速冻果蔬生产加工关键工艺技术研究进展

康三江，张海燕，张芳，张霁红，曾朝珍，张永茂，郑娅

（甘肃省农业科学院农产品贮藏加工研究所，甘肃兰州730070）

速冻果蔬生产加工关键工艺技术研究进展

康三江，张海燕，张芳，张霁红，曾朝珍，张永茂，郑娅

（甘肃省农业科学院农产品贮藏加工研究所，甘肃兰州730070）

速冻果蔬产品为目前市场前景非常好的一类初级加工农产品。从速冻果蔬生产加工关键工艺、包装材料和解冻方式对品质的影响、干耗、玻璃态保藏技术和面临的质量安全问题等方面对速冻果蔬的生产加工关键技术现状进行了梳理总结，并简要对其发展趋势进行了展望。

速冻果蔬；生产；工艺技术；进展；趋势

速冻果蔬是指采用专业设备，将符合加工要求的果蔬原料经清洗、切分、漂烫、冷却、沥水等工艺预处理后在低于-30℃的环境中，迅速通过其最大冰晶区域，使被冷冻产品的热中心温度达到-18℃以下的冻结方法[1]。果蔬产品完成速冻后应迅速运至低于-18℃的冷藏库中进行冷藏，为保持品质，运输和销售环节均应处于规定的冷链环境中，避免常温条件下存放。我国是世界水果和蔬菜生产大国，据统计，2013年全国水果产量约1.58亿t、蔬菜产量约7.35亿t[2]，可用于速冻加工的果蔬资源非常丰富。目前，国内的速冻食品市场仍以水饺、汤圆等米面制品占主导地位。速冻果蔬近10多年来发展较快，主要品种有速冻玉米粒、毛豆、薯类、菠菜、青豆、板栗、西兰花、菠萝、苹果、草莓等，而速冻蓝莓、黑莓等高端产品市场前景十分看好，目前主要出口国外市场。

1 速冻果蔬生产加工关键工艺

速冻果蔬产品加工生产的基本工艺流程为：原料挑选→清洗→去皮切分→护色、漂烫（部分水果不漂烫）→冷却→沥水→速冻→包装→金属或毛发检测→冷藏。不同水果和蔬菜进行速冻加工的生产工艺和操作方法会略有差异，但生产工艺涉及的漂烫、速冻和冷藏为其主要关键技术环节，直接影响着速冻果蔬的营养品质。

1.1 漂烫关键工艺研究

漂烫是速冻果蔬加工的关键工艺技术之一，能有效破坏酶的活性、稳定色泽、改善产品质构、风味和组织[3-6]。漂烫方式可采用热水、蒸汽、微波、超声波和超高压等，生产中最常见的为热水和蒸汽。温馨等[7]对哈密瓜块采用100℃蒸汽漂烫并结合CaCl2溶液处理，能够在钝化多酚氧化酶（polyphenol oxidase，PPO）和过氧化物酶（peroxidase，POD）酶活性基础上，较好的保持哈密瓜的硬度和维生素C（vitamin C，VC）含量。巩玉芬等[8]对马铃薯、西兰花、胡萝卜和洋葱等4种蔬菜速冻后的品质研究表明，漂烫后速冻有利于马铃薯和西兰花的VC和可溶性固形物保持，而会使胡萝卜和洋葱的VC和可溶性固形物损失增大。刘艳春等[9]对番木瓜速冻前漂烫工艺研究表明，100℃、20 s高温短时漂烫可很好的保持木瓜品质。吴翔等[10]认为黄瓜漂烫30 s、藕漂烫35 s后速冻效果最好。许韩山等[11]认为毛豆经声热处理（超声波协同热漂烫）1 min，能有效钝化POD酶活，提高毛豆品质。李正国等[12]认为，花椰菜在97～100℃漂烫液中加1%NaCl+0.15%柠檬酸+0.2%VC后漂烫2 min能较好的保持其营养和品质。阮晖等[13]通过响应面分析认为香菇最佳漂烫温度93.61℃，漂烫时间2.32 min。李芳等[14]的研究表明，无花果最佳漂烫温度为90℃、时间为9 s，经护色处理后速冻品质较好。

1.2 速冻果蔬冻结特性研究

不同果蔬在速冻过程中的冻结点、冻结速率和冻结曲线等冻结特性差异较大。任青等[15]研究认为含水量和含脂量的不同影响了蔬菜的冻结特性，并确定日本南瓜的冻结点为-2.5℃、白薯-1.3℃、芦笋-1.1℃、茄子-0.7℃、土豆-2.4℃、白萝卜-1℃。刘斌等[16]认为洋葱速冻过程中细胞内的结冰温度随着速冻速率的增大而降低。申志远等[17]认为降温速率决定着速冻食品的品质和能耗，并模拟分析了速冻机传送带传输速度对西兰花速冻速率的影响，筛选出最佳传输速度为0.012 m/s。杜鹃等[18]认为鲜食玉米冰点为-0.7℃，采用1%的NaCl溶液浸泡玉米穗20 min，可达到驱虫和护色的效果，蒸汽处理22～30 min后冻藏便能保持较好的感官品质。王文生等[19]研究认为风速对甜玉米棒冻结速度影响极大，甜玉米棒在3.5～4.5 m/s风速条件下比静止空气的冻结速度显著加快。王丹等[20]认为柿果可溶性固形物含量与其冰点温度呈显著负相关，即可溶性固形物含量越高，其冰点温度越低。阮雪停等[21]认为采用深冷（-60℃）速冻保鲜杨梅，在3～6个月其营养品质变化较小。谭熙耀等[22]采用高压二氧化碳技术速冻香菇的最佳技术参数为处理釜初温6℃、设定压力7MPa、卸压时间4min。刘畅等[23]研究认为树莓在-18℃冷藏120 d仍能较好保持品质，但不同品种间差异较大。王贵强等[24]认为采用冷库冻结食品时，由于库房内食品周围风速存在差异，导致食品冻结速率和冻结时间局部差异较大，最快和最慢冻结时间相差11.5 h。晏绍庆等[25]认为冻结速率应选择低于食品低温断裂的极限降温速率，在这一条件下，降温速率越快越好。

2 影响速冻果蔬品质的主要因素分析

2.1 包装材料对速冻果蔬品质的影响和干耗

速冻果蔬通常在-18℃条件下储藏或流通，低温环境易造成“干耗”和“冻结烧”，降低速冻果蔬品质。所以对内包装材料要求不仅要符合食品包装容器材质要求，而且要具有较好的耐低温、耐穿刺、抗拉力、耐冲击和热封性能好等特点，外包装瓦楞纸箱也应具有较高的抗压强度。常见的复合内包装材料结构有双向拉伸聚丙烯薄膜/流延聚丙烯薄膜、双向拉伸聚丙烯薄膜/聚乙烯薄膜和耐高温聚酯薄膜/聚乙烯薄膜等，成本较高但性能较好的有尼龙/聚乙烯薄膜、耐高温聚酯薄膜/尼龙/线型低密度聚乙烯薄膜、耐高温聚酯薄膜/聚酯镀铝膜/氯化聚乙烯膜、耐高温聚酯薄膜/尼龙/铝膜/聚乙烯薄膜等[26]。王贵强等[27]对带包装食品冻结过程研究后认为，包装可对外界环境温度的波动有一定的阻隔作用，降低食品的冻结速率，进而影响冻结质量。范珺[28]研究认为，采用高阻隔、耐寒性佳的包装材料能有效减少“干耗”和“冻结烧”现象的发生。有学者研究认为降低陈列柜或冷库冷藏食品的干耗最根本的措施是减少柜内食品与外界空气的湿热交换[29-30]。谢如鹤等[31]认为运输过程中影响果蔬等易腐货物干耗的主要因素为初始温度、车厢内的相对湿度、货物暴露面积、运输时间和车辆的制冷能力等。

2.2 解冻方式对速冻果蔬品质的影响

速冻果蔬的解冻方法有空气解冻、微波解冻、水浴解冻、沸水浴解冻、超声波解冻、超高压解冻、高压静电解冻等，选用不同的解冻方式对果蔬品质影响较大。有很多学者研究认为，微波解冻在速冻草莓、速冻玉米、速冻柑橘等速冻果蔬解冻过程中对降低汁液流失，质构、营养品质保持和缩短解冻时间等方面综合评价具有明显优势，能够较好地保持速冻果蔬的品质[32-34]。但马燕等[35]认为微波解冻方式虽然方便快捷，但生产过程中仍然存在加热不均匀、温度控制难的问题有待解决。刘春泉等[36]认为快速冻结的毛豆仁采用25℃鼓风解冻能较好保持品质。尤瑜敏[37]认为解冻方式要根据不同的解冻对象加以选择，不仅要考虑解冻速率和解冻食品品质，而且要考虑设备、产量等诸多因素。

2.3 速冻果蔬玻璃态保存技术

速冻果蔬采用玻璃态保藏（玻璃化冷冻）技术能够最大限度保持果蔬品质，是较为理想的果蔬保存方法，近年来开展相关技术研究的学者较多。陈琴等[38]对杨梅模拟玻璃态保藏，结果显示，-40℃冻结保藏更有利于保持杨梅的质地品质，与-18℃冷藏相比，果实解冻后汁液流失率低，可溶性固形物含量高，果汁pH值和可滴定酸含量无显著差异。刘宝林等[39]认为贮藏于玻璃态（-75℃）的草莓质量明显优于一般冷藏（-18℃）条件下的草莓质量，但仅在降温过程实现玻璃化并不能保证草莓品质，而必须将其贮藏于玻璃态下方可。韩艳秋等[40]应用速冻草莓进行草莓酒的酿制技术研究，为传统速冻草莓只用于鲜食配餐又开辟了一条新的利用途径。同时，徐海峰等[41]认为将玻璃化转变温度与水分含量和水分活度等重要的临界参数和现有技术手段结合来考虑，才有可能实现真正的玻璃化保存。

2.4 速冻果蔬面临的质量安全问题

食品安全问题是当前老百姓非常敏感的重大热点问题之一，也是世界各国普遍存在且比较棘手的问题。目前，市场上速冻果蔬的过度加冰、商家对一般冷冻和速冻概念混淆并用普通缓慢冻结果蔬冒充速冻果蔬、冷链环节时常“断链”问题以及速冻果蔬反复消融冻结等，都严重影响着速冻果蔬的质量安全和考验着商家的信誉。吴楠等[42]认为很多超市对速冻食品开柜经营，存在温度波动大、散装散卖过程存在“二次污染”隐患等，严重缩短了速冻食品的保质期，且极易造成产品变质。唐黎标[43]研究认为主要影响速冻食品质量安全的因素为农药残留及微生物污染、冷藏链环节不完善和包装不达标。张慜等[44]认为我国速冻食品行业加工深度及安全性存在诸多问题，如原料不稳定、生产企业规模小和冷链建设相对滞后等。

3 结语与展望

速冻果蔬产品在我国虽然起步较晚，但增长速度非常快。在漂烫、冻结特性、玻璃态保藏等生产关键技术研究方面已取得了许多研究成果，产品品类不断增加，各种高新技术的应用层出不穷。液氮速冻技术因冻结速度快、冻结食品品质好且营养成分损失小而具有非常好的应用前景[45]。流态化速冻技术已广泛应用于速冻玉米粒等速冻果蔬生产领域，玻璃态保藏技术也引起了众多学者的研究兴趣。从日本引进的浸渍式快速冻结技术以冻结速度快、冻结时间短的优点已开始应用于即食食品、水产、果蔬等速冻生产中[46]。另有如超声冷冻技术、生物冷冻蛋白技术、被膜包裹冻结法、高压冷冻技术、食品减压冷冻等一些高新技术正逐步应用于速冻食品的研究和生产[47]。能够准确计算和预测食品冷冻过程的数值模拟技术也越来越受到广大科研和生产技术人员的关注[48]。在速冻果蔬包装方面，尼龙/聚乙烯薄膜、双向拉伸聚丙烯薄膜/流延聚丙烯薄膜等复合内包装材料正在得到推广应用，已将先进的射频识别（radio frequency identification，RFID）技术应用于冷冻食品包装运输，研制出了适合速冻食品包装用智能瓦楞纸箱[49]，极大地提高了自动化程度。

我国为世界上最大的水果和蔬菜生产国，速冻菠菜、速冻玉米、薯条等常规果蔬依然为主流品种，蓝莓、紫薯等高端速冻产品近几年发展迅速。目前，我国的速冻果蔬产品主要依靠出口日本和欧美等国，国人对冷冻果蔬的消费习惯还需要逐步培育，国内大多消费者愿意购买新鲜应季果蔬产品，而对速冻果蔬接受程度较低。应该看到，国内的速冻果蔬生产虽然存在行业门槛低、主流品类同质化低价竞争、市场无秩序等乱象，但随着国家食品安全标准、市场监管体系的逐步建立、健全和完善，国际市场对速冻果蔬的巨大需求空间，以及速冻食品加工高新技术的逐步应用和国人饮食消费习惯的逐步转变，速冻果蔬产业必将迎来巨大的发展机遇。

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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

现代农业产业技术体系建设（CARS-28）；甘肃省科技重大专项计划（1203NKDA016-4）

康三江（1977-），男，副研究员，本科，主要从事果蔬贮藏加工方面的科研工作。