周陸紅,李 萌,韓太利,孫繼峰,譚金霞
(濰坊市農(nóng)業(yè)科學(xué)院,山東 濰坊 261071)
生姜是一種藥食同源作物,又名地辛、百辣云。其性喜溫,具有發(fā)汗解表、化痰止咳等功效,民間也一直存在“冬吃蘿卜夏吃姜”的說(shuō)法。生姜的栽培歷史悠久,多種植于中國(guó)、印度、日本和朝鮮等亞洲國(guó)家,部分種植于非洲及南美洲部分地區(qū)。中國(guó)是目前世界上生姜栽培面積最大且生產(chǎn)總量最多的國(guó)家,在中國(guó)南北地區(qū)均有生姜種植,且地方品種資源豐富多樣。據(jù)統(tǒng)計(jì),生姜種植面積較大的省份有山東、四川、廣西、福建和湖南等[1]。圖1是2000—2018年中國(guó)生姜種植面積的變化情況[2],除2007—2008年和2011—2013年外,生姜種植面積整體呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。生姜種植面積的增加可能會(huì)導(dǎo)致一定程度的產(chǎn)品滯銷,甚至由于貯存不當(dāng)造成腐爛變質(zhì);因此,可以將其加工成生姜制品,在保留其營(yíng)養(yǎng)保健成分的同時(shí)改善產(chǎn)品口感,使其更易于被人們接受,還可以擴(kuò)大銷路、適當(dāng)延長(zhǎng)保質(zhì)期,從而提高產(chǎn)品附加值。
中國(guó)也是生姜的主要出口國(guó)之一,但產(chǎn)品大多是普通保鮮生姜,導(dǎo)致近幾年我國(guó)對(duì)發(fā)達(dá)國(guó)家的生姜出口份額大幅下降[3];因此,將生姜應(yīng)用于功能性和深加工產(chǎn)品的開(kāi)發(fā),既可以減少原材料腐爛變質(zhì),也可以提高產(chǎn)品附加值,提高社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。本文對(duì)生姜加工產(chǎn)品和加工副產(chǎn)物的利用研究現(xiàn)狀進(jìn)行了總結(jié),以期為生姜加工產(chǎn)業(yè)發(fā)展和實(shí)際生產(chǎn)提供參考。
生姜含有豐富的營(yíng)養(yǎng)成分,除含有蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、多糖、維生素和微量元素等,還含有姜精油、姜辣素和生姜多糖等活性物質(zhì)[4]。每100 g新鮮生姜中干物質(zhì)含量為13.2~15.0 g,粗蛋白為7.9~10.0 g,總脂類為5.7~14.5 g,可溶性總糖為2.0~5.3 g,纖維素為5.2~6.0 g,淀粉為5.8~8.9 g[5]。
生姜是藥食同源作物,其藥理作用的研究主要集中在活性成分上。目前已有研究表明,生姜及其相關(guān)的生物活性化合物具有潛在的抗癌特性。Lv等[6]發(fā)現(xiàn)6-姜酚可影響小鼠和人肺癌細(xì)胞的增殖,并從中純化和鑒定了主要代謝物;Lee等[7]研究發(fā)現(xiàn),結(jié)腸癌細(xì)胞在6-姜酚作用下會(huì)發(fā)生凋亡,通過(guò)抑制細(xì)胞周期蛋白D1的表達(dá)和誘導(dǎo)NAG-1和G1細(xì)胞的周期阻滯,從而抑制細(xì)胞增殖;另外,生姜的活性成分對(duì)于乳腺癌、宮頸癌、鼻咽癌和視網(wǎng)膜細(xì)胞瘤等多種細(xì)胞均有抑制作用[8-10]。生姜對(duì)于治療肥胖或超重癥狀也有一定作用,對(duì)80名肥胖健康女性分為補(bǔ)充生姜粉組和對(duì)照組,進(jìn)行12周的雙盲隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn),結(jié)果表明試驗(yàn)組女性的體質(zhì)量、體質(zhì)量指數(shù)、腰圍和臀圍都有明顯下降,且其體內(nèi)成分等方面并無(wú)明顯變化[11]。生姜精油可以通過(guò)抑制細(xì)菌生物膜的形成,減少麥角甾醇的生物合成和阻止病毒附著及內(nèi)在化,從而達(dá)到抗菌的效果[12]。生姜中的有效成分還可清除氧離子自由基,緩解氨基多糖解聚反應(yīng),達(dá)到抗炎、抗氧化效果[13]。此外,生姜還可起到健胃止吐、抗血栓形成、消炎鎮(zhèn)痛、保肝利膽和緩解神經(jīng)性疾病等功效。
圖1 2000—2018年全國(guó)生姜種植面積變化
隨著生活水平的提高和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,人們對(duì)于高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的產(chǎn)品需求量日益增長(zhǎng)。生姜飲品的研發(fā)既保留了生姜獨(dú)特的風(fēng)味,還保留了生姜的營(yíng)養(yǎng)保健價(jià)值,主要可分為生姜固體飲料、生姜汁飲料、生姜乳飲料和生姜酒等。
生姜固體飲料因具有便于儲(chǔ)存和運(yùn)輸、沖泡簡(jiǎn)單和方便衛(wèi)生的優(yōu)點(diǎn)而受到廣大消費(fèi)者的喜愛(ài)。一般多以姜粉和姜茶居多,生姜原料經(jīng)過(guò)干燥或榨汁濃縮等工藝處理即可得到,可較大程度保留生姜的營(yíng)養(yǎng)保健價(jià)值。表1是歸納的目前主要生姜固體飲料類型。生姜汁飲料則是主要以鮮姜汁為原材料,輔以其他配料,經(jīng)過(guò)均質(zhì)、殺菌等工藝加工而成(表2)。生姜汁飲料多與其他果蔬汁混合制成復(fù)合飲料,其口感與新鮮果汁相近,營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高,因而市場(chǎng)需求較大。生姜乳飲料和生姜酒是一種新型的保健飲品,可以改善乳制品和酒的口感,強(qiáng)化其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,具有口感佳、營(yíng)養(yǎng)高的特點(diǎn),目前的主要研發(fā)產(chǎn)品見(jiàn)表3。
生姜產(chǎn)品加工過(guò)程中一般會(huì)出現(xiàn)副產(chǎn)物,多數(shù)副產(chǎn)物中仍然含有豐富的營(yíng)養(yǎng)成分,因此可以用于提取物深加工,實(shí)現(xiàn)共產(chǎn)物梯次利用和產(chǎn)品增值。生姜精油是存在于生姜根莖中的揮發(fā)性油狀物,是姜濃郁芳香味的來(lái)源,其沸點(diǎn)低、易溶于有機(jī)溶劑,因此一般采用水汽蒸餾、超聲萃取或其他方法提??;姜辣素是生姜辛辣味的主要來(lái)源,常用的提取方法有溶劑提取法、超聲波提取法和微波提取法等[35]。生姜蛋白酶是一種巰基蛋白水解酶類,它和菠蘿蛋白酶和木瓜蛋白酶是應(yīng)用較多的植物蛋白酶,目前提取方法主要有沉淀法、超濾法和鹽析法等[36]。生姜提取物的主要用途有抗氧化、抑菌保鮮、去腥、提亮、嫩化肉類、澄清酒類等,其提取方法還有水汽蒸餾法、纖維素酶法及超聲波提取法等,如表4所示。
楊君等[46]將姜汁添加進(jìn)果凍中,制成低熱量、高營(yíng)養(yǎng)的保健果凍。工藝是生姜榨汁過(guò)濾—膠凝劑煮膠—加白砂糖、檸檬酸、β-環(huán)狀糊精混合復(fù)配—過(guò)濾灌裝—?dú)⒕鋮s,其中β-環(huán)狀糊精作為包埋劑可以減輕生姜辛辣味,使果凍辛辣味口感適中。白砂糖添加量為12%,膠凝劑添加量1.2%,姜汁添加量14%,檸檬酸添加量0.062 5%,β-環(huán)狀糊精添加量0.04%時(shí),其姜辣素含量比較高,且果凍透明度和細(xì)膩度好,感官品質(zhì)較好。另外一種研發(fā)較多的產(chǎn)品是軟姜糖,黃偉等[47]采用木糖醇代替部分蔗糖研制的鳳凰保健軟姜糖,具有熱值低、易貯存等特點(diǎn),且兼具生姜和木糖醇的保健功能。試驗(yàn)確定的最佳軟糖工藝為:5%膠凝劑(瓊脂、明膠質(zhì)量比3∶1)+30%木糖醇+10%姜提取液+30%蔗糖,最終形成的姜軟糖產(chǎn)品的咀嚼性和彈性良好,口感獨(dú)特。姜汁加入面粉中,同時(shí)輔以食鹽、谷朊粉配料,可以開(kāi)發(fā)一種具有保健功能的掛面[48]。感官評(píng)價(jià)得分表明,姜水質(zhì)量比1∶6,姜汁添加量32%,食鹽添加1.6%,谷朊粉添加3%是姜汁掛面的最佳制作工藝。姜汁保健豆腐是在豆乳中添加姜汁制成一種保健內(nèi)酯豆腐,產(chǎn)品兼具豆腐豐富的蛋白質(zhì)和姜汁營(yíng)養(yǎng)保健成分,賦予豆腐姜香味,改善豐富了內(nèi)酯豆腐原本口味[49]。當(dāng)豆乳濃度為1∶5,豆乳與姜汁比為6.0∶1.5,凝固劑添加量為0.30%時(shí),姜汁豆腐的成型效果、質(zhì)地色澤和口感體驗(yàn)效果最佳。另外,生姜一般還可制成糖漬冰姜、醋姜、糟姜、醬姜和姜脯等產(chǎn)品[50],目前的研究主要集中在對(duì)傳統(tǒng)工藝的改進(jìn)、提高產(chǎn)品品質(zhì),研發(fā)綠色保健產(chǎn)品方面。例如,趙廣河等[51]研究了微波滲糖加工低糖姜脯的工藝,何英東等[52]研究了低鹽腌漬仔姜工藝,并采用果膠甲酯酶進(jìn)行保脆處理。
表1 生姜固體飲料種類
表2 生姜汁飲料種類
表3 生姜乳飲料和生姜酒
表4 生姜提取物及其主要用途
生姜在中國(guó)作為一種重要的經(jīng)濟(jì)作物,目前市場(chǎng)上主要是以普通鮮姜形式出售,單價(jià)較低且不易貯存,市場(chǎng)接受度不高;因此,開(kāi)發(fā)各種生姜保健功能制品,既可以延長(zhǎng)保質(zhì)期、豐富生姜產(chǎn)品種類,又可以幫助農(nóng)民增收、滿足消費(fèi)者需求。目前生姜制品的市場(chǎng)和開(kāi)發(fā)前景十分廣闊,基于生姜的功能特性,今后的研究應(yīng)向高品質(zhì)、高價(jià)值的健康功能食品方向發(fā)展。