猕猴桃加工工艺及开发利用趋势

2018-03-25 18:31
食品研究与开发 2018年22期
关键词:果脯果酱果酒

(四川工商职业技术学院,四川都江堰611830)

在世界范围来看猕猴桃属植物一共有66种,其中随着时代变迁,大约有100多种亚种或变种,原产于我国的品种就有60多种[1],但猕猴桃的种植、栽培、销售以及粗加工和深加工的推广和新技术一直未得到重视。随着生活水平的提高,各类热带、亚热带水果从国外被引进,人们对营养、品质和口感的要求不断提高,而猕猴桃由于耐储藏、甜度高、口感好、附加值高、利润高等诸多有利因素,于20世纪末在中国多个省份开始大面积种植,相关的产业才得到重视。目前树立猕猴桃地标产品在各个省份地区竞争激烈,如四川省都江堰市、浦江,陕西西安、周至,广东眉县,江苏无锡,浙江衢州等,这也凸显出猕猴桃产品在国内果市中竞争力很强,农产品、副产品开发的相关市场趋于成熟[2]。可以作为商品销售的猕猴桃亚种在我国内陆有着广泛分布,如:绿心的中华猕猴桃,红心的美味猕猴桃,黄心的软枣猕猴桃等[3]。随着时间推移,猕猴桃的开发利用也在不断深入,不断出现新的加工工艺与利用方向,如:低酒精度保健性猕猴桃酒、猕猴桃果醋、猕猴桃果脯、猕猴桃果汁、猕猴桃果干,以及从猕猴桃提取多糖多酚等抗氧化制成的片剂等[8]。本文主要介绍猕猴桃的价值以及产品开发等情况。

1 猕猴桃食用价值及加工现状

1.1 猕猴桃食用价值

猕猴桃种类繁多,适应能力强,适合人食用的大约有20种左右,含有多种维生素以及较高的儿茶素、多糖、多酚、表儿茶素等具有保健功能性的物质。

1.1.1 营养价值

猕猴桃除了VC含量很高[2],还含有很多其他维生素如 VA、VB、VE和微量元素、氨基酸等[4]。此外,猕猴桃还含有多糖类,多酚类的物质具有抗癌抗辐射等功效,如左丽丽等[5]提取了3种猕猴桃的多酚粗提物,发现具有抗辐射的功效。于雪骊[6]从软枣猕猴桃中通过凝胶色谱等技术提取的多糖AAP-3b,通过一系列实验发现具有抗肝癌的功效。猕猴桃酸甜可口,又具有很高的营养价值,得到人们普遍认同与喜爱。猕猴桃中含VC为119.90 mg/100 g左右[9],并含有食用纤维[10]、咖啡酸[11]、多糖[12]、及微量元素[13]等,比一般水果更具价值,更是被称为“VC之王”。猕猴桃果实采摘后在常温下可以自然释放香味物质,而且在一定范围内,随着时间的延长,香味物质的种类在增加,其硬度逐渐减小,但是仍然可以长时间存储[15]。因此猕猴桃兼具丰富的营养成份以及很强的耐贮藏能力,可以很大程度上降低依赖冷库保鲜的成本,长时间保藏的软果也可以做成果干、果脯等附加值高的产品。

1.1.2 保健功能

猕猴桃的果肉中带有细小的籽粒,猕猴桃籽粒不仅增加了果实的口感,还有着较好的保健功能。猕猴桃籽提取的油中存在大量的不饱和脂肪酸,可以达到降低胆固醇与血脂,提高人体免疫力的效果[16]。果实中含有丰富的维生素与矿物质可以补充人体中相关缺失的元素,加快机体排出有毒物质。除此之外,猕猴桃叶片含有丰富的黄酮,也能起到抗菌、保养心脏的作用,如焦岩等[17]使用超声波辅助提取猕猴桃中的黄酮类物质,发现其对常见的大肠杆菌、金黄色葡萄球菌都有很强的抑制作用。左丽丽等[18]通过大量研究结果表明:3种猕猴桃多酚均具有较好的抑制HepG2、HT-29、HeLa和A549肿瘤细胞增殖的能力,以至于制备成猕猴桃汁还具有预防与治疗癌症的作用。这也为打开猕猴桃新的生产加工方向做了重要的铺垫,为保健产品,医药产业提供新的研究方向。

1.2 加工技术现状

猕猴桃深加工过程中会破坏或者损失其中的部分营养保健成份,导致产品各项营养指标下降,特别是抗氧化性能的降低,如李忠宏等[19]对猕猴桃冻干进程中绿色果汁变化的护色机理进行了分析:产品沿着横断面自下而上颜色逐渐变淡,可能是因为升华过程中空气穿过干燥的果实部分造成,也就是氧气造成了产品褐变。猕猴桃果汁等粗加工产品由于褐变、氧化等原因,产品的颜色发生了变化,这些因素都对产品营养价值与外观产生不利影响,也对销售产生不利影响[18]。通过对加工过程中护色技术的研究,可以采取措施避免褐变等变化,提高产品的质量。高愿军等[20]研究了猕猴桃加工过程中的VC抗氧化能力,结果表明在不同加热温度下VC残留率在100℃最低,在低温加工过程中果汁、果浆的VC保存率高于果片。M Maskan等[21]使用热风、微波、热风结合微波对猕猴桃果片的干燥特性,发现使用微波干燥或用微波能量结合热风干燥导致干燥速率的增加和干燥时间的显著缩短。微波干燥条件下猕猴桃果实的收缩率高于热风干燥。在热风微波干燥中观察到收缩较小。微波干燥猕猴桃片比其它干燥方法表现出更低的复水能力和更快的吸水率。

因为受到种植区域、地方农民倾向性种植等因素影响,我国猕猴桃加工产品的种类较少,而且加工企业规模不大,多为中小型企业。对于加工过程中的猕猴桃的营养价值的保护、微量元素的动态变化、成品产品的护色等最新技术应用的不多,仅仅依靠添加剂进行保护。目前市场上猕猴桃产品主要包括果汁类、果脯蜜饯、罐头、果酱果酒等,这些产品附加值及科技含量都不高,很容易被模仿,而且特定领域的产品也很少,如保健品行业,几乎没有关于猕猴桃保健功能方面的产品,不能满足市场需求。因此做好加工技术工艺研究工作,有助于推动我国猕猴桃产业快速发展,实现行业可持续发展。

2 猕猴桃不同产品的加工工艺

猕猴桃果实及时加工成各类成品可以长期存储且增加效益,猕猴桃味美且营养丰富,将其进行进一步加工获得高附加值产品也是研究的热点,猕猴桃酒、果汁、果脯就是目前研究最多的产品。

2.1 猕猴桃果酒加工工艺

生产猕猴桃酒需要猕猴桃果浆的糖度超过15%,pH<4.0,发酵温度25℃~28℃。常见的软蔫的猕猴桃基本都能达到甜度的标准,当品相较差的猕猴桃不能继续获得较好的利润时,却是酿造果酒的最佳原料。市面上的猕猴桃果酒根据制作工艺的不同大体可以分为两种,即发酵酒和调配酒[22]。其中,在发酵酒的制作过程中,不同猕猴桃的品种、不同菌种的选择和对发酵工艺的控制十分关键,优良的酿酒酵母直接决定了猕猴桃果酒口味的纯正,如罗安伟等[23]通过大量的试验针对猕猴桃酒的果香味不明显、与其他果酒的特色不分明的特点进行了研究,从多个不同品种猕猴桃上筛选得到了1株性能优良的野生天然酵母,发酵速度快而平稳,产酒率高,挥发酸含量低,VC损失少,获得成品果酒果香浓郁,颜色浅黄,口感醇厚。选择优良的酵母菌进行发酵,是获得高端附加值产品的最重要的因素。陈岩业[24]申请了一项猕猴桃保健酒的发明专利,加入了菠萝、香蕉、龙眼等水果,有益于饮用猕猴桃酒后,不会引起头痛和口渴等不适症状,制成的猕猴桃酒是低酒精度的果酒,具有保健作用。猕猴桃果酒在品鉴过程中,主要看重果酒中所蕴含的果子的芳香和浓郁度,与酒的度数无关,所以在猕猴桃果酒的酿制过程中不宜过度追求过高的度数。

而猕猴桃果酒的发酵技术则直接关系到后期果酒的口味,这就需要对发酵所用的酵母以及发酵工艺进行严格控制。一般情况下,猕猴桃果酒制作过程中经常会发生酶促褐变现象,这时一定要注意减少果酒和空气之间的接触,可以加入一定量的SO2对酶促的反应进行抑制。因为很多研究人员发现猕猴桃经过加工后发生严重褐变,如穆晶晶等[25]发现猕猴桃含有丰富的酶系如多酚氧化酶,可以将酚类物质氧化成醌类,导致猕猴桃果汁、果酒出现暗褐色,以及营养价值下降。降低或者减少褐变可以用很多措施,如:加入适量的澄清剂,降低果酒内所含的果胶等物质,从而降低酶的活性[26-27]。周元等[28]经过不同菌种的筛选研究和发酵果酒试验,发现东方伊萨酵母最适合进行猕猴桃果酒酿制,其除了具有极好的酿造特性外,酿造出来的果酒不仅清澈透明,而且芳香浓郁,可以称为猕猴桃果酒酿制必选的天然酵母。

2.2 猕猴桃果汁加工工艺

很多专家学者通过长期的研究确定了猕猴桃果汁中的3种最佳生产方式:混浊汁(含果肉)、澄清汁(无沉淀,无果肉)及复配汁(多种水果汁搭配)。由于猕猴桃本身含有大量纤维素、木质素等,致使猕猴桃果汁生产过程中一直受到澄清汁问题的影响,如何控制果汁褐变程度、透光率及VC保存率也是目前猕猴桃果汁生产加工工艺研究的热点。

师俊玲等[29]以超滤法为切入点研究澄清型猕猴桃果汁的生产,这种技术生产果汁所需时间较短且产品具有99%的透光率,更能有效控制澄清汁褐变程度,提高VC保存率。何佳等[30]通过单因素及正交试验研究生产过程中各组成分间的关系得出相应结论:果胶酶的适量添加可以提高出汁率、澄清度及冷热稳定性,同时降低果汁黏度。但是果胶酶添加后,出汁率虽然较高,但是对于VC含量和果汁色泽影响都很大。不同的杀菌方法也会影响猕猴桃汁的微生物变化情况和理化性质,陈诗晴等[31]对比了多种方法进行杀菌,发现利用4 kGy 60Co-γ射线进行处理猕猴桃,成品果汁总酸、总糖、VC含量均无明显损失而且具有更鲜艳的色泽。不同浓缩技术(如真空、反渗透等方式)完成浓缩操作,也能提高猕猴桃果汁产品的各项指标,提高产品质量。

2.3 猕猴桃果脯加工工艺

猕猴桃制作的果脯不仅能最大程度保留猕猴桃中的VC,而且酸甜可口,受到广大消费者的喜爱,但由于其自身极高的含糖量致使其发展受到制约。但近年来,随着低糖果脯技术的研究成功,在满足客户需求的同时,猕猴桃果脯受到越来越多消费者的青睐。而且相较于传统的猕猴桃果脯,低糖猕猴桃果脯的含糖量明显降低,极大程度上满足消费者对于养生的要求。

但因为果脯含糖量降低,低糖果脯自身的保藏性能有所下降,而且果脯本身会出现明显的干瘪,透明度也有所下降。而经过大量的试验研究,要想提高低糖果脯自身的饱满度,可以在果脯渗糖操作时适当加入一些亲水性的物质,以此达到填充果肉组织的目的,使果脯看起来饱满。而要延长低糖果脯的保藏性,可以在果脯生产过程中加入适当的食盐、酸、防腐剂以及一些可以降低水分活度的物质,这样既能增加果脯自身的渗透压,又可以延长果脯自身的保质期[32]。另外,在果脯制作过程中加入适量的硬化剂,因为硬化剂能使猕猴桃内部的果胶酸变成一种较为坚硬的果胶酸钙,对果脯保型可起到一定促进作用。

2.4 猕猴桃果酱的加工工艺

猕猴桃因自身丰富的营养价值而被广大消费者喜爱,但因为猕猴桃在自然条件下放置较长时间后出现干瘪软蔫,因此越来越多的厂家偏向于将这样的猕猴桃制作成果酱,来带动猕猴桃种植产业的发展。而现今市面上销售的猕猴桃果酱,其加工过程需要先对鲜果进行清洗,然后进行催熟、软化处理,再去皮,最后将其打制成浆,加入适量的酸味剂和一定量的蔗糖及增稠剂等辅助配料,再经过大火熬制、浓缩而成,其在口感上偏于清爽,口味酸甜,而且具有很长的保质期,因此受到很多顾客的喜爱[33]。

猕猴桃果酱内含有丰富的钙、钾、锌等各种矿物质元素、多酚和膳食纤维[12],在满足顾客对营养追求的同时还能有效减少和阻止肠道对铅和汞等有害元素的吸收。但随着人们生活水平的提高,对自身养生和保健的关注度也越来越高,消费者越来越偏向于含糖量较低的果酱,而传统的猕猴桃果酱中,其含糖量通常都接近60%,超出人们对健康饮食的要求范围,特别是那些倾向于减肥或者患有糖尿病的顾客。随着生产技术的发展,市场上猕猴桃果酱的含糖量一般控制在25%~45%,而且糖酸比也控制在25∶1~45∶1的范围内,这样既能满足消费者养生保健的需求,又不会影响猕猴桃果酱的口感。陈诗晴等[34]使用L9(34)正交试验优化了猕猴桃果酱的制备工艺,将白砂糖的添加量降低到18%,不仅做到了低糖,而且果酱色泽鲜明,营养丰富。

张丽华等[35]比较了常压浓缩和微波浓缩制作果酱的工艺,结果表明用700 W的微波制作果酱,VC的保留率为0.37 g/kg.而为了降低果酱中的含糖量,通常采取利用甜味剂来代替蔗糖的方法,即将蔗糖换做部分蛋白糖或者全部取代,这样既能将果酱的含糖量降低,果酱的口感和品质也有所提高。由此可见,在低糖果酱的研究和开发中,猕猴桃果酱有着非常广阔的市场前景[36]。

3 猕猴桃发展前景

3.1 猕猴桃发展趋势

猕猴桃具有独特的风味,本身具有丰富的营养与保健价值,市场前景良好。近些年随着猕猴桃的栽培、病虫害防治等方面研究的不断深入,在推动猕猴桃种植、推广、加工等方面发挥了很重要作用[37]。

虽然现阶段人们已经普遍喜爱猕猴桃这一水果,但很多消费者并不了解猕猴桃的保健功能。所以需要生产企业加强技术研究及市场宣传,可以让更多的人了解猕猴桃的功能成份与保健价值,为拓展市场奠定基础[38]。尽管近些年猕猴桃生产与加工手段得到较大进步和提高,但猕猴桃作为典型的后熟果实,如何保证其在加工、运输、贮藏等方面保持优良品相和营养价值,还有很多问题需要解决[39]。完善加工工艺,保证有效成分的存在,最大程度保留猕猴桃的营养价值,完善产业链,这都需要从业者持续、深入的研究。

3.2 行业前景分析

3.2.1 国际形势分析

猕猴桃产业整体属于新兴产业,很多国家都在引种以抢占市场,其中引种栽培最成功的国家就是新西兰,其每年产出的猕猴桃绝大部分用于出口,出口额达10亿美元,主要向全球30多个国家出口,如日本、美国等。但我国的猕猴桃进口呈现出逐年增加的趋势,由此可以判断出我国猕猴桃产量存在极大缺口,需要从国外进口以弥补缺口,这充分表明整个产业有着良好的发展空间与前景[40]。

3.2.2 国内形势分析

截止2017年年底我国猕猴桃产量依旧不能满足国内消费需求,与其他大众水果相比猕猴桃产量依旧严重不足,如苹果产量4 000万吨、桔子产量3 000余万吨,而猕猴桃产量仅有100余万吨,几种典型水果产量相差极大。除此之外,新西兰人均每年消费猕猴桃5.132 kg,而我国人均消费不足0.2 kg,国内与发达国家相比存在不小的差距,这个差距意味着消费市场还有很大一部分尚未得到开发,需要相关行业从事者继续努力。通过研究新的栽培技术、加工生产技术推动猕猴桃产业发展壮大,实现可持续发展。

3.3 国外猕猴桃高新技术

提高猕猴桃的产量是发展产业的基础,如何提高猕猴桃产量、提高营养物质含量以及保证猕猴桃采摘后、被加工后,能保持新鲜的状态和营养成分是个重要的研究课题。O'Connor-Shaw R E等[41]研究了在4℃条件下,猕猴桃、番木瓜、菠萝和哈密瓜的货架期,发现货架期长度和腐败类型与果实种类有关。Mcglone V A等[42]利用近红外光谱技术对猕猴桃果实采后成熟度和理化性质进行了测定,结果表明本模型用于预测硬度、干物质和可溶性固形物的多变量模型,但对独立的数据集表现不佳,这可能是由于果实特性与果实硬度不直接相关的二次相关的影响。Ichiro Nishiyama等[43]采用离子对反相高效液相色谱法测定了不同品种猕猴桃中VC含量,并测定了L-抗坏血酸和L-脱氢抗坏血酸的含量,结果表明Gassan、Issai和三菱果实中VC含量显著高于海沃德。在Aguta果实中,L-抗坏血酸与总抗坏血酸的比例往往高于其他种类。Mohammadi A等[44]研究了猕猴桃生产中投入产出的能量消耗,找出伊朗马赞达兰地区能源投入与产量之间的关系。计量经济学估算结果表明,人类劳动、灌溉用水、总肥料和机械的能量投入对产量有显著贡献,人类劳动能量的影响(0.17)在猕猴桃生产的其他投入中最高。本研究可以为猕猴桃生产种植提供经济效益估算和成本投入。

4 结语

我国目前对于猕猴桃果实需求量很大,很大程度上依赖进口,而随着国内种植范围的扩大,加强研究对其深加工及开发利用具有现实意义。相比于其他国家,我国猕猴桃深加工产品种类相对单一,技术相对薄弱,还需要相关从业者进一步研究,提高猕猴桃加工工艺水平。通过本文论述,以期引起相关村镇重视,大力发展种植猕猴桃种植业,不仅符合十九大提出的扶贫攻坚计划的产业扶贫工程,更能通过国家资金大力投入,深入对保鲜、护色、提高营养等方面的研究,提高我国猕猴桃产业的发展。

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