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野生草莓果實品質性狀的研究進展

2014-01-29 03:55邵曉慶贠建民艾對元張紊瑋趙洪源
中國釀造 2014年4期
關鍵詞:漿果保鮮草莓

邵曉慶,贠建民,艾對元,張紊瑋,趙洪源

(甘肅農(nóng)業(yè)大學食品科學與工程學院,甘肅蘭州730070)

野生草莓果實品質性狀的研究進展

邵曉慶,贠建民*,艾對元,張紊瑋,趙洪源

(甘肅農(nóng)業(yè)大學食品科學與工程學院,甘肅蘭州730070)

野生草莓漿果是一種生長環(huán)境自然、無污染、純天然的食品。簡述了野生草莓資源在中國的種類及分布情況,通過對野生草莓漿果的貯藏保鮮、營養(yǎng)品質、功效成分等方面的研究報道進行綜述與分析,總結了野生草莓漿果的化學品質性狀,旨在為野生草莓漿果的深度開發(fā)利用及研究提供理論依據(jù)和基礎數(shù)據(jù)。

野生草莓;品質性狀;貯藏保鮮;營養(yǎng);功效

野生草莓為薔薇科(Rosaceae)草莓屬(Fragaria)。其果實略呈心形,鮮紅多汁,質地柔軟,酸甜適中,氣味芳香,每年5~6月間成熟。世界上草莓屬植物約50種,其中被廣泛栽培利用的資源是鳳梨草莓,其余多為野生狀態(tài)或半野生狀態(tài),分布于亞洲、美洲和歐洲各地[1]。野生草莓漿果因其具有良好的色澤和酸甜適口的風味深受消費者青睞,同時又是一種具有較高營養(yǎng)價值和保健價值的綠色水果[2],因此開發(fā)利用野生草莓漿果更能夠迎合現(xiàn)代人對食品的消費需求。目前,野生草莓漿果已成為野生果實領域的研究、開發(fā)熱點,許多學者對其貯藏保鮮、理化成分以及營養(yǎng)價值等方面進行了相關的研究,但是對于野生草莓漿果品質性狀的研究只是一些零星的報道,尚不系統(tǒng)。因此對近幾年有關野生草莓漿果化學成分、品質報道進行整理和歸納,以期為野生草莓漿果作為遺傳育種新資源及新型食品原料進行相關產(chǎn)品的開發(fā)提供參考。

1 中國野生草莓資源狀況

中國野生草莓資源十分豐富,是世界上野生草莓資源最豐富的國家,自然分布的野生草莓有11個種,約占世界草莓屬植物(20個種)的一半[3]。這11個種主要分布在中國的西北、東北和西南地區(qū),包括森林草莓(Fragaria vesca)、黃毛草莓(F.nilgerrensisSchlecht.)、綠色草莓(F.viridis Duch.)、五葉草莓(F.pentaphyllaLozinsk.)、纖細草莓(F. gracilisLozinsk.)、西藏草莓(F.nubicolaLindl.)、裂萼草莓(F.deltonianaGay)、東北草莓(F.mandschuricaStaudt)、東方草莓(F.orientalisLozinsk.)、西南草莓(F.moupinensis Card.)和傘房草莓(F.corymbosaLozinsk.)[4-5]。我國每年產(chǎn)生的野生草莓漿果達數(shù)十萬噸,有一定規(guī)模,而且分布較為集中,具有深加工開發(fā)潛力[4]。

2 野生草莓漿果貯藏保鮮技術研究

果品貯藏保鮮是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的延續(xù),也是食品加工的基礎和前體。草莓果實含水量大、果皮薄、組織嬌嫩,缺乏堅硬外皮保護,在收獲和運輸過程中極易受機械損傷和遭受微生物侵染,導致腐爛變敗而失去商品價值。目前國內(nèi)外研究有關草莓果實貯藏保鮮的方法很多,主要包括低溫貯藏、氣調貯藏、化學保鮮、高分子涂膜、輻射貯藏及酶法保鮮等[6-7]。

野生草莓果實采后的新陳代謝很快并且易受微生物的污染,在室溫條件下保質期不超過48h,其采后保鮮是個很復雜的問題[8]。2006年ALMENAR E等[2]對野生草莓果實的貯藏保鮮進行了研究,其將野生草莓果實貯藏在不同的氣調環(huán)境中,定期檢測CO2和O2對野生草莓果實的化學成分、品質參數(shù)、霉菌生長及感官品質的影響。結果表明,10% CO2與11%O2組合可以阻止真菌的生長,降低可溶性固形物及可滴定酸含量的變化,同時保留野生草莓果實的香氣成分。還發(fā)現(xiàn)氣調貯藏結合低溫可以有效地延長野生草莓果實的貨架期。另外,2009年ALMENAR E等[9]又通過添加2-壬酮來優(yōu)化野生草莓果實的活性包裝。研究發(fā)現(xiàn),添加低濃度的2-壬酮能夠降低真菌的發(fā)病率,還可以降低野生草莓果實的采后呼吸速率進而延緩產(chǎn)品衰老,并且不會影響產(chǎn)品的感官品質。因此,將抗菌劑2-壬酮與氣調包裝技術相結合可提高野生草莓果實的保質期。

3 野生草莓果實品質研究

草莓果實的糖、有機酸含量以及香氣物質對草莓的口感和風味品質起著重要的作用[10]。關于野生草莓漿果的品質,國內(nèi)外學者對其進行了大量的研究,尤其是對香氣物質方面的研究較多?,F(xiàn)將野生草莓果實品質研究現(xiàn)狀歸納如下:

3.1 野生草莓果實的糖、酸組成

研究發(fā)現(xiàn),野生草莓果實中糖含量為5%~42%,有機酸1.4%~8.7%,其中糖的種類主要有蔗糖、葡萄糖和果糖;而有機酸主要有蘋果酸、草酸和延胡索酸,有些品種還含有檸檬酸[11-14],MIKULIC-PETKOVSEK M等[11]發(fā)現(xiàn)野生草莓中還含有少量的酒石酸和莽草酸。大多數(shù)野生草莓果實的可滴定酸含量與栽培草莓相近,而可溶性固形物含量及糖酸比都明顯高于栽培種。2011年MILIVOJEVIC J等[13]分別對草莓、樹莓和黑莓三者的栽培種和野生種中的糖、有機酸的種類及含量分別進行了測定,并進行對比分析,結果表明,草莓栽培種和野生種的主要糖類均為果糖和葡萄糖,主要的有機酸均為檸檬酸,但是野生草莓中的糖含量和有機酸含量顯著高于栽培種,該研究得出可以篩選野生草莓的基因型通過育種來改善草莓栽培種的營養(yǎng)品質。2011年DOUMETT S等[14]對意大利不同品種野生草莓果實的品質進行了分析,結果發(fā)現(xiàn),該地區(qū)野生草莓果實的平均糖含量較低,為6%~11%,含酸量為1.4%~2.5%,與其他研究報道過的野生草莓果實明顯不同的是在該地區(qū)的野生草莓果實中均含有檸檬酸,并且檸檬酸的含量比蘋果酸的高,其平均含量為1.3%,而蘋果酸為0.23%,并且野生草莓品種不同其果實檸檬酸含量有顯著差異,但是其蘋果酸的含量沒有明顯差異。

3.2 野生草莓果實的香氣物質

與草莓栽培種相比,野生草莓的果實一般都較小,有些野生草莓單果質量低于0.5g,但是多數(shù)野生草莓果實具有特征性香味,如弗州草莓和五倍體野生草莓的果實具有濃郁的芳香性,綠色草莓果實具有清香味,黃毛草莓果實具有特殊的蜜桃香氣[4]。2010年趙密珍等[15]對我國分布的自然五倍體野生草莓果實的風味物質進行了分析研究,發(fā)現(xiàn)五倍體東方草莓和東北草莓果實中所含的香氣物質均達70余種,比栽培品種紅頰、櫪木少女、全明星等所含的香氣物質多,主要由酯類、醇類、酮類、醛類、呋喃類、萜烯類等組成。其中3-甲基丁酸乙酯為自然五倍體所特有,具有類似蘋果、香蕉的香氣,而2,5-二甲基-4-甲氧基-3(2H)-呋喃酮、2-戊酮、2-庚醇、1-己醇、(E)-2-己烯-1-醇的相對含量較高。研究發(fā)現(xiàn)2,5-二甲基-4-甲氧基-3(2H)-呋喃酮和2,5-二甲基-4-羥基-3(2H)-呋喃酮是成熟草莓果實的特征芳香成分[16],而PICKENHAGEN W等[17]在瑞士的野生種森林草莓果實中也檢測到這兩種物質,兩者總的含量為2.2mg/L。2013年DONG J等[18]對栽培種鳳梨草莓和野生種森林草莓的揮發(fā)性酯類組成以及兩者的香型進行了分析研究,結果在鳳梨草莓中鑒定出97種酯類,而在森林草莓中只有57種,其中乙酸己酯、乙酸辛酯、丁酸乙酯、己酸乙酯、辛酸乙酯、癸酸甲酯和癸酸乙酯是2種草莓共有的,而1-甲基乙酸十三烷酯、乙酸桃金娘烯醇酯、月桂酸乙酯是森林草莓特有的,并且發(fā)現(xiàn)森林草莓中主要的酯類為乙酸酯類,平均含量占總酯含量的81.92%。該研究還發(fā)現(xiàn)鳳梨草莓只有果香味,而森林草莓不僅具有果香味還具有明顯的花香味,這主要是由二者所含的揮發(fā)性酯類的差異所引起的。另外,PYYSALO T等[19]采用氣質聯(lián)用的方法對分布在芬蘭的野生草莓和栽培草莓果實的揮發(fā)性成分進行了檢測分析,結果在野生草莓果實中檢測到87種揮發(fā)性成分,而栽培種中僅有58種,在該野生草莓果實中僅檢測到2,5-二甲基-4-甲氧基-3(2H)-呋喃酮沒有檢測到2,5-二甲基-4-羥基-3(2H)-呋喃酮,同時發(fā)現(xiàn)2,5-二甲基-4-甲氧基-3(2H)-呋喃酮是該野生草莓果實的主要香氣成分。

4 野生草莓果實營養(yǎng)價值的研究

調查發(fā)現(xiàn),在一些地區(qū),人們將野生果實制作成各種果醬、甜點及酒精飲料等產(chǎn)品進行食用或銷售,這主要是因為野生果實具有較高的營養(yǎng)價值,可以作為食品強化劑提供人體所需的一些微量元素、維生素和礦物質等[20]。研究表明,野生草莓果實富含15種氨基酸,其中包括8種人體必需氨基酸,其種類主要是酸性氨基酸,含量占氨基酸總量的41.76%~49.76%,其次是中性氨基酸,占總量的37.72%~42.11%,再次是堿性氨基酸,占總量的9.50%~14.10%[21]。2004年朱恒等[12]對引自國內(nèi)外的21份分屬于5個野生草莓品種果實的氨基酸含量進行了測定和評價,結果表明,多數(shù)野生草莓果實的氨基酸含量明顯高于栽培草莓,其中最高的是五倍體野生草莓,含量為21.96μmol/L,綠色草莓與弗州草莓分別為15.64μmol/L和14.18μmol/L,而栽培種草莓的氨基酸平均含量為8.30μmol/L。1999年彭密軍[22]對我國張家界原始森林野生草莓果實的成分進行了分析,結果表明,該野生草莓果實中含有多種礦質元素,如K、Ca、Fe、Zn、Mg、Mn、Cu、Na、P、Se等,尤其Zn、K、Ca、Mg和Mn等元素的含量較高,其含量分別為7.0mg/100g、1795.6mg/100g、873.7mg/100g、645.2mg/100g和8.1mg/100g。野生草莓果實不僅富含人體必需的氨基酸和礦物質元素,而且還富含維生素,特別是維生素C。2006年REDZIC S J[23]對波斯尼亞野生草莓、山茱萸及越桔等野生植物果實的營養(yǎng)成分進行比較分析,結果表明,野生植物的果實不僅能夠滿足人體日常所需的基本營養(yǎng)物質,而且含有豐富的VC和VA,其維生素C含量范圍為100~200mg/100g。

5 野生草莓果實抗氧化功效成分的研究

野生草莓果實之所以深受消費者喜歡,不僅是因為其為綠色無污染的食品,更重要的是由于野生草莓果實具有很好的保健價值。研究表明,食用野生草莓果實能夠使人們降低患有癌癥、心血管以及其它慢性疾病的風險,同時野生草莓還具有很高的抗氧化能力和清除自由基能力,而這些功效主要歸因于其自身所含的多酚類物質[24-25]。2005年SCALZO J等[26]研究結果表明,水果品種不同,其抗氧化能力不同,發(fā)現(xiàn)各種水果抗氧化能力大小的順序為野生草莓>栽培種草莓>獼猴桃>蘋果、桃和杏,其中野生草莓果實的水溶性維生素E等價抗氧化能力為33.17μmol TE/g,是栽培種草莓的2.5倍。2011年MILIVOJEVIC J等[13]研究發(fā)現(xiàn)野生草莓中的總酚含量和總抗氧化能力均高于草莓栽培種,同時也高于樹莓和黑莓,并且發(fā)現(xiàn)野生草莓中總酚含量與總抗氧化能力之間呈顯著地正相關,這一結果表明,野生草莓可以作為良好的育種資源來增加栽培種草莓的營養(yǎng)價值及保健功效。2012年MIKULIC-PETKOVSEKM等[11]也得到類似的結果,對采自斯洛文尼亞的25種野生漿果和栽培漿果的糖類、有機酸以及酚類物質的含量進行了分析,結果發(fā)現(xiàn)野生漿果所含的糖、有機酸含量與栽培種沒有顯著地差異,但是與栽培種相比,野生漿果生長的環(huán)境比較惡劣,并且沒有受到化肥和農(nóng)藥的污染,正是這種生長環(huán)境增加了野生漿果酚類物質的含量,這在草莓、樹莓和黑莓種類中比較明顯,這些種類的野生種的酚類物質含量是其栽培種的2~5倍。2011年DOUMETT S等[14]對野生草莓和栽培草莓果實的功效成分進行了對比分析,發(fā)現(xiàn)野生草莓果實的總酚含量和檸檬酸含量以及1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基(DPPH自由基)的清除能力都明顯高于栽培種,同時還發(fā)現(xiàn)野生草莓果實中的總酚含量和檸檬酸含量分別與DPPH自由基的清除密切相關,并且,多酚類物質含量與自由基清除能力的相關系數(shù)更高。

多酚類物質之所以具有很高的抗氧化能力和清除自由基能力,主要是因為本身能夠減少或消除氧自由基,通過調節(jié)細胞氧化還原狀態(tài),有效抑制活性氧自由基,從而減少機體的損傷和疾病的發(fā)生[27]。野生草莓中多酚類物質主要有酚酸、黃酮醇和花青素等。MILIVOJEVIC J等[13]利用反相高效液相色譜的方法分析得到野生草莓中酚類物質主要有山奈酚、楊梅酮、槲皮素和鞣花酸,并且野生草莓中槲皮素和鞣花酸的含量顯著高于栽培種,尤其是鞣花酸,含量達122.5μg/g。2007年WANG S Y等[28]研究發(fā)現(xiàn)野生草莓果實中黃酮類的物質主要有槲皮素-3-葡萄糖苷、槲皮素-3-葡萄糖苷酸、山奈素-3-葡萄糖苷、山奈素-3-蕓香糖苷及豆醇葡萄糖苷,其中槲皮素黃酮的含量高于其他種類的含量,并且野生草莓果實中槲皮素黃酮和山奈酚黃酮含量比栽培種草莓高。2009年PE?ARRIETA J M等[29]發(fā)現(xiàn)槲皮素和山奈酚是野生草莓和其他草莓果實中比較常見的黃酮類物質,而該野生草莓果實中黃酮含量比其他種類的草莓和水果都高。2012年MIKULIC-PETKOVSEKM等[25]研究發(fā)現(xiàn)野生草莓中的黃酮醇主要有異鼠李素和山奈酚,其中包括異鼠李素-3-葡萄糖酸苷、山奈素-3-乙酰基糖苷、山奈素-3-香豆素糖苷、山奈素-3-丙二?;擒找约吧侥嗡?3-葡萄糖苷,并且發(fā)現(xiàn)野生草莓中黃酮醇的含量是栽培種的3~5倍。花青素也是野生草莓果實中主要的抗氧化物質之一,并且賦予野生草莓鮮紅的顏色[30],其種類主要有矢車菊色素和天竺葵色素[28-29]。2013年OZSEN D等[31]研究了野生草莓果實中抗氧化物質在熱處理過程中的變化,發(fā)現(xiàn)花青素單體在加熱過程中降解聚合為花青素聚合物,從而提高了野生草莓果實的抗氧化能力。總之,野生草莓果實的抗氧化活性物質種類豐富、含量較高。這些特殊的功效成分對于更深一步地開發(fā)利用野生草莓果實具有非常重要的意義。

6 展望

草莓屬于非呼吸躍變型果實,野生草莓果實只有達到一定的成熟度才具有良好的風味和色澤,并且因其采后新陳代謝很快且易受微生物的污染,貯藏保鮮比較困難。氣調貯藏和活性包裝技術雖然效果良好但成本較高,目前還沒有被國內(nèi)食品行業(yè)普遍使用,同時由于野生草莓果實的成熟期相對集中,加之不易運輸,耐貯性差。因此研究低成本、方便實用的貯藏保鮮技術將是提高野生草莓果實利用率的一個重要發(fā)展方向。

野生草莓因種類、地域及自然條件的差異,其果實營養(yǎng)物質和功效成分相差較大,但是大多數(shù)野生草莓果實的糖、酸含量使得其具有酸甜可口的滋味。因此,基于這個品質特點,野生草莓漿果適宜作為加工成罐頭、果汁、口服液、冰淇淋、甜點、酸奶、糖果、蜜餞、草莓醬等食品的原料和輔料。另外,糖含量較高的野生草莓果實,可用于生產(chǎn)果酒、利口酒、白蘭地等酒精飲料。因此,應根據(jù)野生草莓果實基本化學組成分析檢測的結果,來確定產(chǎn)品加工方向和加工方式。

由于野生草莓果實具有極佳的特征性香味,因此可用于育種和食品加工方面。今后對于野生草果實風味物質的進一步研究,不僅是發(fā)現(xiàn)其主要的香氣成分,更應探明不同品種果實所含主體香氣成分的閾值及其合成途徑,并闡明產(chǎn)地環(huán)境對香氣成分形成的影響及調控機制,以便在果實的發(fā)育及貯藏過程中加以調控,使生成的果實香氣物質更具目的性和代表性,從而更好地應用于遺傳育種和風味食品加工等方面。

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Research progress on fruit quality characteristics of wild strawberry

SHAO Xiaoqing,YUN Jianmin*,AI Duiyuan,ZHANG Wenwei,ZHAO Hongyuan
(College of Food Science and Engineering,Gansu Agricultural University,Lanzhou 730070,China)

Wild strawberry is a kind of pollution-free,pure natural fruit grown in natural environment.The species and distribution of wild strawberry in China was briefly described,the preservation,nutritional quality and functional component of fruit was reviewed and analyzed.The chemical quality of wild strawberry was summarized in order to provide theoretical basis and fundamental data for further exploitation,utilization and research.

wild strawberry;quality characteristics;storage and preservation;nutrition;efficacy

TS261.2

A

0254-5071(2014)04-0019-04

10.3969/j.issn.0254-5071.2014.04.005

2014-03-12

甘肅農(nóng)業(yè)大學青年導師基金(GAU-QNDS-201205)

邵曉慶(1989-),女,碩士研究生,研究方向為農(nóng)產(chǎn)品加工及貯藏。*

贠建民(1968-),男,教授,博士,研究方向為生物工程。

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