發(fā)酵技術在百香果及其副產物中的應用研究進展

沈 冰，馬婷婷，梁艷玲

（1.廣西職業(yè)技術學院 農業(yè)工程學院，廣西南寧 530226；2.廣西農墾工程技術研究（服務）中心-農產品高值化工程技術研究中心，廣西南寧 530022；3.廣西輕工業(yè)科學技術研究院有限公司，廣西南寧 530000）

百香果，又名西番蓮、熱情果、雞蛋果，西番蓮科西番蓮屬[1]，原產于南美洲的巴西及阿根廷一帶[2]，是一種熱帶水果。因其果實中的揮發(fā)性香氣組分高達160多種[3]，能夠散發(fā)出芒果、香蕉、番石榴、菠蘿、荔枝等多種水果的復合香氣，而被命名為“百香果”，素有“果汁之王”的美譽。百香果共有400多個品種，可食的60多種[4]，又以紫百香果、黃百香果及二者的雜交種最常見[5]，大面積種植于我國廣西、廣東、福建、海南等地，形成了獨特的百香果區(qū)域經濟帶，給當?shù)貛砹司薮蟮慕洕б妗V西鳳山縣、凌云縣、巴馬縣、忻城縣等，以百香果產業(yè)作為特色水果產業(yè)，探索出了一條推動農業(yè)增產、促進農民增收之路。

隨著種植面積逐年擴大，貯藏期短成為了制約百香果產業(yè)發(fā)展的短板，許多加工企業(yè)轉而進行百香果深加工。現(xiàn)階段國內常見的百香果產品主要集中在果汁、果脯、果醬等初加工制品[6]，近年來一些果酒產品也浮出市場。有學者研究了百香果果皮、果籽等副產物的綜合利用[7-8]，但由于副產物水分含量高、易腐敗變質，百香果深加工的難度仍較大，技術仍受限。發(fā)酵技術作為一種農副產物加工利用的常用手段，可通過有益微生物的作用賦予制品特殊的風味。目前，專門針對百香果及其副產物發(fā)酵應用的綜述性研究還鮮見報道。本研究通過對百香果發(fā)酵系列產品及副產物發(fā)酵應用現(xiàn)狀進行綜述，旨在指出較為新穎的百香果產品發(fā)酵工藝，提出較有價值的研究領域，為百香果產品的多元化開發(fā)應用提供理論支持。

1 百香果發(fā)酵系列產品

1.1 百香果酒制品

百香果具備獨特的香氣，釀制成酒制品后，原有的果香加上發(fā)酵的獨特香氣，使得產品整體香氣更具層次感，風味更是獨一無二。目前，市面上出現(xiàn)一些百香果果酒、百香果蒸餾酒、百香果雞尾酒等酒制品，其中以百香果果酒產品居多。部分學者已研究出了以百香果汁釀制果酒的發(fā)酵工藝[9-11]。

近年來，不少研究人員更傾向于用紫色百香果整果進行發(fā)酵。程宏楨[12]研究得到百香果整果酒的最優(yōu)釀造方案為發(fā)酵溫度29 ℃、發(fā)酵時間5 d、酵母接種量0.04%、初始糖度21°Brix，可得到總酸 6.2 g·L-1、 總 糖 7.5 g·L-1、透光率 85.6%、酒精度12.4%Vol的百香果整果酒，將其與果汁酒、原果汁進行體外抗氧化功能的對比，結果表明全果酒＞果汁酒＞原果汁。程宏楨等[13]還對百香果整果酒、果汁酒、原果汁的香氣成分進行了分析對比，結果顯示，己酸乙酯、β-紫羅酮和芳樟醇為關鍵香氣成分，三者的香氣強度差異顯著（P＜0.05），全果酒中特征香氣濃度（1 009.61 μg·mL-1）高于果汁酒（734.37 μg·mL-1）。胡來麗等[14]的研究結果表明，百香果整果酒中的游離氨基酸含量、呈味氨基酸種類和揮發(fā)性風味組分均表現(xiàn)更佳。以上研究表明，相比于果汁酒，百香果整果酒具有風味更突出、滋味更協(xié)調、抗氧化功能更強的優(yōu)勢，這為百香果深加工、副產物綜合利用、延長產業(yè)鏈和提高經濟效益提供了新思路和新方法。

百香果與其他風味果蔬混合發(fā)酵生產復合果酒亦成為一大研究熱點。CHENG等[15]研究得到百香果整果與甘蔗混合的發(fā)酵工藝，魯云風等[16]探討了百香果獼猴桃復合果酒的發(fā)酵配方，KARLA等[17]以細胞生長速率、底物消耗速率和產品生成速率為指標，評估了百香果芒果復合果酒發(fā)酵過程的可行性。

1.2 百香果發(fā)酵乳制品及發(fā)酵飲品

發(fā)酵乳制品因其具有特殊的風味以及改善腸道菌群、促進消化、增強體質等功效，深受消費者喜愛。流行病學研究顯示，發(fā)酵乳制品還在促進體重管理、預防Ⅱ型糖尿病、降低代謝綜合征和心臟病發(fā)病率、改善乳糖不耐癥和降低低密度脂蛋白等方面具有良好的功效[18-20]。ZHOU等[21]優(yōu)化得到一種百香果酸奶配方為接種量0.1%、百香果原汁5.5%、白砂糖7.4%、發(fā)酵溫度42.7 ℃、發(fā)酵時間5 d。ASIIMWE等[22]用折射窗干燥技術制備百香果果肉粉末，添加2%百香果粉到牛乳中進行發(fā)酵，并將該產品與市售原味酸奶、香草味酸奶進行營養(yǎng)成分對比，研究顯示，百香果味酸奶可顯著提高體系中維生素C、β-類胡蘿卜素、總酚等營養(yǎng)物質的含量以及抗氧化活性，且在14 d貯藏期內感官參數(shù)（風味、顏色、口感、稠度和總體可接受度）均無顯著變化。吳曉菊[23]在牛乳中添加百香果干和薏米進行發(fā)酵，得到薏米百香果酸奶的原料最佳配比為薏米含量6%、百香果干含量5%、接種量4%。

除酸奶制品外，有研究人員還研發(fā)了百香果單純或復合發(fā)酵型飲品。蘆紅云等[24]采用百香果整果接種乳桿菌LP-1和副干酪乳桿菌ET22無損發(fā)酵一款乳飲料，所得最優(yōu)工藝為LP-1∶ET22＝3∶7（接種比）、接種量5%、碳源2.25%、發(fā)酵時間24.75 h。陳永等[25]充分利用百香果、桂花梨、龍眼和甘蔗等廣西特色農產品制備一款百香果復合發(fā)酵飲料，并采用雷達圖從風味、色澤、甜度、透明度以及綿延度5個維度進行了感官評定。

1.3 百香果果醋制品

果醋被認為在促進人體消化吸收、改善血液循環(huán)、提高機體抗氧化功能、維持酸堿平衡、降低血脂等方面具有較為理想的功效[26-27]。蘇龍等[28]以巴氏醋桿菌為發(fā)酵菌種、醋酸含量為目標值，優(yōu)化得到百香果果醋最優(yōu)發(fā)酵參數(shù)為溫度35 ℃、時間5 d、接種量12%、轉速180 r·min-1、初始酒精度6%Vol、百香果果汁濃度 25 g·L-1、葡萄糖濃度 10 g·L-1，此條件下百香果果醋的醋酸含量達到4.584 g·mL-1。WANG等[29]確定了百香果汁含量7.5%、柿子果醋含量10.5%和糖含量5.5%為百香果柿子果醋的最優(yōu)配方。楊杰[30]以醋酸桿菌KDA-2為菌種，分別采用一步發(fā)酵法和兩步發(fā)酵法制備百香果果醋，并比較二者的有機酸、總酚、黃酮、花青素、維生素C和抗氧化能力，認為一步發(fā)酵法更優(yōu)。

2 百香果副產物的發(fā)酵應用現(xiàn)狀

目前，國內外有關百香果副產物發(fā)酵利用的研究主要集中在果皮的發(fā)酵利用。百香果皮富含膳食纖維，以及總酚、黃酮、多糖等抗氧化活性成分，能幫助人體清除自由基。流行病學研究表明，百香果皮具有提高胰島素敏感性、減少肝臟脂肪沉積、改善機體脂代謝、降低血脂、抗炎等功效，可作為一種理想的功能性食品原料[31-32]。

2.1 應用于酸乳產品的發(fā)酵和改性

一些學者對百香果皮如何影響酸乳產品的發(fā)酵過程進行了報道。MARCELA等[33]證實，向豆乳發(fā)酵液中添加百香果皮和低聚果糖能夠顯著提高豆乳制品的葉酸含量，百香果皮在豆乳發(fā)酵過程中可刺激特定菌株產生葉酸。CASAROTTI等[34]在益生菌發(fā)酵羊奶過程中分別添加百香果皮、番石榴皮和橙子皮，體外胃腸道模擬試驗顯示，百香果皮可顯著增強益生菌對模擬胃腸道條件的抗性。在此基礎上，CASAROTTI等[35]還探討了百香果皮對低脂羊奶發(fā)酵過程中益生菌的影響，結果表明，1%的百香果皮可使模擬結腸各區(qū)域的普氏菌屬、巨單胞菌屬和琥珀酸弧菌屬減少，使乳酸桿菌屬和雙歧桿菌屬增加，從而改善肥胖患者的腸道菌群。

一些學者則研究了百香果皮對酸乳產品的改性作用。GABRIELA等[36]向布里奇果酸乳中添加不同含量的百香果皮粉進行發(fā)酵，發(fā)現(xiàn)百香果皮可改善酸乳產品的質地，還可提高蛋白質含量和抗氧化活性。TOLEDO等[37]將百香果皮和籽混合制備粉末，添加到酸乳中進行感官、理化和貯藏試驗，結果表明，酸乳中添加百香果皮和籽混合制備的粉末可顯著提高膳食纖維和礦質元素含量，可提高酸乳黏度并降低脫水收縮作用。

2.2 應用于酶制劑的生產

以百香果皮（粉）為直接或間接底物發(fā)酵產酶也成為了一個研究趨勢。MARILIA等[38]分別以百香果皮粉、麥麩、豆粕、雞內臟粉等農副產品為底物，利用黑曲霉LBA 02固態(tài)發(fā)酵產L-天冬酰胺酶，結果顯示，百香果皮粉為底物的發(fā)酵效果最佳，經優(yōu)化，酶產量可提高57%。SILVA等[39]發(fā)現(xiàn)向南酸棗汁中添加3%和0.1%的百香果皮，可分別促進棘孢曲霉發(fā)酵產生聚半乳糖醛酸酶和內切聚半乳糖醛酸酶。

2.3 應用于酵素產品的生產

百香果皮酵素是一種功能性副產物產品。張順[40]的研究表明，在百香果皮漿中先接入1.5%的酵母菌于29 ℃下發(fā)酵16 h，再接入2%的復合乳桿菌于39 ℃下發(fā)酵24 h，所得發(fā)酵液總酚含量及益生菌活菌總數(shù)均較高；制備的百香果皮凍干酵素粉在模擬人體消化的試驗中表現(xiàn)出較強的適應性和耐受性，在胃液和腸液中消化3 h后益生菌存活率分別為77.0%和88.0 %。

3 結語

目前，國內外有越來越多的學者圍繞百香果開展研究，人們逐漸認識到百香果“渾身都是寶”。隨著健康中國行動計劃的實施，功能性食品的研發(fā)顯得尤為重要，發(fā)酵工程與農副產品的結合則為此提供了新思路。將發(fā)酵技術應用于百香果相關制品，不僅可通過益生菌的作用賦予產品新的保健功能，可實現(xiàn)對產品功能和感官的改性，還可充分利用農業(yè)廢棄物，變廢為寶，提高農產品附加值，增加經濟收益，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

通過綜述，筆者認為還有以下幾個方面較具研究價值。①百香果整果發(fā)酵應用和產品脫澀脫苦研究。百香果皮已被證實含有多酚、黃酮和多糖等抗氧化活性物質，也有研究人員證明，在營養(yǎng)成分方面，整果發(fā)酵優(yōu)于果肉發(fā)酵。但整果發(fā)酵必然引入大量單寧等苦澀味物質，進一步研究產品脫澀脫苦技術，對改善百香果發(fā)酵產品的口感、提高產品可接受度，具有重要作用。②百香果發(fā)酵調味品的開發(fā)。目前，國內外有關百香果發(fā)酵調味品的報道還較少，開發(fā)迎合我國不同地區(qū)居民口味的百香果發(fā)酵調味品，對于百香果產品的多元化開發(fā)應用、擴大我國調味品市場，具有重要意義。③百香果籽發(fā)酵應用研究。百香果籽中含有豐富的可溶性膳食纖維，而現(xiàn)階段鮮有關于百香果籽發(fā)酵利用的研究，筆者認為此類研究可從其配合動物飼料進行體外發(fā)酵等方面入手。