湖北省水生蔬菜保鮮加工技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化發(fā)展概況

嚴(yán)守雷　王清章　李潔　楊宏　胡筱波黃新芳　柯衛(wèi)東　劉義滿

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湖北省水生蔬菜保鮮加工技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化發(fā)展概況

嚴(yán)守雷王清章李潔楊宏胡筱波黃新芳柯衛(wèi)東劉義滿

柯衛(wèi)東男，武漢市蔬菜科學(xué)研究所副所長(zhǎng)兼水生蔬菜研究室主任，推廣研究員，享受國(guó)務(wù)院政府特殊津貼，水生蔬菜行業(yè)計(jì)劃及“十二五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃首席專家，主持國(guó)家及省、市重大科研項(xiàng)目多項(xiàng)，《植物遺傳資源學(xué)報(bào)》、《長(zhǎng)江蔬菜》編委。長(zhǎng)期從事水生蔬菜種質(zhì)資源及育種研究，在水生蔬菜種質(zhì)資源保護(hù)及創(chuàng)新、新品種選育、微型種苗繁殖技術(shù)研究與應(yīng)用等方面有創(chuàng)造性貢獻(xiàn)，有力推動(dòng)了我國(guó)水生蔬菜學(xué)科建設(shè)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展。發(fā)表論文、論著100余篇（部），制定農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)9部，取得國(guó)家發(fā)明專利3項(xiàng)，獲國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)、第四屆全國(guó)杰出專業(yè)技術(shù)人才獎(jiǎng)等。

嚴(yán)守雷，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，430070，電話：027-87282111

李潔，楊宏，胡筱波，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院

王清章，武昌工學(xué)院食品學(xué)院

黃新芳，柯衛(wèi)東，劉義滿，武漢市蔬菜科學(xué)研究所

我國(guó)是世界最大水生蔬菜生產(chǎn)國(guó)，栽培面積733 700 hm2，產(chǎn)值超過(guò)500億元，主要分布在長(zhǎng)江流域、珠江流域和黃河流域，而長(zhǎng)江流域是水生蔬菜的主產(chǎn)區(qū)。水生蔬菜營(yíng)養(yǎng)豐富，具有多種保健功能，深受我國(guó)和世界各國(guó)人民的喜愛，是具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的重要出口創(chuàng)匯農(nóng)產(chǎn)品之一。

水生蔬菜保鮮加工作為水生蔬菜產(chǎn)業(yè)鏈中重要的一環(huán)，對(duì)加速水生蔬菜產(chǎn)業(yè)的提檔升級(jí)、增加水生蔬菜的效益、促進(jìn)水生蔬菜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要的作用。湖北省作為我國(guó)水生蔬菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展大省，水生蔬菜保鮮加工研究和產(chǎn)業(yè)發(fā)展也走在前列。湖北省從“九五”到“十二五”期間，國(guó)家和地方先后對(duì)特色水生蔬菜研究開發(fā)進(jìn)行了立項(xiàng)。項(xiàng)目緊緊圍繞湖北省水生蔬菜產(chǎn)后減損和精深加工增值工程技術(shù)研究與開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化發(fā)展滯后的現(xiàn)狀，通過(guò)對(duì)保鮮劑的開發(fā)，綠色保鮮技術(shù)集成、精深加工先進(jìn)技術(shù)集成與高品質(zhì)產(chǎn)品研發(fā)，實(shí)現(xiàn)水生蔬菜綠色安全貯運(yùn)、水生蔬菜加工產(chǎn)品多元化和傳統(tǒng)制品生產(chǎn)現(xiàn)代化、水生蔬菜聯(lián)產(chǎn)高效綜合利用以及加工專用裝備研發(fā)，解決水生蔬菜綠色貯藏及加工過(guò)程中制約產(chǎn)業(yè)發(fā)展的部分技術(shù)難題，團(tuán)結(jié)和培養(yǎng)了一批從事水生蔬菜保鮮加工技術(shù)研究的科研單位和技術(shù)人員，主要包括華中農(nóng)業(yè)大學(xué)、湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院、武漢大學(xué)、湖北工業(yè)大學(xué)、武漢輕工業(yè)大學(xué)等。同時(shí)，培植了一批水生蔬菜保鮮加工的龍頭企業(yè)，如湖北華貴食品有限公司、湖北強(qiáng)農(nóng)食品有限公司、湖北農(nóng)鑫農(nóng)產(chǎn)品科技發(fā)展專業(yè)合作社等，實(shí)現(xiàn)了湖北水生蔬菜保鮮加工技術(shù)、人才和產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。

?基礎(chǔ)研究進(jìn)展

?蓮藕、藕帶多酚氧化酶特性研究。分離獲得蓮藕多酚氧化酶，并對(duì)其特性進(jìn)行分析，利用計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)篩選出最佳酶抑制劑（L-抗壞血酸-2-三聚磷酸酯)。采用現(xiàn)代分離技術(shù)提取并純化藕帶多酚氧化酶，對(duì)其酶學(xué)性質(zhì)、化學(xué)修飾和結(jié)構(gòu)作了初步研究；對(duì)藕帶的保鮮進(jìn)行了試驗(yàn)，利用計(jì)算模擬技術(shù)分析（3D-QSAR)作用機(jī)理和作用靶向位點(diǎn)。

?天然活性抗褐變劑研究。利用植物源乳酸菌發(fā)酵豌豆?jié){獲得高效抗褐變劑，分離純化鑒定抗褐變物質(zhì)4-（4-羥基-苯基)-丁-2-烯酸，為開發(fā)新型生物抗褐變劑提供了思路。

?蓮藕粉、脆質(zhì)地形成機(jī)理研究。從淀粉和細(xì)胞壁果膠角度研究蓮藕粉、脆質(zhì)地形成機(jī)理。選用具有代表性的粉藕、脆藕為對(duì)象,研究了其感官和淀粉含量的差異,并進(jìn)一步對(duì)影響其質(zhì)地的淀粉進(jìn)行了形態(tài)學(xué)和流變學(xué)研究；研究了加熱處理對(duì)其感官、成分及細(xì)胞結(jié)構(gòu)等方面的影響。另外，還研究了蓮藕不同采收期淀粉的變化規(guī)律,并進(jìn)一步對(duì)12月采收的老熟蓮藕的淀粉顯微結(jié)構(gòu)和糊化、凝膠差異進(jìn)行了深層次的比較研究。結(jié)果表明：果膠組成差異是蓮藕粉、脆質(zhì)地形成的基礎(chǔ)，并且推算出用于區(qū)別粉、脆的臨界參數(shù)值。

?蓮籽β-葡萄糖苷酶特性及其對(duì)荷葉飲料增香作用研究。

首次對(duì)蓮籽中β-葡萄糖苷酶的提取、酶活性分析條件以及分離純化、酶學(xué)性質(zhì)做了初步研究，并嘗試將蓮籽β-葡萄糖苷酶應(yīng)用于荷葉飲料中，結(jié)合頂空固相微萃取法（HS-SPME)和氣相-質(zhì)譜聯(lián)用儀（GC-MS)，對(duì)荷葉飲料的香氣成分及蓮籽β-葡萄糖苷酶對(duì)其增香效果進(jìn)行了研究。經(jīng)過(guò)酶處理過(guò)后的荷葉飲料總香氣成分增加了約12%，其中醛類、酮類、醇類這3類主要成分在總香氣中的相對(duì)含量變?yōu)?7.18%、16.54%、8.82%。此外，酶處理對(duì)香氣中酯類物質(zhì)含量影響很大，經(jīng)過(guò)酶處理后其在總香氣中的相對(duì)含量由3.21%上升至7.64%。由于這些香味物質(zhì)的增加，經(jīng)過(guò)酶處理后的荷葉飲料香氣更濃，氣味更加柔和。

?蓮原花青素綠色提取和活性分析研究。以蓮的成熟花托（蓮房)為原料，采用酶輔助提取提高原花青素的提取率，將其應(yīng)用于油脂中，研究其對(duì)不飽和脂肪酸、油脂、脂肪氧合酶等的氧化抑制作用。并將其添加在火腿中，研究蓮原花青素在食品中的抗氧化作用，利用動(dòng)物和細(xì)胞模型研究了其抗衰老、調(diào)節(jié)血脂等活性。其作用機(jī)理可能與蓮原花青素清除自由基活性有關(guān)。

?蓮藕淀粉特性研究。以蓮藕淀粉為原料，采用X-射線衍射儀、動(dòng)態(tài)流變儀、旋轉(zhuǎn)粘度儀、差示掃描量熱儀、凝膠過(guò)濾色譜及掃描電子顯微鏡等方法，對(duì)蓮藕淀粉及其級(jí)分的顆粒特性、糊化和老化特性進(jìn)行系統(tǒng)研究，并探討了蓮藕淀粉的糊化和老化機(jī)理。并以不同生長(zhǎng)期蓮藕淀粉為原料，采用現(xiàn)代分析方法，對(duì)蓮藕淀粉的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)進(jìn)行系統(tǒng)研究，并對(duì)顆粒特性、精細(xì)結(jié)構(gòu)、物化特性及消化性進(jìn)行相關(guān)性分析。利用核磁共振技術(shù)研究了水分子運(yùn)動(dòng)性對(duì)蓮藕淀粉的影響。蓮藕淀粉老化的本質(zhì)是淀粉玻璃化溫度上升、淀粉分子凝聚（淀粉糊)和分子剛性增加，微弱重結(jié)晶促進(jìn)了淀粉的老化。

?菱角淀粉特性研究。以菱角淀粉為原料，采用動(dòng)態(tài)流變儀、快速粘度測(cè)定儀、差示掃描量熱儀、掃描電子顯微鏡等方法，對(duì)菱角淀粉的顆粒性質(zhì)、流變性質(zhì)研究以及糊化和老化特性進(jìn)行系統(tǒng)研究，并進(jìn)一步探討了菱角淀粉粉絲的加工工藝參數(shù)。研究表明，凍結(jié)溫度是影響粉絲品質(zhì)的最關(guān)鍵因素。

?蓮藕排骨湯中風(fēng)味物質(zhì)研究。為提供方便快捷的排骨藕湯，縮短排骨藕湯制作時(shí)間，研究了主要原料用量、關(guān)鍵工藝對(duì)排骨藕湯品質(zhì)的影響和排骨藕湯基本滋味特征、熱處理對(duì)排骨水溶性鮮味物質(zhì)及蓮藕質(zhì)地和色澤的影響，確定了排骨藕湯原料的用量和加工關(guān)鍵工藝，建立了排骨藕湯基本滋味的研究方法，期望為排骨藕湯產(chǎn)品的規(guī)模化和工業(yè)化生產(chǎn)提供理論基礎(chǔ)。

?天然抗菌劑研究。從可食用植物材料中分離出天然抗菌活性成分石竹烯，可以抑制導(dǎo)致蓮藕腐爛的霉菌。

?藕帶非酶褐變機(jī)理及其控制方法研究。以蓮藕為試驗(yàn)材料，研究了加工工藝和儲(chǔ)藏條件對(duì)水煮藕片后褐變的影響、導(dǎo)致水煮藕片后褐變的可能原因及常用保鮮劑對(duì)水煮藕片后褐變的影響。還進(jìn)行了還原糖和氨基酸美拉德反應(yīng)以及酚類化學(xué)聚合的模擬試驗(yàn)。最后還對(duì)水煮藕片中褐變黑色素進(jìn)行了提取純化和初步的結(jié)構(gòu)鑒定。結(jié)果表明，水煮蓮藕貯藏期褐變可能與蓮藕多酚自身氧化有關(guān)。

?加工藕帶風(fēng)味調(diào)控和固化調(diào)理技術(shù)研究。采用包裝后入味和風(fēng)味固化包埋技術(shù)實(shí)現(xiàn)風(fēng)味的延香化，結(jié)合脫氧和隔光、柵欄技術(shù)殺菌、交聯(lián)增脆等手段，保持了藕帶的白、脆。

?蓮藕藕節(jié)鞣質(zhì)提取純化及其抗氧化活性研究。對(duì)蓮藕藕節(jié)中鞣質(zhì)的提取、純化和鑒定以及抗氧化活性進(jìn)行了初步研究。表明蓮藕多酚具有良好的抗菌和抗氧化活性。

?空氣放電對(duì)蓮藕采后腐敗菌抑制機(jī)理研究。通過(guò)形態(tài)學(xué)和分子生物學(xué)，對(duì)蓮藕采后腐敗菌進(jìn)行了鑒定，確認(rèn)出三種蓮藕采后主要腐敗菌，分別為三線鐮刀菌（Fusarium tricinctum)、尖孢鐮刀菌（Fusarium oxysporum)、茄病鐮刀菌（Fusarium solani)。采用空氣放電生成氣對(duì)三線鐮刀菌進(jìn)行抑菌處理，通過(guò)細(xì)胞水平、分子水平、呼吸代謝等方面系統(tǒng)研究空氣放電對(duì)蓮藕采后腐敗菌的影響，結(jié)果表明空氣放電生成氣能夠有效抑制三線鐮刀菌生長(zhǎng)代謝，并揭示空氣放電對(duì)三線鐮刀菌的抑制機(jī)理。

?蓮藕膳食纖維改性、提取及功能活性研究。采用超微粉碎改性方法，經(jīng)過(guò)超微粉碎后的粉末，白度增加，整體色澤變淺，具有良好的感官性能。同時(shí)，藕節(jié)膳食纖維的理化性質(zhì)得到改善，持水性、持油性、溶脹性都不同程度得到優(yōu)化，可溶性膳食纖維含量顯著性增加。利用超聲波輔助堿酶法、酸法、酸酶法三種不同提取方法，對(duì)改性后藕節(jié)粉中IDF、SDF、TDF進(jìn)行提取。通過(guò)比較其提取率及純度，確定酸酶法為最佳提取方法。利用提取后的IDF、SDF、TDF進(jìn)行小鼠動(dòng)物試驗(yàn)，研究其對(duì)營(yíng)養(yǎng)性肥胖小鼠預(yù)防肥胖及減肥功能。綜合評(píng)定改性藕節(jié)粉總膳食纖維、不可溶性膳食纖維、可溶性膳食纖維預(yù)防肥胖及減肥的效果。鮮劑使鮮藕在0～5℃的冷藏條件下，保鮮期達(dá)60天以上，藕帶保鮮期達(dá)30天以上，并達(dá)到超市和出口要求。切分藕（鮮切藕)保鮮期達(dá)14天，適合于超市銷售；青鮮蓮籽保鮮期達(dá)到2月以上。

加工技術(shù)研發(fā)取得一批重要成果。泡藕帶、酥脆油炸藕片、酥脆藕條、荷塘三寶、酥脆蓮籽、保鮮青鮮蓮籽、鹵藕片、蓮籽汁飲料和馬蹄爽飲料等加工技術(shù)都取得突破，并應(yīng)用于生產(chǎn)，取得直接經(jīng)濟(jì)效益達(dá)50億元。

?產(chǎn)業(yè)化發(fā)展

年來(lái)水生蔬菜新型產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，泡藕帶、荷葉茶、蓮籽汁、馬蹄爽飲料、蓮原花青素膠囊、蓮藕面條、荷塘三寶、鮮切蓮藕和青鮮蓮籽已經(jīng)進(jìn)入市場(chǎng)，取得了巨大經(jīng)濟(jì)效益，僅藕帶加工一項(xiàng)，產(chǎn)值超過(guò)40億元，100余家生產(chǎn)企業(yè)，形成了“公司+基地+農(nóng)戶”水生蔬菜產(chǎn)業(yè)化新模式，促進(jìn)了產(chǎn)業(yè)鏈科學(xué)發(fā)展。

湖北省水生蔬菜保鮮加工業(yè)十分重視品牌建設(shè)，注冊(cè)了“蓮花湖”、“洪湖農(nóng)家”和“沔洪”等系列商標(biāo)及“巴河蓮藕”、“團(tuán)風(fēng)荸薺”和“洪湖藕帶”等系列地理標(biāo)志產(chǎn)品商標(biāo)。這些商標(biāo)的運(yùn)用，提高了湖北水生蔬菜加工產(chǎn)品的知名度，促進(jìn)了湖北水生蔬菜加工產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

?思考與建議

?技術(shù)開發(fā)進(jìn)展

保鮮技術(shù)開發(fā)取得重要進(jìn)展。分離獲得植物源乳酸菌，以此為發(fā)酵劑，研發(fā)出水生蔬菜新型綠色安全生物保鮮劑4-（4-羥基-苯基)-丁-2-烯酸復(fù)合物。以傳統(tǒng)化學(xué)保鮮劑為基礎(chǔ)，復(fù)配保鮮劑LB保鮮劑。從可食性植物分離篩選出綠色天然防腐劑石竹烯復(fù)合物。微氣體環(huán)境調(diào)控保鮮技術(shù)得到應(yīng)用。應(yīng)用新型保

產(chǎn)業(yè)化是湖北省水生蔬菜保鮮加工工業(yè)化的必由之路。選擇合適的切入點(diǎn)，突出特色，以技術(shù)為先導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)技術(shù)、人才、管理和市場(chǎng)的有機(jī)科學(xué)融合，達(dá)到水生蔬菜加工工業(yè)化、規(guī)?；同F(xiàn)代化，確保水生蔬菜加工產(chǎn)業(yè)在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)中立足。湖北水生蔬菜中以蓮藕最為聞名，鮮蓮藕的外銷和出口占據(jù)全國(guó)市場(chǎng)總量的80%左右。另外藕粉、藕片占據(jù)一定的市場(chǎng)。由于湖北蓮藕質(zhì)地原因，加工的藕片質(zhì)量低于江蘇寶應(yīng)藕片，但其產(chǎn)量與江蘇持平，約30萬(wàn)t。隨著技術(shù)發(fā)展，湖北蓮藕加工業(yè)充分發(fā)揮其區(qū)域優(yōu)勢(shì)。湖北也是蓮籽生產(chǎn)大省，蓮籽產(chǎn)量占全國(guó)60%以上，約5萬(wàn)t。但是湖北蓮籽加工企業(yè)凝聚力不強(qiáng)，蓮籽加工起步慢，產(chǎn)業(yè)分工不夠細(xì)致，蓮籽加工銷售主要在湖南。藕粉作為傳統(tǒng)蓮藕制品，其消費(fèi)群體一直較為穩(wěn)定，目前全國(guó)藕粉產(chǎn)量在3 600 t，60%產(chǎn)量來(lái)自湖北，目前藕粉產(chǎn)品多為初級(jí)產(chǎn)品，產(chǎn)品單一，深加工產(chǎn)品缺乏。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民消費(fèi)水平提高，近

經(jīng)過(guò)近10多年的科技投入和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，湖北省水生蔬菜保鮮加工技術(shù)有了顯著進(jìn)步，水生蔬菜保鮮加工理論基礎(chǔ)初步得到發(fā)展，保鮮加工技術(shù)已在生產(chǎn)中發(fā)揮作用，極大促進(jìn)了產(chǎn)業(yè)發(fā)展。特別是湖北省的泡藕帶經(jīng)過(guò)近5年發(fā)展，形成了年產(chǎn)值過(guò)40億元的大產(chǎn)業(yè)，并促進(jìn)了湖北省蓮藕產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，成為科技促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的典型案例。當(dāng)然，一些新型保鮮加工技術(shù)如青鮮蓮籽、荷塘三寶、水煮藕片和蓮籽汁飲料等保鮮加工技術(shù)還有待與企業(yè)對(duì)接。如何實(shí)現(xiàn)湖北水生蔬菜由種植大省向加工產(chǎn)業(yè)化大省轉(zhuǎn)變，還有許多事情要做。另外新產(chǎn)品開發(fā)思路方面，湖北食用水生蔬菜歷史悠久，許多民間水生蔬菜傳統(tǒng)特色美食工藝還有待深入挖掘、研究并結(jié)合現(xiàn)代科技使其發(fā)揚(yáng)光大。

收稿日期：2016-01-10

基金項(xiàng)目：中央高校建設(shè)項(xiàng)目（2662015PY155）；“十二五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃（2012BAD27B03）

DOI:10.3865/j.issn.1001-3547.2016.04.011