我国果蔬加工技术的现状与发展趋势

我国果蔬加工技术的现状与发展趋势

中国是世界上最大的生产区，生产着丰富的水果原材料。2009年国家统计局数据表明,我国果蔬年产量高达6.69亿吨,占世界总产量的40%以上。但我们也清楚地看到,我国果蔬的鲜销价格一直是全世界最低,仅为发达国家果蔬鲜销价格的十分之一;我国水果加工率低于10%,蔬菜加工率还不到1%,与发达国家的40%~70%相比,存在相当大的差距;高产量和低加工水平导致我国新鲜果蔬腐败损耗率很高,水果为30%左右,蔬菜高达40%~50%,而发达国家不到7%。因此,随着我国种植水平的不断提高,果蔬鲜销状况却越来越严峻。新鲜果蔬供过于求,价格越卖越低,特别是偏远地区的优质果蔬因交通和储藏条件等问题积压严重,造成大量优质果蔬的腐败变质进而污染环境。2011年春季蔬菜的供需矛盾尤为突出:湖北嘉鱼县数十万吨的包菜销售不出,菜农们眼睁睁看着包菜烂在地里却举手无措;山东卷心菜价贱至8分1斤,39岁菜农绝望自杀;河南的芹菜、卷心菜价格低至每斤2分钱,却依然无人问津,蔬菜滞销令菜农损失惨重。福州白萝卜、包菜、莴笋等蔬菜出现价跌滞销的现象,因无人采购烂在田里;上海金山农民用拖拉机碾毁数百万斤滞销蔬菜;北京油菜跌至5分/斤,河北大白菜跌至2分/斤……。这严重挫伤了农民的种植积极性,阻碍了我国农业的正常有序发展。因此,我国急需一批技术含量高、原料转化利用率高、营养功能成分保护好、食用安全性高、生产操作方便、产品附加值高、投资少、容易在果蔬种植基地建厂的大宗果蔬深加工技术和产品,带动我国果蔬产业健康和良性发展,促进果蔬的绿色种植,有效延长新鲜果蔬的产业链,彻底解决一直以来制约我国果蔬产业发展的瓶颈问题。我国现有的传统的果蔬加工技术有罐装、干制、腌制等,但这些技术在加工过程中果蔬的营养损失严重,且转化率不高。此外,腌制蜜饯、腌菜等传统果蔬制品中亚硝酸盐含量比较高。所以,传统的果蔬加工技术已很难满足消费者的需求。因此,高效、优质、环保的果蔬加工方式已成为新的发展趋势。近年来,国内外逐渐出现了几种新的果蔬加工的方式,包括果蔬功能成分的提取、鲜切果蔬、脱水果蔬、功能型果蔬制品、谷-菜复合食品、果蔬汁、果蔬酱料加工和果蔬粉的加工等等。其中,果蔬汁、果蔬酱料加工技术不仅最大限度的保留了果蔬中的营养成分,改进了果蔬食用价值,而且可以使产品的色香味组织形态更好,所以发展前景广阔。新鲜水果蔬菜汁能有效为人体补充维生素以及钙、磷、钾、镁等矿物质,可以调整人体功能协调,增强细胞活力以及肠胃功能,促进消化液分泌、消除疲劳。因此,随着人民生活水平的不断提高和人们健康理念的提升,近两年来,天然果蔬汁饮料已成为人们的新宠,正被越来越多的消费者所接受,也是饮料工业中增长最快的产品。自2001年以来,我国各种饮料在市场上的比重发生了很大变化,在中国饮料保持20%的增长速度的同时,果蔬饮料以其特有的稳步攀升态势得到了良好的发展。据统计,目前中国果蔬汁类饮料年产量占1180万吨,占饮料总产量的18.4%,并保持了每年超过100万吨的增长速度。与此同时,中国人均纯果蔬汁年消费量只有世界平均水平的七分之一,是美国的四十五分之一,中国果蔬汁饮料市场潜力巨大。此外,据美国全球行业分析公司的报道,由于消费者的健康及营养意识增强,全球果蔬汁消费持续增长,2010年达到了530亿L。种种数据表明,在众多饮料品种之中,果蔬汁成为最有竞争力的种类之一。然而,新鲜蔬菜如胡萝卜、苦瓜等榨汁或打浆后普遍存在厚重的野蒿味,这种不良风味让多数人难以恭维。此外,果蔬汁(浆)经过高温灭菌处理后,风味变差。这都在很大程度上限制了果蔬汁的市场发展空间。在欧美地区,果蔬酱料是消费者青睐的主流食品。由于饮食文化的关系,几个世纪以来,面包配果酱的饮食习惯一直是他们最受欢迎的生活方式。在国内,随着生活水平的提高和生活节奏的加快,人们的健康饮食方式也有所改变,早餐已从小米加油条,渐渐的向面包、鸡蛋、牛奶转变,所以果蔬酱料也逐渐走进了寻常百姓的家庭餐桌上。与果蔬汁产品一样,果蔬酱料很好的保留了果蔬中原有的有效成分,也同样满足人们对绿色健康的追求,近几年来,国内、国外市场对果蔬酱料的需求都迅速增加。现在市场上销售的果蔬酱产品主要是草莓、苹果、山楂、杏、番茄,其它品种较少见到,尤其是蔬菜酱料产品几乎没有,主要原因在于胡萝卜、南瓜等蔬菜制成的浓缩酱料也存在不良的野蒿味,这种欠佳的风味通过简单的加工很难得以彻底的去除。此外,我国目前以传统工艺生产的果蔬酱多是非发酵型的高含糖制品,含糖量为60%~65%,耗糖多,口感甜腻,果蔬原风味被糖遮盖,热能值高,既增加了物料投入,成本提高,而且高含糖摄入还易使人体发胖,增加患心血管病的机率,不符合现代食品低糖化要求,因此人们对这种产品的消费呈下降趋势,而低糖型的果蔬酱将成为未来果蔬酱市场的主流。含糖量<50%的低糖果蔬酱的优点是突出了果蔬原风味和轻爽的口感,然而,低糖果蔬酱的主要难点之一是产生褐变,直接影响了果蔬酱产品的外观,降低了产品性能。采用生物发酵技术应用于果蔬饮料和果蔬酱料的加工生产中,可有效改善蔬菜特有的“野蒿味”,使原料风味与发酵风味浑然一体,提高果蔬深加工产品的品质和营养价值,并且可有效防止果蔬酱发生褐变,还可使果蔬酱含糖量降低至10%以下。益生菌在果蔬深加工中以往一直被用于生产泡菜,给我国发酵蔬菜行业的发展带来了可喜的增长。大宗蔬菜的益生菌高效发酵技术不但从根本上解决了传统发酵泡菜存在的食品安全问题,稳定了产品质量,而且大大缩短了泡菜的发酵周期(将传统的15~60天发酵周期缩短至2天内),提高了生产效率、降低了生产成本。益生菌发酵泡菜产品酸鲜可口、营养丰富、天然风味浓郁并具有良好保健功能(富含益生菌和天然植物化学物)。近年来,随着果蔬深加工技术的进一步发展,以及人们对益生菌发酵果蔬产品认识的不断深入,关于益生菌用于果蔬汁饮料和果蔬酱料的加工中的研究报道也不断增多。目前国内外关于乳酸菌发酵果蔬汁的研究多采用保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌等酸奶专用发酵菌种,胡志和等以保加利亚乳酸杆菌和嗜热酸链球菌混菌比例为1∶2发酵芹菜汁,并对芹菜汁乳酸发酵饮料的生产工艺进行了研究,生产出浅绿色的乳酸菌发酵芹菜汁。张亚雄等采用保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌混合菌种进行单一果蔬汁及复合果蔬汁发酵制作果蔬乳酸发酵饮料及果蔬乳酸发酵型果冻。邹玉红、韩秋霞以苹果、胡萝卜汁为原料添加保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌(1∶1)进行发酵,开发出苹果、胡萝卜果蔬汁乳酸菌发酵饮料,并对乳酸菌接种量、加糖量与发酵时间3个因素进行正交试验来最佳发酵工艺条件。刘芳等以西瓜、番茄为主要原料,采用乳酸菌发酵出西瓜番茄乳酸发酵饮料。余翔等以黄瓜、胡萝卜为原料,采用用乳酸链球菌、干酪乳杆菌、4号酵母为发酵菌种,进行了发酵黄瓜、胡萝卜汁的工艺研究。鲁明等用乳酸菌发酵胡萝卜饮料的下脚料(果渣),制备出颜色、口感、状态和稳定性均好的低糖乳酸菌发酵胡萝卜酱。吴兴状等采用乳酸菌发酵苹果饮料的下脚料(果渣)制成口感状态俱佳的乳酸菌发酵苹果酱。卢翰等以鲜辣椒为原料采用植物乳杆菌和发酵乳杆菌进行发酵获得发酵辣椒酱,并研究了其最佳工艺参数。熊涛等从中外发酵蔬菜老液中选育出一批植物乳杆菌、嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌、罗伊氏乳杆菌等具有优良果蔬发酵特性的乳酸菌株,将其搭配接种于胡萝卜汁、苦瓜汁、芹菜汁及胡萝卜酱、南瓜酱中进行发酵,发现发酵后的果蔬汁和果蔬酱中不仅增加了大量的营养成分,还形成了很好的风味。大量资料显示,果蔬压榨后获得的大量汁液或磨成的浆液经乳酸菌发酵后的产品,营养成分得到了很好的保留和细化。发酵果蔬汁和果蔬酱料综合了果蔬和乳酸发酵的优点,不仅风味极佳,酸甜可口,营养价值也更高。研究表明,乳酸菌发酵后的胡萝卜汁中天冬氨酸和谷氨酸的含量远高于为发酵产品,同时增加或形成了新的风味物质,如甲醇、异丁醇、双乙酰、乙酸乙酯等,赋予了发酵后产品的独特风味。乳酸菌发酵后的番茄汁中氨基酸种类、含量,尤其是人体必需的氨基酸含量比糖化汁都有显著的提高,例如亮氨酸、异亮氨酸的含量为糖化汁的近50倍,而且在发酵汁中还检出了糖化汁不含的蛋氨酸。说明乳酸菌利用糖类发酵的同时,菌体分泌的蛋白酶也分解残余的多肽、蛋白质,生成游离氨基酸;糖酵解的系列中间产物在有关酶系统的作用下,也变成相应的氨基酸。除口味与风味大有改善外,其独特的增强免疫力作用以及调节肠道消化等功能亦为众多非乳酸发酵产品所不及。有研究指出,番茄、胡萝卜混合汁乳酸菌发酵液的高、中剂量组均能明显促进免疫功能低下小鼠巨噬细胞的吞噬功能。高剂量组可明显提高伴刀豆球蛋白A诱导的小鼠脾脏T淋巴细胞的转化功能及血清中IL-2水平,促进脾脏抗体生成。采用益生菌生物发酵技术开发具有特殊营养保健功能的发酵果蔬饮料和酱料是果蔬深加工技术的延伸,将从很大程度上解决制约果蔬加工产业发展的瓶颈问题。然而,值得注意的是,目前我国关于采用益生菌发酵技术加工发酵果蔬饮料和发酵果蔬酱料多处于实验室研究阶段,规模化生产还是空白。研究中用于果蔬发酵的乳酸菌多为牛奶发酵菌株,而较少采用植物乳杆菌等植物源乳酸菌。而牛奶发酵菌株利用果蔬产酸的能力有限且耐酸性很差,所以不能够有效地发酵果蔬产生风味物质,这就造成现有乳酸菌发酵果蔬产品风味不够纯正。因此,开发出具有优良发酵性能的果蔬发酵专用菌用于发酵果蔬饮料及果蔬酱料是发酵果蔬产业发展的一个必然趋势。南昌旷达生物科技有限公司利用菌种定向选育技术从中外果蔬发酵老液中有目的性、针对性地筛选具有良好果蔬发酵性状的益生菌株,经菌种鉴定和菌株功能性评价后,选择既在果蔬发酵环境中适应性强、活性高、发酵迅速、稳定性好,又可顺利通过人体胃屏障,在肠道中黏附繁殖并长期维护人体肠道微生态平衡的高活性果蔬发酵专用益生菌株,开发出高活性的果蔬发酵专用益生菌剂,用于果蔬发酵,制备出发酵胡萝卜酱、发酵南瓜酱、发酵辣椒酱等多种益生菌发酵果蔬酱料。该技术已获得了国家十二五规划中首批863项目的支持。果蔬打浆后经益生菌发酵,可有效保持果蔬原有色泽并产生多种独特诱人的香气和风味物质,还可以产生乳酸及乳酸链球菌素等多种抑菌物质抑制杂菌的生长,从而达到长期保鲜产品的效果。因此,益生菌发酵果蔬酱料产品中无需添加任何香精、色素和防腐剂。该系列产品与目前市场上的普通果蔬酱产品相比,外观、色泽更优,风味极佳,酸甜可口,老少皆宜,营养价值也更高,迎合了健康食品低糖、低热的发展趋势。营养、功能性乳酸菌发酵果蔬酱既增加了果蔬酱产品品种,又改善提升了产品品质。通过HS—GC—MS定性分析结果表明,胡萝卜酱发酵过程中经不同程度的氧化反应、酯化反应及醇化反应等,产生了多种芳香物质,如檀香醇、癸酸甘油三酯、α-松油醇、Methyllinalool及紫苏醇等,这些风味物质使胡萝卜本身的药腥味减弱,风味更佳。益生菌发酵果蔬酱料系列产品打破了消费者对传统果酱的认识,其含糖量低(<10%),不添加任何香精、色素、防腐剂,并且种类丰富,风味独特,经过功能性益生菌发酵后,营养价值更高,是真正意义上的纯天然绿色健康食品。因此,与传统果酱相比,益生菌发酵果蔬酱料系列产品扩大了消费范围,不仅仅可以作为老少皆宜的佐餐佳品和旅游方便食品,更大的意义在于,还可以作为理想的天然原料用于乳品、冷饮、餐饮、调味品行业,为传统的乳品、冷饮、餐饮、调味品行业引入纯天然绿色健康的概念,这一全新概念的引入必将会给这些行业带来革命性的变革和阶段性的飞跃,促进这几大行业产业升级和产品的更新换代。益生菌发酵技术引入果蔬深加工领域,即提高了原料的利用率,做到了果蔬加工综合利用,又丰富了绿色果蔬产品的品种、改善了果蔬产品的风味、增强了果蔬产品的功能、扩大了绿色果蔬农产品的种植面积、提高了果蔬农产品的附加值,符