張其樂,耿婷,張麗,
1.南京中醫藥大學(南京 210023);2.南京中醫藥大學翰林學院(泰州 225300)
白果,是銀杏科植物銀杏(Ginkgo bilobaL.)的干燥成熟種子。白果含有多種營養元素,除淀粉、蛋白質、脂肪、糖類之外[1],還含有維生素C、核黃素、胡蘿卜素、鈣、磷、鐵、鉀、鎂以及白果酚、五碳多糖、脂固醇等成分[2-3],具有抗氧化[4]、抗炎[5]、神經保護[6-7]、抗腫瘤[8]、抗菌[9]等藥理活性。同時,白果中也含有多種毒性成分,大量攝入會導致間歇性痙攣、嘔吐、全身性驚厥甚至死亡[10],白果的毒性使得消費者望而卻步,制約了白果食品產業的發展。因此,對白果進行有效脫毒并且引進前沿技術和理念、開發創新性產品成為了白果產業目前的重點發展方向。白果作為我國傳統的藥食同源食材,其在食品加工產業具有很大的市場潛力[11]。
中國是世界上銀杏的主產區,也是最早開始種植銀杏的國家,中國的銀杏資源占全世界的85%。銀杏是我國重要的經濟林和綠化樹種。在中國,銀杏種植面積約40萬 hm2,栽培數量達25億株以上。且銀杏種植每年都以2 000萬~2 500萬株的速度遞增,白果年產量更是達到1.3萬 t。放眼全球,銀杏產業也擁有千億美元級別的產值。截至到2013年,全球銀杏相關產品的銷售額已突破1 000億美元大關[12]。在我國,相較于白果的藥物開發,白果相關食品的開發程度并不高,在白果的食品加工領域還存在脫毒脫苦等技術難題[13],而且由于種核加工企業規模小、數量少,滿足不了白果的資源消耗,使得白果過剩,銷售價格過低[14]。但隨著政府的扶持,龍頭企業的建設以及消費者對白果類養生保健食品需求的增長,白果食品產業潛力巨大,前景較好。
白果食品的加工和生產主要集中在銀杏的產地。江蘇省是我國銀杏的主產區,也是銀杏果、銀杏葉這類銀杏食品原料的生產大省,其銀杏產品的加工技術和規模在全國具有舉足輕重的地位。邳州和泰興作為江蘇銀杏產業的主產區,是全國有名的銀杏之鄉[15]。其中邳州的銀杏種核年產已達5 500 t,以此為主料生產的銀杏飲料、食品、保健品等年產可達800 t。目前,邳州已建成全國最大的標準化生產銀杏果(核)基地[14]。從2009年至2019年的10年中,邳州市的銀杏加工企業數量從不到30家增長到近70家,銀杏加工企業的產品種類不斷豐富,加工產品的技術含量也在飛速提升,最初只有簡單的銀杏葉、白果食品初加工,現在已經有銀杏酒和銀杏油等深加工產品,許多銀杏食品企業擁有諸多產品專利[16]。
近年來,白果相關的高附加值保健食品、休閑食品成為白果食品產業的發展方向。白果含有豐富的營養物質且極具保健功效,在食品領域具有很大的開發潛力。以白果為原料,經營養配方和科學方法精制而成的銀杏果各類食品,集美味、營養和保健于一體,具有廣闊的開發前景[17]。白果食用產品主要有初級加工的白果罐頭、銀杏脯、白果露,以及深度加工的白果超細粉、銀杏酒、銀杏醋等[18]。
1.2.1 白果初加工食品
1.2.1.1 白果罐頭
放眼我國的果蔬罐頭制造業,其行業產值高達831.9億元。我國主要的果蔬罐頭加工原料有桃子、櫻桃番茄和寬皮橘等[19-20]。我國果蔬罐頭的市場龐大,而以白果為原料的果蔬罐頭在市場上仍有很大的提升空間。白果罐頭的優勢在于白果具有一定的功能性和食療效果,且白果罐頭有助于白果的儲存。但白果罐頭的生產工藝較為復雜,批量生產的主要難點在于白果除去內種皮的工藝選擇。針對上述問題,梁立興等[21]提出使用蒸汽去皮法替代沸水漂洗法,不僅減少營養風味物質流失,且成品質量優于后者。白果罐頭在加注糖水后制作出的糖水白果罐頭有利于提升白果的風味口感和改善白果的營養價值。白果食品的廠家也應該充分發揮好白果的營養優勢,進一步提高白果罐頭在果蔬罐頭中的市場份額。
1.2.1.2 白果脆片
近年來,市面上出現了很多果蔬脆片加工產品。果蔬脆片得到了食品界和營養界專家的肯定。果蔬脆片在歐美日等注重食品健康且市場成熟的國家獲得一致好評,在我國也日漸受到消費者的青睞[22]。而白果脆片也逐漸進入人們的視野中。王藝霏等[23]在其研究中以感官評定為主要指標,通過響應面試驗分析,篩選出白果脆片的最佳工藝條件:老化時間18 h,油炸溫度150 ℃,油炸時間100 s,水分含量46.5%。此法有助于改善白果的風味和口感,最大限度地保留白果營養成分,使其成為一種高營養價值且極具保健功效的休閑食品。
1.2.1.3 白果粉
白果粉在加工過程中存在銀杏酸的脫除、白果粉速溶性低等技術限制。由此,唐仕榮等[24]研究并升級了銀杏酸脫除工藝、輔料添加對果粉速溶性的改善作用和噴霧干燥的工藝條件,得到一種具有較高安全性和速溶性能的白果粉制備工藝。薛新花等[25]在大量試驗的基礎上,依據數學模型并結合實際生產,探索了含水量最佳工藝參數以及白果粉得率最佳工藝參數。該團隊從大機器生產的角度優化了白果粉生產中的噴霧干燥工藝。石開文等[26]通過構建小鼠肥胖模型,探索長期食用脫毒銀杏粉與小鼠肥胖的關系,分析不同條件下肥胖小鼠的血液、脂肪組織等生理指標,結果顯示,當肥胖小鼠長期食用脫毒銀杏粉,其肥胖的癥狀得到明顯緩解。這也為我們未來對白果粉的食品開發和研究提供了新思路,可以進一步探索白果粉在減肥保健食品方向的研發。
1.2.2 白果深加工食品
1.2.2.1 銀杏面醬
蒲麗麗等[27]將銀杏加入到面粉中發酵,得到一種集保健、美味和營養于一體的銀杏甜面醬。此面醬咸甜適口,銀杏苦味不明顯,且醬香氣味濃,不僅解決了甜面醬形式單一的問題,也為銀杏的深加工提供了新思路。
1.2.2.2 酒類
目前,保健酒市場的年平均產值已達130億元左右,且未來幾年保健酒將達到500億元以上的份額[28]。果酒型保健酒的特點是兼顧營養和保健功效,擁有巨大的市場潛力。植物果實在發酵過程中會產生諸多對人體健康有益的成分。果酒產品總量穩步增長,品種繁多,市場前景廣闊[29]。以白果為特色原料的果酒型保健酒也進入市場。趙麗等[30]使用銀杏果和白砂糖為原料,從碳源比例、酸度、接種量、發酵溫度等多個維度探索銀杏酒的最佳發酵工藝條件,再使用正交試驗確定最佳發酵工藝條件,即銀杏果粉與白砂糖的比例為1∶4,發酵溫度為22 ℃,接種量為8%,SO2添加量為70 mg/L。
王靜等[31]對多種藥食同源的特色原料發酵的保健酒進行了研究。該團隊以黃芪、紅景天和銀杏為特色原料,采用高活性干酵母對三種原料的混合液進行發酵,通過感官評定、單因素試驗、正交試驗等科學方法的分析和驗證,最終得出黃芪紅景天銀杏發酵型保健酒的最適工藝參數,即在酵母用量為4%,發酵溫度為22 ℃,蔗糖濃度為19%,且酵母接種量對保健酒中黃酮總含量影響顯著的條件下,制備黃芪紅景天銀杏發酵型保健酒,成品酒香濃郁,酒質色澤清亮,口感潤滑,口味微甜怡人。
1.2.2.3 銀杏乳產品
Shen等[32]研究了噴霧干燥和冷凍干燥工藝對白果蛋白持水性和乳化性的影響,發現白果蛋白具有良好的功能特性,其在乳品行業的應用前景廣闊。在牛奶型飲料方面,李大勇等[33]采用醇提技術有效去除銀杏酚酸,目的讓銀杏原料有效脫毒,使食品達到安全標準。產品以銀杏漿和牛奶為原料,添加蔗糖、穩定劑等添加劑,開創了一種新型銀杏牛奶雙蛋白飲料的生產工藝,在有效保證營養價值的基礎上提高了銀杏產品的附加值,為銀杏食品在乳品行業的發展提供了新的開發途徑,豐富了復合乳飲料的種類。
白果具有較高營養價值,但因其具有一定毒性,使得消費者有所顧慮。李玲等[34]對銀杏不同部位的銀杏酸含量進行研究和測定,其含量的高低順序為外種皮>葉>白果種仁,且乙醇對銀杏酸的萃取測量值最高。戚怡婷[35]從物理法和化學法兩個角度提出降低銀杏果毒性的方案,即高壓蒸汽爆裂和植物乳桿菌發酵法。有研究團隊嘗試探索食品干燥方法對白果質量和毒性的影響,結果發現白果經過干燥后其中的毒素含量明顯下降。相比于冷凍干燥法和熱風干燥法,紅外干燥法用時短,去毒效果佳,白果質量和生物活性含量較高[36]。
我國的白果食品產業結構層次較低,主要從事比較初級的生產和加工,缺乏統一標準和終端產品,與歐美日韓等發達國家相比,存在很大差距。歐美、日本及韓國的銀杏產業結構層次較高,主要從事高質量、高附加值的銀杏終端產品,并且掌控著這些產品的生產和質量標準[37]。
江蘇作為我國銀杏生產的大省,其銀杏產量占全國總產量的比重在45%左右,為全國產量最高的省份。但仍然存在銀杏產品附加值低、技術力量薄弱、龍頭企業缺乏、宣傳力度不強等問題[38]。
銀杏雖然是中國特有的植物,但我國對銀杏的開發晚于歐美發達國家,且行業標準較低、技術水平落后,因而要想擺脫白果食品產業發展的落后局面,任重而道遠。我們需要吸取國際白果食品產業發展的經驗,結合我國的實際情況,在該領域迎頭趕上歐美發達國家。
目前我國沒有在白果食品領域制定相關的質量和檢測標準,因而白果食品的標準主要體現并參考銀杏葉提取物。歐美發達國家對銀杏的食藥產品開發制定有嚴格的標準,歐洲藥典對銀杏葉提取物中銀杏酸的含量要求是≤5 mg/kg。此外,歐洲藥典也對銀杏食品補充劑制定了相應的標準,對其活性成分如黃酮類化合物、銀杏內酯等含量也有嚴格的要求[39-40]。當然,我國也在加緊完善銀杏行業的標準體系,中國藥典2010年版和2015年版對銀杏酸的要求是≤10 mg/kg,最新的中國藥典2020年版已經將其標準改為≤5 mg/kg[41-42]。
歐美發達國家十分重視專用型銀杏栽培和繁育,諸多科研團隊對銀杏雄配子體發育、銀杏生態學及葉用栽培進行了系統研究。D’Apice等[43]對銀杏植物從胚珠外皮到種皮的發育過程展開了研究。通過監測授粉過程中銀杏胚珠的變化,結果發現花粉對胚珠發育的進程起關鍵作用。另有研究表明,銀杏幼苗在綠化和生長的過程中對溫度和光照條件非常敏感,在銀杏的栽培過程中需要特別關注溫度和光照這兩個生長條件[44]。我國當下面臨的問題是野生白果的產量很低,資源有限,無法滿足市場的巨大需求[45],所以加快研究銀杏的人工栽培、科學指導農民種植銀杏、根據供求關系合理擴大銀杏種植數量和面積十分重要。
以白果和銀杏葉為原料制成食品補充劑在國際上非常流行。食品補充劑是指以小單位劑量形式出現的含有濃縮營養源和其他食物成分的食品,可以減輕慢性疾病帶來的負擔,有針對性地為特殊人群補充飲食[46]。在荷蘭,白果和銀杏葉被制成植物食品補充劑廣泛使用[47]。美國食品藥品監督管理局將銀杏草藥制劑歸為食品補充劑,相較于藥品,食品補充劑的審批流程比較寬松,審批時間較短[48-49]。總的來說,不管是植物食品補充劑還是草藥制劑,這兩個概念都近似于我國提出的藥食兩用資源,我們可以借鑒國外先進的研發理念,充分發揮藥食兩用資源的功能性和食用性,合理安全地把藥食兩用資源的特點賦予在食品或功能性食品上。
白果早已成為我國飲食文化中不可或缺的一部分,我國很多美味佳肴都是以白果為原料制成的,比較常見的有白果燉雞、白果蒸蛋等,因而白果在食品領域的應用具有較高的群眾接受度。白果食品的發展前景廣闊,市場潛力巨大。隨著人們的營養意識逐漸提升,具有豐富營養成分和特殊保健作用的白果食品的市場需求也會越來越大,這也需要我們的食品工業不斷更新技術和豐富產品類型,讓白果食品真正走入人們的日常飲食[50]。
4.2.1 技術層面
近年來,我國許多科研機構和食品企業加快了在白果化學成分的分析以及綜合加工利用等方面的研究,但實際投入食品工業化生產的產品較少,科技成果的轉化率不高,使得白果的食用產品常常停留在初級食品加工水平,不能滿足人們對白果食品的消費需求。企業和科研機構應加快對白果的綜合加工利用,尤其是在食用方面,使白果食品加工逐步朝著精、深的方向發展,白果食品產業的技術革命勢在必行。
隨著現代農業和食品加工的快速發展,人們更加注重產品源頭的品質和安全,因而無損檢測技術已成為食品科學的一個重要研究熱點,無損檢測技術是利用電物性對食品原材料品質檢測、分級篩選。無損檢測技術有助于提升白果原料的分選效率,有助于監控好白果食品在貯藏、流通時的品質,有助于提升白果食品生產的機械化程度,從而提高我國白果食品的國際競爭力。趙琳瑩等[51]提出的無損檢測技術在銀杏種核質量檢測、食品加工和無胚銀杏等果業轉型升級發展中具有很大的潛力,論述了無損檢測技術在白果食品轉型升級發展中的可操作性和應用前景。該團隊的研究成果為白果食品的發展在技術層面提供了強有力的指導和支持。
4.2.2 政策層面
孫雪等[16]提出銀杏產業需要加快轉型升級。加快白果保健品的發展,提高其技術含量。以白果為原料,結合先進的食品科學技術,開展銀杏食品系列化研究,實現由初加工向深加工的轉移,正確引導白果產業走資源基地化、產品系列化、質量標準化、產業集團化的道路,使產品質量與國際接軌。產業轉型升級需要多方通力合作,政府部門出臺相應的扶持政策,財政部門補貼貸款,科技部門加快核心技術研發,企業自身也要內核驅動,加快產業升級力度[53],共同促進白果產業持續健康的發展。
白果是傳統的藥食同源食品。應用適當的中醫藥理論,配伍恰當的藥食同源的中藥材和食材,可開發出適用于養生調理的食品[54]。我們應該合理開發藥食同源資源,從產品的質量上把關,使產品符合國家食品安全法律法規的要求,同時也要兼顧到藥食同源資源的保健和營養功效,讓消費者放心,提升產品的口碑。
我們應該利用現有的科技成果、實用技術以及生產經驗,加大科研投入和創新力度,擺脫白果食品開發的被動局面,搶占質量標準體系高地,建立國際領先的質量標準體系。充分發揮傳統中醫藥特色,讓藥食同源產品可以真正進入市場。此外,提高產品質量才是生存的關鍵,需要企業、科研單位和政府三方通力合作,讓我們的中醫藥特色產品走進千家萬戶。