近五年来我国龙眼加工研究进展
2022-07-08李璐雨黄卫萍
李璐雨,黄卫萍
(广西农业职业技术大学,广西南宁 530007)
龙眼俗称“桂圆”,也叫龙目、圆眼等,属于无患子科桂圆属,果实肉质圆白光泽,是我国一种药食两用的水果,其含有各种糖类、人体所需氨基酸、蛋白质、各种维生素、有机酸、萜类、黄酮类物质、脂类、甾体组分、酚类等,具有降压降脂降糖、延缓衰老抗氧、抑菌抗癌、益气补血、增强人体免疫力、安神定志、调节内分泌系统等作用,值得大力开发利用。我国是世界上龙眼栽种面积最大、产量最多的国家,以广东、广西、福建等地为主,海南、四川、云南和贵州南部等地也有种植栽培。东南亚地区则以泰国为主。
龙眼成熟于夏季,采收期短且果肉水分多,采后代谢旺盛,呼吸作用强,易于腐烂变质、鲜储货架期短,且其成熟于荔枝之后,受到强有力竞争。因此加强对龙眼的精深加工研究,研制更丰富的受欢迎的龙眼加工食品,是延长龙眼产业链,提高龙眼附加值的有效途径。
2017 年以前,古小玲、黄美香、林娴、郑映红、张宏康等从不同角度对龙眼加工研究情况进行过归纳。本文根据中国知网数据库文献整理了我国2017—2021 年有关龙眼加工的研究情况,分析当前国内龙眼深加工研究中存在的问题并提出了改进措施,以期为龙眼深加工研究提供参考价值。
1 近五年我国龙眼加工产品的研究现状
1.1 干制品
龙眼干制品是研究最早、最多、最全面,应用最广泛,市场占有率也最高的龙眼加工方式。从1997 年起就有关于龙眼干制的研究报道,后研究主要集中在不同干燥方式加工龙眼干的工艺优化、动力学研究、联合干燥技术及不同干燥方式对产品品质和营养成分的影响,近几年还兴起了对龙眼相关的营养餐粉加工研究。龙眼干和粉剂制品既可做保健品、中药材,又可作为其他加工制品的半成品,市场前景广阔。
1.1.1 龙眼干
周鸿侨等(2018 年)总结了一套经济实用、适合规模化生产的导热油烘干龙眼干技术[1]。张孝果等(2018年)研究了桂圆热风干燥过程的机理[2]。林革等(2020 年)在普通热风干燥技术的基础上进一步改进创新,形成省力化热风干燥[3]。刘永富等(2021 年)建立龙眼干燥水分比和时间的动力学模型,研究了固定真空度下不同微波强度对龙眼薄层干燥水分的影响[4]。庄培荣(2017 年)综述了微波真空干燥技术对龙眼品质的影响[5]。安可婧等(2019 年)针对龙眼原料受热不均匀、微波干燥速率过快与局部过焦的问题,优化了龙眼间歇真空微波干燥工艺[6]。杨婧等(2019 年)研究出新鲜龙眼100 ℃热风预干燥3 h 为最佳的水分转换点,再行真空冷冻干燥50 h,所得产品优于热风干燥,更接近真空冷冻干燥[7]。邓媛元等(2020年)研究得到用植物乳杆菌发酵热风-真空冷冻干燥的龙眼果干48 h后,活菌数生长最多可达12.40 lg(cfu·mL-1),高于真空冷冻干燥、热风干燥和新鲜龙眼;嗜酸乳杆菌发酵热风-真空冷冻联合干燥的龙眼果干48 h 后,活菌数达11.84 lg(cfu·mL-1)[8]。王诗琪等(2020 年)研究发现,冷冻干制龙眼多糖具有较强的1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基和羟自由基清除能力,热风干制龙眼多糖刺激巨噬细胞NO 和人肿瘤坏死因子α 生成的能力更强[9]。萧奕童等(2021 年)研究了闭环热泵干燥温度对龙眼肉干燥特性和挥发性成分的影响[10]。谭飔等(2021 年)研究了不同干燥方式对龙眼多酚及抗氧化活性的影响[11]。
1.1.2 龙眼粉剂
卓荣权等(2017 年)优化了复合酶解工艺研制速溶桂圆粉,提高了龙眼加工的科技含量和附加值[12]。赖春香(2018 年)在热烫处理后采用热泵干制龙眼,再通过混料设计确定了龙眼常温粉碎原料配比:龙眼果干60%、燕麦粉20%、大豆粉10%、大米粉20%,粉碎4 min,此龙眼粉添加一些山药、麦芽糊精等制备成龙眼燕麦营养餐粉[13]。周文君、黄菲等(2021年)研发按龙眼干、枸杞干、红枣干原料质量比例3.59∶4.60∶1,乳清蛋白为辅料,原辅料比1∶1.5,冷冻超微粉碎150 s 制备复合果粉,在复合果粉50%、麦芽糊精30%、大米膨化粉10%、全脂奶粉5%、植物脂肪粉5%配方下的的复合营养冲调性好、稳定性能强、感官较佳、营养均衡,具有调节肠道菌群增殖的功效[14]。姜帆等(2020年)探讨了龙眼冻干粉对失眠模型小鼠体重的影响,证明龙眼具有改善失眠的应用潜力[15]。
1.2 发酵制品
龙眼中含有丰富的还原糖和多糖,菌株能够充分利用糖类发酵,生产风味独特的龙眼发酵制品。随着人们生活水平的提高,对果酒、果醋、酸奶等果蔬发酵制品的保健功效认可度越来越高,需求量也越来越大。
1.2.1 龙眼果酒
吴翠琼等(2017 年)采用响应面法优化不同澄清剂对龙眼酒的澄清效果[16]。袁辛锐等(2020 年)发现同时添加SY 果酒活性干酵母和生香活性干酵母(1∶1)0.03%发酵桂圆果浆可得到品质更好的桂圆果酒[17]。徐文等(2021 年)开展较为鲜见的桂圆果酒陈酿研究,结果表明添加橡木片的桂圆果酒在15 ℃条件下陈酿60 d 更有利于其典型风味的形成[18]。冉娜等[19]和李进等[20](2017 年)分别对海南和泸州晚熟龙眼果酒发酵条件进行优化。魏晓宇等(2018 年)结合龙眼益智健脑与连翘散寒清热的功效,研发得到连翘龙眼起泡果酒的最优调配工艺:安琪活性干酵母与BM45酵母添加比质量比例1∶1,连翘4%、龙眼12%,为欲解暑驱寒的人群提供一种新选择[21]。刘静娜等(2019 年)以蜜柚和桂圆干为主要原料研制了复合发酵果酒[22]。陈丽娜等(2021 年)研究了不同澄清剂对山楂龙眼复合果酒澄清效果的影响[23]。邓红梅等(2019 年)研究了龙眼酒酿造过程中有机酸变化,结果表明:在不同初始糖度条件下有机酸的变化有相似性;24%初始糖度下不同发酵时期龙眼酒中的有机酸总和均比原果汁高,发酵前7 d 草酸、酒石酸含量大幅降低,草酰乙酸、乳酸、柠檬酸、琥珀酸含量明显增加,随后基本平稳[24]。邓红梅等(2021 年)还优化了龙眼与红肉火龙果复合果酒酿造工艺,复合果酒中含有乳酸、酒石酸、丁二酸、柠檬酸、草酸、抗坏血酸和α-酮戊二酸等[25]。
1.2.2 龙眼果醋
近年来,研究者在不断优化龙眼果醋、复合果醋发酵工艺的同时,注重对其营养成分和风味的分析研究。陈丽娜等(2018 年)以龙眼干为原料,对龙眼果醋酒精发酵和醋酸发酵工艺条件进行优化[26]。陆丽珠等(2020 年)研究了红枣桂圆复合果醋的酒精发酵最适工艺参数[27]。郑凤锦等(2021 年)筛选出适合龙眼果酒发酵制备龙眼果醋的醋酸菌种,优化了醋酸发酵工艺[28]。尹爱国等(2018 年)优化了龙眼柠檬复合果醋的醋酸发酵工艺,所得果醋总酸可达6.80 g·(100 mL)-1,主要风味物质为醇类[4-萜烯醇、α-松油醇、3,7-二甲基-1,6-辛二烯-3-醇、(-)-4-萜品醇及香茅醇]、酯类(橙花乙酸酯、乙酸香叶酯、甲酸异戊酯及乙酸苯乙酯)等[29]。陈晓维等(2018 年)研究发现龙眼干、枸杞和发芽糙米复合饮料采用酵母和醋杆菌连续发酵过程中,多糖含量上升,总酚含量下降[30]。朱伟林等(2019 年)研究发现同时接种酵母、醋酸菌发酵60 h和酵母发酵24 h、醋酸发酵60 h 两种方式所得龙眼果醋,乙酸含量分别达28.09 g·L-1和29.59 g·L-1,与龙眼汁相比总酚含量都下降了,而抗坏血酸和抗氧化能力显著提高[31]。
1.2.3 龙眼酸奶和酵素
赵林等(2017 年)以龙眼干水提液和纯牛奶为主要原料,以木糖醇为甜味剂,研究开发一种风味独特的低糖保健酸奶[32]。陈明珠等(2018 年)研制了荞麦桂圆复合酸奶[33]。潘梓源等(2019 年)优化了桂圆酵素发酵工艺,制得酵素总酚含量是桂圆水提液总酚含量的5.05 倍,至少含有20 余种酚类化合物,有16 种为新生成[34]。
1.3 饮料制品
饮料制品一直果蔬加工研究的热点。柴智慧等(2018 年)以蔗汁、桂圆为原料,麦芽糊精为辅料,采用喷雾干燥法制备蔗汁桂圆固体饮料[35]。孟秀梅等(2019 年)优化了菱角桂圆饮料配方[36]。张子希等(2021 年)探讨了不同浓缩工艺对龙眼浓缩汁的色泽及挥发性成分的影响,证明真空浓缩-烘焙联用工艺使龙眼浓缩汁更具独特色泽和香气[37]。俞憬(2018 年)筛选出干酪乳杆菌作龙眼果干浸提液的发酵菌种,采用纤维素酶前处理后再进行乳酸菌发酵,显著增强了益生活性和抗氧化能力[38]。刘国明等(2019 年)以龙眼果肉为原料优化了龙眼发酵饮料工艺[39]。
近年来,以果汁和乳为原料发酵制得的果汁发酵乳饮料受到消费者普遍欢迎。开发集龙眼和乳的营养价值、乳酸菌的保健功能于一体,风味独特的新型发酵乳饮料,已成为龙眼深加工的新途径。庞泽翀等(2018 年)以龙眼汁和奶粉为原料接入保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌,研究出龙眼乳酸菌发酵饮料的最优工艺条件:龙眼汁添加量50%、奶粉添加量4%、发酵时间5h[40]。蔡文韬等(2021 年)以龙眼肉为主要原料,用川秀乳酸菌酸奶发酵粉进行乳酸发酵,最佳工艺为龙眼浆(龙眼、水的质量比为1∶8)121 ℃灭菌20 min,脱脂奶粉与龙眼浆按照1∶5 的比例混合,冷却,添加0.15%发酵剂,42 ℃下发酵8 h,快速破乳同时将龙眼酸奶与水按照1∶1(体积比)混匀,添加柠檬酸0.2%,蔗糖0.9%,复合型稳定剂(琼脂、果胶、单甘酯的质量配比为4∶1∶1)0.3%,混合均匀[41]。
1.4 其他
1.4.1 面点制品
用龙眼作为原辅料制作面点产品是近五年来兴起的又一龙眼加工制品类型。高慧颖等在研究生产龙眼果葡糖浆[42]后,将其作为一种新型甜味剂,连续研发出绵软细腻兼具龙眼特有风味的龙眼糖浆戚风蛋糕[43](2019 年)和甜度适口、无油腻感的龙眼糖浆月饼[44](2020 年),还研究出一款以龙眼果渣为原料的面包[45](2018 年),配方工艺为面包粉100 g、龙眼果渣25 g、糖16 g、水38 g。杜艳瑜等(2021 年)开发研制出一款黑米莲子桂圆复合营养千层糕,最佳配方为黑米粉与莲子粉的质量配比为1∶1、木糖醇125 g、纯牛奶65 mL[46]。
1.4.2 糖制品
刘恬佳等(2019 年)研究报道了以药食同源药材人参、龙眼肉、阿胶、山楂、干姜和酸枣为原料,提取制成一种可有效缓解睡眠、健脾养血、益气安神的人参龙眼阿胶蜜膏[47]。关于龙眼与其他花果复合糖制品,张雅娜等(2018 年)以黑龙江野生山里红为原料,添加桂圆、红枣、枸杞、苹果,优化了山里红桂圆红枣复合果糕配方[48]。贤欢等(2018 年)研究出桂圆玫瑰养颜果冻的最优配方[49]。冯晓汀等(2021 年)研究出桂圆桂花果冻的最佳配方[50]。
近年来,还有学者对龙眼白兰地酒加工,龙眼壳、核等生理活性成分变化及利用等进行了不少研究。
2 近五年我国龙眼加工研究报道概况
据统计,中国知网2017—2021年收录关于龙眼加工方面论文52 篇,其中来自广东18 篇(以第一作者第一单位所属省区统计,下同)占34.62%,福建发表11 篇占21.15%,延续了一直以来以广东、福建为主,广西、四川、海南等热带亚热带区域省区共同参与龙眼加工研究的格局,具体见表1。
表1 各省区2017—2021年龙眼加工研究论文中国知网收录情况
广东是研究龙眼加工的传统大省、强省,是最早研究龙眼干制、龙眼果酒、龙眼果醋、龙眼酸奶等加工产品的省份,也是各类型龙眼加工产品研究的领头羊。近五年广东省仍然保持着在研究龙眼发酵制品上的优势,并主要在干制技术、营养餐粉、果酒、果醋和发酵饮料上发表了多篇研究论文,其引领的关于龙眼营养餐粉的研发成为当前新兴研究热点。福建省也是研究龙眼加工的传统省份,最早研究了龙眼罐头、龙眼膏、龙眼酱的加工,近五年主要在龙眼干制品、龙眼面点制品、龙眼酸奶方面开展研究,开发龙眼(龙眼糖浆)作为辅料的各类面点制品,将具有广阔的市场前景。广西近年来作了龙眼果酒、果醋、发酵饮料等有关研究报道。四川省立足渊源的酒文化积淀,最近五年主要研究报道了龙眼果酒相关论文。黑龙江、吉林等省份结合东北特产人参、山里红等研究报道了复合蜜膏、复合果冻的研制工艺。
统计发现,各省区科研院所和高校作为龙眼加工课题研究的主力军,充分发挥了基地资源、设备资源、人才资源的优势。各类研究中也不乏有当地相关企业的参与,如广州力衡临床营养品有限公司、深圳市海普瑞药业集团股份有限公司、广西颐生园生态农业有限公司、泸州老窖股份有限公司、济南全成农业科技开发有限公司等。但企业作为主导单位开展龙眼深加工研究很少,作为合作单位参与龙眼深加工的研究还是比较欠缺,这也成为龙眼加工研究成果转化和市场推广比较薄弱、后劲不足的原因之一。
3 近五年我国龙眼加工研究中发现的问题及其改进措施
3.1 问题
我国水果、蔬菜资源丰富,果蔬产业已成为仅次于粮食作物的第二大农业产业。在乡村振兴战略背景下,推进精深加工是实现水果产业可持续发展的有效途径。当前的龙眼加工研究虽取得一定的成绩,比如加工品种日益丰富、加工工艺逐步优化,但也存在着制约发展的诸多问题。
1)研究深度和系统性不够。主要体现在对澄清、发酵等主要工艺研究较多而对预处理、陈酿、杀菌等工艺研究较少,研究原料和产品的活性成分变化、龙眼药用价值的有效利用等还不够。
2)加工设备设施研究滞后。长期以来,我国大型高效果蔬深加工成套设备大量依赖进口,自行研发关键设备零件的技术性能指标与国外同类产品相比仍有较大差距。
3)实验室研究向产业化市场化转化不足。实验室阶段龙眼加工研究成果转化不够,高附加值深加工品种少,市场推广效果不好。
3.2 改进措施
1)集中力量加强生产关键技术研究。强化不同区域、科研院所和高校间的合作,发挥各自团队优势,深化龙眼加工相关的系统性研究,加强生产关键技术研究,探索并建立适合规模化生产的工艺标准。
2)进一步加大自主研发果蔬加工新装备或关键零配件力度,注重协同设备的改进,为产业化、市场化打下坚实的基础。
3)强化市场导向作用,引导企业更多主导和参与有关研究;发挥政府统一规划协调作用,加大对果蔬功能食品、果蔬汁、果蔬粉、果蔬脆片等当前市场反馈较好的加工产品的产业支持,提高科技成果转化率。