我國柿子加工產業的現狀與對策

劉 滔,朱 維,李春美,2,*

(1.華中農業大學食品科技學院,湖北武漢 430070 2.華中農業大學教育部環境食品學重點實驗室,湖北武漢 430070)

我國柿子加工產業的現狀與對策

劉 滔1,朱 維1,李春美1,2,*

(1.華中農業大學食品科技學院,湖北武漢 430070 2.華中農業大學教育部環境食品學重點實驗室,湖北武漢 430070)

本文總結了目前國內外在柿子保鮮,脫澀方面的研究進展,分析了傳統柿子加工產品:柿餅、柿子酒、柿子醋,柿子醬的研究概況及存在的問題。針對柿子加工的難題,提出柿子產品應向便攜化、健康化、多元化方向發展;指出柿餅、柿果全粉、柿子醬、發酵柿子汁、柿單寧功能產品的開發以及生產技術革新是解決柿子深加工產業難題的關鍵。本文對我國柿子加工的現狀和存在的問題進行了分析,并對未來的發展方向進行了思考,以期為將我國柿子資源優勢轉化為經濟優勢提供參考。

柿深加工,加工現狀,加工難題,產業思路,加工對策

柿(Diospyros kaki)原產于我國,是我國重要的特色水果之一。我國柿品種繁多,據全國柿資源調查統計,我國柿品種有1058種,其中有很多是我國的特有品種[1]。通常將柿分為甜柿和澀柿兩大類;按柿果色澤又可分為紅柿、青柿、黃柿、朱柿、白柿和烏柿;而以果實形狀不同,則可分為圓柿、方柿、長柿、葫蘆柿及牛心柿等。在我國較為著名的有陜西徑陽、三原一帶盛產的雞心黃柿,陜西富平的尖柿,浙江杭州古蕩一帶的方柿,華北地區大磨盤柿,河北、山東一帶出產的蓮花柿以及荷澤的鏡面柿[2]。

我國柿種植廣泛,除了北部黑龍江、吉林、內蒙古和新疆等寒冷的地區外,大部分省區都有種植。廣西、河北、河南、陜西為柿四大主產區,產量約占全國半數。我國柿年產量居世界之首(見圖1),據FAO統計,2013年全世界柿種植總面積819167公頃,總產量約4637357噸,其中中國占栽培面積的90%(740100公頃),占總產量的78%(3618823噸),韓國、日本、巴西分別占總量的7.59%,4.63%和3.73%[3]。

圖1 2004～2013年我國與全球柿子生產及種植面積變化[3]Fig.1 Changes of persimmon production and area harvested in China and World during 2004～2013[3]

柿果實營養豐富,被譽為“果中圣品”。在成熟新鮮果實中,每100 g果肉中含有0.16 mg維生素A、16 mg維生素C、9 mg鈣、20 mg磷以及0.2 mg鐵,其中胡蘿卜素占據維生素A的大部分含量[4]。柿子富含果膠,它是一種水溶性的膳食纖維,可以糾正便秘,調節腸道菌群組成,具有良好的潤腸通便作用。更為獨特的是,國內外的研究證實,柿果維生素C含量是蘋果的10多倍,食用柿果比食用蘋果對心臟更為有益。另外,柿果多酚類物質是優良的抗氧化劑,可有效防止動脈粥樣硬化、預防心腦血管等疾病。越來越多的研究表明柿果的特征成分柿單寧具有抗氧化、降血脂、預防動脈粥樣硬化、解蛇毒等多種重要的保健功能。柿果除了作為水果直接食用之外,還具有重要的藥用價值。著名醫學家陶弘景在《名醫別錄》里面提到:“柿果性味甘澀,微寒,無毒。有清熱潤肺化痰止咳之功效,主治咳嗽、熱渴、吐血和口瘡”。明朝醫學家李時珍在《本草綱目》中說到,“柿乃脾肺血分之果也,其味甘而氣甲,性澀而能收,故有健脾、澀腸、治嗽、止血之功”[5]。

我國柿子資源優勢明顯,且呈逐年遞增的趨勢。而作為柿生產超級大國,現有的加工技術不能把優越的柿資源優勢轉變成巨大的經濟優勢。在國外,柿解酒飲料、柿子粉、柿子香皂、柿子單寧沐浴液等產品,受到越來越多的關注。而在我國,現有柿果果品加工程度低,品種單一(僅有傳統工藝制作的柿餅)。本文對我國柿子加工的現狀和存在的問題進行了分析,并對未來的發展方向進行了思考,以期為我國柿子產業化提供參考。

1 柿保鮮

柿果保鮮主要控制措施有低溫保鮮,低溫氣調保鮮技術以及采用化學藥劑處理保鮮等方法[6]。

1.1 低溫保鮮

低溫保鮮一般將柿果在(0±1) ℃冷藏保存。柿果冷藏前必須進行預冷處理,先使果溫由常溫降到5 ℃,再逐漸降至0 ℃。針對柿果冷藏中易發生褐變、黑斑病,冷藏后易出現冷害癥狀(果皮灰暗、水浸狀、不能正常成熟),可在冷藏前對柿果真空滲透2000 mg/kg的二苯胺或2500 mg/kg的乙氧基喹后配合薄膜包裝0 ℃冷藏;或用30或40 g/m3的溴甲烷熏蒸2 h或貯前47 ℃熱處理3 h[7]。一般將冷藏技術與其他措施如PE包裝相結合,柿果貯藏期約為3個月。此外,將柿果置于-20 ℃的冷庫處理24～48 h進行速凍貯藏,待其果肉充分凍結后,放進-10 ℃的冷庫中可貯藏1年。凍藏雖然能最大限度保持柿果營養風味,但解凍后果實組織損壞坍塌,汁液流出,商品價值大大降低,且不便鮮食。

1.2 低溫氣調貯藏

低溫氣調貯藏也是柿果保鮮的重要手段。氣調貯藏分可控氣體條件貯藏(CA)和自發氣調貯藏(MAP)兩種。對于CA貯藏,盡管不同品種柿果對O2和CO2的具體濃度要求有些差異,但一般認為O2濃度為3%～5%,CO2濃度為6%～8%,可使柿果保硬、保脆、防褐變達3～4個月[7]。采用MAP貯藏時,一般采用厚度為0.06～0.08 mm的PVC或PE袋,貯藏前向袋(帳)內以50～100 g/kg果實的比例裝入消石灰,并定期測定其內環境氣體濃度,配合0 ℃冷藏,125 d后商品率仍很高[8]。

1.3 化學藥劑處理保鮮

目前國內外柿果保鮮中最常使用的化學保鮮劑包括:生理活性調節劑、乙烯吸收及抑制劑、脫氧劑及其他相關保鮮劑。

生理活性調節劑GA(赤霉素)及BA(6-芐基腺嘌呤)采后處理柿果,可延緩后熟軟化、抑制ABA(脫落酸)的積累。適宜濃度的GA(0.1～0.3 g/L)處理,可延緩磨盤柿常溫貯藏下硬度的降低。

1-MCP(1-甲基環丙烯)可阻止乙烯和受體的結合,減少內源乙烯的產生從而達到延遲衰老的目的,常用于水果的保鮮[9]。采用適宜濃度的1-MCP(600 nL/L)處理柿果,與不經過處理相比,可使得脫澀后柿果的貯藏時間延長1倍,且不影響柿果品質。

采用乙烯吸收劑(硅藻土、海泡石、氧化鋁、硅膠、KMnO4)結合GA3浸果,可大大降低PE袋中柿果的完熟率及腐爛率,采用乙烯吸收劑結合自發式氣調貯藏,可在25 ℃下延緩柿果實軟化。此外,采用CaCl2滲透處理不僅可降低柿乙烯釋放和呼吸強度,抑制果實軟化,還可保持果實硬度,減少爛果率。

雖然采用幾種方法復合使用能使柿果保硬、保脆、防褐變達3～4個月[10],但是關于柿果保鮮目前還只是停留在研究階段,還沒有規模性生產應用。其可能存在以下幾方面原因:其一,盡管在最適宜的條件下柿果的貯藏期可達到3～4個月,然而,目前的方法也存在著保鮮后柿果在銷售過程依然存在軟化速度快、褐變速度極快,果皮皺縮、商品期短,商品價值降低等突出問題。其二,柿果富含多酚,在貯藏過程中極易發生褐變、黑斑病等,冷藏易出現冷害癥狀,凍藏后果實組織損壞坍塌,汁液流出,商品價值大大降低,不便鮮食,因此目前的保鮮技術還沒有成熟到規模生產應用。其三,復合保鮮對柿果果品要求高,且與普通柿子相比其出售價格相對高出很多,如廣西恭城脆柿,其市場接受度低,生產規模難以形成。

2 柿脫澀

澀柿采收后一般要經過脫澀處理才能鮮食。目前所采用的商品化的脫澀方法主要有溫水脫澀、CO2脫澀、酒精脫澀、乙烯利脫澀四種方法。

溫水脫澀即將柿果放在水溫為35～40 ℃的恒溫箱中保持16～18 h,即能脫澀。溫水脫澀的果實肉質較脆硬,但是此法脫澀所得果品品質不高,柿子果皮容易脹裂,顏色變暗,柿果營養損失和風味變淡。

高濃度二氧化碳處理柿果,也是柿果常見的脫澀方法,一般采用50%～90%的CO2處理柿果,2～3 d即可脫澀。CO2脫澀的突出優點是不但能脫澀還能保脆,脫澀后果實脆而不軟。此法的主要缺點是CO2濃度不好控制,若CO2濃度過高,柿果果肉容易發生褐變[11]。

采用酒精噴灑、浸泡等方式處理,然后密封保溫,也可達到脫澀的目的。但酒精脫澀時間長,一般需要9 d左右。金光等人在室溫條件下采用30%～40%乙醇處理柿果,可在4 d內完成脫澀[12]。但是脫澀完全后,柿子變軟,且酒精用量過多或者濃度過大時,易使果皮表面發生皺縮。

乙烯利脫澀處理跟酒精脫澀方法相近,目前采用的方法也是噴灑和浸泡。采用乙烯利溶液噴灑或浸泡柿果脫澀所需時間與柿子品種、乙烯利濃度,處理時間和外界溫度均有關系。此種脫澀方法較簡單,脫澀后風味較好,適合大規模生產,但脫澀后的果實稍軟,不便于運輸。

3 柿子的加工

3.1 柿餅加工

據統計,我們每年的柿產量排在世界第一位,但是國際貿易金額不到全球貿易總額的3%[13]。目前我國柿加工利用比例不足10%、產品品種單一、技術含量低。在這僅有的小部分加工產品中,主要是以柿餅加工為主,青州柿餅、富平柿餅和恭城月柿是國內柿餅的三大品牌,年產量分別為3000噸、500噸和3500噸左右[14]。總體而言,我國柿加工還停留在傳統加工工藝階段。

傳統的柿餅加工多采用自然干制法。自然干制法柿餅基本靠露天曬和風吹。自然干制法需要長達數月的時間來完成干燥,長時間暴露于空氣中容易受到微生物的污染。近年來,人們對人工干制工藝進行了較多的研究。人工干制法主要是將柿子自然晾曬工藝改為人工烘制,通過控制溫度進行烘烤,能明顯縮短所需時間,同時操作環境較為干凈,具有時間短、健康衛生等優點。張海生等[15]人在柿餅制作工藝的研究中發現,烘干工藝分為三步(第一步:35～40 ℃,時間24 h;第二步:55～60 ℃,烘干時間12 h;第三步:40～45 ℃,烘制時間6 h)能夠在節省煤炭等燃料的情況下制作出優良的柿餅。他們認為控制成品的水分含量在40%左右較為適宜。水分偏高,糖分能溶于柿中過剩的水分中,難以形成柿霜。水分太低則會導致硬度大,柿霜少,柿餅品質低劣。盡管人工干制工藝在一定程度上對傳統自然干燥工藝進行了改進,但由于柿餅加工工藝中部分工序實現機械化難度較大,如揉捏工序仍為手工作業,費時費工且不衛生,因此限制了柿餅工業化生產的發展。

目前許多柿餅加工企業仍多沿用傳統的加工方法,由各家各戶分散加工,生產的標準化、機械化和規模化程度均較低。由于柿子糖含量偏高,加上生產條件粗放,柿餅在加工過程中極易受到微生物的污染(主要是霉菌),產品衛生指標較差。其次,由于柿餅大多由各家各戶分散加工,同一批次產品質量,感官品質都難以保證一致。

3.2 柿子酒和柿子醋

3.2.1 柿子酒 柿子果酒的釀造方式包括傳統的蒸餾法和泡制法以及發酵法。發酵柿子果酒具有良好的營養和保健功能,具有一定的市場優勢和發展潛力,液態發酵法和固態發酵法是目前研究得最多的兩種發酵方法。趙文紅等以柿漿為原材料,經過酶處理后將糖度和酸度分別控制在22 °Brix和pH4.0,加入酵母液在28 ℃發酵5 d后用0.01%亞硫酸氫鈉除菌,經過濾、陳釀、殺菌和包裝后制得色澤和風味良好的柿子酒[16]。陜西科技大學以柿干為原料,將其打漿后調解糖度,采用果酒酵母,混勻后經過前發酵、后發酵、調制與陳釀,最終得到成品酒[17]。劉后偉等人將柿子與葡萄、紅肉火龍果、桑葚等混合發酵,制得陳釀復合型柿子果酒或勾兌復合型柿子果酒,其他水果為柿子果酒賦予了新的色澤、風味,彌補了單一柿子果酒味淡色黃的缺點[18]。天津科技大學及天津櫻桃谷農業科技發展有限公司采用液態發酵與固態發酵相結合方式釀造柿子白蘭地,不僅提高了營養物質的利用率,而且成品酒中芳香物質的含量與種類明顯提高[19]。

3.2.2 柿子醋 與柿子果酒類似,目前柿果醋的加工主要以柿漿為原料,采用釀酒酵母和醋酸菌分別進行發酵。除民間作坊式的傳統發酵工藝外,柿子醋的發酵主要采用液態發酵工藝和固態發酵工藝。民間自制柿果醋,不僅發酵時間長,色味不佳,而且無法規模化生產。液態發酵是將柿汁加糖調整糖度進行液態發酵后,再過濾,經離心、后熟制得成品醋。液態發酵法生產的柿子醋色澤淡黃,酸度可達3.5%以上;但是風味不足,設備投資大,操作條件高,不適合中小企業生產。固態發酵是將柿子與蒸煮后的大米、小米、玉米、麩皮等原料進行固態酒精、醋酸發酵,其特點是發酵時間長,柿果醋無渾濁和沉淀,風味好。但是產品的風味穩定性和外觀穩定性不佳。也有學者將液態發酵和固態發酵結合使用,制取柿果醋。此外,朱建麗等以新鮮的柿子為主要原料,輔以當歸、白芍、茯苓、川芎、肉桂益母草、丹參等中藥材,制備了具有一系列保健功能的柿子醋[20-22]。

雖然國內對柿子果酒果醋的加工有很多研究報道,但大多處于研究試制階段、投產的并不多。究其原因主要有以下幾點:一是釀造的果酒,果醋質量不高。一方面,我國釀制的柿子果酒和果醋大都采用單一菌種發酵,產品缺少香氣,口感很差,多菌種發酵可明顯改善產品品質。田璐等采用氧化葡萄糖酸桿菌、植物乳桿菌、明串珠菌通過多種菌種組合發酵改善了果醋的品質和口感,然而菌種發酵中易發生性能衰退和自然變異[23]。劉曉艷等采用果酒酵母和安琪酵母混合發酵,研究發現柿酒風味得到了明顯改善,但其混合的菌種數過少[24]。另一方面,柿子中富含的單寧類物質可能會抑制菌種的生長,越來越多的研究致力于柿酒、柿醋專門菌種的篩選和培育。鄭皓等篩選出能滿足柿子果醋一般釀造要求的酵母菌,但其是否有酵產香性能仍有待確認;而篩選出的野生醋酸菌產酸性能較低而不利于果醋生產[25]。崔鐵忠篩選出2株符合果酒釀酒要求且可產生良好香氣的酵母酒,并結合釀酒酵母混菌發酵制出了香氣濃郁,適用生產的柿酒,但還處在研究階段[26]。二是柿子酒和柿子醋品質特性較差,由于柿子中缺少葡萄、蘋果等果實中所含的豐富的有機酸,因此制得的產品缺乏典型的果香,無法與目前市場上已有的葡萄酒和蘋果醋等產品競爭;第三,由于柿子含有大量的單寧,因此采用常規方法獲得的發酵酒往往帶有強烈的澀味,而且酒液過于渾濁且產酒率低,因而目前還沒有形成大規模生產。綜合考慮生產成本、國人飲食習慣等一系列因素,個人認為柿子酒、柿子醋的競爭優勢不明顯。

3.3 柿粉

目前國內外對柿干燥方法的研究相對較少,一般采用日曬、熱風或冷凍干燥的方法。但日曬和熱風干燥時間長,干燥后顏色變化大,營養和功能成分損失嚴重,產品水分含量偏高,質量差,加工、應用性能均不佳。翟文俊等[27]研究真空冷凍干燥對柿品質及其玻璃化溫度的影響,并對其營養品質進行了分析,結果表明凍干能較好的保持柿的營養品質。目前國內較大的柿加工企業恭城匯坤農品有限公司將柿汁進行酶解、過濾、滅酶、濃縮,最后經真空冷凍干燥得到柿子粉。但酶解后過濾除去了大量的固形物,大大降低了柿果的利用率。且冷凍干燥能耗大,成本高,限制了其在食品工業上的應用。目前國內外在柿的干燥方面,相關研究主要集中于干燥前的護色處理,采用的方法主要以熱風、紅外線及曬干為主。

噴霧干燥干燥速度快,物料受熱時間短、效率高、料溫低,果蔬的營養與風味能很好地保留,而且產品顆粒度小且均勻,有很好的分散性和速溶性,因此,目前市場上的果蔬粉多由噴霧干燥制得。柿果多酚含量高,酶解易褐變;且與其它水果相比,小分子糖,有機酸,果膠含量高,果漿粘度大,噴霧干燥時易粘壁,常規的噴霧干燥條件無法得到粉末。針對目前柿果噴霧干燥粘壁的技術難題,本研究室以我國產量較大的恭城月柿(澀柿)為原料,通過選擇合適的干燥助劑及干燥工藝條件,建立了一套柿全果低溫噴霧干燥新工藝,在加入占總固形物含量的15%以下的復配助劑時,即可獲得溶解度好、吸濕性低、無澀味的柿果全粉,柿果總固形物利用率可達95%以上。這為提高柿的加工利用率,解決柿不耐貯藏的難題,拓寬柿的應用范圍,豐富柿產品種類提供了技術支撐[28]。

3.4 柿單寧粉

富含單寧是柿子有別于其它果品的顯著特征,越來越多的研究表明柿單寧也是其主要的功效成分,具有顯著的抗氧化、降血脂、預防心腦血管疾病、解蛇毒等活性(見表1),是柿子功能化高值利用的物質基礎。

表1 柿單寧生理藥理活性

因此,針對柿子特征成分單寧制備柿單寧粉有較多的報道。早期柿單寧的提取一般以鮮青柿子為原料,經過榨汁后取汁液進行發酵,過濾得發酵液,干燥即得柿單寧提取液。但采用此法制備時間長,單寧含量低,雜質多。現有的柿單寧提取一般采用含水甲醇或乙醇或丙酮為提取劑,提取物經回收溶劑后干燥得柿單寧粗提物。值得指出的是,柿果小分子量多酚類化合物含量極少,而柿單寧主要為分子量大的聚合物,且在柿果內可能與果膠、纖維素等成分結合,因此采用乙酸乙酯、乙醇或甲醇水溶液作為提取劑提取柿子單寧時往往只能得到小分子多酚類化合物,無法將高分子量單寧或結合態單寧提取出來,因而提取率極低。如國內費學謙等人在柿子酚類物質的分離中采用氯仿和乙酸乙酯萃取的方式來獲得單寧粗品,這種方法往往只能夠得到部分小分子單寧,且提取時水相和有機相之間乳化嚴重,分離效果不理想,而采用70%丙酮提取雖然能得到一定量的高分子化合物,但由于柿單寧可能與其它成分結合,因此提取率也不高[60]。此外桂林得坤生物科技股份有限公司采用超高壓、超聲波處理柿果后再經酶解、微濾、超濾、乙酸乙酯萃取、干燥得到柿單寧粉[61],但此法工藝復雜、成本太高,且只能提取小分子酚類化合物,提取率低,難以推廣應用。

針對柿單寧的結構特點及在柿果中的存在形式,結合清潔生產的需要,本實驗室采用酸化無水乙醇(含1%鹽酸)為提取劑,結合超聲輔助提取技術建立了柿單寧低溫提取工藝,單寧提取率達92%以上。考慮到柿單寧粗提液中含有大量的還原糖、果膠等雜質,提取劑濃縮后呈粘稠狀極難干燥,同時提取時加入的鹽酸也給濃縮液帶來了不良氣味,進一步建立了大孔吸附樹脂除去提取液中的還原糖、果膠、部分有機酸和鹽酸等非酚性雜質的方法,還實現低分子量酚類和高分子量單寧的有效分離和富集(純度達85%以上)。本方法具有簡單、清潔、高效、得率高等優點,可大大節省時間和設備投入,適于工業化推廣和應用[62-63]。

3.5 柿子果醬及其它

柿子果醬的生產工藝一般含選果、脫澀、打漿、加糖漿和護色劑、精磨、濃縮和罐裝、殺菌、冷卻等步驟。由于柿子單寧含量豐富,在打漿、精磨、殺菌時易褐變,同時殺菌溫度過高還會導致返澀。盡管近年有較多的專利涉及柿子果醬的研制,但大多是所用甜味劑、配料及護色劑有所不同[64-66],對柿子果醬生產過程中關鍵性的技術難點尚無有效的解決方法。除柿子果醬外,還有少許柿子發酵飲料、柿子果脯、果丹皮及果糕的報道。

柿子類胡蘿卜素含量豐富,可賦予果醬良好的顏色,豐富的VC、多酚類化合物賦予其良好的營養和保健功能,果膠類物質含量多,利于果醬的加工,將柿子開發成低糖果醬,市場前景可期。

4 總結與展望

4.1 開展以柿單寧為主要內容的課題研究。一方面,以柿果或落果、柿皮等副產物為原料提取柿單寧,開發以柿單寧為主要成分的精細化工產品,如日本的柿單寧口含片、口香糖、潤膚乳、沐浴液、香皂等;另一方面,推進柿單寧與食品大分子之間的互作機制研究,為解決褐變、返澀、返濁等加工過程中的技術難點提供理論指導。

4.2 加快建立不同品種柿子理化成分與加工適應性數據庫。我國柿子品種繁多,不同品種柿子加工適應性差異顯著,進行我國主要柿產區及主要柿品種加工適應性數據的采集,對指導柿子加工意義重大。

4.3 著重開發以下幾類產品:柿餅,通過革新傳統工藝,加快柿餅的工業化進程,提高柿餅的品質。柿果全粉,將柿果全粉直接作為食品配料,添加到乳制品、餅干、面包等食品中,開發柿子功能食品。開發低糖柿子果醬及發酵型渾濁柿全果汁。

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Present situation and countermeasures of persimmon processing industry in China

LIU Tao1,ZHU Wei1,LI Chun-mei1,2,*

(1.College of Food Science and Technology,Huazhong Agricultural University,Wuhan 430070,China; 2.Key Laboratory of Environment Correlative Food Science(Huazhong Agricultural University), Ministry of Education Wuhan,Wuhan 430070,China)

This paper summarized the currently research progresses of persimmon preservation and deastringency,and analyzed the situation and problems of the traditional persimmon processing product including dried persimmon,persimmon wine,persimmon vinegar and persimmon jam at home and abroad. The processing trendency of the persimmon products should to be portabe,healthy and diversified in the future. In order to solve the problem of persimmon processing,the development and technological innovation of dired persimmon,whole persimmon powder,persimmon jam,fermented persimmon juice,functional persimmon tannin products might be very important. This paper generalized the advance and problems of Chinese persimmon processing industry,and put forward some thoughts on the future development of persimmon processing,which might be helpful for the transformation of Chinese persimmon resource advantage into economic advantage.

persimmon deep processing;current situation;processing problem;industry thoughts;processing strategy

2016-06-30

劉滔(1991-),男，碩士研究生，研究方向：食品科學，E-mail:

*通訊作者:李春美(1973-),女,教授,研究方向:植物多酚化學,E-mail:lichmyl@126.com。

公益性行業(農業)科研專項項目(201203047)。

TS255

A

1002-0306(2016)24-0000-00

10.13386/j.issn1002-0306.2016.24.000