我国荔枝加工技术研究现状

2022-12-16 16:19卢素珊涂桢楷赵锡和龙成树吴耀森
现代农业装备 2022年2期
关键词:预冷罐头热泵

卢素珊,涂桢楷,赵锡和,龙成树,吴耀森,刘 军

(广东省现代农业装备研究所,广东 广州 510630)

0 引言

荔枝(学名:Litchi chinensis Sonn.)是无患子科,属常绿乔木,高约10 m。果皮有鳞斑状突起,呈鲜红、紫红,成熟时呈鲜红色。花期春季,果期夏季。荔枝是我国南部有悠久栽培历史的著名果树,主要分布在我国西南部、南部和东南部,广东和福建南部栽培最盛[1],与香蕉、菠萝、龙眼同称“南国四大果品”。荔枝味甘、酸、性温,入心、脾、肝经,可止呃逆,止腹泻,是顽固性呃逆及五更泻者的食疗佳品,同时有补脑健身、开胃益脾、促进食欲等功效。荔枝果实除食用外,果核具有行气散结和祛寒止痛的功效,可用于治疗寒疝腹痛等[2]。

1 我国荔枝生产分布情况

中国荔枝主要分布于北纬18°~29°范围内,广东栽培最多,广西和福建次之,四川、云南、重庆、浙江、贵州及台湾等省也有少量栽培。我国荔枝品种繁多,据不完全统计,现有品种近200 个,其中广东82 个、广西64 个、福建41 个[3]。其中广东主要荔枝品种有三月红、玉荷包、妃子笑、黑叶(乌叶)、桂味、挂绿、糯米糍、淮枝、尚书怀、仙进奉等;广西主要荔枝品种有丁香、黑叶、大糙、水荔等;福建主要荔枝品种有兰竹、桂味、乌叶和元红等。2020 年,全国荔枝种植面积约810.46 万亩(1 亩=0.067 hm2),荔枝产量255.35 万t,其中广东种植面积410 万亩,占全国种植面积50.6%,广西荔枝种植面积占全国荔枝种植面积37.8%,广东荔枝产量130 万t,占全国产量50.9%,其中妃子笑产量为54.39 万t,黑叶产量45.46 万t,怀枝产量18.1 万t[4-5]。

2 荔枝前处理加工技术现状

2.1 荔枝分级技术

水果分级机可根据水果外形尺寸、重量、成熟度、味道、糖分等不同理化参数对水果进行分级。水果尺寸分级机是指利用水果外型尺寸差异对水果进行等级划分,根据不同分级形式可划分为辊式、滚筒式、挡板式、链板式、楔形输送带回转式、振动筛式等,主要用于表皮较厚,形状较为规整,且对机械负荷不敏感的水果或果干分级,其造价相对较低,适用范围较广[6]。重量分级主要对单个水果的重量进行动态称重,通过设定不同重量等级控制执行机构,对水果进行分级,其造价相对适中,适用性较强,因此该类分级设备应用效果最好[7]。水果成熟度、味道、糖分等分级主要采用光电式分级机(视觉识别),根据水果成熟度、味道、糖分等理化特性及外观形状、颜色对水果进行分级。光电式分级机采用非接触方式进行检测分级,对水果的机械损伤小,有利于自动化控制,使用效果非常好,但设备造价高,适用于大型果蔬加工企业[7]。荔枝具有较为规则的外形,但个体差异等级不够明显,果茎长2.0~3.5 cm,因此利用质量或尺寸分级的效果不理想,而荔枝是带枝采摘,去枝会缩短其保鲜时间,采用机械化装备必须要去枝。胡经宇等[8]开发了一种荔枝可调节角度式分级装置,通过角度调节机构对荔枝进行精准分级,但市面上并未见到相关成熟产品。江西绿萌采用光电式分级机(视觉识别)分级,但设备造价高,普通果农和合作社无法承担,故应用较少。

2.2 荔枝预冷技术

预冷作为果蔬冷链物流的重要环节,也是冷链物流的最初环节,是利用预冷技术快速去除果蔬的田间热,将果蔬温度由田间温度快速降至事宜储藏运输的温度的过程[9]。根据不同预冷介质可分为空气预冷、水预冷、真空预冷。空气预冷主要指的是压差预冷,压差预冷是利用冷风机强制循环,使冷空气在果蔬包装箱两侧形成压力差,利用冷空气流经果蔬表面对其进行降温,也称为强制通风预冷,但会存在干耗大、预冷速度慢、冷却不均匀等现象,特别对于荔枝会造成褐变影响品相。水预冷是以水作为预冷介质,采用喷淋、浸泡或混合方式直接接触果蔬表面,带走果蔬热量,实现快速预冷[10]。LIANG[11]采用水预冷方式对荔枝保鲜贮藏效果进行了分析,水预冷有利于增加荔枝水分,降低荔枝果皮电解质渗透率,抑制褐变,保持荔枝品质。水预冷设备成本和使用成本较低,预冷效果理想,是目前应用最为广泛的预冷方式,现有荔枝预冷普遍采用水预冷方式,但后期高湿贮藏条件下易导致病原微生物大量繁殖,出现大面积荔枝腐损,是目前亟待解决的问题。真空预冷是采用抽真空的方法使果蔬表面水分在低压条件下迅速蒸发带走热量,从而达到快速预冷目的。适用于表面积比较大、组织松软气孔多的果蔬,如叶菜类、胡萝卜等,暂未在荔枝预冷中见到应用。

2.3 荔枝保鲜包装技术

荔枝为非跃变型果实,果实呼吸强度高,易褐变。荔枝包装要求保湿防潮,具有气调作用,承载能力强,易堆叠,包装温度稳定均匀[12]。荔枝包装一般分为内包装和外包装,内包装常用的有薄膜包装、保鲜纸包装、涂膜包装[13]。外包装常用的有纸板、纸箱和泡沫箱,其中纸箱用于短距离和短时间流通,泡沫箱包装多用于长距离(电商)等流通销售。荔枝常用的运输模式为常温运输、简易冷藏运输和冷藏保鲜运输,根据不同运输方式,荔枝需采用不同的包装处理[14]。常温运输中荔枝从采摘到消费整个流通过程均处于常温条件下,荔枝采用简单篓筐或纸箱包装即可,但一般销售半径不大于200 km,运输时间较短,小于3 h,适用于产地销售。荔枝采用常温运输车、泡沫箱、冰块3 者相结合的冷藏方式,可实现荔枝简易冷藏运输,荔枝在整个流通过程中温度基本可控,且处于较低温度,保鲜效果好,包装、运输成本较低,被广泛采用[15]。荔枝冷链物流,是荔枝从采摘到消费整个流程处于低温保鲜状态,采用冷藏车进行运输,使荔枝处于低温冷藏状态,保鲜效果最佳[16],但物流成本较高,适用于附加值较高的荔枝品种的较远距离运输,目前全程冷链物流模式所占的比例还很低。

3 荔枝初、深加工技术现状

荔枝初加工的主要产品有荔枝干、荔枝罐头、速冻荔枝等。荔枝精深加工的主要产品有荔枝酒、荔枝果汁、荔枝风味醋、荔枝果泥、荔枝果冻、荔枝果浆、荔枝调味品以及荔枝护肤品等产品[17],本文主要从荔枝干燥、荔枝罐头、荔枝酒和荔枝功能性产品加工等4 个方面进行介绍。

3.1 荔枝干燥技术

农产品干燥方式主要有自然晾晒、热风干燥、热泵干燥、微波干燥、真空冷冻干燥以及多种干燥方式组合的组合干燥。荔枝干是荔枝加工的主要方式,年加工量占鲜果产量的8%~9%。现有荔枝主要干燥方式多采用自然晾晒、火焙、热风干燥等干燥方式。上述3 种加工方法的干燥温度采用55~90 ℃,干制时间长约4~5 d,因干燥温度高,温湿度波动大,对原有风味和营养成分破坏较大。其中荔枝自然晾晒干燥时间长,劳动强度大,易受环境污染;火焙干燥的果实品质不稳定;热风干燥具有清洁,可靠的优点,但存在能耗高的缺点[18-19]。热泵干燥技术是利用热泵从低温热源中吸收热量,将其在较高温度下释放从而对物料进行干燥的方法。与传统干燥相比,热泵干燥具有干燥能耗低、干燥品质高、无直接排放等优点,因此在农产品干燥加工中广泛应用[20-21]。近年来国内学者在荔枝热泵干燥特性、工艺、装备等方面均有深入研究,热泵干燥技术在荔枝干燥生产应用中越来越多。杨韦杰等[19]利用GHRH20 型热泵干燥机对荔枝热泵干燥特性及模型进行了研究,结果表明Midilli 模型能较好模拟整果荔枝热泵干燥过程,可描述和预测荔枝热泵干燥过程。热泵干燥荔枝果肉,25%水分含量的荔枝果肉品质和储藏性较佳[22]。其他干燥方式如真空冷冻干燥[23]、真空微波等新型干燥技术由于设备投资成本高,未得到广泛应用,仅少数用于荔枝果肉干燥,具有一定的经济效益。荔枝干加工较为简单,加工技术装备较为成熟,但在荔枝肉(灯笼肉)加工过程中剥壳去核机械化程度低,大多采用人工或机器辅助对荔枝进行剥壳去核作业,生产效率低,而龙眼剥壳去核已有专业设备,只需人工辅助喂料就可以实现龙眼自动剥壳去核[24-25]。由于龙眼外形和果核较为规整,易实现机械化;而荔枝果核呈不规则状,不同荔枝品种差异较大,难以实现机械化。荔枝机械化剥壳去核已成为荔枝肉(灯笼肉)加工产业发展的瓶颈,解决荔枝剥壳去核自动化问题有利于降低荔枝肉加工成本,提高生产效率。

3.2 荔枝罐头加工技术

荔枝罐头是荔枝加工的第二大产品,仅次于荔枝干,年加工量占鲜果总量约2.5%[16]。2020 年我国荔枝罐头出口2.41 万t,出口金额3.1 亿美元,是我国主要出口水果罐头品种之一[26]。荔枝罐头主要产地为福建省漳州市,其荔枝罐头出口量占全国55%[27]。荔枝罐头加工工艺较为成熟,主要分为原料挑选→洗果→剥壳、去核→分级、清洗→修整→装罐、加糖液→排气→封罐→杀菌→冷却→检验等步骤。韦崇云[28]、王德培等[29]针对荔枝罐头加工中果肉颜色变红、影响罐头品质等问题,在保证传统荔枝罐头风味的前提下对罐头生产中添加剂和制作工艺进行优化,并对排气、封罐、杀菌、冷却等工艺进行了探讨,获得了糖水荔枝罐头的较优加工工艺流程,为荔枝罐头加工提供了工艺技术参考,有利于促进荔枝罐头加工产业高质量发展。

3.3 荔枝酒加工技术

果酒是指以新鲜的水果或者果汁为原料,经调糖、调酸等工艺,全部或部分发酵而成的具有较低酒精度的发酵酒[30]。荔枝酒是指采用为原料加工而成的浆果类发酵酒。荔枝酒加工工艺为荔枝果(挑选)→清洗→去皮去核→榨汁→过滤→调整成分→发酵→新酒→陈酿→澄清→过滤→成品。荔枝酒含有多种氨基酸,其中8 种为人体必需氨基酸,荔枝酒中含有的矿物质元素对心脏有保健作用,维生素能参与机体内糖的代谢过程,可预防精神紧张,利于睡眠,含有的黄酮类物质能改善毛细血管血液循环,具有预防动脉硬化和抗衰老的作用[31],同时符合现代健康饮食习惯[32]。荔枝酒是荔枝产业最优势的加工产品形式,荔枝酒的质量很大程度上取决于荔枝品质特性。目前暂时没有酿酒专用的荔枝品种,因此在酿酒工艺上需要针对不同品种荔枝原料对工艺进行调整,在一定程度上会影响荔枝固有的风味。同时在酿酒酵母选育上存在不足,而荔枝果酒加工环节自动化程度较高,特别是去核打浆已完全实现机械自动化生产[33-34],因此发展荔枝酒加工有利于提高荔枝附加值,拓展荔枝加工产品,缓解荔枝集中上市时鲜果低价滞销现象,促进和完善整个荔枝加工产业发展。荔枝酒营养丰富、酒质温和、酸甜爽口,具有荔枝果酒独特的果香与酒香,深受年轻消费者喜爱,是具有较大市场前景的果酒产品。

3.4 荔枝功能性产品加工

荔枝的品种繁多,不同荔枝品种果壳、果核、果肉占鲜果比例差别较大,特别是荔枝核大小差异明显,荔枝核作为荔枝功能性产品加工的原料,荔枝果壳和果核占鲜果比越大越利于荔枝功能性产品提取。现有荔枝品种中黑叶和淮枝,其果壳和果核鲜果比例均为15%左右,是目前用于荔枝功能性产品加工的主要品种。荔枝功能性成分加工是荔枝精深加工的主要方式,加工产品主要有荔枝多糖、花青素[35]、天然色素[36]、荔枝种仁油、生物黄酮类、荔枝核皂甙[37]。荔枝核含有皂苷、多酚、脂肪酸等功能成分,具有降血糖、降血脂、护肝、抗病毒活性、抗肿瘤活性等作用,荔枝壳提取物具有抑制肝癌细胞和乳腺癌细胞生长作用,同时也可抑制酪氨酸激酶活性,其中类黄酮具有免疫调节功能[38],可用于开发功能食品和药品,是丰富荔枝产品、延伸荔枝产业的重要发展方向。

4 结语

在互联网时代的背景下,大数据+数字农业成为新的发展方向,荔枝产业迎来了新的机遇和挑战。直播电商、网购等新业态成为荔枝产销的重要帮手,数字农业发展为荔枝种植、收获、加工、销售提供了新的方向和挑战。面对电商,全程冷链物流成为荔枝鲜果销售的短板,荔枝冷藏保鲜技术也同样制约荔枝鲜果销售的周期。在荔枝集中上市期如何解决大量荔枝销售、加工需求,而在非上市季节如何解决荔枝加工企业生产原料来源,成为荔枝加工产业的瓶颈。发展新型荔枝加工技术,延长荔枝加工周期,是当前荔枝产业面临的重大挑战。

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