食用檳榔加工工藝及其化學與微生物污染研究進展

鄧建陽 - 李 浩 蔣雪薇 - 姚 力 許延濤 - 盧克強 -

(1. 長沙理工大學化學與生物工程學院，湖南 長沙 410114；2. 湖南皇爺食品有限公司，湖南 湘潭 411207)

檳榔果(Arecanut)，又名檳門、突門、洗瘴丹、菁仔等，為檳榔樹成熟的果實[1]。在中國，檳榔主要產自海南、臺灣及云南等省份。其中，海南產量占大陸地區總產量的99%，且種植面積及產量還在不斷地擴大，檳榔種植已成為海南僅次于橡膠的第二大經濟作物[2-4]。隨著檳榔銷售市場的不斷擴大，湖南食用檳榔加工的市場需求量也在不斷地加大，行業產值從2011年的85億元(人民幣)增長到2015年的200億元(人民幣)，年平均增長率超過27%[5]。據統計[6]，截止到2015年，湖南從事檳榔加工的規模企業超過50家(不包括海南的檳榔烘干企業)，年產量超過2.0×105t。隨著檳榔消費市場的擴大及企業生產力的加強，這些數值還將不斷地擴大。可以說，檳榔加工已經成為海南省種植業及湖南食品深加工行業不可或缺的一部分[7]。然而，在行業蓬勃發展的同時，食用檳榔所存在的食品安全問題也越來越受到消費者的關注，許多專家學者也開始對食用檳榔安全風險及其管控開展了研究。

1 食用檳榔的生產加工及消費現狀

海南、臺灣等檳榔種植地，通常是將檳榔鮮果切開，配上荖葉及熟石灰后直接放入口中嚼食的。檳榔含有的檳榔紅色素會使嚼食者口中產生紅色汁液，而檳榔特有的檳榔堿會使嚼食者面色腮紅，心跳加速[8-9]。鮮食檳榔不僅充分保存了檳榔的有益成分，而且還能降低檳榔纖維變硬對口腔的危害。海南檳榔一般采摘于8月至次年1月，受季節性限制，用于鮮食的檳榔占檳榔總產量較少，而超過95%的檳榔鮮果則在初加工制成檳榔干果后銷往湖南省，再由湖南的檳榔加工企業進行進一步加工成為食用檳榔。

1.1 食用檳榔的加工工藝

中國的食用檳榔一般是指以檳榔干果(又稱檳榔原籽)為主要原料，通過甜味劑及香味劑發制后制成的檳榔食品。市售食用檳榔根據廠家不同，加工工藝及配方會有所區別，但主要工藝大同小異，檳榔加工工藝一般為：檳榔原籽→煮籽→發制→烤籽→悶香→壓籽→上膠→切籽→去核→點鹵→晾片→包裝→入庫[10-11]。

1.1.1 檳榔原籽加工 傳統的檳榔原籽加工方式是采用橡膠木將殺青后的檳榔鮮果熏干，即檳榔鮮果采摘后，沸水煮制30～50 min，稍微瀝干明水后放置于土灶上，以發煙燃燒的濕橡膠木對檳榔果進行烘烤。由于用此方法制出的檳榔原籽，其表皮附著大量的熏煙顆粒而發黑，故又稱煙果或者黑果檳榔，煙果檳榔往往帶有特殊的煙熏香味及口感。由于土灶直接熏烤所產生的大量煙霧嚴重影響空氣質量，同時煙熏所產生的某些副產物對人體健康不利，海南政府開始以補貼的方式鼓勵檳榔加工作坊用電爐及蒸汽爐取代土灶對檳榔鮮果進行干燥加工，新工藝生產出來的檳榔原籽由于背皮呈青色或者棕色，又被稱為青果或者白果[12-13]。隨著國家環保意識的不斷加強，青果原籽加工規模也逐漸增大；煙果檳榔原籽則在采用冷煙熏工藝之后，大幅降低了環保壓力及健康風險[14]。

1.1.2 煮籽 檳榔原籽水分含量較低，在進行發制及悶香前，需對其進行清洗、復水、殺菌，在工藝上被稱為煮籽。煮籽一般采用常壓煮沸20 min左右，煮籽過程中加入適量的蘇打，有利于檳榔功效成分檳榔堿及檳榔次堿的釋放；此工序也是檳榔加工過程中唯一的高溫處理工序，有利于殺死檳榔原籽中的微生物及纖維軟化。提高煮籽的溫度有利于殺菌，但會帶來檳榔原籽切口變色而影響感官品質，因此，優化合適的煮籽工藝對后續工藝及成品具有重要的意義。李智等[15]采用高溫干蒸技術對檳榔原籽進行復水，試驗結果表明：110 ℃、0.05 MPa的條件下處理15 min，在殺滅原籽內生菌的同時有利于檳榔纖維的軟化，原籽切口無明顯變色。

1.1.3 發制、烤籽及悶香 發制與悶香是檳榔加工中入味及定香的工序，一般在密閉的罐內進行。發制是將檳榔加工配料溶解后加入檳榔中，50～70 ℃條件下，利用壓縮空氣加壓到0.2～0.5 MPa提升發制效果，發制周期一般為2～7 d。發制后檳榔含水量達到45%左右，需要經過烤籽將水分降低，以利于后續加工操作，烤籽一般采用蒸汽熱風烘烤方式進行。烤籽后進行悶香操作，悶香周期一般在數小時到3 d，主要是為了提高檳榔成品的表香及入口爆發力。發制及悶香周期過長會降低設備利用率，同時促進微生物增殖，不利于成品檳榔的保質。因此，在不影響檳榔風味的前提下，圍繞縮短發制及悶香時間，真空滲透發制技術、連續發制悶香技術、發制悶香裝備的改進等成為研究熱點[16-17]。

1.1.4 壓籽及上膠 壓籽即利用壓籽機將檳榔從卵形壓扁；上膠業內也稱為打表、上表等，是在檳榔表面包裹一層明膠膜以增加檳榔的亮度，這2個工序均為提高檳榔外觀品質的工序。

1.1.5 切籽、去核及點鹵 上膠后的檳榔，需要運輸到高潔凈區進行后續操作，即先將檳榔切成2片，再挑出其中的檳榔核，最后在檳榔殼中間點入適量的特制鹵水。這3個工序目前存在人工操作與自動化操作2種生產形式，由于人員污染及人工成本的增大，檳榔自動切籽及自動點鹵的設備成為近年檳榔加工設備的研發重點，切籽機及點鹵機也逐步為檳榔企業所用，并不斷被改進[18-19]。

1.1.6 晾片及包裝 點鹵后的檳榔需在晾片房中晾曬使鹵水干燥并控制檳榔的整體水分。晾片完成后，食用檳榔加工過程便全部完成，最后進入包裝工序，經包裝后得到檳榔成品。

1.2 食用檳榔的消費現狀

根據檳榔原料及加工工序的不同，目前市場上主流的檳榔食品可以分為煙果、青果煙制及青果三大類型。其中，煙果和青果煙制檳榔分別以煙果和青果原籽為原料，依照傳統的加工工藝制成，其特點是工序多，加工工藝復雜，成品勁道足、色香味形的要求較高；而青果檳榔則采用先切片去核后悶香的工藝，且一般在檳榔內腔中加入葡萄干等中和檳榔的口味。3種類型檳榔的主要差異性見表1。

表1 3種檳榔的主要差異性Table 1 Differences among three types of edible arecanut

由于歷史原因，湖南的長株潭地區，基本上都是以食用煙果檳榔為主，而在除了上述幾個重點市場外的其他地方青果檳榔都有一定的市場占有率，湖南省以外的省份則基本只有青果檳榔銷售。青果煙制檳榔因其兼顧勁道和適口且制原籽過后比較環保，目前在湖南省內市場份額越來越大，其銷售收入已經超過煙果，成為市場上最大類別的產品，而且在湖南以外的地區也逐漸開始推廣。煙果及青果煙制檳榔一般采用透明自封袋為內袋，如果出現微生物污染尤其是霉菌污染，消費者可以很直觀地從外觀上看出；而青果檳榔采用獨立抽真空包裝，較少出現霉菌污染，有時會因為產氣細菌污染而出現脹包。

2 食用檳榔加工過程中的化學污染

隨著檳榔市場的不斷擴大，在湖南也涌現出了一大批檳榔加工企業，其中有許多產值過億的現代化加工企業，也還存在大量類作坊式企業，技術水平參差不齊，主要體現在原料、半成品及成品的檢測技術跟不上，生產過程微生物污染防控不利等方面，這些都給檳榔加工的管理，特別是檳榔加工中添加劑的管理帶來困難，個別企業甚至將非法添加、超量添加等手段用于檳榔加工，嚴重影響了檳榔行業的健康發展，同時帶來諸多食用檳榔化學污染問題。

2.1 氟超標

長期過量攝入氟會導致人體牙齒、骨骼等硬組織因慢性中毒而改變，臨床上最常出現的為氟斑牙和氟骨癥。根據2002～2007年對湖南市售的檳榔抽樣檢測發現，存在部分樣品出現氟含量超標。分析食用檳榔中氟可能來自于三個方面：① 檳榔生長土壤中的氟含量偏高導致檳榔原籽中的氟含量較高；② 鮮果干燥過程中煙煤熏烤導致檳榔原籽受到二次氟污染；③ 檳榔點鹵所用的鹵水主要成分是石灰，而不合格的石灰原料中會含有大量的氟從而導致成品檳榔氟超標[20]。因此，保證檳榔種植地水土安全、改變鮮果干燥工序及改進鹵水配方和工藝可以有效控制成品檳榔氟含量，建立并提升檳榔原籽、半成品及成品的各項檢測技術也是解決這類化學污染的重要手段。

2.2 非法添加問題

GB 2760—2014 及DB43/ 132—2004兩個標準對檳榔能使用的添加劑、使用方式及能使用的最大劑量進行了明確地規定。然而，在實際檳榔市場上，一些不良企業為了延長檳榔保藏期、提升檳榔的口感及降低產品配方成本等因素，會非法添加一些在檳榔食品中未經許可使用的物質，嚴重危害消費者的健康和生命安全，引起消費者的恐慌，最終嚴重影響了檳榔行業的健康發展。針對此類問題，一方面檳榔企業和協會要進行行業誠信道德體系建設，提高從業人員道德操守，另一方面監管部門要加大監管力度及提高違法犯罪成本，加大對這種違法犯罪行為的打擊力度。

2.3 添加劑超標

未經加工的檳榔原籽風味較為單薄，成品食用檳榔的口味、勁道、爆發力等風味主要來自檳榔加工過程中各種食品添加劑對原籽自身所含功效物質的釋放及提味增香，常用的有甜味劑、食用香精及食用氫氧化鈣等；同時，為了提高食用檳榔的貨架期，也會添加適量的食品防腐劑。適量的添加劑能改善檳榔食品的口味，提高食品品質，但添加劑的超量使用往往會給健康帶來不利影響，如適量甜蜜素可以增加食品甜感，攝入過量就會導致人體的肝臟及神經系統的損傷。在檳榔行業發展初期，一些不良企業為了提高檳榔保質期，出現超標使用防腐劑的現象。曹朝暉等[21]在2002年對市售檳榔檢測發現防腐劑山梨酸鉀合格率僅92.31%。2004年，湖南省質量監督局聯合檳榔行業協會頒布了DB43/ 132—2004《湖南省食用檳榔地方標準》，為企業添加劑使用提供了標準。但是，在實際使用中，商家有時為了提高檳榔口感和降低成本，會超量使用甜蜜素等甜味劑。2009年，湖南省工商局對市售流通領域商品監測結果顯示20種市售檳榔存在甜蜜素或糖精鈉超標；2013年12月，長沙市食安監管部門對市售檳榔檢測發現9種市售檳榔出現甜蜜素含量超標(≤8 g/kg，GB 2760—2014)，達到8.8～12.0 g/kg[22]。

3 微生物污染問題及防控技術

隨著國家法律法規的不斷完善、監管部門執法力度的不斷加強，以及檳榔企業食品安全意識的不斷提高，食用檳榔的化學污染目前已得到了有效控制。由于檳榔加工流程長、環境及人員控制難度大、煮籽工序后為保證檳榔風味無法采用熱加工工藝等原因，檳榔半成品及成品的微生物污染成為檳榔加工過程中亟待解決的主要問題，因微生物超標或長霉導致的成品檳榔召回成為近年來的檳榔企業質量管理的重點方向。

3.1 檳榔加工過程中微生物污染的來源

成品檳榔的微生物污染主要來源于加工原料及加工過程。檳榔籽為檳榔樹的成熟果實，在其開花及成果期易受到植物病原菌的污染，霉菌的孢子及細菌的芽胞進入鮮果內，成為檳榔內生菌，在檳榔鮮果干燥后依舊存活下來，成為檳榔原籽微生物污染的來源[23]。銀波等[24]對檳榔原料干果進行微生物菌群結構分析，發現霉菌為主要污染菌群。食用檳榔全部加工過程物料均為固體，其連續程度較差，加之開放程度較高，所以整個加工過程易造成檳榔內生菌的增殖、環境及人員帶來的微生物污染及增殖，從而引起成品檳榔微生物超標。王友水等[25]對檳榔企業加工現場進行檢測的結果便證明了，在檳榔加工的每個環節都有可能存在一定程度的微生物污染，尤其在后期的人工環節。

3.2 檳榔加工過程中的微生物污染情況

檳榔加工工序中僅前段工序的煮籽為熱殺菌，之后的所有工序都要靠控制環境及人員污染來控制微生物數量，因此，檳榔加工屬于易污染微生物的過程。吳桂嬌等[26]檢測發現，湖南株洲10個市售品牌檳榔均存在微生物污染；鄧崢華等[27]對市售食用檳榔微生物污染情況檢測結果顯示，441份樣品總合格率為89.8%，其中不合格以菌落總數超標(5.4%)及霉菌超標(5.0%)為主，且定型包裝產品合格率高于散裝產品；而在2016年2月湖南省食藥監局的檢測中發現，多批次檳榔食品菌落總數超標[28]。文大綴等[29]對檳榔污染菌菌群結構進行分析，其中霉菌為主要的污染菌。盡管隨著企業技術的進步及管理的規范化，食用檳榔微生物指標合格率越來越高，但微生物污染尤其是真菌污染仍是食用檳榔質量安全最主要的問題。

3.3 食用檳榔微生物污染防控技術的研究

長時間的高熱會導致檳榔殼纖維變硬及顏色加深，影響檳榔整體的色澤和口感，因此，傳統熱殺菌及基于熱殺菌原理的殺菌技術對檳榔加工過程特別是成品并不適用，非熱加工技術則成為檳榔加工過程中控制微生物污染的首選，國內許多學者對其在檳榔加工領域的應用開展了研究。張姣姣等[30]將檳榔鮮果先10 ℃預冷凍12 h，然后用1 μL/L的1-甲基環丙烯(1-MCP )處理12 h，再經過噻苯咪唑(TBZ)處理、熱處理及紫外線處理，研究發現，3種處理方式均對檳榔鮮果保鮮有較好的作用，其中TBZ和熱處理對減少檳榔有益物質的消耗有較好的效果。低溫能有效降低檳榔籽中的酶活及微生物的繁殖速度，但是長時間的低溫處理則會導致檳榔出現表皮長斑、果核褐變及木質化加重等冷害現象[31]。李喜宏等[32]分別利用不同濃度的茉莉酸甲酯對檳榔鮮果進行熏蒸處理后放置于11 ℃貯藏，研究茉莉酸甲酯對檳榔冷害的影響，結果表明，茉莉酸甲酯能有效抑制檳榔鮮果表皮冷害癥及果核褐變，且100 μmol/L效果優于10 μmol/L處理。除了物理化學處理手段，其它如氣調處理也能有效地保持檳榔貯藏期間的品質[33]。杜道林等[34]利用頻率2 450 MHz、功率650 W的微波處理食用檳榔50 s，細菌總數檢測結果<10 CFU/g，而處理40 s后，在20～35 ℃的條件下可以貯藏90 d。徐遠芳等[35]報道了輻照處理食用檳榔，當輻照劑量為6.0 kGy時，食用檳榔的菌落總數<10 CFU/g，當輻照劑量達到8.0 kGy時，食用檳榔中未檢出微生物；食用檳榔經6.0～8.0 kGy輻照處理后，20～35 ℃保存3個月后含菌量仍然在可接受的范圍。

4 總結與展望

綜上所述，食用檳榔的加工是在手工制作檳榔的基礎上發展起來的，因其工業化時間短，生產周期較為冗長，且機械化及自動化程度較低，導致檳榔加工過程中存在較多的質量安全風險。GB 2760—2014規定，能在檳榔中合乎標準使用的防腐劑僅為3種，加之檳榔整個加工工序中并沒有一種行之有效且不影響風味的殺菌工藝，因此，微生物污染成為檳榔加工中主要的質量安全風險。生產條件差、技術能力不足的企業在微生物污染風險得不到有效控制時，往往采用一些違規的手段延長成品的貨架期，這不僅危害了消費者的食用安全，也給檳榔行業的健康發展帶來巨大的風險。為了規避上述風險，檳榔行業未來的技術發展主要有以下幾個方向：

(1) 食用檳榔的生產消費尚屬于地方性產品，由于其安全性問題存在爭議，還沒有納入食品范疇，其管理模式參照食品相關標準進行。因此，目前針對食用檳榔加工，尤其是食用檳榔質量安全防控的相關研究剛剛起步，參與研究的學者不多。建議由海南或湖南政府相關部門以及檳榔生產龍頭企業牽頭，加大科研資金投入，邀請更多相關專業學者參與研究，進行更為全面深入的探討，為生產更安全、健康的食用檳榔提供生產及安全防控理論依據。

(2) 進一步優化檳榔加工工藝，提高加工的自動化程度。特別是在切籽、去核、點鹵及包裝等后期工序采用自動化裝備代替人工操作；對食用檳榔加工過程中的微生物污染關鍵環節，如運輸、貯藏及悶香、點鹵等，進行污染控制、工藝革新及設備自動化改造，有利于降低人員及環境帶來的微生物污染風險、縮短加工周期、提高勞動生產率。

(3) 對檳榔加工過程中的危害因子進行來源分析和風險點控制，從源頭保證檳榔食品的安全，筆者研究團隊已經對檳榔加工過程中污染微生物進行了群落結構分析，初步摸清了檳榔加工過程中主要的微生物污染及來源，為其防控技術的研究提供依據。

(4) 積極開展非熱加工技術在檳榔加工領域的應用研究，利用多種非熱加工技術集成解決檳榔加工各工序的污染問題。檳榔這一湖南地方特色食品，其獨特的加工工藝使得食品加工領域的新技術在其加工過程中應用存在難點，相信隨著這些技術的落地使用，食用檳榔的安全風險將不斷降低，檳榔行業將實現健康、長久的發展。

[1] 黃麗云, 劉立云, 李艷, 等. 海南主栽檳榔品種鮮果性狀評價[J]. 熱帶作物學報, 2014, 35(2): 313-316.

[2] 鄧秀成. 海南檳榔產業格局的成因分析及對策[J]. 熱帶農業科學, 2008, 28(3): 47-50.

[3] 胡軍, 陳明, 李路吉, 等. 海南檳榔種植及加工概況研究報告[C]//海南機械科技學術年會. 騰沖: [出版者不詳], 2015: 1.

[4] 王丹, 龐玉新, 胡璇, 等. 海南省檳榔種植業發展現狀及其動力分析[J]. 廣東農業科學, 2013, 40(15): 207-209.

[5] 湖南統計局. 湘潭市“十二五”規劃積極扶持檳榔行業發展[EB/OL]. (2012-04-28)[2017-04-03]. http://www.hntj.gov.cn/zhuanlan/new_industrialization/information/201204/t20120428_92886.htm.

[6] 黃慧德. 2015年檳榔產業發展報告及形勢預測[J]. 世界熱帶農業信息, 2017(1):31-39.

[7] 荊楚網-楚天金報. 檳榔企業巨頭推動全行業持續穩定發展[EB/OL]. (2014-11-10)[2017-01-14]. http:/hubei.com/ctjb/ctjbsgk/ctjb17/201411/t3093270.shtml.

[8] 陳鵬. 東南亞的荖葉、檳榔[J]. 世界民族, 1996(1): 66-69.

[9] 朱莉, 張海德. 檳榔加工的現狀及展望[J]. 農產品加工: 綜合刊, 2011(8): 68-69.

[10] 陳文學, 豆海港, 李從發, 等. 食用檳榔加工工藝研究[J]. 食品科技, 2007, 32(1): 57-59.

[11] 嚴聃, 李彥. 食用檳榔的加工工藝研究[J]. 食品與機械, 2003, 19(6): 34-35.

[12] 陳耕, 劉忠義. 食用青果檳榔加工工藝研究[J]. 食品科技, 2009(8): 80-83.

[13] 鐘起的. 海南瓊海將取締部分傳統檳榔加工點[J]. 世界熱帶農業信息, 2013(12): 9-10.

[14] 李冬霞. 肉制品的煙熏技術[J]. 肉類工業, 2006(7): 18-20.

[15] 李智, 徐歡歡, 鄧建陽, 等. 高溫干蒸工藝軟化檳榔及其滅菌效果研究[J]. 食品與機械, 2015, 31(4): 194-197.

[16] 謝龍蓮, 張慧堅, 方佳. 我國檳榔加工研究進展[J]. 廣東農業科學, 2011, 38(4): 96-98.

[17] 段維發. 檳榔真空發酵浸漬加工方法: 中國, 1554248A[P].2003-12-29.

[18] 石巖. 食用檳榔切籽機的結構設計[D]. 西安: 西安電子科技大學, 2014: 20-23.

[19] 周超倫. 檳榔切籽機的研究與設計[D]. 廣州: 廣東工業大學, 2015: 27-29.

[20] 王友水, 蔣小平, 劉亮, 等. 食用檳榔加工中氟污染及防治對策研究[J]. 實用預防醫學, 2007, 14(5): 1 485-1 486.

[21] 曹朝暉, 賀超帝, 王軍華, 等. 湖南省市場檳榔衛生質量抽檢結果分析[J]. 實用預防醫學, 2002, 9(6): 707.

[22] 鳳凰新聞網. “張新發”等9種食用檳榔被查出甜蜜素等超標[EB/OL].(2014-01-02)[2017-06-10]. http://hunan.ifeng.com/news/fghx/detail_2014_01/02/16745400.shtml.

[23] 康效寧, 吉建邦, 夏兵, 等. 檳榔果實貯藏期病害的初步鑒定[J]. 中國熱帶農業, 2011(6): 61-63.

[24] 銀波, 俞健, 盛燦梅, 等. 檳榔原料優勢霉菌分析及防霉劑的研制[J]. 食品與機械, 2008, 24(5): 24-28.

[25] 王友水, 蔣小平, 劉亮, 等. 食用檳榔加工污染控制對策研究[J]. 實用預防醫學, 2008, 15(6): 1 873-1 875.

[26] 吳桂嬌, 萬運松, 馮素娥. 口嚼檳榔的細菌學檢測報告[J]. 臨床口腔醫學雜志, 2003, 19(12): 715-716.

[27] 鄧崢華, 鄧春明, 李幫銳. 市售食用檳榔微生物污染狀況調查分析[J]. 海峽預防醫學雜志, 2015, 21(3): 66-67.

[28] 湖南食藥監. 21批次不合格5批次因菌落總數超標[EB/OL]. (2016-08-15)[2017-10-16]. http://www.cnfood.com/news/show-220873.html.

[29] 文大綴, 蔣雪薇, 盛燦梅, 等. 檳榔炮制階段優勢霉菌分析及其防霉劑的研制[J]. 食品與機械, 2008, 24(6): 36-40.

[30] 張姣姣, 郝曉磊, 李喜宏, 等. 不同保鮮處理對檳榔貯藏品質的影響[J]. 保鮮與加工, 2016(3): 16-20.

[31] 李雯, 邵遠志, 甘曉玲, 等. 檳榔果實貯藏保鮮方法初探[J]. 貴州科學, 2005, 23(S1): 69-72.

[32] 李喜宏, 張姣姣, 郝曉磊, 等. 茉莉酸甲酯對鮮食檳榔冷害調控研究[J]. 現代食品科技, 2016(12): 260-265.

[33] 李瑤瑤, 楊相政, 李善宏. 不同貯藏條件對檳榔品質的影響[J]. 中國果菜, 2014(2): 15-17.

[34] 杜道林, 甘炳春, 王有生, 等. 食用檳榔的微波滅菌研究[J]. 食品科技, 2005(7): 86-88.

[35] 徐遠芳, 鄧鋼橋, 彭玲, 等. 輻照對食用檳榔的殺菌效果及品質的影響[J]. 核農學報, 2014, 28(2): 240-244.