果梅的化學(xué)成分及應(yīng)用研究進(jìn)展

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(西華大學(xué)食品與生物工程學(xué)院,四川成都 610039)

梅屬于薔薇科杏屬植物的一類,原產(chǎn)于我國,已有三千多年的栽培歷史,后傳入日本和歐洲。梅有果梅和花梅兩大類,花梅品種極其繁多,主要有綠萼、粉梅、骨紅、杏與梅的雜交種杏梅等,大多只開花不結(jié)果,以觀賞為栽培目的。果梅主要有白梅、青梅兩大類,大多結(jié)果。果梅含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)和生物活性物質(zhì),有很強(qiáng)的抗氧化性,還有抑菌、抗腫瘤、降血脂、治療肥胖等功效,可進(jìn)行深加工。果梅花可提取香精,葉、根和果仁均可入藥,果實(shí)可鹽漬、干制或制作果汁、果酒,也可熏制成烏梅入藥或作食品開發(fā)。近年來國內(nèi)對果梅的功能性研究逐漸增多,但在食品開發(fā)方面仍停留在傳統(tǒng)蜜餞、飲料、果酒一類的快消產(chǎn)品階段,遠(yuǎn)不及國外。本文綜述了國內(nèi)外對果梅,特別是青梅及其衍生品的化學(xué)成分及在食品工業(yè)中的應(yīng)用的研究,為未來果梅的研究開發(fā)提供參考。

1　化學(xué)成分

1.1　有機(jī)酸

果梅有機(jī)酸含量較高且種類豐富,能刺激涎腺,因而有“生津止渴”的功效。果梅中總酸量約為4.62%～6.78%,其中最主要的是檸檬酸,其余為蘋果酸、琥珀酸、乙酸、乳酸、枸櫞酸、草酸等[1]。果梅不同部位的有機(jī)酸含量不一樣,如青梅果中總有機(jī)酸含量約為5.99%,主要是檸檬酸;青梅枝中有機(jī)酸含量約為5.75%,主要是檸檬酸和酒石酸;青梅葉中有機(jī)酸含量約為5.86%,主要是草酸和檸檬酸;青梅花中有機(jī)酸含量則比較低,約為0.12%[2]。在果梅的生長過程中,有機(jī)酸的總量也在動態(tài)變化[3],成熟早期,蘋果酸的含量大于檸檬酸;隨著果實(shí)的不斷成熟,檸檬酸的含量不斷增加而蘋果酸的含量不斷下降;成熟后期,檸檬酸的含量大于蘋果酸的含量[4];采摘后,果梅中的有機(jī)酸含量逐漸減少,其中蘋果酸含量下降最明顯[5]。

食品加工對果梅中有機(jī)酸的含量會有不同程度的影響,如青梅在腌制過程中,果肉中的有機(jī)酸向腌制液中擴(kuò)散,從而導(dǎo)致果肉中的有機(jī)酸總量變小[6]。青梅在熏制烏梅炭的過程中,經(jīng)過炒炭、烘炭,其有機(jī)酸含量均較鮮果明顯降低,并且隨著烘制溫度的升高降低率增大[7]。果梅酒在釀造過程中,經(jīng)酒精發(fā)酵和受到酵母菌代謝的影響,果肉中的有機(jī)酸組成也會發(fā)生改變[8],這可能是因?yàn)榘l(fā)酵過程中酵母菌代謝產(chǎn)生琥珀酸、蘋果酸、乳酸、乙酸以及發(fā)酵過程中部分富馬酸可能被降解[9]。

1.2　糖類

果梅中總糖含量約為1.25%～2.60%,其中單、雙糖主要為蔗糖、葡萄糖、甘露糖、果糖、三梨糖醇等,多糖主要為果膠和粗纖維[1-4]。隨著青梅果實(shí)的不斷成熟,還原糖、可溶性糖及蔗糖含量均呈現(xiàn)先升后降的趨勢,表現(xiàn)出成熟后期果實(shí)的退糖現(xiàn)象[10]。林玥銘等[11]發(fā)現(xiàn)隨著果實(shí)由七成熟增加至九成熟,果汁總糖含量由1.85 g/L增至12.49 g/L。果梅果肉中還含有豐富的果膠(2.62%),其中水溶性果膠均達(dá)到50%以上,具有很好的膠凝作用[1]。果梅在加工中,特別是煙熏工藝會造成總糖含量的減少[12]。

果梅是一種典型的“高酸低糖”的水果,其有機(jī)酸含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于蘋果、橘子、梨等水果,糖含量遠(yuǎn)不及一般水果,其糖酸比比檸檬還低,因而不適合生食,可加工后制成解渴飲料,或提取有機(jī)酸作為天然酸度劑和防腐劑。

1.3　酚類化合物

果梅的果肉、果核及果葉均含有多種酚類化合物,包括一些黃酮類化合物、酚酸和少量單寧,因此具有較強(qiáng)的抗氧化性。干燥后的果梅果肉的總酚含量約為2.07%,總黃酮含量約為1.14%;果核中的總酚含量約為0.77%,總黃酮含量約為0.43%;果葉中總酚含量約為0.89%[13-14]。韓明等[15]從青梅果中檢出較高含量的蘆丁,郭長海等[16]從烏梅醇提物中分離出山奈酚和染料木素。果梅果皮中的酚類物質(zhì)主要是原花青素和新綠原酸[17]。

果梅中的酚類物質(zhì),如花青素、二氫黃酮醇的含量隨著果梅成熟度的增加逐漸增加,而沒食子單寧、黃酮醇、鞣花單寧和鞣花酸含量逐漸下降[18]。其中花青素、類黃酮等酚類物質(zhì)都是熱敏性物質(zhì),熱處理會顯著影響果梅中這些酚類化合物的含量。Mihaela等[19]對果梅提取物進(jìn)行熱處理,結(jié)果表明:高溫會造成酚類物質(zhì)降解,從而導(dǎo)致果梅中多酚化合物總量、花青素總量和黃酮總量降低。果梅中的總酚含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于蘋果、葡萄、柑橘、梨等一般水果,具有強(qiáng)抗氧化性,加工后可作為天然抗氧化劑或保健食品。

1.4　揮發(fā)性成分

果梅中的揮發(fā)性成分主要有酚類、酸類、酯類等。隨著果梅成熟度的增加,揮發(fā)性成分的含量逐漸增加,其中萜烯和萜烯醇類的含量由3.73%增至19.53%,果梅在成熟過程中揮發(fā)性成分的變化,一定程度上揭示了其由青澀果香向濃郁芬芳的果香-花香混合型變化的原因[20]。

果梅在腌制過程中風(fēng)味物質(zhì)也會發(fā)生變化,腌制至第2 d,風(fēng)味物質(zhì)有50種,醇類與醛類相對百分含量高;腌制第2～8 d,醇類和醛類物質(zhì)含量逐漸減少,而酯類和酸類含量逐漸增加[21]。熏制亦是如此,烏梅是成熟青梅熏制而成的藥食兩用原料,烏梅的特殊香氣主要來自于乙醛、乙醇、丙醇、乙酸乙酯等。苗志偉等[22]從烏梅提取物中共鑒定出47種成分,主要包括酚類12種、酸類10種、酯類7種、雜環(huán)化合物6種、酮類4種、醛類4種和醇類2種。

果梅在加工前鮮果具有獨(dú)特清香味,干燥或熏制后風(fēng)味醇厚,該特性可應(yīng)用于肉制品、烘焙制品等加工中作為天然風(fēng)味劑,開發(fā)出一系列“梅香”產(chǎn)品。

1.5　其他

果梅果仁中脂類含量較高,尤其在成熟期,主要為中性脂類。果肉中脂類含量較低,主要是亞油酸、油酸和棕櫚酸。青梅中還檢出了蛇麻脂醇-20(29)-烯-7β,15α-二醇-3β-棕櫚酸酯、硬脂酸酯、花生四烯酸酯、二十二酸酯和二十四烷酸酯等[23]。

果梅果肉中總氨基酸含量約為342～677 mg/100 g,種類豐富,其中包括蘇氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、苯甲氨酸等7種必需氨基酸[1]。隨著果梅不斷成熟,游離氨基酸的含量也不斷增加[24]。熏制會降低果梅中氨基酸的含量,通常青梅經(jīng)煙熏處理后總氨基酸含量會下降約67.8%[12]。

果梅果實(shí)和葉中含有豐富的微量元素,其中Fe、Mg含量較高,Cu、Zn、Mn、Se、Mo含量較低。另外,除Fe、Cu外,果葉中其他元素的含量均高于果實(shí)中的含量,葉中的Se含量比較高[25]。果梅果實(shí)中還含有微量維生素C、胡蘿卜素[26]。烏梅果仁中含有較多的苦杏仁苷(4.3%),果肉約0.5%。此外,烏梅果肉中還含有微量生物堿[27],未成熟的青梅果肉中含有氰化物[3]。

2　果梅在食品工業(yè)中的應(yīng)用

目前,對果梅的應(yīng)用主要是加工成鹽漬品、蜜餞、飲料、果酒或熏制成烏梅,隨著對果梅功能性成分的研究深入以及人們對保健功能的認(rèn)識不斷加深,果梅的抑菌性、抗氧化性、持水性等功效開始逐漸應(yīng)用到食品工業(yè)中,果梅新產(chǎn)品也越來越豐富。

2.1　果梅初加工品

2.1.1鹽漬類制品青梅經(jīng)鹽漬即成咸水梅,咸水梅經(jīng)曬干至含水52%左右即成梅胚,將咸水梅完全曬干即成梅干。目前,大部分果梅都被加工成咸水梅、梅胚、咸梅干等鹽漬類粗制品,作為出口的主要產(chǎn)品[28],但加工方法陳舊、粗糙,且品種單調(diào)、附加值低。

2.1.2蜜餞類制品果梅蜜餞是果梅加工的傳統(tǒng)產(chǎn)品,包括蜜梅、酥梅、話梅、陳皮梅、五香梅、甘草梅等,為果梅在食品中應(yīng)用的主要形式(約占70%以上)[29]。傳統(tǒng)蜜餞因其糖含量高、口味單一已經(jīng)逐步受到市場淘汰,故果梅蜜餞的開發(fā)可通過真空滲糖等技術(shù)手段生產(chǎn)低糖梅脯,或通過復(fù)配其它水果來豐富產(chǎn)品口味。

2.1.3梅鹵梅鹵是果梅腌制后的下腳料和梅柸生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)物。林耀盛等[30]研究了青梅在腌制過程中營養(yǎng)物質(zhì)的變化,發(fā)現(xiàn)青梅在腌制后,梅鹵中的鹽分為27.06%、總酸為4.91%、還原糖為4.79%?？梢赃M(jìn)行二次利用,作為腌制鹵水制作果品蜜餞,實(shí)現(xiàn)資源利用的最大化。程鏡蓉等[31]將梅鹵在低溫下進(jìn)行旋蒸,取上清液過濾得脫鹽梅鹵,然后添加到肉糜中制得一種梅香休閑肉脯。根據(jù)梅鹵高鹽高酸且風(fēng)味豐富的特點(diǎn),還可以利用梅鹵作為泡菜水,開發(fā)出新型梅香泡菜,豐富泡菜市場產(chǎn)品。

2.2　飲料加工

目前,市場上的果梅原汁飲料種類比較單一,而且果梅單一的酸味讓很多消費(fèi)者難以接受。所以,果梅復(fù)合飲料將是未來果梅飲料發(fā)展的趨勢。

酸梅湯是我國傳統(tǒng)的消暑飲料。目前,研究人員改良傳統(tǒng)工藝,添加相生相宜的輔料,已經(jīng)研制出了具有保健功能的烏梅復(fù)合飲料。方元平等[32]以烏梅、綠豆為主要原料開發(fā)研制了具有營養(yǎng)保健作用的復(fù)合保健飲品。鐘虹光等[33]以烏梅、麥芽、木瓜、生姜、陳皮為原料開發(fā)出一種開胃烏梅飲料。

2.3　果酒、果醋

三國時(shí)代的“青梅煮酒論英雄”使得青梅酒廣為人知,目前市場上的果梅酒主要分浸泡酒和發(fā)酵酒兩大類。果梅浸泡酒是以酒精浸泡青梅整果而得的低度酒,現(xiàn)在多與其它原料復(fù)配加工特色果酒,如任文彬等[34]以紫蘇和青梅為原料研制紫蘇青梅果酒。果梅發(fā)酵酒又分全果發(fā)酵和果汁發(fā)酵,果梅經(jīng)酵母發(fā)酵能產(chǎn)生大量的苯乙醇、異戊醇、辛酸乙酯、癸酸乙酯、正己酸乙酯等香氣成分,且含有強(qiáng)抗氧化功能的Lyoniresinol,其含量可達(dá)0.772 mg/L,總抗氧化能力達(dá)18.785 mmol/mL[35-36]。胡可秀[37]以發(fā)酵梅酒為基礎(chǔ),優(yōu)化梅酒發(fā)酵工藝,同時(shí)用發(fā)酵梅酒和浸泡梅酒勾兌調(diào)配,以達(dá)到既保持青梅果香又具發(fā)酵果酒的良好口感,使梅酒的風(fēng)格多樣化。

果梅果醋分為浸泡型和勾兌型,目前大多采用原汁進(jìn)行酒精發(fā)酵和醋酸發(fā)酵。由青梅果醋調(diào)配成的梅子果醋清涼可口,香氣濃郁,深受消費(fèi)者的歡迎。王維亮[38]以辣椒與青梅為特色原料開發(fā)和生產(chǎn)營養(yǎng)豐富、具有多種保健功效以及獨(dú)特酸味的辣梅醋。

由于果梅中富含大量有機(jī)酸,高酸環(huán)境不利于微生物的生長。因此,果酒、果醋在釀造過程中必須要解決補(bǔ)糖和降酸的問題。

2.4　天然防腐劑

果梅中所含的有機(jī)酸具有很強(qiáng)的抑菌活性,其果實(shí)提取液對S.sobrinus,S.mitis等15種細(xì)菌的生長有抑制作用[39-40]。不同浸提劑處理的果梅提取物的抑菌活性不同,不同品種果梅果實(shí)提取物的抑菌作用也略有不同[41]。陳虹等[42]發(fā)現(xiàn)青梅汁對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、枯草芽孢桿菌均有抑制作用,且其抑菌活性與所含的大分子化合物無關(guān),其抑菌活性不受pH和溫度的影響。Morimoto-Yamashita等[43]研究發(fā)現(xiàn),青梅濃縮汁能抑制一些口腔細(xì)菌的生長、抑制變異鏈球菌產(chǎn)生的菌膜,從而防止齲齒,同時(shí)還有助于牙周炎的治療。

果梅經(jīng)熏制后制得的烏梅仍富含有機(jī)酸,也具備抑菌效力。烏梅提取物能誘導(dǎo)產(chǎn)生降解細(xì)菌細(xì)胞壁和細(xì)胞膜的酶,破壞菌體細(xì)胞壁和細(xì)胞膜,使細(xì)胞內(nèi)容物滲出,增大電導(dǎo)率和胞外蛋白的含量,造成菌體不可恢復(fù)性損傷,從而失去代謝和增殖活性,同時(shí)烏梅提取物會干擾菌體蛋白的正常表達(dá)[44-45]。吳周和等[46]采用烏梅提取液作為防腐材料添加到飲料中,發(fā)現(xiàn)烏梅提取液對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、枯草芽孢桿菌、黑曲霉均有抑菌效果。將烏梅提取液應(yīng)用于食品防腐工藝中已經(jīng)取得了初步的成果:烏梅和甘草提取液配合成的天然防腐劑用于碳酸飲料防腐,保存三個(gè)月的效果完全達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn),還略優(yōu)于苯甲酸鈉的防腐效果;烏梅水稀釋液與殼聚糖配合使用,防腐效果優(yōu)于目前面包中添加的防腐劑[47]。

因此,無論是果梅鮮果還是熏制后的烏梅都含有豐富的有機(jī)酸,其提取液營造的低pH環(huán)境能有效抑制微生物的生長,適用于飲料、火腿、香腸等加工,且相比于傳統(tǒng)香辛料等天然防腐劑,果梅風(fēng)味清香、色澤淺黃,能夠避免異味、雜色等問題,作為天然防腐劑使用將是食品添加劑領(lǐng)域的一大進(jìn)步。

2.5　抗氧化劑

近幾年,國內(nèi)外學(xué)者高度重視天然抗氧化劑的開發(fā)與研究,而國內(nèi)對果梅抗氧化性的研究仍停留在實(shí)驗(yàn)階段,今后可以深入研究、推廣應(yīng)用。

2.6　脂肪替代品

果梅果肉中含有豐富的山梨醇和纖維素,在含水體系中模擬脂肪,可以改善肉制品質(zhì)構(gòu)、口感和保水性。國內(nèi)還未曾見將果梅作為脂肪替代品添加到肉制品的報(bào)道,但是在國外,早在1999年美國農(nóng)業(yè)部就批準(zhǔn)果梅果泥可以應(yīng)用在碎牛肉中,并在美國學(xué)校中推行,添加3%～5%果梅果泥到漢堡中能夠保持漢堡中肉的持水性并增強(qiáng)口感[60]。Gonzalez等[61]將3%烏梅果醬添加到豬肉早餐腸中,不僅降低了原有脂肪含量,同時(shí)還提高了烹飪率。Yldz-Turp等[62]分別將5%、10%和15%果梅果醬作為脂肪替代品加入到牛肉餅中進(jìn)行研究,結(jié)果表明:烏梅果醬濃縮度越高,牛肉餅中含水率越低,牛肉餅的質(zhì)構(gòu)越好。

因此,將果梅果肉作為脂肪替代品添加到肉制品中,不但能夠減少攝入的脂肪量,還能賦予果梅的風(fēng)味,使得質(zhì)構(gòu)劑和風(fēng)味劑有效結(jié)合,其發(fā)展前途廣闊。

2.7　保鮮劑

果梅中的有機(jī)酸、黃酮類等活性物質(zhì)具有廣譜抑菌性和抗氧化作用,可以作為天然保鮮劑應(yīng)用到果蔬貯藏和肉制品中。耿飛等[63]研究發(fā)現(xiàn),用烏梅提取液浸泡鮮切皇冠梨工藝能夠有效控制微生物的繁殖,維持鮮切皇冠梨一定的硬度和脆度,降低維生素和水分損失,降低多酚氧化酶的活性,減緩褐變發(fā)生。將殼聚糖與烏梅和其他香辛料復(fù)配物進(jìn)行涂膜可顯著降低青椒在貯藏過程中的腐爛,有效延長青椒的貯藏期,保持其營養(yǎng)價(jià)值[64]。除了對果蔬的保鮮作用,果梅提取物對肉制品的保鮮效果也十分可觀。Lee等[65]將烏梅提取物加入到經(jīng)輻照殺菌的火雞片中,發(fā)現(xiàn)2%烏梅提取物能夠有效控制輻照肉類的脂肪氧化,抑制非輻照肉制品中醛類物質(zhì)的產(chǎn)生,不但不會影響火雞片的質(zhì)構(gòu)性能,還會增加火雞片的多汁性。

2.8　其他

除了以上應(yīng)用,果梅果皮色素還是一種天然的著色劑,其色澤呈黃綠色,吸光度、色差均理想,是優(yōu)良的天然色素[66]。果梅果皮中的色素成分主要是花青素,受pH和溫度的影響較小,且在高壓處理過程中十分穩(wěn)定,加之果梅具有較強(qiáng)的抗氧化性,將其濃縮液作為功能性著色劑將會有良好的前景[67-68]。果梅中的天然酸性物質(zhì)能夠在凝膠過程中提供氫鍵,形成聚合物,將果梅汁作為豆腐凝固劑應(yīng)用于豆腐制作中,可以改善豆腐凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的均勻性和致密性[69-70]。還有研究人員根據(jù)果梅酸甜口味開發(fā)果梅果凍、果糕、果片、軟糖等休閑食品,不斷為果梅的精深加工開辟新途徑。

3　結(jié)語

果梅是一種重要的藥食同源物,尤其青梅在日韓被稱為“長壽果”、“涼果之王”,據(jù)《本草綱目》記載,“梅花開于冬而熟于夏,得木之全氣”?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究也發(fā)現(xiàn),青梅有凈化血液、斂肺止咳、整腸健胃、解毒抗菌、防癌美容之功效。但是目前對果梅的加工利用大多僅停留在鹽漬半成品、蜜餞、飲料等傳統(tǒng)產(chǎn)品上,新產(chǎn)品如果糕、果茶片等具有保健功能的休閑食品的開發(fā)和果梅防腐保鮮、抗氧化及作為脂肪替代品的應(yīng)用尚很薄弱。同時(shí)除了果梅果肉之外,非果部分包括花、枝、葉等尚未得到有效的開發(fā)利用,果葉和果核被廢棄,造成資源浪費(fèi)。因此希望通過本文,可以讓食品產(chǎn)品開發(fā)人員全面了解果梅果實(shí)及非果實(shí)部分中的生物活性成分及保健功能,為全面利用果梅奠定基礎(chǔ)。

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