南丰蜜桔是江西省南丰县特有的柑桔品种,因气候、土壤等条件特别适合其生长,使当地产南丰蜜桔果实皮薄核少、甜酸适口、营养丰富,且含有多种有益于人体健康的活性成分[1],是“国家地理标志产品”和“中国名牌农产品”。南丰蜜桔在南丰县已有1 300 多年栽培历史,产品畅销国内外,深受消费者喜爱。南丰蜜桔属于宽皮桔类,较难贮藏保鲜,采后损耗严重。目前延长南丰蜜桔贮藏期的研究主要包括化学、低温、辐照等传统保鲜和新型可食性涂膜等新型保鲜。加工是延长产业链,满足消费者对商品多元需求的必要手段,目前南丰蜜桔加工技术主要包括果糕、果酒、果醋、果汁加工及副产物综合利用等方面。因此,加强南丰蜜桔保鲜和加工技术的应用研究,对于提高果农收入以及保证南丰蜜桔产业健康、可持续发展具有重要意义。
南丰蜜桔属于宽皮桔类,货架期较短、易腐烂,其贮藏性能受品种和贮藏环境影响很大,目前果蔬保鲜技术应用较多的有低温保鲜、气调保鲜、辐射保鲜、涂膜保鲜、化学制剂保鲜等,而南丰蜜桔生产中较多的应用是低温保鲜、化学保鲜及涂膜保鲜方法。
陈明等[2]将3 个品种的南丰蜜桔在5 ℃低温条件下进行贮藏,并研究其特性,结果表明,总糖含量在20 d 时开始增加,在贮藏到77 d 时达到峰值后开始下降。3 个品种可溶性固形物贮藏期间没有发生太大改变,可滴定酸在贮藏第1 个月含量逐渐上升,之后随着时间推移呈现下降趋势,其中品种杨小2-6 表现出良好的贮藏性能,贮藏3 个月后失重率低于15%,腐烂率不超过8%,大果品种97-1 最不耐贮藏。
为选育出品质好、耐贮藏的南丰蜜桔优良品系,林玲等[3]选择“杨小2-6”、“小果97-1”、“小果97-2”、“大果97-1”和“大果97-2”等5 个南丰蜜桔优良品系进行贮藏试验,研究其采后贮藏特性,发现在腐烂率和失重率方面,小果型品系相较于大果型品系都表现出显著优势;一些重要贮藏特性指标比如可溶性固形物、可溶性蛋白质、可滴定酸、维生素C 和抗氧化酶活性等,小果型品系表现也优于大果型。贮藏结果显示,选用的5 个品系以“小果97-1”最耐贮藏。成臣等[4]对南丰蜜桔芽变优株“ZZL-03”贮藏特性进行研究,发现在贮藏各时期,突变体果实硬度、可溶性固形物含量、可溶性糖、糖酸比、固酸比和维生素C 及外在品质均显著高于对照,而腐烂率、浮皮率、可滴定酸均显著低于对照,具有更好的耐贮特性及果实品质。
南丰蜜桔采前土壤的持水量、果实表皮的含水量与果实的贮藏效果紧密相关[5]。吴强等[5]开展了采前降水对贮藏效果的影响试验,结果表明,南丰蜜桔成熟期雨前采摘,贮藏110 d,损失不到11%;在同等条件下,雨后采的果实,贮藏中后期腐烂加快,尤其是高温、潮湿天气,同等贮藏时间下,烂果率达20%以上。吴德志等[6]的研究也发现南丰蜜桔采收期遇到阴雨天气会使空气、土壤湿度大幅增加,果实吸收大量水分,而贮藏果实含水量高会使贮藏性能变差,烂果率大幅提高。此种情况下采摘果实入库贮藏,果实耐贮性能会大幅下降,腐烂率升高。果实经药剂处理后,要经过充分预贮,散失多余水分,可有效降低雨后果的腐烂率。
1.2.1 化学保鲜
南丰蜜桔产地农户较多采用化学保鲜结合自然低温进行贮藏,使用较多的是低毒低残留的双胍盐类制剂(百可得)、噻菌灵、鲜果灵、咪鲜胺等[7]。陈建明[8]试验表明,贮藏期间使用鲜果灵,对南丰蜜桔青绿霉病有显著的防控作用,对黑腐病和蒂腐病也有明显抑制作用,可降低南丰蜜桔贮藏期的腐烂率,800 倍液浸果贮藏105 d 好果率仍高达97.2%。为了确定柑橘果实贮藏期应用咪鲜胺和抑霉唑等保鲜剂安全性的问题,谢莉等[9]用不同浓度的咪鲜胺及抑霉唑分别浸果处理柑橘果实,采用超高效液相色谱和气相色谱检测咪鲜胺和抑霉唑在柑橘果实贮藏过程中的残留量。结果表明,咪鲜胺和抑霉唑在脐橙和椪柑果肉中的残留量均非常低,咪鲜胺和抑霉唑用量低于1.5 mg/mL,分别浸果2 min 后,常温贮藏,柑橘可根据需求随时出库上市,不会出现残留量超标现象。
1.2.2 低温保鲜
低温贮藏是一种有效控制柑橘腐烂、保持品质的物理贮藏方法,其通过调控贮藏环境温度到适合的低温来实现柑橘长期贮藏,合适的低温处理不仅能够保持果实的营养价值和风味品质,还能给予果实良好的外观颜色,提高果实的抗病能力[10-11]。不同品种的柑橘对低温的敏感性不同,研究发现:部分宽皮桔在4.5 ℃长时间贮藏时也有冷害发生,6.5 ℃贮藏无冷害发生且腐烂率最低,营养和风味品质较好,进一步研究发现,柑橘果实的耐贮性与各自果皮的蜡质有密切关系,而低温贮藏可以抑制果皮蜡质含量减少、表面结构改变,从而延长贮藏时间[12]。对南丰蜜桔低温贮藏保鲜试验发现,南丰蜜桔低温保鲜温度以5 ℃为最佳,在该温度下不做其他保鲜处理,能贮藏2 个月以上,但协同其他保鲜处理的贮藏效果更好[3,13]。
1.2.3 辐照保鲜
辐照保鲜是果蔬保鲜一种常用的保鲜手段,用适当剂量的γ 射线辐照柑桔,不仅可以起到杀菌消毒,延长贮藏期的作用,还可以改善柑橘品质和外观[14]。刘志芳等[15]对南丰蜜桔辐射贮藏保鲜进行了研究,发现在低剂量60Coγ 线照射后,常温下贮藏100 d~120 d,好果率达80%,比对照果提高了10%~15%。陈庆隆等[16]为了商业化应用南丰蜜桔辐照保鲜技术,用60Coγ 射线辐照南丰蜜桔,辐照后果实贮藏期长短和品质均优于化学药剂贮藏,好果率提高约60%,适当γ 射线辐照达到了抑制呼吸代谢的作用,50 Gy~100 Gy 的辐照剂量适合该蜜桔贮藏,该剂量范围不仅能够保持密桔品质和良好外观,而且对蜜桔的主要营养成分如总糖、总酸、可溶性固形物和维生素C 均无不良效应。
1.2.4 涂膜保鲜
涂膜保鲜是通过在果实表面涂抹特殊薄膜以达到阻止微生物侵染,降低蒸腾作用和抑制呼吸速率的目的,涂膜保鲜能有效改善果蔬的新鲜度,延长货架期,高效、天然、无毒的可食性涂膜及保鲜技术成为研究热点[17-18]。林玲等[19]研究了3 种不同浓度的壳聚糖处理对南丰蜜桔保鲜效果及相关生理生化指标的影响,结果表明:壳聚糖处理显著降低了果实失重和腐烂率,有效延长了南丰蜜桔货架期,使果实中可溶性蛋白升高,糖酸和可溶性固形物含量转化速度都明显减缓,并延迟了过氧化氢酶活性高峰期出现时间,抑制果实的呼吸强度,但维生素C 含量变化不大,研究发现,使用15 g/L 浓度处理的效果最好。纳米银作为无机抗菌剂,将其添加到壳聚糖和羧甲基壳聚糖基质中制成薄膜用于保鲜已有相关研究,因其具有广谱、长效等特性,使其在食品保鲜中有着广泛的应用前景[20-22]。乐攀[23]为了研究纳米银复合保鲜剂对桔青霉和桔曲霉抗菌和保鲜效果,把纳米银氧化锆加入由1%羧甲基壳聚糖、1%壳聚糖、甘油混合配制的纯清溶液中制成纳米银复合保鲜剂,应用于南丰蜜桔贮藏保鲜,发现纳米银保鲜剂对桔霉菌有较好的抑菌效果,降低果实失重率,贮藏期间总糖含量、维生素C 含量、总酸含量均高于对照组,也优于化学保鲜剂。为了开发南丰蜜桔涂膜保鲜复合配方,曾荣等[13]研究了凤仙透骨草提取液与羧甲基纤维素(carboxymethyl cellulose,CMC)复合涂膜对低温保鲜期间南丰蜜桔食用品质及采后理化指标的影响,发现经过100 d 的贮藏后,复合涂膜失重减少了53%,腐烂率降低了将近50%,而CMC 涂膜处理虽然质量损失也减少了49.12%,但是腐烂率却只降低了17.5%,复合涂膜在减少果实的腐烂方面优于CMC 涂膜。高阳等[24-25]应用桂枝和丁香提取液浸果处理采后的南丰蜜桔,与对照相比,提取液处理有效减缓了可溶性固形物、总糖和可滴定酸含量的下降,并显著降低南丰蜜桔贮藏期失重率和腐烂率;桂枝和丁香提取液还提高了抗氧化酶活性,降低果实中丙二醛产生,从而减缓果实衰老;从综合保鲜效果来看,桂枝提取物对南丰蜜桔的保鲜效果优于丁香提取物。
1.2.5 其他保鲜
为了替代化学保鲜,叶利民等[26]以广泛应用于食品化学工业的碳酸氢钠处理南丰蜜桔,发现碳酸氢钠对柑桔青霉、绿霉和酸腐病菌均有抑制作用,南丰蜜桔应用1.5%的碳酸氢钠浸果3 min 效果最好,处理后贮藏60 d,质量损失率和腐烂率和对照相比分别降低了2.59%和27.6%,果实硬度提高了42.8%。肖锡湘[27]用蜂蜡涂膜剂对南丰蜜桔进行处理,发现蜂蜡涂膜剂保鲜效果显著优于没有涂膜的对照处理。为了寻找一种能够代替化学杀菌剂的微生物,以控制南丰蜜桔采后腐败现象的发生,李昆太等[28]应用筛选得到具有较强抑菌效果的拮抗菌株应用于南丰蜜桔贮藏,发现该乳酸菌的使用能显著降低南丰蜜桔采后腐败的发病率,延缓贮藏期果实自然腐烂的发生,为南丰蜜桔延长保鲜提供一种新的方法。
南丰蜜桔果实兼具食用和药用价值,是开发食品和提取药用成分的优良原料。生产中的商品果、次果及落果都可用于食用和药用产品开发。
2.1.1 果糕加工
果糕风味独特酸甜可口,是一种深受欢迎的产品,南丰蜜桔具有独特口感和果香,适合加工成果糕产品。南丰蜜桔果糕加工采用直接破碎研磨的方法制取浆液,能够较好地保持产品特有风味,简化工艺流程,但南丰蜜桔桔皮、果肉中的桔皮苷和柠檬苦素类物质也给南丰蜜桔果糕带来过多苦味,因此在加工中必须进行脱苦处理。朱博等[29-30]制作南丰蜜桔果糕时,发现应用1%食盐水煮制,能够去除果皮的苦味;另外果汁中添加β-环糊精可以降低果汁的苦味,主要是因为β-环糊精能对苦味物质进行包裹,使其不被味觉感知,降低柑桔果汁的苦味,也不对其他风味和营养成分产生太大影响;制作南丰蜜桔果糕,β-环糊精添加量为0.04%时效果最好[30]。酶法脱苦虽然是一种高效、快速和高选择性的脱苦方式,但是也存在操作复杂的问题[31],因此,选择食盐水煮制结合β-环糊精协作处理既保障脱苦效率,也具有操作简单的优点,适合大规模生产。南丰蜜桔果糕制作过程中,卡拉胶、糖、酸的比例合适时,卡拉胶混合液在较高温度下能够凝胶,卡拉胶凝胶的最佳条件为糖60%~65%,pH 值为2.8~3.3,卡拉胶0.6%~1%,烘干时温度应控制在55 ℃~63 ℃,烘制6 h~8 h,水分含量控制在20%左右[29]。
2.1.2 果酒加工
近年来,果酒越来越受到消费者的欢迎。张符疆等[32]以南丰蜜桔为原料,研究低醇南丰蜜桔酒的发酵工艺,发现添加活性干酵母0.4 g/L,发酵温度维持在15 ℃时效果最佳,能较好地保留南丰蜜桔特有的果香;制作过程中应在酵母菌发酵密度1.006 g/L~1.012 g/L时,通过添加60 mg/L 二氧化硫或降低发酵液温度至10 ℃以下来终止发酵,此时的原酒口感和香气俱佳,且理化指标方面能达到低醇果酒的标准。熊曼萍等[33]开展了柑桔干酒的发酵试验,并研究降低干酒苦味的方法,发现南丰蜜桔相较于其他柑橘品类是酿造柑桔干酒较好的原料,对发酵酵母筛选发现,猕猴桃酵母发酵的南丰蜜桔干酒品质更佳,低于20 ℃低温发酵与低温贮藏对干酒品质有明显的提升。选择成熟度高的南丰蜜桔,在加工环节采用去皮、抑制酶活性等处理对降低酒的苦味作用显著[34]。
2.1.3 果醋加工
随着人们健康饮食意识不断增强,兼具调味、营养和保健功能[35]的果醋越来越受到消费者欢迎,果醋饮料市场需求量与日俱增。康小斐等[36]对南丰蜜桔发酵果醋技术进行研究,通过试验得出果醋一步发酵法及最佳工艺条件,发酵工艺简单,保留了更多的营养成分,60%的南丰蜜桔果汁,添加5%食用酒精,调整pH 值为4.5,接种8%菌种,在30 ℃条件下发酵3 d,在醋酸浓度达到3.49%时进行陈酿,然后过滤澄清,灭菌后得成品,果醋果香味浓,酸味饱满厚重;并以15%果汁、15%果醋、5%蜂蜜、10%白砂糖调配出了色泽亮黄,滋味柔和的果醋饮料。
2.1.4 发酵果汁
杨冲等[37]以南丰蜜桔汁为原料,研究乳酸菌发酵果汁,发现随着发酵进程,果汁中的糖类不断下降,发酵液总酸度则呈上升趋势;柠檬酸、苹果酸、乙酸在乳酸菌作用下呈下降趋势,而乳酸含量显著上升,由发酵前的0.44 mg/g 升至13.05 mg/g;短链脂肪酸增加2 倍多;维生素C 含量仍保持在80%以上;多酚类化合物总黄酮分别提高了8%和12.9%;氨基酸总量在发酵后显著减少,并改变了呈味氨基酸组分。应用乳酸菌发酵南丰蜜桔果汁,既可以改善风味,也提高了其营养保健价值[37]。
2.1.5 其他加工
酵母菌有很高的营养价值,含有大量蛋白质、丰富的B 族维生素、核酸和矿物质,而且在其繁殖发育过程中会产生一些功能活性物质,因此将酵母添加到饲料中既能提高饲料的营养价值,同时也增加了特殊保健功能,是一种良好的饲料添加物,被越来越广泛地应用于饲料加工生产[38-41]。杜华英等[42]以南丰蜜桔残次果果汁为原料,添加磷酸二氢钾、氯化铵高密度培养、富集果酒酵母,并优化果汁培养基配方和发酵条件,获得果汁培养基配方:糖含量9%、磷酸二氢钾添加量0.08%、氯化铵添加量0.04%;果酒酵母发酵最适条件:pH4.5,接种量6%,装液量100 mL/250 mL,发酵时间16 h,总体上看,以次果果汁培育酵母是一种有效处理南丰蜜桔残次果的方式。
2.2.1 南丰蜜桔中酚酸种类及含量
酚酸广泛存在于植物组织中,约占植物中酚类化合物的1/3,具有抗氧化、抗癌及对某些疾病等的保健作用[43],近年来受到越来越多研究者的关注。杨延峰[44]检测了南丰蜜桔幼果果肉中酚酸的组成和含量,发现南丰蜜桔幼果中,酚酸以可溶性酚酸为主,其含量显著大于束缚型酚酸的含量,均以阿魏酸为主,其他类型酚酸含量较少。马倩[45]发现,在南丰蜜桔果皮、果肉中酚酸主要以可溶性酚酸为主,且可溶性酚酸的含量占总酚酸含量的60%以上,束缚型酚酸含量较低。在南丰蜜桔发育期内,果皮中总酚酸含量的变化趋势是先增加后降低,果肉中总酚酸含量的变化趋势总体是降低的,果皮中的总酚酸含量远高于果肉中的总酚酸含量(约7~13 倍);阿魏酸是南丰蜜桔果皮中主要的酚酸,约占总酚酸的75%~85%,可将南丰蜜桔果皮作为提取利用阿魏酸的来源。
2.2.2 南丰蜜桔黄酮类种类及测定
南丰蜜桔是赣陈皮重要来源之一,黄酮类成分是陈皮的主要药效成分,具有抗氧化、抗炎、抗肿瘤等生物活性,也是柑橘属中一大类具有重要生物活性的物质,广泛存在于各种柑橘的果实、果皮及幼果中[45-46]。马倩[45]以类黄酮标准品与果皮样品在283 nm 和330 nm处的色谱图比较,发现11 种类黄酮物质在28 min 内可以被完全分开,且分离度高,没有干扰,可确定各峰对应的黄酮物质。用各黄酮标准品绘制标准曲线,各类黄酮物质的相关系数R2 均大于0.993,且各检出限均在0.01 mg/L~0.05 mg/L,说明其线性关系良好,该检测方法灵敏,可以满足在柑桔样品中多种类黄酮物质的测定要求,各类黄酮物质的加标回收率均在95.0%~104.0%范围内,且回收率的RSD 值均在1.58%~4.82%,表明此方法回收率高。
2.2.3 柠檬苦素含量及提取
柠檬苦素类似物属于三萜类化合物,具有抗癌、抗炎等活性[47],多存在于芸香科和楝植物中,而在柑橘属中含量特别丰富。在柑橘类植物中主要以柠檬苦素类似物和柠檬苦素类物质的糖苷苷元的形式存在[48]。马倩[45]利用HPLC 检测早熟和中熟品种南丰蜜桔中类柠檬苦素的含量变化,南丰蜜桔果皮中柠檬苦素含量范围为403.34 μg/g~1 127.42 μg/g,南丰蜜桔桔核中类柠檬苦素含量很高,果皮中柠檬苦素含量较高,果肉中柠檬苦素含量低,更适合食用;目前国内外柠檬苦素提取较多应用丙酮、甲醇和乙醇等有机溶剂提取法,这种提取方式也适合应用于工业化生产[49]。为了提高柠檬苦素的回收率,孙崇德等[50]通过试验对提取液、时间和温度等重要工艺参数进行优化,优化后柠檬苦素提取率达90%以上,并应用高效液相色谱法对柠檬苦素进行定量测定。
除部分企业应用机械冷库贮藏外,产地橘农仍以简易通风库及自住民房贮藏为主,不能达到南丰蜜桔贮藏期温湿度条件要求,制约了柑橘高效安全贮藏。虽然有很多针对南丰蜜桔贮藏技术的研究,但大多停留在实验室阶段,规模应用时存在成本和技术易用性等方面的问题,导致绿色防腐保鲜技术推广应用极少,仍以化学保鲜为主。
目前南丰蜜桔发酵汁、果酒和果醋加工都要以果汁为原料,因此获取高品质的南丰蜜桔果汁是精深加工的前提。产地果汁加工缺乏适用南丰蜜桔的专一榨汁设备,出汁率相对较低;存在榨出的果汁风味不足,脱苦不彻底,品质不稳定等一系列问题,缺乏市场竞争力。
科研单位和企业对南丰蜜桔果皮、果渣及落果次果等副产物开展了相关研究,建立了香精油、果胶等提取生产线,但当下生产线仍以单一提取为主,副产物利用不充分,提取后依然会存在大量废弃物,甚至存在二次污染的问题,缺乏全组分的梯次链式转化利用,制约产业可持续健康发展。
发展南丰蜜桔产业时,政府多着眼于育种栽培方向,通过追求产量来获取效益,缺乏产后保鲜和加工专项规划,忽视产后增值。应改变观念,重视产后规划,发挥二产、三产对农产品增值的作用,向产业化和一、二、三产业融合要效益。通过制定产后保鲜、加工专项规划,发挥规划引领作用,构建政产学研金一体化机制,联合攻关南丰蜜桔加工共性关键技术,补齐产业链条短板,促进南丰蜜桔产业健康全面发展,助力乡村振兴。
南丰蜜桔是一种营养丰富、风味独特,深受大家欢迎的水果,随着其产量不断增加,为了解决丰产年份滞销伤农和次果浪费严重的产业问题,提高产业收益,需要特色的加工产品来不断地丰富市场。随着食品加工技术的发展和消费需求的多样性,应加强新加工技术在南丰蜜桔产品开发上的应用,以推动产业进步和升级。如柑橘全果制汁就日益得到关注,开展南丰蜜桔全果制汁技术研究可以有效提高柑橘汁产量,减少制汁后产生的皮渣数量,降低皮渣处理生产成本,破解南丰蜜桔制汁风味不足的难题。应实现对落果和皮渣副产物功能物质的提取和综合循环利用,实现闭环利用、零排放;推广先进适用的环保技术并配套环保设施设备,杜绝二次污染,实现清洁化生产。
现阶段南丰蜜桔保鲜仍以化学保鲜处理为主,但随着人们对饮食和生态安全方面意识的提高,以新型、低化学残留的保鲜手段逐渐取代化学类保鲜剂的使用已成为行业发展的趋势。因此,应用涂膜、生物保鲜技术等替代目前南丰蜜桔保鲜技术势在必行。此外,非化学方法协同保鲜兼具不同保鲜方法的优点,特别是生物保鲜剂结合其他保鲜方法能显著增强保鲜效果,因此,多种保鲜技术的综合防治保鲜方法将成为今后南丰蜜桔保鲜研究重点。
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