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桑葚资源开发利用研究进展

作者:jnscsh   时间:2022-03-15 08:43:50   浏览次数:

摘   要  桑葚因其果肉多汁、颜色鲜红、含有丰富的营养及生物活性成分被不断开发利用。根据桑葚加工产品种类(桑葚酒、桑葚酵素、桑葚干、桑葚果汁、桑葚果粉、桑葚深加工产品),介绍桑葚的加工利用研究进展。

关键词   桑葚;开发利用

中图分类号:S663.9    文献标志码:C    DOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.31.015

桑葚是卫生部首批药食两用农产品之一,营养丰富,富含多种维生素、有机酸、游离氨基酸和微量元素,同时含有丰富的花青素、白藜芦醇等生物活性成分和微量元素硒,具有良好的抗氧化、抗衰老、防癌、抗病毒、抗溃疡等作用,被誉为21世纪最佳保健果品。近年来,我国桑葚产业发展迅速,栽培面积和产量不断上升,市场前景良好。目前,桑葚主要用于鲜食,部分用于生产桑葚果酒和果汁。但桑葚柔软多汁,极易受损伤,造成汁液流失和腐败变质,其在常温下的保存时间仅为12~18 h,极其不耐贮藏,而将桑葚加工开发利用则可以解决桑葚不耐贮藏的问题,同时也可以丰富桑葚产品类型,提升附加值。笔者综述桑葚的开发利用研究进展,以期为桑葚产品的开发利用提供参考。

1 发酵产品

1.1 桑葚酒

桑葚因其果肉多汁、香气幽雅、色素含量高且稳定,成为酿酒的极佳原料[1]。目前桑葚酒的酿造研究集中在酿造酵母筛选,发酵工艺条件优化(如发酵温度、时间、初始糖度等),保持和提高桑葚酒风味、感官、营养品质等方面。

大多数桑葚酒的酿造还是采用非专一酿酒酵母,如安琪酵母公司生产的干酵母。胡康等[2]选择桑葚果、桑叶、桑园土壤、自然发酵桑葚酒为原料,进行桑葚酒专用酵母菌选育,通过分离、纯化、筛选得到一株SH1菌株,该菌种发酵生产的桑葚酒味纯正、风味良好,符合桑葚酒发酵的要求。谭霄等[3]采用一种产γ-氨基丁酸JM037酿酒酵母发酵生产桑葚酒,得到的桑葚酒中γ-氨基丁酸含量高达1 180 mg·L-1,极大地提高了桑葚酒的保健功能。

胡永正[4]对桑葚酒发酵工艺进行优化,确定初始含糖量200 g·L-1、接种量0.3%、发酵温度25 ℃为最佳发酵条件。孙中理等[5]研究如何保持桑葚酒品质,发现在发酵后期提高适当的温度,有助于主发酵彻底完成,可以有效避免残糖量过高的现象,而整个发酵过程中相对较低的平均发酵温度更有利于成品酒质量,尤其对酒的香气感官评价具有积极作用。

1.2 桑葚酵素

酵素是指以动物、植物、菌类为原料,经微生物发酵制得的含有特定生物活性成分的可食用产品[6]。由于其产品含有丰富的特定活性成分,对保健养生意识逐渐增强的消费者具有很强的吸引力,因此,酵素产品开发具有巨大的市场空间。

桑葚自身含有豐富的酚类、花色苷等活性成分,是生产酵素的良好原料。侯银臣等[7]以复合乳杆菌为菌种制备桑葚酵素,对发酵工艺进行了探索,得出桑葚酵素的最佳工艺条件为发酵液初始pH值6.0、种子液接种量1.6%、发酵17 h,该条件下得到的酵素产品DPPH自由基清除率高达96.82%。郭伟峰等[8]以超氧化物歧化酶(SOD)活力为指标,醋酸菌为发酵菌种,研究得到的桑葚酵素饮料SOD酶活力达24 122.2 U·mL-1,比桑葚果汁 的SOD酶活力提高了123%。Kwaw E等[9]以总酚为指标,优化了乳酸杆菌发酵桑葚果汁制备桑葚酵素饮料的工艺。

由于酵素产品最终评价指标较为复杂,不同的研究采用了不同的评价指标,酵素产品缺乏统一的质量标准体系。因此,酵素评价标准及体系将是未来研究的重点内容之一。

2 桑葚干

干燥技术能极大地解决桑葚不耐贮藏等问题。近年来,干燥技术发展迅速,最常用的是热风干燥,成本低、易操作,但干燥时间长;随之发展的微波干燥、热泵干燥、冷冻干燥、压差膨化干燥等技术在一定程度上优势明显,但需根据原材料的不同,选择最佳的干燥方式,才能更好地保留营养和保证品质。

李娇娇等[10]研究了真空冷冻干燥的真空度、干燥时间、处理量3个因素对桑葚干品质的影响,试验得出在真空度40 Pa、干燥21 h、处理量90 g时,桑葚复水性最好,色泽保持率在80%以上,且维生素C、花色苷、总酚保留率分别为82.38%、91.79%、87.50%。

由于目前的干燥技术都存在一定缺陷,因此,联合干燥技术是未来干燥技术的发展方向。李丰廷[11]分别比较了真空冷冻干燥、热风干燥、真空冷冻+热风联合干燥对桑葚品质的影响,得出真空冷冻+热风联合干燥比单独使用真空冷冻干燥的效率高,且花色苷、绿原酸、芦丁含量显著高于热风干燥。李兆路等[12]采用热风+变温压差膨化联合干燥技术,得到桑葚干燥最佳工艺条件为热风70 ℃预干燥3 h、膨化温度80 ℃、抽空温度70 ℃、停滞5 min、抽空2.5 h,与单一热风干燥相比,大大缩短了干燥时间,且产品营养物质保留率高,颜色鲜亮,口感酥脆。

3 桑葚果汁

近年来,我国果汁饮料行业有了很大的发展。据统计,我国年消费果汁300万吨左右,人均年消费量仅2 L,而美国人均年消费量20.9 L、加拿大30.1 L、德国21.7 L,都远远高于中国人均消费量,因此我国果汁加工行业发展潜力巨大。新营养型、新概念型、无添加型果汁是未来发展的方向和思路。桑葚具有天然营养、颜色艳丽的优点,是制作果汁的良好原料。

杜宝磊[13]采用响应面方法对桑葚制汁酶解工艺进行了研究,复配使用果胶酶和纤维素酶,在pH值5.0、酶解温度49.5 ℃、酶解2.6 h条件下,桑葚出汁率高达86.13%,显著提高了桑葚原料的利用率。桑葚复合饮料也是当前研究热点,如蓝莓桑葚复合饮料[14]、桑葚芦荟复合饮料[15]、桑葚红茶复合饮料[16]等,不同物料之间风味互补、协调增效,能够满足不同消费人群的口感要求。

为增加饮料的保健功效,仰玲玲[17]以葛根、桑葚、蜂蜜为原料,研究开发出一款新型解酒保健饮料。张根生等[18]将含有金属硫蛋白的鸡蛋水解成多肽,再与桑葚汁复配制得一款金属硫蛋白多肽桑葚汁饮料,由于金属硫蛋白是参与机体重金属解毒、微量元素代谢、自由基消除等作用的物质,因此,这款饮料对人体具有较好的保健作用。

4 桑葚果粉

桑葚果粉以固体粉末形式存在,具有风味独特、营养丰富、保存时间长、便于携带等优点,是果蔬汁精深加工领域的研究热点。其可作为后期面食品、膨化食品、肉制品、焙烤食品、乳制品等各类加工食品的原料。

桑葚果粉的干燥技术目前主要有热风干燥、泡沫干燥、喷雾干燥、冷冻干燥等。刘瑜[19]采用新鲜桑葚湿法粉碎磨浆后添加麦芽糊精,经真空冷冻干燥技术制得溶解性好、花色苷保留率高、营养损失小的桑葚果粉,其最佳制备工艺条件为桑葚匀浆3 min、麦芽糊精添加量为3%、料液比为2.5∶1。王瑞颖等[20]比较了喷雾干燥和冷冻干燥对桑葚粉热力学特性和稳定性的影响,表明喷雾干燥技术得到的桑葚粉的净等量吸附热、微分熵、积分熵高于冷冻干燥的桑葚粉,但积分焓低于冷冻干燥桑葚粉。

泡沫干燥是一种新型的干燥技术,它通过增大物料表面积,加速水分蒸发,从而提高干燥速率,非常适合于热不稳定、含糖量高、黏性大的物料干燥加工。李斌等[21]采用中短波红外70 ℃泡沫干燥技术对桑葚粉进行干燥,得到水分含量为0.107 g·g-1、粒径19.037 μm、水分活度为0.173、玻璃化转变温度为5.033 ℃的桑葚果粉,与热风干燥相比,其矢车菊素-3-O-葡萄糖苷、矢车菊素-3-O-芸香糖苷的保留量更高。

5 桑葚深加工产品

5.1 花色苷提取

花色苷是桑葚重要的生物活性物质,也是桑葚呈紫红色或紫黑色的呈色物质,具有抗氧化、消炎、保护心血管、缓解视疲劳等重要功效,目前已被广泛应用于食品、化妆品、药品等行业。

花色苷提取主要采用溶剂提取法,常用溶剂为水、乙醇、甲醇,又因花色苷在中性、碱性条件下不稳定,故会采用酸化醇类进行提取[22]。为提高花色苷得率,超声波、微波等技术被用于辅助提取。罗政等[23]对比溶剂提取和微波辅助提取桑葚的花色苷,发现微波辅助提取比溶剂提取的花色苷提取率高出15%~20%。谭佳琪等[24]采用超高压技术提取桑葚花色苷,在压力270 MPa、保压6 min、料液比1∶35、62%乙醇条件下,桑葚花色苷得率为4.93 mg·g-1,与热回流提取、超声波提取相比,得率分别提高了25.93%、18.26%。

由于桑葚花色苷提取液中还含有多种其他物质,如糖、蛋白质等杂质,因此想要鉴定和利用花色苷,还需对其进行纯化处理,可采用大孔树脂法、高速逆流色谱法及各种技术联合法等进行提纯。

5.2 桑葚多糖提取

桑葚多糖提取方法主要有溶剂提取、超声波和微波辅助提取、酶法提取等,其中热水浸提后采用80%乙醇沉淀去除其中小分子物質、色素等,是最传统的多糖提取法。

刘玉玲等[25]将桑葚用90%乙醇浸泡2次,每次6 h,再用60 ℃超声提取30 min,保留滤液,滤渣超声重复提取2次,合并滤液后浓缩,该条件下桑葚多糖提取率为9.42%。刘胜利[26]将纤维素酶法提取、超声波辅助提取及两种方法联合提取进行比较研究,得到3种提取方法的桑葚多糖提取率分别为14.77%、14.49%、16.86%,表明联合提取可提高桑葚多糖得率。

冯斌[27]将高压脉冲电场用于桑葚多糖提取研究,考察了电场强度、温度、料液比、脉冲频率4个因素对提取率的影响,得到在处理强度40 kV·cm-1、温度90 ℃、料液比12∶1、脉冲频率12 000 Hz的最佳工艺条件下,桑葚多糖得率为15.05%,该方法具有高效、快速、能耗少等优点,尤其适合在天然产物多糖提取中应用

6 小结

桑葚是一种非传统水果,但由于其富含生物活性成分,深受消费者喜爱。近年来,桑葚加工业持续发展,产品种类日益增多,加工技术不断创新,但依然存在许多不足:1)桑葚加工多为初加工产品,未来应结合消费者消费习惯,不断改良初加工产品的品质,生产营养、健康的新型高端产品。2)深加工产品太少,需加强对桑葚保健功能成分和机理的深入研究,提高桑葚的经济价值,不断完善桑葚资源整个产业链,共同推进桑葚资源的开发利用。

参考文献:

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(责任编辑:易  婧)

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