APP下载

树莓栽培和贮藏加工研究进展

2019-02-12薄艳红白瑞亮解小锋

山东林业科技 2019年5期
关键词:树莓

薄艳红,贾 明,白瑞亮,解小锋,孙 锐*

(1.齐鲁工业大学(山东省科学院)食品科学与工程学院,山东 济南250300;2.山东省林业科学研究院,山东 济南,250014;3.山东省经济林管理站,山东 济南,250014)

树莓学名山莓(Rubus idaeus L.),蔷薇科(Rasaceae)悬钩子属(Rubus L.)的一种落叶灌木,享有“黄金水果”之称的第3代保健水果。叶绿色,枝条直立;果实为聚合果,滋味偏酸,成熟时单果重5-10g;果实产量大,成熟期持续时间长。树莓中除了含有丰富的矿物质、维生素、氨基酸之外,还含有黄酮类化合物、花色苷、鞣花酸、树莓酮、水杨酸等多种功能性成分;具有除黄褐斑、治疗骨质疏松症、改善记忆障碍和治疗妇科疾病等多种生物学功效[1-3]。

当前,全世界有40多个国家种植树莓,最主要的种植国有塞尔维亚、智利、波兰和俄罗斯[4]。我国主要分布于东北三省、青海、新疆、云南等地。树莓植株整体利用价值很高,是优秀的经济果树。目前,国际市场上树莓广泛用于食品、制药、化妆品等产业,需求量远远高于供求量。由于树莓的人工采摘成本较高,国际上树莓生产一方面逐渐往发展中国家转移,另一方面在树莓生产主要国家单体速冻树莓(IQF)还部分人工采摘外,更多的是机械采摘,这是大趋势,在美国、加拿大、新西兰、波兰等树莓主要生产国家,树莓主要是机械采摘。近几年,在经济发达的欧美,树莓鲜果生产有增加的趋势。

1 树莓的栽培和繁育

在我国,树莓优良栽培技术刚刚起步,优良品种种苗供不应求,严重制约着树莓产业发展的速度。当前,栽培扩种方法以根蘖、扦插为主,结合组织培养培育方法。根蘖法对技术要求不高,并且当年便能形成产量,但是繁殖产生的苗木质量参差不齐,并且容易产生带菌的苗木;扦插法可以让苗木在生根后快速生长,但生根能力比较弱,因此,无法达到更好的成活率;由组织培养法生产的苗木质量较高,可生产脱毒苗,但成本及技术要求较高。

传统的繁育方法在实际操作中往往存在着种苗质量差而造成成活率低的情况,同样制约着树莓引种的发展。但通过技术改良,有研究结果表明经剪除花序或打顶处理后,植株生长更加健壮、叶绿素含量也增加,树莓产量更高[5]。

在树莓栽培过程中,对树莓遮阴处理会延迟树莓花芽分化的进程,遮阴处理后树莓芽和叶片内可溶性糖、淀粉、蛋白质含量均低于对照组未做处理的树莓,且含量随光照强度的降低而减少,这说明适当的光照可以促进树莓植株的生长[6]。

此外,在树莓成长期施用有效的肥料会有助于植株吸收一定量的养分,从而促进植株的生长。可以通过增施锌、硼等微肥途径为农作物生长发育和高产打下坚实基础,进而使树莓植株生长更加旺盛[7]。

树莓栽培中,不仅栽培、繁育阶段重要,种苗的品种选择也同样重要。科学研究表明,树莓新品种“秋英”和“海尔特兹”树势健壮,耐旱耐瘠,病虫害少[8]。此外,还有中林三号(大双季)是秋果成熟期较早的一类品种。这些筛选出来的优良品种为树莓的种植提供了优良的条件。

2 树莓果实的营养价值

2.1 营养素

树莓中除了含有丰富的钙、磷、镁、钠、钾等矿物质元素和少量的维生素B1、B2,还含有14种氨基酸,典型的氨基酸有丙氨酸、天冬酰胺和赖氨酸。其中丙氨酸可以对皮肤有保湿作用;天冬酰胺具有降血压功效;赖氨酸有抗缺氧以及调节大脑的功能。科学研究表明,每100g树莓含有水分84.2g,碳水化合物 13.6g,纤维 3g,蛋白质 0.2g,脂肪 0.5g,维生素C 25mg[9]。因此,树莓是一种食用价值很高的水果。

2.2 黄酮类化合物

黄酮类物质大量存在于自然界的果蔬当中,对人体具有降血压、抗氧化、抗衰老等作用。实验结果表明,蓝树莓叶内总黄酮制剂,可降低大鼠肝部脂肪合成,对SD大鼠非酒精性脂肪肝起到防治作用[10]。树莓叶及果实中的黄酮类物质有着清除自由基、抑菌等作用,其安全,无毒,在食药方面有很大的潜力[11]。关于黄酮的提取,包括采用甲醇、70%乙醇或水3种溶剂作提取剂的方法,用甲醇作提取剂时明显比用乙醇或水提取时黄酮得率要高,3种方式平均得率为21.93g/100g,所以利用甲醇提取树莓中的黄酮效率更高。

2.3 花色苷

花色苷在自然界中是极为重要的一种天然水溶性色素,但是在室外自然光下不稳定[12];此外,根据药理学研究表明,花色苷还具有抗炎、抗癌、抗氧化、抗突变、抗肿瘤以及预防老年痴呆症、抗糖尿病、预防高血压、保护血管、抗动脉粥样硬化等作用[13]。已有研究者用高效液相色谱-二极管阵列检测器-电喷雾质谱联用技术(HPLC-DAD/ESI-MS)对红树莓中花色苷含量进行测定,经测定得红树莓中总花色苷可达1050mg/kg,该方法方便快捷、精确度高、有着对杂质的抗干扰能力,是一种精密的花色苷含量测定方法[14]。

2.4 鞣花酸

鞣花酸对人体癌症具有一定的抑制作用,如结肠癌、食管癌、肝癌、肺癌及皮肤肿瘤等,所以平常摄取此营养素可以预防癌细胞的形成,也是抗癌的最佳天然补充食品,被认为是最有前景的天然化学抗癌药之一。鞣花酸可通过丙酮法提取,其最佳工艺参数为:85% 丙酮、料液比 1∶12、提取温度 80℃、提取 90min,树莓鞣花酸的得率为 32.2mg/100g[14]。据研究结果显示,树莓中的鞣花酸量可以达到各类可食用植物之首,约为 1.5-2.0mg/100g·mf,因此多吃树莓可能会给人体带来良好的保健效果[15]。

2.5 树莓酮

树莓酮是日本人从树莓里发现的,具有很好的分解转化脂肪的功能,被称为是“天然脂肪转化因子”,可以添加到减肥产品中。树莓酮在树莓中含量能达到3.32μg/g[16],是树莓芳香中的关键成分之一。研究已发现,树莓酮能降低大鼠血清炎症因子水平,表明树莓酮拥有能缓解高血脂症的低度炎症状态的能力[17]。此外,树莓酮是一种芳香成分,常作为增香剂用于化妆品的生产之中。因此树莓酮是树莓中一种具有广泛用途的特殊成分。

2.6 水杨酸

水杨酸被称为“天然阿司匹林”,在100g树莓中的含量为0.5-2.5mg。水杨酸是一种解热镇痛药,被广泛应用于多种止痛药中,解热镇痛效果良好,具有消炎、抗风湿的作用[18]。采用高效液相色谱法测定6个不同树莓品种不同生长时期和不同成熟度叶、果中的水杨酸含量,并以现保存菌种番茄灰霉病菌和大肠杆菌为材料分析其真菌、细菌抑菌性,结果表明树莓叶片中的水杨酸含量高于果实,并且对大肠杆菌抑制效果强于番茄灰霉病菌的抑菌效果[19]。

3 树莓的药用价值

3.1 降血糖

已有研究者利用链脲霉素(STZ)诱导大鼠产生糖尿病,并用树莓果粉喂养大鼠,研究发现树莓果粉可以降低糖尿病大鼠的血糖,并增加其体重。在进行病理组织切片后,发现树莓粉能够对大鼠被STZ破坏的胰腺进行一定程度的修复[20]。因此,树莓果粉在Ⅰ型糖尿病中有降血糖、免疫调节及抗氧化的活性。

3.2 降血脂

据研究发现树莓提取物可以促进患有高血脂症大鼠体内TC及TBA的排出,减慢大鼠体重增加速度,表明树莓对高脂大鼠具有降血脂的作用。已有研究表明树莓酮能调整高血脂症大鼠的血脂,并能改善高血脂症低度炎症,但是其控制炎症的机理尚不清楚,对人体是否有相同功效尚不明确[21]。

3.3 抗癌

美国明尼苏达大学和南卡罗来纳大学贺岭斯癌症中心研究人员在鼠的抗突变和抗致癌活性研究中发现,树莓对结肠癌、宫颈癌、乳腺癌和胰脏癌的癌细胞有抑制作用[22],这项研究对多种癌症的治疗进展有很大的推进作用。因为红树莓和黑树莓能抑制EC-109细胞增殖,当浓度超过100μg/mL时EC-109细胞出现破碎等现象,甚至凋亡,对食管癌细胞增长有抑制作用[23]。BRB(美国黑树莓)营养丰富,有明确的抗癌、防癌作用。美国黑树莓通过降低DNA加和物水平,降低癌细胞的代谢速率,对于消化系统肿瘤的预防具有一定的前景[11]。

3.4 抗氧化

树莓中拥有丰富的抗氧化成分:总多酚、总黄酮、原花青素、花色苷。经研究发现,花色苷含量对树莓抗氧化性能的贡献是最高的;SOD(超氧化物歧化酶)是一种非常重要的抗氧化剂,据研究发现,树莓粉可以提高糖尿病大鼠体内的SOD的活性[20]。据研究成果显示,抗氧化能力也与树莓品种有关,黑树莓的体外抗氧化性比红树莓强;成熟度不同的树莓果实其抗氧化性不同,其抗氧化性最强的是深红果,青果抗氧化酶活性虽低于深红,但是差异不明显[24]。

4 树莓的贮藏及加工技术

4.1 树莓贮藏技术

近年来,随着对树莓研究的增加,越来越多的研究成果表明树莓是一种经济并且具有药用价值的水果,因此树莓的供求量迅速增加,受到更多人的亲睐。然而,水果易腐性,主要是由于失水、形态脆弱、软化和存在病原菌,如肉毒杆菌,仍然是限制树莓市场的主要问题。因此,高硬度和延长保质期是成功的树莓基因型的两个关键品质特征[25]。

树莓中各种营养成分,如花青素、花色苷稳定性不高,在运输及储存过程中会因为温度、pH等原因变色,也有可能变味甚至腐烂,从而失去营养价值。由于树莓果极不耐储存,常温放置1至2d即失去其商业价值,为了保护树莓中花青素、花色苷等有效营养成分,树莓需要低温储藏,但是由于速冻及冻藏会使其中的有效成分降低,因此,需要寻找能够对树莓的有效贮藏技术,对延长树莓保质期及树莓的产业链发展有着极大意义。

随着科学技术的发展,树莓的贮藏技术不断提升,新型贮藏技术不断更替,使得树莓产业的发展受到外界环境的限制越来越小。冰温结合气调贮藏、箱式气调贮藏等新型的贮藏方式渐渐用于树莓的保藏中[26-27]。冰温结合气调贮藏方式是利用冰温保鲜技术在不破坏树莓细胞的前提之下抑制树莓中有害微生物的生长;同时,气调包装抑制了果实的呼吸强度以及乙烯生成速率,从而更好地保持了树莓果实的新鲜程度[26]。据研究表明,还可以采取人工调节箱内CO2体积分数的办法,当气调保鲜箱内CO2体积分数为5%时可以抑制果实PPO(多酚氧化酶)活性的升高,使POD(过氧化物酶)在测定时间为20d-40d时活性从0.5△A/g·min上升到2.5△A/g·min,同时抑制MDA(丙二醛)的积累,从而较好地保持树莓果实的感官品质[27]。张娜等人使用臭氧精准控制装置对树莓进行短时精准臭氧熏蒸,通过对比得出,熏蒸树莓保鲜效果最好的条件是0.54mg/L,经过处理的树莓中维生素C的降解速度明显减低,此方法明显提高了树莓的保存期[28]。

4.2 树莓的加工技术

树莓鲜果酸甜多汁、营养丰富,除了大量作为鲜食外,经过加工之后的产品也有极大的发展潜力。除了树莓果汁、树莓酒、树莓干等传统加工工艺外,树莓果茶、树莓乳饮料、树莓果冻、树莓复合保健品、树莓格瓦斯等新兴产品也在蓬勃发展。

韩卓等人采用新鲜红树莓为主要原料,添加食醋、盐、白砂糖、黄胶原、香辛料等辅料,利用真空浓缩技术,调制出了一种营养丰富、风味独特的水果类调味品,通过单因素试验和正交试验确定了红树莓沙司的最佳调配方案为白砂糖10%、盐1%、食醋5%、黄原胶0.3%、香辛料0.03%、浸提时间30min,沙司口感顺滑、香气浓郁、粘稠度适中、具有一定流动性、延长了树莓保藏期[29]。何欢等人使用树莓为原料,首先加入一定量的果胶酶和纤维素酶降低浆料黏度,然后加入一定量的助干剂50%的麦芽糊精,最后对树莓浓缩汁进行喷雾干燥,最佳工艺条件为进料流量50 mL/min,进口温度150℃,出口温度70℃,喷雾压力为 10 MPa,从而得到了营养成分损失较少、溶解性较强、复水性好、细腻且颗粒均匀的树莓速融粉,为树莓资源的充分利用提供了新的方向[30]。屈小媛等人探究出了在壁材海藻酸钠/芯材4.05、海藻酸钠质量分数2.27%、壳聚糖质量分数1.28%时是锐孔-凝固浴法对黑树莓果汁微胶囊化最佳的工艺条件,得到的微胶囊产品包埋效果最好,包埋率可达87.15%,并且颗粒大小均匀,硬度和弹性较好,为树莓的保藏和研发提供了一种新型的有效的工艺措施[31]。此外,王雪松等人在树莓酒发酵过程中加入了糯米糖化醪,为发酵提供充足的碳源和合适的酸度,所得到的树莓酒酒体丰富、回味绵长,得到最佳糖化条件是底物浓度(料水比)1∶2、淀粉酶用量0.05%、糖化温度45℃;最佳发酵条件为酵母用量0.03%、发酵温度为 20℃、果浆糖化醪比3∶1,从而研究出了树莓酒的新型酿造工艺[32]。张佰清等人优化树莓籽油脱胶工艺,确定了最佳工艺条件为:磷酸加入量为油重的0.11%,加水量为油重的3%,操作温度71℃,油脂中磷脂含量的实际值为9.2×10-4g/100g,达到了GB/T1532-2008标准要求,再经脱酸、脱色、脱臭后可以作为食用油食用,从而大大提高了树莓食用价值[33]。

由此可见,随着树莓产业的不断发展,无论是为了延长树莓的保存期,还是为了更好的提升商业价值,都离不开对树莓的加工。市面上出现的也远远不只是树莓鲜果,树莓的销售也不再受到地域的限制,为了更好的储藏、运输树莓,必会将树莓鲜果进行加工。树莓的加工也成为树莓产业链中的重要环节。

5 树莓发展前景

发展树莓有六大优势:一是树莓并没有像苹果等水果一样在市面上很常见,对于很多人群来说,树莓属于稀有的水果,因此,树莓在销售时会有较高的市场价值;二是树莓耐寒、耐旱、耐瘠,种植环境限制性比较小;三是树莓栽培方法主要有根蘖、扦插、组织培养,栽培方法省工节水;四是树莓有较强的抗病虫害能力,树莓培育过程更容易一些;五是周期短,经济效益高;六是树莓营养丰富,不仅能作为普通水果,也能用于食品医药方面。因此,树莓发展前景十分广阔。

目前柑橘、苹果等第一代水果,草莓猕猴桃等第二代水果,市场即将饱和,市场急需新兴的水果满足消费者的消费需要,树莓作为一种新型的售卖水果具有更大的发展潜力。它不仅能满足消费者对新型水果的好奇,也可以满足消费者对营养及保健作用的高要求。并且树莓产业国内刚刚起步,市场前景广阔、竞争者少,是发展树莓产业的绝佳时期[4]。

树莓的经济价值不仅在其果实方面,有研究者对树莓叶茶中的营养成分进行分析发现其中也富含茶多酚、总黄酮及鞣花酸,这些物质能对人体起到抗氧化、抗癌变、抗诱变及抗突变的作用,因此树莓加工产业具有转化为经济效益的巨大潜力[34]。

猜你喜欢

树莓
山间“小精灵”
——树莓
基于树莓派的骑行智能头盔设计
树莓夏季管理及病虫害防控技术
基于树莓派的远程家居控制系统的设计
树莓栽培育种现状及主要性状的研究进展
黄金水果红树莓
e络盟率先推出第三代树莓派
响应面法优化红树莓酒发酵工艺
欧盟:冷冻树莓进口增加45%
年度睡姿大盘点(下)