热带水果生产与保鲜以及加工现状

王宇婷 周新 王喆 王军

（1. 中国农业大学食品科学与营养工程学院 北京 100083；2. 合肥华凌股份有限公司 安徽合肥 230000）

近年来，国际市场对热带水果的需求量持续上涨，带动了全球热带水果的生产，目前全球热带水果产量总体呈快速增长趋势。热带水果作为热门商品在国际上大规模流通和贸易，在我国水果贸易中也占据举足轻重的地位。目前我国市场上流通的热带水果主要有香蕉、芒果、菠萝、鳄梨和木瓜等，其中香蕉的产量最高。除了这些热门的热带水果外，还有一些生产规模相对较小的热带水果如荔枝、番石榴、红毛丹、菠萝蜜等。

人们对热带水果的喜爱不仅仅是因为其丰富的口感，更是因为其中富含多种营养元素，热带水果中含有的类胡萝卜素、多酚化合物、维生素、矿物质和脂肪酸等植物化学物质，可以有效降低慢性疾病的发病率，保护人体免受自由基引起的损害[1-2]，同时在一定程度上还影响着食品的感官质量[3-4]。按照生产方式推广程度[5]不同，可将热带水果为3 类，见表1。

表1 依据生产方式推广程度的热带水果分类

1 热带水果种植现状

1.1 热带水果主产区及其分布情况

大部分的热带水果产自发展中国家，热带水果的产地主要在亚洲、非洲以及拉丁美洲，大多数热带水果以中小型生产规模[6]进行种植。2017—2021年我国及世界热带水果主产区的产量见图1。

图1 2017—2021 年我国及世界热带水果主产区热带水果生产量

图2 2017—2021 年我国及世界热带水果主产区热带水果单产量

广东、广西、云南、海南和福建等地是我国热带水果的重要产区。其中广东、广西热带水果面积占到全国67%，5 个主产省（区）热带水果生产总面积占全国比重能够达到94%（不包括中国港澳台地区）。台湾省也有着“水果之乡”的称号，热带水果是当地第二大类的种植作物，出口产品主要有香蕉、芒果、凤梨等。农业农村部农垦局统计数据显示，截至2019 年，我国热带水果种植面积为184.09 万hm2，产量为2 738.20 万t（不包括中国港澳台地区）。我国热带水果的品种结构相对稳定，自2011 年起我国跃居世界第二大香蕉生产国和第一大消费国，荔枝、龙眼约占我国热带水果产量10%左右，产量排名世界第一。

根据图1 和2 中2017—2021 年的数据，亚洲作为热带水果的主产区，总产量以及平均产量都较高。美洲的总产量并不是很高，但是其平均产量远超其余的主产区，这与当地适宜的气候条件以及现代化大规模的种植方式密切相关。我国的热带水果整体产量有较为明显的提升，总体来说我国的热带水果产量在这五年基本呈波动上涨趋势，但是增长速度较为缓慢，仍有较大的发展空间。

1.2 主要热带水果种植情况

香蕉适宜在高温高湿的热带气候环境下生长，种植的适宜温度在20～35℃，不耐冷害，年平均气温需在21℃以上[9]。我国香蕉的主产区集中在广东、广西、云南、海南、福建以及台湾等省（区）。我国的香蕉种植时间主要在春秋两季，其中海南岛基本在每年的5—8 月种植，在气候适宜的条件下全年都能产收。目前我国在香蕉的种植劳动生产率、土地产出率以及投入产出率这3个方面都略低于国际上的主产国家，这也说明在现阶段我国香蕉的生产成本仍较高。目前我国香蕉单产在全球处于中等水平，但具备很大的发展潜力。

1.2.2 芒果 芒果原产于印度及马来西亚，目前国际上有90 多个芒果种植国家，主要在横跨南北纬30°之内的地区，芒果的主产国有印度、中国、泰国、度尼西亚以及菲律宾等。亚洲是芒果种植面积最大的地区且产量最高，占全球总产量的85%；其次是美洲，约占全球总产量的14%。2020 年我国芒果的种植面积达到了524.1 万亩（1 亩≈667 m2），总产量330.6 万t；出口量为44 407 t，出口金额达8 570 万美元[10]。

我国的芒果种植区主要集中在南方省（区）[11]，包括海南、广西、云南、四川、广东和台湾等地。得益于我国环境气候的多样性，我国芒果的成熟期理论上可以在1—8 月，但由于我国芒果的种植品种以中晚熟和晚熟品种为主，实际上我国本土种植的上市期主要集中在6—8 月[12]。目前通过一些比较成熟的生产调节技术，台湾及三亚等地在1—4 月也能够供应鲜果上市。

1.2.3 菠萝 菠萝原产自南美洲热带高温干旱地区，目前世界上约有80 个菠萝生产国家，菠萝的主产国集中在亚洲、美洲以及非洲，包括中国、菲律宾、巴西、泰国等地。亚洲的菠萝种植面积能够达到全球菠萝收获面积的41.34%，是最大的菠萝种植区。菠萝的国际贸易形式以菠萝鲜果进口为主，且进口量增长较快，主要进口国为菲律宾。

菠萝生长的最适年平均温度在24～27℃，当温度在10℃以下时基本停止生长。菠萝属于热带水果中较耐旱的水果，种植过程中对雨量要求不严格，在半干旱雨量的热带地区仍能正常生长，但在菠萝生长的关键期（4—6 月）需要保证水分充沛[13]。我国的菠萝主产地集中在台湾、广东、海南、广西、福建、云南等省（区）。我国种植的菠萝品种主要包括巴厘、无刺卡因、神湾、台农16 号、台农17 号、金菠萝等[14]，上市季节主要集中在1—4 月及6—8 月。

2 热带水果保鲜技术

2.1 常见热带水果保鲜技术分类

热带水果保鲜是极具综合性的系统工程，与果实采收质量、采后处理及保鲜物流技术等密切相关。采后热带水果内部生理生化反应仍在进行[15]，在贮运过程中容易被微生物感染甚至还可能受到真菌疾病的危害。因此，需要选用有效的防腐以及保鲜手段维持热带水果的品质，减少因贮运不当造成热带水果品质劣变带来的经济损失。

在贮藏过程中影响热带水果品质变化的主要因素有环境温度、湿度，贮藏空间气体组分以及热带水果机械损伤程度等[16]。通过对相关因素的调节可以降低热带水果在贮藏过程中的代谢速率，延缓热带水果的衰老进程。目前，常用于热带水果的保鲜技术可以分为物理保鲜技术、化学保鲜技术以及生物保鲜技术3 个大类。由于每种保鲜方法都有一定局限性，在实际应用中往往是将几种方法结合使用。

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2.2 物理保鲜技术

2.2.1 热空气流动处理 热空气流动处理是一种常见的保鲜技术，一般是在进行贮藏前用 35～60℃的空气处理来杀灭或抑制果实所携带的病原微生物[17]，并能诱导植物或者植物组织产生抗冷性[18]，从而延长热带水果的保质期，同时在一定程度上也可作为化学杀菌剂的有效替代。

研究[19]表明，热空气流动处理能够显著抑制脐橙果实的丙二醛含量和呼吸速率，并且能够较好地保持脐橙果实内的可溶性固形物含量、总糖、VC 等营养成分的含量。巴良杰等[20]的研究表明，热处理能够较好地保持火龙果贮藏过程中总酚和总黄酮的含量，提高超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶活性，抑制抗坏血酸过氧化物酶活性，从而保持火龙果的贮藏品质。相关研究还表明，热空气流动处理在芒果、香蕉等热带水果的贮藏中也有显著效果。作为安全环保的处理方法，热处理在延缓呼吸跃变型热带水果成熟的同时，能有效保持果实的品质，易于推广，目前在实际生产中也得到了一定的使用。

2.2.2 低温冷藏 低温冷藏是热带水果长期贮藏的主要技术方法之一。低温可以抑制热带水果采后呼吸作用以及后熟作用等。热带水果对于贮藏温度十分敏感且大部分的热带水果是不适宜在冰箱冷藏温度范围贮藏的，因为热带水果贮藏的温度并不是越低越好，在低于最适贮藏温度的情况下[21]大部分的热带水果会产生生理冻害，例如香蕉[22]、菠萝[23]、牛油果等。常见热带水果的最适贮藏温度以及冷害温度见表2。

表2 常见热带水果最佳贮藏温度及其冷害温度

2.2.3 气调贮藏 气调贮藏过程中通常利用密封性膜或布料改变贮藏环境的气体组成，进而营造出低氧浓度、高二氧化碳浓度的贮藏环境。这种环境可以在维持热带水果品质状态的前提下抑制果实的呼吸作用，延缓果实内部的生理代谢过程，减慢果实内营养物质的分解速度，同时还能抑制微生物的生长。国内常用的气调贮藏设施为气调库[31]，通过自动检测控制系统、气调库压力平衡系统等部件实现调节的气调环境。

张鹏等[32]在研究气调贮藏芒果时发现，经过气调方式处理后的芒果能降低可溶性糖的生成，推迟乙烯高峰的出现时间，并且峰值也会降低。孙晓东等[33]研究发现，在O2浓度为3%～5%，CO2浓度为2.5%～10%的气调环境下，10～11℃为芒果最适宜的气调储藏温度。气调贮藏技术在热带水果贮藏保鲜中得到了广泛应用，但是针对不同的水果气调贮藏的条件略有区别，适用于大规模专一性贮存场景。

2.2.4 其他物理保鲜技术 除了上述较为常用的物理保鲜贮藏方法外，热带水果常见的保鲜技术还有减压贮藏[34]、冷激处理[35]、辐照处理[36]等。减压贮藏技术[37]通过降低果蔬贮藏环境的气体分压，创造低氧气低二氧化碳的环境，同时促进果蔬内乙烯等气体的扩散，这种方法具有低能耗以及低污染的优点。冷激处理是通过冷空气或冰水短期快速冷却进而提高水果的品质，并延长其货架期[38]。辐照处理则是利用辐照处理水果外表面之后使水果内部产生一系列的化学和生物效应，这种效应能够杀灭致病微生物和其他细菌，并能抑制新鲜果蔬的生理和生化过程，从而达到保鲜效果。

2.3 化学保鲜技术

2.3.1 防腐杀菌保鲜技术 防腐杀菌化学保鲜技术主要是借助天然或人工合成的功能性物质实现抑菌或杀菌的效果，从而防止热带水果采后贮藏过程中受到微生物侵染导致果实腐烂。根据来源的差异，常见的防腐杀菌剂主要分为天然和人工合成两类。

天然防腐杀菌剂是由生物体分泌或从生物体内提取出的具有抑菌作用的物质，包括萜类、生物碱、有机酸及植物精油等[39]。在天然防腐剂中，有机酸及其盐类是重要的组成部分，有机酸分子能穿透细胞膜进入到微生物细胞内部，通过改变细胞内的电荷分布导致微生物细胞代谢紊乱或死亡[40]，常用于热带水果的有机酸防腐剂有柠檬酸及其盐类、抗坏血酸及其盐类等。目前的研究更多侧重于从植物体中提取出的萜类、酚类及植物精油等活性成分。董晨等[41]研究从油茶中提取的油茶皂素对香蕉的保鲜效果，研究表明，茶皂素对香蕉镰刀菌群的生长及繁殖具有较好的抑制效果。近年来，抗菌肽也被证实具有良好的抑菌作用[42]。彭勃等[43]研究从副干酪乳杆菌FX-6 发酵产物中得到的抗菌肽粗提物对荔枝贮藏中常见的致病菌的抑制作用，结果表明，该提取物能显著抑制荔枝霜疫霉菌的生长，延长荔枝的贮藏期并能较好地维持荔枝的品质。相关研究[44]还表明，这种抗菌肽对热带水果中常见的食源性致病菌（黑曲霉、黑根霉、黄曲霉、灰绿青霉等）均有良好的抑制作用。

人工合成防腐杀菌剂的种类很多。目前热带水果常用的人工合成化学杀菌剂主要有咪唑类、苯并咪唑类和双胍盐类三大类。Phoulivong 等[45]发现，苯并咪唑类内吸性杀菌剂对热带水果采后病害防治具有良好的效果，但频繁施用会引起病菌产生抗药能力。二氧化氯作为一种氧化剂具有较强的杀菌能力，近年来在香蕉、芒果等热带水果采后保鲜处理领域得到了广泛应用。二氧化氯[46]能够渗透生物膜鞘，与致病菌中的酪氨酸和色氨酸反应使蛋白质变性从而起到杀菌的效果。此外，相关研究[47]表明，二氧化氯处理还能通过抑制呼吸速率和乙烯生物合成来延缓果实的成熟时间。这些杀菌剂使用时应当注意使用范围及剂量，避免不合理使用导致的食品安全问题。

2.3.2 降低呼吸强度保鲜技术 涂膜技术[48]是在热带水果表面涂上一层具有选择通透性的保护膜，这层薄膜在对果实隔离保护的同时能够使果实处于一种自发调节的微气调环境，有效控制果实与空气进行气体交换，减少水分流失以及病原菌对果实的侵染，同时推迟呼吸跃变型果实乙烯高峰的出现，达到保鲜的目的。其中以壳聚糖为载体材料的壳聚糖复合膜是近几年涂膜保鲜法的研究热点。

张晓虎等[49]配制了以黄芩苷为主要活性成分的复合保鲜剂，实验证明，该保鲜剂喷洒后在环境温度为25℃，相对湿度为65%的条件下，香蕉贮藏期可以延长到12 d，能显著降低失重率、保持外观品质。李崇高等[50]用响应面法优化鲜切菠萝复合保鲜剂配方，当配比为 0.12%柠檬酸、1.69%异抗坏血酸钠和1.69%壳聚糖（质量分数）时保鲜剂能够较好地维持鲜切菠萝的口感。杨雅景等[51]使用壳聚糖、玉米醇溶蛋白、甘油以及肉桂醛配置肉桂醛复合保鲜剂，该保鲜剂处理后荔枝在常温条件贮藏8 d 时商品果率仍有92.3%。范方方等[52]利用研发的膨润土-壳聚糖-聚乙烯醇复合保鲜膜对芒果进行贮藏实验，证明了复合保鲜膜能够抑制果实的呼吸作用，有效降低芒果的失质量率和腐烂指数，延长芒果的贮藏期，且保鲜能力显著高于市售聚乙烯保鲜膜。相关研究[53]表明采后经过壳聚糖、反式白藜芦醇和甘氨酸甜菜碱的浸泡处理能够改善果实抗氧化剂活性和自由基清除能力，降低果实呼吸作用，维持香蕉采后品质。这些方法将涂抹技术与提取的天然抑菌物质复合，不仅能够有效地延长热带水果的贮藏时间，更好地保持热带水果的品质，并且安全性相对较高，成为未来热带水果贮藏保鲜重要的技术。

2.3.3 延缓果实衰老保鲜技术 延缓果实衰老的化学保鲜剂主要通过调整贮藏过程中乙烯浓度，或者抑制影响衰老进程的关键酶活性延缓热带水果的后熟和衰老进程。乙烯清除类化学保鲜剂在呼吸跃变型热带水果的采后保鲜中得到广泛应用。常见的乙烯清除剂有1-甲基环丙烯[54]、乙烯吸收剂[55]等。李小红等[56]研究证实，在香蕉采后贮藏过程中, 氯化钯型乙烯吸收剂在抑制热带水果的内源乙烯积累上有良好效果。除此以外，不同的热带水果中衰老与相关的控制酶密切相关，其中利用化学保鲜剂抑制果实衰老中的褐变过程是另一种常用的延缓衰老保鲜技术。相关研究[57]利用仲丁醇抑制龙眼中磷脂酶D 的活性从而抑制果皮褐变的发生，延缓果实品质劣变。还有研究[58]表明，外源水杨酸甲酯可以通过调控抗氧化抗坏血酸谷胱甘肽循环的活性，抑制香蕉果实货架期斑点病的发生，延缓果实氧化损伤和果实成熟衰老。这些保鲜方法往往与前面所述的抑菌杀菌方法结合使用，可起到更好的贮藏保鲜作用。

2.4 生物保鲜技术

常规生物保鲜技术[59]主要是利用拮抗微生物菌体及代谢产物与病原菌产生竞争作用，达到保鲜效果。李艳芳等[60]用DGNK-001号菌种离心后的上清液处理红龙果，常温下火龙果的保质期能延长至10 d 且果皮外观劣变程度也有所减轻。与未处理组相比，火龙果的硬度增加18.20%，甜度增加4%。马锞等[61]用肠膜明串珠菌dgnkzx 002复合壳聚糖膜处理龙眼果实，结果表明，该菌株能有效抑制果皮褐变，减缓总糖、还原糖、可溶性固形物、VC 含量的降低，还能有效抑制果皮中多酚氧化酶、过氧化物酶活性，减轻了酶促褐变作用，同时能抑制超氧化物歧化酶活性的降低，提高果实细胞抗自由基毒害的能力，较好地保持龙眼果肉的营养成分。这类方法在热带水果贮藏保鲜过程使用时应注意使用微生物的安全性，确保由此带来的食品安全风险。

3 热带水果流通运输技术

现阶段我国热带水果总体流通状况良好[8]，热带水果运输过程中多选用部分冷链的陆路运输，火车运输和航空运输的比例相对较小[62]。大多数热带水果仍采用采后经过框箱包装就直接运输的方式流通。郑小琼[63]调研显示，2016 年海南省90%的热带水果都是先田间散热后再用普通卡车常温运输，只有少数市场售价高的热带水果才用保温卡车或冷藏卡车运输。总的来说，常温运输仍是目前我国热带水果运输的主要方式，同时低温和气调运输技术是目前大力发展和推广的运输技术，自2010 年我国出台《农产品冷链物流发展规划》后，我国的冷链物流行业以及制冷技术发展规模和速度显著提升。目前，冷链运输以及冷链-气调运输总体成本较高是制约这些技术全面推广的主要因素。突破冷链运输的技术瓶颈、进一步降低冷链、气调等储运技术的使用成本是未来保鲜技术发展的重要方向。

近年来以控制低乙烯为核心的香蕉保鲜储运技术也应用于香蕉的物流保鲜中[64]。该技术有效地解决了香蕉在常温以及冷链贮运过程中软化成熟以及腐烂变质的问题。该技术通过对处理后的香蕉密封包装加入乙烯吸收剂、乙烯受体抑制剂，并采用自发气调密封包装从而降低香蕉包装内的乙烯浓度，包装好的香蕉装车后可以采用常温运输或冷链流通，有效地改善了储运过程中香蕉品质劣变造成的经济损失。

4 热带水果加工现状

4.1 热带水果主要加工产品

目前国际市场上热带水果的流通形式以鲜果销售为主，加工品销售为辅，基于热带水果保质期短、易腐烂的特点，加工品能够很好地降低热带水果集中成熟时期产量过剩以及运输损伤带来的亏损。发达国家商品化处理率高达80%，而我国的热带水果加工比例小于总产量的10%[65]。总体来说，我国在热带水果加工方面还有很大的发展潜力。

热带水果常见的加工产品有果汁、果干、果酱、果冻、果酒、罐头和一些提取物[5]等。根据不同热带水果的品质特性以及感官特性，适应的加工产品也存在一定的差别。目前市场上流通的热带水果主要产品归纳在表3 中。

表3 常见热带水果加工产品

热带水果中丰富的营养物质以及抗炎、抗氧化等多种活性成分还为热带水果带来了加工成保健品的巨大潜力[73]。总体来说，我国的热带水果加工品主要以罐头和果干为主，其他种类的加工产品如饮料、果酱、果酒仍然相对缺乏。

4.2 热带水果副产物加工现状

尽管目前热带水果主要以鲜果销售为主，但随着热带水果加工技术及产业的发展，应用于食品加工的热带水果数量也越来越多，热带水果相关加工产品总量逐年上涨。热带水果在加工过程中会产生大量的废料或副产物，主要包括种子（或果仁）和果皮。热带水果生产中能够用于再加工的副产物比例可以高达热带水果副产物的60%[74]。目前相关研究主要集中在香蕉、芒果、鳄梨、菠萝等产量大、副产物多的热带水果。芒果加工中的副产品主要是果皮和种子，其中果皮大约占整个水果的7%到20%，种子占整个水果的40%到60%。这些副产品含有丰富的营养成分，如膳食纤维、粗蛋白、油脂、天然色素[75]等。研究[76]表明，芒果果仁中的油脂具有特殊的理化性质，可用于生产可可脂替代品。从芒果叶片中提取出的活性成分作为鸡和鱼等饲料添加剂，经试验对比，在饲料中添加芒果叶浸膏后，鱼的生长速度、抗氧化能力及免疫力都有不同程度的提高[77]。受到环保以及原料成本提升的影响，热带水果副产物的利用与加工这些年来越来越受到企业的重视，充分利用热带水果副产物，并将其加工成食品、饲料、化妆品等，成为目前热带水果应用研究的热点之一。

5 我国热带水果产业展望

现阶段我国正处于热带水果产业提质增效的关键转型期。我国作为热带水果的主产国以及重要出口国之一，热带水果的生产量已经能达到并维持在较高水平，但在基础生产设施以及规模化生产管理水平上与其他主产国相比仍有一定的差距，我国热带水果生产过程中的损失率仍要高于一些热带水果主产国。在实际生产上，我国需要加大力度培育优良的种质资源，优化品种结构，提高生产效率。

积极推广气调冷链运输方式在生产中的应用，完善冷链物流体系的建立，研发冷链配套技术。在热带水果生产区应加大低成本冷库和气调库的建设，提高热带水果的商品质量。进一步提高采后包装、贮藏、运输等先进的储运保鲜技术，实现产业优化，完善从生产到消费过程中的行业标准。对成熟期较为集中以及不易贮存的热带水果应加大产地相应加工产业的扶持，以提高热带水果的经济价值，提升产业的内部调节力。积极发展热带水果副产品的加工技术，提高综合利用热空气流动处理能力，提升产品价值。