果蔬保鲜加工现状及发展浅析
西北大学生命科学学院 朱宏莉 陕西赛德高科生物股份有限公司 杨彬彬 张秀齐 唐卫霞
果蔬含有人类所需的各种营养物质,在人们的消费中占有相当大的比重。但其生产却存在着较强的季节性、区域性及果蔬本身的易腐性。据相关统计,现阶段我国新鲜果蔬的腐烂损耗率较高,水果为30%,蔬菜达到了40%~50%,而发达国家平均损耗率不到7%。因此依靠先进的科学技术,对果蔬进行保鲜及加工是必不可少的。为了适应社会发展及国际市场需求,近年来我国果蔬加工保鲜技术发展很快,在传统工艺基础上,新的技术、新型设备不断出现,产品标准化、规范化体系逐步确立,从而为促进我国果蔬业健康可持续发展、实现更高经济社会效益奠定了良好的基础。
1 果蔬加工业现状及发展要求
1.1 现状与机遇
我国水果蔬菜种植业的发展突飞猛进,但长期以来人们将重点放在采前栽培、病虫害的防治等方面,对于采后的保鲜与加工重视不够,再加上产地基础设施和条件缺乏,不能很好地解决产地果蔬分选、分级、清洗、预冷、冷藏、运输等问题,致使果品蔬菜在采后流通过程中的损失相当严重;另一方面,我国果蔬产品缺少规格化、标准化管理,销售价格只有国际平均价格的一半;除此之外,品种结构不合理,品种单一,早熟、中熟、晚熟品种比例不当,缺乏适于加工的优质原料品种,这些都严重制约着我国果蔬业的发展。
果蔬的保鲜和加工是农业生产的继续,发达国家均把产后贮藏加工放在首要位置,而我国大多以原始状态投放市场,因此果蔬的损失较大。但从另一角度来看我国果蔬采后保鲜和家领域具有很大的经济潜力,除了保鲜和加工带来的高附加值,仅减少现有果蔬的损失,就可以为社会带来近千亿元的效益。更何况在我国加入WTO后,果蔬产业是科技与劳动密集相结合的产业,发达国家劳动力成本较高,使其生产的鲜菜、鲜果成本售价很高。所以果蔬产品是最有希望打入国际市场的大宗农产品之一,我们应该抓住这一有利的条件和难得的机遇。
因此,提高果蔬品质、发展果蔬保鲜和加工业既是我国果蔬业健康可持续发展的前提,同时也是我国农产品的新的经济增长点。
1.2果蔬加工业的发展要求及相应对策
1.2.1 建立完善的流通保鲜系统
由于果蔬生产淡旺季差异明显,因此贮藏保鲜设施对大量果蔬的大范围流通十分必要。流通保鲜系统包括分选、分级、预冷、冷藏、包装、冷藏运输、集散交易市场等。建立完善的流通保鲜系统需要相应的分选、分级、清洗、预冷、冷藏、包装、冷藏运输等技术和设备,在我国只靠引进技术还有相当困难,主要是我国农村经济基础和居民的消费水平与国外相比还有较大的差距。因此,必须开发适合我国国情的技术和设备。
1.2.2 提高果蔬加工能力
加大包装果蔬、半成品果品蔬菜商品的比重。研制开发迎合我国消费者口味的果蔬加工产品,对我国传统果蔬产品进行现代化改造,培植果蔬加工专用果蔬产品生产基地,进一步完善净菜加工技术、果蔬饮料加工新技术、包装和速冻技术。
农产品规格化、标准化是农业产业化经营和农产品进入现代化经营的关键和基础,是食品工业产业化的需要,更是我国农产品进入国际市场的通行证。然而国内多数企业在生产工艺上缺乏规范和统一标准,随意性较大,产品的质量指标多为人工控制,凭感觉判断,产品质量很不稳定。这就要求我们必须建议一个规范的产品标准和质量管理体系,充分利用高科技检测手段,及时准确地测定各种参数,将人为因素降到最低,使设备性能得到最佳发挥。
1.2.4 建立全国果蔬保鲜加工信息网络和管理机制
建立一个包含采前、采后、生产、贮藏、加工、流通和销售在内的全国果蔬产品生产贮运、加工销售的信息集成系统,使相关人员及时了解产业最新信息和动态,为他们提供更快捷便利的服务;提出整个农产品贮运加工产业与科技管理的体制改革框架,实现果蔬采前管理、采后处理和贮藏加工统一协调管理机制。
2 果蔬的保鲜技术综述
目前,国内外在果蔬保鲜领域采用的手段主要有物理和化学两大类,每一类又衍生出很多新技术,各自依托不同的保鲜原理。最广泛应用的保鲜方式是低温贮藏保鲜和气调贮藏保鲜。
2.1 传统的保鲜技术
2.1.1 简易贮藏保鲜
简易贮藏保鲜包括堆藏、沟藏(埋藏)和窖藏三中基本形式,以及由此而衍生的假植贮藏和冻藏。这些都是利用自然低温尽量维持所要求的贮藏温度,设备简单,操作方便,并且都有一定的自发保藏作用。
2.1.2 通风库贮藏保鲜
果蔬产量逐年大幅度增加,而果蔬的贮藏又不能完全依靠冷藏库。因此,通风贮藏库在相当一段时期内具有较大的实用价值。通风库是利用空气对流的原理,引入外界的冷空气来降温。但是。由于通风库是依靠自然温度冷却贮藏。因此。受气温限制较大,尤其是在贮藏初期和后期,库温较高,难以控制,影响贮藏效果。
2.1.3 冷库贮藏保鲜
冷库贮藏指机械制冷贮藏,根据所贮藏果蔬的种类和品种的不同,进行温度的调节和控制,以达到长期贮藏的目的。机械冷藏可以满足不同果蔬对不同温度的需要。因此,可以全年进行贮藏。
2.1.4 气调库和塑料薄膜小包装气调贮藏保鲜
气调贮藏就是把果蔬放在一个相对封闭的贮藏环境中,同时改变、调节贮藏环境中的氧气、二氧化碳和氮气等气体成分比例,并把它们稳定在一定的浓度范围内的一种方法。(1)气调贮藏是在保持低温的条件下进行的。可分为两种,气调冷藏库:气调冷藏库除了应具备普通冷藏库的特征外,还应具备有较高的气密性能,以维持气调库所需的气体浓度;(2)塑料薄膜小包装气调:将塑料薄膜压制成袋,将果实装入袋内,扎紧袋口,即成为一个密闭的贮藏场所,塑料袋可以直接堆放在冷藏库或通风贮藏库内。
2.2 较先进的保鲜技术
目前较先进的保鲜技术主要有临界低温高湿保鲜、细胞间水结构化气调保鲜、臭氧气调保鲜、低剂量辐射预处理保鲜、高压保鲜、基因工程保鲜、涂膜保鲜等。
2.2.1 临界低温高湿保鲜
20世纪80年代,日本北海道大学率先开展了临界低温高湿保鲜研究,此后国内外研究和开发的趋势是采用临界点低温高湿贮藏(CTHH),即控制在物料冷害点温度以上0.5~1℃左右和相对湿度为90%~98%左右的环境中贮藏保鲜果蔬。临界点低温高湿贮藏的保鲜体现在两个方面:(1)果蔬在不发生冷害的前提下,采用尽量低的温度可以有效地控制果蔬在保鲜期内的呼吸强度,使某些易腐烂的果蔬品种达到休眠状态;(2)采用湿度相对高的环境可以有效降低果蔬水分的蒸发,减少失重。从原理上说,CTHH既可以防止果蔬在保鲜期内的腐烂变质,也可以抑制果蔬的衰老,是一种较为理想的保鲜手段。临界点低温高湿环境下结合其他保鲜方式进行基础研究是果蔬中期保鲜的一个方向。
2.2.2 细胞间水结构化气调保鲜
结构化水技术是指利用一些非极性分子(如:某些惰性气体)在一定的温度和压力条件下,与游离水结合的技术。通过结构化水技术可使果蔬组织细胞间水分参与形成结构化水,使整个体系中的溶液黏度升高,从而产生下面两个效应:(1)酶促反应速率减慢,实现对有机体生理活动的控制;(2)果蔬水分蒸发过程受抑制。这为植物短期保鲜贮藏提供了一种全新的原理和方法。日本东京大学学者用氙气制备甘蓝、花卉的结构化水,并对其保鲜工艺进行了探索,获得了较为满意的保鲜效果。但使用高纯度氙气成本太高,研究者往往通过惰性气体的混合加压来另寻其保鲜机理,以降低其成本。
2.2.3 臭氧气调保鲜
臭氧是一种强氧化剂,又是一种良好的消毒剂和杀菌剂,既可杀灭消除果蔬上的微生物及其分泌的毒素,又能抑制并延缓果蔬有机物的水解,从而延长果蔬贮藏期。臭氧自1785年发现以来,已作为一种气体杀菌剂广泛应用在食品、运输、贮存、自来水生产等领域。臭氧气调保鲜是近年来国内开发的保鲜新技术,华南理工大学利用此技术对易腐烂的荔枝进行保鲜,有一定效果。其保鲜作用体现在以下三个方面:(1)消除并抑制乙烯的产生,从而抑制果蔬的后熟作用;(2)有一定的杀菌作用,可防止果蔬的霉变腐烂;(3)诱导果蔬表皮的气孔收缩,可降低果蔬的水分蒸发,减少失重。
2.2.4 低剂量辐射预处理保鲜及紫外线保鲜
辐射保鲜主要利用钴-60、铯-137发出的γ射线,以及加速电子、X-射线穿透有机体,使其中的水和其他物质电离生成游离基或离子,对散装或预包装的果蔬起到杀虫、杀菌、防霉、调节生理生化等效应。
2.2.5 涂膜保鲜
这种方法通过包裹、浸渍、涂布等途径在食品表面或食品内部异质界面上覆盖一层膜,提供选择性的阻气、阻湿、阻内容物散失及隔阻外界环境的有害影响,具有抑制呼吸,延缓后熟衰老,抑制表面微生物的生长,提高贮藏质量等多种功能,从而达到食品保鲜,延长其货架期的目的。
2.2.6 高压保鲜
其作用原理主要是在贮存物上方施加一个小的由外向内的压力,是贮存物外部大气压高于其内部蒸汽压,形成一个足够的从外向内的正压差,一般压力为253~404Mpa。这样的正压可以阻止果蔬水分和营养物质向外扩散,减缓呼吸速度和成熟速度,故能有效地延长果实的贮藏期。
2.2.7 基因工程技术保鲜
这项技术主要通过减少果蔬生理成熟期内源乙烯的生成以及延缓果蔬在后期成熟过程中的软化来达到保鲜的目的。目前,日本科学家已找到产生乙烯的基因,如果关闭这种基因,就可减慢乙烯释放的速度,从而延缓果实的成熟,达到果蔬在室温下延长货架期的目的。因此利用DNA的重组技术来改变遗传信息,或用反义DNA技术来抑制成熟基因,可以推迟果蔬成熟衰老,延长保鲜期。
3 果蔬的加工
目前,我国果蔬的产量居世界第1位,果品蔬菜加工领域发展也很快,但仍存在很大不足。加工技术、加工设备还比较落后,产品质量有待进一步提高。
3.1果蔬加工趋势
为了适应高速发展的现代社会,一些食用方便、营养全面的新型果蔬加工产品倍受青睐,像保鲜半成品果蔬、脱水果蔬、果蔬汁、果蔬精华素等,其加工技术以及加工设备都得到很大发展。果蔬加工正向着食用方便、注重营养、绿色健康等方向发展。
3.1.1 果蔬汁加工
在国内,果蔬汁饮料市场开发还很不够,人均年消费还不足欧洲人的五分之一。有专家分析说,从市场需求趋势看,果蔬型饮料更接近中国人的消费习惯,而且中国拥有丰富的水果与蔬菜资源,非常适合发展果蔬型饮料,同时还有利于提高果蔬原料的附加值,有利于促进我国农业产业化共同发展,因此,发展果蔬饮料前景广阔。
果蔬汁是将原来经清洗、预处理、榨汁、过滤等工序而得。果蔬汁集营养、保健于一体,是低热量食物。其所含的单糖、无机盐、维生素及多种微量元素均是人体易于吸收和不可缺少的营养,老幼皆宜。
3.1.2 固体果蔬粉的加工
果蔬粉通常是将新鲜果蔬用热风干燥或真空冷冻干燥后,粉碎成粉,其水分含量低于6%。果蔬低温干制再经过超微粉碎后,颗粒可以达到微米级,其营养更容易消化,膳食纤维可以得到充分利用,减少了废渣。果蔬粉不仅可最大限度地利用原料,而且易贮藏、运输,能广泛应用于食品加工的各个领域,如面食、膨化食品、肉制品、固体饮料、乳制品、婴幼儿食品、调味品、糖果制品、焙烤制品等。主要用于提高产品的营养成分、改善产品的色泽和风味、以及丰富产品的品种等。现已开发的固体果蔬粉包括南瓜粉、番茄粉、蒜粉、葱粉、猕猴桃粉等
3.1.3 提取果蔬中有效功能成分
通过提取果蔬中有效成分,生产有一定保健功能的功能食品也成为果蔬加工的新方向。众所周知,果蔬中含有许多具有生理活性和医疗保健功能的天然植物成分。如红葡萄中含有白藜芦醇,能够抑制胆固醇在血管壁的沉积,防止动脉中血小板的凝聚,具有防止血栓形成和抗癌的作用;蓝莓被称为果蔬中的“第1号抗氧化剂”,它可防止功能失调、改善短期记忆、提高老年人的平衡性和协调性等;坚果(如白果)中含有类黄酮,能抑菌、抗肿瘤;西红柿中所含番茄红素,具有抗氧化作用,能较为有效地防止前列腺癌、消化道癌以及肺癌的产生;生姜中含有姜醇和姜酚等,具有降血抗凝、抗肿瘤等作用;胡萝卜中所含胡萝卜素,具抗氧化作用,可消除人体内自由基。
从果蔬中分离、提取、浓缩出这些功能成分,制成保健食品或将这些功能成分添加到各种食品中,已成为当前和果蔬加工的新趋势。
3.2 存在差距及相应解决措施
3.2.1 加工设备自动化程度有待提高
发达国家的果蔬加工已经形成了完整的生产线,各工序衔接协调,实现了高度机械化和自动化。果品加工设备生产规模大,效率高,各加工要素可以得到机、电、仪的控制和调整,产品质量得到了有效保证。而我国研制的成套加工设备目前还仅停留在形式上的成套,各工序无法实现参数的联动控制,一些工序的人工辅助必不可少,连续化生产存在一定困难。原料处理主要以人工为主,关键的工序参数无法及时有效地调整,产品质量无法保证稳定性。
3.2.2 综合利用不足
果蔬加工中会产生大量副产品,以及皮、核、渣等废料,这些材料可以被再利用生产出有价值的产品。如用于提炼果胶、精油、植物蛋白等,也可以制成饲料。而国内的多数生产线还没有这样的能力,故对果蔬原料的综合利用应给予更多重视,要紧性相应设计。
3.2.3 标准化质量体系建立
在食品生产中引入符合国际惯例的认证体制体系,企业从原料、人员、设施设备、生产过程、包装运输、质量控制等方面按国家有关法规达到卫生质量要求。通过可操作的作业规范帮助企业改善卫生环境,及时发现生产过程中存在的问题,并加以改进。企业要具备良好的生产设备,合理的生产过程,完善的质量管理和严格的检测系统,确保最终产品的质量(包括食品安全卫生)符合法规要求。
4总结
我国是世界四大果蔬生产基地之一,拥有丰富的资源及低廉的劳动力成本,发展果蔬加工具有较大优势。但是目前果蔬加工业在生产设备、品种结构、信息渠道,标准和质量体系等方面存在不少缺陷,阻碍着我国果蔬业的发展。
中国果蔬生产已渐渐跃居世界前列,但也隐含危机,必须注意市场容量,减少因贮藏处理不当而引起的重大损失。解决果蔬保鲜贮藏问题,不能盲目追求造价高、能耗大的高精尖技术,应推广成本低、效果好的果品蔬菜贮藏保鲜方法。为适应要求,首先进行适合加工性能的果蔬优良专用品种的开发研究,抓好生产基地的专一化、规格化种植,实现农产品产业化;应该优先开发推广节能、高效、低成本和无污染的果蔬保鲜新技术;大力研发分级、处理、检测、包装、运输等各个环节果蔬加工新技术工艺;进一步加快标准体系和质量控制体系及果蔬保鲜和加工信息系统建设,促进我国果蔬产业取得更大发展,并成为农业方面新的经济增长点。
(原载于 《食品科学》2006年第10期)
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