我国草莓资源加工利用现状及发展趋势

2017-02-03 04:46张建军史晓红范婧芳
江西农业学报 2017年6期
关键词:速冻草莓工艺

董 辉,杨 莉,李 莉,张建军,史晓红,范婧芳,杨 雷*

(1.河北省农林科学院 石家庄果树研究所,河北 石家庄 050061;2.河北省农林科学院,河北 石家庄 050051;3.河北省赵县食品药品检验检测中心,河北 赵县 051530;4.河北省植保植检站,河北 石家庄 050035)

我国草莓资源加工利用现状及发展趋势

董 辉1,杨 莉1,李 莉1,张建军2,史晓红3,范婧芳4,杨 雷1*

(1.河北省农林科学院 石家庄果树研究所,河北 石家庄 050061;2.河北省农林科学院,河北 石家庄 050051;3.河北省赵县食品药品检验检测中心,河北 赵县 051530;4.河北省植保植检站,河北 石家庄 050035)

草莓味道鲜美、营养丰富,草莓制品可以提高其附加值。综述了我国草莓制品的加工利用概况及应用前景,并讨论了其中存在的问题及今后的发展方向,以期为全面提升中国草莓产业化水平提供参考。

草莓;加工;利用;展望

草莓(FragariaananassaDuch.)是蔷薇科草莓属植物,又名洋莓,其味道鲜美,营养丰富,在果品生产中占有重要地位。草莓含有多种维生素、有机酸、氨基酸等营养物质,具有润肺生津、益心健脑等功效[1-3]。我国是草莓生产大国,目前栽培面积已经超过10万hm2,居世界首位[4]。草莓的含水量较高,容易破损,不耐贮存,大量采收后,鲜果未能及时保鲜和加工处理,品质就会迅速下降,甚至腐烂变质,给果农造成较大的经济损失。因此,将草莓进行适宜的加工处理,如制成速冻草莓、草莓酱、草莓粉、草莓汁等产品或对其功能性成分进行提取加工,均可以提高其附加值。本文对我国草莓资源加工制品的研究进行了综述,并指出了存在的问题和今后的研究方向。

1 速冻草莓

选用新鲜、无病虫、无损伤、八九成熟的草莓作为原料,并按大小规格分级,不加糖的可将整果直接速冻;若加糖,先将草莓按果重量的17%~25%加入白糖充分拌匀,按定量装入薄膜食品袋内密封好,放在冻结装置内快速冻结形成速冻草莓。已有的研究表明:对速冻草莓进行前处理可以大大提高速冻草莓的品质。胡丽菊等[5]为了解决速冻草莓在贮藏过程中品质快速下降的问题,采用糖溶液和氯化钙溶液对其进行处理,结果表明:20%糖溶液处理20 min,3%氯化钙溶液处理15 min的效果最好。此外,采用乳酸钙溶液进行处理也具有较好的效果。鞠国泉等[6]对速冻草莓速冻之前进行不同质量分数乳酸钙的渗透处理,结果表明:1.0%乳酸钙减少失质量率效果最好;1.5%乳酸钙抑制可溶性固形物和VC含量下降速度作用最显著;而2.0%乳酸钙可显著增强硬度,抑制pH值上升,延缓冻藏期花色苷变化。可以根据不同需要,选择不同的处理方式。速冻草莓的最终质量取决于解冻,在解冻过程中可能会发生色泽变化、汁液流失、营养物质含量下降等,这会直接影响速冻草莓的品质,因此采取合适的解冻方法以最大程度地保证速冻草莓的品质很有必要[7]。刘雪梅等[8]通过对微波解冻、水浴解冻、超声波解冻、空气解冻4种解冻方法解冻草莓所需时间的研究,以及解冻后草莓的物理特性和营养品质进行了测定,结果表明:微波解冻法解冻时间短、解冻后草莓的物理特性和营养品质均较好,优于其他3种解冻方法。

2 草莓酱

草莓酱是果酱中的主要品种,堪称果酱之王。草莓酱制作工艺简单,产品能较好地保持草莓的色、香、味及营养且耐储藏,草莓酱制作工艺主要包括选料、配方、浓缩、灭菌包装等流程。目前国内关于草莓酱的工艺流程研究较多,王育红等[9]采用二次真空渗糖与复合增稠剂调配相结合的方法,研制了低糖型草莓酱,该产品可溶性固形物含量大于25%,糖度为25%左右,pH值为3.0,具有较好的感官品质。刘玉环[10]研究表明,经处理后的草莓加入20%的糖,常温下存放15~24 h,可使原料后熟,不仅能够提高香味还可以保持果形完整,减少果块上浮现象。随着社会经济的发展,果酱种类日益增多,结合不同果酱的风味特点及保健功能,研发新型复合果酱已成为未来果酱的主要方向。陈琛[11]以复配魔芋胶作为增稠剂添加到草莓酱中,并通过改进制作工艺,使酱体中纤维分布均匀,透明度提高,甜度降低,不仅提高了其保健功能,而且还可长时间保存。李素云等[12]以正交试验确定了低糖苹果草莓复合果酱的最佳配方,制成的草莓酱风味宜人,色泽自然,涂抹性良好。此外,草莓还可以搭配胡萝卜[13]、杏[14]等制成草莓复合果酱。

3 草莓粉

将新鲜草莓加工成草莓粉,是近几年出现的一种加工形式,加工方法主要包括:热风干燥法、微波干燥法、真空冷冻干燥法、膨化干燥法和喷雾干燥法[15]。伊长文等[16]采用热风干燥和微波干燥的方法,对不同厚度的新鲜草莓片进行干燥并生产草莓粉,研究发现:3 mm的草莓薄片在“中火”条件下微波干燥,制得的草莓粉色泽为红色,且微波干燥对草莓中VC的影响较小,干燥效果优于热风干燥。王泽南等[17]研究了草莓粉喷雾干燥工艺参数和草莓粉助干剂配料对干燥效果的影响,结果表明:进风温度200 ℃、入料流量60 mL/min、喷头转速25000 r/min时喷雾干燥的效果较好;助干剂配料为(占固形物含量)2.5%卵磷脂、2.5% β-环糊精和3.0%可溶性淀粉时,可得到优质的草莓粉。侯玉茹等[18]采用真空冷冻干燥技术对草莓粉固体饮料的加工工艺进行了研究,通过正交试验确定复合稳定剂最佳配方为0.10%单甘酯、0.15%蔗糖酯、0.05%卡拉胶和0.10%黄原胶,可以使冲调后的产品保持较好的稳定性;研究还表明:利用柠檬酸调节草莓浆的pH为3.0,并添加0.06% EDTA-Na2,可以有效地改善草莓粉的色泽。

4 草莓汁

草莓汁是以草莓为主要原料制作而成的饮品。草莓汁生产工艺主要包括草莓预处理、澄清、过滤、灭菌等过程。草莓汁的澄清是草莓汁加工工艺的重要环节,澄清效果会影响草莓汁的品质和货架期。目前常用的果汁澄清方法有自然澄清法、酶解澄清法、壳聚糖澄清法、吸附剂澄清法、超滤微滤澄清法等,在草莓汁澄清过程中主要应用酶解澄清法。王鸿飞等[19]以明星类草莓为原料,通过正交试验得到了果胶酶澄清草莓果汁的最佳条件为:果胶酶0.035 mL/kg、温度35 ℃、时间40 min,该条件下草莓汁的透光率高达97%以上。曹辉等[20]利用宝交早生速冻草莓为原料,采用复合果胶酶对草莓果汁进行澄清,通过正交试验得到最佳的酶解澄清条件为:复合果胶酶0.015%、酶解温度35 ℃、时间90 min,该条件下草莓汁的透光率达96.1%。此外,酶解法也可搭配壳聚糖澄清法对草莓汁进行澄清。李娜等[21]以红颜草莓为原料,采用正交试验对果胶酶、壳聚糖澄清草莓汁的条件进行了优化,结果表明:采用果胶酶-壳聚糖(果胶酶0.015 g/L和壳聚糖0.6 g/L)复合法澄清草莓汁,其透光率为97.3%,澄清效果较好。

灭菌是保证草莓汁货架期的一个重要环节,目前主要采用超高压、高脉冲磁场等方法进行草莓汁灭菌,能够维持草莓汁风味及性能。柳青等[22]研究表明,超高压处理对草莓汁具有很好的杀菌效果,杀菌条件为300 Mpa、15 min时,草莓汁菌落总数和霉菌酵母菌均符合商业无菌条件。许文文等[23]采用超高压的方法处理草莓果肉饮料,结果表明:处理条件为600 Mpa、4 min时,草莓果肉饮料在7个月的贮藏期内均未检出致病菌,灭菌效果良好。田野[24]研究了高压脉冲杀菌对草莓汁品质的影响,并以未杀菌草莓汁和热杀菌草莓汁为对照,结果表明:高压脉冲杀菌使草莓汁品质指标变化幅度较小,更完整地保留了草莓汁的营养成分及其抗氧化活性。

5 草莓酒

草莓可以通过酒精发酵形成风味独特的草莓酒。草莓酒保留了草莓原有的风味,富含糖、有机酸、矿物质、维生素、蛋白质、氨基酸、醇类和酯类等营养成分,可提供人体所需能量,促进人体的血液循环,改善心肌营养,有利人体健康。草莓酒芬芳浓郁,表现出酒类应有的色、香、味,其保质期长,原料利用率高。目前,关于草莓酒的研究主要集中在发酵菌株的筛选、工艺流程的优化等方面。草莓酒的酿造过程中,酵母菌的选择很重要,对草莓酒的品质有很大的影响。潘晓飚等[25]以草莓鲜果为原料,接种酿酒活性干酵母,添加复合酶制剂、白砂糖,在常温(17.5~22.5 ℃)下进行全果发酵,试验用活性干酵母对草莓果浆发酵速率快,发酵能力强,发酵所得草莓酒的各项指标均达到优质果酒标准。赵芳[26]研究了安琪葡萄酒活性干酵母在草莓汁中的发酵条件,当发酵温度为20 ℃、初始pH值为3.3、接种量为0.02%、SO2添加量为100 mg/L、果胶酶添加量为0.3 g/L时,发酵出的酒质较好,采用安琪葡萄酒活性干酵母酿制的干型草莓酒具有典型草莓香和酒香。草莓酒的酿造工艺随着研究的深入也在不断优化,王孝荣等[27]以草莓为原料,通过响应面分析法对工艺条件进行优化,得到草莓果酒的最佳工艺条件为:SO2添加量为81 mg/L、酵母添加量为1 g/L、发酵温度为20 ℃。贾君等[28]以速冻草莓为原料,研究了制备草莓果酒的最优工艺条件,结果显示:草莓澄清汁中酵母添加量为0.2%、葡萄糖浓度为22%、调味剂浓度为0.01%、起始pH值为3.0,发酵温度前7 d为25 ℃、后10 d为15或20 ℃时,草莓酒散发果香,甜味明显,酒质较好。

6 草莓罐头

草莓罐头在水果罐头中占有重要地位,深受消费者的欢迎。草莓罐头的制作工艺主要包括选料、清洗烫漂、装罐、排气密封、灭菌冷却等流程。草莓罐头中果实容易出现软烂等问题,如何提高果实的硬度是目前研究的热点。有研究表明:多糖物质的降解是引起草莓罐头果实软烂的主要原因。刘海军等[29]采用1%海藻酸钠和0.4% CaCl2分别在20、40 ℃下对草莓进行硬化处理,可以明显改善草莓软烂的问题。姜启兴等[30]研究发现,草莓罐头加工工艺过程中,对草莓抽空处理后,草莓果形保持较好,整个储藏过程中保持良好的硬度,不瘫软。草莓罐头制作过程中还容易出现果实颜色变暗,这是由于多酚氧化酶分解酚类物质造成的,严重影响了草莓罐头的质量。赵瑛等[31]对草莓护色工艺进行了研究,发现了2种护色方式,分别为硬化、染色、固色和硬化、固色、染色,在不同的工艺流程下制得的草莓罐头果色鲜红,果汁橙红透明,品质较好。

7 草莓多酚类物质

多酚类化合物是指分子结构中有若干个酚羟基的植物成分的总称,包括黄酮类、单宁类、酚酸类、花色苷类等。草莓多酚类化合物具备直接或间接的抗菌、抗过敏、抗高血压等功效,此外还能够抑制某些酶类及其受体活动[32]。现在有更多研究者指出,多酚类化合物也是信号分子,可以影响细胞功能和基因的表达,并直接影响着消化系统功能[33-34]。

多酚类化合物成分的含量随草莓种类和环境的不同而显著不同。Aaby等[35]研究发现大部分草莓品种中花青素含量最高,黄酮醇、鞣花酸苷等含量很低。Treftz等[36]对温室中土壤栽培和无土栽培的草莓进行了营养成分比较分析,结果表明:无土栽培的草莓,其抗坏血酸、多酚等物质含量高于土壤栽培的草莓,其中多酚类物质高出了20%,这一试验数据为今后的草莓栽培方式的选择提供了一定的理论基础。刘文旭等[37]研究草莓等3种小浆果的总酚、总黄酮、原花青素含量及其总抗氧化能力,结果表明:3种浆果果渣中的总酚、总黄酮、原花青素含量以及总抗氧化能力均高于全果和果汁,总酚含量与总抗氧化能力之间存在显著线性正相关,这表明酚类物质是其抗氧化作用的主要物质基础。

多酚类物质的提取方法较多,传统的有机溶剂提取法应用较为普遍,但安全性与提取率不佳且效率低。新提取方法以其安全高效、节能环保的优势逐渐得到重视,其应用也日趋广泛,主要包括超声波提取、微波提取、生物酶提取、超临界流体萃取、膜技术提取等[38-42]。王志巧等[43]通过正交优化试验,得到了草莓多酚的最佳提取工艺:乙醇50%、料液比1∶20、时间3 h、温度70 ℃,该条件下草莓多酚的获得率可达2.46%。程安玮等[44]将草莓中的多酚通过超声萃取、超滤、大孔树脂纯化等多步工艺进行纯化,可使多酚的纯度到达75%以上,并且具有提取时间短、温度低、提取率高,安全、无污染等优点。随着社会经济的发展,草莓多酚的功能性日益受到消费者和科研人员的关注,但相对于其他作物来说具体的实际应用还较少,因此,有待进一步开发与探索。

8 问题与展望

草莓加工利用研究为草莓制品的开发及生产提供了必要的技术保障,但是关于草莓的加工利用还存在一些问题,一些技术难题仍未得到根本解决[45]。如目前草莓酱、草莓汁的杀菌工艺会引起花青素、抗坏血酸等活性物质的损失,应该探求新的灭菌方法来解决这个问题。草莓汁、草莓酒混浊现象需应用超滤澄清、酶解澄清等技术进一步改善,以改善产品品质。草莓制品深层次的开发利用较少,应加大对深加工产品的研发,对草莓功能性食品进行全面研究。此外,还应完善草莓制品质量管理标准体系,使草莓制品生产的各个环节都有标准可依,以保证产品质量。

随着草莓产量的增加和消费者需求的日益提高,草莓制品应当更加多元化才能适应当今社会的发展。在今后的研究中,应当把重点放在降低成本、提高草莓利用率以及加工过程中避免过多营养物质的损耗,全面提高其经济附加值等方面,这样才能实现资源的最大化利用,既能增加经济效益,又能提高保健功能。

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(责任编辑:曾小军)

Current Situation and Developmental Trend of Processing and Utilization of Strawberry Resources in China

DONG Hui1, YANG Li1, LI Li1, ZHANG Jian-jun2, SHI Xiao-hong3, FAN Jing-fang4, YANG Lei1*

(1. Shijiazhuang Pomology Research Institute, Hebei Academy of Agricultural and Forestry Sciences, Shijiazhuang 050061, China; 2. Hebei Academy of Agricultural and Forestry Sciences, Shijiazhuang 050051, China; 3. Food and Drug Inspection Testing Center of Zhao County in Hebei Province, Zhaoxian 051530, China; 4. Plant Protection and Plant Quarantine Station of Hebei Province, Shijiazhuang 050035, China)

Strawberry is a kind of delicious fruit with rich nutrition. Strawberry products can improve the added value of strawberry. This article summarized the general situation and developmental prospects of processing and utilization of strawberry resources in China, and discussed the current existent problems and the future developmental direction of strawberry processing, in order to provide reference for the improvement of strawberry industrialization level of China.

Strawberry; Processing; Utilization; Prospect

2016-12-24

国家科技支撑项目(2013BAD02B04-02-03);河北省科技支撑计划项目(16226313D-4);河北省财政专项项目(F16R01); 河北省省级科技计划专项(16226803D);河北省农林科学院石家庄果树研究所青年基金(S20150109);京津冀协同发展项 目(F17R08)。

董辉(1985─),男,河北保定人,助理研究员,博士,研究方向:草莓新品种选育及其种质资源评价。*通讯作者:杨雷。

S668.4

A

1001-8581(2017)06-0080-04

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