鲜食核桃研究进展

耿阳阳,张彦雄,胡译文,何佳丽

(1.贵州省林业科学研究院,贵州贵阳 550000;2.贵州省核桃研究所,贵州贵阳 550000)



鲜食核桃研究进展

耿阳阳1,2,张彦雄1,*,胡译文1,2,何佳丽1,2

(1.贵州省林业科学研究院,贵州贵阳 550000;2.贵州省核桃研究所,贵州贵阳 550000)

近年来,鲜食核桃因较高的营养价值以及独特的风味逐渐成为消费时尚。本文综述了鲜食核桃在采收处理、贮藏保鲜以及加工方面的研究现状,同时指出当前鲜食核桃研究的热点与盲点,并对鲜食核桃的发展前景进行了展望,以期为鲜食核桃产品的研究与开发提供参考。

鲜食核桃,营养价值,采后处理,贮藏保鲜,产品开发

核桃(JuglansregiaL.)和泡核桃(J.sigillataDode)均属胡桃科(Juglandaceae)核桃属(Juglans),是世界重要坚果树种,其中泡核桃是我国独有种[1]。核桃由于具有较高的营养价值而被广泛消费,它通常在烘干后以带壳或去壳的方式进入市场。然而干燥过程或多或少的会导致核桃中的主要营养成分劣变和损失[2-4]。近年来,未经干燥而直接上市的鲜食核桃因其较高的营养价值以及独特的风味和口感而备受推崇[5],在我国核桃主产区已形成了一定的消费市场[6]。

鲜食核桃虽然能够更好的保存营养物质,但由于相关研究的滞后和产业支撑的缺乏,鲜食核桃目前主要以农产品的形式在核桃主产区当地消费,难以实现其商品的价值属性。鲜食核桃要作为商品来销售和消费需要解决的问题主要有鲜食核桃的采收和采后处理、鲜食核桃的贮藏方法和贮藏形式、鲜食核桃的加工和相关产品的开发。由于含有大量的水分,各种酶活性较高,采后极易失水、发芽和腐烂霉变。黄凯[7]等优先探讨比较了鲜食核桃和干制核桃在0 ℃、0.03 mm聚乙烯袋包装条件下贮藏时的生理生化变化,各指标验证了鲜食核桃不耐贮藏。因此鲜食核桃采后的贮藏形式和贮藏方法是目前亟需解决的问题。随着人们健康意识的增强以及相关科研人员的重视,有关鲜食核桃的研究已经逐步展开,并取得了一定的成果。本文结合国内外的最新研究结果,概述了鲜食核桃的研究现状,探讨鲜食核桃的发展前景,以期为鲜食核桃的产业发展提供参考。

1　鲜食核桃采收处理技术

1.1采摘

鲜食核桃是指核桃未经干燥而直接食用的核桃,其含水量大于17%[8],由于鲜食核桃含水量要求较高,因此核桃采收期不宜过晚,鲜食核桃采收可参照核桃采收标准或略早于完熟期采收。果实成熟标准是总苞(青皮)变成黄绿色,部分果实顶部出现裂缝,容易剥离;种仁硬化,幼胚成熟;核壳坚硬,呈黄白色[9]。

1.2采后处理

鲜食核桃含水量高,呼吸消耗大、油脂氧化哈败突出。在采后处理及贮运过程中,如果温度控制不好,也极易发芽、出现表面霉烂现象。目前针对鲜食核桃贮藏、销售形式主要有3大类,即青果、坚果和核桃仁形式。

若以青果形式贮藏,则采摘时间不宜过晚,青皮顶部不开裂就要人工进行采摘,同时在贮藏前要对青果表面进行清洗、杀菌处理。

若以坚果形式贮藏,则鲜食核桃采摘后需要去皮,目前主要的去皮方法主要以堆沤、乙烯利喷洒堆沤法或采前乙烯利喷洒催熟法。此外鲁墨森[10]对冻融法核桃脱青皮技术进行了研究,即利用低温将核桃青皮冷冻后再通过融化去除青皮的方法。该方法具有快速、大量和连续生产的特点,保证了鲜食核桃仁的品质和含水量,对于核桃的鲜销鲜食非常适用。

若以核桃仁形式贮藏、销售,目前,市场上均使用干果核桃的脱壳方式,即以人工砸核桃或机械破壳后人工取仁,对于机械破壳,国内外普遍采用平板挤压式、气动式、平行辊子挤压式。但目前使用的核桃破壳设备对核桃仁均有不同程度的破碎和大面积磨损(俗称“露白头”)[11]。且鲜食核桃壳含有一定量的水分,核壳具有一定韧性,市场上的核桃破壳机破壳效果不佳,较难取仁。因此,针对核桃破壳装置需要做大量的改进性研究,摸索针对鲜食核桃壳特点的解决措施。

2　鲜食核桃贮藏保鲜技术

针对鲜食核桃的贮藏技术依据贮藏形式的不同也分为3大类,即青皮贮藏保鲜技术、鲜食坚果贮藏保鲜技术和鲜食核桃仁贮藏保鲜技术。

2.1青皮核桃贮藏保鲜技术

基于核桃鲜食趋势的大背景,高书宝等[12]研究了青果核桃的贮藏模式,结果表明带青皮核桃失水缓慢,外果皮能起到很好的保鲜作用。核桃果皮若完好无损则有利于长期保存保鲜,由此开辟了核桃以青果皮贮藏的保鲜技术。孙雯等[13-14]探讨了采收期对青果核桃果实冷藏中采后生理、抗氧化特性以及耐贮性的影响,认为青果核桃果实采后生理代谢活性与耐贮性主要与采收期有关,受品种影响较小,且早期采摘果最耐贮藏。冀爱青等[15]在跟踪青皮核桃冷藏过程中多酚含量变化时发现,烂果率与总酚含量呈高度正相关,与黄酮含量呈显著负相关。颜廷才等[16]采用木醋溶液浸泡青果核桃,然后进行冷藏实验,结果表明木醋溶液能较好的维持果实的贮藏品质,延缓丙二醛(MDA)含量及多酚氧化酶(PPO)、脂氧合酶(LOX)的活性增加,较好地保持了过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)的活性。李江阔等[17]采用1-甲基环丙烯(1-MCP)涂膜处理有效的降低了果仁、果皮褐变率,抑制了MDA含量增加,较好的保持了青皮核桃原有的色泽品质。此外王进等[18]和Jiang等[19]进一步使用ClO2和1-MCP的二步贮藏法,认为ClO2相比1-MCP能更好的延缓冷藏青皮核桃的腐烂和坚果的霉变。王进等[20]和郭园园等[21]都采用聚乙烯袋(PE)自发气调方式对核桃青果进行鲜贮实验,结果认为PE20保鲜效果较差,以PE50和PE40包装保鲜效果最好,贮藏60 d时果实腐烂指数小于10%,贮藏期最高可达90 d。杨曦等[22]通过不同贮藏方式研究对核桃青果的生理品质影响,认为贮藏环境中O2浓度越低,保鲜效果越好,使用塑料袋抽真空包装,在温度(1.0±0.5) ℃、相对湿度90%～95%条件下可贮藏120 d,贮后青皮褐变程度低,果实色、香、味、形俱佳。

综上所述,以青果形式贮藏的鲜食核桃由于坚果外面青果皮的包裹,有效地阻止了外来微生物的侵入,延缓了核仁褐变速度,降低了核仁水分流失速率,能够更好的保持鲜食核桃的特有风味和口感,然而,以该种形式贮藏需要保证青果皮的完整度,即青果在未自然掉落前进行采收,这增加了采收难度和采收成本。此外,若青果贮藏不当,果皮会出现腐烂、发黑、流水等现象,极易污染鲜食核桃坚果和核仁,造成核仁发黑、异味。

2.2鲜食核桃坚果贮藏保鲜技术

由于青果皮易腐烂、发黑的特点,科研人员开始尝试鲜食核桃以坚果形式进行贮藏。Christopoulos等[23]在跟踪鲜食核桃的冷藏过程时,发现鲜核桃仁带壳可有效延缓内种皮的褐变速率,但对总酚和总抗氧化能力没有影响。李孙玲等[24]研究不同贮藏温度对鲜食核桃坚果呼吸速率和油脂品质影响,发现在150 d贮藏期内,(0±1) ℃贮藏效果最好,可较好地保持核桃的营养品质。尚艳姣等[25]比较了鲜食和干食核桃在低温(0 ℃)下贮藏过程中的抗氧化能力,发现鲜食核桃的总抗氧化能力明显高于干食核桃,但鲜食核桃的酸值、过氧化物值和TBA值较高,在采后贮藏期间容易酸败和受微生物的侵染而发生霉变。袁德保等[26]通过不同包装处理和不同贮藏温度研究发现贮藏温度、包装袋、缝合线紧密度对油脂酸价影响显著,而缝合线紧密度对脂肪酶活性无显著影响。张丽萍等[27]探讨了不同包装对鲜食核桃坚果的保鲜效果,认为用PE30或PE50包装为鲜食核桃保鲜较为理想的方式。马艳萍等[28]针对鲜食核桃坚果冷藏期间氨基酸组分进行跟踪,发现在贮藏过程中,氨基酸含量呈现先上升后下降趋势,以30 d时的含量最高。另外,马艳萍[29]、耿阳阳等[30]针对不同品种鲜食核桃做了冷藏实验,均认为鲜食核桃坚果贮藏品质受品种影响较大,60 d为鲜食核桃坚果的适宜贮藏期。此外,马艳萍[29]还发现鲜食核桃冷藏至90 d左右,坚果会出现缝合线开裂现象,若温度上升至15 ℃环境,还会出现发芽现象。

在脱青皮以及贮藏过程中,鲜食核桃坚果表面还容易受到外来微生物的污染,在贮藏后期易发生霉变。黄凯等[31]从鲜食核桃坚果中分离、鉴定出一种腐烂病原菌——扩展青霉,并进行了体外抑菌研究,认为复合防腐剂(纳他霉素∶双乙酸钠∶对羟基苯甲酸丁酯=0.2951∶0.3195∶0.3854)的浓度和抑菌效果之间具有极显著的线性关系;同时指出防腐剂加入被膜剂可能会更有效的抑制霉菌生长。耿阳阳等[32]采用病原菌形态鉴定与rDNA-ITS鉴定相结合的方法,确定引起鲜食核桃霉烂的主要病原菌为毛霉属(Mucor)、镰孢菌属(Fusarium)、曲霉属(Aspergillus)。

针对鲜食核桃坚果贮藏过程中发芽和霉变的问题,马艳萍[33]课题组率先采用辐照技术研究鲜食核桃辐照效应,探索了60Coγ的辐照剂量[8,34]对鲜食核桃冷藏期货架品质的影响,并进一步研究了辐照对鲜食核桃萌芽率[35]、采后膜脂过氧化作用[36]、胚芽内源激素含量[37]、胚细胞超微结构[38]的影响,认为辐照剂量0.05 kGy即可完全抑制鲜核桃胚芽的萌发,而0.3～0.5 kGy能够明显提高鲜食核桃冷藏期间的超氧化物歧化酶(SOD)、CAT活性,减少MDA的积累,抑制POD、LOX活性,降低过氧化值(PV),并对脂肪、脂肪酸、氨基酸及VE等营养成分的保存效果尤为明显,具有明显的贮藏保鲜效果,确定为鲜食核桃最佳辐照剂量。除此之外,耿阳阳等[39]尝试使用解淀粉芽孢杆菌发酵液应用在鲜核桃保鲜中,但保鲜效果不甚理想。

总之,鲜食核桃坚果贮藏面临的最大问题为坚果失水、霉变和发芽。如果以坚果形式贮藏,除要考虑好解决这三大问题的方法外,鲜食核桃内种皮氧化褐变也是一个问题,只有解决这些问题才能真正做到长期供应市场,而不是仅在主产区销售。

2.3鲜食核桃仁贮藏保鲜技术

由于鲜食核桃壳具有一定韧性,目前难以进行工业化、规模化破壳,因此针对鲜食核桃仁的贮藏研究较为空白,市场上主要的贮藏方法以冷藏或冻藏为主,为防止鲜食核桃仁内种皮发生氧化褐变,两种方式:一种是脱掉内种皮,第二种为加入护色剂并真空包装和充入氮气或惰性气体。另外,王伟等[40]在核桃果实中分离出4种内生真菌,因此真空包装冷藏鲜食核桃仁要充分考虑核桃内生真菌及其次级代谢产物的食用安全性。

3　鲜食核桃加工技术

鲜食核桃自身区别于干果核桃,且国内流行时间较短,核桃脱壳、脱皮等加工技术尚未成熟,难以进行工业化加工,少数加工企业也仅依靠人力进行加工,当前鲜食核桃的加工技术主要以实验室研究为主。

由于鲜食核桃内种皮中含有较高的酚类物质,导致其极易氧化褐变成醌类,造成口感和品相不佳[41],因此在鲜食核桃的贮藏加工中主要面临着护色和去皮两大问题。针对核桃内种皮护色,陈曦等[42]采用单因素正交实验,探索出柠檬酸对核桃内种皮的护色效果最为显著。鲁墨森等[43]采用冻融法去除鲜食核桃内种皮,结合抗坏血酸浸泡解决了内种皮褐变问题;并采用冷藏或冻藏方式进行贮藏,得到的产品颜色纯正,鲜食甜脆,无油腻感,最大限度保持了其营养价值。于明等[44]基于鲜食核桃的良好口感和不油腻的特性,研究了鲜核桃乳生产工艺,并通过护色、磨浆、乳化等工艺生产出感官质量和营养价值具佳的核桃新产品。

综上所述,鲜食核桃产品简单,种类较少,即使一些具有创意的鲜核桃新产品也基本停留在实验室研究上面。因此,针对鲜食核桃应加大研发力度,推进产品市场应用。

4　鲜食核桃产业发展前景

随着核桃产业的深入细分发展,市场对核桃加工产品品质和营养价值的要求也越来越高。鲜食核桃作为核桃产业发展的新方向,为人们提供了更多的选择,这也将极大地拓展核桃产品的加工潜力和市场空间。然而鲜食核桃因含有较高的水分,各种理化特性均与干果核桃有较大差异,核桃鲜食产业还面临着很多问题。在产品加工方面,核壳因含有水分而韧性较强、脆性较差,且果皮采后极易失水、发芽和霉烂,难以进行商品化加工和营销;在市场监管方面,国家和地方目前均缺乏有关鲜食核桃行业标准,产品质量难以评定,市场监管较难。这些问题极大影响鲜食核桃的规模化加工和产业化发展。

因此针对目前出现的问题,未来对鲜食核桃的研究及发展方向应主要集中在这几个方面:深入研究鲜食核桃贮藏保鲜关键技术,创新开发适合鲜食核桃贮藏的最佳方式,以期延长其贮藏期和货架期,为鲜食核桃周年供应打下基础;在干核桃破壳机的基础上,针对鲜核桃壳韧性较强的特性,创新破壳技术和工艺,最终实现鲜食核桃机械化破壳和分离;加快鲜食核桃相关行业地方和国家标准制订,加强鲜食核桃产品市场管理,为鲜食核桃商业化运作提供产品质量评定依据;加强鲜食核桃相关产品研发,丰富鲜食核桃产品种类,加快产品成果转化,努力推进其产品市场化。通过这些方面的研究与发展,会进一步增强我国鲜食核桃产品市场竞争力,为我国核桃产业走出去战略提供了更好的保障。

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一套《食品工业科技》在手，

纵观食品工业发展全貌

Research progress of fresh walnuts

GENG Yang-yang1,2,ZHANG Yan-xiong1,*,HU Yi-wen1,2,HE Jia-li1,2

(1.Guizhou Academy of Forestry,Guiyang 550000,China;2.Guizhou Institute of Walnut,Guiyang 550000,China)

In recent years,fresh walnuts is becoming increasingly popular in the market. Current research progress of postharvest storage,treatments and product development in fresh walnuts was reviewed in this paper. In addition,a hot and blind spot in fresh walnuts was mentioned. In order to provide the reference for fresh walnuts industry,the prospect of fresh walnuts in food industry was also mentioned.

fresh walnuts;nutrition value;post-harvest handling;preserving technology;product development

2016-02-19

耿阳阳(1987-)，男，硕士，研究实习员，研究方向：农产品贮藏加工，E-mail:yygengfood@sina.cn。

张彦雄(1964-)，男，硕士，副研究员，研究方向：植物及土壤分析测试，E-mail:zyx64@tom.com。

贵州省林业厅青年基金(黔林科合J[2015]13号)；贵州省核桃研发团队服务企业行动计划(黔科合服企[2015]4010号)。

TS255.6

A

1002-0306(2016)16-0396-04

10.13386/j.issn1002-0306.2016.16.070