柿属植物的脱拗研究

柿属植物的脱拗研究

柿子属于柿子科，是多年生落叶树，产于中国。是我国五大水果(葡萄、柑桔、香蕉、苹果、柿子)之一。全世界分布的柿属植物约有500余种,现主要分布于中国、日本和韩国,巴西、意大利次之,印度、菲律宾、澳大利亚、西班牙等国也有少量栽培。我国栽培的柿子品种多达800种以上,其产量仅次于苹果、梨、葡萄,居第4位。我国以黄河流域的陕西、山西、河南、河北、山东5省栽培最多,产量占全国的70%~80%。近年来柿产量增长迅速,根据联合国粮农组织统计,2003年世界柿树栽培面积35.8万hm2,柿果产量242.8万t,其中中国大陆为29.3万hm2和173.8万t,分别占81.8%和71.6%**。柿子的加工在我国有近千年的历史,主要是制成柿饼,但是随着人们对柿子中各种成分和药用价值的进一步了解,以及科技水平和加工水平的不断提高,各生产厂家和科研单位对柿子的采后加工越来越重视,柿子的加工呈现出多元化趋势,市场上出现了各种各样的柿子加工产品。目前除柿饼外,柿子加工品还有柿子果酒、柿子醋、柿子汁饮料、柿叶保健茶、柿叶保健饮料、柿叶晶、柿子糕、柿子脯、柿子果冻、柿子果酱、柿子果丹皮、柿子面、柿干等。1基础研究1.1原料脱涩对榛子果酒发酵的影响一般认为柿子在脱涩过程中,单宁在乙醇脱氢酶或高温、高CO2、乙醇等的作用下,可溶性低聚态的单宁与厌氧条件下积累的乙醛发生凝聚作用,生成树脂状的不溶性单宁络合物,从而使涩味消失。在乙醇脱氢酶的作用下,这一过程是不可逆的;但在高温、酸、光照等的作用下,这一过程是可逆的,单宁又会从不溶性变为可溶性,从细胞中分散出来,涩味再现,返涩是一个物理变化过程。柿子的脱涩方法目前研究较多,江苏等在研究柿子果酒酿造技术时发现,原料的不同脱涩方法会对柿子果酒的发酵有影响,认为采用明胶单宁法脱涩的果汁发酵速度快,发酵周期短,无明显涩味。有研究表明,柿子的返涩临界值为0.6mg/g(可溶性单宁含量)。影响柿子返涩的因素较多,如脱涩方法、添加物质的种类、加工时的温度等等。郭际荣等的研究表明、高CO2、温水、酒精和自然脱涩的软柿子脱涩较完全,经100℃左右的温度处理1h以上不复涩;用冷冻法脱涩的柿子加热到75℃即会复涩;石灰水脱涩的柿子也不易复涩。徐怀德等在研究柿子果酱时发现,NaHSO3、柠檬酸能促进柿酱返涩,要慎重使用;用Vc护色效果较好,对返涩影响不明显;淀粉、羧甲基纤维素钠(CMC),明胶有明显的延缓返涩作用;添加聚乙烯吡咯烷酮、蛋白质,柿酱不返涩,但组织状态不好,不宜使用。在加工过程中加工温度也是柿子复涩的主要原因之一,这也是大多数柿子加工品难以解决的问题。有关返涩的临界温度报道各不相同,一般认为柿脯的加工温度不能超过65℃。张海生等的研究认为,柿饼在人工干制过程中脱涩软化阶段温度应控制在40℃,这样即可防止柿饼返涩又可提高柿饼的品质。另外在加工过程中原料的预处理、果实的硬度、料液的pH值、金属离子、还原剂Vc和NaHSO3、高分子食品添加剂的添加量等也会影响柿子的返涩。至于柿子其他加工品为防止返涩采取的技术措施未见报道。1.2最佳澄清剂的确定混浊尤其是非生物混浊,一直是果醋、果酒加工和贮存过程中最为棘手的问题,柿子制品也不例外。柿产品的非生物性混浊一般认为是柿子汁液中单宁与蛋白质结合形成的沉淀所导致。由于单宁的化学结构非常复杂,加上柿液中含有许多大分子物质,包括原料、菌体自溶所产生的糊精、β-葡聚糖、蛋白质及由它们分解产生的多肽、多酚等,在单宁与蛋白质凝聚过程中所发生的变化非常复杂,因此许多机制目前尚不明确,有待于进一步研究。柿子醋在加工过程中采用清汁发酵工艺,产品经板框过滤后基本上不存在非生物混浊问题,但若采用固态发酵工艺,其成品则极易出现非生物混浊现象。周文凤等采用A01-皂土澄清处理柿子醋,较好的解决了醋产品普遍存在的混浊和沉淀问题。而孙俊良等对明胶、皂土、琼脂、果胶酶、交联聚乙烯吡咯烷酮(PVPP)等几种不同澄清剂进行了筛选研究发现,3.5%的明胶澄清效果较好,其透光率为85.7%,且能维持原醋的色泽和酸度。而柿子果酒、乳酸饮料的非生物返浊及澄清处理的研究则很少,尚未见到较为深入的报道。2人工干制的技术要点目前,比较先进的柿饼加工方法是人工干制法,此法能有效的避免柿饼在自然干燥过程中的脱涩和褐变问题,与传统的自然干燥法相比,人工干制的另一优点是可以使柿饼的加工期限从2~3个月缩短为5~6d。为保证柿饼的质量,在人工干制过程中,最重要的技术环节就是要把握好干制的温度和时间。根据张海生等的研究表明,柿饼在干制过程中分为3个阶段,3个阶段所需的温度和时间分别为:35~40℃,24h;55~60℃,12h;40~45℃,6h。柿饼的干燥程度以柿子水分含量为38%~42%时品质最佳。3关于卡其色胚产品的研究3.1酵母菌的筛选目前,我国酿制的柿子果酒大都采用活性干酵母(ADY)。但是使用ADY酿造的果酒质量并不高,缺乏典型的果香,这也是目前困扰柿子酒业发展的主要原因。崔铁忠从柿园土壤和数十种水果果皮中分离、筛选出的2株酵母菌,不仅符合柿子果酒的酿造要求,且可产生良好的香气,为解决柿子果酒的香气问题提供了有效途径。经鉴定,这2株酵母菌分别是德尔布有孢圆酵母(Torulasporadelbrueckii)和马克期克鲁维酵母(Kluyveromycesmarxianus),它们的最适发酵温度均为30℃,最适发酵pH值分别为4.5和5.5。另外,崔铁忠还发现,依次混菌发酵方式是柿子果酒酿造中的最佳发酵工艺,它产生的酒体不仅保持了柿子酒的香气,而且发酵效率完全可以满足生产上的要求,为工业化生产柿子酒提供了可靠依据。3.2发酵工艺的确定我国传统的柿子果酒的酿造方式主要采用蒸馏法和泡制法,但从营养价值和保健作用来看,发酵酒更具优势,因此发酵法是柿子果酒今后发展的主要方向。目前采用的液态发酵法,是用SO2灭菌后再进行人工发酵,适宜发酵温度为25~27℃,稍高于葡萄酒等其他果酒的发酵适温,其成品酒的单宁含量、澄清度和产酒率等数项指标均优于其他处理。若采用带皮渣固态发酵法酿制柿子酒,确定发酵最佳工艺条件为糖度200g/L、pH值4.0、发酵温度18℃、酵母添加量为0.5g/L。对于不同发酵工艺的比较还鲜有报道。由于柿子自身的生物学特性,采用常规方法获得的发酵酒往往带有强烈的涩味,酒液过于浑浊且产酒率低,故改进柿子发酵酒生产工艺、优化工艺参数已是柿子酒生产中需要迫切解决的问题,也是柿子产业化发展的需要。3.3柿醋的生产工艺在采摘、储藏及加工过程中,受到损伤或变软的柿子,都不能加工成柿饼,但可用来制作柿子醋。经微生物发酵酿制而成的柿子醋,色泽鲜亮,味道圆润。有研究表明,柿子醋含有醋酸、有机酸、醇、糖、矿物质、维生素、氨基酸等成分,有很大的营养价值和保健作用,与粮食醋相比营养更为丰富。因此,利用柿子下脚料加工柿子醋,既能充分利用柿子资源,丰富食醋的花色品种,又可保护环境,提高柿子的经济效益。目前柿子醋的生产工艺有:传统发酵工艺、液态发酵工艺和固态发酵工艺。传统发酵工艺即为民间自制柿醋,这种方法由于发酵时间长,色味不佳,不能规模化生产,只适用于自制自食。液态发酵工艺是将柿子经清洗、粉碎、脱涩处理后榨取柿汁,加入糖,调整糖度进行液态酒化后,再过滤,液态通风回流分割取醋,其产品色泽淡黄,酸度在3.5%以上;缺点是风味不足,设备投资大,操作条件高,不适合中小企业生产。固态发酵工艺是将大米、小米、玉米、碎米加麸皮、稻壳等蒸煮后加柿子进行固态酒精、醋酸发酵,其特点是发酵时间长,生产的柿子醋无浑浊和沉淀,风味好。但是原料蒸煮程度难以掌握,劳动强度高,同时产品的风味稳定性和外观稳定性也不高。周文凤发现:把柿汁液态发酵与柿渣、粮食固态发酵相结合起来即前液后固的发酵工艺,一方面可以克服液态发酵工艺风味差的缺点;另一方面也减轻劳动强度,节约能源消耗,降低了生产成本,适用于中小企业进行规模化生产。3.4柿汁的制备柿子含有丰富的胡萝卜素、VA、VC及Ca、Fe等矿物质,含糖量为13%~24%,适宜加工饮料。但由于柿子高糖低酸的果品特性,又决定了柿子汁饮料的风味稍差,鉴于目前乳酸发酵制备多方面的保健作用得到广泛的公认。因此,柿子更适宜加工成澄清发酵柿汁。发酵柿汁既保留了部分柿汁的原有风味,又具有乳酸发酵形成的特殊风味,营养价值较高,并有一定的保健作用。雷德柱等研究认为,乳酸发酵的最佳条件是发酵温度30℃、接种量6%、菌种AS1.1482∶6038=2∶1。张慧敏等发现,利用柿子发酵液中单宁和蛋白质的自发凝聚作用,再辅以硅藻土过滤,可取得无后混浊现象的稳定澄清柿子发酵汁。4卡其色加工4.1从柿叶中总黄酮的提取对于柿叶中有效成分的提取,目前研究最多的是柿叶中的黄酮类化合物。这类化合物主要采用有机溶剂乙醇提取,宋常春、石锦芹、高梦祥、赵晓莉等分别对乙醇提取工艺进行了研究,但对于乙醇浓度、提取时间、提取次数和提取温度等并没有达成共识,仍有待于进一步研究,以便对工厂化提取提供参考。贝伟剑等则另辟蹊径,研究了8种不同类型吸附树脂对柿叶黄酮的吸附特性,发现聚酰胺和AB-8树脂是一种性能良好的柿叶黄酮吸附剂,可用于从柿叶提取物中富集制备含量高达70%以上的柿叶黄酮,为柿叶中黄酮的提取提供了新的工艺。这几年来人们对用超临界CO2萃取比较关注,关于这方面的报道也逐年增多,岳红等研究了超临界流体萃取柿叶总黄酮苷类化合物的影响因素,并对生产工艺进行了优化设计试验,确定了超临界CO2萃取柿叶中总黄酮的工艺参数。另外,张颖等还采取搅拌回流法,探讨了从柿叶中提取挥发油的方法及其影响因素。至于柿叶中其他有效成分的提取研究鲜有报道。4.2麻黄工艺对柿叶绿茶主要成分的影响柿叶茶与传统的红茶、绿茶、花茶等相比,其成分中不含茶碱和咖啡因,因此不用担心因晚上喝浓茶会引起兴奋而失眠,甚至增加心脏、肾脏负担,是一种纯天然绿色健康饮品。目前对柿叶保健茶的加工艺研究较多,但杀青工艺对柿叶绿茶主要成分的影响较重要,有结果表明,柿叶鲜叶不切,直接以炒青机炒青,杀青温度150℃,杀青叶量0.60kg,杀青时间2min或3min的杀青条件能较好地保持柿叶绿茶中的叶绿素、类胡萝卜素、可溶性糖和水浸出物等主要成分,同时制成的柿叶茶感官品质最佳。不过也有人在研究不同的加工技术对柿叶中Vc保存率的影响时发现,杀青温度65~75℃,0.5~1min可以有效地保存柿叶中的Vc含量。由此可以证明,对于柿叶茶在加工过程中的杀青温度仍存在较大的争议,为保证柿叶茶中多种有效成分在加工过程中不受破坏并保证柿叶茶有良好的口感和外观,其加工工艺仍需进一步完善。5开发工艺及产品随着人们生活水平的不断提高,对食品结构的要求也越来越高,一些新的加工品也随之涌现出来。有人将柿叶茶与牛奶合理配置加工成柿叶奶茶。张义听等采用40%的淀粉糖浆和30%的葡萄糖和电解质溶液浸泡柿果,并进行2次真空渗糖工艺,研制出了具有良好保健作用的低糖柿子脯。孔瑾等将山楂与柿子结合起来开发出了红金果醋饮料。王莉等将人工培育的虫草加到柿叶饮料里制成了虫草保健饮料。崔洪民、贾生平等将鲜柿榨汁、浓缩,再与糖、蜂蜜等其他食品添加剂混合制粒,经干燥制成柿子晶,饮用时用开水冲调,其味甜美。王春霞等研制出了具有相当价值的柿子白酒,为柿子果酒的进一步发展提供了良好的前景。这些新产品的成功研制为柿产品全面推向市场打下了坚实的基础。另外,陈义伦等分析了不同柿子发酵酒样品中的主要有机酸和主要酯香成分,对柿子发酵酒酯的生成规律进行了初步探讨;王军选用牛心柿和橘蜜柿为原料,研究了2种涩柿制备清汁的最佳工艺参数,为这2种涩柿清汁工业化生产提供了参考;杨正兴等通过最优混合设计确定了柿子膳食纤维饮料的最佳工艺配方。对柿子加工的研究还有很多,这些研究都为柿产品加工工艺的的进一步优化提供了依据。6发酵原料