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余甘子贮藏与加工研究进展

2021-01-21陈洪彬蒋璇靓林河通郑宗平

食品工业科技 2021年11期
关键词:结果表明果汁含量

陈 军,陈洪彬,蒋璇靓,林河通,郑宗平,

(1.福建农林大学食品科学学院,福建福州 350000;2.泉州师范学院海洋与食品学院,福建泉州 362000)

余甘子(Phyllanthus emblica),又名Amla,生长在亚洲热带、亚热带地区的大戟科叶下珠属植物的果实[1],在我国主要分布在福建、台湾、广东、广西、贵州、云南、海南等省份[2]。余甘子形状为扁圆形,直径为5~10 cm,单果重量在8~15 g左右。余甘子营养物质丰富,如含有维生素B1、维生素B2、维生素C,等12种维生素,其中维生素C含量比猕猴桃高出3~5倍、含有18种氨基酸、16种微量元素[3]。化学成分有没食子酸、鞣花酸、诃子酸、槲皮素、诃黎勒酸、鞣云实精、三十烷醇、三十烷酸、β-香树脂酮、白桦脂酮酸、胡萝卜苷、羽扇豆醇乙酸脂、β-香树脂醇-3-棕榈酸脂、白桦脂酸、乌苏酸、齐墩果酸、芦丁等[4]。余甘子被国际卫生组织认定为待开发的高营养水果之一[5],我国卫生部门将其归为药食两用名单[6]。现代中医认为余甘子其性凉,味甘、酸、涩,有健胃止咳、清热凉血、治疗血瘀、减轻腹疼、缓解喉咙干疼、清新口腔的功能[7−9]。现代药理研究表明,余甘子有抗病毒[10]、抗炎[11]、抗肿瘤[12]、抗氧化[13]、抗癌[14]、护肝[15]等功效,对高血压[16]、糖尿病[17]具有一定预防和治疗作用。因此,余甘子在药用、保健、美容和食品方面有着较高的开发价值。目前研究主要集中于余甘子的药用价值、成分分析,对余甘子保鲜贮藏和加工方面报道较少。本文对影响余甘子贮藏期的因素、余甘子贮藏的方式、余甘子的加工方法等方面进行综述,以期为余甘子作为食品开发提供参考。

1 影响余甘子采后贮藏的因素

1.1 微生物

余甘子因含水量高,营养丰富,易被微生物感染,造成病害。余甘子腐败变质相关的常见微生物为青霉、链格孢属真菌等。青霉菌能够降低余甘子中的维生素C,且能够激活果中的感染组织浸透酶,分泌酶解物质,促进余甘子的腐烂变质[18−19]。吴月等[18]对引起余甘子腐烂软化的微生物进行分离纯化,发现青霉DQ23菌株是余甘子主要腐败菌,它能够提高细胞壁水解酶活性,促进细胞腐败软化。链格孢属真菌是造成余甘果黑庁病的一种分生孢子菌,由郑毅等[20]对引起余甘子黑庁病的病原菌进行分离和致病性研究,结果表明,病原菌感染症状为表皮出现褐色斑点,逐渐扩大,斑点周围有黄色晕圈,引起余甘子感观变差,营养成分降低。微生物浸染使余甘子腐软变黑,导致其感官、营养价值下降,是影响余甘子采后贮藏周期的重要因素,可利用辐照、臭氧、抑菌剂涂膜等方法来处理采后余甘子,抑制余甘子表面微生物的生长,从而延长余甘子采后货架期。

1.2 褐变

余甘子褐变引起其感官变差、多酚含量、维生素C等营养物质含量降低。多酚氧化酶是引起褐变的关键酶,它能将酚类物质氧化成醌类物质,醌聚合形成褐变物质[21],添加多酚氧化酶抑制剂,可延迟褐变现象的发生,郑丽萍等[22]对余甘子鲜果中多酚氧化酶酶活性的影响因素进行研究,结果表明,采用抗坏血酸、L-半胱氨酸、柠檬酸、亚硫酸钠均不同程度对多酚氧化酶有不同的抑制性,可延缓褐变现象的发生。余甘子鲜果加工成果汁过程中以发生酶促褐变、焦糖化褐变为主,在余甘果汁储藏过程中发生抗坏血酸褐变、美拉德褐变,在余甘果汁贮藏过程中加入葡萄糖氧化酶并进行驱氧,可减少抗坏血酸褐变、美拉德褐变的发生[23]。陈雪梅等[24]对余甘子在5 ℃恒温条件下褐变过程中没食子酸、单宁酸、五没食子酰基葡萄糖含量的变化进行研究,结果表明在褐变过程中在没食子酸、单宁酸、五没食子酰基葡萄糖含量均呈先下降后上升的趋势。没食子酸含量在褐变过程中变化较为敏感。徐涓等[25]对经高温蒸汽预处理余甘果汁在不同温度下储藏的褐变现象进行研究,结果表明,经高温蒸汽预处理、低温贮藏的余甘子果汁中美拉德中间产物5-羟甲基糠醛含量、褐变度较低,总酚、总糖、维生素含量保存良好。陈平[26]通过研究余甘子褐变过程中多酚含量、糖含量、多酚氧化酶活性的变化进行研究,结果表明,余甘子贮藏3~7 d时是控制余甘子褐变的关键时期,在第7 d时,多酚氧化酶活性最高,没食子酸可作为余甘子酶促褐变底物。多酚氧化酶酶活力、麦芽糖含量变化趋势,可作为余甘子褐变指标。余甘子褐变是限制余甘子果汁加工的重要因素。在褐变过程中通过以没食子酸等多酚为底物、经多酚氧化酶等酶氧化形成褐变物质。在采后加工贮藏过程中,可添加多酚氧化酶抑制剂处理、低温贮藏,减少褐变现象的发生。

1.3 失水

水分是维持水果鲜度和嫩度的重要指标,余甘子失水率与腐败率在贮藏过程中呈相同的变化趋势[27]。余甘子含水量高达79.8%~87.0%[28],在贮藏过程中易失水。在室温条件下,短时间内余甘子鲜果皮由于失水而造成表面皱缩、粗糙,严重影响感观价值,且果皮逐渐木质化,变得更有韧性而失去脆性,这可能是因为余甘子果皮含有丰富的果胶类物质,在失水后,果皮中的果胶类物质聚集导致的。张福平等[29]对“普甘一号”、“普甘二号”、“本甘一号”、“大尖”、“玻璃油甘”五种余甘子的含水量进行测定,其含水量分别为87.09%、87.03%、88.41%、86.80%、86.28%,在贮藏8 d后,“玻璃油甘”品种失重率较低,表皮皱缩现象轻微,说明含水量低的玻璃油甘果耐储藏性好。在余甘子采后贮藏过程中,可利用低温、涂膜等保鲜技术处理余甘子,降低余甘子的水分损失速度,以延长余甘子的采后保鲜期。

1.4 采收期

余甘子采收期对余甘子的品质有重要影响,采收时间过早,果实未成熟,果内的营养物质未充分转化,口感差,影响其利用价值。采收时间过晚,果实在树上受到的病虫的侵害,采后易失水、褐变,影响余甘子外观价值。赵琼玲等[30]对霜冻前后不同时间采收的余甘子品质进行研究,结果表明,霜冻后余甘子中蛋白质、氨基酸、总酚、总糖含量均增加,而总酸、果实SOD活性、硒含量均减少,故在霜前采收的余甘子可以加工成维生素C、硒含量高的保健品,霜后采收可获得营养价值高、口感较佳的余甘果实。陈洪彬等[31]对余甘子采收期对果实品质和耐贮藏的影响进行研究,结果表明,在盛花期后179 d采收的余甘果失重率和腐败率小,耐贮藏性较好。王健超等[32]通过测定不同采收期的余甘单果质量、可食率、果形指数、可溶性糖、滴定酸、维生素C、单宁等理化指标的变化,结果表明在10月采收的余甘子适于保健品的加工贮藏,11月采收的余甘子适于生食和果汁加工贮藏。罗兰等[33]对六月、八月、十月不同采收期的余甘子中没食子酸含量、鞣花酸含量进行测定,结果表明,在六月份采收的余甘子中没食子酸、鞣花酸含量均较高,药用价值好。可根据余甘子加工产品的不同需求,确定余甘子在不同时间采收,如加工成保健品,可在六、七月采收,如需鲜食等,可待余甘子果内苦涩物质转化之后(10月之后)采收。此时余甘子果内苦涩物质较少,回甘明显。

2 余甘子的保鲜方式

余甘子贮藏主要是受到病虫侵害、褐变、失水这三大因素的影响。目前为止,对余甘子贮藏保鲜技术的研究非常有限。

2.1 低温贮藏

余甘子生长在热带、亚热带地区,属于对温度较敏感的水果,适当低温贮藏能延长余甘子的货架期。Pareek(印度)的研究表明,余甘子最佳贮藏温度为12℃,当表面温度达到6 ℃时,易造成冷害的发生,果皮表面褐变程度增加[34],与我国研究的最适贮藏温度5℃稍有差异[40],这可能是不同地区,不同品种造成的。张福平等[35]通过在5、10、15 ℃温度下对余甘鲜果贮藏,观察不同温度贮藏对余甘子蛋白质、有机酸、可溶性固形物、维生素C含量、失水率等营养、感官指标的影响,结果表明,余甘子在5 ℃贮藏条件下,其保鲜效果最好,能延长余甘子贮藏期6~9 d。低温贮藏一般与其他保鲜方法联用,效果更佳,宋国彬等[36]采用不同温度和处理方式对余甘子储藏期间失水率、VC、还原糖含量变化进行测定,结果表明,在4 ℃条件下贮藏,经过冷激和真空包装预处理,其失水率没有显著变化,含水率保持81.5%左右,VC和还原糖保存良好,贮藏时间达到70 d。低温条件下,能降低水的自由运动,抑制果内各种生理代谢活动以及余甘子表面病原微生物的生长,低温保鲜能显著延长余甘子的保鲜期,是当前技术含量低、经济、可行的保鲜方法。

2.2 涂膜

涂膜保鲜一般利用可食性涂抹液,通过喷涂、浸渍的方法,使果蔬形成一层致密的保护膜,以隔绝氧气,维持水分、抑制呼吸、乙烯合成等果蔬的生理代谢活动[37]。余甘子采后贮藏主要与失水、微生物感染、褐变有关,涂膜能很好的使余甘子果实减少与外界环境的接触,减少水分挥发、微生物感染、褐变的发生。Gupta等[38]采用蜡乳剂、整形素(玛克亭)、赤霉素对余甘子进行浸泡处理,结果表明,10 mg/L整形素+蜡乳素处理能减少余甘子失水率、推迟褐变的发生,以延长余甘子的货架期。

2.3 高压电场贮藏

高压电场能够杀菌、灭酶[39],能够减少余甘子被微生物的感染和褐变的发生,常与低温保鲜技术、辐照保鲜技术一起应用。Bajgai等[40]对余甘子采用340 kV/m的交流和直流高压电场处理2 h,将余甘子放在4、20、35 ℃贮藏,测定余甘子的失重率、色差、腐烂率、可溶性固形物含量VC含量,结果表明,经交流高压电场处理,4 ℃贮藏下,其平均色差值、失水率、腐败率、可溶性固形物含量、VC含量均优于对照组,能明显延长余甘子的货架期。

3 余甘子的加工方式

余甘子营养丰富,但生食先酸涩,后回甘,酸涩感使其难以商品化,通过腌制、提取、榨汁、发酵等不同的加工方式将余甘子加工成各种产品,通过减少其酸涩口感,以提高余甘子的商品化及其附加价值。

3.1 腌制

余甘子中维生素C含量高且稳定性强,具有独特的酸味,腌制后的余甘子能很好的保留鲜果的色、香、味,在饭前吃,可增加食欲,促进消化。通过腌制后,其苦涩物质会随着水分流出,加工成蜜饯、果脯类产品,使其涩味降低,口感变佳。盐渍能保持新鲜余甘子的色泽,改善其口感同时增强其清热解毒、生津止疼作用[41]。王建科等[42]对余甘子盐渍工艺进行研究,结果表明,当用盐量为余甘子原料的3%,加水量为余甘子的1.2倍,浸泡时间为10 d的条件下,盐渍出来的余甘子没食子酸、槲皮素、醇溶性浸出物、水溶性浸出物含量均最佳。李琦等[43]对盐渍前后余甘子中的没食子酸含量、鞣花酸含量、表儿茶素含量进行研究,结果表明,盐渍后的余甘子中没食子酸最高增加8倍、鞣花酸含量最高增加5倍,表儿茶素略有下降。李静等[44]采用星点设计-效应面法优选余甘子盐渍炮制工艺,结果表明,当食盐用量占余甘子原料的5%,加水量为余甘子2倍,炮制温度为105 ℃时,盐渍后的余甘子没食子酸、鞣花酸、水溶性浸出物含量均最高。余甘子生食苦涩味较重,消费者难以接受,导致余甘子虽营养丰富,但消费量有限,余甘子经腌制后酸涩味降低,口感变佳。目前为止,余甘子腌制品主要是蜜饯、盐渍品,只有咸、甜两种口味,较为单一,可在腌制过程中加入甘草、丁香等香辛料来增加不同的风味,以满足不同消费者的需求。

3.2 干制

余甘子鲜果水分高,易被微生物感染,造成果实的腐败变质。经干制后,可降低由水分引起余甘子腐败变质的影响。赵旭珠等[45]利用喷雾干燥制得余甘果粉,将果粉与菊花粉、白糖、柠檬酸、麦芽糊精制得固体饮料,冲水后得到颜色淡黄,清澈透明,无苦涩味,带有余甘独特香味的饮料。李杰民等[46]利用喷雾干燥技术制作余甘果粉的工艺进行研究,结果表明,当离心泵转速为240 r/min,流量泵流速为25 mL/min,进风温度200 ℃,出风温度100 ℃时,喷雾干燥制备的余甘果粉得率高、含水量低、溶解性好,颜色、VC含量均接近新鲜原果,便于贮藏和运输。干制能够除去余甘子鲜果内的水分获得干果,使营养物质保留下来,同时抑制微生物繁殖,为精加工提供基础。干燥果实粉粹后,加工成果粉,用途广泛,在果茶、煲汤、药用、糕点、面包、固体饮料方面均有应用,还可作为营养强化剂和其它营养品搭配长期食用,可预防老年人经常出现的“三高”症状,对糖尿病治疗有良好的辅助效果,且能增加记忆力[47]。用余甘粉、黄连、白芷、金银花等中草药制成的植物护眼液对结膜炎、结膜干燥症等眼病有良好的治疗效果,长期使用,可使眼睛明亮,缓解眼睛疲劳[48]。

3.3 发酵

我国利用发酵工艺制作余甘饮料可追溯到唐朝[49]。微生物通过降解余甘子中的有机质,转化为其生长所必须的营养物质,且同时产生独特风味的代谢产物[50]。余甘原果汁虽然营养丰富,但苦涩味较重,通过微生物如醋酸杆菌、乳酸菌、酵母菌、保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌等菌进行发酵,将余甘子制成果酒、果醋及其它发酵型饮料,在降低余甘子苦涩味的同时,又可以把果内的营养大分子转化成小分子,有利于人体消化吸收。黄星源等[51]对“巴伦比”发酵型余甘果酒进行研制,余甘破碎后,在9.3 ℃温度下,利用果胶酶酶解10.5 h、在12.3 ℃下,酵母发酵30 d,得到的余甘果酒口感醇和,具有浓郁的果香,稳定性好。殷建忠等[52]以余甘子果汁和普洱茶浸提液为主要原料,经酵母在28 ℃发酵12 d制得酒精度数为11.6 度余甘子普洱茶复合发酵酒。黄春秋等[53]利用醋酸杆菌对混合橄榄余甘子果汁发酵成果醋的工艺进行研究,结果表明,当橄榄余甘果汁质量比为1:2,发酵初始酒精度为14%vol,醋酸杆菌接种量为4%时,在32 ℃下发酵5 d,酿造出来的果醋含量高,醋香纯正,口感可口。苏春雷等[54]通过单因素实验、响应面优化法对余甘子酵素发酵工艺进行研究,结果表明,以余甘:40%糖水1:1,0.85%黑曲酶,0.8%米根酶,在28 ℃条件下,经前发酵34 h后,再在23 ℃条件下,主发酵45 d后,得到酵素中游离氨基酸含量为4.36 mg/mL,总酚含量为9.52 mg/mL,自由基清除能力较强。目前为止,余甘子经发酵制得果酒、果醋、发酵型饮料等产品,可以降低余甘子中的苦涩味,使口感变佳,又可以被微生物将余甘子果内大分子转化为小分子,增加保健价值。发酵是余甘子资源的综合利用的重要途径,研究者可对余甘子和其它水果发酵生产出有美容减肥等保健作用的酵素,通过将酵素固态化、胶囊化,开发一种营养、方便、速食的产品。

3.4 榨汁

通过榨汁,余甘子的营养成分能够充分地溶解在水中,提高其被人体消化吸收率。榨汁后汁可加工成余甘原味果汁、混合饮料、果冻等产品,果渣也能得到利用,是一种提高余甘子附加价值的加工方法。崔炳权等[55]对余甘子果汁进行营养成分分析,结果表明,余甘子果汁中含有蛋白质、12种矿物质、18种氨基酸,SOD含量高达383.20 U/mL,VC含量423.00 mg/dL,多酚含量2.03 g/dL。杨洋等[56]对余甘子榨汁,以汁为原料,加入脱脂乳粉,制得口感清爽的褐色余甘乳酸菌饮料。熊亚[57]以野生余甘子榨汁加入鱼胶粉、柠檬酸、白糖等制得含有余甘特有香味的果冻。黄清松等[58]对余甘子果汁进行小鼠实验,探究其抗疲劳和抗衰老效果,结果表明,经余甘子果汁连续灌胃的小鼠负重游泳时间长、血液中的超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶较对照组有所提高,降低了小鼠血液中的丙二醛、脑组织脂褐素;证明了余甘子果汁有良好的抗疲劳、抗衰老的作用。余甘子果汁可加工成原味果汁、混合饮料、果冻等产品,但在制作过程中,不可避免地需要用甜味剂来调味,这掩盖了其独特的回甘味,丧失其优势,在余甘子果汁加工过程中怎样调味,使回甘味保留下来,是未来研究者的重要方向。

3.5 活性成分提取

余甘子含有丰富的生物活性物质,研究者通过对余甘子成分分离、提取、纯化。研究其药理、保健作用,以提高其附加价值。余甘子提取方法一般分为浸提,回流提取,微波提取,超声波提取,超声波、微波协同萃取,亚临界水萃取等。杨冰鑫等[59]采用60%乙醇对余甘子进行浸提得到多酚提取液,结果表明,余甘子多酚提取液具有良好的自由基清除率、自发性肝脂质氧化抑制率。赵春草等[60]采用70%乙醇回流提取三次,提取液经减压浓缩后,经大孔吸附树脂纯化之后,得到没食子酸、葡糖倍苷为治疗痛风的中药有效部位,没食子酸、葡糖倍苷总含量达50%以上。林敏华等[61]在70 ℃下,用70%的乙醇对余甘子粉三次回流浸提,经旋转蒸发浓缩,得到膏状1 g/mL的提取物,提取物对非酒精性脂肪肝有很好的保护和预防作用。赵生玉等[62]对余甘子采用常压回流提取、减压回流提取、超声提取,结果表明:经三种不同提取方法的余甘子提取物的抗氧化性依次降低。黄浩洲等[63]采用超声波、加热回流的提取方法对余甘子中鞣质转化进行研究,结果表明,采用超声波提取能抑制鞣质的水解,减少鞣质向没食子酸的转变。唐仕荣等[64]采用微波、超声波、微波超声波协同萃取等提取方法提取余甘子多酚,结果表明,微波超声波协同萃取的多酚得率、超氧自由基清除率高于微波、超声波萃取。唐仕荣等[65]利用亚临界水萃取技术萃取余甘子果粉中的多酚,结果表明,经亚临界水萃取技术萃取的余甘多酚的提取率、体外抗氧化能力均比采用回流提取技术好。但目前为止,大多数研究者都是通过不同的提取溶剂、不同的提取方法,得到粗提物进行护肝、抑菌、消炎、抗氧化等药理药性研究,但具体的药理药性物质不明确,研究者可通过对余甘子提取物进行分离纯化鉴定研究,确定具体药理药性物质,为开发绿色、天然的保健物质提供理论基础。

3.6 酶解

酶解也常用于余甘子果粉制作、果汁澄清、蜜饯制作过程当中,利用酶将余甘子果皮酶解,以提高产品品质。余甘子果汁加工过程中,易出现沉淀,严重影响产品外观,通过复合酶解,果汁的透光率增加,长时间贮存,减少出现沉淀现象,同时,可以利用根酶酶解余甘果汁中苦涩的单宁、鞣质类物质,减轻余甘果汁中的苦涩味[66]。在果粉的制作过程中,通过添加复合酶酶解,可增加果粉溶解性、可溶性糖含量、可溶性固形物含量[67]。刘盈盈等[68]利用复合酶法澄清余甘果汁,研究结果表明,在添加复合酶量为0.01%,在55 ℃下酶解3 h,得到余甘果汁的褐变度为0.452,透光率为94.0%,和未利用复合酶酶解的余甘果汁相比,褐变度未明显增加,透光率相对增加。杨洪元等[69]利用酶解法生产鲜余甘子速溶粉,所得果粉速溶性较好,维生素含量达1012.5 mg/100g。酶解法利用酶的作用,将余甘子的细胞壁、纤维素、苦涩物质酶解,使果汁澄清、蜜饯入味,果粉溶解性提高。但耗时较长,在果汁加工过程中,随着酶解时间的延长,褐变度会增加,因此在果汁酶解过程中,可加入抗氧化、抗褐变剂以减少褐变现象的发生。

4 结论与展望

余甘子鲜果水分含量高、VC、酚类等营养物质多,采后易出现失水、褐变、微生物感染的现象,造成感观、营养价值下降,缩短其货架期。目前为止,采后贮藏主要以低温贮藏为主,涂膜、高压电场处理稍有报道。研究者可利用抗氧化、抗褐变等保鲜剂、保鲜膜包装等方式研究其采后呼吸作用强度、乙烯释放量、细胞能量代谢、细胞膜脂代谢等生理代谢情况,以开发余甘鲜果保鲜剂,延长余甘子的货架期。

余甘子加工方法有很多,目前一般采用腌制、干制、榨汁、发酵、酶解等加工方法,将余甘子加工成蜜饯、果脯、果粉、果汁、果酒饮料等产品。从市场调查得知,余甘腌制产品口味比较单一,满足不了个性化市场需求,研究者可在制作过程中加入如甘草、丁香、茴香等香辛料作为调味料,制作出不同口味的余甘子蜜饯、果脯,以满足不同消费者的需求。余甘子果汁等产品中的苦涩味现一般通过添加甜味剂来掩盖,使余甘子自身独特的回甘味得不到体现,可采用活性炭吸附等方法将余甘子果汁中的苦涩物质吸收。余甘子鲜榨果汁会出现白色鞣花酸絮状物,鞣花酸具有抗氧化,抗癌、以及调节免疫的功能,从余甘子果汁中提取鞣花酸研究尚未报道,研究者可从余甘子果汁中提取鞣花酸对其保健效果进行研究。一般采用不同的提取剂、不同的提取时间、方法获得余甘粗提物,探究余甘子中生物活性物质的药理药性作用,但具体药理药性有效成分仍未明确。研究者可通过对余甘子提取物进行分离纯化鉴定进行研究,确定具体药理药性物质,为开发纯天然的保健物质提供理论基础。

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