中国苹果产业协会副会长
济南果品研究院院长
吴茂玉
一、苹果产业概况及问题(一)苹果是扶贫富民的重要产业,但加工率低、产销问题突出
年全国苹果总产量达到.6万吨,比年增加了3.8%。其中鲜果流通万吨,占65%;加工果用量万吨,占17%(包括浓缩果汁的生产消耗万吨,占苹果总产量的9%,脱水制品、罐头、果酒等消耗万吨,占苹果总产量的8%);出口量97万吨,占3%;流通损失万吨,占15%。除去加工量、流通损失和出口量,剩余的基本上都是现货流通,人均食用量要超过20公斤,压力还是非常大的。那么今后苹果的出路在哪里?
主要包括三个方面:
一是要通过多元化产品的开发提高加工率。
二是降低流通损失,通过全程无缝冷链技术的应用,把流通损失降到最低。
三是通过产品的质量和品牌,提高出口率,增强国际市场竞争力。
(二)浓缩苹果汁发展进入瓶颈期,NFC果汁、发酵果汁迎来快速增长期
浓缩苹果汁发展目前进入了瓶颈期。年浓缩苹果汁出口量78.4万吨,而年仅42万吨,占全世界出口量的40%左右。各种浓度果汁的市场变化也比较大,其中一些高端的果汁,像NFC果汁、发酵果汁迎来了快速的增长期。
(三)浓缩苹果汁加工技术取得了突出成就,但仍存在不足
主要是过度加工和内在的营养及风味损失比较大的问题。因此,苹果加工产业还面临着很多困境:
一是加工原料。不同品种加工特性无系统分析,难以保证产品风味与营养;
二是技术。多为传统加工技术,新技术开发应用不足,产品风味与内在营养损失大;
三是生产线。缺少相适应的加工装备及系统、生产线智能化控制手段;
四是生产能耗。多为高能耗加工,在能源双控与绿色转型要求下艰难发展。
五是质量调控缺乏。有害物的生成控制,加工增香、调香。
六是加工品真实性问题。诚信问题(原料掺假、非法添加)、贴牌问题(营养标识失真);
七是加工产品质量品牌问题。加工产品同质化,缺乏卖点,消费者缺乏对加工品品牌质量认知(安全、营养、风味)。
二、国内外加工技术前沿和概况
(一)苹果汁
产业现状:主要是新型NFC苹果汁的开发,不断提高产品品质,最大限度保留营养成分,实现绿色节能化生产加工。
国际研究前沿:主要集中在新杀菌技术、新节能技术与装备的研发及应用,如低温等离子体技术、非热杀菌技术及装备开发,以及生产线的自动化、智能化程度较高。
国内创新实践:目前已研究最少加工技术及配套装备,以实现高品质产品开发,正在产业化推广;基于膜技术的新型浓缩新设备果汁厂也开始应用。
(二)苹果休闲食品
产业现状:加工方式主要包括热风干燥、热泵干燥、真空干燥、变温压差膨化干燥、真空油炸膨化等。
国际研究前沿:主要聚焦于非热加工处理方式,包括脉冲电场杀菌技术、超高压处理、微波加工等。
国内创新实践:主要是脉动压差闪蒸干燥、CO2高压低温气流膨化干燥等研究;基于机器视觉苹果脆片品质评价。
(三)苹果发酵制品
产业现状:苹果醋及饮料、益生菌发酵产品、苹果果酒及蒸馏酒、起泡酒等新产品市场逐渐在扩大。
国际研究前沿:主要是国外在果酒发酵技术及装备方面研究较多,特别是采用超声等辅助发酵技术,以提高发酵效率及品质等方面。
国内创新实践:重点在发酵菌种的筛选及评价、新型膜蒸馏技术、催陈技术等方面投入大量的科研,需进一步产业化。
(四)苹果加工废弃物
产业现状:主要用于果胶、膳食纤维、多酚等提取,动物饲料加工等,综合利用利用率不足30%。
国际研究前沿:目前国外主要提取苹果渣中的果胶等,作为功能性产品配料添加在食品中,广泛应用在烘焙行业、肉制品、乳品行业等。国内创新实践:主要是蒸汽爆破预处理、高压脉冲电场等技术应用于苹果皮渣多酚、果胶等功能因子提取研究,提取率可提高1倍以上;制备天然防腐剂—果胶酶解物;亚临界萃取苹果籽油等。
三、苹果加工新技术及产业实践
(一)新型苹果汁
1.真空榨汁技术。可在真空压力下对各种果蔬进行高效榨汁,确保新鲜的口味,防氧化保护,减少酶促褐变。适用于几乎所有水果和蔬菜,由于在无氧环境中采用温和的分离技术,可极大限度地保留维生素和其他植物基营养成分,获得优质果汁。
该系统由一个即用型可移动模块组成,配有1-3个真空螺旋过滤器,其生产能力从1吨/小时到3吨/小时。根据原材料和所需的产品特性,主轴设计和筛网尺寸相互匹配,可获得更大收率。这些新技术包括新型苹果汁的开发应用,新技术包括真空榨汁技术,就是在真空压力下对各种果蔬汁果蔬进行高效榨汁,确保新鲜的口味,防氧化保护,减少媒触合并。
2.非热杀菌技术。非热杀菌技术能减少加热对果汁营养的破坏,保留水果的营养和香气等。在国外起步研究较早,已实现工业化生产。在我国目前多处于研究阶段,相关装备也在研制中,由于其设备投入较高造成产品成本高,目前在高端果汁生产中已有部分应用。成熟的HPP果汁产品主要集中在:斯慕昔、椰子水、柑橘汁、苹果汁及黄瓜、羽衣甘蓝等复合蔬菜汁。
3.低温低氧最少加工技术。低温低氧加工技术:研究了不同加工温度、氧气含量和抗坏血酸添加量对苹果汁色泽、多酚、稳定性、感官的影响,确定了最佳品质的加工参数(T≤10℃,O2≤5%,抗坏血酸0.5‰)。
4.最低强度杀菌技术。通过对杀菌致死率和品质影响的研究,确定了NFC苹果汁低强度杀菌工艺参数:85℃,30s。
分析了苹果汁贮藏期品质变化动力学,认为4℃下贮藏能有效降低NFC苹果汁褐变和VC、多酚的损失。新型NFC苹果制剂所在国内大型果蔬加工企业也进行了转化应用,我们也分别建成了一条处理量每小时5吨的示范生产线和前处理生产线,使生产能耗降低11.3%,节约人工每班次20—25人。
5.NFC果汁鉴伪技术。一是针对掺水的苹果汁,依据苹果自由水δD与δ18O同位素比率特异性,建立了苹果汁氧氢同位素比率鉴伪方法。
二是针对掺糖的苹果汁,依据外源C4植物糖与苹果糖组分中δ13C比率不同,建立了苹果汁碳同位素比率质谱鉴伪方法。
三是针对还原苹果汁与NFC苹果汁苹果多酚的组成及其丰度不同,建立了苹果汁特征多酚指纹图谱鉴伪方法。
四是针对掺其他果汁的苹果汁,依据物种之间18sDNA序列不同,建立了基于RT-PCR定量分析苹果18sDNA鉴伪方法。
(二)苹果发酵酒及蒸馏酒
主要采用渗透气化膜制备蒸馏酒技术。其优点主要体现在:香味富集:将酒中可溶性呈香物质提取出来;
去浊除杂:能有效的将醇溶性和非醇溶性物质分离开;降杂醇油:能有效降低基酒、白酒中的杂醇的含量;去“辛”“辣”:加快老熟,使新酒更加绵柔;食品安全:高效去除甜蜜素、塑化剂、重金属等有害物质。
(三)苹果副产物综合利用
主要采用蒸汽爆破技术。将原料置于高温、高压的环境中,孔隙中充满蒸汽,当瞬间解除高压时,原料空隙中的过热蒸汽迅速汽化,体积急剧膨胀而使细胞“爆破”,在机械力的作用下,将固体物料结构破坏。细胞壁破裂形成多孔,小分子物质从细胞内释放出来。原料用蒸汽加热至℃-℃,维压一段时间,在突然释压喷放时,产生二次蒸汽,体积猛增,在机械力的作用下,将固体物料结构破坏。应用领域主要有:
(1)食品工业:果蔬废弃物加工、海产品加工、粮食深加工、饲料加工。
(2)制药行业:中药加工提取、中药炮制。
(3)生物能源:生物能原料预处理。
(4)生物基材料:纺织纤维、人造板材、蛋白纤维。
(5)化学品:草酸等、低聚木糖等、黄原胶生产。
(6)环境保护:固废处理、有机肥加工、造纸环保处理、环保材料生产。
蒸汽爆破技术在果蔬加工中的应用主要包括功能成分提取、组分改性、理化特性提升、传统饮片/茶饮提质增效、果蔬香气品质提升、果蔬破壁加工、抗营养因子脱除、生物发酵预处理、无害化处理(灭菌、有毒有害物质脱除)、果蔬副产物高值利用。主要产品有膳食纤维、多酚。
(四)节能加工
1.反渗透浓缩技术。反渗透浓缩不是一项新技术。煤改气后,蒸汽成本提高一倍以上,吨果汁成本上升-元,年产吨的工厂,每年成本上升多万元。还有蒸发浓缩产品色值高等问题。膜浓缩是利用有效成分与液体的分子量的不同实现定向的分离,达到浓缩的作用;较传统蒸发浓缩,具有能耗低,常温下进行,对产品影响小等优点,已经广泛应用于糖类、蛋白、盐的生产应用,近年开始重新应用于浓缩果蔬汁行业。
2.陶瓷膜动态错流超滤技术。具有动态错流技术优势。
(五)质量评价
质量透明。在生产、采收、加工、流通、贸易等环节中,产品的外观特征、风味物质、口感、营养成分及安全指标等质量特征,以直观、具体(数据、图片等)的形式展示,便于理解与易于操作,以达到提高产品质量、提升品牌、改进工艺、提高效益等目的。
基于感官与营养的产品品质数字化评价技术(济南果品研究院质量控制标准化团队),将产品的外观、风味、口感、滋味、质地等指标量化,将模糊的好吃转化为精准的数字化信息。
四、苹果加工产业前景展望
苹果加工产业下一步主要是朝以下三个方向发展:
一是由多元化产品的开发来拉动内需。我国的消费市场巨大,目前的苹果加工制品产品还是比较缺乏,要通过这种高新技术的应用,精准加工及调控技术来推动产品品质提档升级,生产多元化产品。
二是通过副产物的综合利用提质增效。因为加工废弃物量特别大,对这些副产物进行综合利用,吃干榨净,推动绿色低碳化生产。
三是加强质量安全控制,拉动消费升级,增强消费互信,特别是提升产品的国际竞争力。
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