茎用莴苣生产及干燥加工技术研究进展

陈亦辉，叶兴乾，冯宇飞

(1．浙江大学 加工与食品学院，浙江 杭州 310058;2．海通食品集团 余姚有限公司，浙江 余姚 315470;3．江南大学 食品学院，江苏 无锡 214122)

莴苣(Lactuca sativa var.angustana Irish)为菊科(compositae)莴苣属(Lactuca L.)一年生或二年生草本植物，有叶用莴苣(简称莴苣)和茎用莴苣(简称莴笋)2类。莴笋原产我国华中或华北，有几百年历史，目前在我国南北各地广泛栽培，在日本、美国也有少量栽培。根据莴笋叶片形状可分为尖叶和圆叶2个类型，各类型中依茎的色泽又有白笋、青笋和紫皮笋之分，肉质为白色、绿色等，其中以绿肉莴笋为佳。主要品种有:北京鲫瓜笋，成都挂丝红，济南白莴笋，陕西圆叶白笋，南京紫皮香，上海小圆叶、大圆叶，云南玉棒，福建飞桥、金铭等。莴笋肉质细嫩，生吃热炒均相宜。常吃莴笋可增强胃液和消化液的分泌，增进胆汁的分泌。莴笋中的钾是钠的27倍，有利于促进排尿，维持水分平衡，对高血压和心脏病患者有很大的裨益。

1 种质资源利用及生产技术

1.1 种质资源收集、测试、保护工作

种质是决定生物遗传性状，并将遗传信息从亲代传递给子代的遗传物质。中国农业科学院作物科学研究所2007年［1］建立了莴笋种质资源特性评价鉴定数据库，收录了我国各地莴笋种质资源的特性评价和鉴定的数据信息，包括基本情况描述、农艺性状、品质、抗逆、抗病虫等方面的信息，可为作物遗传多样性保护和持续利用服务。刘丽娟等［2］实施对莴苣的遗传多样性鉴定和新品种测试与保护工作。验证结果表明，研究建立的莴苣SRAP体系重复性好、分辨率高、多态性丰富，在莴苣属蔬菜种质资源评价、分子标记辅助选择育种等多方面都有重要作用。陈海荣等［3］详细地论述了莴苣 DUS测试(特异性、一致性和稳定性)指南的适用对象、测试性状的选择与确定、性状分级与标准品种的选用和DUS判定标准。莴苣DUS测试指南的制订对促进中国植物新品种保护事业的发展，提高中国在国际植物新品种保护领域的地位等均有积极意义。

1.2 育种、脱毒技术

目前，国内选育和国外引进的莴笋新品种层出不穷，但公开报道的莴笋育种技术较少。目前国内的育种主要是通过传统的株选方式进行品种的改良。如福建飞桥莴苣利用其自然变异选育，还有其他利用有性杂交，分离后代筛选。传统株选时间长达几年到十几年。随着物理、生物基因技术的发展，使选育转化突破性莴笋新品种成为可能。吐尔逊·伊不拉音［4］采用离子束育种技术诱变圆叶莴笋、白尖叶莴笋，M1代变异明显。胡赞民等［5］申报并最终获得1项发明专利，该专利提供了一种向莴苣叶绿体中导入外源 DNA的方法，同时还提供了用于该方法的莴苣叶绿体 DNA片段。朱维婷［6］通过60Co-γ射线辐照处理绿莴笋种子，研究其对发芽率和幼苗的影响，选育出优良的绿莴笋种子，对快速、高效地培育可食用植物的研究有一定参考意义。丁建刚等［7］通过农杆菌介导法对影响莴笋遗传转化率诸因素的探索、分析，建立较为完善的莴笋高效遗传转化体系，为下一步进行莴笋转基因分子育种提供技术和理论支持。由于一些莴笋感染病毒造成品种退化，赵博［8］以 北京鲫瓜笋、柳叶笋为研究对象进行腋芽尖和愈伤组织培养相结合的方法脱病毒和病毒检测的研究，使种子传毒的有性繁殖植物也能通过组织培养有效脱毒。

1.3 育苗、种植、病虫害、采收过程管理

1.3.1 催芽育苗

林辰壹等［9］研究不同浓度的青霉素溶液对莴笋种子的发芽指数、活力指数和幼苗鲜干重的影响，结果表明，对莴笋种子发芽和幼苗生长有促进作用，且达到极显著水平;同时也表明不同浓度青霉素对莴笋老化种子活力恢复和提高有促进作用。刘彦文等［10］研究了蛭石对特耐热二白皮和碧绿青莴笋种子在不同温度下发芽特性和幼苗抗氧化特性的影响，结果表明，经过引发处理的莴笋种子的发芽率、发芽势和幼苗干鲜重、超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶活性均高于对照。李春龙等［11］研究表明，不同温度处理对莴笋种子的发芽率、发芽势和发芽指数均产生了不同程度的影响，22℃是莴笋种子的最佳萌发温度。宋松泉等［12］公开了一种通过种子预处理吸胀，在变温和交替光照条件下萌发，使莴苣种子的萌发率和成苗率接近或达到100%的方法。莴笋一般秋冬季比较适宜播种，据报道，江西乐平［13］通过推广催芽等新技术，使育苗成功率大大提高，基本实现一年四季均可播种。

1.3.2 种植管理

郭丽琢等［14］采用水培法研究高浓度铵离子对莴笋生长及体内氮、磷、钾、钙、镁、铁、锰、铜、锌9种营养元素含量的影响，为进一步研制莴笋营养液配方提供理论依据。蔡开地［15］进行莴笋氮磷钾肥最优回归试验结果表明，对产量的作用为氮 ＞钾 ＞磷;施用纯 N 97.41 kg·hm－2，P20557.35 kg·hm－2，K2O 103.17 kg·hm－2，其比例为1∶0.589∶1.059时，商品产量较高，当比例为1∶0.880∶1.702时，施肥利润较佳。范美蓉等［16］研究表明，有机无机复混肥提高了莴苣的产量，增加了莴苣茎、叶中维生素C、可溶性糖含量，减少了硝酸盐和亚硝酸盐含量，使莴苣茎叶中粗纤维含量适中，且在莴苣生长过程中，有机无机复混肥提高了莴苣功能叶中的净光合速率和叶绿素含量，增强了莴苣功能叶中硝酸还原酶活性。李会合等［17］研究增施氮钾和光照强度对不同品种莴笋光合特性和产量的效应，表明莴笋的产量与光合特性密切相关，以Pb、Chla、Cl与产量间相关性较好。

1.3.3 常见质量缺陷原因

许绍山［18］分析莴笋生产中裂口、个别发杈、未熟抽薹等问题，提出莴笋高产栽培技术措施。杭州龙网［19］专家分析造成莴笋空心的原因大致有:在生长过程中干旱缺肥;在食用茎膨大期间遇强冷空气，使根系活力减弱，吸水、肥能力下降;采收过迟，茎部养分消耗过多。

1.3.4 重金属积累

李传义等［20］对重庆莴笋中重金属的特征进行了研究，结果表明，不同地域莴笋中重金属铜、锌、砷、汞、铅含量有显著性差异;莴笋中的重金属含量呈极显著正相关，但铅的相关性明显弱于其他重金属;莴笋在生长过程中对镍、镉累积有一致性行为，莴笋中重金属含量不仅同区域地质结构有关，同大气的关系也密切;莴笋中铜主要来源于土壤，而锌、铅、镉、镍、铬、汞、砷的途径来源复杂。

1.3.5 病虫害管理

王建茂［21］针对莴笋易发生霜霉病、软腐病、病毒病、菌核病的特点，提出以预防为主，及时清理田间病叶;采用高效低毒农药，切勿长期使用单一品种农药，要轮换用药。凌士鹏等［22］使用植物源农药0.5%小檗碱400倍与化学农药霉多克600倍交替使用，比0.5%小檗碱400倍单用对莴笋霜霉病防效提高显著。

1.3.6 采收

肖运成［23］介绍无公害莴笋采后产品标准化处理技术，其中采收时要求规范使用化学农药，在安全间隔期内严禁采收上市，在采收前10 d停止灌水和追施氮肥，以免组织含水量过高造成机械损伤而感染病害，也不利于贮运;在莴笋心叶高度与最高外叶相平，顶部平展的“平口”期为最佳采收期，应选择早晨或傍晚采收。

1.3.7 分级、包装

NY/T942—2006标准规定了莴笋等级、规格、抽样方法、包装及标识，对莴笋标准化生产起到积极作用。

1.3.8 冷藏、贮运

杨兴德等［24］探讨了莴笋在冷藏条件下保鲜的技术措施，结果表明，在库温0～2℃时，将带1/4～1/3叶片的莴笋用塑料薄膜帐贮藏，帐内CO2质量分数控制在15%左右时，贮藏40 d后的商品率仍达95%以上。肖运成［23］提出贮运时做到轻装轻卸;最好用冷藏车进行运输，冷藏温度控制在1～2℃ ，相对湿度90%～95%;夏季蓬车运输时可在包装内用塑料袋装碎冰或薄冰直接冷却的简易方法保持低温。

2 干燥加工技术设备

目前国内莴苣的初加工研究和开发主要集中在莴苣的贮藏保鲜、莴苣酱菜、莴苣腌菜、莴苣薹干、莴苣饮料等［25］，总体处于产业链低端，产业化规模偏小，营养成分流失多，对农业增收增效拉动不明显。

干燥加工是延长果蔬保存期的有效方法，包括自然干燥和人工脱水。传统的自然干燥莴苣薹干生产仅局限于农家散户、小作坊，受自然条件(阳光、风力、雨季)、生产条件、技术等诸多因素限制，加工原料有限、产量低、品质参差不一、卫生条件差、贮藏期短。目前一些企业通过在莴笋原料主产区建厂，探讨护色手段和利用热空气源，生产的脱水莴笋干不仅色泽保持绿色、复水性好、咬劲足、安全卫生、贮藏期延长，而且加工量达到一定规模，成为当地农业增产、增效的主力军。目前浙江、江苏、山东、江西、湖北、云南等省都有脱水莴笋干上市，产业尽管刚刚起步，但发展前景广阔。

2.1 莴笋护色

绿肉莴笋呼吸作用强、并有多种生物活性酶，切割、去皮后及在干燥和贮藏过程中很容易发生变色，使商品价值大大下降。莴笋干变色的主要原因是叶绿素的降解和褐色物质的生成。Barth等［26］认为商品可以接受的极限为20%的叶绿素转变成脱镁叶绿素。

2.1.1 叶绿素降解机理

蔬菜为绿色是由于菜体内含有蓝绿色和黄绿色叶绿素a、b，它们是一种不稳定的物质，不耐光、热、酸，不溶于水，易溶于碱、乙醇和乙醚，在碱性溶液中，皂化为叶绿素碱盐［27］。在蔬菜加工过程中，叶绿素降解是由于加工条件造成组织破坏引起的，如加热、降低pH等引起细胞组织中化学的、酶的反应，导致蛋白质一脂质膜的崩溃及叶绿素一蛋白复合体的释放，造成叶绿素分解。在蔬菜加工过程中，当蔬菜切割、烫漂时，细胞间释放出的酸及酶与叶绿素-蛋白复合物发生接触，这种接触可能是叶绿素降解的起始阶段。叶绿素a的降解途径如图1。

杨晓棠［28］的研究表明，另一条叶绿素降解途径是在过氧化物酶(POD)参与下进行的，小麦和菠菜中，POD在过氧化氢存在的条件下，能将酚类物质氧化形成自由基，促进膜脂过氧化，破坏叶绿体稳定，从而引起叶绿素的降解。但总的来说，POD降解叶绿素途径尚不太明了。

2.1.2 酶促褐变和护色工艺

图1 叶绿素a的降解途径

莴笋中存在的促进褐变的酶主要是叶绿素酶、脱镁螯合酶、脱镁叶绿素甲酯酸a单加氧酶、红色叶绿素降解物还原酶，还有多酚氧化酶及过氧化物酶也会促进叶绿素的降解。酶类属于蛋白质，经过加热均能使其失活。刘纪红等［29］试验得出莴笋的最佳的干制工艺为漂烫温度100℃，漂烫时间3 min，食盐溶液浓度0.5%，乳糖溶液浓度6%;烘烤的工艺条件为先用80℃烘4 h，再用70℃烘4 h。乳糖在莴笋干制中的作用有增加固体含量，改善产品质构而不至于使产品过甜的作用;乳糖在莴笋干制加工及贮藏过程中比较稳定，与其他糖类比较，溶解度低，受环境湿度的影响较小，可以较好地保持产品的色泽，对提高产品的复水效果也有较好的作用。江玲等［30］针对脱水莴笋片在贮藏过程中的变色问题进行研究，认为糖和盐的渗透处理是最好的护色方法;并进一步研究了渗透处理对莴笋片的其他影响，得出渗透处理不但提高了色素的稳定性，而且降低了水分活度，增加了产品的得率，提高了复水速率。

2.2 干燥技术设备开发

目前脱水莴苣常用的干燥方法主要是热空气对流干燥，但是也一直在尝试着采用干燥效果更好的远红外干燥、微波干燥以及联合干燥。

2.2.1 热风干燥

我国目前应用比较普遍的干制方法是热风脱水干燥法，但这些设备普遍存在干燥速度慢、脱水时间长、能耗大、成本高、复水性差和产品品质保存率低等缺陷。赵长滨等［31］介绍 XC型箱式热风烘干机(图2)的工作原理及总体参数的确定。经过蔬菜烘干试验，该机能使热风和物料接触充分、干燥强度大，具有使用范围广、能耗低、复水性好、操作简便、安全可靠的特点，适用于烘干量较小、烘干地点不固定需要经常转移的特殊要求。

National drying machinery 公司［32］生产出加工脱水蔬菜的对流空气带式干燥机(图3)，该设备坚固、恒定，连续化程度高，容易操控和维修，适合于 1 ～10 t·h－1的生产能力。

刘晓娟等［33］设计了一种隧道式蔬菜干燥机(图4)，经试验，此机烘干效果好，干燥均匀，复水性好，热效率高，操作简便，安全可靠。

图2 XC型箱式热风烘干机

图3 对流空气带式干燥机

图4 隧道式蔬菜干燥机

2.2.2 远红外干燥设备

孙传祝等［34］研制了5HY型远红外蔬菜脱水机(图5)。该设备采用双面链板输送装置，输送链的松紧2段均为工作段，与普通输送链相比，较大地提高了设备和空间的利用率;对于胡萝卜等密度较大的蔬菜，生产率(干菜)可达 25.8 kg·h－1，单位能耗为3.2 MJ·kg－1(H20)，与现有的热风对流蔬菜干燥相比可节能20%左右，维生素C损失率降低5%～8%;该设备能够实现连续化生产，自动化程度高、操作方便，能够适应脱水蔬菜产业化生产需要。

图5 5HY型远红外蔬菜脱水机

2.2.3 联合干燥技术与设备开发

张绪坤等［35］为了解决脱水蔬菜热泵干燥中后期干燥效率较差的问题，进行热泵、热风组合干燥试验，结果表明:采用热泵－热风组合干燥装置生产脱水蔬菜，其耗能只有隧道式干燥的74.1%，网带式干燥的84.7%和真空冷冻干燥的9.4%;胡萝卜产品经24 h充分复水后，组合干燥的复水性比热泵干燥高16.6%，比热风干燥高24.5%;采用前期热泵除湿干燥与后期热风干燥的组合干燥技术，克服了单一热泵干燥的缺点，降低了能耗，提高了产品质量。颜伟强［36］研究设计的微波喷动加热装置(图6)，将热风与微波并联式联合，热风从下而上，不仅能带来热量，使物料加热，还能及时的将物料蒸发出来的水气带出加热区，此种联合设备最大的优点在于使物料在加热区不断的震动，克服了微波加热不均匀的问题，而且还能很灵活的控制微波加热的阶段。颜伟强用这种联合干燥方式干燥胡萝卜丁，大大缩短了加热时间，仅用30 min就能使产品达到干燥终点，而且产品的胡萝卜素、VC含量均与真空冷冻干燥接近，品质较好。

图6 微波喷动加热装置

3 展望

莴笋在我国广泛种植，随着各地高效农业的兴起和交通运输的畅通，销售半径扩大。一些地方种植的优良莴笋品种由于经纪人的介入，网络信息的运用，销往全国各地，丰富了市民的“菜篮子”;在节日销售和淡季供应的反季节大棚莴笋，更是获得较高的收益。但是，局部地区莴笋种植的一哄而起，造成大批量原料集中上市，保鲜不及，品质劣化快，深加工不足，造成增产不增收，挫伤了农民积极性，加工技术成为一个新的课题。

莴笋生产除了传统的鲜食品种外，应大力培育加工商品价值高、营养成分高的品种，如茎杆直、上下粗细较一致，组织细嫩，叶绿素含量高，生化酶活力低的适宜加工的绿肉好品种。在大田生产环节提高科技种植水平，增加有益营养成分，控制莴笋硝酸盐、亚硝酸盐含量，农药残留、重金属污染等危害，使之风险最小化。

在脱水莴笋加工过程中，在着力提升护色手段的同时，应开发高效、连续化、节能生产设备，如带式干燥、联合干燥设备的开发，提高自动化水平，便于清洗消毒，节约能源，降低综合生产成本，使企业具备更强的市场竞争能力，更好地服务三农。

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