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新技术在生姜、大蒜、洋葱深加工中的应用 第 8期 2O03年 8月 中 国 调 味 品 CEI CONDn低 T No.8 Aug.2OO3 文章编号:1000—9973(2003)08—0007—07 新技术在生姜、大蒜、洋葱深加工中的应用 * 葛毅强 ,倪元颖 ,张振华 ,乔旭光4,黄雪峰4 (1.中国农村技术开发中心,北京 100045;2.中国农业大学西区食品学院,北京 100094; 3.中国农业科学研究院科技管理局,北京 100081;4.山东农业大学食品学院,山东 泰安 271018) 摘要:生姜、大...

新技术在生姜、大蒜、洋葱深加工中的应用
第 8期 2O03年 8月 中 国 调 味 品 CEI CONDn低 T No.8 Aug.2OO3 文章编号:1000—9973(2003)08—0007—07 新技术在生姜、大蒜、洋葱深加工中的应用 * 葛毅强 ,倪元颖 ,张振华 ,乔旭光4,黄雪峰4 (1.中国农村技术开发中心,北京 100045;2.中国农业大学西区食品学院,北京 100094; 3.中国农业科学研究院科技管理局,北京 100081;4.山东农业大学食品学院,山东 泰安 271018) 摘要:生姜、大蒜、洋葱是我国三种历史悠久的药食兼用的香辛调味料。综述了生姜、大蒜、洋葱的 功能作用、功效成分及产品开发方面的研究进展 ,介绍了超临界流体萃取技术、分子蒸馏技术、微胶 囊技术等现代新型食品制造技术,并提出了运用新型食品制造技术改造提升生姜、大蒜、洋葱等深 加工业的新思路。 关键词:生姜;大蒜;洋葱;新型制造技术 中图分类号:TS264.3 文献标识码:A Application of modern food manufacturing technologies in the deep—processing of ginger,garlic and onion GE Yi—qiang ,NI Yuan—ying2,ZHANG Zhen—hua3, QIAO Xu—guang4,HUANG Xue—feng4 (1.China Agricultural Technology Development Central,Beijing 100045,China;2.China Agri— cultural University,Beijing 100094 China;3.China Academy of Agriculture,Beijing 100081, China;4.Shandong Agrieultrual University,Tai’an 271018,China) Abstract:Ginger,garlic and onion ale three main traditional flavourings,which have high application values and development potentials in food industry.Their composition,property,function,extraction and applying proporty progress were summarized,some nlodem food manufacturing teehnologies were introduced,and the re— construction of the industry of ginger,garlic and onion by modem food manufacturing technologies was put for— ward in this paper. Key words:ginger;garlic;onion;modem food manufacturing technology 1 前言 生姜、大蒜、洋葱是我国特色的农产品资 源和传统调味料,栽培历史悠久,载培面积 大,产量高;也是亚洲传统的药食两用植物, 含有多种生理活性成分,在保健和预防、治疗 慢性疾病等方面具有多种功效。近年来,随 着人们对自身保健意识的增强,日益强调食 品原料及添加剂的天然性、功能性与健康性, 使人们更加关注这些药食兼用的传统调味 收稿 日期:2003—05—29 作者简介:葛毅强(1971一),男,博士/副教授,研究方向:食品科学与工程及其科技管理。 *国家863项目《高附加值天然调味料及香精制造与产品开发》,2002 2005年(2001AA248021)。 / 维普资讯 http://www.cqvip.com 8 中 国 调 味 品 总第 294期 料。我国加人 WTO后,因包括劳动力在内的 生产要素低廉,所以大蒜、生姜、洋葱原料在 国际贸易中具有明显的外贸比较优势。 但是,依靠外贸比较优势,多年来中国大 蒜、生姜、洋葱产业主要以原料或初级加工产 品面向国际市场。目前 ,我国大蒜、生姜、洋 葱及其制品的生产和销售受到三个方面的制 约:第一,原料形式出口和销售受市场因素制 约较大,且价格较低 ,附加值低;第二,应用领 域不宽,出口价格波动较大,导致产品积压, 同时又反过来影响了种植和加工;第三,加工 品种类型单一 ,销售市场单一。以上三方面 的影响导致其价格不稳定 ,百姓收人不稳定, 极大地影响了我国大蒜、生姜、洋葱产业的发 展。尤其是生姜、大蒜、洋葱产业普遍存在产 品结构不合理、品种单一、生产工艺水平低、 呈现主要药理功能作用的风味物质提取率及 在产品中的含量低的缺点,难以创造高技术 含量、高附加的适应市场需求的新产品,严重 影响了产业的进一步发展。而大蒜、生姜、洋 葱高品质、高价值的贸易品越来越受到食品 工业的推崇,在国外发展迅速,已逐渐成为食 品工业的主要原料之一,这些在我国则刚刚 起步。我国面I15全面与国际接轨后更加激烈 的国际竞争 ,这迫切需要大蒜、生姜、洋葱产 业要有较大的发展。我们必须积极增加人力 资本和技术投人,不断增加知识产品的生产, 依靠大蒜、生姜、洋葱原料外贸比较优势构建 我们的产品竞争优势,发展其产业使之成为 我国的竞争优势产业。随着近年来大蒜、生 姜、洋葱药理作用的广泛证明,以及人们自身 保健意识的增强,使其逐渐成为人们 日常生 活中重要的食用资源。 现代医学研究证实,生姜、大蒜、洋葱广泛 药理作用的基础是他们所含的风味物质。生 姜、大蒜、洋葱所含的风味物质相对较少,人们 日常的食用量不能发挥理想的量效作用。而目 前我国传统的大蒜、生姜、洋葱加工,属于低档 调味品,生产设备落后,技术水平低,产品中风 味物质的提取率低,不但不能发挥其应有的医 疗保健功能,而且也是对其资源的巨大浪费。 因而,必须采取高效的风味物质提取手段,最大 限度的提取、富集大蒜、生姜、洋葱风味物质,提 高技术含量。并通过相关医学实验的证实,开 发生理功能明确,量效关系、构效关系明确的第 三代功能性调味料。而超临界流体萃取技术、 分子蒸馏技术等是国际新型食品制造技术,以 此为依托研究开发第三代功能调味料及高附加 值天然香精,对于保持我国生姜、大蒜、洋葱产 业的资源优势及外贸比较优势,提升生姜、大 蒜、洋葱深加工水平及1.力Ⅱ快产业化进程,均具有 重要意义。 2 国内外技术现状和趋势 2.1 生姜 生姜(Zingiber Official Rose.)属姜科姜属 多年生草本宿根植物,是国际贸易中最重要 的根茎类香料。我国是生姜的发源地及主要 出产国之一,大部分地区均有种植。作为一 种历史悠久的香辛调味料 ,生姜广泛用于亚 洲食物的烹调中,同时也是常用的传统中医 药材。传统医学认为味辛、性热,有温中散 寒、回阳通脉、燥湿消痰的功效。现代医学研 究证实,生姜具有保肝利胆、健胃止吐、促进 血液循环、调节中枢神经、消炎、抗菌、杀虫等 作用。最近的医学研究又发现,生姜具有抗 凝、升压、降血脂、抗衰老、抗肿瘤等作用,与 其相关的生理活性成分的研究也相当活跃。 已有的研究和实践均表明,生姜主含的挥发 油——姜精油和辛辣成分——姜油树脂是生 姜起疗效的组分。 我国的生姜资源非常广泛,产量在不断 增加。但生姜的贮藏较难,易腐烂变质,因此 每到收获季节,产区生姜损失很大。对生姜 维普资讯 http://www.cqvip.com 第 8期 专论与综述 新技术在生姜、大蒜、洋葱深加工中的应用 9 的综合利用研究,有利于原料的就地加工、贮 存、运输等问 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 ;此外,迄今为止,生姜食用多 作普通调味料,在我国一直以原姜或姜粉为 主,利用率极低。目前仅有糖姜、腌制姜、调 味干姜(粉)用于食品,有少量油溶性姜香精 用于生产姜味饮料、糖果和饼干,还有少量的 炮姜、干姜、姜流合剂和姜酊用于中医中药。 这些产品的生产设备简陋,生产技术落后,远 远不能消耗大量的生姜。近年来,虽有少量 的姜精油生产,但提取精油后的姜渣中大量 有用成分都被丢弃,很少从食品的角度考察、 开发生姜中功能成分在医疗、保健方面的属 性并加以利用。 国外生姜加工品繁多,生产技术先进,尤 其注重姜精油、姜油树脂等生姜提取物的开 发利用。以姜精油为主要原料,利用碳酸化 技术生产的姜汁啤酒 ,在美国和 日本市场上 占有相当大份额。以姜油树脂为主要原料, 采用微胶囊化技术生产的姜固体饮料,食用 既方便,产品保质期又长,还可兼作抗流感、 抗疲劳的功能饮料。国外还利用姜油树脂等 原辅材料生产抗晕车药、降血脂药、治疗风湿 与关节炎的胶囊等等。 随着食品加工技术的进步,运用现代工 艺技术提取生姜制成的姜精油、姜油树脂等 深加工产品,作为高品质,高价值的贸易品越 来越受到食品工业的推崇,会有更多的生姜 功能食品、药品等产品出现。近年来,人们开 始以科学手段考察生姜在保健和预防、治疗 慢性疾病方面的功效。由此展开的以姜为原 料的深人研究和综合开发,其中所含的多种 有用成分都赋予了生姜利用新的 内容 财务内部控制制度的内容财务内部控制制度的内容人员招聘与配置的内容项目成本控制的内容消防安全演练内容 与意 义,如开发第三代功能食品调味料或添加剂 等等的研究和探索,为生姜资源的利用开辟 无限广阔的前景。 2.2 大蒜 大蒜 (Allium Sativum L.)为百合科葱属 多年生草本植物,主要食用部分为鳞茎。大 蒜蒜头洁白辛辣,品质粘辣郁香,其医疗效果 已有 5000多年的历史,又称“地里长出的青 霉素”。中国是世界大蒜的主要产区之一,产 量约占世界总产量的4o%左右,也是中国主 要出口农产品之一。 从古至今,世界上许多民族如埃及人、犹 太人、中国人、日本人、罗马人就一直用大蒜 治疗多种疾病。大蒜味辛性温,有驱风、利 尿、镇咳、暖脾健胃、促进食欲、帮助消化、消 渴止血、行气消积、解毒杀虫等功效,特别引 人注目的是其强烈的抗菌性和强壮作用。此 外,还有促进胆汁分泌、镇痉、肠内杀菌的作 用。可辅助治疗肠胃病、扁桃体炎、哮喘、风 湿等症。我国明代《本草纲目》记载,大蒜有 散痛肿、除风邪、消毒气、去风湿、疗疮癣、健 脾胃、止霍乱、解瘟疫等功效。 我国从 50年代开始对大蒜的化学成分、 药理作用及临床进行研究,并阐明了大蒜的 多种有价值的药理作用。随着研究的深人, 国内外学者已研究证实了大蒜在抗凝血、抗 肿瘤、降血脂、降低血糖、解毒、抗感染、抗氧 化、抗衰老以及在保护肝脏、保护心血管系 统、细胞介导免疫、体液免疫调节过程中起着 十分重要的作用。大蒜制剂对肺癌、胃癌、脑 癌、肠癌、食道癌具有一定的治疗功能,还有 减慢心率、扩张毛细血管、降低血压等作用, 并能降低血清胆固醇、甘油三酯,从而防治动 脉粥样硬化。另外,大蒜还有降低胆固醇、降 低脂肪的效果,可治疗肥胖症,预防血栓引起 的脑溢血、脑梗塞、心肌梗塞等。大蒜中的微 量元素锗能把氧元素供给机体,所以大蒜能 消除疲劳,增强机体的体力和耐力。 目前认为大蒜的主要活性物质是大蒜风 味物质,多为含硫化合物,也是药理基础。大 蒜在破碎后,蒜氨酸(Alliin)在蒜氨酸酶(Am. ir,ase)的作用下,分解为硫代亚磺酸,并进一 维普资讯 http://www.cqvip.com 10 中 国 调 味 品 总第 294期 步分解为小分子含硫化合物,主要包括二烯 丙基硫代亚磺酸酯、二烯丙基二硫、二烯丙基 三硫。 目前大蒜加工产品主要有脱水蒜制品, 包括脱水蒜片、蒜粉、蒜粒;保鲜产品,包括保 鲜大蒜、保鲜蒜米;速冻产品;腌渍产品,包括 腌渍蒜米、糖醋大蒜等,其在我国大蒜加工和 贸易中占据了主要地位。随着大蒜功能保健 作用越来越多地引起人们的关注,对大蒜制 品的要求也越来越高,对大蒜保健功能与调 味作用结合的要求也越来越迫切,传统的大 蒜加工品已不能全面满足日益提高了的生活 质量的要求,为大蒜的深加工提出了新的要 求 ,同时也显示出大蒜在制作保健品、调味品 等方面潜力巨大。新产品的开发研究,必将 会将大蒜深加工带人一个崭新的阶段。 2.3 洋葱 洋葱(AtUum Cepa L.)又名玉葱、球葱、葱 头、圆葱等,属百合科葱属,二年生草本植物, 是东西方人民皆食的调味蔬菜,以肥大的肉 质鳞茎为食用器官。 洋葱味甘微辛,性温,有平肝、润肺、健胃、 解毒、杀虫的功能,早在埃及、希腊和罗马,洋 葱和大蒜在民间医药中已占有重要地位。 洋葱汁和大蒜提取物在古代被用于治疗 头痛、心脏疾病等,还用于外伤的消毒、抑制 感染等。洋葱提取物可抑制葡萄球菌属、链 球菌属、弧状菌、芽孢杆菌等多种微生物的生 长。洋葱捣烂后外敷,可治创伤、皮肤溃疡; 洋葱加花生油拌炒后食用可治便秘;洋葱外 用兼内服可治疗秃发。现代医学已证明,洋 葱具有抗炎抑菌、预防慢性支气管炎、治疗浮 肿、腹泻、祛痰、利尿、预防心血管疾病、减少 血栓、降血脂、降胆固醇、降血压、降血糖、减 少动脉硬化等作用。另外,洋葱还可降低癌 症发病率,最新研究表明,大蒜和洋葱的浸出 液可抑制几种肿瘤的形成和扩散。从洋葱中 提取的洋葱油,在美国、日本、瑞士、法国已把 它列为抗病(如抗艾滋病)的主要药品原料; 利用洋葱油大量生产的降血糖胶囊,其疗效 是普通同类药物的 lO倍。日本等国已把对 洋葱中降血糖因子的研究作为最近功能食品 研究的十大课题之首提出。洋葱富含硫代亚 磺酸酯,对哮喘也具有较强的抑制作用。洋 葱等葱属化合物所含的丰富的含硫化合物, 是 目前对洋葱生理活性成分研究的焦点。 在我国,洋葱主要作为蔬菜鲜食,一部分 出口到日本、东南亚等地。 在欧美国家,洋葱的食用量较大,除鲜食 以外,主要加工品为洋葱精油和洋葱粉,也有 洋葱干制品、洋葱汁和洋葱酱,主要用于休闲 食品和方便食品的调味。在洋葱功能食品方 面则是空白。我国目前几乎没有成熟的洋葱 加工产品,在调味料市场主要是洋葱干制品, 包括洋葱片或洋葱粉,这类产品使用范围窄, 仅仅适用于汤料或馅料中,其生产量和市场 占有量很低,洋葱功能食品方面也是空白。 而洋葱精油等产品浓缩了洋葱的风味成分, 而且经过微胶囊包埋后具有良好的水溶性或 脂溶性,拓宽使用范围,无论是香肠、火腿等 肉制品,饼干、挂面等粮食制品,还是休闲食 品都可以使用。具有生物活性的洋葱功能调 味料则会成为人们 日常餐桌上的首选,具有 广阔的市场需求。因此,采用高新技术和适 宜的加工 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 ,最大程度地保存洋葱的风味 和活性成分,不仅为进一步开发功能性调味 品提供良好的基料,而且使洋葱从初级产品 提升为高附加值精加工产品,有利于农业效 益的提高。随着人们健康意识的增强,洋葱 制品的市场需求将会扩大,开发应用洋葱深 加工制品的潜力很大。 3 生姜、大蒜、洋葱深加工中的现代 食品制造技术 维普资讯 http://www.cqvip.com 第 8期 专论与综述 新技术在生姜、大蒜、洋葱深加工中的应用 1l 3.1 超临界流体萃取技术 超临界流体萃取技术(Supercritical Fluid Extraction,SFE)是一种新型的天然萃取分离 技术。该技术是利用流体(溶剂)在临界点附 近某一区域(超临界区)内,与待分离混合物 中的溶质具有异常相平衡行为和传递性能, 因而对溶质溶解能力随压力和温度改变而在 相当宽的范围内变动这一特性而达到溶质分 离的一项技术。因此,利用超临界流体作为 溶剂,可从多种液态或固态混合物中萃取出 待分离的组分。超临界流体技术在萃取和精 馏过程中,作为常规分离方法的替代,有着许 多潜在的应用前景。近二十年来,该技术的 研究取得了很大的进展。由于超临界流体萃 取技术能满足许多食品加工产品的特殊品质 要求,特别是对生产价值高的产品极为有用, 它在食品加工中的应用亦 Et益广泛,已开始 进行工业化规模的生产。迄今为止,超临界 二氧化碳萃取技术在食品加工中的应用及研 究主要集中在五大方面:食品风味成分的萃 取;动植物油的萃取分离;食品中某些特定成 分的萃取;食品脱色脱臭脱苦;食品灭菌防腐 方面的研究。其 中,超临界二氧化碳萃取技 术在提取或精制热敏性和易氧化的生姜、大 蒜、洋葱等天然植物香辛料中风味物质和天 然生理活性物质方面,显示出不可比拟的优 势。该技术具有天然性好、提取效率高、功能 活性不破坏、传质快、能耗低、工艺简便、操作 方便等优点,能更好地避免热敏性物质发生 降解或其它不希望发生的副反应,也是近几 年超临界流体技术的研究热点。 3.2 分子蒸馏 分子蒸馏(Molecular distillation)又称为短 程蒸馏(Short path distillation),是一种特殊的 液一液分离技术,能在极高真空下操作 ,它依 据分子运动平均 自由程的差别,使液体在远 低于其沸点的温度下将其分离,特别适用于 高沸点、热敏性及易氧化物系的分离。由于 其具有蒸馏温度低于物料的沸点、蒸馏压强 低、受热时间短、分离程度高等特点,因而能 大大降低高沸点物料的分离技术 ,极好地保 护了热敏物料的特点品质。分子蒸馏可广泛 地应用于国民经济的各个方面,特别适用于 较为复杂的混合物的分离提纯,产率较高;适 合于不同组分分子平均自由相差较大的混合 物的分离;更适用于高沸点和热敏性及易氧 化物料的附加值高的粘性物料。分子蒸馏技 术用于生姜、大蒜、洋葱等传统天然调味料中 功能成分的提取富集,可摆脱化学处理方法 的束缚,真正保持了纯天然的特性 ,使其产品 的质量迈上一个新台阶。 3.3 膜分离技术 膜分离技术(Membrane Sepration)是对液 — 液、气一气、液一固、气一固体系中不同组 份进行分离、纯化与富集的一门多学科交叉 的新兴边缘学科高效分离技术,有微孔过滤 (Microfiltration)、透析(Dialysis)、电渗析(Elec. trodialysis)、反渗透(Reverseosmosis)、超滤(U1. traf'dtration)、气体分离(Gasseparation)、渗透汽 化或 称 渗透 蒸 发 (Pervapomfion)、膜 蒸 馏 (Membrane distillation)和渗透 蒸馏 (Osmosis distillation)等膜分离过程。现代膜分离技术 在食品工业中的应用不仅改革了传统加工工 艺、简化操作、降低成本,而且提高了产品的 质量,增加了产品的品种。目前,膜分离技术 已广泛应用于乳制品、豆制品的加工、酶制剂 的提纯浓缩、果蔬汁的澄清及浓缩、卵蛋白的 浓缩以及食糖工业、淀粉加工业、动物屠宰加 工业等多方面。膜技术在生姜、大蒜、洋葱等 传统天然调味料研究开发的许多方面都有潜 在的应用可能,将会取得很好的经济效益和 社会效益。 3.4 微胶囊技术 微胶囊技术(Mico—encapsulation),是利 维普资讯 http://www.cqvip.com 12 中 国 调 味 品 总第 294期 用一些天然的或合成的高分子可成膜物质, 将固体、液体或气体物质包埋、封存在一种具 有聚合物壁壳的微型容器或包装物之类的半 透性或密封微型胶囊内,成为一种固体微粒 产品(5~200~m)的剂型技术。微胶囊技术 可包埋的材料是非常广泛的,在食品工业中, 无论是食品添加剂,如香精、香料、色素、调味 剂、营养强化剂等,还是食品本身或组分都可 进行包埋,甚至微生物也可以包埋。在生姜、 大蒜、洋葱等传统天然调味料的研究开发中, 通过微胶囊化技术,使原来 由于技术障碍不 能开发的产品得以实现,如将液体或气体成 分转化成易处理的粉末固体;与外界不宜环 境相隔绝,达到最大限度地保持原有的色香 味、性能和生物活性,防止营养物质的破坏与 损失;控制被包埋物的释放速度和时间;隔离 活性成分,避免相互间的反应。此外,有些物 料经微胶囊化后可掩盖 自身的异味,或由原 先不易加工贮存的气体、液体转化成较稳定 的固体形式,从而大大地防止或延缓了产品 劣变的发生。这样,不仅提高了产品的稳定 性,而且极大地拓宽了香味料的使用范围。 3.5 其它技术 此外粉体技术、挤压膨化技术、分子包囊 技术、冷冻技术、超微粉碎技术、微波技术、脉 冲电场技术、增香技术、无菌添加技术、最佳 酶解技术、通电加热技术、高压技术、生物技 术等高新技术,也是生姜、大蒜、洋葱等传统 天然调味料研究开发及其产业化的活跃领 域,值得研究、开发。 4 用新型食品制造技术进行深加工 近几年的销售情况表明:国外对大蒜、生 姜、洋葱深加工产品质量要求越来越严格,一 定程度上是对我国农产品进人国际市场设置 的技术性贸易壁垒。目前国内市场对大蒜、 生姜、洋葱深加工产品需求还相对较低,随着 我国国民经济的发展,人们消费水平将不断 提高,人民 自身保健意识将不断增强,生姜、 大蒜、洋葱第三代功能调味料等深加工产品 必将成为人们 日常饮食的必备佳品。 各种现代食品制造技术互相结合,用于 香辛风味物质和活性功效成分的提取、分离、 浓缩和产品开发制造,将成为很有前景的研 究方向。对于解决单一方法所不能解决的技 术难题,以及提高分离效率具有极其重要的 应用价值。以此为基础,完全可以提取、富集 大蒜、生姜、洋葱风味物质,开发生产药理功 能明确,量效关系、构效关系明确的第三代功 能性调味料。 生姜、大蒜、洋葱等传统香辛调味料的深 加工产品在食品和化妆品、医药工业中应用 前景十分广阔,而我国在产品研发方面与国 外差距很大,急需运用现代加工技术来改造 提升产业。进行生姜、大蒜、洋葱等传统香辛 调味料的深加工研究,可以充分利用其有用 成分,提高其利用价值,推动我国食品调味料 和相关的食品加工业朝着深加工、方便化、天 然健康的方向发展,与国际接轨。推而广之, 以新食品制造技术为基础开发生产第三代功 能性调味料,对于促进我国农业结构调整,提 升农业产业水平,增强我国其他传统香辛调 味料产业的国际竞争力、市场占有率和增值 能力,增加农民收人,拉动相关产业的发展均 具有十分重要的现实意义。量效关系、构效 关系明确的第三代功能调味料的研究开发, 将使我国人民的健康状况在 日常饮食中得到 改善,同时也是对人类健康的重要贡献。 参考文献: [1]Aruoma O I.Characterization of Foods Antioxidants, Ⅲust|劬ed Using Cormnercial Garlic and Ginger Prepa— rationsEJ].Food Chem,1997,60(2):149—156. 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