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生姜深加工工艺及经济附加值的分析

2020-01-17

中国调味品 2020年10期
关键词:姜辣素姜汁精油

董 琳

(陕西职业技术学院,西安 710038)

1 生姜功能研究现状

生姜(ZingiberofficinaleRosc.)隶属姜科多年生植物,分布广泛,它地下部分的根茎可食用[1]。生姜起源于东南亚地区,之后传入我国,深受人民喜爱,在我国很多地区被栽培。我国最出名的生姜品种有云南曲靖小黄姜、江西兴国姜、广东密轮细肉姜、山东安丘缅姜、山东莱芜片姜、遵义大白姜[2,3]。当今,我国是生产生姜的主要国家之一,也是较大的生姜加工出口国。2019年全球生姜产品出口量大约为1000吨,我国生姜产品出口量为680吨,占全球的60%以上[4]。

生姜中含有多种人体必需的物质,例如:维生素、纤维素、蛋白质和脂肪等;除此之外,生姜中还含有抗氧化、降血糖等物质,例如:姜黄酮、姜挥发油、姜辣素和生姜多糖等[5]。目前,很多学者已经加入到对生姜药理性质的研究。

生姜作为一种传统的烹饪食物和香料,在我国历史悠久,它也被中国的传统医学认为具有祛除人体风寒的功效[6-8]。最新的研究结果表明,生姜中的多种生物活性物质具有抗菌、抗氧化、降低血糖等诸多功效[9],也可用于预防、治疗中老年人疾病和保健品的开发[10]。除我国以外,很多种植生姜的国家也将生姜作为一种传统的药物广泛使用。

2 生姜加工利用现状

生姜拥有很多别名,常见的有因地辛、蜜炙姜。生姜最主要的药用功效是祛除风寒、温肺化痰,它在《神农本草经》、《伤寒杂病论》两书中的药用功效已经被记载。我国卫生部也确定了生姜作为食药兼用的植物,它可以在医药、食品加工、美容等领域广泛运用[11,12]。

2.1 生姜的初加工

2.1.1 传统生姜产品

目前,生姜的初加工产品主要是利用生姜的姜辣味,将各种初加工产品作为食品调味剂使用,没有充分地运用生姜中的各种营养物质。我国生姜初加工产品中常见的有糖醋生姜片、五味姜、腌制生姜、酱制生姜、姜丝、脱水姜片、干姜片、咸酸味姜等[13,14]。

2.1.2 生姜饮料

生姜具有独特的姜辣风味,同时也拥有保健功能,利用其功能与特性,添加在各类饮料中,作为保健饮料,也能吸引消费者的眼球。现在已经被开发出来的生姜类饮料有生姜汁饮料、生姜果蔬果茶饮料、生姜果蔬汁复合饮料、生姜乳品复合饮料以及生姜保健饮品和酒类的复合饮料[15]。

2.2 生姜的精深加工

生姜的精深加工方法是指生姜采用现代提取工艺,获得生姜活性物质方法。研究人员发现生姜中的提取物在我国食品工业中被广泛用作食品的调味剂、护色剂、抗氧化剂、防腐剂、保鲜剂、嫩化剂、凝乳剂、澄清剂等[16]。目前,生姜的精深加工方法主要有3种:超临界水气化合物蒸馏法、超临界流体化合物萃取法、压榨加工法[17]。提纯得到的生姜有效成分主要有三类:挥发性甘油,这类物质以复合甘油为主;姜辣素,成分复杂,主要由姜烯酚、姜酚、姜酮、姜二酮、姜二醇等化合物质混合而成;二苯基庚烷,以非线性和环状的对二苯基类化合物质为主。

2.2.1 姜精油

姜精油是一种具有流动性的挥发精油,主要通过新鲜生姜经过大量水汽高温蒸馏提取工艺获得[18],姜精油呈透明、浅黄色。生姜精油具有杀菌、消炎、抗菌、抗癌、抗口腔溃疡等药用功能,同时还具有特殊芳香味,在食品、医药、化妆品等领域被广泛地用作各种增香剂的原料使用[19]。

2.2.2 姜辣素

姜辣素又被称为姜油树脂,难溶于水,在室温条件下颜色为琥珀色。姜辣素的化学成分稳定。姜辣素又因为具有与生姜相似的辛辣味,被广泛用作各香料的添加剂和食品的调味料[20,21]。其中姜酚类物质还能与含有腥味的肉类食品相互作用,在烹饪和加工食品时作为调味剂,祛除食品的异味。

3 生姜的各类深加工产品提取工艺

3.1 姜油的提取工艺

姜油的提取方法分别是水蒸气蒸馏法、溶剂直接提取法、压榨法[22]。根据姜油树脂与姜精油两种物质的分子质量与其他物质的分子质量的区别,分离获得姜油树脂与姜精油的混合物姜油。

水蒸气蒸馏法:传统的水蒸气精油蒸馏的方法是从生姜中直接提取挥发性成分精油的最常用方法,该蒸馏方法为利用分压的化学定律,将难溶于油或水的易挥发成分进行蒸馏。

提取工艺:将生姜放入锅中加热、捣碎,然后往锅中通入水蒸气,1 h,降低温度,蒸馏,获得姜油。

优缺点:姜油的得率为2%左右,此方法的优点是投资少、操作简单;缺点是生姜产油率低,蒸馏需要的时间较长,无法直接获得姜辣素等非稳定的挥发性精油组分[23]。

溶剂直接提取法:常用的提取方法,将生姜直接放入有机溶剂中进行提取,根据溶质与溶剂沸点的不同,将溶剂与溶质进行分离,从而获得姜油树脂。

提取工艺:将生姜切片,放入有机溶剂中,浸泡20 min,蒸馏,分离获得姜油。

优缺点:方便,可以大量同时提取;但是需要用到很多有机溶剂,有些有机溶剂(苯酚)具有剧毒,操作过程中存在风险[24]。

压榨法:利用姜油压榨机对新鲜的生姜进行压榨处理,获得其中的主要成分为姜油和沉淀树脂。

提取工艺:将生姜清洗干净,使用压榨机进行压榨,获得姜油与水等混合物。

优缺点:操作成本低,但是姜油树脂的获得率极低,姜油树脂中还包含大量的淀粉、矿物元素、蛋白质和水等多种杂质[25]。

3.2 生姜汁提取工艺

生姜汁作为一种调味剂和保健品,在复合保健饮料中被添加,以提高产品的附加价值和改善食品的风味,例如红枣生姜复合饮料。生姜汁的提取工艺流程如下:

生姜提汁工艺原料准备:首先挑选品质较好的生姜,去皮,放置于65 ℃的恒温烘箱中,烘干,切成小姜块备用。

工艺制作流程:取30 g的干姜块,添加200 g的蒸馏水,打成姜浆,置于50 ℃恒温的热水浴室中加热,1 h,取出后使用高温进行抽滤,获得姜汁,将姜汁放置于各种饮料中制成姜汁类饮料[26]。

3.3 辣姜素的提取工艺

取0.15 g新鲜生姜研成粉末,放入蒸馏水中,在蒸馏水中加入少量的盐酸;蒸馏并多次提取;获得蒸馏液体后,加入少量的无水醋酸;50 ℃水浴锅放置30 min;离心机6000 r/min离心5 min,获得上清液,过滤,得到辣姜素[27]。

4 生姜加工产品附加值分析

生姜作为一种天然的物质一直被广泛运用,它被添加在各种天然食品中。不仅增加食品的风味和营养价值,而且增加了这些食品的经济价值。蜜香暖姜系列风味饮料的销售价格达到10元/350 mL,相比于红茶、绿茶各类风味饮料的价格高出很多。普通的新鲜生姜销售价格为2~10元/kg不等,将这些新鲜生姜制作成生姜茶后销售价格大约为30元/kg,不仅大大提高了生姜的附加值,同时也增加了生姜在人们视野中出现的几率,增加了生姜对人们的影响[28]。除了此系列生姜饮料以外,还有各种各样的新鲜生姜系列产品。

随着生姜深加工产品的研究人员增多,越来越多的生姜深加工产品被开发出来,生姜的附加值也将被大大开发出来[29],生姜系列产品将成为未来火热的产品。

5 小结

我国生姜的加工和生产方法目前仍然处于落后阶段,生产加工设备简陋,生产技术落后,大部分的生姜生产工艺还停留在原始阶段,在传统的生姜打浆、磨细、榨汁和蒸煮的生产技术和工艺操作过程中,生姜中有效营养成分被严重地破坏,严重地影响了生姜本身的营养价值。

为了彻底解决生姜加工过程中存在的严重问题,我国的生姜研究者已经开始引进西方的超微胶囊粉碎工艺和超临界流体萃取法对生姜进行加工,从而获得高品质的生姜深加工产品,这些先进技术在一定程度上改善了我国生姜深加工产品的质量。

6 展望

随着人们的物质和生活水平不断提高,人们越来越重视食品的保健价值和功能;加之我国古代传统的中医理论认为生姜具有清热散寒、化痰止吐、健胃和益气安神的保健功效;致使生姜深加工产品遇到了前所未有的机遇[30,31]。

过去5年内,由于对食品和医疗药物的需要使我国生姜产量迅速增加,同时对生姜化学成分及营养保健价值的研究也逐步深入[32],结果表明生姜对人体的营养保健作用是其他的保健品无法替代的。因此,生姜具有广阔的竞争力和市场前景。

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