熱帶水果生產與保鮮以及加工現狀

王宇婷 周新 王喆 王軍

（1. 中國農業大學食品科學與營養工程學院 北京 100083；2. 合肥華凌股份有限公司 安徽合肥 230000）

近年來，國際市場對熱帶水果的需求量持續上漲，帶動了全球熱帶水果的生產，目前全球熱帶水果產量總體呈快速增長趨勢。熱帶水果作為熱門商品在國際上大規模流通和貿易，在我國水果貿易中也占據舉足輕重的地位。目前我國市場上流通的熱帶水果主要有香蕉、芒果、菠蘿、鱷梨和木瓜等，其中香蕉的產量最高。除了這些熱門的熱帶水果外，還有一些生產規模相對較小的熱帶水果如荔枝、番石榴、紅毛丹、菠蘿蜜等。

人們對熱帶水果的喜愛不僅僅是因為其豐富的口感，更是因為其中富含多種營養元素，熱帶水果中含有的類胡蘿卜素、多酚化合物、維生素、礦物質和脂肪酸等植物化學物質，可以有效降低慢性疾病的發病率，保護人體免受自由基引起的損害[1-2]，同時在一定程度上還影響著食品的感官質量[3-4]。按照生產方式推廣程度[5]不同，可將熱帶水果為3 類，見表1。

表1 依據生產方式推廣程度的熱帶水果分類

1 熱帶水果種植現狀

1.1 熱帶水果主產區及其分布情況

大部分的熱帶水果產自發展中國家，熱帶水果的產地主要在亞洲、非洲以及拉丁美洲，大多數熱帶水果以中小型生產規模[6]進行種植。2017—2021年我國及世界熱帶水果主產區的產量見圖1。

圖1 2017—2021 年我國及世界熱帶水果主產區熱帶水果生產量

圖2 2017—2021 年我國及世界熱帶水果主產區熱帶水果單產量

廣東、廣西、云南、海南和福建等地是我國熱帶水果的重要產區。其中廣東、廣西熱帶水果面積占到全國67%，5 個主產?。▍^）熱帶水果生產總面積占全國比重能夠達到94%（不包括中國港澳臺地區）。臺灣省也有著“水果之鄉”的稱號，熱帶水果是當地第二大類的種植作物，出口產品主要有香蕉、芒果、鳳梨等。農業農村部農墾局統計數據顯示，截至2019 年，我國熱帶水果種植面積為184.09 萬hm2，產量為2 738.20 萬t（不包括中國港澳臺地區）。我國熱帶水果的品種結構相對穩定，自2011 年起我國躍居世界第二大香蕉生產國和第一大消費國，荔枝、龍眼約占我國熱帶水果產量10%左右，產量排名世界第一。

根據圖1 和2 中2017—2021 年的數據，亞洲作為熱帶水果的主產區，總產量以及平均產量都較高。美洲的總產量并不是很高，但是其平均產量遠超其余的主產區，這與當地適宜的氣候條件以及現代化大規模的種植方式密切相關。我國的熱帶水果整體產量有較為明顯的提升，總體來說我國的熱帶水果產量在這五年基本呈波動上漲趨勢，但是增長速度較為緩慢，仍有較大的發展空間。

1.2 主要熱帶水果種植情況

香蕉適宜在高溫高濕的熱帶氣候環境下生長，種植的適宜溫度在20～35℃，不耐冷害，年平均氣溫需在21℃以上[9]。我國香蕉的主產區集中在廣東、廣西、云南、海南、福建以及臺灣等?。▍^）。我國的香蕉種植時間主要在春秋兩季，其中海南島基本在每年的5—8 月種植，在氣候適宜的條件下全年都能產收。目前我國在香蕉的種植勞動生產率、土地產出率以及投入產出率這3個方面都略低于國際上的主產國家，這也說明在現階段我國香蕉的生產成本仍較高。目前我國香蕉單產在全球處于中等水平，但具備很大的發展潛力。

1.2.2 芒果 芒果原產于印度及馬來西亞，目前國際上有90 多個芒果種植國家，主要在橫跨南北緯30°之內的地區，芒果的主產國有印度、中國、泰國、度尼西亞以及菲律賓等。亞洲是芒果種植面積最大的地區且產量最高，占全球總產量的85%；其次是美洲，約占全球總產量的14%。2020 年我國芒果的種植面積達到了524.1 萬畝（1 畝≈667 m2），總產量330.6 萬t；出口量為44 407 t，出口金額達8 570 萬美元[10]。

我國的芒果種植區主要集中在南方?。▍^）[11]，包括海南、廣西、云南、四川、廣東和臺灣等地。得益于我國環境氣候的多樣性，我國芒果的成熟期理論上可以在1—8 月，但由于我國芒果的種植品種以中晚熟和晚熟品種為主，實際上我國本土種植的上市期主要集中在6—8 月[12]。目前通過一些比較成熟的生產調節技術，臺灣及三亞等地在1—4 月也能夠供應鮮果上市。

1.2.3 菠蘿 菠蘿原產自南美洲熱帶高溫干旱地區，目前世界上約有80 個菠蘿生產國家，菠蘿的主產國集中在亞洲、美洲以及非洲，包括中國、菲律賓、巴西、泰國等地。亞洲的菠蘿種植面積能夠達到全球菠蘿收獲面積的41.34%，是最大的菠蘿種植區。菠蘿的國際貿易形式以菠蘿鮮果進口為主，且進口量增長較快，主要進口國為菲律賓。

菠蘿生長的最適年平均溫度在24～27℃，當溫度在10℃以下時基本停止生長。菠蘿屬于熱帶水果中較耐旱的水果，種植過程中對雨量要求不嚴格，在半干旱雨量的熱帶地區仍能正常生長，但在菠蘿生長的關鍵期（4—6 月）需要保證水分充沛[13]。我國的菠蘿主產地集中在臺灣、廣東、海南、廣西、福建、云南等?。▍^）。我國種植的菠蘿品種主要包括巴厘、無刺卡因、神灣、臺農16 號、臺農17 號、金菠蘿等[14]，上市季節主要集中在1—4 月及6—8 月。

2 熱帶水果保鮮技術

2.1 常見熱帶水果保鮮技術分類

熱帶水果保鮮是極具綜合性的系統工程，與果實采收質量、采后處理及保鮮物流技術等密切相關。采后熱帶水果內部生理生化反應仍在進行[15]，在貯運過程中容易被微生物感染甚至還可能受到真菌疾病的危害。因此，需要選用有效的防腐以及保鮮手段維持熱帶水果的品質，減少因貯運不當造成熱帶水果品質劣變帶來的經濟損失。

在貯藏過程中影響熱帶水果品質變化的主要因素有環境溫度、濕度，貯藏空間氣體組分以及熱帶水果機械損傷程度等[16]。通過對相關因素的調節可以降低熱帶水果在貯藏過程中的代謝速率，延緩熱帶水果的衰老進程。目前，常用于熱帶水果的保鮮技術可以分為物理保鮮技術、化學保鮮技術以及生物保鮮技術3 個大類。由于每種保鮮方法都有一定局限性，在實際應用中往往是將幾種方法結合使用。

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2.2 物理保鮮技術

2.2.1 熱空氣流動處理 熱空氣流動處理是一種常見的保鮮技術，一般是在進行貯藏前用 35～60℃的空氣處理來殺滅或抑制果實所攜帶的病原微生物[17]，并能誘導植物或者植物組織產生抗冷性[18]，從而延長熱帶水果的保質期，同時在一定程度上也可作為化學殺菌劑的有效替代。

研究[19]表明，熱空氣流動處理能夠顯著抑制臍橙果實的丙二醛含量和呼吸速率，并且能夠較好地保持臍橙果實內的可溶性固形物含量、總糖、VC 等營養成分的含量。巴良杰等[20]的研究表明，熱處理能夠較好地保持火龍果貯藏過程中總酚和總黃酮的含量，提高超氧化物歧化酶、過氧化物酶和過氧化氫酶活性，抑制抗壞血酸過氧化物酶活性，從而保持火龍果的貯藏品質。相關研究還表明，熱空氣流動處理在芒果、香蕉等熱帶水果的貯藏中也有顯著效果。作為安全環保的處理方法，熱處理在延緩呼吸躍變型熱帶水果成熟的同時，能有效保持果實的品質，易于推廣，目前在實際生產中也得到了一定的使用。

2.2.2 低溫冷藏 低溫冷藏是熱帶水果長期貯藏的主要技術方法之一。低溫可以抑制熱帶水果采后呼吸作用以及后熟作用等。熱帶水果對于貯藏溫度十分敏感且大部分的熱帶水果是不適宜在冰箱冷藏溫度范圍貯藏的，因為熱帶水果貯藏的溫度并不是越低越好，在低于最適貯藏溫度的情況下[21]大部分的熱帶水果會產生生理凍害，例如香蕉[22]、菠蘿[23]、牛油果等。常見熱帶水果的最適貯藏溫度以及冷害溫度見表2。

表2 常見熱帶水果最佳貯藏溫度及其冷害溫度

2.2.3 氣調貯藏 氣調貯藏過程中通常利用密封性膜或布料改變貯藏環境的氣體組成，進而營造出低氧濃度、高二氧化碳濃度的貯藏環境。這種環境可以在維持熱帶水果品質狀態的前提下抑制果實的呼吸作用，延緩果實內部的生理代謝過程，減慢果實內營養物質的分解速度，同時還能抑制微生物的生長。國內常用的氣調貯藏設施為氣調庫[31]，通過自動檢測控制系統、氣調庫壓力平衡系統等部件實現調節的氣調環境。

張鵬等[32]在研究氣調貯藏芒果時發現，經過氣調方式處理后的芒果能降低可溶性糖的生成，推遲乙烯高峰的出現時間，并且峰值也會降低。孫曉東等[33]研究發現，在O2濃度為3%～5%，CO2濃度為2.5%～10%的氣調環境下，10～11℃為芒果最適宜的氣調儲藏溫度。氣調貯藏技術在熱帶水果貯藏保鮮中得到了廣泛應用，但是針對不同的水果氣調貯藏的條件略有區別，適用于大規模專一性貯存場景。

2.2.4 其他物理保鮮技術 除了上述較為常用的物理保鮮貯藏方法外，熱帶水果常見的保鮮技術還有減壓貯藏[34]、冷激處理[35]、輻照處理[36]等。減壓貯藏技術[37]通過降低果蔬貯藏環境的氣體分壓，創造低氧氣低二氧化碳的環境，同時促進果蔬內乙烯等氣體的擴散，這種方法具有低能耗以及低污染的優點。冷激處理是通過冷空氣或冰水短期快速冷卻進而提高水果的品質，并延長其貨架期[38]。輻照處理則是利用輻照處理水果外表面之后使水果內部產生一系列的化學和生物效應，這種效應能夠殺滅致病微生物和其他細菌，并能抑制新鮮果蔬的生理和生化過程，從而達到保鮮效果。

2.3 化學保鮮技術

2.3.1 防腐殺菌保鮮技術 防腐殺菌化學保鮮技術主要是借助天然或人工合成的功能性物質實現抑菌或殺菌的效果，從而防止熱帶水果采后貯藏過程中受到微生物侵染導致果實腐爛。根據來源的差異，常見的防腐殺菌劑主要分為天然和人工合成兩類。

天然防腐殺菌劑是由生物體分泌或從生物體內提取出的具有抑菌作用的物質，包括萜類、生物堿、有機酸及植物精油等[39]。在天然防腐劑中，有機酸及其鹽類是重要的組成部分，有機酸分子能穿透細胞膜進入到微生物細胞內部，通過改變細胞內的電荷分布導致微生物細胞代謝紊亂或死亡[40]，常用于熱帶水果的有機酸防腐劑有檸檬酸及其鹽類、抗壞血酸及其鹽類等。目前的研究更多側重于從植物體中提取出的萜類、酚類及植物精油等活性成分。董晨等[41]研究從油茶中提取的油茶皂素對香蕉的保鮮效果，研究表明，茶皂素對香蕉鐮刀菌群的生長及繁殖具有較好的抑制效果。近年來，抗菌肽也被證實具有良好的抑菌作用[42]。彭勃等[43]研究從副干酪乳桿菌FX-6 發酵產物中得到的抗菌肽粗提物對荔枝貯藏中常見的致病菌的抑制作用，結果表明，該提取物能顯著抑制荔枝霜疫霉菌的生長，延長荔枝的貯藏期并能較好地維持荔枝的品質。相關研究[44]還表明，這種抗菌肽對熱帶水果中常見的食源性致病菌（黑曲霉、黑根霉、黃曲霉、灰綠青霉等）均有良好的抑制作用。

人工合成防腐殺菌劑的種類很多。目前熱帶水果常用的人工合成化學殺菌劑主要有咪唑類、苯并咪唑類和雙胍鹽類三大類。Phoulivong 等[45]發現，苯并咪唑類內吸性殺菌劑對熱帶水果采后病害防治具有良好的效果，但頻繁施用會引起病菌產生抗藥能力。二氧化氯作為一種氧化劑具有較強的殺菌能力，近年來在香蕉、芒果等熱帶水果采后保鮮處理領域得到了廣泛應用。二氧化氯[46]能夠滲透生物膜鞘，與致病菌中的酪氨酸和色氨酸反應使蛋白質變性從而起到殺菌的效果。此外，相關研究[47]表明，二氧化氯處理還能通過抑制呼吸速率和乙烯生物合成來延緩果實的成熟時間。這些殺菌劑使用時應當注意使用范圍及劑量，避免不合理使用導致的食品安全問題。

2.3.2 降低呼吸強度保鮮技術 涂膜技術[48]是在熱帶水果表面涂上一層具有選擇通透性的保護膜，這層薄膜在對果實隔離保護的同時能夠使果實處于一種自發調節的微氣調環境，有效控制果實與空氣進行氣體交換，減少水分流失以及病原菌對果實的侵染，同時推遲呼吸躍變型果實乙烯高峰的出現，達到保鮮的目的。其中以殼聚糖為載體材料的殼聚糖復合膜是近幾年涂膜保鮮法的研究熱點。

張曉虎等[49]配制了以黃芩苷為主要活性成分的復合保鮮劑，實驗證明，該保鮮劑噴灑后在環境溫度為25℃，相對濕度為65%的條件下，香蕉貯藏期可以延長到12 d，能顯著降低失重率、保持外觀品質。李崇高等[50]用響應面法優化鮮切菠蘿復合保鮮劑配方，當配比為 0.12%檸檬酸、1.69%異抗壞血酸鈉和1.69%殼聚糖（質量分數）時保鮮劑能夠較好地維持鮮切菠蘿的口感。楊雅景等[51]使用殼聚糖、玉米醇溶蛋白、甘油以及肉桂醛配置肉桂醛復合保鮮劑，該保鮮劑處理后荔枝在常溫條件貯藏8 d 時商品果率仍有92.3%。范方方等[52]利用研發的膨潤土-殼聚糖-聚乙烯醇復合保鮮膜對芒果進行貯藏實驗，證明了復合保鮮膜能夠抑制果實的呼吸作用，有效降低芒果的失質量率和腐爛指數，延長芒果的貯藏期，且保鮮能力顯著高于市售聚乙烯保鮮膜。相關研究[53]表明采后經過殼聚糖、反式白藜蘆醇和甘氨酸甜菜堿的浸泡處理能夠改善果實抗氧化劑活性和自由基清除能力，降低果實呼吸作用，維持香蕉采后品質。這些方法將涂抹技術與提取的天然抑菌物質復合，不僅能夠有效地延長熱帶水果的貯藏時間，更好地保持熱帶水果的品質，并且安全性相對較高，成為未來熱帶水果貯藏保鮮重要的技術。

2.3.3 延緩果實衰老保鮮技術 延緩果實衰老的化學保鮮劑主要通過調整貯藏過程中乙烯濃度，或者抑制影響衰老進程的關鍵酶活性延緩熱帶水果的后熟和衰老進程。乙烯清除類化學保鮮劑在呼吸躍變型熱帶水果的采后保鮮中得到廣泛應用。常見的乙烯清除劑有1-甲基環丙烯[54]、乙烯吸收劑[55]等。李小紅等[56]研究證實，在香蕉采后貯藏過程中, 氯化鈀型乙烯吸收劑在抑制熱帶水果的內源乙烯積累上有良好效果。除此以外，不同的熱帶水果中衰老與相關的控制酶密切相關，其中利用化學保鮮劑抑制果實衰老中的褐變過程是另一種常用的延緩衰老保鮮技術。相關研究[57]利用仲丁醇抑制龍眼中磷脂酶D 的活性從而抑制果皮褐變的發生，延緩果實品質劣變。還有研究[58]表明，外源水楊酸甲酯可以通過調控抗氧化抗壞血酸谷胱甘肽循環的活性，抑制香蕉果實貨架期斑點病的發生，延緩果實氧化損傷和果實成熟衰老。這些保鮮方法往往與前面所述的抑菌殺菌方法結合使用，可起到更好的貯藏保鮮作用。

2.4 生物保鮮技術

常規生物保鮮技術[59]主要是利用拮抗微生物菌體及代謝產物與病原菌產生競爭作用，達到保鮮效果。李艷芳等[60]用DGNK-001號菌種離心后的上清液處理紅龍果，常溫下火龍果的保質期能延長至10 d 且果皮外觀劣變程度也有所減輕。與未處理組相比，火龍果的硬度增加18.20%，甜度增加4%。馬錁等[61]用腸膜明串珠菌dgnkzx 002復合殼聚糖膜處理龍眼果實，結果表明，該菌株能有效抑制果皮褐變，減緩總糖、還原糖、可溶性固形物、VC 含量的降低，還能有效抑制果皮中多酚氧化酶、過氧化物酶活性，減輕了酶促褐變作用，同時能抑制超氧化物歧化酶活性的降低，提高果實細胞抗自由基毒害的能力，較好地保持龍眼果肉的營養成分。這類方法在熱帶水果貯藏保鮮過程使用時應注意使用微生物的安全性，確保由此帶來的食品安全風險。

3 熱帶水果流通運輸技術

現階段我國熱帶水果總體流通狀況良好[8]，熱帶水果運輸過程中多選用部分冷鏈的陸路運輸，火車運輸和航空運輸的比例相對較小[62]。大多數熱帶水果仍采用采后經過框箱包裝就直接運輸的方式流通。鄭小瓊[63]調研顯示，2016 年海南省90%的熱帶水果都是先田間散熱后再用普通卡車常溫運輸，只有少數市場售價高的熱帶水果才用保溫卡車或冷藏卡車運輸?？偟膩碚f，常溫運輸仍是目前我國熱帶水果運輸的主要方式，同時低溫和氣調運輸技術是目前大力發展和推廣的運輸技術，自2010 年我國出臺《農產品冷鏈物流發展規劃》后，我國的冷鏈物流行業以及制冷技術發展規模和速度顯著提升。目前，冷鏈運輸以及冷鏈-氣調運輸總體成本較高是制約這些技術全面推廣的主要因素。突破冷鏈運輸的技術瓶頸、進一步降低冷鏈、氣調等儲運技術的使用成本是未來保鮮技術發展的重要方向。

近年來以控制低乙烯為核心的香蕉保鮮儲運技術也應用于香蕉的物流保鮮中[64]。該技術有效地解決了香蕉在常溫以及冷鏈貯運過程中軟化成熟以及腐爛變質的問題。該技術通過對處理后的香蕉密封包裝加入乙烯吸收劑、乙烯受體抑制劑，并采用自發氣調密封包裝從而降低香蕉包裝內的乙烯濃度，包裝好的香蕉裝車后可以采用常溫運輸或冷鏈流通，有效地改善了儲運過程中香蕉品質劣變造成的經濟損失。

4 熱帶水果加工現狀

4.1 熱帶水果主要加工產品

目前國際市場上熱帶水果的流通形式以鮮果銷售為主，加工品銷售為輔，基于熱帶水果保質期短、易腐爛的特點，加工品能夠很好地降低熱帶水果集中成熟時期產量過剩以及運輸損傷帶來的虧損。發達國家商品化處理率高達80%，而我國的熱帶水果加工比例小于總產量的10%[65]?？傮w來說，我國在熱帶水果加工方面還有很大的發展潛力。

熱帶水果常見的加工產品有果汁、果干、果醬、果凍、果酒、罐頭和一些提取物[5]等。根據不同熱帶水果的品質特性以及感官特性，適應的加工產品也存在一定的差別。目前市場上流通的熱帶水果主要產品歸納在表3 中。

表3 常見熱帶水果加工產品

熱帶水果中豐富的營養物質以及抗炎、抗氧化等多種活性成分還為熱帶水果帶來了加工成保健品的巨大潛力[73]?？傮w來說，我國的熱帶水果加工品主要以罐頭和果干為主，其他種類的加工產品如飲料、果醬、果酒仍然相對缺乏。

4.2 熱帶水果副產物加工現狀

盡管目前熱帶水果主要以鮮果銷售為主，但隨著熱帶水果加工技術及產業的發展，應用于食品加工的熱帶水果數量也越來越多，熱帶水果相關加工產品總量逐年上漲。熱帶水果在加工過程中會產生大量的廢料或副產物，主要包括種子（或果仁）和果皮。熱帶水果生產中能夠用于再加工的副產物比例可以高達熱帶水果副產物的60%[74]。目前相關研究主要集中在香蕉、芒果、鱷梨、菠蘿等產量大、副產物多的熱帶水果。芒果加工中的副產品主要是果皮和種子，其中果皮大約占整個水果的7%到20%，種子占整個水果的40%到60%。這些副產品含有豐富的營養成分，如膳食纖維、粗蛋白、油脂、天然色素[75]等。研究[76]表明，芒果果仁中的油脂具有特殊的理化性質，可用于生產可可脂替代品。從芒果葉片中提取出的活性成分作為雞和魚等飼料添加劑，經試驗對比，在飼料中添加芒果葉浸膏后，魚的生長速度、抗氧化能力及免疫力都有不同程度的提高[77]。受到環保以及原料成本提升的影響，熱帶水果副產物的利用與加工這些年來越來越受到企業的重視，充分利用熱帶水果副產物，并將其加工成食品、飼料、化妝品等，成為目前熱帶水果應用研究的熱點之一。

5 我國熱帶水果產業展望

現階段我國正處于熱帶水果產業提質增效的關鍵轉型期。我國作為熱帶水果的主產國以及重要出口國之一，熱帶水果的生產量已經能達到并維持在較高水平，但在基礎生產設施以及規?；a管理水平上與其他主產國相比仍有一定的差距，我國熱帶水果生產過程中的損失率仍要高于一些熱帶水果主產國。在實際生產上，我國需要加大力度培育優良的種質資源，優化品種結構，提高生產效率。

積極推廣氣調冷鏈運輸方式在生產中的應用，完善冷鏈物流體系的建立，研發冷鏈配套技術。在熱帶水果生產區應加大低成本冷庫和氣調庫的建設，提高熱帶水果的商品質量。進一步提高采后包裝、貯藏、運輸等先進的儲運保鮮技術，實現產業優化，完善從生產到消費過程中的行業標準。對成熟期較為集中以及不易貯存的熱帶水果應加大產地相應加工產業的扶持，以提高熱帶水果的經濟價值，提升產業的內部調節力。積極發展熱帶水果副產品的加工技術，提高綜合利用熱空氣流動處理能力，提升產品價值。