新型加工食品果蔬紙研究進展

鄧亞軍，譚 陽，馮敘橋*，楊 兵，周 紛，劉 丹，張駿龍，劉 歡

（渤海大學食品科學與工程學院，遼寧 錦州 121013）

新型加工食品果蔬紙研究進展

鄧亞軍，譚 陽，馮敘橋*，楊 兵，周 紛，劉 丹，張駿龍，劉 歡

（渤海大學食品科學與工程學院，遼寧 錦州 121013）

果蔬紙是一種新型的果蔬深加工產品，可作為休閑食品或可食性包裝材料。果蔬紙能保留基料果蔬原有的香味、色澤和各種營養成分，是一種能提高果蔬附加值的新型加工產品。本文從果蔬紙原料配方和關鍵加工工藝方面論述果蔬紙研究的進展，從感官品質、營養品質、貯藏品質、抗菌特性等方面論述果蔬紙品質的研究狀況，還就目前果蔬紙加工及品質研究中存在的問題（如新產品開發、紙質特性欠佳、制漿與護色關鍵工藝需要優化等）進行了分析，并提出了解決這些問題的建議，以期為果蔬紙的開發研究提供參考。

果蔬紙；現狀；加工工藝；品質

果蔬紙因其形狀和性質與紙片相似而得名，是一種由新鮮果蔬經深加工而成的休閑食品，顧名思義，也能用來做食品包裝材料。不同于其他果蔬脆片或干制蔬菜，果蔬紙質地薄軟，可以用手撕裂，也可折疊，入口咀嚼后可化[1]。果蔬紙能夠保留原有果蔬的風味、色澤，且水分含量低（6%～8%）[2]，與新鮮果蔬相比，具有保質期長、貯藏運輸方便等優點。近些年，果蔬紙食品和可食性包裝紙的開發研制及其相關研究一直是國內外食品研究的熱點，這對提高果蔬的綜合利用具有重要意義。果蔬紙除滿足包裝材料的保護性、單位集中性和便利性三大基本特性外，還可以通過復配來豐富其營養成分的種類和含量，從而能通過配方和生產工藝的改變來滿足特殊人群（如兒童、老年人、士兵等）的營養需求。

果蔬紙的加工，起始于利用大豆加工成可食性的包裝紙，后來類似紙片的新型休閑食品逐步被研發出來。果蔬紙最早由日本的一家小作坊在1959年開始研發，后經過技術上的不斷改進而制成，并成功在歐洲市場上獲得認可。我國最初研制果蔬紙始于20世紀90年代，隨著探究和研發的不斷深入，有公司于2001年開發出紙型蔬菜產品[3]，到2005年，蔬菜紙已經逐步開始產業化生產[4]。果蔬紙的出現，為果蔬的綜合利用發展提供了新的途徑和方向。目前，對果蔬紙的研究已經深入到包括加工工藝、質量品質、營養保健等多方面。本文綜述了果蔬紙在原料、關鍵工藝、品質和性能等方面的研究進展，并對其發展方向進行了展望，以期為果蔬紙的進一步研制和發展提供參考。

1 果蔬紙的原料

果蔬紙的制作主料十分豐富，可以是單一果蔬[5-13]，也可以是進行復配后的果蔬[14-15]（表1）。由于果蔬主料的水分含量一般都在90%以上，膠體物質含量低，干燥后不易成型，所以膠黏劑常作為主要輔料添加到加工原料中改良紙漿物理性能，從而加大黏度便于成型，同時膠黏劑的添加還對產品的光澤、潤滑適口度有所調節。為了提高果蔬紙作為食品包裝材料的彈性和延展性等特性，同時還使用增稠劑。常用的增稠劑包括羧甲基纖維素鈉（carboxymethyl cellulose-Na，CMC-Na）、海藻酸銨、果膠、可溶性淀粉、玉米淀粉和明膠等。增稠劑添加總質量分數一般在0.1%～5.0%，添加量過小會導致紙不易成型、易碎；添加量過大會導致紙韌性較大，口感不脆，添加時要結合不同果蔬基材及不同增稠劑的特點進行調整。例如，紫甘藍蔬菜紙增稠劑選擇0.5%大豆分離蛋白、0.5%卡拉膠、0.5%淀粉和0.6%果膠進行復配[16]，起到了保持蔬菜紙顏色鮮艷、成型效果較好的作用；而木耳果蔬紙增稠劑選擇0.3% CMC-Na、4%玉米淀粉、0.3%瓊脂復配[17]，能達到產品平整、易揭片、咀嚼時不黏牙的效果。此外，調整殼聚糖或植物纖維在果蔬紙漿中的比例也可改變果蔬紙包裝性能。資名揚等[18]研究了復合膜中殼聚糖與高直鏈淀粉的比例對復合膜力學性能的影響，發現隨著殼聚糖比例的增加，復合膜的斷裂伸長率逐漸增大，且在二者質量比為1∶1時達到最大，說明殼聚糖可用來改善果蔬復合膜延展性和柔韌性。此外，超聲波處理也有助于提高果蔬紙的紙質特性。姜燕等[19]發現，2%的大白菜漿料經120 W超聲波處理20 min后，大白菜纖維的細纖維化程度增高，纖維分子中的游離羥基數量增加，促進了纖維素與其他高分子的交聯，形成了較強的分子氫鍵，起到了為果蔬紙提供骨架支撐的作用。

表1 果蔬紙原料及功能特性Table 1 Raw materials and functional characteristics of fruit-vegetable film

2 果蔬紙制備關鍵工藝研究

由新鮮果蔬加工成果蔬紙主要經過破碎和成型干燥兩個過程。新鮮果蔬的含水量極高，對原料的破碎是通過物理作用（碾磨、剪切）將原有的形態破壞成液體漿狀，然后通過加熱等方式對漿液進行干燥，去除其水分得到水分含量極低的產品。果蔬紙的一般制作工藝包括原料預處理、均質、調配、成型干燥和成品包裝等過程。其中預處理包括原料清洗、切分以及護色漂燙等步驟，均質調配包括原料的打漿和添加輔料調節風味和質地等步驟。其中，護色、制漿均質、成型干燥是果蔬紙制作的關鍵所在。

2.1 護色

表2 果蔬紙制備中護色工藝方法及應用Table 2 Antibrowning methods and their application in the production of fruit-vegetable film

果蔬中色素種類豐富，在加工過程中大部分色素易引起果蔬的褐變，主要原因包括酶促褐變和非酶促褐變。深加工過程中的褐變不僅降低果蔬的價值，也顯著影響其產品品質，因此在果蔬紙加工過程中需要進行護色處理。護色處理是果蔬紙加工過程中的一項重要預處理工藝，目前常用的護色方法主要有物理方法、化學方法和物理化學結合法。護色除了能在一定程度上抑制果蔬紙的褐變，同時也影響果蔬紙中維生素[22]、葉綠素[23]的含量。由于果蔬之間各有差異，因此需要根據原料特性選擇合適的預處理方法。不同的物理和化學護色方法在不同果蔬中均能達到一定的護色效果，物理化學結合法在果蔬紙護色中應用較廣泛（表2）。

果蔬紙作為新型健康營養的休閑食品，顏色是相當重要的感官指標，同時也與其營養成分有關聯。目前關于果蔬紙色澤方面的研究報道都是針對于加工前期的護色處理，還沒有關于加工過程中使用色素等添加劑用于顏色的保持或改善的研究報道，這方面值得進一步研究。

2.2 制漿均質

果蔬紙制漿是將原材料中的膳食纖維打散，與其他輔料、添加劑混合均勻，從而得到易于成型、品質良好的紙漿。目前用于果蔬紙制漿的機械都是采用其他果蔬制品加工過程中使用的打漿機、膠體磨、均質機等，暫時沒有專用于果蔬紙生產的制漿設備，且對果蔬紙制漿的均質方法、均質程度、粒徑大小等的研究也甚少。宇春玲等[28]研究對比了PFI磨制漿法（造紙行業常用的制漿方法）和高速剪切均質法對蔬菜紙制漿的效果，結果表明PFI磨制漿法可以得到均質程度高、膳食纖維和固形物含量較高的蔬菜紙漿；而高速剪切均質機制漿則會造成蔬菜膳食纖維和固形物大量流失，不適宜產業化生產。果蔬漿均質完成后，需要對其進行脫氣，以便于成型干燥而得到品質優良的產品。真空脫氣法[17,23,29]和超聲波處理法[30]是2 種最常用的果蔬漿脫氣方法，分別利用真空泵與超聲波機對均質好的漿料進行脫氣，脫氣要求達到漿料基本無氣泡產生為止，脫氣后果蔬漿均質程度高，才利于果蔬紙的成型。

制漿均質是對果蔬紙成品品質（包括口感質地、營養品質、貯存運輸等）影響極大的操作工序之一，制漿的均質程度、粒徑大小等對果蔬紙的營養健康特性具有直接影響。目前，對于制漿均質的工藝參數和質量控制還研究得較少，在將來果蔬紙的開發研究中應得到足夠的重視。

2.3 成型干燥

果蔬紙的成型干燥工藝是影響其產品品質的另一重要因素。目前除了研究添加增塑劑對果蔬紙成型的影響之外，果蔬紙的成型方式也是研究重點之一。果蔬紙生產應用較多的成型方式有流延成型、滾筒成型和碾壓成型3 種（表3）。流延成型是最常用的成型方式[22-23,30]，該方法操作簡單，并且由于不需要機械設備而在實驗室研究時被普遍使用。滾筒成型[32]實現了成型與干燥同步，具有加工效率高、產品品質好等優點，這種方法減少了果蔬紙漿的營養成分損失，使得各個參數可調控，適用于產業化生產[32-34]。碾壓成型[7,35]是借鑒紫菜海苔類加工的成熟技術，可以減少或不需要添加黏結劑，得到的果蔬紙制品感官品質也較好。

表3 果蔬紙制備中成型干燥工藝方法及應用Table 3 Casting and drying methods and their application in the production of fruit-vegetable film

除了滾筒成型可以同步干燥外，果蔬紙通過其他方式成型后，均還需要進行干燥。目前常用的干燥方式有自然干燥、熱風干燥和微波干燥3 種（表3）。果蔬原料質地屬性不同，成型后的干燥方式也不盡相同，得到的果蔬紙性能也不同。制備胡蘿卜紙時，采用熱風干燥的方式得到的膜均勻性和完整率（97%）均高于真空干燥（77.2%）和微波干燥（34.1%）[29]。而比較烘箱干燥、微波干燥及減壓干燥3 種方式對復合果蔬紙漿的成型效果，發現微波干燥復合果蔬紙漿的加工時間只需4 min，較其他干燥方式縮短了幾十倍，且制備出的蔬菜紙口感酥脆，成型效果也最好[27]。

3 果蔬紙的品質及性能研究

隨著對果蔬紙研究的深入以及人們對食品營養、感官等各方面要求的提高，果蔬紙產品的營養品質、食用品質也成為果蔬紙研究的重點。果蔬紙成品的營養風味直接影響著果蔬紙食品市場的接受度和銷售。此外，果蔬紙的貯藏性能和抗菌性能也是評價其優劣的重要方面。

3.1 感官品質

果蔬紙的感官品質是其產品質量的重要組成部分之一。作為新型休閑食品，果蔬紙清脆可口、入口即化卻帶有嚼勁的質地是吸引消費者的關鍵因素。目前，對果蔬紙感官品質的研究主要集中在色澤、硬度、脆性、抗拉強度、斷裂伸長度、表面結構等方面。其中，在果蔬紙的結構方面，借助掃描電子顯微鏡（scanning electron microscope，SEM）、X射線衍射、差示掃描量熱（differential scanning calorimeter，DSC）法及傅里葉變換紅外（fourier transform infrared，FT-IR）光譜等材料學研究的先進方法和技術來研究其微觀結構；在加工技術方面，通過優化加工工藝[29,36-37]和原料配方[16,20,22]來制備色澤良好、黏彈性適度、表面平整光滑的果蔬紙。王曉璇等[13]通過改變南瓜紙漿各組分添加量確定南瓜紙的最佳工藝配方，發現南瓜質量分數為15%～25%，海藻酸鈉質量濃度為0.5～1.5 g/L，甘油體積分數為0.1%～0.2%時，南瓜紙的機械性能、阻水性、阻氧性和阻油性等各項性能最優。肖乃玉等[30]的研究表明用大豆蛋白、淀粉、羧甲基纖維素、山梨醇、水與南瓜進行復配（質量比為3∶2∶0.9∶4∶100∶100）可以制備拉伸強度值（1.433 MPa）和斷裂伸長率值（29.25%）均較高的果蔬紙，有效地提高了南瓜紙的紙張特性。

3.2 營養品質

果蔬紙含水量低、營養豐富，富含膳食纖維、多種維生素和礦物質，同時具有低糖、低脂、低鈉、低熱量等優點。果蔬紙的營養特性與其原料的種類密切相關，通過不同原料的復配可以生產出不同的果蔬紙。趙亞等[15]用白菜、芹菜、海帶（質量比為9∶5∶6）等多種蔬菜復合研制出營養品質高的蔬菜紙，吳慧昊等[38]以富硒白菜和菠菜（質量比為5∶1）為原料，制備出富硒高膳食纖維的蔬菜紙。朱莉莉[39]通過加入不同添加劑（魔芋膠、明膠、大豆蛋白等）加工出風味獨特的營養胡蘿卜羊棲菜紙片。另外，果蔬紙的可塑性很強，可以通過營養強化而作為特殊人群的食品，如肥胖者及糖尿病人專用的無糖蔬菜紙，兒童及老人專用的易消化、高營養蔬菜紙等[40]。但是，目前有關果蔬紙作為特殊膳食的研究報道甚少，值得廣泛研究。

3.3 貯藏性能

作為新型可食性包裝材料，良好的貯藏性能對果蔬紙的食用價值和包裝性能應用均至關重要。作為食品的果蔬紙，要能夠在常溫貯藏條件下保持質量和品質穩定性；作為包裝材料的果蔬紙，應具備在常溫條件下保持其穩定的紙質特性。在實際應用中，常常通過添加一些特殊成分來提高果蔬紙的貯藏性能[2,5,16]。研究表明，添加香芹酚和肉桂酸甲酯的草莓紙在貯藏過程中抗氧化能力明顯優于對照組，作為包裝材料，其阻氧性得到大幅度提高[5]。隋海濤等[16]發現添加卡拉膠能顯著提高紫甘藍蔬菜紙的斷裂伸長率，較大的伸長率可擴大其作為包裝材料的適用范圍。此外，護色作為果蔬紙加工的關鍵工藝對其貯藏性能至關重要[24-26]。丁怡等[2]對比研究蒸汽熱燙與沸水熱燙對甘藍漿的護色效果，發現前者不僅能改善甘藍紙的外觀品質，還能減少VC損失，有利于甘藍紙在貯藏期保持品質。

3.4 抗菌性能

果蔬紙具有較強的阻濕性和一定的阻氧性，因此能在一定程度上抑制微生物的生長繁殖。為了達到更好的包裝效果，也可以在果蔬紙中添加合適的抗菌物質來增強其抗菌性。果蔬紙的抗菌性取決于添加的抗菌物質種類，用不同的抗菌物質進行復合添加可以顯著提高其抗菌性。在蘋果紙中添加精油或精油混合物（質量分數為0.1%～0.5%）能提高對埃希氏大腸桿菌O157:H7的抗菌性，其中精油的抗菌能力從強到弱依次為香芹酚、牛至精油、檸檬草香油、肉桂醛、肉桂油[7,36]；Du Wenxian等[41-42]發現添加肉桂油等香油能顯著提升蘋果紙抵抗腸沙門氏菌和單增李斯特菌的能力。果蔬紙抗菌性能的提高，不僅有利于其自身貯藏，同時也能增強其作為包裝材料使用時對包裝食品的保護作用。

但是抗菌劑的添加使人們擔心其食用安全性，實際上果蔬紙中添加的抗菌物質多為常用的食品級抗菌劑，已有不少研究證明科學添加不會對果蔬的質量和安全性造成影響[7,36,41-43]。例如，納米二氧化鈦具有良好的穩定性，不溶于水、鹽酸、稀硫酸和有機溶劑，幾乎不與食品成分發生反應，人體攝取后未見大量的吸收和組織沉淀[44]，其應用的安全性有保證，添加質量分數0.15%～0.20%納米二氧化鈦不僅能顯著提高南瓜紙的抑菌性能，而且不會有任何食品安全問題[43]；海藻酸鈉能促進纖維和薄膜的形成，具有良好的生物降解性和相容性，在果蔬紙中適當添加，不僅能改善結構、提高質量、增加抗菌性，起到保鮮作用，而且食用安全[43]。

4 結 語

果蔬紙作為一種休閑食品，具有質地薄軟、可手撕、可折疊、入口咀嚼可化等特點[1]，使其具有其他食品不具備的“食用趣味性”，這種趣味性有可能使果蔬紙成為青少年喜愛的“時髦食品”。同時，利用果蔬紙膳食纖維、礦物質和維生素含量相對高的營養特性[14-15]，可以為平衡青少年營養，改變目前的高鹽、高脂肪、高糖膳食起到一定作用。因此，將來要通過不同種類水果蔬菜的復配來加強果蔬紙的新產品開發，進一步研發出種類多樣、風味獨特、口感良好、富含膳食纖維等營養成分的果蔬紙，以滿足不同消費者需求。

作為可食性包裝材料，除了營養成分和貯藏性外，果蔬紙的紙質特性也是評價其優劣的重要指標。雖然果蔬紙具有一定的阻氧性能和抗菌特性[7,36,41-43]，但就目前的研究現狀來看，要將果蔬紙作為包裝材料廣泛使用，其紙質特性還不能完全達到要求。尤其作為包裝材料，果蔬紙的耐折、透氣、透濕等性能欠佳問題需要進一步解決。提高果蔬紙作為包裝材料的紙質特性，是目前急需大力研究解決的重要方面。根據果蔬原料的特點，研究方向應該放在如何更好地利用果蔬原料中含有的纖維成分并通過纖維成分的結構優化形成更好的紙質特性上面，這樣不僅能提高果蔬紙的紙質特性，還能提高其作為提供膳食纖維的營養性。

果蔬紙既要滿足作為食品的營養要求，又要滿足作為包裝材料的紙質要求，關鍵加工工藝的研究一直是重點，針對制漿與護色方面的研究仍存在一些問題亟待解決。加工工藝的研究總是與加工設備密切相關的，目前在果蔬紙的研發中未見專用的制漿機械，在一定程度上阻礙了制漿均質工藝參數的優化及質量控制，影響著果蔬紙漿的均質方法、均質程度、粒徑大小等關鍵工藝。此外，如何控制果蔬紙加工過程中顏色的劣變，也是其生產的關鍵工藝。尋求果蔬紙加工過程中更有效的護色措施和手段、提高護色效果，也是果蔬紙研發中的一個重要方向，應得到食品科學工作者的足夠重視。

不論是作為一種營養豐富、口味獨特、運輸銷售方便的新型休閑食品，還是作為綠色環保包裝材料，果蔬紙都將是果蔬深加工、食品包裝及原料綜合利用發展的方向和熱點。相信在當今倡導食品營養健康和環保包裝的潮流下，果蔬紙食品的發展前景將十分廣闊。

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Progress in the Development of Fruit-Vegetable Film as a Novel Processed Food

DENG Yajun, TAN Yang, FENG Xuqiao*, YANG Bing, ZHOU Fen, LIU Dan, ZHANG Junlong, LIU Huan
(College of Food Science and Engineering, Bohai University, Jinzhou 121013, China)

Fruit-vegetable film, a novel processed food produced from fruits and vegetables, is used as either a snack food or as an edible packaging material. Fruit-vegetable film is an improved value-added product that can retain the original aroma, color and nutrition of the fresh raw materials. In this paper, we summarize recent progress in the formulation and key processing parameters of fruit-vegetable film, and review recent studies to evaluate the sensory quality, nutritional characteristics and antimicrobial properties of fruit-vegetable film. Furthermore, problems existing in the processing and quality evaluation of fruit-vegetable film are analyzed, such as new product development, undesirable properties for use as packaging materials, and the need for further optimization of the crucial parameters for pulping and browning control and various solutions to the problems are proposed with the purpose to provide useful references for the research and application of fruit-vegetable film.

fruit-vegetable film; present status; processing technology; quality

10.7506/spkx1002-6630-201721047

TS255.3

A

1002-6630（2017）21-0302-06

鄧亞軍, 譚陽, 馮敘橋, 等. 新型加工食品果蔬紙研究進展[J]. 食品科學, 2017, 38(21): 302-307.

10.7506/spkx1002-6630-201721047. http://www.spkx.net.cn

DENG Yajun, TAN Yang, FENG Xuqiao, et al. Progress in the development of fruit-vegetable film as a novel processed food[J]. Food Science, 2017, 38(21): 302-307. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-201721047.http://www.spkx.net.cn

2016-08-30

遼寧省科技廳農業攻關及成果產業化項目（2011205001）；渤海大學人才引進基金項目（BHU20120301）

鄧亞軍（1990—），女，碩士研究生，研究方向為農產品貯藏與加工工程。E-mail：dyj14434@163.com

*通信作者：馮敘橋（1961—），男，教授，博士，研究方向為農產品貯藏與加工工程。E-mail：feng_xq@hotmail.com