤是对菌株的选择,菌株的强弱直接影响最终产品的品质,成品酒酒精浓度和醋酸常量同时也有一定影响。一般正常的情况下,醋酸杆菌的酒精耐受能力在6%~10%左右,如果酒精浓度超过这个范围,可能会导致醋酸杆菌死亡,而无法进行醋酸发酵。先进行酒精发酵,以发酵后的果酒作为基酒,酒精的浓度是后面阶段发酵重要的条件,所有酒精发酵的参数条件至关重要。蓝莓果醋的具体生产工艺流程图见图1[30]。
图1 蓝莓果醋的生产工艺流程Fig.1 The production technology process of blueberry vinegar
5.3 酒精发酵与醋酸发酵时间的确定
除了考虑发酵条件参数之外,还需要考虑其他因素对果醋的影响,如酵母菌与醋酸杆菌接种量的多少、单糖数量的多少、时间与温度都会影响果醋的品质。现阶段果醋工艺的研究还需要提高与改善。相关研究结果表明,酒精发酵的最佳时间为5 d,总糖与酒精的含量都不发生变化,见图2。醋酸阶段,随着天数的增加,醋酸不断增加,当基酒中的酒精耗尽,醋酸发酵过程完成,时间一般为6~7 d,详细发酵过程醋酸的变化见图3。
图2 总糖和酒精含量与发酵天数的关系Fig.2 The relationship between total sugar and alcohol content with fermentation days
图3 发酵过程中醋酸与发酵天数情况Fig.3 The acetic acid and fermentation days during fermentation process
6 展望
目前市场上的果醋主要以苹果醋为主,蓝莓果醋则属于相对高端的品种,研发的工艺也处于发展阶段。蓝莓中的营养成分是其他水果无法代替的,蓝莓果醋作为一种新型的醋品,扩增了蓝莓的生产链,为蓝莓果实的深加工提供了思路。随着人们生活水平的提高,很多消费者开始注意食品的营养价值与保健功能,蓝莓属于功能性食物。其口感独特,含有丰富的天然营养物质。
蓝莓果醋与其他果醋相比较,具有独特的营养成分,且具有抗癌、抗炎、抗肿瘤、抗心血管疾病等功能,可以提高人体的抵抗能力,清除人体内的垃圾,促进胃的消化能力,降低血糖和血脂,增强人的记忆能力,延缓衰老,提高人体免疫功能,美容等,所以蓝莓具有很大的市场前景。