湖北省水生蔬菜保鲜加工技术及产业化发展概况

严守雷　王清章　李洁　杨宏　胡筱波黄新芳　柯卫东　刘义满



湖北省水生蔬菜保鲜加工技术及产业化发展概况

严守雷王清章李洁杨宏胡筱波黄新芳柯卫东刘义满

柯卫东男，武汉市蔬菜科学研究所副所长兼水生蔬菜研究室主任，推广研究员，享受国务院政府特殊津贴，水生蔬菜行业计划及“十二五”国家科技支撑计划首席专家，主持国家及省、市重大科研项目多项，《植物遗传资源学报》、《长江蔬菜》编委。长期从事水生蔬菜种质资源及育种研究，在水生蔬菜种质资源保护及创新、新品种选育、微型种苗繁殖技术研究与应用等方面有创造性贡献，有力推动了我国水生蔬菜学科建设及产业发展。发表论文、论著100余篇（部），制定农业行业标准9部，取得国家发明专利3项，获国家科技进步奖二等奖、第四届全国杰出专业技术人才奖等。

严守雷，华中农业大学食品科学技术学院，430070，电话：027-87282111

李洁，杨宏，胡筱波，华中农业大学食品科学技术学院

王清章，武昌工学院食品学院

黄新芳，柯卫东，刘义满，武汉市蔬菜科学研究所

我国是世界最大水生蔬菜生产国，栽培面积733 700 hm2，产值超过500亿元，主要分布在长江流域、珠江流域和黄河流域，而长江流域是水生蔬菜的主产区。水生蔬菜营养丰富，具有多种保健功能，深受我国和世界各国人民的喜爱，是具有市场竞争力的重要出口创汇农产品之一。

水生蔬菜保鲜加工作为水生蔬菜产业链中重要的一环，对加速水生蔬菜产业的提档升级、增加水生蔬菜的效益、促进水生蔬菜产业的发展具有重要的作用。湖北省作为我国水生蔬菜产业发展大省，水生蔬菜保鲜加工研究和产业发展也走在前列。湖北省从“九五”到“十二五”期间，国家和地方先后对特色水生蔬菜研究开发进行了立项。项目紧紧围绕湖北省水生蔬菜产后减损和精深加工增值工程技术研究与开发及产业化发展滞后的现状，通过对保鲜剂的开发，绿色保鲜技术集成、精深加工先进技术集成与高品质产品研发，实现水生蔬菜绿色安全贮运、水生蔬菜加工产品多元化和传统制品生产现代化、水生蔬菜联产高效综合利用以及加工专用装备研发，解决水生蔬菜绿色贮藏及加工过程中制约产业发展的部分技术难题，团结和培养了一批从事水生蔬菜保鲜加工技术研究的科研单位和技术人员，主要包括华中农业大学、湖北省农业科学院、武汉大学、湖北工业大学、武汉轻工业大学等。同时，培植了一批水生蔬菜保鲜加工的龙头企业，如湖北华贵食品有限公司、湖北强农食品有限公司、湖北农鑫农产品科技发展专业合作社等，实现了湖北水生蔬菜保鲜加工技术、人才和产业的快速发展。

❶基础研究进展

▶莲藕、藕带多酚氧化酶特性研究。分离获得莲藕多酚氧化酶，并对其特性进行分析，利用计算机模拟技术筛选出最佳酶抑制剂（L-抗坏血酸-2-三聚磷酸酯)。采用现代分离技术提取并纯化藕带多酚氧化酶，对其酶学性质、化学修饰和结构作了初步研究；对藕带的保鲜进行了试验，利用计算模拟技术分析（3D-QSAR)作用机理和作用靶向位点。

▶天然活性抗褐变剂研究。利用植物源乳酸菌发酵豌豆浆获得高效抗褐变剂，分离纯化鉴定抗褐变物质4-（4-羟基-苯基)-丁-2-烯酸，为开发新型生物抗褐变剂提供了思路。

▶莲藕粉、脆质地形成机理研究。从淀粉和细胞壁果胶角度研究莲藕粉、脆质地形成机理。选用具有代表性的粉藕、脆藕为对象,研究了其感官和淀粉含量的差异,并进一步对影响其质地的淀粉进行了形态学和流变学研究；研究了加热处理对其感官、成分及细胞结构等方面的影响。另外，还研究了莲藕不同采收期淀粉的变化规律,并进一步对12月采收的老熟莲藕的淀粉显微结构和糊化、凝胶差异进行了深层次的比较研究。结果表明：果胶组成差异是莲藕粉、脆质地形成的基础，并且推算出用于区别粉、脆的临界参数值。

▶莲籽β-葡萄糖苷酶特性及其对荷叶饮料增香作用研究。

首次对莲籽中β-葡萄糖苷酶的提取、酶活性分析条件以及分离纯化、酶学性质做了初步研究，并尝试将莲籽β-葡萄糖苷酶应用于荷叶饮料中，结合顶空固相微萃取法（HS-SPME)和气相-质谱联用仪（GC-MS)，对荷叶饮料的香气成分及莲籽β-葡萄糖苷酶对其增香效果进行了研究。经过酶处理过后的荷叶饮料总香气成分增加了约12%，其中醛类、酮类、醇类这3类主要成分在总香气中的相对含量变为17.18%、16.54%、8.82%。此外，酶处理对香气中酯类物质含量影响很大，经过酶处理后其在总香气中的相对含量由3.21%上升至7.64%。由于这些香味物质的增加，经过酶处理后的荷叶饮料香气更浓，气味更加柔和。

▶莲原花青素绿色提取和活性分析研究。以莲的成熟花托（莲房)为原料，采用酶辅助提取提高原花青素的提取率，将其应用于油脂中，研究其对不饱和脂肪酸、油脂、脂肪氧合酶等的氧化抑制作用。并将其添加在火腿中，研究莲原花青素在食品中的抗氧化作用，利用动物和细胞模型研究了其抗衰老、调节血脂等活性。其作用机理可能与莲原花青素清除自由基活性有关。

▶莲藕淀粉特性研究。以莲藕淀粉为原料，采用X-射线衍射仪、动态流变仪、旋转粘度仪、差示扫描量热仪、凝胶过滤色谱及扫描电子显微镜等方法，对莲藕淀粉及其级分的颗粒特性、糊化和老化特性进行系统研究，并探讨了莲藕淀粉的糊化和老化机理。并以不同生长期莲藕淀粉为原料，采用现代分析方法，对莲藕淀粉的结构和性质进行系统研究，并对颗粒特性、精细结构、物化特性及消化性进行相关性分析。利用核磁共振技术研究了水分子运动性对莲藕淀粉的影响。莲藕淀粉老化的本质是淀粉玻璃化温度上升、淀粉分子凝聚（淀粉糊)和分子刚性增加，微弱重结晶促进了淀粉的老化。

▶菱角淀粉特性研究。以菱角淀粉为原料，采用动态流变仪、快速粘度测定仪、差示扫描量热仪、扫描电子显微镜等方法，对菱角淀粉的颗粒性质、流变性质研究以及糊化和老化特性进行系统研究，并进一步探讨了菱角淀粉粉丝的加工工艺参数。研究表明，冻结温度是影响粉丝品质的最关键因素。

▶莲藕排骨汤中风味物质研究。为提供方便快捷的排骨藕汤，缩短排骨藕汤制作时间，研究了主要原料用量、关键工艺对排骨藕汤品质的影响和排骨藕汤基本滋味特征、热处理对排骨水溶性鲜味物质及莲藕质地和色泽的影响，确定了排骨藕汤原料的用量和加工关键工艺，建立了排骨藕汤基本滋味的研究方法，期望为排骨藕汤产品的规模化和工业化生产提供理论基础。

▶天然抗菌剂研究。从可食用植物材料中分离出天然抗菌活性成分石竹烯，可以抑制导致莲藕腐烂的霉菌。

▶藕带非酶褐变机理及其控制方法研究。以莲藕为试验材料，研究了加工工艺和储藏条件对水煮藕片后褐变的影响、导致水煮藕片后褐变的可能原因及常用保鲜剂对水煮藕片后褐变的影响。还进行了还原糖和氨基酸美拉德反应以及酚类化学聚合的模拟试验。最后还对水煮藕片中褐变黑色素进行了提取纯化和初步的结构鉴定。结果表明，水煮莲藕贮藏期褐变可能与莲藕多酚自身氧化有关。

▶加工藕带风味调控和固化调理技术研究。采用包装后入味和风味固化包埋技术实现风味的延香化，结合脱氧和隔光、栅栏技术杀菌、交联增脆等手段，保持了藕带的白、脆。

▶莲藕藕节鞣质提取纯化及其抗氧化活性研究。对莲藕藕节中鞣质的提取、纯化和鉴定以及抗氧化活性进行了初步研究。表明莲藕多酚具有良好的抗菌和抗氧化活性。

▶空气放电对莲藕采后腐败菌抑制机理研究。通过形态学和分子生物学，对莲藕采后腐败菌进行了鉴定，确认出三种莲藕采后主要腐败菌，分别为三线镰刀菌（Fusarium tricinctum)、尖孢镰刀菌（Fusarium oxysporum)、茄病镰刀菌（Fusarium solani)。采用空气放电生成气对三线镰刀菌进行抑菌处理，通过细胞水平、分子水平、呼吸代谢等方面系统研究空气放电对莲藕采后腐败菌的影响，结果表明空气放电生成气能够有效抑制三线镰刀菌生长代谢，并揭示空气放电对三线镰刀菌的抑制机理。

▶莲藕膳食纤维改性、提取及功能活性研究。采用超微粉碎改性方法，经过超微粉碎后的粉末，白度增加，整体色泽变浅，具有良好的感官性能。同时，藕节膳食纤维的理化性质得到改善，持水性、持油性、溶胀性都不同程度得到优化，可溶性膳食纤维含量显著性增加。利用超声波辅助碱酶法、酸法、酸酶法三种不同提取方法，对改性后藕节粉中IDF、SDF、TDF进行提取。通过比较其提取率及纯度，确定酸酶法为最佳提取方法。利用提取后的IDF、SDF、TDF进行小鼠动物试验，研究其对营养性肥胖小鼠预防肥胖及减肥功能。综合评定改性藕节粉总膳食纤维、不可溶性膳食纤维、可溶性膳食纤维预防肥胖及减肥的效果。鲜剂使鲜藕在0～5℃的冷藏条件下，保鲜期达60天以上，藕带保鲜期达30天以上，并达到超市和出口要求。切分藕（鲜切藕)保鲜期达14天，适合于超市销售；青鲜莲籽保鲜期达到2月以上。

加工技术研发取得一批重要成果。泡藕带、酥脆油炸藕片、酥脆藕条、荷塘三宝、酥脆莲籽、保鲜青鲜莲籽、卤藕片、莲籽汁饮料和马蹄爽饮料等加工技术都取得突破，并应用于生产，取得直接经济效益达50亿元。

❸产业化发展

年来水生蔬菜新型产品不断涌现，泡藕带、荷叶茶、莲籽汁、马蹄爽饮料、莲原花青素胶囊、莲藕面条、荷塘三宝、鲜切莲藕和青鲜莲籽已经进入市场，取得了巨大经济效益，仅藕带加工一项，产值超过40亿元，100余家生产企业，形成了“公司+基地+农户”水生蔬菜产业化新模式，促进了产业链科学发展。

湖北省水生蔬菜保鲜加工业十分重视品牌建设，注册了“莲花湖”、“洪湖农家”和“沔洪”等系列商标及“巴河莲藕”、“团风荸荠”和“洪湖藕带”等系列地理标志产品商标。这些商标的运用，提高了湖北水生蔬菜加工产品的知名度，促进了湖北水生蔬菜加工产业发展。

❹思考与建议

❷技术开发进展

保鲜技术开发取得重要进展。分离获得植物源乳酸菌，以此为发酵剂，研发出水生蔬菜新型绿色安全生物保鲜剂4-（4-羟基-苯基)-丁-2-烯酸复合物。以传统化学保鲜剂为基础，复配保鲜剂LB保鲜剂。从可食性植物分离筛选出绿色天然防腐剂石竹烯复合物。微气体环境调控保鲜技术得到应用。应用新型保

产业化是湖北省水生蔬菜保鲜加工工业化的必由之路。选择合适的切入点，突出特色，以技术为先导，实现技术、人才、管理和市场的有机科学融合，达到水生蔬菜加工工业化、规模化和现代化，确保水生蔬菜加工产业在市场经济中立足。湖北水生蔬菜中以莲藕最为闻名，鲜莲藕的外销和出口占据全国市场总量的80%左右。另外藕粉、藕片占据一定的市场。由于湖北莲藕质地原因，加工的藕片质量低于江苏宝应藕片，但其产量与江苏持平，约30万t。随着技术发展，湖北莲藕加工业充分发挥其区域优势。湖北也是莲籽生产大省，莲籽产量占全国60%以上，约5万t。但是湖北莲籽加工企业凝聚力不强，莲籽加工起步慢，产业分工不够细致，莲籽加工销售主要在湖南。藕粉作为传统莲藕制品，其消费群体一直较为稳定，目前全国藕粉产量在3 600 t，60%产量来自湖北，目前藕粉产品多为初级产品，产品单一，深加工产品缺乏。随着经济发展和人民消费水平提高，近

经过近10多年的科技投入和产业化发展，湖北省水生蔬菜保鲜加工技术有了显著进步，水生蔬菜保鲜加工理论基础初步得到发展，保鲜加工技术已在生产中发挥作用，极大促进了产业发展。特别是湖北省的泡藕带经过近5年发展，形成了年产值过40亿元的大产业，并促进了湖北省莲藕产业的进一步发展，成为科技促进产业发展的典型案例。当然，一些新型保鲜加工技术如青鲜莲籽、荷塘三宝、水煮藕片和莲籽汁饮料等保鲜加工技术还有待与企业对接。如何实现湖北水生蔬菜由种植大省向加工产业化大省转变，还有许多事情要做。另外新产品开发思路方面，湖北食用水生蔬菜历史悠久，许多民间水生蔬菜传统特色美食工艺还有待深入挖掘、研究并结合现代科技使其发扬光大。

收稿日期：2016-01-10

基金项目：中央高校建设项目（2662015PY155）；“十二五”国家科技支撑计划（2012BAD27B03）

DOI:10.3865/j.issn.1001-3547.2016.04.011