湖北省水生蔬菜保鮮加工技術及產業(yè)化發(fā)展概況

嚴守雷　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及產業(yè)化發(fā)展概況

嚴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，武漢市蔬菜科學研究所副所長兼水生蔬菜研究室主任，推廣研究員，享受國務院政府特殊津貼，水生蔬菜行業(yè)計劃及“十二五”國家科技支撐計劃首席專家，主持國家及省、市重大科研項目多項，《植物遺傳資源學報》、《長江蔬菜》編委。長期從事水生蔬菜種質資源及育種研究，在水生蔬菜種質資源保護及創(chuàng)新、新品種選育、微型種苗繁殖技術研究與應用等方面有創(chuàng)造性貢獻，有力推動了我國水生蔬菜學科建設及產業(yè)發(fā)展。發(fā)表論文、論著100余篇（部），制定農業(yè)行業(yè)標準9部，取得國家發(fā)明專利3項，獲國家科技進步獎二等獎、第四屆全國杰出專業(yè)技術人才獎等。

嚴守雷，華中農業(yè)大學食品科學技術學院，430070，電話：027-87282111

李潔，楊宏，胡筱波，華中農業(yè)大學食品科學技術學院

王清章，武昌工學院食品學院

黃新芳，柯衛(wèi)東，劉義滿，武漢市蔬菜科學研究所

我國是世界最大水生蔬菜生產國，栽培面積733 700 hm2，產值超過500億元，主要分布在長江流域、珠江流域和黃河流域，而長江流域是水生蔬菜的主產區(qū)。水生蔬菜營養(yǎng)豐富，具有多種保健功能，深受我國和世界各國人民的喜愛，是具有市場競爭力的重要出口創(chuàng)匯農產品之一。

水生蔬菜保鮮加工作為水生蔬菜產業(yè)鏈中重要的一環(huán)，對加速水生蔬菜產業(yè)的提檔升級、增加水生蔬菜的效益、促進水生蔬菜產業(yè)的發(fā)展具有重要的作用。湖北省作為我國水生蔬菜產業(yè)發(fā)展大省，水生蔬菜保鮮加工研究和產業(yè)發(fā)展也走在前列。湖北省從“九五”到“十二五”期間，國家和地方先后對特色水生蔬菜研究開發(fā)進行了立項。項目緊緊圍繞湖北省水生蔬菜產后減損和精深加工增值工程技術研究與開發(fā)及產業(yè)化發(fā)展滯后的現(xiàn)狀，通過對保鮮劑的開發(fā)，綠色保鮮技術集成、精深加工先進技術集成與高品質產品研發(fā)，實現(xiàn)水生蔬菜綠色安全貯運、水生蔬菜加工產品多元化和傳統(tǒng)制品生產現(xiàn)代化、水生蔬菜聯(lián)產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程中制約產業(yè)發(fā)展的部分技術難題，團結和培養(yǎng)了一批從事水生蔬菜保鮮加工技術研究的科研單位和技術人員，主要包括華中農業(yè)大學、湖北省農業(yè)科學院、武漢大學、湖北工業(yè)大學、武漢輕工業(yè)大學等。同時，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、湖北強農食品有限公司、湖北農鑫農產品科技發(fā)展專業(yè)合作社等，實現(xiàn)了湖北水生蔬菜保鮮加工技術、人才和產業(yè)的快速發(fā)展。

?基礎研究進展

?蓮藕、藕帶多酚氧化酶特性研究。分離獲得蓮藕多酚氧化酶，并對其特性進行分析，利用計算機模擬技術篩選出最佳酶抑制劑（L-抗壞血酸-2-三聚磷酸酯)。采用現(xiàn)代分離技術提取并純化藕帶多酚氧化酶，對其酶學性質、化學修飾和結構作了初步研究；對藕帶的保鮮進行了試驗，利用計算模擬技術分析（3D-QSAR)作用機理和作用靶向位點。

?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、脆質地形成機理研究。從淀粉和細胞壁果膠角度研究蓮藕粉、脆質地形成機理。選用具有代表性的粉藕、脆藕為對象,研究了其感官和淀粉含量的差異,并進一步對影響其質地的淀粉進行了形態(tài)學和流變學研究；研究了加熱處理對其感官、成分及細胞結構等方面的影響。另外，還研究了蓮藕不同采收期淀粉的變化規(guī)律,并進一步對12月采收的老熟蓮藕的淀粉顯微結構和糊化、凝膠差異進行了深層次的比較研究。結果表明：果膠組成差異是蓮藕粉、脆質地形成的基礎，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荷葉飲料增香作用研究。

首次對蓮籽中β-葡萄糖苷酶的提取、酶活性分析條件以及分離純化、酶學性質做了初步研究，并嘗試將蓮籽β-葡萄糖苷酶應用于荷葉飲料中，結合頂空固相微萃取法（HS-SPME)和氣相-質譜聯(lián)用儀（GC-MS)，對荷葉飲料的香氣成分及蓮籽β-葡萄糖苷酶對其增香效果進行了研究。經過酶處理過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含量變?yōu)?7.18%、16.54%、8.82%。此外，酶處理對香氣中酯類物質含量影響很大，經過酶處理后其在總香氣中的相對含量由3.21%上升至7.64%。由于這些香味物質的增加，經過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，將其應用于油脂中，研究其對不飽和脂肪酸、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，利用動物和細胞模型研究了其抗衰老、調節(jié)血脂等活性。其作用機理可能與蓮原花青素清除自由基活性有關。

?蓮藕淀粉特性研究。以蓮藕淀粉為原料，采用X-射線衍射儀、動態(tài)流變儀、旋轉粘度儀、差示掃描量熱儀、凝膠過濾色譜及掃描電子顯微鏡等方法，對蓮藕淀粉及其級分的顆粒特性、糊化和老化特性進行系統(tǒng)研究，并探討了蓮藕淀粉的糊化和老化機理。并以不同生長期蓮藕淀粉為原料，采用現(xiàn)代分析方法，對蓮藕淀粉的結構和性質進行系統(tǒng)研究，并對顆粒特性、精細結構、物化特性及消化性進行相關性分析。利用核磁共振技術研究了水分子運動性對蓮藕淀粉的影響。蓮藕淀粉老化的本質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，微弱重結晶促進了淀粉的老化。

?菱角淀粉特性研究。以菱角淀粉為原料，采用動態(tài)流變儀、快速粘度測定儀、差示掃描量熱儀、掃描電子顯微鏡等方法，對菱角淀粉的顆粒性質、流變性質研究以及糊化和老化特性進行系統(tǒng)研究，并進一步探討了菱角淀粉粉絲的加工工藝參數(shù)。研究表明，凍結溫度是影響粉絲品質的最關鍵因素。

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

?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，可以抑制導致蓮藕腐爛的霉菌。

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

?加工藕帶風味調控和固化調理技術研究。采用包裝后入味和風味固化包埋技術實現(xiàn)風味的延香化，結合脫氧和隔光、柵欄技術殺菌、交聯(lián)增脆等手段，保持了藕帶的白、脆。

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

?空氣放電對蓮藕采后腐敗菌抑制機理研究。通過形態(tài)學和分子生物學，對蓮藕采后腐敗菌進行了鑒定，確認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三線鐮刀菌進行抑菌處理，通過細胞水平、分子水平、呼吸代謝等方面系統(tǒng)研究空氣放電對蓮藕采后腐敗菌的影響，結果表明空氣放電生成氣能夠有效抑制三線鐮刀菌生長代謝，并揭示空氣放電對三線鐮刀菌的抑制機理。

?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，經過超微粉碎后的粉末，白度增加，整體色澤變淺，具有良好的感官性能。同時，藕節(jié)膳食纖維的理化性質得到改善，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，對改性后藕節(jié)粉中IDF、SDF、TDF進行提取。通過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進行小鼠動物試驗，研究其對營養(yǎng)性肥胖小鼠預防肥胖及減肥功能。綜合評定改性藕節(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60天以上，藕帶保鮮期達30天以上，并達到超市和出口要求。切分藕（鮮切藕)保鮮期達14天，適合于超市銷售；青鮮蓮籽保鮮期達到2月以上。

加工技術研發(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都取得突破，并應用于生產，取得直接經濟效益達50億元。

?產業(yè)化發(fā)展

年來水生蔬菜新型產品不斷涌現(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進入市場，取得了巨大經濟效益，僅藕帶加工一項，產值超過40億元，100余家生產企業(yè)，形成了“公司+基地+農戶”水生蔬菜產業(yè)化新模式，促進了產業(yè)鏈科學發(fā)展。

湖北省水生蔬菜保鮮加工業(yè)十分重視品牌建設，注冊了“蓮花湖”、“洪湖農家”和“沔洪”等系列商標及“巴河蓮藕”、“團風荸薺”和“洪湖藕帶”等系列地理標志產品商標。這些商標的運用，提高了湖北水生蔬菜加工產品的知名度，促進了湖北水生蔬菜加工產業(yè)發(fā)展。

?思考與建議

?技術開發(fā)進展

保鮮技術開發(fā)取得重要進展。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-烯酸復合物。以傳統(tǒng)化學保鮮劑為基礎，復配保鮮劑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合物。微氣體環(huán)境調控保鮮技術得到應用。應用新型保

產業(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，突出特色，以技術為先導，實現(xiàn)技術、人才、管理和市場的有機科學融合，達到水生蔬菜加工工業(yè)化、規(guī)模化和現(xiàn)代化，確保水生蔬菜加工產業(yè)在市場經濟中立足。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)全國市場總量的80%左右。另外藕粉、藕片占據(jù)一定的市場。由于湖北蓮藕質地原因，加工的藕片質量低于江蘇寶應藕片，但其產量與江蘇持平，約30萬t。隨著技術發(fā)展，湖北蓮藕加工業(yè)充分發(fā)揮其區(qū)域優(yōu)勢。湖北也是蓮籽生產大省，蓮籽產量占全國60%以上，約5萬t。但是湖北蓮籽加工企業(yè)凝聚力不強，蓮籽加工起步慢，產業(yè)分工不夠細致，蓮籽加工銷售主要在湖南。藕粉作為傳統(tǒng)蓮藕制品，其消費群體一直較為穩(wěn)定，目前全國藕粉產量在3 600 t，60%產量來自湖北，目前藕粉產品多為初級產品，產品單一，深加工產品缺乏。隨著經濟發(fā)展和人民消費水平提高，近

經過近10多年的科技投入和產業(yè)化發(fā)展，湖北省水生蔬菜保鮮加工技術有了顯著進步，水生蔬菜保鮮加工理論基礎初步得到發(fā)展，保鮮加工技術已在生產中發(fā)揮作用，極大促進了產業(yè)發(fā)展。特別是湖北省的泡藕帶經過近5年發(fā)展，形成了年產值過40億元的大產業(yè)，并促進了湖北省蓮藕產業(yè)的進一步發(fā)展，成為科技促進產業(yè)發(fā)展的典型案例。當然，一些新型保鮮加工技術如青鮮蓮籽、荷塘三寶、水煮藕片和蓮籽汁飲料等保鮮加工技術還有待與企業(yè)對接。如何實現(xiàn)湖北水生蔬菜由種植大省向加工產業(yè)化大省轉變，還有許多事情要做。另外新產品開發(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、研究并結合現(xiàn)代科技使其發(fā)揚光大。

收稿日期：2016-01-10

基金項目：中央高校建設項目（2662015PY155）；“十二五”國家科技支撐計劃（2012BAD27B03）

DOI:10.3865/j.issn.1001-3547.2016.04.011