朱鑫彤,赵文,周茜,马丽丽,张桂君,付安珍,王清,高丽朴,左进华,郑淑芳*
(1.北京市农林科学院蔬菜研究中心,农业部蔬菜产后处理重点实验室,果蔬农产品保鲜与加工北京市重点实验室,农业部华北地区园艺作物生物学与种质创制重点实验室,农业部都市农业(北方)重点实验室,北京 100097;2.河北农业大学食品科学学院,河北 保定 071000)
佛手瓜(Sechium edule),多年生攀援性葫芦科草本植物,因其果实中有五条棱卷曲与“佛手”相似而得名[1-2]。在不同地域有不同的名字[2-4]。墨西哥称之为佛手瓜,南美洲称芒果南瓜,在日本叫隼人瓜[4-5]。在中国四川、云南等地称瓦瓜、拳头瓜,福建称合掌瓜,山东称福寿瓜[6-9],佛手瓜原产于墨西哥和中美洲国家[10],我国在19世纪初引入,在华南、西南地区普遍栽种,其中云南、福建、四川等省栽培较多[11-12]。80年代至90年代,佛手瓜在北方的山东、河南、河北、辽宁等十几个省市引种成功[13-14],并得到广泛种植。
佛手瓜嫩瓜作蔬菜食味可口,且实心无籽,可食率达100%[15]。按果实颜色可分为绿皮和白皮两种类型,再细分可分为绿皮无刺,绿皮有刺,白皮无刺,白皮有刺4种,其中以绿皮型栽培较广泛[2,14]。佛手瓜不仅具有高蛋白、低脂、低热量和矿物质、维生素丰富等特点,还含有酚类、黄酮类等活性物质,具有优良的保健作用[2,16-17]。本文对佛手瓜营养价值、采后保鲜技术和深加工工艺及产品的现状进行系统的综述,并对其未来发展的方向进行展望。
佛手瓜鲜嫩多汁,味美爽脆,既可当做蔬菜烹饪,也可作水果生吃[2,18-19]。佛手瓜果肉中水分含量可达92.3%,与菜瓜、苦瓜等同科瓜果类果肉中的水分含量相近[20-21],水分含量直接影响果实脆度和食用口感[2]。另外,佛手瓜果肉中含有较低的膳食纤维,很适宜生吃、凉拌、制作酱菜等[22]。对佛手瓜中营养成分进行研究,结果表明果实中VB2含量可达123.3 μg/100 g[23]。佛手瓜中也含有丰富的矿物质,在常量元素中,K含量最高,达到152 mg/kg;Na的含量最低,仅为43.0 mg/kg,这种高钾低钠的特点十分有利于降血压[24]。在微量元素中,Ca的含量最高,是黄瓜、冬瓜、西葫芦的 2 倍多[13,25];佛手瓜含锌量可达25%,是黄瓜含锌的10倍[26-27];含铁量是黄瓜的12倍[23];每100 g中硒的含量在30.58 μg~53.01 μg,这是多种蔬菜不能比拟的[3]。
氨基酸是食物中的一类生物活性成分,具有较高营养并能影响食物品质[28]。佛手瓜果肉中至少含有17种氨基酸,其中包括8种人体必需氨基酸,所含有的半必需氨基酸——精氨酸,具有良好的降血压作用[24];特别值得注意的是,佛手瓜果肉中组氨酸的含量可达0.23 mg/g蛋白质,远远高于一般果蔬中组氨酸的含量[21]。组氨酸是婴幼儿的必需氨基酸,缺乏会造成贫血,如此看来佛手瓜可谓是极佳的婴幼儿食品[21,29]。因此,经常食用佛手瓜对人体有很大的益处[13]。
佛手瓜果实中含有广泛多样性的生物活性化合物,如酚类物质、黄酮类化合物、多糖、过氧化物酶等[10,16,35]。有研究对佛手瓜果实中酚类化合物进行超声辅助提取,从果实中鉴定出26种化合物,包括酚酸、黄酮类化合物和其它极性化合物[35]。Yen等[36]研究发现酚类化合物被认为是热稳定的抗突变物质,其中的咖啡酸、橙皮苷能减少脂肪组织,调节肝脏脂质含量[37]。Siciliano等[38]对佛手瓜各可食部位中黄酮类物质的含量进行测定,结果表明嫩叶中有350 mg/100 g干重、块根中305 mg/100 g干重、茎中193 mg/100 g干重,相对其它果蔬有较高的类黄酮含量。佛手瓜中的黄酮类化合物能降低血脂和胆固醇含量,防止动脉粥样硬化和脂肪肝[10,37]。除了这个功效,还有一些流行病学研究表明,饮食中有抗氧化化合物的存在可以保护人体免受自由基的影响,可延缓许多慢性疾病,这一研究表明黄酮可能是抗氧化作用的主要因素[39]。近年来酚类化合物,特别是黄酮类化合物和多糖的降血糖作用受到了广泛关注[10]。有研究发现口服佛手瓜乙醇提取物,不仅可促进体重减轻,显著降低血糖水平,还具有显著的肝保护作用[10,40-41]。
表1 佛手瓜果实的营养成分Table 1 Nutritional components of chayote fruit
续表1 佛手瓜果实的营养成分Continue table 1 Nutritional components of chayote fruit
表2 佛手瓜果实中的生物活性成分Table 2 Bioactive components of chayote fruit
佛手瓜果实的生长发育呈典型的“慢-快-慢”的单S型生长,生长周期为24 d左右,其中生长速度最快的时期是开花后18 d~19 d[47-49]。佛手瓜属于非跃变型果实,随着果实生长呼吸速率逐渐下降,在采后贮藏衰老过程中仍继续下降[48]。佛手瓜皮薄嫩,易碰伤和发生冻害,贮藏温度不适宜,也会导致瓜的腐烂[49-50]。目前在常温条件下多采用窖藏、缸藏、沟藏等贮藏方式[51]。在其他条件下,有物理、化学保鲜技术来对其进行贮藏。
温度在果蔬采后贮藏品质的影响因素中占有重要地位,过高会导致失水,过低会产生冷害[2]。佛手瓜最适贮藏温度为2℃~5℃,高于10℃呼吸速率明显增加,易发芽或发生霉烂;低于-2.5℃会发生冻害,出现烂瓜[51-52]。有研究经测定发现佛手瓜呼吸强度低,在5℃条件下呼吸强度Rr(CO2)为2.268 mg/(kg·h),具有良好的耐贮性[53]。对佛手瓜进行适当的低温处理,并结合使用果蔬塑料保鲜袋或用0.03 mm的PE膜包装,贮藏保鲜效果会更好[51,54]。朱瑛等[54]将佛手瓜分别在-1℃~1℃、3℃~5℃、8℃~10℃和常温下贮藏,结果发现,在-1℃~1℃和3℃~5℃下呼吸强度骤然升高,果实很快腐烂而失去食用价值;而8℃~10℃和常温的佛手瓜呼吸强度变化相对稳定。有研究发现,佛手瓜贮藏过程中,10、15、25℃条件下,果实失重率分别为0.02%、1.30%、0.50%;可表明10℃抑制果实失重率的降低最有效[55]。
气调是目前比较常用和有效的保鲜方法,它可以有效的抑制果蔬呼吸,降低果实的物质消耗,延缓成熟衰老,达到保鲜的目的[56-58]。佛手瓜对CO2比较敏感,5%~8% O2和3%~5% CO2对佛手瓜的成熟有明显的抑制作用,可保持采后品质[51]。在9℃~10℃、湿度90%~95%的贮藏条件下,采用体积分数为5% O2+5% CO2+90% N2的保鲜方式贮藏佛手瓜,其果实硬度和VC含量均得到保持,过氧化物酶(peroxidase,POD)活性受到抑制,可延长佛手瓜的保存期[59]。
水杨酸(salicylic acid,SA)已被广泛应用于各种果蔬保鲜中,它可以降低呼吸速率和抑制乙烯的生物合成,延缓果蔬的成熟衰老,有效延长货架期[2,60]。有研究发现,将佛手瓜在9℃~10℃、湿度为85%~95%条件下预冷24 h,其中1 mmol/L的SA可有效抑制果实的失重率和纤维素含量的增加;5 mmol/L的SA可有效保持果实氨基酸、维生素C、叶绿素物质的含量;10 mmol/L的SA可有效的抑制类黄酮和总酚的下降[61]。
国外有研究发现,在佛手瓜(绿皮无刺)贮藏过程中使用 1-甲基环丙烯(1-methylcyclopropene,1-MCP)处理,结果显示1-MCP可降低佛手瓜呼吸速率和乙烯生成速率,有效延长贮藏期[62]。用不同浓度的1-MCP处理并对佛手瓜果实进行低温贮藏,结果发现在贮藏的第15天,对照组的佛手瓜各项品质开始严重下降,而不同浓度1-MCP处理的佛手瓜,可以使品质下降的时间延迟15 d,其中浓度为900 nL/L的1-MCP对佛手瓜品质的保持效果最好[59]。李玉等[2]也用1-MCP处理佛手瓜,结果表明900 nL/L的1-MCP处理佛手瓜,可有效防止佛手瓜VC的流失和叶绿素的降解,抑制氧化酶活力的降低,延缓果实衰老过程,有利于贮藏期间品质的保持。
佛手瓜向来以鲜食为主,目前出现了大量的诸如佛手瓜腌制品、酸奶制品、豆奶饮料、果脯糖浸制品等加工产品[63-66],使佛手瓜的深加工呈现多元化趋势,对其加以利用,会有良好的经济效益[12]。
黄丽等[62]以佛手瓜为原料,将300g瓜块烫漂3min,用 30 g 食盐腌制 2 d~3 d,0.1% CaCl2、0.2% Na2SO3对瓜块进行8 h硬化和硫处理,65℃~85℃烘至七八成干,添加酱油和适当辅料,酱制18 h,可得到口感佳,酱香浓,营养丰富的佛手瓜酱菜。有研究将酸奶和佛手瓜结合,使得它们的各种营养成分能够相互补充,极大丰富了酸奶的营养价值[63,67]。以鲜牛奶为主要原料,加入10%佛手瓜汁,0.2%的乳酸菌接种,6%的白砂糖,发酵8 h,可得到酸甜适中,具有佛手瓜独特清香的酸奶[64]。近年来,植物蛋白饮料的地位在市场上逐渐增高[68]。有研究以佛手瓜、大豆为原料,先将大豆制成豆乳再与佛手瓜汁混合,采用添加量为0.3%,复合比为3∶2的CMC-Na-黄原胶稳定剂,可得到具有浓厚豆香和清爽佛手瓜风味的豆奶饮料[65]。徐莉珍等[66]加工制作低糖佛手果脯,采用真空渗糖生产工艺,在真空条件下,渗糖的质量分数为70%,温度为90℃,时间为2.5 h,真空度为0.07 MPa,可制得颜色透亮,甜度适中的佛手瓜果脯。佛手瓜营养丰富,将佛手瓜和酒结合制成一种蔬菜酒,极大的丰富了酒的营养保健价值[70]。以佛手瓜和酒为原料,接种0.1%酵母,先将菌种固定化,再用2%的硫酸铝溶液进行置换固化,在15℃温度下发酵,可得到纯度高,色泽风味均良好的佛手瓜酒[70]。Jimenez-Hernandez等[71]研究了佛手瓜果实中淀粉的性质,结果表明它可用于生产食品用增稠剂。随着科学的进步,佛手瓜的加工工艺也在不断的提高,佛手瓜营养丰富,应用范围广,传统的佛手瓜加工引进现代化的工艺,对佛手瓜进行深加工和综合开发,从而得到很多新型的佛手瓜产品[72-73]。
我国佛手瓜产量高,但目前对于佛手瓜的研究只是在佛手瓜营养成分和简单加工品上,其含有的功能性物质并没有被重视,使佛手瓜的价值得不到充分地发挥,也使其经济效益受到了限制。将佛手瓜制成营养丰富的加工品,不仅避免了因在贮藏过程中发生的腐烂、发芽、冷害等问题,也提高了佛手瓜的经济效益。目前佛手瓜的加工品主要是腌制品、果脯糖浸品、饮品类,如何优化深加工和精加工工艺,提高佛手瓜产品的种类和质量,开发出营养丰富的佛手瓜产品,将是未来发展的方向。