菠蘿：水果精深加工界的“潛力股”

一雙襪子、 一件T恤， 居然是用菠蘿葉加工制作而成， 具有天然的透氣、 殺菌等功效； 菠蘿“廢棄物” 能提取出具有美容、 藥用功能的菠蘿蛋白酶……菠蘿除了鮮食之外， 還是水果精深加工界的優(yōu)質(zhì)“潛力股”。

鮮食菠蘿保鮮期短、 市場波動大， 常常出現(xiàn)“豐產(chǎn)不豐收， 果賤傷農(nóng)” 事件， 導(dǎo)致菠蘿產(chǎn)業(yè)屢遭重創(chuàng)， 也讓人們意識到發(fā)展菠蘿加工業(yè)已迫在眉睫。

“如何應(yīng)對種植規(guī)模超過極限后帶來的滯銷問題？ 唯一的辦法就是通過科技手段做大做強精深加工業(yè)來解決， 菠蘿加工業(yè)正面臨著巨大的發(fā)展機遇和挑戰(zhàn)?！?中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所（以下簡稱加工所） 所長李積華在接受《中國科學(xué)報》 記者采訪時表示。

1 集約化程度高， 加工前景巨大

據(jù)統(tǒng)計， 全國菠蘿種植面積約100多萬畝， 總產(chǎn)量150多萬t， 廣東、 海南兩省是主產(chǎn)區(qū)， 種植面積分別占全國的63%和22%。 和大部分水果一樣， 菠蘿也是以鮮食消費為主， 只有30%用于加工， 而且大部分還是初級加工。

隨著人們生活水平提高， 中國菠蘿產(chǎn)品消費量每年都在快速增長。 “可見， 菠蘿加工存在著巨大的發(fā)展前景。 相對于很多水果而言， 菠蘿的集約化種植程度很高， 一直是連片化種植， 這非常有利于發(fā)展工業(yè)化生產(chǎn)。” 李積華表示。

比如， 作為全國菠蘿生產(chǎn)大縣的廣東省湛江市徐聞縣， 就有一片種植面積近30萬畝一望無垠的“菠蘿的海”，年均生產(chǎn)菠蘿達40多萬t， 產(chǎn)量占全國的1/3， 被稱為“中國菠蘿之鄉(xiāng)”， 這里就非常適合發(fā)展菠蘿加工。

幾十年的科研積淀， 讓加工所在果蔬加工等方面有較好研究基礎(chǔ)， 經(jīng)過20多年的持續(xù)攻關(guān)， 多項技術(shù)實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化， 填補國內(nèi)空白， 并實現(xiàn)技術(shù)和裝備出口。 尤其是在菠蘿加工關(guān)鍵技術(shù)與綜合利用研究方面已較為成熟， 并形成加工關(guān)鍵技術(shù)17項， 研發(fā)產(chǎn)品30余種。

“我們根據(jù)市場需要， 開發(fā)生產(chǎn)菠蘿果粉， 可用于制備具有功效的菠蘿速溶飲料、 壓片糖果， 以及冰激凌、 糕點等產(chǎn)品， 產(chǎn)品中所含的活性成分具有助消化和改善腸道等功效。” 李積華介紹。

市面上常見的凍干菠蘿脆片， 也承載著科技的力量。 國內(nèi)做這項技術(shù)攻關(guān)的科研單位有很多， 都是通過快速水凍結(jié)， 真空冰狀脫水， 保持了原料中的色、 香、 味、 形及營養(yǎng)成分。 然而， 采用真空冷凍干燥， 耗能大、 產(chǎn)量低、 生產(chǎn)周期長是行業(yè)中的共同難題。

加工所結(jié)合自身加工設(shè)備優(yōu)勢， 優(yōu)化工藝條件， 通過物料預(yù)處理和聯(lián)合低溫干燥方法的應(yīng)用， 大大縮短了真空冷凍干燥的時間， 降低能耗。 通過自主研發(fā)的護色技術(shù)， 可以保留菠蘿特有的金黃色， 改善冷凍干燥過程中菠蘿色澤偏白的問題。 整體技術(shù)達到國內(nèi)領(lǐng)先水平。

目前， 富含功能性的發(fā)酵食品與飲品正在成為全球一大消費趨勢， 消費者使用益生菌發(fā)酵果蔬飲料不僅能享受到益生菌的益生效果， 還能補充大量維生素和植物纖維素， 這對被三高、 肥胖和心血管疾病困擾的人群來說是個不錯的選擇。

李積華介紹， 他們以菠蘿為原料， 經(jīng)過專用益生菌發(fā)酵， 既保留了原有果蔬的新鮮風(fēng)味和豐富營養(yǎng)物質(zhì)， 經(jīng)過發(fā)酵又產(chǎn)生大量酯類等芳香物質(zhì)和乳酸、 多肽、 胞外多糖等多種益生物質(zhì)， 將果蔬和益生菌完美融合， 使得產(chǎn)品口感更柔和、 美味， 營養(yǎng)更豐富。

2 “變廢為寶” 發(fā)揮大效用

目前， 菠蘿除了鮮食以外， 主要的商品化產(chǎn)品是菠蘿汁和罐頭。 但菠蘿加工罐頭時， 大約只利用40%的果肉， 剩下不規(guī)則碎果肉、 果心、 果眼以及菠蘿在削皮、 修整和切片時產(chǎn)生的自流汁高達50%～60%。在人們眼里一文不值的“廢棄物” ——菠蘿皮渣， 卻成為科研人員手中“百變” 的寶貝。 事實上， 菠蘿皮渣仍然含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)， 菠蘿皮渣中粗蛋白和灰分的含量是果肉的2.5和3.0倍， 含有維生素、 果糖等可溶性營養(yǎng)成分。

“而且， 菠蘿里還含有豐富的菠蘿蛋白酶， 在食品行業(yè)中主要用于肉品的嫩化、 啤酒、 酸豆乳、 明膠、 魚露等生產(chǎn)中。 在醫(yī)藥行業(yè)中主要用于加速纖維蛋白原的分解、 增進藥物吸收、 抑制腫瘤細胞的生長等方面， 具有廣闊應(yīng)用前景?！?李積華說。

不過， 此前國內(nèi)并不具備生產(chǎn)該產(chǎn)品的技術(shù)， 產(chǎn)品主要依賴進口， 在國際市場上供不應(yīng)求。 深挖菠蘿的重要價值是加工所科研團隊的創(chuàng)新基因。 “我們以自主研發(fā)的親核吸附技術(shù)為核心， 集成了高活性菠蘿蛋白酶分離提取成套技術(shù)， 該技術(shù)制得的菠蘿蛋白酶的活性高， 應(yīng)用效果更好?！?李積華表示。

此外， 菠蘿蛋白酶還具有嫩膚、 美白去斑的優(yōu)異功效。 加工所科研團隊采用自主研發(fā)的高活性菠蘿蛋白酶分離提取成套技術(shù)， 結(jié)合現(xiàn)代工藝， 開發(fā)了系列日化用品， 與市售產(chǎn)品相比， 在美白、 嫩膚、 祛斑等方面效果顯著。

難以想到的是， 菠蘿加工副產(chǎn)物還能為畜牧業(yè)服務(wù)。 李積華說， 他們以菠蘿皮渣為主要原料， 輔以配料， 優(yōu)選植物乳桿菌、 枯草 芽孢桿菌、 地衣芽孢桿菌和釀酒酵母等組成的復(fù)合菌種發(fā)酵而成的高蛋白畜禽飼料， 具有適口性好、 營養(yǎng)效價高、 抗病能力強、 成本低廉等特點， 可有效促進動物腸道消化、 吸收， 改善腸道環(huán)境。

3 功能性紡織品深受喜愛

在眾多水果中， 緣何菠蘿脫穎而出成為精深加工“潛力股”？ 在李積華看來， 菠蘿的葉子非常特別，是目前發(fā)現(xiàn)的自然界里除螨、 殺菌效果最好的天然功能麻， 對其精細化加工后可織造功能優(yōu)異的紡織品。菠蘿收果后， 每畝可用于提取纖維的葉片5～10 t， 如果全部利用， 全國年產(chǎn)菠蘿葉纖維約7.5萬t， 超過劍麻和大麻， 與亞麻相當(dāng)， 而且提取纖維后的菠蘿葉渣含有豐富的營養(yǎng)和有機質(zhì)， 是飼料、 沼氣和有機肥的優(yōu)質(zhì)原料。

近年來， 國內(nèi)外高校、 科研院所等單位對菠蘿葉纖維利用相關(guān)技術(shù)開展了階段性研究， 但均沒能實現(xiàn)菠蘿葉纖維功能性紡織品的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。

經(jīng)過20多年技術(shù)攻關(guān)， 中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)機械研究所（以下簡稱農(nóng)機所） 重點解決了菠蘿葉纖維提取工藝技術(shù)與配套設(shè)備、 工藝纖維精細化處理技術(shù)， 依據(jù)纖維特性集成紡織產(chǎn)品織造技術(shù)， 首次實現(xiàn)了菠蘿葉纖維提取的規(guī)?；?纖維精細化加工處理的工業(yè)化和功能性紡織品的商品化。

據(jù)了解， 銅陵華源麻業(yè)有限公司、 泰安綠地麻業(yè)制品廠、 岳西縣南畝紡織制品有限公司、 萬利襪廠等10多家企業(yè)在這些技術(shù)支持下生產(chǎn)菠蘿葉纖維半成品或功能性紡織產(chǎn)品。

農(nóng)機所從2006年推廣該項技術(shù)以來， 先后在廣東、 海南、 云南、 廣西、 福建等地建立了菠蘿葉纖維提取與葉渣利用示范基地20多個， 開發(fā)了菠蘿葉纖維襪子、 T 恤、 毛巾、 內(nèi)褲、 涼席、 鞋墊等系列功能性紡織品， 并銷往全國各地。

這項技術(shù)帶來的效益十分可觀。 以全國種植6.67萬hm2菠蘿計， 預(yù)計菠蘿葉纖維年產(chǎn)量7.5萬t， 相當(dāng)于13.33萬hm2亞麻或6.67萬hm2棉田纖維產(chǎn)量， 節(jié)省寶貴土地資源的同時， 增收30多億元， 還可生產(chǎn)青貯飼料300萬t或有機肥400萬t或沼氣2.16億立方， 對延長菠蘿產(chǎn)業(yè)鏈、 提升產(chǎn)業(yè)科技水平、 實現(xiàn)農(nóng)業(yè)增效、農(nóng)民增收具有重要意義。

4 所地合作， 壯大支柱產(chǎn)業(yè)

好的科技成果需要肥沃的環(huán)境土壤。 近年來， 地方政府越來越重視菠蘿加工業(yè)的發(fā)展， 重視科技的投入。

近日， 加工所與廣東省湛江市政府簽署了《所地科技創(chuàng)新合作協(xié)議》。 雙方“牽手” 聯(lián)合打造湛江市熱帶作物精深加工產(chǎn)業(yè)園（以下簡稱產(chǎn)業(yè)園）， 所地合作推進農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新和技術(shù)成果的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

記者了解到， 產(chǎn)業(yè)園共計占地133.33 hm2左右， 按照協(xié)議， 產(chǎn)業(yè)園將著力推進湛江現(xiàn)有農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)技術(shù)升級和生態(tài)改造， 推進熱帶作物產(chǎn)品產(chǎn)后減損和產(chǎn)品多元化高值化利用， 加快創(chuàng)新推廣熱帶作物產(chǎn)品加工技術(shù)和農(nóng)機裝備。

此次合作也是為了更有效地解決菠蘿滯銷問題， “產(chǎn)業(yè)園未來將重點多元化開發(fā)菠蘿產(chǎn)品， 推動菠蘿果汁、 罐頭加工企業(yè)技術(shù)升級和生態(tài)改造， 研發(fā)果粉、 果球等新型菠蘿產(chǎn)品， 推動菠蘿產(chǎn)品產(chǎn)后減損和產(chǎn)品多元化高值化利用。 并且通過該平臺吸引更多菠蘿精深加工企業(yè)入駐， 加快菠蘿加工產(chǎn)業(yè)發(fā)展”。李積華說。

廣東省湛江市農(nóng)業(yè)局局長陳劉指出， 菠蘿是湛江的支柱產(chǎn)業(yè)， 加工所和農(nóng)機所對菠蘿精深加工和產(chǎn)業(yè)振興提供了強有力的科技和人才支撐。 下一步， 他們將組織徐聞、 雷州等地方主管部門、 科研單位、菠蘿加工企業(yè)及種植大戶進行產(chǎn)業(yè)對接， 共同推動更多的科研成果就地轉(zhuǎn)化， 實現(xiàn)廣東湛江菠蘿產(chǎn)業(yè)的全面振興。

針對一些貧困縣市， “我們還會聯(lián)合當(dāng)?shù)卣?以公益性、 區(qū)域性來大面積推廣技術(shù)， 免費共享科研成果， 把成果匯編成冊或者做成視頻， 幫助和引導(dǎo)當(dāng)?shù)仄髽I(yè)和農(nóng)民發(fā)展精深加工業(yè)”。 李積華表示。

“科技創(chuàng)新才能為產(chǎn)業(yè)注入源源不斷的活力， 而菠蘿又極具小作物做成大產(chǎn)業(yè)的潛能， 我們會持之以恒地去研發(fā)新的技術(shù)， 為做大做強菠蘿精深加工提供強有力的科技支撐?！?李積華說。