速凍果蔬生產(chǎn)加工關(guān)鍵工藝技術(shù)研究進(jìn)展

康三江，張海燕，張芳，張霽紅，曾朝珍，張永茂，鄭婭

（甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品貯藏加工研究所，甘肅蘭州730070）

速凍果蔬生產(chǎn)加工關(guān)鍵工藝技術(shù)研究進(jìn)展

康三江，張海燕，張芳，張霽紅，曾朝珍，張永茂，鄭婭

（甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品貯藏加工研究所，甘肅蘭州730070）

速凍果蔬產(chǎn)品為目前市場前景非常好的一類初級加工農(nóng)產(chǎn)品。從速凍果蔬生產(chǎn)加工關(guān)鍵工藝、包裝材料和解凍方式對品質(zhì)的影響、干耗、玻璃態(tài)保藏技術(shù)和面臨的質(zhì)量安全問題等方面對速凍果蔬的生產(chǎn)加工關(guān)鍵技術(shù)現(xiàn)狀進(jìn)行了梳理總結(jié)，并簡要對其發(fā)展趨勢進(jìn)行了展望。

速凍果蔬；生產(chǎn)；工藝技術(shù)；進(jìn)展；趨勢

速凍果蔬是指采用專業(yè)設(shè)備，將符合加工要求的果蔬原料經(jīng)清洗、切分、漂燙、冷卻、瀝水等工藝預(yù)處理后在低于-30℃的環(huán)境中，迅速通過其最大冰晶區(qū)域，使被冷凍產(chǎn)品的熱中心溫度達(dá)到-18℃以下的凍結(jié)方法[1]。果蔬產(chǎn)品完成速凍后應(yīng)迅速運(yùn)至低于-18℃的冷藏庫中進(jìn)行冷藏，為保持品質(zhì)，運(yùn)輸和銷售環(huán)節(jié)均應(yīng)處于規(guī)定的冷鏈環(huán)境中，避免常溫條件下存放。我國是世界水果和蔬菜生產(chǎn)大國，據(jù)統(tǒng)計(jì)，2013年全國水果產(chǎn)量約1.58億t、蔬菜產(chǎn)量約7.35億t[2]，可用于速凍加工的果蔬資源非常豐富。目前，國內(nèi)的速凍食品市場仍以水餃、湯圓等米面制品占主導(dǎo)地位。速凍果蔬近10多年來發(fā)展較快，主要品種有速凍玉米粒、毛豆、薯類、菠菜、青豆、板栗、西蘭花、菠蘿、蘋果、草莓等，而速凍藍(lán)莓、黑莓等高端產(chǎn)品市場前景十分看好，目前主要出口國外市場。

1 速凍果蔬生產(chǎn)加工關(guān)鍵工藝

速凍果蔬產(chǎn)品加工生產(chǎn)的基本工藝流程為：原料挑選→清洗→去皮切分→護(hù)色、漂燙（部分水果不漂燙）→冷卻→瀝水→速凍→包裝→金屬或毛發(fā)檢測→冷藏。不同水果和蔬菜進(jìn)行速凍加工的生產(chǎn)工藝和操作方法會略有差異，但生產(chǎn)工藝涉及的漂燙、速凍和冷藏為其主要關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)，直接影響著速凍果蔬的營養(yǎng)品質(zhì)。

1.1 漂燙關(guān)鍵工藝研究

漂燙是速凍果蔬加工的關(guān)鍵工藝技術(shù)之一，能有效破壞酶的活性、穩(wěn)定色澤、改善產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)、風(fēng)味和組織[3-6]。漂燙方式可采用熱水、蒸汽、微波、超聲波和超高壓等，生產(chǎn)中最常見的為熱水和蒸汽。溫馨等[7]對哈密瓜塊采用100℃蒸汽漂燙并結(jié)合CaCl2溶液處理，能夠在鈍化多酚氧化酶（polyphenol oxidase，PPO）和過氧化物酶（peroxidase，POD）酶活性基礎(chǔ)上，較好的保持哈密瓜的硬度和維生素C（vitamin C，VC）含量。鞏玉芬等[8]對馬鈴薯、西蘭花、胡蘿卜和洋蔥等4種蔬菜速凍后的品質(zhì)研究表明，漂燙后速凍有利于馬鈴薯和西蘭花的VC和可溶性固形物保持，而會使胡蘿卜和洋蔥的VC和可溶性固形物損失增大。劉艷春等[9]對番木瓜速凍前漂燙工藝研究表明，100℃、20 s高溫短時(shí)漂燙可很好的保持木瓜品質(zhì)。吳翔等[10]認(rèn)為黃瓜漂燙30 s、藕漂燙35 s后速凍效果最好。許韓山等[11]認(rèn)為毛豆經(jīng)聲熱處理（超聲波協(xié)同熱漂燙）1 min，能有效鈍化POD酶活，提高毛豆品質(zhì)。李正國等[12]認(rèn)為，花椰菜在97～100℃漂燙液中加1%NaCl+0.15%檸檬酸+0.2%VC后漂燙2 min能較好的保持其營養(yǎng)和品質(zhì)。阮暉等[13]通過響應(yīng)面分析認(rèn)為香菇最佳漂燙溫度93.61℃，漂燙時(shí)間2.32 min。李芳等[14]的研究表明，無花果最佳漂燙溫度為90℃、時(shí)間為9 s，經(jīng)護(hù)色處理后速凍品質(zhì)較好。

1.2 速凍果蔬凍結(jié)特性研究

不同果蔬在速凍過程中的凍結(jié)點(diǎn)、凍結(jié)速率和凍結(jié)曲線等凍結(jié)特性差異較大。任青等[15]研究認(rèn)為含水量和含脂量的不同影響了蔬菜的凍結(jié)特性，并確定日本南瓜的凍結(jié)點(diǎn)為-2.5℃、白薯-1.3℃、蘆筍-1.1℃、茄子-0.7℃、土豆-2.4℃、白蘿卜-1℃。劉斌等[16]認(rèn)為洋蔥速凍過程中細(xì)胞內(nèi)的結(jié)冰溫度隨著速凍速率的增大而降低。申志遠(yuǎn)等[17]認(rèn)為降溫速率決定著速凍食品的品質(zhì)和能耗，并模擬分析了速凍機(jī)傳送帶傳輸速度對西蘭花速凍速率的影響，篩選出最佳傳輸速度為0.012 m/s。杜鵑等[18]認(rèn)為鮮食玉米冰點(diǎn)為-0.7℃，采用1%的NaCl溶液浸泡玉米穗20 min，可達(dá)到驅(qū)蟲和護(hù)色的效果，蒸汽處理22～30 min后凍藏便能保持較好的感官品質(zhì)。王文生等[19]研究認(rèn)為風(fēng)速對甜玉米棒凍結(jié)速度影響極大，甜玉米棒在3.5～4.5 m/s風(fēng)速條件下比靜止空氣的凍結(jié)速度顯著加快。王丹等[20]認(rèn)為柿果可溶性固形物含量與其冰點(diǎn)溫度呈顯著負(fù)相關(guān)，即可溶性固形物含量越高，其冰點(diǎn)溫度越低。阮雪停等[21]認(rèn)為采用深冷（-60℃）速凍保鮮楊梅，在3～6個(gè)月其營養(yǎng)品質(zhì)變化較小。譚熙耀等[22]采用高壓二氧化碳技術(shù)速凍香菇的最佳技術(shù)參數(shù)為處理釜初溫6℃、設(shè)定壓力7MPa、卸壓時(shí)間4min。劉暢等[23]研究認(rèn)為樹莓在-18℃冷藏120 d仍能較好保持品質(zhì)，但不同品種間差異較大。王貴強(qiáng)等[24]認(rèn)為采用冷庫凍結(jié)食品時(shí)，由于庫房內(nèi)食品周圍風(fēng)速存在差異，導(dǎo)致食品凍結(jié)速率和凍結(jié)時(shí)間局部差異較大，最快和最慢凍結(jié)時(shí)間相差11.5 h。晏紹慶等[25]認(rèn)為凍結(jié)速率應(yīng)選擇低于食品低溫?cái)嗔训臉O限降溫速率，在這一條件下，降溫速率越快越好。

2 影響速凍果蔬品質(zhì)的主要因素分析

2.1 包裝材料對速凍果蔬品質(zhì)的影響和干耗

速凍果蔬通常在-18℃條件下儲藏或流通，低溫環(huán)境易造成“干耗”和“凍結(jié)燒”，降低速凍果蔬品質(zhì)。所以對內(nèi)包裝材料要求不僅要符合食品包裝容器材質(zhì)要求，而且要具有較好的耐低溫、耐穿刺、抗拉力、耐沖擊和熱封性能好等特點(diǎn)，外包裝瓦楞紙箱也應(yīng)具有較高的抗壓強(qiáng)度。常見的復(fù)合內(nèi)包裝材料結(jié)構(gòu)有雙向拉伸聚丙烯薄膜/流延聚丙烯薄膜、雙向拉伸聚丙烯薄膜/聚乙烯薄膜和耐高溫聚酯薄膜/聚乙烯薄膜等，成本較高但性能較好的有尼龍/聚乙烯薄膜、耐高溫聚酯薄膜/尼龍/線型低密度聚乙烯薄膜、耐高溫聚酯薄膜/聚酯鍍鋁膜/氯化聚乙烯膜、耐高溫聚酯薄膜/尼龍/鋁膜/聚乙烯薄膜等[26]。王貴強(qiáng)等[27]對帶包裝食品凍結(jié)過程研究后認(rèn)為，包裝可對外界環(huán)境溫度的波動有一定的阻隔作用，降低食品的凍結(jié)速率，進(jìn)而影響凍結(jié)質(zhì)量。范珺[28]研究認(rèn)為，采用高阻隔、耐寒性佳的包裝材料能有效減少“干耗”和“凍結(jié)燒”現(xiàn)象的發(fā)生。有學(xué)者研究認(rèn)為降低陳列柜或冷庫冷藏食品的干耗最根本的措施是減少柜內(nèi)食品與外界空氣的濕熱交換[29-30]。謝如鶴等[31]認(rèn)為運(yùn)輸過程中影響果蔬等易腐貨物干耗的主要因素為初始溫度、車廂內(nèi)的相對濕度、貨物暴露面積、運(yùn)輸時(shí)間和車輛的制冷能力等。

2.2 解凍方式對速凍果蔬品質(zhì)的影響

速凍果蔬的解凍方法有空氣解凍、微波解凍、水浴解凍、沸水浴解凍、超聲波解凍、超高壓解凍、高壓靜電解凍等，選用不同的解凍方式對果蔬品質(zhì)影響較大。有很多學(xué)者研究認(rèn)為，微波解凍在速凍草莓、速凍玉米、速凍柑橘等速凍果蔬解凍過程中對降低汁液流失，質(zhì)構(gòu)、營養(yǎng)品質(zhì)保持和縮短解凍時(shí)間等方面綜合評價(jià)具有明顯優(yōu)勢，能夠較好地保持速凍果蔬的品質(zhì)[32-34]。但馬燕等[35]認(rèn)為微波解凍方式雖然方便快捷，但生產(chǎn)過程中仍然存在加熱不均勻、溫度控制難的問題有待解決。劉春泉等[36]認(rèn)為快速凍結(jié)的毛豆仁采用25℃鼓風(fēng)解凍能較好保持品質(zhì)。尤瑜敏[37]認(rèn)為解凍方式要根據(jù)不同的解凍對象加以選擇，不僅要考慮解凍速率和解凍食品品質(zhì)，而且要考慮設(shè)備、產(chǎn)量等諸多因素。

2.3 速凍果蔬玻璃態(tài)保存技術(shù)

速凍果蔬采用玻璃態(tài)保藏（玻璃化冷凍）技術(shù)能夠最大限度保持果蔬品質(zhì)，是較為理想的果蔬保存方法，近年來開展相關(guān)技術(shù)研究的學(xué)者較多。陳琴等[38]對楊梅模擬玻璃態(tài)保藏，結(jié)果顯示，-40℃凍結(jié)保藏更有利于保持楊梅的質(zhì)地品質(zhì)，與-18℃冷藏相比，果實(shí)解凍后汁液流失率低，可溶性固形物含量高，果汁pH值和可滴定酸含量無顯著差異。劉寶林等[39]認(rèn)為貯藏于玻璃態(tài)（-75℃）的草莓質(zhì)量明顯優(yōu)于一般冷藏（-18℃）條件下的草莓質(zhì)量，但僅在降溫過程實(shí)現(xiàn)玻璃化并不能保證草莓品質(zhì)，而必須將其貯藏于玻璃態(tài)下方可。韓艷秋等[40]應(yīng)用速凍草莓進(jìn)行草莓酒的釀制技術(shù)研究，為傳統(tǒng)速凍草莓只用于鮮食配餐又開辟了一條新的利用途徑。同時(shí)，徐海峰等[41]認(rèn)為將玻璃化轉(zhuǎn)變溫度與水分含量和水分活度等重要的臨界參數(shù)和現(xiàn)有技術(shù)手段結(jié)合來考慮，才有可能實(shí)現(xiàn)真正的玻璃化保存。

2.4 速凍果蔬面臨的質(zhì)量安全問題

食品安全問題是當(dāng)前老百姓非常敏感的重大熱點(diǎn)問題之一，也是世界各國普遍存在且比較棘手的問題。目前，市場上速凍果蔬的過度加冰、商家對一般冷凍和速凍概念混淆并用普通緩慢凍結(jié)果蔬冒充速凍果蔬、冷鏈環(huán)節(jié)時(shí)?！皵噫湣眴栴}以及速凍果蔬反復(fù)消融凍結(jié)等，都嚴(yán)重影響著速凍果蔬的質(zhì)量安全和考驗(yàn)著商家的信譽(yù)。吳楠等[42]認(rèn)為很多超市對速凍食品開柜經(jīng)營，存在溫度波動大、散裝散賣過程存在“二次污染”隱患等，嚴(yán)重縮短了速凍食品的保質(zhì)期，且極易造成產(chǎn)品變質(zhì)。唐黎標(biāo)[43]研究認(rèn)為主要影響速凍食品質(zhì)量安全的因素為農(nóng)藥殘留及微生物污染、冷藏鏈環(huán)節(jié)不完善和包裝不達(dá)標(biāo)。張慜等[44]認(rèn)為我國速凍食品行業(yè)加工深度及安全性存在諸多問題，如原料不穩(wěn)定、生產(chǎn)企業(yè)規(guī)模小和冷鏈建設(shè)相對滯后等。

3 結(jié)語與展望

速凍果蔬產(chǎn)品在我國雖然起步較晚，但增長速度非?？?。在漂燙、凍結(jié)特性、玻璃態(tài)保藏等生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)研究方面已取得了許多研究成果，產(chǎn)品品類不斷增加，各種高新技術(shù)的應(yīng)用層出不窮。液氮速凍技術(shù)因凍結(jié)速度快、凍結(jié)食品品質(zhì)好且營養(yǎng)成分損失小而具有非常好的應(yīng)用前景[45]。流態(tài)化速凍技術(shù)已廣泛應(yīng)用于速凍玉米粒等速凍果蔬生產(chǎn)領(lǐng)域，玻璃態(tài)保藏技術(shù)也引起了眾多學(xué)者的研究興趣。從日本引進(jìn)的浸漬式快速凍結(jié)技術(shù)以凍結(jié)速度快、凍結(jié)時(shí)間短的優(yōu)點(diǎn)已開始應(yīng)用于即食食品、水產(chǎn)、果蔬等速凍生產(chǎn)中[46]。另有如超聲冷凍技術(shù)、生物冷凍蛋白技術(shù)、被膜包裹凍結(jié)法、高壓冷凍技術(shù)、食品減壓冷凍等一些高新技術(shù)正逐步應(yīng)用于速凍食品的研究和生產(chǎn)[47]。能夠準(zhǔn)確計(jì)算和預(yù)測食品冷凍過程的數(shù)值模擬技術(shù)也越來越受到廣大科研和生產(chǎn)技術(shù)人員的關(guān)注[48]。在速凍果蔬包裝方面，尼龍/聚乙烯薄膜、雙向拉伸聚丙烯薄膜/流延聚丙烯薄膜等復(fù)合內(nèi)包裝材料正在得到推廣應(yīng)用，已將先進(jìn)的射頻識別（radio frequency identification，RFID）技術(shù)應(yīng)用于冷凍食品包裝運(yùn)輸，研制出了適合速凍食品包裝用智能瓦楞紙箱[49]，極大地提高了自動化程度。

我國為世界上最大的水果和蔬菜生產(chǎn)國，速凍菠菜、速凍玉米、薯?xiàng)l等常規(guī)果蔬依然為主流品種，藍(lán)莓、紫薯等高端速凍產(chǎn)品近幾年發(fā)展迅速。目前，我國的速凍果蔬產(chǎn)品主要依靠出口日本和歐美等國，國人對冷凍果蔬的消費(fèi)習(xí)慣還需要逐步培育，國內(nèi)大多消費(fèi)者愿意購買新鮮應(yīng)季果蔬產(chǎn)品，而對速凍果蔬接受程度較低。應(yīng)該看到，國內(nèi)的速凍果蔬生產(chǎn)雖然存在行業(yè)門檻低、主流品類同質(zhì)化低價(jià)競爭、市場無秩序等亂象，但隨著國家食品安全標(biāo)準(zhǔn)、市場監(jiān)管體系的逐步建立、健全和完善，國際市場對速凍果蔬的巨大需求空間，以及速凍食品加工高新技術(shù)的逐步應(yīng)用和國人飲食消費(fèi)習(xí)慣的逐步轉(zhuǎn)變，速凍果蔬產(chǎn)業(yè)必將迎來巨大的發(fā)展機(jī)遇。

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KANG Sanjiang,ZHANG Haiyan,ZHANG Fang,ZHANG Jihong,ZENG Chaozhen,ZHANG Yongmao,ZHENG Ya
(Agricultural Product Storage and Processing Research Institute,Gansu Academy of Agricultural Sciences,Lanzhou 730070,China)

Frozen fruits and vegetables are the primary processing agricultural products with nice market prospects at present.This paper summarized the present status from the view of effects of key processing technology,packaging material and thawing methods on quality of frozen fruits and vegetables,moisture loss,glass transition temperature preservation,and quality security problem.At last,the development trend of frozen fruits and vegetables was put forward.

frozen fruits and vegetables;production;processing technology;development;trends

TS255.36

A

0254-5071（2015）04-0001-04

10.11882/j.issn.0254-5071.2015.04.001

2015-04-01

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)（CARS-28）；甘肅省科技重大專項(xiàng)計(jì)劃（1203NKDA016-4）

康三江（1977-），男，副研究員，本科，主要從事果蔬貯藏加工方面的科研工作。