应急食品研究现状及发展趋势

王竟夷，刘 晋，钱 平，李奇庚，白厚增，张晓娟

（1军事科学院系统工程研究院，北京 100010；2北京康比特体育科技股份有限公司，北京 102200）

0 引言

应急食品是指在突发事件等紧急情况下，日常食物供应不便或断供时使用的食品，具有耐贮存、便使用、营养结构合理、一定功能性的特点[1]。

随着全球各地自然灾害、公共卫生、事故灾难、社会安全等突发事件频发，应急食品需求日益增大。特别是此次新冠疫情导致的食品断供问题，使人们感到“囤粮难”“买菜难”“团购难”“配送难”[2-3]。人们开始意识到应急食品储备与供应关乎到个人生存和国家稳定。国外应急救援食品起步较早，2019年全球应急食品市场规模达到292亿元，预计2026年将达到317亿元。中国应急食品研发起步较晚，在储存时间、产品包装、营养特性等关键技术方面与国外存在差距[4]。本研究阐述了国内外应急食品的最新研究进展和发展趋势，剖析了中国应急食品存在的技术不足，并展望了未来的发展趋势，以期为中国应急食品行业发展提供新思路。

1 国内外应急食品研究现状

1.1 美国应急食品现状

二十世纪三四十年代，美国开始研发应急食品，尤其是“冷战”和“大萧条”的出现，更加速了人们囤积应急食品的需求[5]。Mountain house（以下简称“MH”）拥有美国80%以上野外、应急食品市场，其先进的冷冻干燥食品技术使其产品保质期可达30年之久，此外包括预制菜、粉面饭类及甜品等多品类产品。Ready wise（以下简称“RW”）公司推出的“紧急食品供应包”保质期长达25年之久，涵盖了来自世界各地的风味速食，包括以家庭或个人为单位的主食桶、蛋奶桶、蔬菜桶、水果桶、咖啡桶等，满足不同人群需要。

美国军用应急食品最具代表性的是20世纪70年代研发使用的单兵食品MRE，共有24个餐谱，包括主菜、饼干、水果干、果酱、碳水化合物饮料、巧克力、蛋白粉等等，营养均衡，部分还配备了无焰加热器[6]。除此之外，美军还有一种供先遣部队的专用食品(FSR)，体积小开袋即食，满足先遣部队3天内能量需求。此外美国军事营养研究委员会研究小组为了适应国际应急救援食品的需求，研制了可以直接食用的应急救援营养棒，每根重约50 g，每套9根，总热量8786.4 kJ，具有一定硬度和弹性，可经得起运输颠簸和空投冲击，也可以弄碎成颗粒再加水制成为粥状食用，21℃下保质期可达3年[7]。另外还有由能量模块、维生素模块及矿物质模块组成的模块化食品，可满足不同人和环境的需要[8]。

1.2 日本应急食品现状

日本处在临海地震板块，火山喷发、海啸地震等灾难频发，从1960年开始，9月1日被日本政府指定为“防灾日”，当天日本各地都要进行防灾演练和防灾知识普及活动。此后，日本有超过1000家食品企业研发民用应急救援食品[9]。日本民用应急食品以美味、便捷、营养、人文关怀为宗旨，不断升级创新。Sei EnterpriseInc是知名抗灾食品，保存期可达25年，包括蔬菜汤、奶油炖鸡汤、虾肉粥、饼干等，另外，还有很多在品类和丰富度上更胜一筹的长达5年、8年保质期的食品。Onisi即尾西食品株式会社，是日本专门出品应急食品的公司，旗下的速食米饭通过特殊的加工工艺技术，保质期可达7年，此外还有炒饭、拌饭，即食饭团，饼干，夹层面包以及汤面等速食单品，保质期均在3～5年。IZAMESHI（以下简称“IZA”）推出符合亚洲人口味的单人应急食品，如咖喱牛肉、鸡丁炒饭、麻婆豆腐等，保质期在3年左右，还有面包罐头，未开封状态下保质期长达3年之久。除了较长保质期与丰富的口味外，日本防灾食品还考虑到了老幼人群、食物过敏人群和宗教人群的特殊需求，One Table公司为老年人和吞咽功能还未成熟的婴儿开发的防灾果冻，可快速补充营养，保质期5年。Lipovitan开发的果冻每袋(100 g)836.8 kJ热量，保质期5年，且不含28种过敏原。Hinomoto Shokusan公司主营清真防灾食品。除此之外，日本的防灾食物在包装上也与众不同。Glico奶油夹心饼干罐的背面就贴心地附上了应对灾难的小贴士，这些信息能够在特殊时期安抚消费者，帮助消费者快速获得安全感。

1.3 中国应急食品现状

中国的民用应急食品以2008年四川省汶川县地震的爆发为契机开始发展，社会关注度开始逐渐增加。国务院先后颁布实施了《中华人民共和国突发事件应对法》，起草了《应急百宝箱国家标准》，举办了以“做强应急产业·加快转型升级”为主题的中国首届应急产业展览会，中国民用应急食品市场就此打开[10]。上海冠生园与北戴河海洋食品集团（以下简称“GSY”和“BDH”）等研发的压缩饼干与自热米饭等民用应急食品，具有不用加热、方便携带、且保质期大多为2～3年的特点。国产昌沃特种食品（以下简称“CW”）最新推出长期储备应急食品系列，其冻干饭与冻干面采用的其自主研发的核心锁鲜技术运用了航天食品科技，将食材经“冻干”抽出水分后，使用真空技术隔绝氧气，经紫外线灯照射杀灭细菌，再加上包装罐盖独特的封口设计，使昌沃特种食品的新鲜品质能够保持10年之久。

表1列举了国内外18个不同品牌的应急救援食品及其特性。其中可以看出，虽然中国应急食品突破了10年保质期这一瓶颈，但由于与国外冻干技术存在差距，与美国等专业救援应急食品公司的25年以上的保质期还相差甚远。且品种丰富度上也不如日本、美国等同类产品[11]，中国应急食品多以压缩饼干，能量棒，水果、肉类罐头与自热米饭面条等为主，与国外包括主食、辅食、甜点，甚至具有不同的三餐食谱的丰富度有一定差距。中国应急食品想要在方便性、营养性、适口性，以及产品保质期与丰富度等方面进一步满足国内消费者的需求，首先要解决的就是现有应急食品相较于国外在上述方面加工技术不足的问题。

表1 国内外应急救援食品

军用食品是民用应急食品发展的基础，压缩干粮作为中国军用食品的代表性品种，经过了近40年的发展，最新研制的13压缩干粮体积小，每块重62.5 g，4块为一包，不仅可以提供5020.8 kJ的热量，且解决了原有压缩干粮营养不均衡，口感干硬的问题[12]。海军医学研究所研制的JT-07军用口粮，外包装采用了多层真空包装，最外层的塑料伸缩膜可以将水汽甚至海水隔绝在外，保质期3年，一盒400 g，尤其适合在驾驶舱、船舱等有限的空间里携带、储存，满足了舰艇远航的需求[13]。GSR-300通用救生食品作为中国最先进的救援产品，每包含有9根能量棒，净重300 g，能提供5439.2 kJ的热量，开袋即食，营养便携，满足了应急情况下对救生食品的需求。此外中国自主研制的加肽类等功能成分的新型高能固体能量棒，经中国海军、空降兵、陆军应急机动作战部队服用后表明，有抗中暑、抗疲劳的效果。

2 应急食品关键加工技术现状

2.1 质构重组技术

质构重组技术可提升应急食品的消化吸收性和感官接受性，通过机械混合、揉搓、剪切、高压、加温等物理因素，使蛋白质与多糖类亲水胶体发生物理化学反应，使产品最终在质构、组成、表现等理化特性及营养上发生变化，解决应急食品中蛋白质、淀粉、纤维素的挤压、膨化、变性等技术问题[11,14]。刘菊芬[15]研究发现复配挤压加工不仅使速食米蒸煮时间缩短一倍，且加工后速煮米品质更好，蒸煮后比原料米饭要软、粘弹性增加、仍保持了米饭香味。张佳敏[16]发现重组调理的新鲜牛肉、羊肉和鸡肉持水性、外观形态、嫩度、弹性及多汁性更好，且肥瘦比例适宜，产品出品率提高20%以上，更适合工业化生产。将挤压膨化质构重组技术与双重控释的抗氧化智能包装等技术结合，使即食全麦产品的热敏性维生素营养物质保存率超过50%以上，脆性提高10%以上，脂肪量降低25%以上，实现了全麦方便食品品质提升[17]。

2.2 纳米囊化技术

针对应急食品风味不足，接受性不好等问题，采用纳米囊化技术保护其中的风味物质，不仅有效提高保鲜效果，提升应急食品的质量和接受度，还可以延长保质期[18]。如纳米乳液作为胡椒碱的传播载体，可改善胡椒碱在酸、碱、光、热和氧的条件下化学不稳定、容易失去呈味效果的不足，在常温下可以保存1年[19]。WU等[20]的实验结果也表明纳米氧化锌可降低水的流动性，减少风味物质的流失，更好地保存橙子原有味道、香气和咀嚼性。PANDEY等[21]将新型可生物降解包装材料：聚乙烯醇-壳聚糖-硝酸银、纤维复合纳米层应用于肉类保鲜，发现纳米纤维膜比普通保鲜膜更加有效地抑制大肠杆菌和李斯特菌，从而延长了猪肉的保存期，减少了食源性疾病的发生率。

2.3 干燥技术

2.3.1 真空冷冻干燥技术 真空冷冻干燥是应急食品加工中最常见的脱水技术，即通过低温冻结的方式，让食物在真空下将冰晶体升华为水蒸气，再用真空泵排出水蒸气，让食品处于干燥状态[22-23]。这种技术下所获得的物料有很多优点：感官品质好，保持了新鲜原料固有的色泽、风味和香气；具有良好的复水性，脱水彻底，重量轻，适合于长时间储存。近些年兴起的高压电场真空冷冻联合干燥术，将2种不同的干燥方式的优点结合起来，在保留物料温度、营养物质的同时，降低了前期冷冻干燥的设备成本[24]。

2.3.2 微波干燥技术 微波干燥技术是近年来才兴起的利用微波对食品进行干燥的加工技术，其较短的加热时间，可最大限度地保留食品中的维生素等营养成分。具有干燥迅速、省时省电、安全可控、制作的食品营养流失少等方面的优点[25]。但同时此方式存在受热不均匀的情况，研究将微波与其他方式联合干燥，不仅可缩短干燥时间，降低能耗，还可均匀加热，从而保证产品质量，成为近年来研究的热点[26]。杜鹏等[27]研发现微波-热风联合干燥可在较短时间获得品质较好的方便米饭，且此工艺干燥的品质优于单独微波干燥米饭。张雪等[28]将微波与真空技术结合得到真空微波干燥技术，此技术充分发挥了微波快速加热、真空降低水汽化的特点，能有效解决传统干燥技术的种种弊端。朱翠平[29]研究发现在5种干燥方式中，只有真空冷冻联合真空微波干燥的牛蒡脆片内部形成多孔状结构，使产品硬度和脆度适中，多酚、黄酮、多糖的含量保留较好，且干燥时间缩短46%。薛姗等[30]发现最佳真空微波干燥工艺参数下制备的速食糙米粥，复水率最好，口感最佳。

2.4 超高压技术

超高压技术既可以保留应急食品的天然风味、色泽以及原有的营养价值，又可以杀死微生物、钝化酶，延长食品的货架期。在原理上以液体作为压力传递介质，将食品物料密封于弹性容器或耐压装置系统中，在静高压100M～1000 MPa下对食品进行非热加工技术处理。其最大的优势在于只破坏形成大分子立体结构的非共价键，如氢键、离子键、疏水键和水合作用等，而对形成小分子物质的共价键几乎没有影响，如色素、维生素等，同时能够激活或灭活食品中自身存在的蛋白质、淀粉等生物分子，提高食品品质[31]。研究发现，超高压处理后大米淀粉可以保持淀粉颗粒的完整，颗粒内的可冻结水含量较少，淀粉不易回生[32]。此外超高压技术对莴苣、菠菜、番茄、花椰菜、芦笋、洋葱等蔬菜的质地保持很好，且各种蔬菜的风味、新鲜度均无变化[33]。150MPa以上超高压处理能促进肌原纤维小片化，促使肌肉蛋白分解加速，游离氨基酸增加，可提高肉的保水性、蒸煮损失、熟程度等[34]，其次超高压技术也是减少肉制品中食盐使用量的一种有效方法[35]。此外相关研究推测超高压技术可改变过敏原蛋白的空间结构以改变致敏性。李慧静[36]采用369MPa、18m in处理大豆分离蛋白，使其致敏性降低了33%。PEAS等[37]研究发现超高压处理减弱了大豆过敏原Glym 1的免疫应答反应。此加工方式为开发适宜过敏人群食用的应急食品提供了新思路。

2.5 食品辐照技术

食品辐照是利用射线照射食品，延迟新鲜食物某些生理过程（发芽和成熟）的发展，或对食品进行杀虫、消毒、杀菌、防霉等处理，达到延长保藏时间，稳定、提高食品质量的一种食品保藏技术。具有无污染、无残留、完整保留食品中的营养成分和风味、杀菌彻底且成本、能耗低等优点[38-39]。JAVANMARD等[40]将辐照技术与冷冻技术结合来延长鸡肉的货架期，γ射线辐照处理后的鸡肉中的病菌和腐败菌被有效控制，贮藏期可延长至9个月。刘福莉等[41]用γ射线和电子束辐照猪肉火腿肠，经处理后30℃下储藏10天过程中硬度、色泽等感官特征没有显著变化。

2.6 含气调理杀菌技术

含气调理技术弥补了从前普遍使用的真空包装、高温、高压灭菌等常规加工方法的不足，具有在常温储运下保鲜的作用，延长应急食品的货架期。将预处理后食品原料装在高阻氧的透明软包装袋中，抽出空气后注入不活泼气体并密封，然后在多阶段升温、两阶段冷却的调理杀菌锅内进行温和式杀菌，能完美地保存食品的品质和营养成分，而食品原有的色、香、味、形、口感几乎不发生改变，常温下可保存和流通长达6～12个月[42]。这种保鲜加工技术尤适用于加工肉类、禽蛋类、水产品、蔬菜、水果和主食类等多种烹调食品或食品原材料，特别是对那些湿润状态下不能使用抗氧化剂的食品及质地松软易于变形的食品，能起到有效防止变形，维持其原有形态和质地的作用[43]。此技术可用于生产美味可口的即食食品或半成品，不仅应用于中国军用罐头与舰艇远航食品，还应用于中国方便食品的调理包[44]。

2.7 栅栏技术

栅栏技术又称联合保藏技术，是通过如温度、水分活性、酸度值、氧化还原电位、防腐剂、竞争性微生物等栅栏因子的共同作用，防止食品所含腐败菌和病原菌生长繁殖，延缓了食品腐败变质，确保食物安全性的技术[45]。实际应用中，多个低强度栅栏因子比单个高强度栅栏因子具有更有效的防腐保鲜作用，更益于食品的保质。目前，该技术在中国肉类、水产和果蔬加工保藏等食品工业中得到了广泛应用[46-47]。

3 应急食品标准现状

标准是产业发展水平的重要体现，随着应急食品市场的发展，人们对制定应急食品相关标准来规范、引领市场的呼声越来越高。但应急食品不同于常见商品，多属于救济物资。在实施救援时多由民政部门统筹征调、运输、储存、发放。这种情况下由于筹集物资来源不同，时间紧张等情况，往往会造成应急食品的品质良莠不齐与卫生管理薄弱。目前中国与应急食品有关的标准主要有《家用防灾应急包》(GB/T 36750—2018)、《应急物质分类与编码》(GB/T 38565—2020)、《食品安全国家标准》(GB 2760—2014)。其中《家用防灾应急包》国家标准对应急物品的配置品类，技术指标等，提出了规范性要求。标准规定，应急包物品至少配置饮用水、应急食品等基本物品。《应急物质分类与编码》国家标准规定方便食品，包括米面制半成品、速冻食品、烘焙食品、熟食、压缩食品、罐头、即食食品等为食品类应急物资。此外虽然《食品安全国家标准》对应急食品未做直接规定，但应急食品属于食品大类，卫生与安全标准受此规范。但至今中国还没有制定关于应急食品的具体标准，亟需制定涵盖关于应急食品种类、规范生产、加工及储存规范与相关加工技术与添加剂使用的各项具体标准。

4 中国应急食品发展趋势

4.1 种类多样化

中国应急食品处于萌芽阶段，以模仿甚至直接使用军用食品为主要方式，以压缩干粮、能量棒、方便米饭、面条以及各类罐头等传统应急食品为主要品种。面对应急食品市场逐渐旺盛的需求，不断优化及创新，丰富研发品类是应急食品将来长远发展的关键因素。开发适用于应急救援的各类食品，提升品种多样化水平，提高应急食品接受性。

4.2 人群针对性

目前国内研究的应急救援食品多以一个配方应用于所有现场救援人员。若将灾难现场人群分为不同需求的目标群体，通过原料选择、配方优化、质地调整以及包装设计等维度，设计不同的应急救援食品，则更具有针对性。受灾现场人员可分为救援人员、被救人员，考虑到救援人员所处的特殊环境及身体的高应激状态，救援食品应具备抗疲劳、抗缺氧等功能。对于被救人员来说，则需要能够增强身体免疫功能，降低应急条件下感染疾病风险的功能。针对乳糖不耐受或者过敏人群，可开发不使用过敏原料或者无乳糖的应急食品。而当受灾群体中若存在老人、小孩、残障人士时，通过不断优化去满足这部分特殊人群的需要，无论是添加盲文让盲人了解产品信息，或是考虑到老人、小孩的咀嚼能力低下从而改善食物口感、质地，都体现出人文关怀以及社会责任感。

4.3 注重功能性

随着科技发展以及搜救能力的不断进步，应急食品越来越注重饱腹之外的功能和特殊膳食效果，在原料中添加一些具有特殊生理功能的物质与营养素，可以提升应急食品的整体功能性。相关研究发现，采用小肽类物质作为蛋白质来源，可在满足营养需求的同时实现抗疲劳、提升免疫力的效果；添加符合维生素和矿物元素可提升待救人员生存几率[48-49]；采用小麦粉、燕麦粉、全麦粉、豆渣粉等全天然可食原料为辅助添加物，在满足热量供给的同时，可以提供更加全面的微量营养素；添加提取的天然功能因子，如植物提取物大豆异黄酮、银杏提取物、原花青素可促进免疫力提高；添加西洋参、当归、虫草、枸杞、阿胶等中药材，有助于药食同源，调节机体功能。真菌、植物多糖与胶原蛋白肽的添加，利于缓解疲劳增强软组织修复[50]；胆碱的添加也可以增加士兵在重体力劳动条件下的活动时间与短时间内记忆力。

5 结语

新冠疫情3年来，居家隔离，出行受限等防疫措施让中国居民感受到食品储备的重要性，应急食品需求持续攀升，因此加速开展应急食品研究，是后疫情时期食品行业的首要任务之一，未来中国民用应急食品行业有较大发展空间。本研究通过借鉴国外应急食品的巧思和经验，尝试给中国的应急食品市场一点提示和启发。带动中国应急食品行业的发展，首先要加强中国应急食品的技术创新能力，开发多种类、多口味，适口性好的产品；其次针对不同人群的个性需求，推出特色产品，使其在市场上具有竞争力和更大的发展空间；最终完成应急食品行业标准体系建设，逐步打开与完善中国应急食品市场。