超高压技术替代热加工 营养素和风味接近原果原蔬
托起 鲜榨 鲜切果蔬新兴产业
日前，国家果蔬加工工程研究中心的低温果蔬制品加工关键技术与装备开发及示范项目在北京通过验收。记者从项目专家评审验收会上了解到，该国家科技支撑计划项目以发展国内外市场需求旺盛的低温果蔬汁、速冻即食果品、低温即制蔬菜制品为目标，大大提高了以往采用传统热加工方法同类果蔬产品的营养、风味与口感，弥补了国内技术空白，达到了国际先进水平并初步实现了在食品产业的商品化。
技术的重大突破，不仅将提高中国果蔬加工产品未来在国际的竞争力，也将助推保留鲜果蔬营养与口感的预包装冷冻鲜切水果、“生”果汁、冷藏鲜切菜等新兴食品产业的崛起。
■低温果汁趋近于鲜榨汁营养与口感
评审专家、中国供销总社济南果品研究院院长吴茂玉研究员介绍说，我国果蔬加工产品在国际市场上最重要的品种一个是苹果浓缩汁，一个是柑橘类罐头。苹果浓缩汁90%以上出口，目前存在严重的产能过剩、低价竞争的现象，2014年的出口量和出口额均有较多下滑。柑橘类罐头则多为贴牌生产，缺少技术优势和自主品牌，因而附加值极低。
传统果汁类产品为了保证便于运输和储存，大部分采用先加工成浓缩汁，再加水复原成100%果汁或调制果汁饮料的加工路径，在加工成浓缩汁过程中大多采用加热蒸发，在复原环节也往往使用热杀菌。长时间加热可以确保充分杀灭果汁中的微生物，并钝化酶，防止水果褐变及出现“后浑浊”的现象。但是热加工会破坏水果中热敏性的成分，使维生素、植物化学素等大量损失，香气成分散失，出现“蒸煮味”，而失去新鲜水果的营养和特有的清爽的口感。这使工业加工果汁在消费者的印象里营养与口味都和新鲜水果甚至鲜榨果汁差距很大，并且存在用残次果过度加工果汁的疑虑，导致购买果汁的消费动力下降。
二十多年前，采用超高压替代热加工的技术食品开始崭露头角。超高压加工就是把食品置于100兆帕以上的压力下，在不损害食品材料本质的情况下对其进行调理、杀菌。1991年日本首次将高压产品果酱投放市场，其独到的新鲜风味和营养性开创了超高压产品的风潮。
国家果蔬加工工程研究中心的低温果蔬制品加工关键技术与装备开发及示范项目引领了中国超高压食品技术创新，发展了自主技术和装备。在生产低温果汁方面，该项目通过超高压技术实现钝酶、均质、灭菌，加工出不经过复原、口味十分接近新鲜果蔬的低温苹果汁、草莓汁、黄瓜汁、芒果汁、胡萝卜汁。解决了果蔬汁生产中色泽褐变、营养素损耗、芳香成分散逸、后浑浊沉淀等难题。
超高压技术可以杀灭绝大多数微生物，但对于微生物的顽固分子细菌芽孢例外。一些果蔬中存在的耐热嗜酸性的细菌芽孢在低温下会完全休眠，即便在1600兆帕的极端高压条件下它依然不萌发也不能被灭活。如果不经过长时间高温灭菌，一旦在适宜温度和浓度的果汁中，芽孢就可能萌发、迅速繁殖导致腐败。
当回答评审专家、天津科技大学校长王硕教授的超高压控制芽孢的疑惑时，中国农业大学食品科学与营养工程学院院长、国家果蔬加工工程研究中心主任胡小松教授表示，该项目在超高压技术杀灭微生物芽孢的瓶颈上取得了突破，通过生物工程的方法探寻到了诱导芽孢萌发为生命前体从而有效杀灭的途径。
该项目的主持人、中国农业大学食品科学与营养工程学院倪元颖介绍说，项目组对国际研究热点的温压结合杀菌方式进行了攻关，在不影响果蔬口感、营养品质的前提下，超高压结合一定的温度杀死微生物芽孢，取得了进展。在此基础上，生产出了保质期为6个月的低温加工水果汁和保质期为3个月的低温蔬菜汁。
■冷冻即食水果保持脆爽口感难题获解
低温果蔬制品加工关键技术与装备的第二项突破是速冻即食果蔬产品加工关键技术。
国外的速冻果蔬生产商主要有澳大利亚的Berry Man公司、欧洲的Europe’s Best公司、美国的Videojet公司等，分别生产速冻莓果、蔬菜、速冻新鲜沙拉、罐装玉米和豌豆等。
与国外公司相比，我国速冻果蔬公司有丰富的果蔬资源和劳动力优势，但却缺少创新产品优势。
该项目重点攻克了速冻果蔬加工中关键的护色、保脆、玻璃态保藏、解冻等一系列关键技术，显著改善了速冻果蔬的色泽和品质，解决了速冻果蔬加工中存在的变色、风味劣变、组织结构破坏、微生物超标、耗能高等难题。创新生产了速冻哈密瓜、速冻白兰瓜、高压二氧化碳浸渍速冻胡萝卜、渗透脱水速冻芒果、护色保脆预处理速冻草莓和黄瓜等可以适应国际高端果蔬速冻产品市场需要的新产品。
其中，在速冻芒果的研发中，以玻璃态保藏理论为基础，用渗透脱水减少果蔬食材中的含水量，避免大冰晶的形成，研究了芒果冻结中多酚和香气成分的变化，创新性地开发出了高品质的冷冻芒果产品，与传统速冻工艺比大大降低了耗能，提升了这种热带水果的附加值。
■高品质无菌鲜切蔬菜孕育大市场
低温果蔬制品加工关键技术与装备的第三项突破是将超高压技术应用于预制蔬菜的加工，开发出白萝卜、胡萝卜、蘑菇、马蹄笋等鲜切蔬菜软罐头，冷藏保质期达到3个月。只需打开包装，就可以进行厨房烹调。这种新产品无论作为超市中零售选购的半成品预制菜，还是餐饮业中集中配送的原料食材，均有大量市场需求。
以往预制鲜切蔬菜没有适宜的加工灭菌、护色技术，热加工显然达不到风味和口感的需要，常用的方法是用酸性液体浸泡，所以就出现了很多预制菜都是“酸”蔬菜，十分常见的就是藕片、冬笋片、蘑菇切片、蕨菜，泡在酸性液体中装在软包装袋中。使用它烹调时一般要用清水漂洗几遍，但仍然口感、质地不好，营养也有很多损失。
采用超高压技术生产的鲜切蔬菜实现了商业无菌，维生素C损失低于10%，口味、色泽、质地都与未加工的新鲜蔬菜非常接近。
评审专家、中国食品科学技术学会理事长孟素荷表示，高品质预制蔬菜的研发成功有望推动沙拉菜、凉拌菜的兴起，如果与各种风味调味包结合，甚至可能形成“方便拌菜”这一品类的新产业。在快节奏生活、缺少下厨时间的市场背景下，可能赢得白领、家庭主妇、重视补充蔬菜营养的人群的特别青睐。
■高科技成果贴近大众生活
孟素荷对该项目积极实现产业化表示了肯定。她说，以往中国农业大学为代表的高校在超高压技术等非热加工领域的学术研究上处于国际领先水平，但与产业结合不足。而此项目实现了成果转化，学术研究不再仅停留在论文里，而是走下讲坛，真正融入了产业和大众生活。
记者看到，该项目在中国农业大学西校区建设形成了3700平方米的工程技术研究基地与转化平台，安装了三条中试市场产线，研制了一台移动式超高压装备车，可以开到果蔬采收地或企业工厂进行现场加工。
不仅如此，项目成果已经在6家企业和单位建成了12条生产线，出产19款低温加工果蔬制品。例如，在北京湘鄂情工贸有限公司、北京铃吉食品有限公司生产速冻即食芒果，莲藕、白萝卜、胡萝卜、食用菌即制蔬菜。在河北明光食品有限公司生产速冻芒果和哈密瓜产品。在北京天意生物工程有限公司生产低温苹果汁、草莓汁和黄瓜汁。在北京润兴食品有限公司生产低温芒果汁和苹果汁。在部队建成蔬菜生产线，供应部队军需蔬菜食品。项目为北京沛时之初饮料公司建成调试的低温果汁生产线，实现了国内首批品牌超高压低温果蔬汁供应市场。
在回答中国工程院院士、北京工商大学校长孙宝国教授关于我国超高压设备为什么会从卧式改变为立式的问询时，胡小松教授透露，这一改造不仅提高了装备效能和使用安全性，也为未来超高压技术的连续性、流水线生产奠定了基础。中国非热加工果蔬技术学术研究不仅走到了国际前沿，未来中国非热加工果蔬产业也将走在世界前列，为国内外消费者享受更营养、安全、美味、方便、多样的果蔬食品提供助力。本报记者 谢玲
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