马蹄(荸荠)产品深加工研究进展 2016年4月

马蹄深加工技术研究现状马蹄又名荸荠、地栗、乌芋、通天草等，属单子叶莎草科，学名HeleocharisTuberoseSchult，为多年生宿根性草本植物，原产于中国南部及印度。现我国主要分布于江苏、安徽、浙江、广西、广东、福建等生的水泽地区。（陈亦辉，全国水生蔬菜学术及产业化研讨会，2013；中国科学院研究所，中国植物志，1961）1.1马蹄简介图1荸荠植株及果实荸荠不仅清甜可口，其球茎还具有一定的药用价值，苗秧、根、果实均可入药。中医认为荸荠性寒、味甘，无毒，具有清热、生津、开胃、消食、化痰、润燥、明目、清音、醒酒等功效。(李作美等，中国食物与营养，2009；蔡健，中国食物与营养，2005）1.2荸荠功效与成分表1荸荠的成分组成（每100g鲜品）（王薇，食品与药品，2005）由于马蹄特殊的营养价值和保健价值，其产品种类很多。包括马蹄果脯马蹄罐头、马蹄糕、马蹄饮料等。2马蹄加工产品图2马蹄加工产品马蹄马蹄皮马蹄果肉马蹄淀粉马蹄饮料马蹄罐头马蹄果脯酒精发酵饮料马蹄果醋澄清饮料马蹄饼干马蹄糕马蹄糊2.1马蹄淀粉马蹄淀粉加工流程：马蹄→预处理→破碎→粉渣分离→脱水→干燥→粉碎→成品荸荠淀粉成品洁白、均匀，可制成其他荸荠产品，如马蹄糕，马蹄糊，马蹄饼干等。（李正涛等，农牧产品开发，1999）2马蹄加工产品2.1.1马蹄糊以马蹄粉为主料，辅以马蹄皮提取物及其它添加剂制成即食马蹄糊，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，故具有促进胃肠蠕动和改善血液循环等功能（李少华，功能性即食马蹄糊及其生产方法，2009.）2马蹄加工产品图3马蹄糕加工工艺2.1.2马蹄糕由于炒制砂糖时发生了焦糖化反应，可使产品具有金黄的色泽和独特的甜香味。马蹄糕富含淀粉、蛋白质等营养物质，易腐败，必须对成品进行灭菌处理。宜采用高温短时杀菌。（杨君等，广东农工商职业技术学院学报,2008）2.1.3马蹄饼干仰振中研究了荸荠饼干的加工工艺流程及操作参数，并以感官评分和质构特性为标准，确定了最佳的荸荠饼干配方：小麦粉80份、荸荠全粉20份、白砂糖12.5份、大豆油8份、酵母1.2份、小苏打1.5份、盐0.5份。(仰振中，安徽农业大学,2013)2马蹄加工产品图4马蹄罐头加工工艺2.2马蹄罐头马蹄罐头具有肉质脆嫩、清爽的口感，很受人们欢迎。采用化学方法去皮比人工去皮法可显著提高出肉率，但口感较差；而人工削皮则采肉率较低，削切易导致红心现象，这些都是影响马蹄采肉率和形态的关键因素。荸荠去皮后易发生黄化褐变，可参考荸荠或其他鲜切水果的护色方法（天然植物抗菌抗氧化剂以及钙离子作用、水杨酸等）进行护色。实际生产中预煮至荸荠果肉切片中心淀粉开始糊化为宜，荸荠罐头采用高温短时杀菌方法。（PanYG等，FoodChemistry,2015；PengY等，InternationalJournalofFoodScience&Technology,2013；Oms-OliuG等，PostharvestBiology&Technology,2010；JianS等，FoodChemistry,2010；PengL等，FoodChemistry,2006；鲍智鸿，保鲜与加工,2003）2.3马蹄果脯马蹄→预处理→第一次烘干→煮制→第二次烘干→拌糖→灭菌→检验→真空包装→成品（常温贮存）目前市售果脯大多是高糖果脯，然而开发甜度低，原果味浓，维生素等营养物质含量高的低糖荸荠，是目前荸荠果脯的开发趋势，也是传统果脯的新一代产品，这不仅对果脯的质量和味道提出更新的要求，而且适用于各种消费者食用，包括肥胖症和禁食高糖患者。（余芳等，一种荸荠果脯的制作方法，2013）（罗杨合等，食品研究与开发,2008）2马蹄加工产品2.4.1马蹄澄清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，可生产出一系列马蹄风味的复合饮料，荸荠汁中因含有果胶、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。（张莉等，中外食品加工技术，2003）荸荠饮料工艺流程：马蹄→清洗→去皮→切片→加水煮汁/榨汁→过滤→滤液→调配→澄清→过滤→脱气→灌装、封盖→杀菌→分段冷却→检验→贴标→成品马蹄汁2马蹄加工产品2.4.2马蹄果醋饮料丁兴华等利用响应面法优化发酵的最佳工艺条件：起始酒精浓度为7．6％，醋酸菌的接种量为10.9％，醋酸菌的适宜生长温度为32℃，酸度达到0.045g／mL以上。（丁兴华，江苏调味副食品，2012）2.4.3马蹄酒精发酵饮料将荸荠去皮制得荸荠汁，调整糖分和酸度后接种2.0％～3.0％的酵母培养液，25℃下发酵培养两天可制得含酒精4.2%,，清澈透明，口感较好的风味荸荠汁酒精饮料。潘百明等以新鲜的马蹄皮为原料，经过清洗、干燥、粉碎，酶解取汁制成发酵液，经发酵制成马蹄皮果酒，研究发酵温度，酵母菌接种量和发酵液的糖度对酵母菌发酵的影响，最后得出马蹄皮发酵液的最佳发酵工艺条件：糖度为12％，发酵温度为32℃，接种量为1％。（潘百明，酿酒科技,2012；韩明等，现代食品科技,2004）2马蹄加工产品马蹄产品在生产加工中，都要去掉果皮，产生的大量马蹄皮一般都被直接扔掉或者作为动物饲料，造成马蹄资源无法充分利用，研究发现马蹄中含有棕色素、抗菌物质和抗氧化物质，有待发掘利用。3马蹄皮加工产品图5马蹄皮提取加工产品马蹄马蹄果肉马蹄皮棕色素马蹄果胶抗菌物质抗氧化物质膳食纤维其他3.1棕色素马蹄皮中棕色素为天然水溶性色素，具有较高的安全性，开发前景广阔。马蹄中棕色素可采用溶剂提取法（乙醇和水为较理想的浸提溶剂）、超声波辅助提取法、微波辅助提取法、树脂提取法等提取。（罗杨合等，应用化工,2008；周耀明等，农产品加工•学刊,2014；罗杨合等，中国调味品,2009；李行任等，食品与发酵工业,2014）3马蹄皮加工产品3.2抗菌物质马蹄中含有丰富的抗菌物质。可采用溶剂浸提法、超声辅助溶剂浸提法等进行提取；曾莹等发现，酸醇浸提法制得的马蹄皮抗菌物质对凝结芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌、沙门氏菌、变形杆菌、大肠杆菌、啤酒酵母、汉逊氏酵母、假丝酵母、米曲霉等具有较强的抗菌效力，且热稳定性能良好；罗杨合等发现，在37℃下36h内,0.4%的马蹄皮提取物对熟肉制品、豆奶、鲜奶的抑菌率都能保持在95%以上。马蹄皮提取物对鲜肉、豆腐、土豆泥、蛋糕等多数食品都有明显的抗菌效果,能有效延长食品的保质期。（罗杨合，应用化工,2009；张全军等，食品与机械,2007；赵力超等，食品科学,2005；曾莹等，食品工业，2004；曾莹等，食品科学，1996）3马蹄皮加工产品3.3抗氧化物质研究表明，荸荠皮的提取物具有强大的抗氧化活性，马蹄皮提取物具有可清除DPPH自由基、超氧离子自由基、羟自由基，及阻断致癌物质亚硝胺的合成和清除亚硝酸盐的功效。3.3.1黄酮：含黄酮类化合物1.59%（以干物质计），可采用微波提取法、溶剂提取法、超声辅助提取法、超声、微波协同提取法等提取。3.3.2酚类：马蹄皮中含多酚类物质3.31%(以干物质计)，可采用溶剂提取法、超声辅助提取法等提取；（LuoY等，Foodchemistry,2014；罗杨合等，食品研究与开发,2009；李行任等，天然产物研究与开发,2013；罗杨合等，江西师范大学学报:自然科学版,2008；李婕姝等，氨基酸和生物资源,2008；郭艳华等，食品与机械,2008；贾冬英等，天然产物研究与开发,2007;郭艳华等，食品与发酵工业,2007）3马蹄皮加工产品3马蹄皮加工产品3.3.2酚类YouY.L.等人通过HPLC法对荸荠组织中主要酚类进行了提取与鉴定，发现提取了荸荠中的三种主要酚类化合物为：①(-)-儿茶素酸酯,②(-)-表儿茶素没食子酸盐③(+)-儿茶素没食子酸盐。（YouY.L.等，Molecules,2007）图6荸荠中三种主要酚类物质（HPLC方法检测）3马蹄皮加工产品3.3.2酚类YouY.L.等人对荸荠组织中酚类提取物的抗氧化活性进行了研究。由图7可知，荸荠组织的酚类提取物可以显著抑制亚油酸过氧化反应,降低氢过氧化物的形成,表明其具有抗氧化活性。并且荸荠组织酚类提取物的抗氧化活性高于抗坏血酸。（YouY.L.等，Molecules,2007）图7荸荠组织酚类提取物抑制亚油酸过氧化的抗氧化活性图（硫氰酸铁法测定）3.4果胶从马蹄皮中可以提取果胶。果胶是一种天然的添加剂，具有良好的生理功能和理化功能，在食品行业中被广泛应用。汪英以荸荠皮为原料，采用超声波辅助提取法提取果胶，确定最佳工艺条件为：料液比1：30，时间40min，pH值1.0，温度70℃，所提取出的荸荠皮果胶属于高酯小分子果胶，适合用于开发果胶类食品增稠剂。（汪英，南昌大学,2013.）3马蹄皮加工产品3.5膳食纤维高志明等发现，通过超微粉碎，荸荠皮总膳食纤维质量分数提高了8.57％，同时，不溶性膳食纤维质量分数下降了21．19％，而可溶性膳食纤维能提高了137.84％。此外，通过超微粉碎处理，荸荠皮可溶性膳食纤维的溶出速度能得到显著提高。（高志明，湖北农业科学,2012）3.6单细胞蛋白潘百明等以粗蛋白、总糖和还原糖含量为指标，研究了初始pH、酵母与根霉菌种比例、培养时间、装液量对发酵产单细胞蛋白的影响，并通过正交试验优化了马蹄皮发酵生产单细胞蛋白的工艺条件。结果表明：马蹄皮液态发酵生产单细胞蛋白的最优条件为初始pH5.0，酵母与根霉的菌种比例为2：1，发酵时间2d，装液量为70mL／250mL。在该条件下发酵的粗蛋白为64.25％，总糖为19.8％，还原糖为5.0％，粗纤维为0．0％，灰分为8.04％。（潘百明等，贵州农业科学,2014）3马蹄皮加工产品荸荠淀粉具有优良的凝胶特性和冻融稳定性，可以与其他来源的淀粉进行复配以改善食品的质构品质，也可以制成食品胶替代其他高成本的食品胶。荸荠加工废料中含有大量的纤维素、荸荠英、棕色素等可利用资源，有待进一步发掘利用。02034存在问题及展望我国荸荠资源种类多样，受地区、气候等影响，品种之间在营养成分及加工适应性上有很大差别，因此对荸荠不同品种的加工适应性方面有待进一步研究。011.陈亦辉.我国荸荠生产、采收和加工技术研究进展[C]//全国水生蔬菜学术及产业化研讨会.2013.2.中国科学院研究所.中国植物志：第十一卷[M].北京：科学出版社，1961：49.3.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):60-62.4.蔡健.荸荠的营养保健和加工利用[J].中国食物与营养，2005(2)：40.5.王薇.荸荠的保健功能及加工利用[J].食品与药品，2005，7（4A）:45-48.6.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):11-12.7.李少华,赵力超.功能性即食马蹄糊及其生产方法:CN101584440[P].2009.8.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,2008,24(1):7-9.9.仰振中.荸荠全粉的生产、品质与应用研究[D].安徽农业大学,2013.5参考文献10.鲍智鸿.荸荠罐头加工技术[J].保鲜与加工,2003,3(3):22-23.11.PanYG,LiYX,YuanMQ.Isolation,purificationandidentificationofetiolationsubstratefromfresh-cutChinesewater-chestnut(Eleocharistuberosa)[J].FoodChemistry,2015,186:119-122.12.JianS,YouY,García-GarcíaE,etal.Biochemicalpropertiesandpotentialendogenoussubstratesofpolyphenoloxidasefromchufa(Eleocharistuberosa)corm