摘要:针对荔枝、龙眼、芒果、菠萝、火龙果等主要热带水果加工基础数据缺乏、精深加工技术落后、副产物利用率低等问题,以提升热带水果的加工技术水平与生产效益为目标,构建了较系统的热带水果营养组分基础数据库,创新热带水果干燥类(果粉、果干等)和发酵饮品类(果汁、果酒、果醋等)产品精深加工技术,开创副产物功能组分高值化利用技术,研制开发了高附加值新产品和新装备,制定行业标准5项,研发产品67款及配套加工装备27台套,获得省部级以上科技奖励5项(其中神农中华农业科技奖一等奖1项,海南省科技进步一等奖2项,广东省科技成果推广奖1项),优秀产品奖3项,成果经中国农学会评价达到国际领先水平。相关技术在热带水果主产区广泛推广应用,支撑服务现代农业产业园10个、企业42家,近三年带动12家代表性应用企业新增销售额17.41亿元,实现技术成果转化收入2011.5万元,助推产区农民年均增收45%以上,为热带水果产业增值增效和乡村振兴作出了重要贡献。

一、技术概述

(一)背景情况

1. 研发推广背景

荔枝、龙眼、芒果、菠萝、火龙果等主要热带水果是热区农民赖以生存的支柱产业,收入占产区家庭纯收入的60%以上,是居民重要的“果盘子”,也是农村农民的“致富果”。然而,长期以来热带水果往往以鲜销为主,精深加工不足,加工配套装备缺乏,高附加值产品少,综合利用率低。此外,热带地区高温高湿环境和热带水果本身不易储运的特点,造成其采后损耗率较高,经济效益不稳定,易出现“增产不增收”的现象,加工既是实现水果增值增效的重要途径,也是解决水果“丰产不丰收”问题的调节器。

2. 解决的主要问题

针对荔枝、龙眼、芒果、菠萝、火龙果等主要热带水果营养与功能物质基础数据缺乏,“原料本底不清”问题导致盲目无标准加工;产地加工与精深加工品质控制理论与技术滞后,“创新能力不足”问题导致低效低水平加工;加工副产物中特征组分挖掘利用不充分,“综合利用不足”问题导致产业综合效益较差。针对这些突出产业问题及背后的科学问题,组以提升主要热带水果的综合加工技术水平、推动产业增值增效为目标,历时19年,构建了热带水果营养与功能组分基础数据库,研发了基于营养品质控制与功能组分高值化利用的热带水果增值增效加工关键技术体系,并在主产区广泛推广应用,支撑了我国主要热带水果产业高质量发展。

(二)推广应用情况

项目组制定行业标准5项,研发产品67款及配套加工装备27台套,获得省部级以上科技奖励5项(其中神农中华农业科技奖一等奖1项,海南省科技进步一等奖2项,广东省科技成果推广奖1项),优秀产品奖3项,成果经中国农学会评价达到国际领先水平。相关技术在热带水果主产区广泛推广应用,支撑服务现代农业产业园10个、企业42家,近三年带动12家代表性应用企业新增销售额17.41亿元,实现技术成果转化收入2011.5万元,助推产区农民年均增收45%以上,为热带水果产业增值增效和乡村振兴作出了重要贡献。

(三)技术效果

一是引领了主要热带水果加工技术的快速发展。该技术的推广应用推动了荔枝、龙眼、芒果、菠萝、火龙果等主要热带水果产业体系深加工格局的形成,优化热带水果产业结构,延长水果加工产业链条,其中HPP菠萝芒果果汁、菠萝芒果发酵果酒果醋、菠萝蛋白酶等多款产品和技术填补市场空白,促进热带水果加工企业的转型升级,推动了绿色、优质、高效的热带水果精深加工产业的发展。

二是支撑了主要热带水果加工向功能营养化转变。面向人民生命健康,该项目在加工过程中注重营养风味的保质保量、副产物中功能物质的提取加工,构建了以热带水果功能营养保质保量为核心的加工技术体系,推动传统水果加工产品(罐头、浓缩汁、果脯等)逐渐向营养健康产品转型升级,开发了系列“原汁原味”高品质产品,符合市场发展趋势,贯彻了“健康中国”的国家战略。

三是促进了主要热带水果加工向绿色友好型转型。该技术不仅能够加快热带水果加工企业扩大产业规模、拓展产品种类、提升产品竞争力、创造更多的就业岗位,同时该项目技术的推广,可有效稳定热带水果资源的市场价格,提高热带水果种植业的抗风险能力,还可带动产区更多的农户从事热带水果种植业,为农村农民带来效益的同时,有利于生态环境建设。此外,该项目技术均为现代高新技术和综合利用技术,具备低能高效、环境友好、循环利用等特点,属于农产品绿色加工技术范畴,有利于环保型加工产业的形成,具有良好的生态效益。

四是服务了我国热区热带水果产业兴旺、“乡村振兴”与“一带一路”。该项目的推广应用支撑了“三亚芒果”“火山荔枝”“徐闻菠萝”“百色芒果”“茂名荔枝”等热区地方支柱型水果产业的品牌建设,服务了徐闻菠萝、百色芒果、茂名荔枝等国家现代农业产业园的建设,促进了农民增收、农业增效。同时项目技术辐射东南亚、南亚等热带地区,为我国“一带一路”热带农业“走出去”提供了科技支撑,对打造“国家热带现代农业基地”和建设“国家热带农业科学中心”的战略布局有重要支撑作用,在服务我国热区脱贫攻坚与乡村振兴方面作出了重要贡献,具有显著的社会效益。

(四)入选和获奖情况

该技术荣获省部级以上科技奖励5项(其中神农中华农业科技奖一等奖1项,海南省科技进步一等奖2项,广东省科技成果推广奖1项),成果经中国农学会评价达到国际领先水平。获高交会优秀产品奖3项。

二、技术要点

针对荔枝、龙眼、芒果、菠萝、火龙果等主要热带水果加工基础数据缺乏、精深加工技术落后、副产物利用率低等问题,开展了以下技术攻关:

1. 发明了植物精油等天然活性物质辅助水果采后保鲜预处理技术,研发了天然植物精油可食用保鲜膜液,可延长芒果货架期至9~15天,贮藏20天后其转黄指数仅为5%,腐烂率仅为3.33%,特征香气(α-蒎烯、β-罗勒烯)损失低于3.5%,绿色环保同时具备良好的生物降解性;创新了鲜切菠萝姜黄素光动力预处理保鲜技术,在4℃条件下可延长鲜切菠萝货架期5天,利用该技术协助企业建立了第一条标准化鲜切小菠萝绿色加工生产线,引领小菠萝标准化技术覆盖率达60%以上;配套研制了热带水果清洗、去皮、去核、切分、冷藏等产地预处理装备,平均提升产地预处理效率20%以上。

图1 技术应用图片

图2 热带水果加工设备

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2. 创新了主要热带水果果汁超高压协同植物精油非热杀菌加工技术,果汁褐变度比热杀菌低66%,多酚活性物含量保留率达93.5%,贮藏期达6个月,开发了NFC热带水果果汁新产品,牵头制定了菠萝汁、芒果汁行业标准;筛选了适于热带水果发酵的益生菌株干酪乳杆菌LK-1,研发了其活性喷雾干燥保存技术并开发了高品质发酵果汁产品。

图3 热带水果果汁产品

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3. 发明了多菌种协同变温发酵果醋和混合发酵酵素技术,解决了原料出汁率低(如芒果提高至60%以上),酵素功能活性保留低,产品香气不突出(典型香气保留率提高32%)和贮藏过程中易二次沉淀(产品透光率T720>85%)的技术难题;揭示了火龙果酒生产过程中基于甜菜红素酶促降解的褐变机制,发明了梯度降温加工火龙果酒新技术;开发了酵素、果醋、果酒、果汁等系列高品质饮品16种,并研制了榨汁、发酵等配套装备。

图4 热带水果果酒产品

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4. 创新了菠萝、芒果、火龙果等副产物(茎、叶、皮)纤维制备改性技术,发明了高压均质和动态超高压微射流技术结合离子液体制备纳米纤维素的方法,揭示了纤维素纳米化是通过消解纤维素氢键途径发生,形成了纳米纤维素粒度控制技术(粒径在5~12nm可控);研究了纳米纤维素与熊果苷、植物精油等活性物质的吸附性与释放性,利用斑马鱼模型阐释了其具有更好的褪黑效果,开发了基于纳米纤维素的美白祛斑霜、面膜等功能化产品;发明了芒果皮渣打浆、酶解、高压均质、喷雾干燥制备膳食纤维的绿色工艺,获得膳食纤维中可溶性膳食纤维比例提高到23.31%,趋于7:3的黄金比例,芒果皮渣中的营养组分也得到有效保留,应用于面制品及烘焙制品等产品中。

图5 热带水果副产物加工产品

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本技术获授权专利51件(其中发明专利26件)。

三、适宜区域

该技术适宜在有热带水果加工需求的所有区域推广应用。

四、注意事项

无。

五、技术依托单位

中国热带农业科学院农产品加工研究所

联系地址:广东省湛江市霞山区社坛路5号

邮政编码:524001

联 系 人:周伟

联系电话:18718187765

电子邮箱:weizhou111@foxmail.com

来源:海南省农业农村厅

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