速凍果蔬生產加工關鍵工藝技術研究進展

康三江，張海燕，張芳，張霽紅，曾朝珍，張永茂，鄭婭

（甘肅省農業科學院農產品貯藏加工研究所，甘肅蘭州730070）

速凍果蔬生產加工關鍵工藝技術研究進展

康三江，張海燕，張芳，張霽紅，曾朝珍，張永茂，鄭婭

（甘肅省農業科學院農產品貯藏加工研究所，甘肅蘭州730070）

速凍果蔬產品為目前市場前景非常好的一類初級加工農產品。從速凍果蔬生產加工關鍵工藝、包裝材料和解凍方式對品質的影響、干耗、玻璃態保藏技術和面臨的質量安全問題等方面對速凍果蔬的生產加工關鍵技術現狀進行了梳理總結，并簡要對其發展趨勢進行了展望。

速凍果蔬；生產；工藝技術；進展；趨勢

速凍果蔬是指采用專業設備，將符合加工要求的果蔬原料經清洗、切分、漂燙、冷卻、瀝水等工藝預處理后在低于-30℃的環境中，迅速通過其最大冰晶區域，使被冷凍產品的熱中心溫度達到-18℃以下的凍結方法[1]。果蔬產品完成速凍后應迅速運至低于-18℃的冷藏庫中進行冷藏，為保持品質，運輸和銷售環節均應處于規定的冷鏈環境中，避免常溫條件下存放。我國是世界水果和蔬菜生產大國，據統計，2013年全國水果產量約1.58億t、蔬菜產量約7.35億t[2]，可用于速凍加工的果蔬資源非常豐富。目前，國內的速凍食品市場仍以水餃、湯圓等米面制品占主導地位。速凍果蔬近10多年來發展較快，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，而速凍藍莓、黑莓等高端產品市場前景十分看好，目前主要出口國外市場。

1 速凍果蔬生產加工關鍵工藝

速凍果蔬產品加工生產的基本工藝流程為：原料挑選→清洗→去皮切分→護色、漂燙（部分水果不漂燙）→冷卻→瀝水→速凍→包裝→金屬或毛發檢測→冷藏。不同水果和蔬菜進行速凍加工的生產工藝和操作方法會略有差異，但生產工藝涉及的漂燙、速凍和冷藏為其主要關鍵技術環節，直接影響著速凍果蔬的營養品質。

1.1 漂燙關鍵工藝研究

漂燙是速凍果蔬加工的關鍵工藝技術之一，能有效破壞酶的活性、穩定色澤、改善產品質構、風味和組織[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高溫短時漂燙可很好的保持木瓜品質。吳翔等[10]認為黃瓜漂燙30 s、藕漂燙35 s后速凍效果最好。許韓山等[11]認為毛豆經聲熱處理（超聲波協同熱漂燙）1 min，能有效鈍化POD酶活，提高毛豆品質。李正國等[12]認為，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和品質。阮暉等[13]通過響應面分析認為香菇最佳漂燙溫度93.61℃，漂燙時間2.32 min。李芳等[14]的研究表明，無花果最佳漂燙溫度為90℃、時間為9 s，經護色處理后速凍品質較好。

1.2 速凍果蔬凍結特性研究

不同果蔬在速凍過程中的凍結點、凍結速率和凍結曲線等凍結特性差異較大。任青等[15]研究認為含水量和含脂量的不同影響了蔬菜的凍結特性，并確定日本南瓜的凍結點為-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]認為洋蔥速凍過程中細胞內的結冰溫度隨著速凍速率的增大而降低。申志遠等[17]認為降溫速率決定著速凍食品的品質和能耗，并模擬分析了速凍機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]認為鮮食玉米冰點為-0.7℃，采用1%的NaCl溶液浸泡玉米穗20 min，可達到驅蟲和護色的效果，蒸汽處理22～30 min后凍藏便能保持較好的感官品質。王文生等[19]研究認為風速對甜玉米棒凍結速度影響極大，甜玉米棒在3.5～4.5 m/s風速條件下比靜止空氣的凍結速度顯著加快。王丹等[20]認為柿果可溶性固形物含量與其冰點溫度呈顯著負相關，即可溶性固形物含量越高，其冰點溫度越低。阮雪停等[21]認為采用深冷（-60℃）速凍保鮮楊梅，在3～6個月其營養品質變化較小。譚熙耀等[22]采用高壓二氧化碳技術速凍香菇的最佳技術參數為處理釜初溫6℃、設定壓力7MPa、卸壓時間4min。劉暢等[23]研究認為樹莓在-18℃冷藏120 d仍能較好保持品質，但不同品種間差異較大。王貴強等[24]認為采用冷庫凍結食品時，由于庫房內食品周圍風速存在差異，導致食品凍結速率和凍結時間局部差異較大，最快和最慢凍結時間相差11.5 h。晏紹慶等[25]認為凍結速率應選擇低于食品低溫斷裂的極限降溫速率，在這一條件下，降溫速率越快越好。

2 影響速凍果蔬品質的主要因素分析

2.1 包裝材料對速凍果蔬品質的影響和干耗

速凍果蔬通常在-18℃條件下儲藏或流通，低溫環境易造成“干耗”和“凍結燒”，降低速凍果蔬品質。所以對內包裝材料要求不僅要符合食品包裝容器材質要求，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，外包裝瓦楞紙箱也應具有較高的抗壓強度。常見的復合內包裝材料結構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]。王貴強等[27]對帶包裝食品凍結過程研究后認為，包裝可對外界環境溫度的波動有一定的阻隔作用，降低食品的凍結速率，進而影響凍結質量。范珺[28]研究認為，采用高阻隔、耐寒性佳的包裝材料能有效減少“干耗”和“凍結燒”現象的發生。有學者研究認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食品與外界空氣的濕熱交換[29-30]。謝如鶴等[31]認為運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、車廂內的相對濕度、貨物暴露面積、運輸時間和車輛的制冷能力等。

2.2 解凍方式對速凍果蔬品質的影響

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影響較大。有很多學者研究認為，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，質構、營養品質保持和縮短解凍時間等方面綜合評價具有明顯優勢，能夠較好地保持速凍果蔬的品質[32-34]。但馬燕等[35]認為微波解凍方式雖然方便快捷，但生產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]認為快速凍結的毛豆仁采用25℃鼓風解凍能較好保持品質。尤瑜敏[37]認為解凍方式要根據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，而且要考慮設備、產量等諸多因素。

2.3 速凍果蔬玻璃態保存技術

速凍果蔬采用玻璃態保藏（玻璃化冷凍）技術能夠最大限度保持果蔬品質，是較為理想的果蔬保存方法，近年來開展相關技術研究的學者較多。陳琴等[38]對楊梅模擬玻璃態保藏，結果顯示，-40℃凍結保藏更有利于保持楊梅的質地品質，與-18℃冷藏相比，果實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]認為貯藏于玻璃態（-75℃）的草莓質量明顯優于一般冷藏（-18℃）條件下的草莓質量，但僅在降溫過程實現玻璃化并不能保證草莓品質，而必須將其貯藏于玻璃態下方可。韓艷秋等[40]應用速凍草莓進行草莓酒的釀制技術研究，為傳統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，徐海峰等[41]認為將玻璃化轉變溫度與水分含量和水分活度等重要的臨界參數和現有技術手段結合來考慮，才有可能實現真正的玻璃化保存。

2.4 速凍果蔬面臨的質量安全問題

食品安全問題是當前老百姓非常敏感的重大熱點問題之一，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果蔬冒充速凍果蔬、冷鏈環節時常“斷鏈”問題以及速凍果蔬反復消融凍結等，都嚴重影響著速凍果蔬的質量安全和考驗著商家的信譽。吳楠等[42]認為很多超市對速凍食品開柜經營，存在溫度波動大、散裝散賣過程存在“二次污染”隱患等，嚴重縮短了速凍食品的保質期，且極易造成產品變質。唐黎標[43]研究認為主要影響速凍食品質量安全的因素為農藥殘留及微生物污染、冷藏鏈環節不完善和包裝不達標。張慜等[44]認為我國速凍食品行業加工深度及安全性存在諸多問題，如原料不穩定、生產企業規模小和冷鏈建設相對滯后等。

3 結語與展望

速凍果蔬產品在我國雖然起步較晚，但增長速度非常快。在漂燙、凍結特性、玻璃態保藏等生產關鍵技術研究方面已取得了許多研究成果，產品品類不斷增加，各種高新技術的應用層出不窮。液氮速凍技術因凍結速度快、凍結食品品質好且營養成分損失小而具有非常好的應用前景[45]。流態化速凍技術已廣泛應用于速凍玉米粒等速凍果蔬生產領域，玻璃態保藏技術也引起了眾多學者的研究興趣。從日本引進的浸漬式快速凍結技術以凍結速度快、凍結時間短的優點已開始應用于即食食品、水產、果蔬等速凍生產中[46]。另有如超聲冷凍技術、生物冷凍蛋白技術、被膜包裹凍結法、高壓冷凍技術、食品減壓冷凍等一些高新技術正逐步應用于速凍食品的研究和生產[47]。能夠準確計算和預測食品冷凍過程的數值模擬技術也越來越受到廣大科研和生產技術人員的關注[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合內包裝材料正在得到推廣應用，已將先進的射頻識別（radio frequency identification，RFID）技術應用于冷凍食品包裝運輸，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國，速凍菠菜、速凍玉米、薯條等常規果蔬依然為主流品種，藍莓、紫薯等高端速凍產品近幾年發展迅速。目前，我國的速凍果蔬產品主要依靠出口日本和歐美等國，國人對冷凍果蔬的消費習慣還需要逐步培育，國內大多消費者愿意購買新鮮應季果蔬產品，而對速凍果蔬接受程度較低。應該看到，國內的速凍果蔬生產雖然存在行業門檻低、主流品類同質化低價競爭、市場無秩序等亂象，但隨著國家食品安全標準、市場監管體系的逐步建立、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的逐步應用和國人飲食消費習慣的逐步轉變，速凍果蔬產業必將迎來巨大的發展機遇。

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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

現代農業產業技術體系建設（CARS-28）；甘肅省科技重大專項計劃（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。