基于貯藏性加工的香蕉產業(yè)鏈發(fā)展對策

劉忠義 馬啟昱 付 滿 龔受基 黃 海 陳德強 黃 麗

(1.北部灣大學食品工程學院，廣西 欽州 535011；2.湘潭大學化工學院，湖南 湘潭 411105；3.廣西大學輕工與食品學院，廣西 南寧 530004)

1 問題的提出

香蕉(Musaspp.)是非常重要的熱帶亞熱帶水果，與菠蘿、荔枝、椰子合稱熱帶亞熱帶四大水果[1]；在一些熱帶地區(qū)可以代替糧食，因此又與水稻、小麥、玉米合稱全球四大最重要的糧食作物[2]。2017年中國香蕉產量超過1 300萬t，其中廣西超過320萬t[3]，同時，2017年中國進口香蕉103.9多萬t，同期出口約1.58萬t[4]。中國從2014年開始，每年產量均在1 000萬t以上，除2016年(進口香蕉約88萬t)外，每年香蕉進口量均在100萬t以上[3-5]。

中國是重要香蕉生產國，很多地區(qū)都非常適宜種植香蕉[3]，2015年中國香蕉產量超過1 210萬t，但香蕉加工產品僅有香蕉干1.02萬t[6]、香蕉罐頭0.88萬t以及香蕉汁0.62 t[3]，香蕉加工率遠低于發(fā)達國家加工率的60%～80%[1,3]。除發(fā)達國家外，世界上重要香蕉種植區(qū)幾乎都存在這種狀況[6]。由此可以看出，導致賣香蕉難的原因主要是香蕉育種和種植技術達到了現代水平，而香蕉貯藏、加工以及種植規(guī)劃卻停留在相當低的產業(yè)水平[7]。穩(wěn)定的原料供應是所有食品加工的基礎，香蕉的季節(jié)性很強，貯藏很難，且香蕉深加工產品生產能力嚴重不足。此外，目前香蕉深加工產品在技術上還存在生產線上香蕉果皮脫除、香蕉皮的深加工利用等難題，使得香蕉產品加工生產線難以發(fā)揮出預想的生產效率。因此，香蕉的貯藏就成為了嚴重制約香蕉產業(yè)鏈發(fā)展的一大關鍵環(huán)節(jié)。

2 現行香蕉產業(yè)鏈的構成

目前的香蕉產業(yè)鏈基本分為幾個密切相關的部分：育種和種植，采收，保藏加工，市場流通及分銷，見圖1。

圖1 目前香蕉產業(yè)鏈的構成

2.1 育種與種植

目前，香蕉種苗已實現了工廠化育種，種植技術水平及病蟲害的防治技術水平也大幅度提高[7]。盡管香蕉的育種和種植到目前為止取得了很大的成績，但還局限于以鮮食為主的傳統(tǒng)的香蕉產銷模式。是否可以選育與目前香蕉生長成熟季節(jié)不同的品種，或者通過不同的種植及田間管理技術盡可能延長香蕉的供應期，是否可以以提高和改善加工特性作為育種的目標，所有這些是值得深入思考和探索的問題。此外，香蕉的種植受自然天氣的影響巨大[6]，怎樣對抗惡劣氣候對香蕉生產的不利影響[8-10]也是種植過程中值得研究的課題之一。

2.2 香蕉的采收

香蕉的采收依然以人工采收為主，雖然建成了(國外引進)示范性的機械化采收索道[7]，研究并設計了香蕉采收機械手及采收機械[11-13]，但是離香蕉的全面機械化采收尚有不小的距離。實際上香蕉多樣化種植經營模式也導致香蕉的采收機械必然需要多樣化，以適應不同的種植經營模式。隨著勞動力成本不斷攀升，不提高采收效率，減輕采收勞動強度，香蕉的采收終究將會成為制約香蕉產業(yè)發(fā)展的重要因素。此外，田間采收是香蕉貯藏和加工的開始，因此采收(如采收時間、采收方式、采收時果實即時處理等)對香蕉貯藏和加工的影響是另一個值得研究的課題。

2.3 香蕉的貯藏與加工

經過多年的研究和實踐，香蕉的采后處理和貯藏已取得長足進步[14-15]，對香蕉采后生理學、果蔬成熟過程中相關酶的活性和作用有了比較全面的認識[16-18]，同時對香蕉低溫冷害的理解[19]也不斷深入。與此同時，也開展了高溫對香蕉成熟及品質的影響的研究[20-21]，并認識到貯藏過程中適當的高溫處理，或者改變貯藏環(huán)境的氣體組成有利于抑制果皮的褐變[20-21]。然而，這些研究成果轉化為實用技術尚需時日，且依然需要更多的研究以充分揭示香蕉貯藏過程中的褐變的機理、成熟過程中酶及其他化學物質的變化趨勢和規(guī)律。

香蕉加工產品一直是食品產業(yè)界和科技工作者努力研究的方向之一，也取得了不少成果。供應市場的香蕉深加工產品包括各種香蕉脆片、香蕉冰淇淋與各種香蕉冷飲、香蕉粉、香蕉奶、香蕉奶粉、香蕉醬、香蕉汁、香蕉糖果，以及發(fā)酵加工產品香蕉酒、香蕉醋、香蕉酸奶等[22-24]。這些產品的加工涉及了許多技術的研究和應用，例如：新型干燥技術(如微波干燥技術、組合紅外干燥技術、超聲波聯用干燥技術、熱泵干燥技術、太陽能干燥技術、噴霧干燥技術等)，超高壓技術，新型分離技術，生物發(fā)酵技術及酶技術等[8,22]，顯然這些已經是當前先進的食品加工技術。然而，受原料供應期短和市場等因素制約，這些產品難以形成大規(guī)模市場效應，也難以解決賣蕉難的問題。

目前關于香蕉果醬的研究基本偏向于直接食用的各類香蕉果醬食品[22-24]，實際上所有香蕉深加工產品的開發(fā)基本上基于直接食用這一目的。毫無疑問，將香蕉果實加工成直接食用產品，在產品設計上就必然受制于香蕉的季節(jié)性供應這個限制性因素。中國除了柑橘、蘋果等少數幾種大宗水果外，幾乎所有其他水果都是從直接食用這個角度設計開發(fā)水果深加工產品。然而，所有水果的供應都有很強的季節(jié)性，產品加工對原料供應的依賴性很強，必然導致產品加工生產期短，加工廠效益低下，能消化的原料量非常有限。因此，很多水果，一旦擴大種植，產量大增，馬上就陷入了賣果難的陷阱里。

2.4 香蕉的流通與分銷

在流通領域，隨著冷鏈流通、物流技術、交通建設以及網絡信息技術的不斷發(fā)展，實際上以前在流通環(huán)節(jié)所反映出來的問題[7,13]有了基本好轉?，F在的問題是幾乎所有香蕉深加工產品的供貨期都不長，使得超市等零售商或者經銷商積極性不高。例如，前幾年市場上的香蕉脆片很受消費者青睞，但是由于生產期短，無法確保長期供應；如果用保鮮貯藏的香蕉做原料，則原料成本太高，加工企業(yè)難以收回投資，導致企業(yè)最終難以維持，分銷商積極性同樣日趨低迷，因此，一個很好的產品在短短幾年內就基本上從市場消失了。

3 缺乏貯藏性加工環(huán)節(jié)是香蕉產業(yè)鏈的關鍵

3.1 貯藏性加工是糧谷、豆類食物長期供應的關鍵條件

傳統(tǒng)糧谷及豆類食物的產業(yè)鏈構成模式見圖2。從圖2可知，在糧谷、豆類作物采收后，有一個非常重要的干制加工過程，正是這個干制加工過程使得其獲得了重要的貯藏期限，在此基礎上，在需要時可以進行各種后續(xù)加工，進而深加工成各類誘人的食品。

圖2 主要糧谷、豆類食物的產業(yè)鏈構成模式

糧谷、豆類食物采收后的干制加工的目的不是為了直接消費，而是為了長期貯藏，保持其作為原料的基本性狀，因此可以稱之為“貯藏性加工”。據此可以將食物的“貯藏性加工”定義為：為了獲得期望的食物或者食品貯藏期，以及相對穩(wěn)定的貯藏性能而進行的食物加工過程。貯藏性加工是糧谷、豆類等糧食類食物可以長期供給的關鍵條件，客觀上也延長了糧食產業(yè)鏈，使得糧食加工和大豆加工形成了一個龐大的加工網絡。

3.2 食物貯藏性加工方法及其應用

最理想的貯藏性加工是使食物獲得易于長期保存的形態(tài)，而不改變其化學成分及其基本功能。脫水干制是最常用的貯藏性加工方法。不管利用自然力還是人工干預，干制的成本都非常低。但往往干制品很難恢復其原有的性狀。

除了干制之外，還可以用腌制、發(fā)酵的方法來完成食物的貯藏性加工。例如，水果用鹽腌制用于生產蜜餞，通過腌制和干制將肉類水產品加工成臘肉或者咸肉，將蔬菜通過腌制和發(fā)酵制成酸菜和泡菜。絕大多數情況下，制品還需要再次加工才能食用。貯藏性加工并不需要殺滅微生物，但是必須使食物獲得足夠抑制所有微生物生長繁殖的狀態(tài)。

低溫保存可以完美保存新鮮食物的風味、營養(yǎng)以及功能活性，但是需要建立昂貴的低溫鏈，從低溫加工、低溫貯運、低溫分銷直到消費者使用的小型低溫設備(如冰柜、冰箱)。

近現代水果貯藏與加工的最大成果是冷凍濃縮果汁和鮮果低溫氣調保藏，基于此類技術構建了柑桔和蘋果等大宗水果的現代低溫產業(yè)鏈(見圖3)。氣調保藏主要用于鮮果保藏；濃縮果汁則是將水果榨汁，然后真空濃縮以去除大部分水，再在-18 ℃以下貯藏，主要用于各類水果制品加工，例如復原果汁、果汁飲料、果蔬汁飲料、果凍、果汁糖果、果汁粉、固體果汁果味飲品、果汁糖漿、果味糕點等。濃縮果汁濃縮了水果的精華，和鮮果比貯藏容積大幅度減少，便于低溫冷凍保藏，更便于與其他物料相互混合進行進一步的加工。此外，在濃縮果汁加工過程中還獲得香精油，這是食用香精、日用化學品(如香水)的重要原料，將食品加工延伸進入了化學工業(yè)領域。

圖3 柑桔、蘋果等水果的低溫產業(yè)鏈構成模式

類似于柑桔、蘋果等大宗水果，肉類和水產也建立了基于低溫冷鏈的產業(yè)鏈，基本取代了基于腌制煙熏技術的產業(yè)鏈，雖然低溫冷鏈的成本高于腌制煙熏，但是能很好保存新鮮肉類、水產的風味、營養(yǎng)及加工性狀。

輻照能有效抑制植物發(fā)芽(如洋蔥、土豆、胡蘿卜等)以及昆蟲發(fā)育，且所需輻照劑量極低(通?！? kGy)[25]，輻照結合其他方法(如低溫、溫和的熱處理等)可以有效延長新鮮食物的貯藏期。但是輻照同樣需要建立非常昂貴的處理設施，且必須有嚴格的輻射防護，大批量處理食物時成本才可接受。

3.3 理想完整的香蕉產業(yè)鏈

香蕉不管是作為鮮果食用還是加工成產品，都需要合適的貯藏方法。就香蕉鮮果而言，貯藏主要是延長其供應期，或者調節(jié)其可食成熟度。加工香蕉制品同樣需要延長香蕉供應期和調節(jié)加工所需要的成熟度。要使得香蕉產業(yè)實現健康發(fā)展，必須參考現有大宗水果低溫產業(yè)鏈構成模式和大宗糧豆類食物主要糧、豆類的產業(yè)鏈構成模式，建立基于貯藏性加工的香蕉完整的產業(yè)鏈，理想完整的香蕉產業(yè)鏈構成見圖4。

與其他水果比較，香蕉的淀粉等碳水化合物含量比較高，和谷物、豆類比較，香蕉的可溶性糖(包括果膠等可溶性多糖)含量比較高且多酚物質含量很高，因此，香蕉不太可能像谷物、豆類那樣直接干燥后貯藏，也很難加工成濃縮果汁后保藏。然而，香蕉有可能被加工成濃縮漿體或者醬體，然后低溫保藏，或者被加工成粉體以利于貯藏；或者采用傳統(tǒng)酒窖或者其他合適的方法釀造香蕉酒，利用酒窖適度延長、調節(jié)香蕉的供應期，如此也可以使得釀酒香蕉原料成本顯著降低。

圖4 理想完整的香蕉產業(yè)鏈構成模式

4 香蕉的特性及可能的耐貯性加工產品

4.1 香蕉的成分及特性

香蕉屬于比較特殊也很經典的大宗熱帶水果，也被稱為世界上第4大糧食作物[1-2]。香蕉富含碳水化合物(22～24 g/100 g)、適量的膳食纖維(1.2 g/100 g)和蛋白質(1.4 g/100 g)[26]；此外還含有VA、胡蘿卜素、VE、VC及B簇維生素，以及比較豐富的礦物質(其中特別是富含鉀、硒)，香蕉雖然蛋白質含量不高，但是其必需氨基酸齊全、含量比較高且組成合理[26]。

香蕉果皮約占果實重量的35%～40%，這是一個重要資源。香蕉果皮含總糖(4.65±1.81)%，粗纖維(4.57±1.74)%，脂肪(0.93±0.22)%(FW)，蛋白質(0.42±0.08)%，灰分(0.76±0.13)%[26]。但在目前的加工中是作為廢棄物丟棄，不僅浪費資源，還帶來嚴重的環(huán)境污染。

香蕉富含多酚物質、糖和胺類物質[27-29]，因此香蕉易褐變，香蕉皮易產生黑色斑點，同時可能妨礙發(fā)酵[30]；香蕉多糖[31]使得成熟香蕉果肉呈柔軟的凝膠態(tài)，故香蕉果肉具有優(yōu)良的口感，但會因為黏稠而增加香蕉果肉的粉碎難度以及香蕉粉加工難度，也可能妨礙發(fā)酵。香蕉具有對人體非常有益的功能作用，如輔助治療糖尿病[32]、促進傷口愈合和抗?jié)僛29]、清除體內自由基及抗氧化[29,33]、提高免疫力和抗癌[34]，以及抗病毒[35]，故香蕉具有較高的營養(yǎng)和食用價值。香蕉品種、成熟季節(jié)及成熟度的不同[26-27]會導致香蕉成分和特性產生差異。

4.2 全果香蕉醬及其特性

從香蕉的主要組成來考察，香蕉與現有制醬主要原料谷物、豆類及蓮子等類似，完全具備作為醬類加工原料的潛力。但是作為制醬原料，谷物、豆類及蓮子等解決了季節(jié)性供應的問題，而香蕉沒有解決季節(jié)性供應的問題。因此，雖然關于香蕉冰淇淋、香蕉果奶、香蕉糕點餡等豐富多彩的食品的研究報道很多[21-22]，但是真正推出市場且能長期穩(wěn)定供應市場的產品極其稀少，究其原因，與香蕉的季節(jié)性供應問題沒有得到有效解決有直接關系。

將香蕉全果加工成全果香蕉醬，大多數情況下可以作為香蕉果實的替代原料，可以有效延長香蕉的供應期和香蕉加工產業(yè)鏈。與香蕉果實相比，全果香蕉醬堆密度大幅度增加，貯藏體積大幅度減少，貯藏穩(wěn)定性更好，可以更為有效地貯藏。此外，全果香蕉醬作為一種醬料，可以很方便地與其他粉料、醬料、漿體或液體原料混合，因此在全果香蕉醬的基礎上，可以非常方便地繼續(xù)加工出可以直接消費的各種醬類食品、香蕉冰淇淋、香蕉果奶、香蕉糕點餡、香蕉餅類食品、香蕉焙烤食品，以及釀造香蕉果酒，因此全果香蕉醬可以用作為絕大多數香蕉深加工產品的原料。

此外，還可以依據香蕉成熟度不同、其成分與組成不同的特性[26]，采用不同成熟度的香蕉做原料，就可以制得成分、口感和風味特征不同的香蕉醬產品，可滿足各種不同的需求。例如，生青香蕉糖分含量低、抗性淀粉含量高[26,36-37]，用生青香蕉加工的全果香蕉醬就可以作為低糖食品的原料[31]，而完全成熟的香蕉可消化性糖含量高，容易消化吸收，用完全成熟的香蕉加工的全果香蕉醬就適合作為嬰幼兒食品的配料。還可以開發(fā)適合香蕉漿料成分分離的技術，將香蕉漿里的可溶性還原糖適當分離，從而加工出不同還原糖含量的香蕉醬。

因此，全果香蕉醬可能是解決香蕉季節(jié)性供應的有效途徑之一，可以有效緩解香蕉豐收季節(jié)賣蕉難的問題。

4.3 全果香蕉粉及其特性

將香蕉全果加工成全果香蕉粉，大多數情況下同樣可以作為香蕉果實的替代原料，可以有效延長香蕉的供應期和香蕉加工產業(yè)鏈。香蕉粉由于經過干燥處理[38]，大幅度去除了水分，因此比香蕉醬更加耐貯藏且更易于貯藏。

與全果香蕉醬一樣，全果香蕉粉可以很方便地與其他粉料、醬料、漿體或液體原料混合，因此在全果香蕉粉的基礎上，可以非常方便地繼續(xù)加工出可以直接消費的各種醬類食品、香蕉冰淇淋、香蕉果奶、香蕉糕點餡、香蕉餅類及香蕉焙烤食品[39-40]，以及釀造香蕉果酒。

同樣可以依據香蕉成熟度不同其成分與組成不同的特性[26-27]，采用不同成熟度的香蕉做原料，制得成分、口感和風味特征不同的香蕉粉產品[41]，以滿足各種不同的需求。

4.4 香蕉酒

釀造可以在水果采收高峰期集中收集原料，通過酒窖或其他釀造容器，集中釀制，釀制出的酒的耐藏性遠高于香蕉原料。近年來，出現了新穎的深加工產品——酒窖釀造的香蕉酒，酒窖釀造可以較好彌補香蕉供應期短的缺陷，但是香蕉酒從品種、品質、生產技術乃至市場都處于初步階段，每個環(huán)節(jié)都存在不少缺陷，這些問題需要一定時間的深入研究，才有可能得到合適的解決方案。

傳統(tǒng)葡萄酒釀造方式也可以適度借鑒，雖然要將香蕉加工成適合釀酒的香蕉汁具有一定的難度，但是依然值得探討；傳統(tǒng)的露酒加工方法也可以借鑒用于香蕉果酒的加工。

5 促進香蕉產業(yè)健康發(fā)展的對策

5.1 突破關鍵的貯藏性加工技術

集成運用現有香蕉或其他果醬、果漿加工技術，控制和合理利用加工過程中的褐變，采用合適的全果香蕉熱燙、打漿粉碎、分離、濃縮及干燥技術，研究開發(fā)以香蕉全果為原料的全果香蕉醬或者全果香蕉粉加工技術，這就是目前整個傳統(tǒng)香蕉產業(yè)鏈上關鍵的節(jié)點技術。

毫無疑問，全果香蕉醬或者全果香蕉粉技術將為香蕉原料提供可以長期保藏的替代技術，解決香蕉原料的保存難題。這些關鍵節(jié)點技術的研究將全面調整現有香蕉產業(yè)鏈的運作方式，促進產業(yè)鏈各環(huán)節(jié)之間的全面協作，整合香蕉產業(yè)鏈的科研、生產以及市場等資源，為使香蕉產業(yè)真正成為一個大產業(yè)提供技術保障。

迄今為止，香蕉的育種和種植一直以香蕉的鮮食為目標，全果香蕉醬及全果香蕉粉加工技術的研究或許將帶動、促進香蕉的育種和種植以提高和改善香蕉的加工性能為目標、或者以調節(jié)種植成熟期為目標，從而使香蕉產業(yè)進入一個新的發(fā)展階段。

以前的香蕉醬及香蕉粉加工技術以直接消費為目標[22-24,27,37-41]，而全果香蕉醬及全果香蕉粉加工技術的研究將使香蕉的加工以香蕉半成品原料的保藏性加工為目標，并且會促進以香蕉醬為原料的香蕉深加工產品的技術研發(fā)，由于對原料季節(jié)性依賴程度的降低，對于保障香蕉深加工產品的市場供應將產生深遠的影響。

毫無疑問，全果香蕉醬及全果香蕉粉生產加工技術將給傳統(tǒng)香蕉產業(yè)帶來結構性的改變，是香蕉的保藏性加工成為聯結整個產業(yè)鏈的關鍵節(jié)點，可以從根本上解決長期以來豐收季節(jié)賣蕉難的困擾，有效延長香蕉產業(yè)鏈，調節(jié)平衡香蕉原料供應的季節(jié)性，促進香蕉產業(yè)的健康穩(wěn)定發(fā)展。

此外，香蕉果酒釀造技術也是具有潛力的緩解鮮香蕉貯藏難的加工技術，一旦真正實現突破，不僅能緩解香蕉貯藏難的問題，還能通過以果代糧發(fā)酵，生產優(yōu)質香蕉酒，解決糧食供給保障問題。

5.2 引導和促進產業(yè)鏈的完整和均衡

為了香蕉產業(yè)的健康發(fā)展，需要引導和促進整個產業(yè)鏈向完整和均衡的方向發(fā)展，以促使各類資源在整個產業(yè)鏈上有效分配。

目前由于香蕉的貯藏性加工環(huán)節(jié)缺失，缺乏香蕉的耐貯性產品，使得香蕉產業(yè)鏈上資源分配紊亂，表現之一是無序種植，在不了解市場的情況下，盲目擴大香蕉種植，導致香蕉的表觀過剩。因此，需要采取以下措施，促進完整香蕉產業(yè)鏈的建設，并引導和促進香蕉產業(yè)鏈均衡發(fā)展，促進香蕉產業(yè)的可持續(xù)健康發(fā)展。

(1)及時提供市場需求信息，適度調整種植規(guī)模提高正確的投入產出比，提高香蕉種植效率。從源頭上減少無效投入。培育和種植成熟季節(jié)有所差異的香蕉品種，從季節(jié)上拉開香蕉上市的時間，延長香蕉供應時間；同時培育適合加工的新產品的培育和種植，從源頭上實現香蕉的鮮銷和加工的分流，引導和促進加工企業(yè)成長。

(2)引導市場解決耐貯性香蕉產品的關鍵加工技術，促進耐貯性產品加工企業(yè)的成長，建立完整的香蕉產業(yè)鏈，并引導和促進適應于市場的消費產品開發(fā)和生產，例如香蕉面包涂抹醬、香蕉冷飲、香蕉酸奶、香蕉餅干糕點、香蕉糕點芯料、各類香蕉酒、低糖香蕉特效食品等。

(3)開發(fā)香蕉收獲機械尤其是輕機械，引導和促進加工生產線上香蕉果皮脫除機械設備的研究開發(fā)，促進香蕉全機械化生產線的建設，提高加工效率，降低加工成本，促進加工產業(yè)健康發(fā)展。

(4)引導和促進香蕉低溫氣調庫、通風貯藏庫的建設，提高香蕉鮮果存貯能力，延長香蕉供應時間。