APP下载

番木瓜加工技术研究进展

2014-04-07易建勇邓放明毕金峰中国农业科学院农产品加工研究所农业部农产品加工重点实验室北京0093湖南农业大学食品科学技术学院湖南长沙408

食品与机械 2014年5期
关键词:番木瓜果酒木瓜

高 鹤 易建勇 刘 璇 邓放明 毕金峰(.中国农业科学院农产品加工研究所/农业部农产品加工重点实验室,北京 0093;.湖南农业大学食品科学技术学院,湖南 长沙 408)

番木瓜(Carica Papaya Linn)俗称木瓜、万寿果、树冬瓜、满山柚,为多年生常绿草本植物,属于番木瓜科番木瓜属,原产于中美洲地区和墨西哥南部,在中国已有300多年的种植历史,海南、云南、广东、广西、福建、台湾等省均有栽培[1,2]。番木瓜的氨基酸种类丰富,比例接近人体蛋白[3]。此外,番木瓜还含有木瓜蛋白酶、黄酮类、糖分、生物碱、萜类化合物、色素等多种成分,具有免疫调节、保肝、美容、抗菌、抗癌、抗肿瘤等功效[4-6]。

番木瓜属于呼吸跃变型果实,采后在气候、病虫害等因素的影响下,容易软化后熟、发病腐烂,失去商品价值和食用价值[7,8]。加强对新鲜番木瓜的加工,成为解决这一问题的主要途径之一。目前中国的番木瓜加工比例低、加工产品单一、加工技术缺乏、产品标准化程度低,加强对番木瓜加工技术的研究,延长番木瓜产业链,提高产品附加值,增加果农收入是番木瓜产业发展的必由之路。

1 番木瓜蛋白酶提取技术

木瓜蛋白酶是一类巯基蛋白酶,主要存在于茎叶、果实以及未成熟果实的乳汁中,其因稳定性好、蛋白水解能力强、纯天然、安全无毒素等特点,被广泛应用于食品、医疗卫生等行业[9,10]。番木瓜蛋白酶提取工艺包括离心、过滤、浓缩、结晶、干燥等操作。近几年,国内外学者对于番木瓜蛋白酶提取技术的研究主要集中在双水相萃取、超滤、超声提取、盐析等方面[11-13]。

曹对喜等[12]采用PEG/(NH4)2SO4双水相体进行萃取,并确定木瓜蛋白酶纯化的最佳工艺条件为:PEG质量分数22.0%,(NH4)2SO414.6%,pH 5.0,粗酶添加量7.5%,该条件下酶活收率89.30%,纯化倍数2.02,木瓜蛋白酶比酶活3 639U/mL。万婧等[13]利用超滤法,获得了木瓜蛋白酶提取的最佳工艺:在粗提取工艺中,最佳酶活保护剂为L-cys 0.06mol/L和EDTA 0.002mol/L,最适pH 7.0;在超滤过程中,操作压力0.175MPa、温度60℃、时间5min。目前,随着对木瓜蛋白酶需求的日益提高,仍有必要继续加强提取技术的研究,以简化加工工艺、减少生产成本,提高产品纯度。

2 番木瓜饮料加工技术

2.1 番木瓜果酒

成熟的番木瓜果实过度软化贮藏性较差,不便于长途运输,开展番木瓜果酒制备的研究,有助于减少原料损失提高经济价值[14]。近几年,番木瓜果酒加工的研究主要包括工艺优化、酵母菌种、感官品质等方面。赵翾等[15]研究了番木瓜果酒的酿造工艺,结果表明其最佳工艺条件为:固液比1∶5(m∶V),装瓶量91%,接种量0.10%,发酵时间6d。蔡锦林等[16]围绕冷热浸渍无添加硫以及浸渍对木瓜果酒颜色的影响进行研究,改进原有的酿造工艺,并采用无浸渍直接发酵、冷浸渍发酵以及热浸渍发酵做对比试验。Lee等[17-20]对番木瓜酒酿造进行了相关研究,结果表明混合酵母比单一酵母能产生更高的酒精度数和浓郁的香气物质;3种土星拟威尔酵母(W.saturnus var.mrakiiNCYC2251,W.saturnus var.saturnusNCYC22,W.saturnus var.sargentensisNCYC2727)能使番木瓜酒产生复杂浓郁的香气。另外,还有部分学者[21]对番木瓜果酒香气品质进行了评价分析。番木瓜果酒加工技术的研究丰富了产品品种,减少了经济损失,提高了产品品质。但是,上述研究缺少了对番木瓜果酒稳定性、贮藏性、功能性以及营养品质方面的研究。

2.2 番木瓜复合饮料加工技术

2.2.1 番木瓜乳酸饮料 目前番木瓜乳酸饮料加工技术研究以搅拌型酸奶为主。王琼瑶等[22]研究了用椰子汁、番木瓜果粒以及奶粉作为原料制备凝固型酸奶的工艺条件,得到了最佳配方:复原乳和椰子汁的配比为1∶2(V∶V),木瓜6%,蔗糖8%,变性淀粉1%,黄原胶0.2%;接种量2%,发酵温度42℃,发酵时间4h。胡炜东等[23]采用黄桃、木瓜、火龙果制备凝固型酸奶,所得产品营养丰富、风味独特。王海凤等[24]以葛根、木瓜和牛奶为原料,开展了具有营养保健功能的搅拌型酸奶制备工艺优化的研究。番木瓜乳酸饮料加工技术的研究,综合了植物蛋白和乳蛋白各自的优点,提高了酸奶的保健功能,扩展了番木瓜的加工途径,但是对加工机理、保藏、功能性等方面研究不足[24]。

2.2.2 番木瓜复合果汁饮料 复合果蔬饮料经过一定配比后能获得很好的营养互补的效果。胡小军等[25]研究得出胡萝卜、木瓜、南瓜复合果蔬饮料的最佳配方:即胡萝卜、木瓜和南瓜配比为1∶3∶2,琼脂0.1%,柠檬酸0.26%,白糖12%。李慧芸等[26]以木瓜、红枣为原料,研究了复合饮料的加工工艺,得到了最佳工艺配方:复合果汁含量50%,木瓜汁和枣汁的配比为3∶2(V∶V),白砂糖12%,柠檬酸0.15%;稳定剂:明胶0.04%,CMC-Na 0.10%,黄原胶0.08%;杀菌条件:温度90℃、时间10min。目前,番木瓜复合果汁产品较少,可以根据消费者需求继续开发新型复合饮料。另外,上述研究主要以产品开发为主,而对番木瓜制汁过程品质变化、产品贮藏性以及品质检测等方面有待进一步研究。

2.2.3 番木瓜果醋 食用醋饮品是中国人传统养生之道,果醋在风味以及口感等方面均优于食醋,并能很好地保留营养成分,提高其保健功能。安玉红等[27]研究了木瓜果醋酿造的工艺,并确定其最佳工艺条件为:初始的酒精度6%vol,pH值4,醋酸菌接种量17.5%,恒温振荡培养箱装液量20%,温度31℃,转速200r/min。张桂芝等[28]针对目前番木瓜果醋品种单一、口味单调等问题,研究了以苹果、番木瓜和柑橘为原料,采用液态发酵法,生产复合果醋的酿造工艺。这些研究丰富了果醋的品种,提高了产品口感,并进一步发展和推广了果醋酿造技术。随着时代进步,人们对果醋的各个方面也提出了新的要求,番木瓜果醋酿造的仍需进一步研究。

3 番木瓜干制加工技术

3.1 番木瓜干

目前对番木瓜干燥技术的研究以国外为主,并主要集中在新型节能提质的干燥技术研究。Mondaca等[29]研究了不同热风干燥温度(40,60,80℃)对经不同浓度的蔗糖溶液处理后的智利番木瓜干燥特性和产品品质的影响,结果表明:经过渗透处理过的样品比未处理的产品品质更好。Rodrigues等[30]研究表明经过超声辅助能使渗透脱水后干燥的番木瓜有更为松散的组织结构。Nimmanpipug等[31,32]研究了渗透脱水时间对番木瓜热风干燥和微波真空干燥特性的影响。对渗透脱水预处理后的番木瓜在热风70℃和微波真空3.75W/g,13.3kPa进行干燥,结果表明,增加渗透脱水的时间可以增加热风干燥样品的色度值;渗透脱水后微波真空干燥的样品比同样预处理后热风干燥的样品组织更柔软、多孔性更高、复水率更快;渗透的传质过程也有助于在微波真空干燥快速加热中保护样品的组织结构;渗透1~3h后微波真空干燥能获得品质最好的产品。Hawlader等[33]研究热泵干燥对番石榴和番木瓜品质的影响,结果表明,热泵干燥的番木瓜能较好的保留抗坏血酸,拥有较好的复水性,同时还可以提高能源利用率,降低经济成本。以上对番木瓜干燥加工技术的研究,很好地改善了产品的色泽、酥脆度,但相比之下中国对此方面的研究较少,有待加强。

3.2 番木瓜果粉

传统果蔬加工方法,如糖制、腌制等,已难以满足市场对口感、营养等品质的新需求,而果蔬粉的加工制备则逐渐成为果蔬加工的一种新趋势。陈清香等[34]研究了番木瓜果汁粉的喷雾干燥工艺,并确定了番木瓜粉制备的最佳前处理条件:热烫温度100℃,时间2min,均质压力15MPa,时间1 5min;喷雾干燥条件:进风温度160℃,物料质量分数12%,进料速度20mL/min;并得到了其制品的冲调配方,即添加蔗糖20%,柠檬酸0.5%,用90℃的水按照粉水1∶6(m∶V)的配比进行冲调。于婷等[35]以蜂蜜木瓜粉的感官质量为评价指标,研究了对其最佳配方比,发现当木瓜汁和蜂蜜按比例2∶1(m∶m)配比15g,麦芽糊精添加量为1 2g,β-环糊精添加量为4.5g,产品的感官质量最好。番木瓜粉相关产品也因贮藏性好,运输便利,原料利用率高,营养丰富,可以满足特殊人群的需要,深受消费者的青睐,为番木瓜深加工开辟了新的道路。但大多数加工企业,主要采用喷雾干燥进行加工,较高温度时对产品的营养物质、色泽和风味有着较大的破坏;另外,因为助干剂的大量加入,使得果粉的纯度较低。

超微粉碎技术是近年来迅速发展起来的一项新技术,在多种化工材料、中药材和食品原料粉体加工中得到了广泛的应用,它有着一般的粉碎方法所没有的优势与特点:细胞级粉碎,有利于原料中营养成分的释放和吸收;可低温粉碎,有利于保留生物活性成分;可节省原料,提高利用率,降低成本。因此可以考虑采用超微粉碎技术制备番木瓜果粉。

4 番木瓜副产物加工技术

目前,番木瓜副产物加工技术研究主要包括对番木瓜籽和皮的营养成分提取、干燥、发酵等方面[36]。番木瓜籽约占其质量的7%,所含的蛋白质中必需氨基酸种类齐全,且含有丰富的赖氨酸,与谷物搭配能起到很好的互补作用,对其加工利用进行研究可以有效地提高番木瓜的价值。刘书成等[37]采用正己烷浸提法,对番木瓜籽油脂的提取工艺进行了研究。结果表明,最佳工艺条件为浸提温度61℃,浸提时间25h,料液比3.18∶1(V∶m)。邓楚津等[38]采用超临界CO2萃取法,通过神经网络模型,优化番木瓜籽油提取的工艺参数。Mocelin等[39]优化了番木瓜籽隧道式热风干燥工艺。另外,Koubala等[40]以番木瓜皮为原料,进行了果胶提取的研究。这些研究为番木瓜加工副产品的综合利用提供了技术支撑,但是对与番木瓜籽营养成分、风味物质等方面仍需进一步探讨和深入研究。

5 结语

尽管目前对番木瓜加工技术的进行了一定的研究,为番木瓜相关产品的研发和生产提供了一定的支持,但是这些加工技术仍然存在诸多问题。如木瓜蛋白酶的提取工艺较为繁琐,可以考虑在原有的工艺基础上进一步改进加工工艺,以便于工业生产。番木瓜果酒、果醋等产品的风味以及营养保健功能也有待进一步研究。番木瓜干燥加工依旧是传统的热风干燥、日晒为主,缺少对番木瓜新型高效、节能、提质的干燥技术的研究。可尝试采用变温压差膨化干燥等新型干燥技术,加强对番木瓜干燥制品的生产。番木瓜粉采用喷雾干燥进行加工,存在果粉纯度低、容易结块、产品品质差等问题,可以考虑采用变温压差膨化干燥技术结合超微粉碎技术进行番木瓜果粉的制备。此外,需要加强对番木瓜籽的加工利用技术的研究,以提高番木瓜的综合利用率。基于番木瓜加工产品的发展现状,番木瓜加工产品的多样性与新技术的广泛应用,必将推动中国番木瓜加工业的发展。

1 张茜,王光,何祯祥,等.木瓜种质资源的植物学归类及管理原则[J].植物遗传资源学报,2006,6(3):339~343.

2 刘德兵,曾晓鹏,陈子妹,等.我国选育的番木瓜品种介绍[J].中国热带农业,2007(1):47~49.

3 刘思,沈文涛,黎小瑛,等.番木瓜的营养保健价值与产品开发[J].广东农业科学,2007(2):68~70.

4 Tripathi S,Suzuki J Y,Carr J B,et al.Nutritional composition of Rainbow papaya,the first commercialized transgenic fruit crop[J].Journal of Food Composition and Analysis,2011,24(2):140~147.

5 Zhang Z S,Wang X M,Han Z P,et al.Purification,antioxidant and moisture-preserving activities of polysaccharides from papaya[J].Carbohydrate Polymers,2012,87(3):2 332~2 337.

6 Nguyen T T T,Shaw P N,Parat M O,et al.Anticancer activity ofCarica papaya:A review[J].Molecular Nutrition & Food Research,2013,57(1):153~164.

7 Rivera-Pastrana D M,Yahia E M,González-Aguilar G A.Phenolic and carotenoid profiles of papaya fruit(Carica papayaL.)and their contents under low temperature storage[J].Journal of the Science of Food and Agriculture,2010,90(14):2 358~2 365.

8 Ong M K,Kazi F K,Forney C F,et al.Effect of gaseous ozone on papaya anthracnose[J].Food and Bioprocess Technology,2013,6(11):2 996~3 005.

9 Nitsawang S,Hatti-Kaul R,Kanasawud P.Purification of papain fromCarica papayalatex:Aqueous two-phase extraction versus two-step salt precipitation[J].Enzyme and Microbial Technology,2006,39(5):1 103~1 107.

10 Campillo-Alvarado G,Tovar-Miranda R.Recent advances and applications of the lipolytic activity ofCarica papayalatex[J].Journal of Molecular Catalysis B:Enzymatic,2013(90):49~60.

11 Ling Y Q,Nie H L,Su S N,et al.Optimization of affinity partitioning conditions of papain in aqueous two-phase system using response surface methodology[J].Separation and Purification Technology,2010,73(3):343~348.

12 曹对喜,杜征,韩玉婷,等.双水相萃取法提取木瓜蛋白酶的研究[J].农产品加工·学刊,2010(10):66~69.

13 万婧,张海德,曹贵兰.超滤法在番木瓜提取木瓜蛋白酶工艺中的应用研究[J].粮食与食品工业,2012,19(4):33~37.

14 Esti M,Benucci I,Lombardelli C,et al.Papain from papaya(Carica papayaL.)fruit and latex:Preliminary characterization in alcoholic-acidic buffer for wine application[J].Food and Bioproducts Processing,2013,91(4):595~598.

15 赵翾,李红良,秦诗韵.番木瓜果酒的酿造工艺研究[J].中国酿造,2010,29(11):180~182.

16 蔡锦林,曾新安,陈宏运.木瓜果肉浸渍发酵果酒工艺研究[J].酿酒科技,2013(6):91~93.

17 Lee P R,Ong Y L,Yu B,et al.Profile of volatile compounds during papayajuice fermentation by a mixed culture of Saccharomyces cerevisiae andWilliopsis saturnus[J].Food Microbiology,2010,27(7):853~861.

18 Lee P R,Ong Y L,Yu B,et al.Evolution of volatile compounds in papaya wine fermented with threeWilliopsis saturnusyeasts[J].International Journal of Food Science & Technology,2010,45(10):2 032~2 041.

19 Lee P R,Yu B,Curran P,et al.Impact of amino acid addition on aroma compounds in papaya wine fermented withWilliopsis mrakii[J].South African Journal of Enology and Viticulture,2011,32(2):220~228.

20 Lee P R,Chong I S M,Yu B,et al.Effects of sequentially inoculatedWilliopsis saturnusandSaccharomyces cerevisiaeon volatile profiles of papaya wine[J].Food Research International,2012,45(1):177~183.

21 Pino J A,Queris O.Characterisation of odour-active compounds in papaya(Carica papayaL.)wine[J].International Journal of Food Science &Technology,2012,47(2):262~268.

22 王琼瑶,阮征,李俊侃.椰汁木瓜凝固型酸奶的研制[J].食品科技,2010(1):84~87.

23 胡炜东,鲁富宽,杨俊峰.黄桃木瓜火龙果酸奶的研制[J].中国乳品工业,2011,39(11):50~52.

24 王海凤.葛根搅拌型酸奶配方研制[J].食品研究与开发,2012,33(5):97~100.

25 胡小军,江敏,蔡春菊,等.胡萝卜木瓜南瓜复合保健饮料的研制[J].食品研究与开发,2009(9):113~115.

26 李慧芸,翟文俊,王汉屏.木瓜红枣复合饮料的工艺研究[J].食品科技,2010(2):81~83.

27 安玉红,任廷远,阚建全.木瓜果醋发酵工艺的研究[J].中国酿造,2010(3):171~175.

28 张桂芝,陈钢.复合风味果醋生产工艺研究[J].中国调味品,2011,36(9):72~75.

29 Lemus-Mondaca R,Miranda M,Grau A A,et al.Effect of osmotic pretreatment on hot air drying kinetics and quality of Chilean papaya(Carica pubescens)[J].Drying Technology,2009,27(10):1 105~1 115.

30 Rodrigues S,Oliveira F I P,Gallao M I,et al.Effect of immer-sion time in osmosis and ultrasound on papaya cell structure during dehydration[J].Drying Technology,2009,27(2):2 20~225.

31 Nimmanpipug N,Therdthai N.Effect of osmotic dehydration time on hot air drying and microwave vacuum drying of papaya[J].Food and Applied Bioscience Journal,2013,1(1):1~10.

32 Nimmanpipug N,Therdthai N,Dhamvithee P.Characterisation of osmotically dehydrated papaya with further hot air drying and microwave vacuum drying[J].International Journal of Food Science &Technology,2013,48(6):1 193~1 200.

33 Hawlader M N A,Perera C O,Tian M,et al.Drying of guava and papaya:Impact of different drying methods[J].Drying Technology,2006,24(1):77~87.

34 陈清香,黄苇,温升南,等.番木瓜粉喷雾干燥工艺研究[J].现代食品科技,2009,25(1):68~72.

35 于婷,鞠璐宁,吴珍红.蜂蜜木瓜粉喷雾干燥配方的研究[J].中国蜂业中旬刊(学术),2011,62(1):35~37.

36 Kang H Y,Yang P Y,Dominy W G,et al.Bioprocessing papayaprocessing waste for potential aquaculture feed supplement–Economic and nutrient analysis with shrimp feeding trial[J].Bioresource Technology,2010,101(20):7 973~7 979.

37 刘书成,邓楚津,钟益强,等.番木瓜籽油的提取工艺优化及其理化特性[J].中国粮油学报,2010(8):42~46.

38 邓楚津,董强,张常松,等.神经网络优化番木瓜籽油的超临界CO2萃取工艺[J].中国粮油学报,2012,27(2):47~51.

39 Mocelin B,Oliveira Jr D L,Chielle D P,et al.Mathematicalmodeling of thin layer drying of papaya seeds in a tunnel dryer using particle swarm optimization method[J].Particulate Science and Technology,2014,32(2):123~130.

40 Koubala B B,Christiaens S,Kansci G,et al.Isolation and structural characterisation of papayapeel pectin[J].Food Research International,2014(55):215~221.

猜你喜欢

番木瓜果酒木瓜
墨西哥:全球最大番木瓜出口国
同叫“木瓜”,功效不同
木瓜老奶奶的云
木瓜老奶奶的云
植物帮之木瓜
番木瓜丰产优质栽培技术
印度的番木瓜产业增长
固相萃取-高效液相色谱测定果酒中的有机酸
果酒年消费量正以15%的速度递增
固定酵母在脐橙果酒生产中的应用