摘要:香蕉鲜果营养价值较高,加工产品丰富多样,先进的香蕉加工技术是提升其商品附加值、提高资源利用率的动力,也是促进香蕉产业可持续发展的关键。本文将近年来香蕉加工进展作为研究对象,分析香蕉的营养价值,围绕香蕉浆、香蕉粉、香蕉饮料等产品分析其加工技术,研究相关香蕉副产品的制作工艺,探究我国香蕉产品加工技术的进展,为今后香蕉加工技术的创新和优化提供指导。
关键词:香蕉加工;提取工艺;加工技术
前言
香蕉又称蕉果、金蕉、甘蕉,其产量位于世界前四,主要生长于亚热带和热带地区,其产量较大,但不易存储,产后的损失率较高。香蕉既可以直接食用,还能被当作原料加工成其他产品,能够避免香蕉食品原材料的浪费。不过在加工阶段会对香蕉的原口感、颜色、营养成分产生一定影响。为了丰富香蕉产品种类,保留香蕉原材料的营养价值,有必要综述近年来香蕉产品及副产品的加工工艺,促进香蕉加工产业的可持续发展。
一、香蕉营养价值与功能分析
(一)营养价值和功效
中医学对香蕉功效的概述为:其性寒、味甘、清热去毒、通便、利尿、降血压、消肿,十分适合缓解酒醉、烦渴、便秘等问题,对于人体健康产生一定积极作用。香蕉中的营养成分包含水分、蛋白质、脂肪、粗纤维、碳水化合物、灰分、VC、Va、Fe、Ca等物质,香蕉内淀粉含量20%-30%,每斤果肉能够产生4620-5460J的热量,其含糖量较高,包含果糖、葡萄糖、蔗糖。香蕉中的营养成分具有清除人体自由基的作用,延缓衰老、避免心血管疾病发生。香蕉中的钾离子可以维持人体酸碱和钾钠的平衡,维护其心肌协调和神经、肌肉结构。食用香蕉可以改善忧郁症,原因是其中的5-羟色胺及其化合物能够改善情绪,使人心情愉悦,具有治疗和避免忧郁症的功效[1]。
(二)产业经济价值
香蕉肉质十分可口香甜、营养价值丰富,受到了人们的青睐,其食用方式不仅包含鲜果类,还有果浆、饮料、果片、果粉、果酒。香蕉果皮可以制作为肥料和饲料、香蕉杆是绳子、纸片加工的原材料。我国广东东莞最早制作出香蕉脆片、香蕉干、香蕉泥、饮料。台湾地区主要是香蕉的简易加工,其中香蕉干的制作形式最为简便,由农民自主加工,获得较多的经济效益[2]。新时期各区域均将发展高端香蕉品牌作为目标,创新香蕉加工生产技术,不断增加其发展规模和市场影响力。
二、香蕉加工产品和技术分析
伴随着食品加工和相关副产品技术的出现和创新,可以增加对香蕉原材料需求量,充分利用其鲜果资源进行产品加工,获取更多的产业经济效益和社会效益,其中相关加工产品和技术进展如下:
(一)香蕉浆
香蕉浆的制作过程如下:首先,选择果皮黄色、果实饱满、果肉软、带有芳香味和甜味的香蕉鲜果作为原材料,去除腐烂、未熟、病虫害香蕉。其次,借助清水冲洗香蕉果皮再去皮。再次,将香蕉果肉浸泡在0.025%-0.1%浓度的亚硫酸盐溶液内,进而确保香蕉浆的原色。同时,将带有果肉的亚硫酸盐溶液打碎,得到香蕉浆。最后,在其中加入蛋白酶,借助其水解作用降低香蕉浆内的果肉浓度,避免水与果肉分层分离。蛋白酶在果肉中的加入量是1g/kg,活性为10000单位/g,温度是40-60℃,处理时间是2小时至12小时。经过过滤后得到状态稳定的香蕉浆,再进行杀菌、冷却、装瓶和封盖。
(二)香蕉粉
香蕉粉加工过程如下:选择充分成熟的香蕉鲜果,保证其色香味俱全,削弱其褐变程度,在去除果皮后便开始护色操作。将香蕉切为薄片,浸泡在漂白剂、抗氧化剂溶液内,时间为10分钟以上。其中,漂白剂成分为浓度是0.2%的亚硫酸氢钠,从而实现香蕉护色。建议在60℃的温度下完成干燥处理,此过程中可以利用低温真空干燥设备,将香蕉片放置在浅盘中,推入冷冻室,并在零下28℃的温度中升华其内部水分,快速干燥香蕉,使其含水量低于3%。接着在配置除湿设备的环境内将香蕉研磨为粉,在细磨后获得浅黄色或紫色香蕉粉。此产品可以直接用水冲成饮料,或制作为保健食品与其他食物混合。
香蕉粉的功效可以与其他食品的有利价值进行混合,制成香蕉系列产品,突出其功能辅料作用。例如,将香蕉粉与花生酱混合,综合二者的营养成分和风味,提升花生酱中物质的稳定性,节约稳定剂的使用;由于香蕉中淀粉含量较多,将香蕉粉加入到烘焙食品内,可以提高其中抗性淀粉含量。例如,在制作面包时,在其中掺入10%的香蕉粉,能够保证食品的美观性和口感。
(三)香蕉饮料
1.乳酸饮料
香蕉乳酸饮料美味可口,便于人体肠道的吸收,促进其消化,因此受到人们的青睐,具有广阔的市场前景。同时,香蕉能够提升人体免疫力、去除自由基,因此香蕉酸奶产品的加工和生产发展空间较大。香蕉乳酸饮料制作流程为:溶解糖和乳粉、加入香蕉汁、杀菌、冷却、发酵、再次冷却、成品。制作阶段主要将香蕉浆完成护色操作,再加入复原乳,添加乳酸菌发酵。最佳的配料组合为:香蕉果肉10%、全脂乳11%、乳酸菌4%、蔗糖5%,并加入0.5%的CMC和0.15%的黄原胶作为稳定剂提升乳酸稳定性。
2.复合饮料
复合饮料可以增强饮品的风味,与香蕉材料融合能节约生产成本,获取更多的经济效益。例如,部分生产企业将香蕉和红枣作为饮品制作原材料,在果汁内加入护色液和稳定剂,经由均质、调配、冷却、杀菌后获取营养价值丰富且味道独特新颖的复合香蕉汁。常见的饮料调配数值为:香蕉果泥20%、复合稳定剂0.4%、酸度0.12%、糖度14%。其中应用的护色液是浓度为0.15%的NaHSO3,食用香蕉复合饮料在一定程度上具有利尿、通便的积极作用。
(四)香蕉果酒
香蕉酒制作阶段主要选择成熟香蕉,利用打浆机将果肉打成果浆,添加相当于果肉重量1倍的蒸馏水进行溶解,再加入100×10-6的维c、0.1%亚硫酸盐、3%的果胶酶溶液,放置4-6小时,酸度调整为0.5%、糖度调整成26%。当溶液完成调配后在其中加入5%浓度的果酒酵母液,在28℃的室温中发酵4-5天,结束后压出酒液,再装坛密封,在20-25℃的温度中密封发酵1个月。对发酵完成后的果酒进行澄清处理,将酒度调整为16度,糖度是12%,酸度0.5%,制作香蕉果酒成品[3]。
(五)香蕉醋
香蕉果醋的优点包含缓解疲劳、实现人体酸碱平衡、解酒护肝、消食开胃、降压降脂、美容减肥[3]。香蕉果醋加工过程包含去皮、热烫、调解酸度和糖度、培养酵母菌、发酵、灭菌、醋酸菌培养、调节风味等过程。借助分段发酵技术和酶解技术,可以得出香蕉果醋的最佳制备过程。在香蕉溶液内添加纤维素酶、0.4%的果胶酶。在制作香蕉醋时,初始的酒精浓度建议为14%vol,38℃内加入7%的醋酸菌放置并发酵3天,进而得到2.941%的产酸量,制作成酸甜可口、风味独特的香蕉果醋。厌氧发酵技术属于传统的果醋制作技术,借助固态技术、液态技术和固态复合技术完成发酵,可以提升香蕉醋的酒精转酸率、原料利用率、产酸率。
(六)香蕉片
香蕉可以被加工为普通香蕉片和香蕉脆片,其中香蕉片加工流程为:选择达到使用成熟度的良好香蕉,将果肉纵向切为两半,并完成硫薰操作。使用热风进行干燥处理,温度设置为65℃-70℃,干燥时间为18-20小时,使香蕉片中的含水量控制在16%左右。最后将成品在室温环境下覆盖存储12小时,保证其内部湿度的均匀性,使用聚乙烯塑封包装,存储时间能超过半年;香蕉脆片在制作阶段需要借助竹夹子去除果肉表面的丝络,再将其切成厚度是0.5-1.0cm的香蕉片。原料配料比例为香蕉:水:奶粉=10:5:1,先用水溶解奶粉再均匀搅拌,将香蕉片倒入奶粉中,在温度为70-80℃的烘干设备中减少水分。将烘烤完成后的香蕉放置130-150℃的植物油中炸出茶色,得到香蕉脆片,再去除碎片,按照大小进行包装。
三、香蕉副产物的综合应用
(一)香蕉茎叶的综合利用
1.饲料加工
香蕉茎叶中的蛋白质含量高,其中还包含较多的无氮浸出物,因此能量和营养价值较高。将香蕉的茎叶作为主要的原材料可以制作菌体蛋白,利用麸皮、菌废菌料、添加剂、酒槽等物质生产蛋白饲料,能够代替约10%-20%的进口饲料,促进我国饲料产业的发展。该物质是制作饲料的主要添加剂,质量良好、成本低廉。饲料加工过程如下:将新鲜、光亮的香蕉茎叶切成厚度是5-8cm的碎块,和2g玉米粉均匀混合,青贮30天后开窖。在青贮后香蕉茎叶变为绿黄色,可以应用于泌乳牛饲料中,确保牛乳成分平稳、产乳量稳定[4]。
2.食用菌培养
在草菇培养实验中,可以借助香蕉茎叶开展工作。相较于稻草原料,香蕉茎叶的实际生物学效率较高,是仅次于棉籽壳的原料。因此,相关产业中培养草菇时可以应用香蕉茎叶,将香蕉茎叶进行堆肥发酵。此外,可以在香蕉园内套栽平菇,相较于香蕉的单一种植形式能获取更多的经济效益。
3.制备有机肥料
若借助机械设备对香蕉茎叶进行粉碎还田,可以提升土壤的肥力,缓解农业生产任务量,提高生产效率,节约生产成本,且香蕉茎叶还能够通过发酵生成沼气[4]。在制备有机肥时应用香蕉茎秆可以实现秸秆还田,加强环境保护,避免病害的扩散。在种植香蕉中应用香蕉有机肥,降低化肥、化学杀菌剂的使用量,促进香蕉植株根系生长,借助秸秆堆肥的方式维护土壤中微生物种群的稳定。
(二)香蕉皮的综合利用
香蕉皮约占香蕉果实重量的30%,创新香蕉皮综合利用模式可以帮助产品加工企业获取更多的经济效益和社会效益。
1.果胶提取
香蕉皮中白皮部分包含许多果胶、品质较高,十分适合制作果胶产品。果胶提取技术要点为:首先,将香蕉皮放置在0.3%的柠檬酸、0.4%的亚硫酸氢钠中泡制15分钟。同时,使用100℃的蒸汽灭酶3分钟。其次,将香蕉碎皮利用温水进行反复洗涤,将其中的色素、可溶性糖去除。再次,加入5g/ml的水、0.3%的六偏磷酸钠,并借助盐酸调节试剂将溶液的酸碱度调至1.5。最后,进行脱色操作,在萃取液内加入活性炭,温度设置为70℃,保温时间是20分钟,获取果胶液并开展盐析操作,在洗涤后进行干燥。
2.提取单宁
香蕉果实内的单宁含量较少,平均含量约为0.588%。影响单宁提取率的主要因素是温度、料液比、时间。最佳的提取时间是10小时、温度为60℃、料液比是1:14(g/mL)。同时,香蕉皮内单宁能够有效抑制细菌,相较于山梨酸钾作用明显,对于酵母菌、霉菌的抑制能力较差,但对其他细菌种类具有较强的抑制性。因此,可以从香蕉皮内提取出单宁用作防腐剂,实现香蕉皮的综合应用。
3.提取膳食纤维
香蕉皮内包含低聚糖、果胶、半纤维素、纤维素、木质素等物质,若科学提炼其中的膳食纤维,能够充分利用香蕉皮资源,创新香蕉生产工艺。其中,膳食纤维的主要提取方式是酶法和碱法。酶法技术借助2次酶解过程,将其中的蛋白质、糖类物质完成分解。在过滤后获取SDF(水溶膳食纤维)、IDF(不溶类膳食纤维),并通过乙醇沉淀技术获取SDF。碱法主要通过干燥技术,获取总膳食纤维。酶法与碱法相比其SDF和IDF的比值是1:4,较为接近理想纤维成分。
4.提取多糖物质
借助水提取法在香蕉皮的干粉内提炼多糖物质,材料和液体的比例是1:20。将水温控制在80℃反复提取4次,各自的时间是1个半小时,进而借助脱色、脱蛋白技术从100g干粉内提炼4.25g的多糖,可以显著提升提取率。
结论
综上所述,香蕉具有较强的保健作用,通过对香蕉加工产业和技术的研究发现,香蕉的食用功效和相关机理逐渐清晰化,促进了产品加工技术的创新发展,应用先进技术加工香蕉食品及副产品的潜力巨大。因此,香蕉加工产业有必要优化香蕉活性提取技术,研究其营养成分对应功能,明确香蕉原料加工特性,为产品深加工奠定基础,并保留香蕉的原本风味,提升其产品附加值。
参考文献:
[1]刘忠义,马启昱,付满,等.基于贮藏性加工的香蕉产业链发展对策[J].食品与机械,2019,35(12):2-7.
[2]杨佳琪,袁越锦,王栋,等.不同干燥方式对香蕉切片干燥品质的影响试验[J].食品科技,2019,44(03):74-79.
[3]李思岐,张美倩,刘欣.香蕉果泥的加工工艺[J].食品安全导刊,2018,(36):120.
[4]徐晓屿.崇左市香蕉种植业现状及发展对策研究[D].广西大学,2018.
基金项目:现代农业产业技术体系建设专项资金(CARS-31);广西创新驱动发展专项资金((桂科AA17204042;桂科AA17204038);2014年国家中组部“万人计划”青年拔尖人才项目(组厅字[2015]48号);‘八桂学者’工程专项经费([2016]21);中央引导地方科技发展专项资金(桂科ZY1949014);广西科技基地和人才专项(AD19110141);广西农业科学院基本科研业务费项目(桂农科2019Z10,桂农科2018YT27,桂农科2018YM04,桂农科2015YT86,桂农科2017JZ10,桂农科2016JZ11)。
作者简介:唐杰(1978-),男,助理工程师,研究生,研究方向为农产品贮藏与加工。
*通讯作者:孙健(1978-),男,研究员,博士,研究方向为农产品贮藏与加工。