鸭梨功能性成分及食品开发研究进展
2021-12-07关玉婷李唯熙温思萌常世敏
关玉婷,李唯熙,温思萌,常世敏
(河北工程大学生命科学与食品工程学院,河北邯郸 056000)
鸭梨(Pyrus bretschneideri) 属蔷薇科(Rosaceae) 梨属(Pyrus)[1],又名白梨、鸭嘴梨,是我国栽培历史最悠久的古老优良品种之一[2],为我国特有的梨品种,主要种植在河北地区[3]。鸭梨果实形状为倒卵圆形,果皮为黄绿色,气味清香、口感甘甜,含有营养丰富的维生素、果糖等,以及多酚类、黄酮类、熊果苷等功能性成分,多酚类物质具有保护神经元、预防早老性痴呆的生理功效,熊果苷具有镇咳、祛痰、平喘等生理作用。
近年来,鸭梨中功能性成分的提取不断被报道,对于鸭梨相关食品的开发也在不断发展中,如梨汁、梨酒、果脯等食品[4]。对近年来国内外鸭梨功能性成分的研究和鸭梨食品的开发进行概述,旨在为鸭梨功能性成分的深入研究和鸭梨食品的进一步开发提供参考。
1 鸭梨的功能性成分
1.1 多酚类物质
鸭梨中含有丰富的多酚类物质,包括绿原酸、咖啡酸、对香豆酸、原花青素等[5]。从彦丽等人[6]采用Folin-ciocalteu 法[7]测定多酚含量,证实鸭梨中所含多酚主要是游离多酚,占总多酚的95.00%,由此可见,鸭梨中的主要抗氧化物质之一是多酚类物质。马利华等人[8]测定绿原酸在波长328 nm 处的吸光度证实,梨皮提取物中绿原酸含量为3.53±0.02 mg/g;采用铁氰化钾法[9],测得原花青素含量16.97±0.16 mg/g。
流行病学研究表明,植物多酚具有抑制非传染性疾病(如癌症、心血管疾病、慢性呼吸系统疾病和糖尿病等) 的发病、保护神经元不受神经毒素的损伤、抑制神经炎症、促进记忆、预防早老性痴呆等多种生理功能[3,4,10]。因此,鸭梨在食品开发方面可研究对抗非传染性疾病的功能性食品,以降低此类疾病的发病率。
1.2 黄酮类物质
鸭梨中所含黄酮类物质主要有(-)- 表儿茶素、(+)- 儿茶素、原花青素B1、原花青素B2等。从彦丽等人[6]采用氯化铝- 亚硝酸钠比色法[7]测定黄酮含量,表明鸭梨中所含黄酮主要是游离黄酮,占总黄酮的98.00%。由此可见,鸭梨中的黄酮类物质在鸭梨中起着重要抗氧化作用。黄酮类物质对人体具有显著的药理活性,包括抗氧化、抗癌、抗炎、抗恶性细胞增生、抗血管生成和抗雌激素作用[11]。这一研究成果为今后的鸭梨抗癌、抗氧化类产品开发提供了良好的研究基础。
1.3 熊果苷
熊果苷是当今最为安全的美白原料之一,可有效抑制体内酪氨酸酶的活性,阻断多巴及多巴醌的合成,进而抑制了黑色素的形成[12]。李静[13]证实了熊果苷是对苯二酚衍生物,具有抑制黑色素形成的功效。李凡等人[14]的研究表明,鸭梨果皮中熊果苷的含量为364.45 μg/g,果肉中熊果苷的含量为12.94 μg/g,果心中熊果苷的含量为268.20 μg/g,与其他梨品相比,鸭梨中整体的熊果苷含量较高。梨果具有镇咳、祛痰、平喘等功效[15],王亚芳等人[16]对小鼠饲喂熊果苷,证实了梨果中具备上述功效的主要物质是熊果苷。
我国对于鸭梨中熊果苷的提取和开发仍处于起步阶段[17],因此现有的研究结果可作为熊果苷的提取和精深加工的理论基础,并可将开发镇咳、祛痰、平喘等功能性食品或美白类产品作为开发鸭梨方向。
1.4 膳食纤维
梨含有丰富的膳食纤维(DF,Dietary fiber)[18],膳食纤维含量约占梨干渣的75.00%,其水溶性膳食纤维(SDF,Soluble dietary fiber) 占梨干渣的18.00%,水不溶性膳食纤维(IDF,Insoluble dietary fiber) 占梨干渣的56.00%,是生产膳食纤维的极好原料[19]。高晓丽等人[20]研究表明,用淀粉酶4 U/g 在pH 值6.0下处理后,在料液比1∶15(g∶mL),氢氧化钠溶液浓度1.00 mol/L,温度50 ℃,时间1 h 的条件下提取,梨渣水不溶性膳食纤维的得率最高,达到12.90%。最优的脱色条件是H2O2溶液体积分数8.00%,温度60 ℃,时间3 h,在此条件下产品的膨胀力为6.17 g/mL,持水力为7.10 g/g。
以梨渣为原料提取膳食纤维,可以大大提高其价值,加大资源的利用率。因此,开发梨渣膳食纤维产品具有很大的社会效益和经济效益。
1.5 梨籽油
蒋新龙等人[21]的研究表明,以梨籽为原料,超声功率200 W 时出油率为30.51%。以梨籽毛油为原料,在超声温度40 ℃下处理20 min 至梨毛油、碳酸钠、活性炭混合均匀,继续在超声温度为60 ℃时处理60 min,得精制成品油,所得脱酸率可达84.10%。孙秀青[22]研究表明,梨籽中含有7 种主要脂肪酸,以亚油酸、亚麻酸、油酸为主,不饱和脂肪酸含量在80.00%以上,尤其是亚油酸含量可达44.86%。
梨籽油易于人体消化吸收,对减少膳食脂肪和胆固醇摄入量有重要作用[23],可作为食用油来满足人体对脂肪酸的摄入需求。亚麻酸、亚油酸是人体必需的脂肪酸,在合成磷脂形成细胞中的膜结构时有很重要的意义[24];可以改变血小板膜流动性, 有效防止血栓的形成[25];同时,具有增强智力、调节植物神经、抑制过敏反应、抗炎、抑制衰老等作用[26]。因此,现有的研究为梨籽油的提取和产品开发提供了明确的方向,可用于生产药品、保健食品,还可作为油性原料进行化妆品的开发,前景广阔。
1.6 果胶
果胶是一种由D - 半乳糖醛酸经α-1,4 糖苷键联结并与其他中性糖和非糖物质组成的多糖聚合物,是植物细胞壁中胶层和初生壁的主要成分[27-28]。果胶是天然绿色的食品添加剂,不仅能够改善食品的品质和口感,同时具有抗癌、解毒、降血糖、降血脂多种医疗保健作用[29-30]。齐秀东等人[31]研究表明,鸭梨中共价结合型果胶(CSP) 含量高且恒定,离子结合果胶(ISP) 含量低且恒定,难溶性果胶CSP 含量的高低及其分子质量的分布可作为衡量梨果实贮藏性的重要指标。这一研究结果为梨果实品质的提高及贮藏技术的完善提供理论依据。
2 鸭梨食品开发功能性食品开发
2.1 鸭梨原汁
鸭梨果肉鲜嫩多汁,但是鸭梨不易保存,极易褐变,鸭梨汁产品的开发既保留了鸭梨果汁口感,生津解渴,又可避免保存时果肉腐烂造成的浪费。李丽梅等人[32]参照生庆海[33]的方法,将香气、酸度、甜度、褐变情况等作为评定标准,研究得出鸭梨是理想的制梨汁品种。制作工艺[34]为选择新鲜成熟鸭梨,经清洗、破碎(3~4 mm) 后榨汁。压榨汁经粗滤后,加入0.40 g/L 的果胶酶制剂,50~60 ℃下保温2 h 后离心过滤,将所得梨清汁加热到80 ℃,趁热灌装,然后经杀菌(95 ℃,5 min) 处理,冷却即得成品。此法得到的梨汁清香甘甜,口味易被接受。但是,此工艺加工的梨汁出汁率仅达到了69.92%[34]。今后研究梨汁加工工艺时,可将提升出汁率的工艺优化作为研究方向。
2.2 冻鸭梨
传统冻梨是在冬天自然环境下,利用自然低温使果实逐渐冻结,果皮和果肉颜色由黄绿色变为褐色,果肉软嫩多汁,食用风味更佳。冻梨具有清热利咽、止咳降噪、促进食欲、帮助消化等功效[35]。试验表明[36],待果实最佳食用期时,置于-20 ℃低温冰箱中浸渍冷冻,冻藏48 h 后,于4 ℃条件下解冻48 h,所得冻梨品质最优,口感清凉细腻,解冻后酸甜可口,具有冻梨果实的特殊香气,可直接食用。同时,这一加工工艺成本低、工艺简单,既能避免传统贮藏造成的梨果品质下降,又可增加鸭梨种植的经济收入。
2.3 鸭梨渣烘焙食品
膳食纤维虽然不能为人体提供营养,但膳食纤维的高持水力和膨胀力有利于预防肥胖症、促进肠道蠕动、加速排泄速度,其吸水膨胀性可增强饱腹感,利于清理肠道[37]。鸭梨果渣可通过化学提取法等[38]提取鸭梨膳食纤维,可用于加工烘焙制品。
烘焙食品口感香醇、外观美丽,深受大众喜爱,但其高油高糖的特性不利于人体健康。在烘焙制品中加入梨渣膳食纤维粉既可以增加饼干的韧性[38]、减少干裂改善饼干口感[39],同时也能吸附糕点中多余水分,增强内部结构稳定性,使糕点外形挺拔。在烘培食品中添加膳食纤维可以改善产品的质地结构,并能降低产品本身的血糖指数,具有功能特性。
2.4 鸭梨渣香肠
肉类食品是人们饮食结构中的重要组成部分,香肠制品因其方便、快捷、口感好等特性,深受人们的喜爱[40],但其脂肪含量高,膳食纤维、维生素等含量低,过多的食用会导致肥胖症、糖尿病、高血脂等疾病的发病率上升,对健康不利。因此,梨渣膳食纤维可作为香肠制品的原料,生产梨渣膳食纤维香肠,此法改善香肠的口感和结构,增加营养特性,变废为宝,提高梨渣的附加值[41]。张海涛[41]研究表明,膳食纤维添加量为5.00%时,生产出的香肠呈粉红色或红色,颜色均匀、有光泽;切面整齐、无密集气孔、无裂痕;口感细腻圆润多汁,咀嚼性能良好。
2.5 鸭梨果酒
鸭梨的清香可作为鸭梨果酒的独特风味。袁晓龙等人[42]以鸭梨为原料,采用酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae) 和产香酵母混合菌发酵,试验表明,最佳发酵工艺参数为发酵时间8 d,产香酵母接种量2.00%,酿酒酵母接种量3.00%,得到的酒体澄清透亮、酒香柔和持久、香味协调,具有梨酒特殊的风味。此研究采用了混合菌发酵方式,提升了梨果酒的香气品质。越来越多研究者进行了非酿酒酵母与酿酒酵母混合发酵酿制工艺,但目前针对鸭梨酒酿造的研究较少[43-44]。因此,可将鸭梨酒酿造菌种优化作为今后的研究方向。
2.6 鸭梨果醋
鸭梨果醋是在传统醋发酵的基础上新开发的一种新型果饮,既保留了鸭梨特有风味,又具有醋保健功能特性,富含维生素、氨基酸等多种营养素,具有促进消化、疏通血管等功效[45],越来越受到人们的青睐。黄玉玲[46]以去皮、去蒂及核的鸭梨为原料,用2.50%的维C 浸泡5 min,榨汁,加入0.50%的果胶酶澄清,加热并进行灭菌处理,采用葡萄酒酵母、醋酸菌AS1.41,发酵温度为28 ℃,分别发酵试验,通过研究得出酒精发酵期为5 d,醋酸发酵期为6 d,可得到品质优良的鸭梨果醋。
3 结语
综上所述,鸭梨味道品质优良,具有多种功能性,是一种宝贵的食品加工原料。近年来,随着种植技术的提升,鸭梨产量逐年增加,鸭梨资源十分丰富。而国内对鸭梨的营养特性开发利用和研究尚处于初级阶段,有关鸭梨功能性成分的提取近几年才有少量报道,但提取率都较低,对其深加工工艺尚未见报道。国外对于苹果、梨的加工工艺研究较为深入,值得参考借鉴。因此,加强对鸭梨的功能性成分提取、鸭梨综合开发利用的研究,有利于进一步推动鸭梨产业的发展。