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荸荠食品加工研究进展

时间:2015/11/19 10:50:43 点击:

  核心提示:荸荠食品加工研究进展孔进喜,苏畅,熊善柏,韩文芳,赵思明*(华中农业大学食品科技学院 湖北 武汉 430070)摘要:本文就荸荠的营养成分、理化特性、储藏加工的国内外研究现状进行了综述。对荸荠资源研究...

荸荠食品加工研究进展

 

孔进喜,苏畅,熊善柏,韩文芳,赵思明*

(华中农业大学食品科技学院 湖北 武汉 430070

 

摘要:本文就荸荠的营养成分、理化特性、储藏加工的国内外研究现状进行了综述。对荸荠资源研究中存在的问题以及发展趋势进行了展望。

关键词:荸荠;特性;储藏加工;存在问题

荸荠又叫马蹄,地栗,乌芋,通天草等,是莎草科多年生浅水草本植物,以其地下球茎为食用器官。荸荠是一种药食兼用的果蔬类食物,其肉质细嫩,汁多味甜,清脆爽口,南方自古有“地下雪梨”之美誉,而北方则称其为“江南人参[1]。荸荠在我国有丰富的种植资源,长江以南各省均有种植,种植面积达2.7万公顷,年产达75万吨[2]。荸荠营养丰富,可以加工成罐头、马蹄糕、荸荠饮料等多种产品,自身含有的荸荠英具有显著的抑菌功能,其质构热稳定性也是荸荠的一个显著特性,另外在加工中产生的荸荠皮渣含有丰富的纤维和色素,可以进一步被加工利用,近年来人们对荸荠资源的开发利用开展了大量的研究工作。

 

1.荸荠的营养

荸荠不仅肉质细嫩,清脆爽口,醇甜清香,而且营养丰富,含有水分、碳水化合物、蛋白质、脂肪、粗纤维、矿物质等多种营养物质,荸荠生食,脆嫩爽口,多汁醇甜,熟食可以和其他蔬菜搭配做成各种美味,据《本草纲目》和《中医药大辞典》记载,荸荠味甘微寒,可以降火,补肺凉肝,消食化痰等功效。鲜荸荠营养成分含量见表1

1 荸荠的成分组成(每100g鲜品)

Tab.1  Composition of Chinese water chestnut

成分

水分

碳水化合物

蛋白质

脂肪

粗纤维

维生素C

含量 [3]

68 g

21.8 g

1.5 g

3.7g

4.2g

13 mg

68 mg

成分

维生素B1

尼克酸

胡萝卜素

维生素A

维生素B2

含量[3]

0.5 mg

0.04 mg

0.4mg

0.01 mg

54 mg

0.02 mg

0.5mg

 

2.荸荠的特性

2.1荸荠淀粉的颗粒及凝胶特性

荸荠淀粉颗粒主要为椭圆、多角形,颗粒表面平滑规整,粒径为3-14µm,晶体类型属于C型,接近A[4]。其淀粉糊具有很高的黏性,属于非牛顿型假塑性流体,当受到的剪切力增大时黏性会随着减小[5-6]。淀粉凝胶形成浓度分界点为8%,浓度达到8%时可形成荸荠淀粉凝胶,这种凝胶粘弹性较大,经过冻融后,其凝胶网络便从无序状态转变为错落有致的有序网孔状,凝胶冻融稳定性良好 [7]

2.2荸荠的质构特性

荸荠以其脆嫩爽口著称,而荸荠经过热处理后仍能够保持很好的脆性、硬度等质构特性。人们一直致力于研究荸荠质构热稳定性的原因。Loh[8] 从细胞的微观结构和化学组成研究加热对荸荠脆性破坏,脆性的破坏和细胞壁的分离都发生在煮制初期,加热对脆性的破坏可能和细胞壁的分离有一定的联系。Parr认为荸荠质构热稳定性可能与细胞中含有的阿魏酸(C10H10O43-甲氧基-4-羟基肉桂酸)及其二聚体有关,阿魏酸可以促进荸荠细胞内多糖之间的交联,从而使其保持质构热稳定性[10-11]。王海等人研究荸荠在煮制过程中质构特性变化,发现荸荠加热是一个失水的过程,而马铃薯受热则是吸水的过程,荸荠和马铃薯淀粉这种不同的性质可能是其质构热稳定性的重要原因 [12]。荸荠加热时间过长会对其质构造成破坏,这可能是长时间加热导致原生质体变性凝聚,薄壁细胞变形以及淀粉糊化导致[9]

2.3荸荠英的抑菌特性

荸荠含有一种抗菌成分:荸荠英,主要存在于荸荠果皮以及果皮和果肉之间的部分。刘欣等人运用生物自显影技术和抑菌成分追踪方法对荸荠英提取物抑菌成分进行活性追踪,将抑菌物粗提物乙酸乙酯部分分离为六个组分 [15],但是没有对六种组分进一步鉴定。荸荠英提取物对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌及绿脓杆菌等均有抑制作用[13],在中性条件下抑菌效果较好,不同浓度的抑菌物提取物抑菌效果不同,抑菌成分对紫外照射、金属离子等具有良好的稳定性,但是不耐热[14-15]

2.5荸荠色素

荸荠皮含有丰富的棕色素,其主要成分为黄酮类物质,是一种水溶性色素,对光、热及部分化学添加剂稳定性良好,但在碱性条件下不稳定 [16]。荸荠皮色素提取物有较好的抗氧化作用,有一定的清除自由基(DPPH·)和羟自由基的能力,且清除能力和提取物浓度有较好的剂量关系,色素提取物对超氧离子也具有抑制作用[18-19]

 

 

 

 

 

 

 

马蹄糊

马蹄糕素

荸荠英素

荸荠皮色素素

马蹄饼素

荸荠脯

马蹄罐头

荸荠汁

荸荠饮料

荸荠果肉果肉

储藏

鲜切荸荠

荸荠皮素

荸荠

3.荸荠的储藏加工利用

荸荠资源的加工利用途径主要如下:

 

淀粉

 

 

 

 

 


3.1荸荠的储藏

荸荠的常规储藏方法主要有:窖贮法,细沙储藏保鲜法,缸藏保鲜法,堆藏保鲜法等[20],但以上方保存法不适用于大规模的储藏。速冻荸荠是近年兴起的一种荸荠储藏技术,荸荠经过清理,去皮,修整分级后,于-30℃下速冻,待荸荠温度达到-18℃时,置于-18℃冷库中存放 [21],可长期保藏。常温下将荸荠清洗液和保鲜剂混合使用,可有效抑制荸荠的生理代谢和腐败微生物的侵入,是一种实用的储藏方法[22]。用强力安对荸荠杀菌,采用真空包装方式,在0-4℃条件下也可使荸荠储藏期达到2个月 [23]

3.2鲜切荸荠

荸荠去皮后容易发生褐变和腐败而严重影响其品质。当发生褐变时,果肉中的苯丙氨酸解氨酶、多酚氧化酶、过氧化物酶活性也会升高,起初人们认为荸荠褐变主要是酶促褐变,尝试加入酶活性抑制剂抑制褐变,加入护色剂如双氧水、柠檬酸、抗坏血酸等方法可以有效抑制这几种酶的活性,对其品质保存效果较好[24-25]。鲜切荸荠用热水烫漂,通过热处理抑制与褐变有关酶的活性也可有效抑制褐变 [26]。通过涂抹技术在鲜切荸荠表面用壳聚糖,壳聚糖/纳米TiO2等材料进行涂膜处理,在表面形成一层致密的膜,可调节CO2O2的进出量,减少O2的供应,抑制荸荠呼吸作用,抑制苯丙氨酸解氨酶、多酚氧化酶、过氧化物酶活性,延缓其褐变和衰老[27-28]。潘永贵等人对黄化物质进行了化学鉴定,其中含有黄酮类物质[29]

3.3淀粉质食品

荸荠淀粉生产工艺[30]

预处理

破碎

粉渣分离

脱水

干燥粉碎

 

成品

荸荠

 

 


用马蹄粉、马蹄皮提取物及其它添加剂,可加工成功能性即食马蹄糊,因产品中添加的马蹄皮提取物含有丰富的膳食纤维和黄酮,因而具有促进胃肠蠕动和改善血液循环等功能[31]

冷却

包装

杀菌

和生浆

生熟浆

成型

蒸糕

原料

炒糖

储藏

马蹄糕生产工艺[32]

 

 

 


砂糖经炒制后,由于炒糖时发生了焦糖化反应使产品具有金黄的色泽和独特的甜香味[32]。马蹄糕富含淀粉、蛋白质等营养物质,葡萄球菌、大肠杆菌等微生物易在其中生长,因而必须对成品进行灭菌处理,宜采用高温短时杀菌,杀菌时间过长,可能会使马蹄糕自身含有的抑菌物质失活。马蹄糕采用真空包装可延长其保存效果,但易出现涨袋现象,在马蹄糕中添加荸荠功能组分提取物,可抑制马蹄糕腐斑和涨袋现象[34]

3.4清水马蹄罐头

去皮

预煮

切分

装罐

加汤汁

 

排气

荸荠

封罐

马蹄罐头的加工工艺[12]

 

杀菌

冷却

成品

 

 


马蹄罐头有肉质脆嫩,清爽的口感,很受人们欢迎。采用化学去皮比人工去皮显著提高出肉率,但口感较差,而人工削皮采肉率低,削切的时候不能将芽点去除干净,会导致罐头出现红心现象,这些都是影响马蹄采肉率的和形态的关键因素,马蹄去皮后,暴露在空气中,会发生黄化褐变,在对去皮果肉护色时,可以借鉴鲜切荸荠的护色方法。预煮是马蹄罐头生产的一道重要工序,预煮时间过短会使马蹄过脆导致切片易碎,实际生产中以马蹄片中心淀粉开始糊化为宜,荸荠罐头的杀菌采用高温短时杀菌为宜[35-36]

3.4荸荠饮料

荸荠含有大量的水分,取汁容易,其汁清甜可口是一种理想的饮料原料。通过荸荠汁和其他原料的果汁进行复配,可生产马蹄风味饮料。开发出马蹄-罗子望复合饮料、莲藕马蹄复合饮料、粒粒马蹄爽饮料等一些列复合饮料。荸荠汁因中含有果胶、蛋白质、淀粉等胶体物质而呈现浑浊状态,影响感官品质,加入壳聚糖、琼脂可以起到较好的澄清效果,从技术要求和添加剂成本考虑,琼脂更适合做荸荠汁的澄清剂[37]

 

4.存在问题及展望

4.1荸荠的品种差异性研究缺乏

  我国荸荠资源种类多样,受地区、水土、气候、种植模式等影响,不同品种之间在营养成分及加工适应性上会有差别[38],对于荸荠不同品种加工适应性方面的研究非常缺乏。

4.2荸荠的保鲜研究有待深化

荸荠的采收期很集中,荸荠的储藏仍是今后研究的一个重要方向。鲜切荸荠护色保鲜方面已经开展了很多研究,黄化褐变是影响鲜切荸荠品质的主要因素,对黄化物质的成分以及其变色机理还需要进一步研究。

4.3荸荠深加工程度不够

荸荠淀粉具有优良的凝胶特性和冻融稳定性,但目前仅限于生产马蹄糕和马蹄糊等产品,可以与其他来源的淀粉进行复配以改善食品的质构品质。

荸荠皮渣等加工副产物,需进一步加工利用,荸荠皮中含有大量的纤维素,魏丹[39]等人研究了荸荠纤维的提取工艺,但是对荸荠纤维的特性以及在食品中的应用需要开展进一步的研究。

4.4荸荠特性研究需要更深入

  荸荠还有一定的药用价值,有报道称荸荠具有抗肿瘤、抗菌、清肺化痰、利肠通便的作用、治疗呼吸道疾病等多种功效。但是对于这些保健功能方面的研究还很缺乏。

荸荠英具有很好的抑菌效果,是一种天然的抑菌剂,目前的研究主要集中在荸荠英粗提物的抑菌条件和稳定性上,对于荸荠英的成分的鉴定、抑菌机理以及在食品中的应用还很少。          

有报道称荸荠色素提取物有清除自由基的功能,但目前仅对荸荠色素的提取工艺进行了的研究,对荸荠色素的成分和功能特性还需要进一步研究。

荸荠蛋白可以富集硒[40],但是荸荠蛋白的结构以及结合硒的机理目前还没有这方面的研究。

荸荠在加工过程中,有很好的脆性热稳定性,过去的研究主要集中在荸荠细胞壁中阿魏酸及其二聚体对荸荠热脆性热稳定的影响上[15],也有一些学者研究了荸荠淀粉、直链淀粉和支链淀粉含量的组成对荸荠质构的影响[12],但是这些研究都没有得到确切的结论。因而还需要进一步的研究。可以从不同的加热温度、加热方式、加热时间研究对荸荠脆性的影响,从加热冷却再加热等热历史的角度去研究荸荠脆性热稳定性。

 

参考文献:

[1] 李作美,邵杰.荸荠皮中生物活性物质的研究进展[J].中国食物与营养.2009,6:60-62.

[2] 曾莹,胡璞,夏福宝.马蹄皮的抗菌作用研究[J].食品科学,199610:56-58.

[3]王薇.荸荠的保健功能及加工利用.食品与药品,2005(7):45-48

[4] Wang Lan ,Yin ZhihuaZhang YunXie BijunSun Zhida. Morphological, Physicochemical

andTexturalPropertiesofStarchSeparatedfromChineseWaterChestnut[J].Starch,2008,60:181-191.

[5]尹志华,汪兰,田斌强,吴佳,谢笔钧. 荸荠淀粉的物化特性研究[J]. 中国粮油学报,2008,23 (1):66-70.

[6] 游曼洁,赵力超,张 茜等.荸荠淀粉糊黏度特性研究[J].食品科学,2009,3009):99-102.

[7]WangLan,YinZhihua,WuJia,SunZhida,XieBijun.AstudyonfreezethawcharacteristicsandmicrostructureofChinesewaterchestnutstarchgels[J].JournalofFoodEngineering,2008,88:186-192.

[8] Loh.JBreene W M.Between-species differences in fracturability 1oss:microscopicAnd chemical comparison of potatoes and Chinese water chesinuts [J].Joumal of TextStudy.198213:325-347.

[9]阎红,陈树思,张艳丹. 荸荠在加工和保藏过程中微观结构变化的研究[J] .四川烹饪高等专科学校学报.2008,(2):28-30.

[10] CHARLOTTE C.PARKER,MARY L.PARKER,ANDREW C.SMITH,Thermal Stability of Texture in Chinese Water Chestnut May Be Dependent on 8,8’―Diferulic AcidAryltetralyn  Form[J].Agricultural and Food Chemistry2003,51,2034-2039.

[11]Adrian J Parr, Keith W Waldron, Annie Ng and Mary L Parker. The Wall-Bound Phenolics ofChineseWaterChestnut(Eleocharisdulcis)[J].AGRICULTURALANDFOODSCIENCE,1996,71:501-507.

[12] 王海,屠康,静玮等.罐制过程中荸荠质构变化及其与淀粉特性的关系[J].农业工程学报,2003,234:222-226.

[13] 李冬生, 王金华.荸荠茎叶提取物抑菌作用的研究. 粮油加工, 2003( 10) : 7677

[14] 曾 莹,向新柱,夏服宝. 荸荠皮提取物对细菌的作用方式研究[J]. 食品科学,2004,25(12):72-75.

[22] 刘 欣,郝淑贤,赵力超,黄慧,陈永泉.荸荠英抑菌成分活性跟踪方法的研究[J]. 食品科学,2005,26(7):78-81.

[15] 郝淑贤,刘 欣,赵力超,陈永泉.荸荠英提取物抑菌成分稳定性的探讨[J]. 食品科学,2005,26(2):71-74.

[16] 陈纯馨,张俊敏,陈小红.马蹄皮色素的提取及其性质研究[J].国食品添加剂,2003,(4):38-44.

[17] 罗杨合,韦学丰,解庆林. 可见分光光度法测定马蹄皮中总黄酮的含量[J]. 食品研究与开发.2009306):135-138.

[18] 贾冬英,曹冬冬,姚开. 荸荠皮提取物对DPPH自由基清除活性[J]. 天然产物研究与开发.2007,(19):745-747.

[19] 李婕姝,贾冬英,姚开等. 荸荠皮多糖体外清除自由基活性的研究[J]. 氨基酸和生物资源.2008304):7-9.

[20]吴小兰.荸荠采收与储藏方法[J].储藏与加工,2007,1128.

[21] 危贵茂. 速冻荸荠的加工技术[J].肉类工业,1996,1022.

[22] 杨寿清. 荸荠常温保鲜技术[J]. 无锡轻工大学学报,2003,22(6):92-95

[23] 陈学玲,何建军,周明,王俊,周明全,胡中立. 荸荠的贮藏保鲜研究[J]. 湖北农业学,2007,46(4):610-611.

[24] Peng L T, Jiang Y M. Exogenous salicylic acid inhibits browning of fresh- cut Chinese water chestnut[J]. Food Chemistry,2006,94(4):535- 540

[25] Jiang Y M, Pen L T, Li J R. Use of citric acid for shelf lifeand quality maintenance of fresh- cut Chinese water chestnut[J]. Journal of Food Engineering,2004,63(3):325- 328.

[26] Pen LT, Jiang YM. Effects of chitosan coating on shelf lifeand quality of fresh- cut Chinese water chestnut[J]. Lebensmittel-Wissenschaft und - Technologie,2003,36(3):359- 364

[27] 彭丽桃,蒋跃明,杨书珍等. 壳聚糖被膜对鲜切荸荠褐变的抑制[J].植物生理学通讯,2002386):554-556.

[28] 邱松山,李喜宏,胡云峰,邢亚阁等. 壳聚糖/纳米TiO 2复合涂膜对鲜切荸荠保鲜作用研究[J].食品与发酵工业,2008,34(1):149-151.

[29] 潘永贵,陈维信. 鲜切荸荠中黄化物质研究[J]. 食品研究与开发,2008,29(2):33-35.

[30] 李正涛,张文武. 荸荠淀粉的生产及其利用[J].农牧产品开发,1999,(4):11-12.

[31]李少华,赵力超.功能性即食马蹄糊及其生产方法,101584440. [P]2009-11-25.

[32] 杨君,林丹琼. 不同生产工艺对炒糖马蹄糕保存效果的研究[J]. 广东农工商职业技术学院学报,2008241):7-9.

[33]芮汉明,周礼娟,郑枫.微波技术在马蹄糕生产中的应用研究[J].食品工业科技,2008,298):161-163.

[34]赵力超,刘欣,陈永泉. 荸荠功能组分在马蹄糕防腐保鲜中的应用初探[J].食品科学,2005,268):422-424.

[35]张小燕. 谈谈清水马蹄罐头生产中的一些技术问题[J]. 广西轻工业,1997,(1):25-27.

[36]鲍智鸿. 荸荠罐头加工技术[J]. 保鲜与加工,2003,(3):22-23.

[37]张莉,陈从贵,刘进杰等.荸荠汁澄清工艺[J].食品工业,2003,(2):4-5.

[38]周国林,柯卫东,彭静. 对种质资源中10份荸荠材料主要性状的观察[J].长江蔬菜,1999,(12):30-32.

[39]魏丹,荸荠果皮膳食纤维提取工艺的研究[D].合肥:合肥工业大学,2007.

[40] 张驰,刘信平,周大寨等, 荸荠中硒的赋存形态及分布研究[J]. 食品科学, 2007,2810):93-95

Research Progress on Chinese Water Chestnut Processing

Kong JinxiSu Chang Xiong ShanbaiHan WenfangZhao Siming*

(College of Food Science and technology ,Huazhong Agricultural University,Hubei Wuhan 430070)

AbstractThis paper summarizes research progress on Chinese water chestnut from nutritional ingredientsphysical chemical propertiesstorage and processing at home and abroad. The existed problem and prospect of its research in food processing is pointed out in this paper.

Key wordsChinese water chestnutpropertiesstorage and processingexisting  problems

 

 

 

 

 



作者简介:孔进喜,男,硕士研究生,农产品加工与贮藏

*通讯作者:赵思明,女,教授,研究方向为大分子结构与功能特性

 

作者:孔进喜,苏畅,熊善柏,韩文芳,赵思明 来源:网络
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