程志華 , 龔 霄 ,劉洋洋 ,周 偉 ,魏曉奕 ,李積華 ,林 茂
(1.中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所,廣東湛江 524001;2.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院,湖北武漢 430070;3.農(nóng)業(yè)部熱帶作物產(chǎn)品加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廣東湛江 524001;4.貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展研究所,貴州貴陽(yáng) 550006)
番荔枝又稱為釋迦果、洋波羅、佛頭果,屬于番荔枝科(Annonaceae)番荔枝屬(Annona)植物,與荔枝、菠蘿、芒果、莽柿(山竹),并稱“世界五大熱帶名果”。番荔枝果肉白嫩香甜、營(yíng)養(yǎng)豐富、適應(yīng)性強(qiáng),是我國(guó)熱帶地區(qū)重要的珍稀水果之一[1],也被海南省列入出島名錄。
我國(guó)番荔枝種植、保鮮和加工起步晚、發(fā)展慢,絕大多數(shù)僅限于鮮果產(chǎn)地自銷,潛在的資源優(yōu)勢(shì)和品牌優(yōu)勢(shì)尚未充分發(fā)揮出來。番荔枝果實(shí)采后容易軟化、腐爛變質(zhì),發(fā)生裂果、褐變等現(xiàn)象,且不耐低溫冷藏,是制約我國(guó)番荔枝商品流通和市場(chǎng)銷售的重要原因之一。主要介紹了番荔枝的生物學(xué)特性、營(yíng)養(yǎng)組成、采后生理變化、貯藏保鮮,以及在食品和醫(yī)藥方面的應(yīng)用等研究現(xiàn)狀,并展望其發(fā)展前景。
番荔枝為落葉或半落葉性小喬木,適生于深厚、肥沃、排水良好的沙壤土,喜光、喜溫暖濕潤(rùn)氣候、不耐寒,要求年平均溫度在22℃以上,主要果實(shí)成熟期在6月份到11月份。番荔枝呈球形或圓錐形,黃綠色,單果質(zhì)量150~350 g,果面瘤狀凸起,龜裂紋明顯,有薄白蠟粉[2]。番荔枝為呼吸躍變型果實(shí),后熟期短,易變軟,果肉白色,微甜有特殊香氣風(fēng)味;種子褐色光滑、細(xì)小,幾乎30%的水果質(zhì)量由種子組成。一般來說,單一水果中存在20~40粒種子。
番荔枝共120余屬,2 100余種,廣泛分布于熱帶和亞熱帶地區(qū)。世界上主要的番荔枝生產(chǎn)國(guó)有西班牙、智利、印度和泰國(guó),其栽培面積和產(chǎn)量分別達(dá)到了10 000 hm2和8 000 t[3-4],主栽品種有普通番荔枝(A.squamosa L.)、毛葉番荔枝或秘魯番荔枝(A.cherimola L.)、刺果番荔枝(A.muricata L.)、雜交番荔枝(Atemoya) 4種。我國(guó)有24屬103種和6個(gè)變種,分布于浙江、江西、福建、臺(tái)灣、湖南、廣東、廣西、云南、貴州和西藏,其中,我國(guó)廣東省和海南省的栽培面積最大,分別達(dá)600 hm2和500 hm2。我國(guó)栽培品種主要有普通番荔枝、圓滑番荔枝、刺果番荔枝、毛葉番荔枝(秘魯番荔枝或高山番荔枝)、阿蒂莫耶番荔枝(AP番荔枝) 等[5-6],其中,以廣東省澄海市樟林果園的品種“林檎”最為盛名。根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r,一般4年生株產(chǎn)7~10 kg,8年生株產(chǎn)達(dá)50 kg[7],售價(jià)20~40元/kg,而進(jìn)口番荔枝鮮果市場(chǎng)價(jià)格在50~100元/kg,具有非常好的經(jīng)濟(jì)效益[4]。
番荔枝果實(shí)營(yíng)養(yǎng)豐富、脂肪含量低、風(fēng)味品質(zhì)好[5,8],果肉細(xì)嫩香美,猶如柔滑的奶脂,風(fēng)味獨(dú)特、清喉潤(rùn)肺、營(yíng)養(yǎng)豐富,還具有抗癌、抗霉菌、殺蟲等功效,被譽(yù)為“南果珍品”[9-10]。
100 g番荔枝果實(shí)中主要的營(yíng)養(yǎng)組成見表1。
表1 100 g番荔枝果實(shí)中主要的營(yíng)養(yǎng)組成/mg
從營(yíng)養(yǎng)學(xué)的角度看,番荔枝果實(shí)是營(yíng)養(yǎng)非常均衡的熱帶水果,含有豐富的糖類、蛋白質(zhì)、氨基酸、維生素等,還含有豐富的鐵、鈣、磷等礦物質(zhì)元素,有著豐富的營(yíng)養(yǎng)保健功效和開發(fā)利用價(jià)值。丁利君等人[11]研究發(fā)現(xiàn)番荔枝果實(shí)中含糖量高達(dá)18.15%,比一般水果中的含糖量高。脂肪含量也比較高,是梨的8.3倍,草莓的4倍,這是一般蔬菜水果不具備的特點(diǎn)。
蛋白質(zhì)是人類賴以生存的營(yíng)養(yǎng)要素,是生命的物質(zhì)基礎(chǔ)。番荔枝果實(shí)中含有多種蛋白質(zhì),每100 g番荔枝中含有1.53~2.38 g。同時(shí)番荔枝的粗纖維含量較高,能夠有效促進(jìn)腸蠕動(dòng),排出積存在腸內(nèi)的宿便。
番荔枝油脂富含不飽和脂肪酸,具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和保健功能[12]。每100 g番荔枝中含脂肪0.26~1.10 g。另外,番荔枝籽顆粒大,富含油脂,具有開發(fā)利用價(jià)值。梁敏等人[13]利用GC-MS分析番荔枝籽的油脂,發(fā)現(xiàn)油脂率高達(dá)29.2%,含有8種脂肪酸,其中不飽和脂肪酸含量較高。
番荔枝果肉中總氨基酸含量達(dá)101 mg/100 g。含有16種氨基酸,包括7種人體必需氨基酸,其中色氨酸9 mg/100 g,蛋氨酸7 mg/100 g,賴氨酸53 mg/100 g。賴氨酸是大腦神經(jīng)細(xì)胞再生的氨基酸,蛋氨酸參與蛋白質(zhì)的合成。
番荔枝中含有VB1,VB2,VB3,VC,VC的含量 (12.74 mg/100 g) 明顯高于梨 (1 mg/100 g) 和蘋果(5 mg/100 g)[7]。VC可以清除自由基,具有抗氧化、預(yù)防壞血病、增強(qiáng)免疫力的作用;VB1可以同時(shí)幫助消化,提供足夠的能量;VB2有消除炎癥的功效,同時(shí)還含有β-胡蘿卜素,攝入后會(huì)轉(zhuǎn)化為VA,具有改善視力、緩解皮膚粗糙的作用。
番荔枝果實(shí)中含有多種礦質(zhì)元素,K,Na,Ca,Mg,F(xiàn)e,Zn的含量都很高,K,Na,Ca,Mg保持一定比例,可促進(jìn)肌肉收縮,維持神經(jīng)肌肉應(yīng)激性[7]。同時(shí),豐富的Ca,Mg,Mn,F(xiàn)e,Zn等對(duì)兒童智力發(fā)育、防治貧血等有重要作用,這些礦物質(zhì)均是維持人體健康必不可少的元素。
番荔枝果實(shí)的后熟期極短,通常只有1~3 d,剛采時(shí),有較高的硬度,果皮呈黃綠色。常溫下,果實(shí)硬度下降,第1天果肉呈淡黃色,稍硬;第2天果肉呈乳黃色,微軟;第3天呈乳白色,較軟,果皮開始開裂,果肉部分汁液從裂縫流出,果肉顏色從乳白變黃,直至失去食用價(jià)值[3,13-14]。
番荔枝是典型的呼吸躍變型果實(shí),貯藏初期呼吸速率和乙烯釋放量穩(wěn)步上升。番荔枝果實(shí)有1~2個(gè)呼吸高峰。常溫下,第1個(gè)呼吸高峰發(fā)生在采后的第1~2天,第2個(gè)呼吸高峰發(fā)生在采后的第3~4天[14-15]。另外,乙烯的生產(chǎn)量還與貯藏的溫度相關(guān)。研究發(fā)現(xiàn),從果實(shí)開始變軟時(shí),出現(xiàn)躍變高峰,并隨著貯藏溫度的降低,呼吸躍變的高峰也隨之推遲,呼吸強(qiáng)度減弱。但當(dāng)貯藏溫度降至8℃時(shí),呼吸速率逐漸減弱[16]。
植物細(xì)胞在衰老過程中活性氧的產(chǎn)生與清除平衡會(huì)遭到嚴(yán)重破壞,導(dǎo)致膜系統(tǒng)遭到傷害,而果實(shí)的保護(hù)酶系統(tǒng),包括過氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)等細(xì)胞可以清除植物體內(nèi)氧自由基而減輕傷害[8,17]?!胺侵掾湴痢狈笾υ谫A藏過程中SOD活性始終呈下降趨勢(shì),POD活性在貯藏前期迅速下降,后期又迅速回升。PPO與番荔枝的褐變有關(guān),采后番荔枝PPO活性前期緩慢下降,第6天后又急劇上升[18]。而普通的番荔枝室溫貯藏時(shí)PPO活性始終很低,POD,SOD活性在貯藏初期稍有上升,在果實(shí)軟化時(shí)急劇下降[19]。不同品種的番荔枝果汁具有不同的生理特性。在果實(shí)衰老過程中,番荔枝的保護(hù)酶系統(tǒng)活性較低,可能是導(dǎo)致采后番荔枝易衰老腐爛的原因。
多胺在果蔬中具有延緩衰老、延長(zhǎng)貯藏壽命的作用[20-21],是與果實(shí)成熟有關(guān)的生物調(diào)節(jié)劑。番荔枝果實(shí)在貯藏過程中多胺發(fā)生了較明顯的變化,而多胺的變化又影響著果實(shí)乙烯產(chǎn)量和果實(shí)硬度的變化。Escribano M I等人[22]研究了在不同貯藏溫度下番荔枝果實(shí)多胺和腐胺的變化,發(fā)生精胺在低溫貯藏早期呈下降趨勢(shì),亞精胺在低溫下隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)而下降,而在20℃貯藏時(shí)始終呈上升趨勢(shì)。在20℃條件下,未熟的番荔枝果實(shí)多胺的存在形式主要以亞精胺為主,隨著果實(shí)后熟,亞精胺含量逐漸降低,腐胺含量大大提高,并且這些變化都是在乙烯高峰前發(fā)生[23]。在貯藏過程中多胺形成量降低,可能導(dǎo)致番荔枝果實(shí)在低溫下易遭受冷害。另外,多胺已應(yīng)用到氣調(diào)貯藏中,探究番荔枝的保鮮效果有待研究。
采后的番荔枝果皮褐變率明顯提高,隨著果實(shí)成熟,褐變程度下降[24]。輕微的果實(shí)褐變并不會(huì)影響到果肉的變化,果肉仍可以保持乳白色[25]。未成熟的番荔枝果實(shí)中含有單寧物質(zhì),導(dǎo)致果肉有澀味,隨著果實(shí)的成熟,單寧被氧化,澀味降低[26]。單寧的變化規(guī)律與果皮褐變也存在一定的關(guān)系[27]。
番荔枝采后呼吸代謝旺盛,極易腐爛,屬于呼吸躍變型果實(shí)。延長(zhǎng)番荔枝果實(shí)的衰老,關(guān)鍵是推遲其呼吸躍變。一方面可以通過降低貯藏溫度,來推遲呼吸躍變高峰的出現(xiàn);另一方面還可以通過氣調(diào)貯藏,調(diào)節(jié)O2和CO2的體積分?jǐn)?shù),降低呼吸躍變發(fā)生的強(qiáng)度,達(dá)到延長(zhǎng)貯藏壽命、提高好果率的目的。
低溫貯藏是控制和延長(zhǎng)采后果蔬品質(zhì)的方法之一,可以降低果實(shí)的呼吸強(qiáng)度、新陳代謝,抑制病原菌的生長(zhǎng)繁殖。但貯藏溫度太低可能導(dǎo)致采后果蔬發(fā)生冷害,主要表現(xiàn)為生理代謝平衡嚴(yán)重破壞、內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)損傷、果皮褐變、果實(shí)僵硬,不會(huì)軟熟。多數(shù)品種最適宜的貯藏溫度為8~9℃[28-29]。
番荔枝是典型的熱帶、亞熱帶水果,對(duì)低溫非常敏感。研究表明,番荔枝的貯藏溫度,應(yīng)根據(jù)果實(shí)成熟度確定,低熟度果實(shí)適宜的溫度為18~20℃,中熟度果實(shí)以15~18℃為宜,而高熟度果實(shí)以12~15℃最佳,并且濕度都要保持在90%以上。果實(shí)低溫貯藏后,貯藏壽命可以延長(zhǎng)5~6 d,并保持較好的顏色、硬度和風(fēng)味[30]。番荔枝果實(shí)采后在溫度26~33℃,濕度85%~90%,貯藏壽命只有3 d,而隨著貯藏溫度降低,貯藏壽命可延至15 d左右。同時(shí),10~15℃是采后番荔枝果實(shí)適宜的貯藏溫度,8℃以下貯藏會(huì)造成不可逆的冷害[16]。
氣調(diào)貯藏是一種安全且有效的水果貯藏保鮮技術(shù),其原理是改變貯藏空間的氣體體積分?jǐn)?shù),主要是調(diào)節(jié)O2和CO2體積分?jǐn)?shù),控制水果的呼吸作用等其他生理活動(dòng),以達(dá)到延緩果實(shí)衰老的目的。研究發(fā)現(xiàn),室溫氣調(diào)貯藏和氣調(diào)冷藏在不同程度上延長(zhǎng)了不同成熟度的番荔枝果實(shí)的保質(zhì)期,且在保鮮期內(nèi)番荔枝的食用品質(zhì)與正常后熟接近。雖然氣調(diào)貯藏對(duì)番荔枝的貯藏壽命有明顯的延長(zhǎng)作用,但對(duì)貯藏后期出現(xiàn)的裂果仍難以徹底抑制,影響了番荔枝的外觀。
目前,已有研究者利用復(fù)合涂膜保鮮劑、外源草酸或殼聚糖涂膜處理番荔枝果實(shí),延長(zhǎng)番荔枝果實(shí)的貨架期。弓德強(qiáng)等人[31]利用1-MCP處理冷藏番荔枝能顯著提高番荔枝的好果率,延緩貯藏前期可溶性固形物含量的上升,推遲成熟,貯藏后期可提高相關(guān)酶的活性,保鮮效果明顯。陳蔚輝等人[32]利用微波爐對(duì)采后番荔枝果實(shí)進(jìn)行處理,短時(shí)微波處理延緩了果實(shí)呼吸和乙烯釋放高峰的出現(xiàn),延長(zhǎng)貯藏壽命1~3 d,但微波超過30 s會(huì)產(chǎn)生熱傷害。
番荔枝果實(shí)清甜、酸甜適中、營(yíng)養(yǎng)豐富,具有美容養(yǎng)顏、補(bǔ)充體力、清熱解毒等功效,深受廣大消費(fèi)者的喜愛,具有廣闊的功能性食品開發(fā)應(yīng)用前景。在馬來西亞,在番荔枝中加入冰激凌或與牛奶混合,制成冷飲食用。丁利君等人[33]利用復(fù)合果膠酶研究番荔枝果汁的最佳工藝參數(shù),同時(shí)復(fù)合果膠酶對(duì)番荔枝果漿水解澄清,透過率可達(dá)98%,達(dá)到工業(yè)生產(chǎn)果汁的要求。也有研究以玉米抗性淀粉和番荔枝作為原料,將其制備成功能性壓片糖果,提供了番荔枝的食用價(jià)值及功效,具有一定的經(jīng)濟(jì)效益。番荔枝還可制成飲料、糖果、復(fù)合飲品、罐頭、果酒等食品,減少采后損失,提高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。
番荔枝中含有多種不同類型的活性物質(zhì),包括生物堿、萜類、環(huán)肽、萜甾和糖苷等,結(jié)構(gòu)多樣、生物活性廣泛,特別是在抗癌、抗腫瘤、抗寄生蟲等方面表現(xiàn)出很好的活性。同時(shí),番荔枝種子還具有殺蟲、調(diào)節(jié)血壓等功能,還是一種抗抑郁劑和廣譜抗生素。1982年Jolad等人首先分離得到第一個(gè)番荔枝內(nèi)酯化合物,并發(fā)現(xiàn)其具有強(qiáng)大的抗癌、抗菌、殺蟲等藥用價(jià)值。研究發(fā)現(xiàn)番荔枝內(nèi)酯對(duì)胃癌細(xì)胞的體外活性包括生長(zhǎng)能力、遷移能力和黏附能力有抑制作用。楊海軍等人[34]從番荔枝種子中分離得到23個(gè)化合物,其中9個(gè)為番荔枝內(nèi)酯化合物,并且通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)9個(gè)番荔枝內(nèi)酯化合物均具有較強(qiáng)的抗腫瘤活性。番荔枝內(nèi)酯是一類可開發(fā)成為新型抗癌藥物的天然產(chǎn)物[7],被喻為“明日抗癌之星”。
番荔枝是我國(guó)熱帶地區(qū)的重要名優(yōu)水果之一,風(fēng)味獨(dú)特、營(yíng)養(yǎng)豐富,具有廣闊的市場(chǎng)開發(fā)前景。但番荔枝的收獲季節(jié)較短、不耐貯藏,雖然保鮮處理能夠顯著延長(zhǎng)番荔枝貨架期,維持較好的品質(zhì)特性,但仍難以徹底杜絕果肉木質(zhì)化、褐變等果實(shí)劣變現(xiàn)象,從而降低番荔枝的食用價(jià)值和商品價(jià)值。如何控制采后番荔枝在貯藏過程中出現(xiàn)的裂果、果皮褐變、果實(shí)營(yíng)養(yǎng)損失等亟需找到更好的保鮮方法,既能保持果實(shí)的風(fēng)味、外觀等,又能更大程度延長(zhǎng)番荔枝的保鮮期,這有待深入研究。另一方面,如何將番荔枝開發(fā)出高品質(zhì)、多風(fēng)味的果汁飲品、果醬等產(chǎn)品,是當(dāng)前食品加工行業(yè)面臨的重要課題,不但可以豐富番荔枝產(chǎn)品品種,滿足消費(fèi)者日益增長(zhǎng)的對(duì)健康、功能食品的特殊需求,又可以延長(zhǎng)番荔枝產(chǎn)業(yè)鏈,保障番荔枝產(chǎn)業(yè)的健康、持續(xù)發(fā)展,這對(duì)于熱帶地區(qū)農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)改革、落實(shí)鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。