鮮食核桃研究進展

耿陽陽,張彥雄,胡譯文,何佳麗

(1.貴州省林業科學研究院,貴州貴陽 550000;2.貴州省核桃研究所,貴州貴陽 550000)

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鮮食核桃研究進展

耿陽陽1,2,張彥雄1,*,胡譯文1,2,何佳麗1,2

(1.貴州省林業科學研究院,貴州貴陽 550000;2.貴州省核桃研究所,貴州貴陽 550000)

近年來,鮮食核桃因較高的營養價值以及獨特的風味逐漸成為消費時尚。本文綜述了鮮食核桃在采收處理、貯藏保鮮以及加工方面的研究現狀,同時指出當前鮮食核桃研究的熱點與盲點,并對鮮食核桃的發展前景進行了展望,以期為鮮食核桃產品的研究與開發提供參考。

鮮食核桃,營養價值,采后處理,貯藏保鮮,產品開發

核桃(JuglansregiaL.)和泡核桃(J.sigillataDode)均屬胡桃科(Juglandaceae)核桃屬(Juglans),是世界重要堅果樹種,其中泡核桃是我國獨有種[1]。核桃由于具有較高的營養價值而被廣泛消費,它通常在烘干后以帶殼或去殼的方式進入市場。然而干燥過程或多或少的會導致核桃中的主要營養成分劣變和損失[2-4]。近年來,未經干燥而直接上市的鮮食核桃因其較高的營養價值以及獨特的風味和口感而備受推崇[5],在我國核桃主產區已形成了一定的消費市場[6]。

鮮食核桃雖然能夠更好的保存營養物質,但由于相關研究的滯后和產業支撐的缺乏,鮮食核桃目前主要以農產品的形式在核桃主產區當地消費,難以實現其商品的價值屬性。鮮食核桃要作為商品來銷售和消費需要解決的問題主要有鮮食核桃的采收和采后處理、鮮食核桃的貯藏方法和貯藏形式、鮮食核桃的加工和相關產品的開發。由于含有大量的水分,各種酶活性較高,采后極易失水、發芽和腐爛霉變。黃凱[7]等優先探討比較了鮮食核桃和干制核桃在0 ℃、0.03 mm聚乙烯袋包裝條件下貯藏時的生理生化變化,各指標驗證了鮮食核桃不耐貯藏。因此鮮食核桃采后的貯藏形式和貯藏方法是目前亟需解決的問題。隨著人們健康意識的增強以及相關科研人員的重視,有關鮮食核桃的研究已經逐步展開,并取得了一定的成果。本文結合國內外的最新研究結果,概述了鮮食核桃的研究現狀,探討鮮食核桃的發展前景,以期為鮮食核桃的產業發展提供參考。

1　鮮食核桃采收處理技術

1.1采摘

鮮食核桃是指核桃未經干燥而直接食用的核桃,其含水量大于17%[8],由于鮮食核桃含水量要求較高,因此核桃采收期不宜過晚,鮮食核桃采收可參照核桃采收標準或略早于完熟期采收。果實成熟標準是總苞(青皮)變成黃綠色,部分果實頂部出現裂縫,容易剝離;種仁硬化,幼胚成熟;核殼堅硬,呈黃白色[9]。

1.2采后處理

鮮食核桃含水量高,呼吸消耗大、油脂氧化哈敗突出。在采后處理及貯運過程中,如果溫度控制不好,也極易發芽、出現表面霉爛現象。目前針對鮮食核桃貯藏、銷售形式主要有3大類,即青果、堅果和核桃仁形式。

若以青果形式貯藏,則采摘時間不宜過晚,青皮頂部不開裂就要人工進行采摘,同時在貯藏前要對青果表面進行清洗、殺菌處理。

若以堅果形式貯藏,則鮮食核桃采摘后需要去皮,目前主要的去皮方法主要以堆漚、乙烯利噴灑堆漚法或采前乙烯利噴灑催熟法。此外魯墨森[10]對凍融法核桃脫青皮技術進行了研究,即利用低溫將核桃青皮冷凍后再通過融化去除青皮的方法。該方法具有快速、大量和連續生產的特點,保證了鮮食核桃仁的品質和含水量,對于核桃的鮮銷鮮食非常適用。

若以核桃仁形式貯藏、銷售,目前,市場上均使用干果核桃的脫殼方式,即以人工砸核桃或機械破殼后人工取仁,對于機械破殼,國內外普遍采用平板擠壓式、氣動式、平行輥子擠壓式。但目前使用的核桃破殼設備對核桃仁均有不同程度的破碎和大面積磨損(俗稱“露白頭”)[11]。且鮮食核桃殼含有一定量的水分,核殼具有一定韌性,市場上的核桃破殼機破殼效果不佳,較難取仁。因此,針對核桃破殼裝置需要做大量的改進性研究,摸索針對鮮食核桃殼特點的解決措施。

2　鮮食核桃貯藏保鮮技術

針對鮮食核桃的貯藏技術依據貯藏形式的不同也分為3大類,即青皮貯藏保鮮技術、鮮食堅果貯藏保鮮技術和鮮食核桃仁貯藏保鮮技術。

2.1青皮核桃貯藏保鮮技術

基于核桃鮮食趨勢的大背景,高書寶等[12]研究了青果核桃的貯藏模式,結果表明帶青皮核桃失水緩慢,外果皮能起到很好的保鮮作用。核桃果皮若完好無損則有利于長期保存保鮮,由此開辟了核桃以青果皮貯藏的保鮮技術。孫雯等[13-14]探討了采收期對青果核桃果實冷藏中采后生理、抗氧化特性以及耐貯性的影響,認為青果核桃果實采后生理代謝活性與耐貯性主要與采收期有關,受品種影響較小,且早期采摘果最耐貯藏。冀愛青等[15]在跟蹤青皮核桃冷藏過程中多酚含量變化時發現,爛果率與總酚含量呈高度正相關,與黃酮含量呈顯著負相關。顏廷才等[16]采用木醋溶液浸泡青果核桃,然后進行冷藏實驗,結果表明木醋溶液能較好的維持果實的貯藏品質,延緩丙二醛(MDA)含量及多酚氧化酶(PPO)、脂氧合酶(LOX)的活性增加,較好地保持了過氧化物酶(POD)和過氧化氫酶(CAT)的活性。李江闊等[17]采用1-甲基環丙烯(1-MCP)涂膜處理有效的降低了果仁、果皮褐變率,抑制了MDA含量增加,較好的保持了青皮核桃原有的色澤品質。此外王進等[18]和Jiang等[19]進一步使用ClO2和1-MCP的二步貯藏法,認為ClO2相比1-MCP能更好的延緩冷藏青皮核桃的腐爛和堅果的霉變。王進等[20]和郭園園等[21]都采用聚乙烯袋(PE)自發氣調方式對核桃青果進行鮮貯實驗,結果認為PE20保鮮效果較差,以PE50和PE40包裝保鮮效果最好,貯藏60 d時果實腐爛指數小于10%,貯藏期最高可達90 d。楊曦等[22]通過不同貯藏方式研究對核桃青果的生理品質影響,認為貯藏環境中O2濃度越低,保鮮效果越好,使用塑料袋抽真空包裝,在溫度(1.0±0.5) ℃、相對濕度90%～95%條件下可貯藏120 d,貯后青皮褐變程度低,果實色、香、味、形俱佳。

綜上所述,以青果形式貯藏的鮮食核桃由于堅果外面青果皮的包裹,有效地阻止了外來微生物的侵入,延緩了核仁褐變速度,降低了核仁水分流失速率,能夠更好的保持鮮食核桃的特有風味和口感,然而,以該種形式貯藏需要保證青果皮的完整度,即青果在未自然掉落前進行采收,這增加了采收難度和采收成本。此外,若青果貯藏不當,果皮會出現腐爛、發黑、流水等現象,極易污染鮮食核桃堅果和核仁,造成核仁發黑、異味。

2.2鮮食核桃堅果貯藏保鮮技術

由于青果皮易腐爛、發黑的特點,科研人員開始嘗試鮮食核桃以堅果形式進行貯藏。Christopoulos等[23]在跟蹤鮮食核桃的冷藏過程時,發現鮮核桃仁帶殼可有效延緩內種皮的褐變速率,但對總酚和總抗氧化能力沒有影響。李孫玲等[24]研究不同貯藏溫度對鮮食核桃堅果呼吸速率和油脂品質影響,發現在150 d貯藏期內,(0±1) ℃貯藏效果最好,可較好地保持核桃的營養品質。尚艷姣等[25]比較了鮮食和干食核桃在低溫(0 ℃)下貯藏過程中的抗氧化能力,發現鮮食核桃的總抗氧化能力明顯高于干食核桃,但鮮食核桃的酸值、過氧化物值和TBA值較高,在采后貯藏期間容易酸敗和受微生物的侵染而發生霉變。袁德保等[26]通過不同包裝處理和不同貯藏溫度研究發現貯藏溫度、包裝袋、縫合線緊密度對油脂酸價影響顯著,而縫合線緊密度對脂肪酶活性無顯著影響。張麗萍等[27]探討了不同包裝對鮮食核桃堅果的保鮮效果,認為用PE30或PE50包裝為鮮食核桃保鮮較為理想的方式。馬艷萍等[28]針對鮮食核桃堅果冷藏期間氨基酸組分進行跟蹤,發現在貯藏過程中,氨基酸含量呈現先上升后下降趨勢,以30 d時的含量最高。另外,馬艷萍[29]、耿陽陽等[30]針對不同品種鮮食核桃做了冷藏實驗,均認為鮮食核桃堅果貯藏品質受品種影響較大,60 d為鮮食核桃堅果的適宜貯藏期。此外,馬艷萍[29]還發現鮮食核桃冷藏至90 d左右,堅果會出現縫合線開裂現象,若溫度上升至15 ℃環境,還會出現發芽現象。

在脫青皮以及貯藏過程中,鮮食核桃堅果表面還容易受到外來微生物的污染,在貯藏后期易發生霉變。黃凱等[31]從鮮食核桃堅果中分離、鑒定出一種腐爛病原菌——擴展青霉,并進行了體外抑菌研究,認為復合防腐劑(納他霉素∶雙乙酸鈉∶對羥基苯甲酸丁酯=0.2951∶0.3195∶0.3854)的濃度和抑菌效果之間具有極顯著的線性關系;同時指出防腐劑加入被膜劑可能會更有效的抑制霉菌生長。耿陽陽等[32]采用病原菌形態鑒定與rDNA-ITS鑒定相結合的方法,確定引起鮮食核桃霉爛的主要病原菌為毛霉屬(Mucor)、鐮孢菌屬(Fusarium)、曲霉屬(Aspergillus)。

針對鮮食核桃堅果貯藏過程中發芽和霉變的問題,馬艷萍[33]課題組率先采用輻照技術研究鮮食核桃輻照效應,探索了60Coγ的輻照劑量[8,34]對鮮食核桃冷藏期貨架品質的影響,并進一步研究了輻照對鮮食核桃萌芽率[35]、采后膜脂過氧化作用[36]、胚芽內源激素含量[37]、胚細胞超微結構[38]的影響,認為輻照劑量0.05 kGy即可完全抑制鮮核桃胚芽的萌發,而0.3～0.5 kGy能夠明顯提高鮮食核桃冷藏期間的超氧化物歧化酶(SOD)、CAT活性,減少MDA的積累,抑制POD、LOX活性,降低過氧化值(PV),并對脂肪、脂肪酸、氨基酸及VE等營養成分的保存效果尤為明顯,具有明顯的貯藏保鮮效果,確定為鮮食核桃最佳輻照劑量。除此之外,耿陽陽等[39]嘗試使用解淀粉芽孢桿菌發酵液應用在鮮核桃保鮮中,但保鮮效果不甚理想。

總之,鮮食核桃堅果貯藏面臨的最大問題為堅果失水、霉變和發芽。如果以堅果形式貯藏,除要考慮好解決這三大問題的方法外,鮮食核桃內種皮氧化褐變也是一個問題,只有解決這些問題才能真正做到長期供應市場,而不是僅在主產區銷售。

2.3鮮食核桃仁貯藏保鮮技術

由于鮮食核桃殼具有一定韌性,目前難以進行工業化、規模化破殼,因此針對鮮食核桃仁的貯藏研究較為空白,市場上主要的貯藏方法以冷藏或凍藏為主,為防止鮮食核桃仁內種皮發生氧化褐變,兩種方式:一種是脫掉內種皮,第二種為加入護色劑并真空包裝和充入氮氣或惰性氣體。另外,王偉等[40]在核桃果實中分離出4種內生真菌,因此真空包裝冷藏鮮食核桃仁要充分考慮核桃內生真菌及其次級代謝產物的食用安全性。

3　鮮食核桃加工技術

鮮食核桃自身區別于干果核桃,且國內流行時間較短,核桃脫殼、脫皮等加工技術尚未成熟,難以進行工業化加工,少數加工企業也僅依靠人力進行加工,當前鮮食核桃的加工技術主要以實驗室研究為主。

由于鮮食核桃內種皮中含有較高的酚類物質,導致其極易氧化褐變成醌類,造成口感和品相不佳[41],因此在鮮食核桃的貯藏加工中主要面臨著護色和去皮兩大問題。針對核桃內種皮護色,陳曦等[42]采用單因素正交實驗,探索出檸檬酸對核桃內種皮的護色效果最為顯著。魯墨森等[43]采用凍融法去除鮮食核桃內種皮,結合抗壞血酸浸泡解決了內種皮褐變問題;并采用冷藏或凍藏方式進行貯藏,得到的產品顏色純正,鮮食甜脆,無油膩感,最大限度保持了其營養價值。于明等[44]基于鮮食核桃的良好口感和不油膩的特性,研究了鮮核桃乳生產工藝,并通過護色、磨漿、乳化等工藝生產出感官質量和營養價值具佳的核桃新產品。

綜上所述,鮮食核桃產品簡單,種類較少,即使一些具有創意的鮮核桃新產品也基本停留在實驗室研究上面。因此,針對鮮食核桃應加大研發力度,推進產品市場應用。

4　鮮食核桃產業發展前景

隨著核桃產業的深入細分發展,市場對核桃加工產品品質和營養價值的要求也越來越高。鮮食核桃作為核桃產業發展的新方向,為人們提供了更多的選擇,這也將極大地拓展核桃產品的加工潛力和市場空間。然而鮮食核桃因含有較高的水分,各種理化特性均與干果核桃有較大差異,核桃鮮食產業還面臨著很多問題。在產品加工方面,核殼因含有水分而韌性較強、脆性較差,且果皮采后極易失水、發芽和霉爛,難以進行商品化加工和營銷;在市場監管方面,國家和地方目前均缺乏有關鮮食核桃行業標準,產品質量難以評定,市場監管較難。這些問題極大影響鮮食核桃的規模化加工和產業化發展。

因此針對目前出現的問題,未來對鮮食核桃的研究及發展方向應主要集中在這幾個方面:深入研究鮮食核桃貯藏保鮮關鍵技術,創新開發適合鮮食核桃貯藏的最佳方式,以期延長其貯藏期和貨架期,為鮮食核桃周年供應打下基礎;在干核桃破殼機的基礎上,針對鮮核桃殼韌性較強的特性,創新破殼技術和工藝,最終實現鮮食核桃機械化破殼和分離;加快鮮食核桃相關行業地方和國家標準制訂,加強鮮食核桃產品市場管理,為鮮食核桃商業化運作提供產品質量評定依據;加強鮮食核桃相關產品研發,豐富鮮食核桃產品種類,加快產品成果轉化,努力推進其產品市場化。通過這些方面的研究與發展,會進一步增強我國鮮食核桃產品市場競爭力,為我國核桃產業走出去戰略提供了更好的保障。

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一套《食品工業科技》在手，

縱觀食品工業發展全貌

Research progress of fresh walnuts

GENG Yang-yang1,2,ZHANG Yan-xiong1,*,HU Yi-wen1,2,HE Jia-li1,2

(1.Guizhou Academy of Forestry,Guiyang 550000,China;2.Guizhou Institute of Walnut,Guiyang 550000,China)

In recent years,fresh walnuts is becoming increasingly popular in the market. Current research progress of postharvest storage,treatments and product development in fresh walnuts was reviewed in this paper. In addition,a hot and blind spot in fresh walnuts was mentioned. In order to provide the reference for fresh walnuts industry,the prospect of fresh walnuts in food industry was also mentioned.

fresh walnuts;nutrition value;post-harvest handling;preserving technology;product development

2016-02-19

耿陽陽(1987-)，男，碩士，研究實習員，研究方向：農產品貯藏加工，E-mail:yygengfood@sina.cn。

張彥雄(1964-)，男，碩士，副研究員，研究方向：植物及土壤分析測試，E-mail:zyx64@tom.com。

貴州省林業廳青年基金(黔林科合J[2015]13號)；貴州省核桃研發團隊服務企業行動計劃(黔科合服企[2015]4010號)。

TS255.6

A

1002-0306(2016)16-0396-04

10.13386/j.issn1002-0306.2016.16.070