黃花菜貯藏及加工研究進(jìn)展

陳 樂(lè) 趙超凡 劉亞平 張立新

(山西農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，山西 太谷 030800)

黃花菜(HemerocalliscitrinaBaroni)又名金針菜、忘憂(yōu)草，屬于百合科萱草屬植物，是一種常見(jiàn)的藥食兩用蔬菜[1]。黃花菜中的卵磷脂含量可達(dá)3.99 mg/g[2]，因此黃花菜又被人們稱(chēng)為“健腦菜”。黃花菜的采收時(shí)間一般為6～8月，正是溫度較高和雨水充沛時(shí)期。鮮食黃花菜在采收后，由于蒸騰作用、呼吸作用，內(nèi)外品質(zhì)會(huì)發(fā)生顯著變化[3]。外觀上，采收后的黃花菜在常溫下很快會(huì)出現(xiàn)失重、失鮮的特征。內(nèi)在品質(zhì)上，在貯藏期間葉綠素、黃花菜內(nèi)部的還原糖、可溶性蛋白等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)以及相關(guān)酶的活性會(huì)發(fā)生一定的變化，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，各營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量整體呈下降趨勢(shì)。其中，葉綠素的含量與色澤的變化密切相關(guān)，隨著貯藏期的延長(zhǎng)，葉綠素逐漸被降解，表現(xiàn)為失綠黃化；還原糖作為呼吸作用的底物，貯藏過(guò)程中不斷被消耗；而可溶性蛋白是反映黃花菜衰老程度的重要指標(biāo)，同時(shí)是風(fēng)味形成的重要物質(zhì)，主要與天冬氨酸、甘氨酸等鮮味氨基酸的存在相關(guān)，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，可溶性蛋白不斷降解，黃花菜衰老進(jìn)程逐漸加快且風(fēng)味不斷劣變。此外，貯藏過(guò)程中，黃花菜內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生丙二醛(MDA)等有害物質(zhì)，有害物質(zhì)的存在會(huì)降低多種酶如超氧化物歧化酶(SOD)、過(guò)氧化物酶(POD)和過(guò)氧化氫酶(CAT)的活性，這些酶具有抗氧化、清除自由基的作用，進(jìn)一步使黃花菜衰老進(jìn)程加快，甚至發(fā)生腐敗變質(zhì)[4]。同時(shí)，由于采后的黃花菜后熟作用驟然加快，花蕾開(kāi)放，黃花菜中的多種化合物流出使其產(chǎn)生一定的毒性，但具體原因不詳[5]，因此探索黃花菜貯藏保鮮技術(shù)及加工工藝，滿(mǎn)足消費(fèi)者對(duì)鮮黃花菜的需求已成為重中之重[6-7]。

當(dāng)前關(guān)于黃花菜的研究眾多，但大多數(shù)只對(duì)黃花菜的某一方向進(jìn)行了研究或概述，總體來(lái)說(shuō)較為片面、零散。研究擬對(duì)黃花菜采后的生理研究進(jìn)展、貯藏保鮮技術(shù)、加工工藝以及現(xiàn)狀進(jìn)行系統(tǒng)性的概述和較全面的分析，以期為黃花菜高效開(kāi)發(fā)和利用提供支持。

1 黃花菜的基本營(yíng)養(yǎng)成分

黃花菜營(yíng)養(yǎng)價(jià)值豐富，含有蛋白質(zhì)、氨基酸、糖類(lèi)、維生素等多種營(yíng)養(yǎng)成分。并且在近幾年的研究報(bào)道中發(fā)現(xiàn)黃花菜還含有多種類(lèi)胡蘿卜素、多酚類(lèi)物質(zhì)及60余種揮發(fā)性物質(zhì)。其基本營(yíng)養(yǎng)成分含量如表1所示。

表1 黃花菜中的基本營(yíng)養(yǎng)成分含量[8]Table 1 The content of basic nutrients in daylily

中國(guó)種植黃花菜歷史悠久，資源豐富，同時(shí)種植區(qū)域廣，在湖南、湖北、甘肅、河南、陜西、山西等地均有種植，由于氣候條件、土壤環(huán)境的不同，各地黃花菜的特色鮮明。山西大同更是享有“中國(guó)黃花之鄉(xiāng)”的美譽(yù)，其獨(dú)特的地理位置、氣候條件以及沙質(zhì)土壤，為黃花菜的生長(zhǎng)提供了良好的環(huán)境，相比其他地區(qū)，該地產(chǎn)黃花菜蛋白質(zhì)和纖維含量更高，受到眾多消費(fèi)者的青睞[9]。

2 黃花菜貯藏保鮮

2.1 低溫貯藏

溫度是影響采后植株新陳代謝的重要因素。低溫貯藏是植物采后保鮮的方法之一，低溫可以增強(qiáng)抑制黃花菜氧化衰老的酶的活性，如SOD、抗壞血酸過(guò)氧化物酶(APX)，同時(shí)可抑制葉綠素和還原糖的降解和消耗，最終使黃花菜保持良好的色澤和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值[10-11]。研究[12]表明，0～2 ℃下黃花菜的貯藏效果最好，-1 ℃是黃花菜的最低貯藏溫度。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，在最新的研究中，出現(xiàn)了兩種更為先進(jìn)的低溫貯藏保鮮技術(shù)——低溫等離子體技術(shù)和相溫保鮮技術(shù)。低溫等離子體技術(shù)可誘導(dǎo)多種酶如SOD、POD的活力，抑制有害物質(zhì)的積累以及褐變，延長(zhǎng)黃花菜的貯藏期[13]。而相溫保鮮技術(shù)是將黃花菜置于較小的范圍內(nèi)進(jìn)行精準(zhǔn)低溫控制，使貯藏環(huán)境更加穩(wěn)定，張鵬等[14]研究揭示了黃花菜相溫貯藏最適的溫度為(0.5±0.1) ℃。該方法不僅延長(zhǎng)了黃花菜的貯藏期，而且有效抑制了貯藏期間香味物質(zhì)的揮發(fā)，但經(jīng)調(diào)查，此方法應(yīng)用并不廣泛，因?yàn)榫珳?zhǔn)的低溫控制需要更高的技術(shù)成本。

低溫處理可延長(zhǎng)黃花菜的貯藏保鮮期，同時(shí)貯藏前的預(yù)處理對(duì)黃花菜的貯藏保鮮也尤為重要。真空預(yù)冷、冷庫(kù)預(yù)冷、蒸汽熱燙、水熱處理、護(hù)色液熱燙都是較為常用的預(yù)處理方法。對(duì)于大中型企業(yè)來(lái)說(shuō)，黃花菜數(shù)量較為龐大，多采用真空預(yù)冷、冷庫(kù)預(yù)冷等。相比冷庫(kù)預(yù)冷，真空預(yù)冷可以更好地減緩黃花菜貯藏過(guò)程中感官品質(zhì)的劣變速度。而對(duì)于小型企業(yè)來(lái)說(shuō)，考慮到設(shè)備和成本的問(wèn)題，一般采用水熱、蒸汽熱燙等方法。蒸汽熱燙、水熱處理都可使黃花菜中的酶失活，從而抑制其解凍后的褐變過(guò)程。若將護(hù)色液加入水中進(jìn)行熱燙處理，可進(jìn)一步保證解凍后黃花菜的質(zhì)地，但熱處理會(huì)使黃花菜中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)損失較為嚴(yán)重[15-16]?？偟膩?lái)說(shuō)，冷處理相比熱處理效果要好，不僅保證了黃花菜的質(zhì)地，還保留了黃花菜中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。

2.2 氣調(diào)保鮮

氣調(diào)保鮮技術(shù)是在冷藏的基礎(chǔ)上通過(guò)人為改變環(huán)境中的氣體成分而達(dá)到保鮮的一種技術(shù)，主要通過(guò)調(diào)節(jié)環(huán)境中的氧氣和二氧化碳的濃度，來(lái)抑制果蔬的呼吸作用、酶促褐變等[17]。氣調(diào)保鮮中氣體的混合比例取決于產(chǎn)品的類(lèi)型、包裝材料和溫度，三者達(dá)到合適的條件即可有效地抑制果蔬的呼吸作用，從而延長(zhǎng)貯藏期[18]。

包裝材料的類(lèi)型、厚度與保鮮劑、溫度結(jié)合具有一定的協(xié)同效應(yīng)。研究[19-22]表明，黃花菜在(5±1) ℃的貯藏溫度下，1 000 nL/L的1-甲基環(huán)丙烯(1-MCP)和0.04 mm的聚乙烯(PE)包裝袋結(jié)合起來(lái)效果最好；而在室溫下250 μL/L的1-MCP結(jié)合PE包裝袋的效果最好。如用30 μm聚丙烯膜(CPP)，將其與0.5 g/L魚(yú)膠原蛋白肽(CP)結(jié)合，在(5±1) ℃的貯藏溫度下，黃花菜的各項(xiàng)生理指標(biāo)評(píng)分最高?？偟膩?lái)說(shuō)，氣調(diào)保鮮技術(shù)是在冷藏的基礎(chǔ)上實(shí)施的，首先要滿(mǎn)足的是對(duì)溫度的控制。

2.3 生物保鮮

生物保鮮技術(shù)是指將從動(dòng)植物或微生物中提取的或利用生物技術(shù)改造而獲得的保鮮劑作用于果蔬，以此來(lái)達(dá)到保鮮目的的技術(shù)措施[23]。生物保鮮劑處理黃花菜主要有3種類(lèi)型：利用微生物菌體及其代謝產(chǎn)物的保鮮、天然提取物的保鮮以及基因工程保鮮技術(shù)[24]。一般市場(chǎng)上較為常見(jiàn)的方式主要是通過(guò)天然提取物——?dú)ぞ厶莵?lái)處理黃花菜，殼聚糖能在果蔬表面形成半透性的膜，進(jìn)而改變內(nèi)部的氣體環(huán)境，減少蒸騰損失，保持果蔬的品質(zhì)并延長(zhǎng)保鮮期，其成本較低、實(shí)施較為方便。若將其與納米包裝結(jié)合起來(lái)，效果更佳[25]。也有研究[26]探討了微生物混合菌液浸泡的方式來(lái)延長(zhǎng)黃花菜的貯藏期，發(fā)現(xiàn)其效果雖好但過(guò)程較為復(fù)雜，普及性不高。同時(shí)，目前利用生物保鮮技術(shù)和基因工程保鮮技術(shù)處理鮮黃花菜的研究較為鮮見(jiàn)，將來(lái)可以從此方向展開(kāi)研究。

2.4 輻照保鮮

輻照保鮮是利用輻照能量殺滅果蔬中的微生物及昆蟲(chóng)，抑制新鮮果蔬的生命活動(dòng)并破壞其酶活性，延緩成熟的一種保鮮方法，如電子束輻照、60Coγ射線(xiàn)輻照等[27-29]。鄭賢利等[30]研究了60Coγ射線(xiàn)輻照新鮮黃花菜后的保鮮效果，結(jié)果表明輻照射線(xiàn)與多種因素如貯藏條件、包裝材料、輻照劑量是具有協(xié)同作用的。低劑量60Coγ射線(xiàn)輻照搭配低溫條件和PE材料包裝更利于鮮黃花菜的保鮮，保持了其良好的品質(zhì)。但輻照保鮮會(huì)對(duì)黃花菜的色澤、風(fēng)味物質(zhì)產(chǎn)生一定的影響，并且對(duì)于小型企業(yè)來(lái)說(shuō)，成本較高，所以一般應(yīng)用較少。

2.5 化學(xué)保鮮

化學(xué)保鮮是通過(guò)利用防腐劑、抗氧化劑等添加劑對(duì)果蔬進(jìn)行保鮮的一種技術(shù)?；瘜W(xué)保鮮處理黃花菜是一種常用的方法，常用的保鮮劑有亞硫酸鹽、沒(méi)食子酸丙脂等。Liu等[31]用硫氫化鈉(NaHS)溶液處理黃花菜，顯著降低了黃花菜的呼吸作用以及膜脂過(guò)氧化反應(yīng)，延長(zhǎng)了貯藏期。但越來(lái)越多的研究表明常用的化學(xué)保鮮劑會(huì)對(duì)人體健康造成一定的危害。而隨著技術(shù)的創(chuàng)新、消費(fèi)者安全意識(shí)的增強(qiáng)，大量的綠色天然保鮮劑如6-芐氨基嘌呤(6-BA)、維生素C被應(yīng)用于黃花菜的貯藏保鮮中，以期在確保安全的基礎(chǔ)上延長(zhǎng)貯藏期[32]。綠色天然保鮮劑是一種不錯(cuò)的選擇方向，其不僅成本低、使用方便，還安全。

以上為常用的一些保鮮貯藏技術(shù)，總體來(lái)說(shuō)，隨著消費(fèi)者對(duì)果蔬食品的健康性和安全性更加關(guān)注，綠色保鮮技術(shù)越來(lái)越受到研究者的重視。

3 黃花菜加工研究現(xiàn)狀

現(xiàn)如今，隨著科技的發(fā)展以及果蔬加工行業(yè)的發(fā)展規(guī)模日益壯大，中國(guó)已成為世界上最大的果蔬生產(chǎn)、加工、輸出的國(guó)家，其果蔬加工制品在農(nóng)產(chǎn)品的出口貿(mào)易中占據(jù)相當(dāng)重要的份額[33]。同時(shí)，隨著消費(fèi)者對(duì)健康生活的要求愈來(lái)愈高，功能食品已成為國(guó)際上食品研究矚目的熱點(diǎn)，黃花菜因其富含多種功效，在食品行業(yè)占據(jù)著重要地位。黃花菜是常見(jiàn)的藥食同源食品，隨著工藝的不斷優(yōu)化發(fā)展，多種技術(shù)不斷被應(yīng)用于黃花菜的初深加工中，推動(dòng)了黃花菜行業(yè)的發(fā)展[34]。

同時(shí)，采后的鮮黃花菜貯藏期短，處理不當(dāng)便會(huì)出現(xiàn)萎蔫、腐敗等現(xiàn)象，特別是隨著貯藏期的延長(zhǎng)，花蕾開(kāi)放，鮮食后會(huì)出現(xiàn)嘔吐、身體不適等癥狀。在之前的報(bào)道中認(rèn)為黃花菜中存在的秋水仙堿是造成食用黃花菜中毒的原因，但目前有研究發(fā)現(xiàn)，黃花菜中不含有秋水仙堿，湯敏娜等[35]用高效液相色譜—四級(jí)桿—飛行時(shí)間質(zhì)譜聯(lián)用(HPLC-DAD-Q/TOF MS)方法檢測(cè)不同品種、部位的黃花菜中秋水仙堿的含量，結(jié)果表明黃花菜中不含秋水仙堿；Qing等[36]從基因水平上檢測(cè)黃花菜中是否含有合成秋水仙堿及其前體化合物的同源基因，結(jié)果并未檢出；Sun等[37]用超高效液相色譜—串聯(lián)高分辨質(zhì)譜—多級(jí)裂解技術(shù)(UPLC-HRMSn)對(duì)黃花菜中主要多酚類(lèi)成分進(jìn)行表征，結(jié)果顯示在所處理樣品中均未發(fā)現(xiàn)秋水仙堿。雖然有研究表明黃花菜中不含有秋水仙堿，但造成食用鮮黃花菜中毒的原因目前并未見(jiàn)詳細(xì)的報(bào)道，目前較為認(rèn)同的理論是，采收后的黃花菜隨著貯藏期的延長(zhǎng)，內(nèi)部的多種化合物共流出組分引起的不良癥狀[38]。因此采后的黃花菜應(yīng)進(jìn)行及時(shí)加工可有效避免此類(lèi)情況的發(fā)生。

3.1 干制

干制是新鮮黃花菜采后最主要的加工方式及銷(xiāo)售方法，干燥方式的不同會(huì)對(duì)黃花菜代謝產(chǎn)物、營(yíng)養(yǎng)成分、含水率產(chǎn)生不同的影響，目前常用的干燥方式及各自的優(yōu)缺點(diǎn)如表2所示，與單一干燥相比，混合干燥可明顯縮短干燥時(shí)間且黃花菜質(zhì)量保持較好，是一個(gè)極具潛力的技術(shù)。除真空冷凍干燥之外，其他的干燥方法都會(huì)使黃花菜發(fā)生不同程度的褐變，因此漂燙和護(hù)色處理是進(jìn)行有效干燥的前提，應(yīng)引起重視[44]。

表2 不同干燥方式及優(yōu)缺點(diǎn)[37,39-43]Table 2 Different drying methods and their advantages and disadvantages

同時(shí)，Ma等[45]繼續(xù)研究了不同干燥方式(自然風(fēng)干、熱風(fēng)干燥、真空冷凍干燥和噴霧干燥)對(duì)黃花菜粉的影響，并且提出黃花菜粉可被加工成為一種調(diào)味品。結(jié)果表明，不同的干燥方法對(duì)黃花菜粉的內(nèi)部結(jié)構(gòu)無(wú)影響但對(duì)營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)和顏色有顯著影響。與其他3種方法相比，噴霧干燥法具有明顯的優(yōu)點(diǎn)，可作為黃花菜粉的最佳干燥工藝；同時(shí)對(duì)黃花菜進(jìn)行干制粉末狀加工，充分利用了廢棄、破損的黃花菜資源，提高了黃花菜的附加值。

3.2 黃花菜飲料

黃花菜中胡蘿卜素最為豐富，使其呈現(xiàn)金黃色的色澤，加工出來(lái)的產(chǎn)品金黃鮮艷，富有特色。目前市場(chǎng)上關(guān)于黃花菜飲料的加工工藝主要包括黃花菜復(fù)合飲料以及黃花菜固體飲料的研制，前者主要是將具有特定保健功能如降血脂、清熱解毒等的兩種或兩種以上的原料結(jié)合起來(lái)，進(jìn)行功能保健復(fù)合飲料的研發(fā)；后者以黃花菜為主要原料，通過(guò)加入食品添加劑等制成粉末狀、顆粒狀或塊狀等，最后成為供沖調(diào)或沖泡飲用的固態(tài)制品，不僅豐富了產(chǎn)品類(lèi)型，而且保留了黃花菜的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值?；邳S花菜為原料的飲品特征明顯，不僅顏色呈乳黃色，還具有黃花菜特有的清香[46-47]。如果投入市場(chǎng)，將會(huì)帶來(lái)不錯(cuò)的效益。

3.3 黃花菜發(fā)酵產(chǎn)品

乳酸發(fā)酵在蔬菜保鮮中起著重要作用，并且具有很高的促健康特性。黃花菜經(jīng)乳酸發(fā)酵后，不僅增添了新的風(fēng)味，還富含多種維生素、氨基酸等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。其富含的多種腸道有益菌群如乳酸菌、植物乳桿菌等，具有開(kāi)胃增食、促進(jìn)消化等功能。目前已開(kāi)展黃花菜黃花酵素、泡菜的研發(fā)，但現(xiàn)有的研究只是對(duì)黃花酵素的工藝進(jìn)行了優(yōu)化，并未進(jìn)行酵素產(chǎn)品的研發(fā)如黃花酵素粉、黃花酵素汁等，并且市場(chǎng)上目前并未見(jiàn)黃花菜泡菜[48-49]。因此，黃花菜發(fā)酵產(chǎn)品的研發(fā)可作為之后的探討方向。

3.4 黃花菜醬制品

醬制品的制作過(guò)程復(fù)雜而神奇，主要將不易消化的、口感不佳的大分子物質(zhì)轉(zhuǎn)化為易被人體消化的小分子物質(zhì)，具有預(yù)防某些疾病、改善腸內(nèi)菌群平衡等功能。杜美華等[50]優(yōu)化了黃花菜醬制品的工藝，并且引入了現(xiàn)代加工技術(shù)，使得醬的品質(zhì)進(jìn)一步提升，為之后關(guān)于黃花菜醬制品的研發(fā)拓寬了思路。

市場(chǎng)上，還有一些直接將黃花菜(黃花菜粉、黃花菜汁)與生活中常見(jiàn)的食品如豆腐、牛肉丸等相結(jié)合的產(chǎn)品，如黃花菜牛肉丸、黃花菜豆腐[51-52]，這些結(jié)合賦予產(chǎn)品以良好的風(fēng)味與質(zhì)感，同時(shí)進(jìn)一步提升了黃花菜的商品價(jià)值，但其保存期短，目前并未有研究對(duì)其商品性、貯藏性進(jìn)行探討。

3.5 黃花菜活性成分提取

黃花菜中含有多酚類(lèi)、黃酮類(lèi)以及多糖類(lèi)等多種生物活性物質(zhì)，這些物質(zhì)具有抗氧化、抗腫瘤、抗抑郁，保肝、抑菌等有益功能，若將其加以利用，可充分挖掘黃花菜潛在的食用和醫(yī)療保健價(jià)值，進(jìn)而可進(jìn)行功能產(chǎn)品的研發(fā)。例如，李澤等[53]通過(guò)對(duì)黃花菜清除自由基、抗氧化功能成分的探討，提出抗衰老護(hù)膚品研發(fā)的設(shè)想。

近年來(lái)學(xué)者們對(duì)黃花菜功能成分的提取技術(shù)進(jìn)行不斷優(yōu)化和創(chuàng)新，以期得到更多穩(wěn)定的活性物質(zhì)。吳天珍等[54]和李小菊等[55]在原有基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化超聲波輔助工藝，如改變提取劑，分別對(duì)黃花菜中的類(lèi)胡蘿卜素、多糖類(lèi)物質(zhì)進(jìn)行提取，不僅綠色環(huán)保，而且方便快捷。但是，目前關(guān)于黃花菜中生物活性成分研究還不夠系統(tǒng)，黃花菜中發(fā)揮作用的具體成分及相關(guān)的作用機(jī)制還有待進(jìn)行更深入的探索。

4 展望

黃花菜營(yíng)養(yǎng)價(jià)值豐富，含有氨基酸、類(lèi)胡蘿卜素、黃酮類(lèi)物質(zhì)以及卵磷脂等多種功能成分。目前已被應(yīng)用于黃花菜貯藏保鮮的技術(shù)較多，其中低溫技術(shù)是一種較為不錯(cuò)的保鮮措施，但其成本高；而天然提取物保鮮技術(shù)因其綠色、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，越來(lái)越受到研究者的青睞，有望成為后續(xù)黃花菜貯藏保鮮的研究方向。黃花菜的加工技術(shù)主要有真空冷凍干燥技術(shù)、微波加熱技術(shù)、超微粉碎、無(wú)菌包裝等，但這些技術(shù)主要應(yīng)用在飲料、發(fā)酵制品、調(diào)味品等食品相關(guān)領(lǐng)域，對(duì)于黃花菜中關(guān)鍵成分的檢測(cè)、提取技術(shù)卻鮮有研究，從而制約了黃花菜向護(hù)膚品、保健品等方向的拓展，因此這一部分有待進(jìn)一步的深入。同時(shí)食用黃花菜中毒的原因也未有詳細(xì)的報(bào)道，可成為接下來(lái)的研究方向。