蔬菜纸,亦称纸菜,是一种具有可食与保鲜包装双重功能的新型蔬菜深加工产品。它是将蔬菜加工成糊状,然后加入适当的黏结剂和调味剂,再进行干燥轧制而成的一种蔬菜制品。其形状像一张纸,既可作为方便休闲食品实用,也可作盒装食品的个体包装。
我国每年蔬菜生产量约占全球总产量的25%,但绝大部分为鲜销鲜食,深加工产品甚少,加上农民缺乏保鲜的基本知识和技术,每年会有30%~35%的新鲜蔬菜因未能及时销售与加工而腐烂变质。这样不仅造成了巨大的经济损失,而且挫伤了农民种植蔬菜的积极性,因此蔬菜深加工一直是农业研究者所关注的问题。蔬菜食品的共同特点是富含膳食纤维及多种维生素和矿物质,其中膳食纤维在加工生产中相当稳定,所加工出的蔬菜纸产品营养损失很小,产品含水量小(约10%),便于运输和储藏。
一、研究现状
国外的可食用纸主要有2种。一种是以蔬菜为主要原料,将蔬菜打浆,成型后烘干制成蔬菜纸型产品;另一种是将淀粉、糖类精化,再添加其他食品添加剂,采取与造纸工艺类似的方法成型的纸型产品,如日本酒井理化学研究所已成功研制出从豆渣中提取蛋白和脂质制成纯净的食物纤维,然后加工成可食用纸。从应用与发展前景来看,以蔬菜为原料的绿色产品更具有潜力。蔬菜纸最早也是由日本研制开发的,目前日本蔬菜纸的生产已经形成了一定的规模,其加工工艺和设备已进入了第1代,每条生产线每天最高产量可达3万张。
蔬菜纸就生产工艺而言,主要有2种方法。第一种方法是压模成型法,这种方法将浆料平铺在成型板上,经2次烘烤成型;另一种方法是辊压成型法,即浆料经由2个反向旋转的压辊,直接压成纸状,切片成型后干燥得到成品。辊压成型法是目前比较先进的成型方法,其干燥与成型同步,成型效率高,外观质量好,干燥时间短,因此蔬菜营养损失很小,而且可连续化操作,非常适合工业化生产。
在我国,早在20世纪90年代末就有关于蔬菜纸加工的文献报道,但一直处于试验阶段,并未真正进行产业化生产。2001年,无锡市天禄纸菜有限责任公司成功研制出即食纸型卡通蔬菜。专家认为,这种即食蔬菜深加工的创新,具有自主知识产权。这种21世纪初的流行食品获得了国家实用新型专利,填补了国内技术和产业的空白,改变了数千年来传统的蔬菜加工工艺和食用方法。经鉴定,其各项指标超过了日本用压模式工艺生产的纸菜。2003年5月,南京野生植物综合利用研究院和中国林业科学院林产化学工业研究所研制的规模化纸型蔬菜生产线,成功地利用菠菜、胡罗卜、青菜、芹菜和海带等原料,制成了纸型蔬菜。这表明我国蔬菜深加工开始走向产业化。
二、关键工业的研究进展
蔬菜纸的一般生产工艺为:原料→清洗→软化→破碎→拌料→碾压(或辊筒成型)→干燥→成品。其中成型与干燥方法是制约蔬菜纸品质的2个主要因素,而成型工艺的主要关键是粘结剂的选用。
1.粘结剂的选用
蔬菜的主要成分是维生素和膳食纤维,含有的胶体物质很少,如果不加入粘结剂,则打成浆状的蔬菜就不能成型,特别是采用辊压成型工艺时,对成型的要求比较高,粘结剂的选择就比较重要。
目前所用的粘结剂的种类主要有CMC、海藻酸钠、变性淀粉、甘油等。粘结剂的种类很多,由于各自的化学成分不同,在蔬菜纸成型过程中所起的作用与效果不一样。
国内李晓文等以芹菜叶为原料,添加3%海藻酸钠和3%甘油制成的可食性芹菜纸型食品清脆可口,具有芹菜香味。赵玉巧研究出制作可食纤维包装膜时的最佳配方为CMC1.5%、豆腐渣4%、海藻酸钠2%、蜂蜡0.5%、甘油1.5%。用此配方生产的可食纤维包装膜强度可达24Mpa,且具有表面光滑、溶解速度快、吸水率低、阻水阻油性好、封口容易等特点。国外Arvani-toryannis在做淀粉膜时加入一种多羟基化合作物增塑剂,制作出来的膜有非常好的热封性。D Phan The在做实验时发现加入蔗糖酯可以显著提高膜的机械强度。
张素华等人在“蔬菜纸加工技术参数的研究”中采用2NN-I6型旋转黏度仪测定各种胶黏剂的黏度值,得到海藻酸钠在各浓度下能成膜,但延展性不好,然后改选其他胶黏剂,最终发现CMC最理想,其添加量为0.4%~0.6%.骆风英等在胡罗卜纸研制试验中比较了CMC、黄原胶、海藻酸钠这3种胶黏剂的成纸效果较好。海藻酸钠虽能成膜,但延展性不好;黄原胶虽然黏度高,但延展性和光泽度差,使用不方便;CMC不仅成膜好,而且弹性好,并且能赋予产品较好的光泽和表面强度。如单独使用各种粘胶剂生产胡罗卜纸,则CMC是最好的。而李应彪的研究表明,单一的黏结剂效果不佳,而黏结剂使用较多,实验结果表明采用0.3%CMC-Na、4.0%淀粉、0.4%明胶的混合黏结剂效果较好。
由此可看出,不同的黏结剂对蔬菜纸成型效果是不同的,同样的原料使用不同的黏结剂也有不同的效果,同样的黏结剂因原料的不同,添加量也会有一定的差别。在选择黏结剂种类和用量时,不仅要考虑到加工过程中成型的要求,同时也要考虑到对产品品质的影响。如外观上要求成型后的产品表面光滑、均匀一致;口感上要求黏滑适口,尽量保持蔬菜的原有风味,没有黏牙的感觉等。
2.干燥方法
蔬菜纸干燥方法主要有烘箱干燥、微波干燥、减压干燥、真空冷冻干燥及组合的联合干燥等。
汪学荣等人将浆料直接倒在玻璃板上,刮成厚度约2mm后送人烤箱干燥,在温度为60℃~65℃条件下干燥时间为30min效果最好。刘月英等发现以蕨菜为原料制备纸菜时,在温度为60℃条件下干燥70min后,再在温度为80℃干燥15min,加工出的纸型蕨菜易成型,品质较好。李晓文等人用电热烤箱,烘烤温度保持在60℃~65℃、烘烤时间为4h~5h,而用微波功率为90W、时间为30s即可,大大地降低了能耗。
烘箱干燥、微波干燥都是加热干燥,在一定程度上会破坏蔬菜中的维生素和天然色素等热敏性营养素,成品还会出现干缩及褐变等不良现象。而冷冻干燥技术则可以避免上述工艺的不足。
冷冻干燥处理是将物料冻结后在高真空(≤611 Pa))条件下,物料的水分由固态直接升华至汽态从而达到干燥目的的一种技术。由于整个干燥过程都是在低温下进行,成品有效地保持了蔬菜原有的营养成分和天然色泽。高金燕利用冷冻干燥技术对蔬菜纸的工艺进行了研究,结果表明菠菜样品在10 Pa~20 Pa的压力下冷冻干燥后产品的残余水分为3%~5%时,产品品质较好。
三、应用及发展前景
蔬菜纸自生产以来,已经在休闲食品、功能性食品、可食性包装等领域得到广泛应用。
1. 新型方便休闲食品
蔬菜纸型食品作为一种新型的蔬菜深加工产品,不仅食用方便、卫生,而且贮存期长。蔬菜纸可以干吃,也可以用开水或与味道相近的饮料泡着吃,对旅游者、登山运动员、长途运输司机来说十分方便,而且营养丰富、风味独特,是一种很好的方便休闲食品。
有资料显示,2006年中国休闲食品的年销售额在200亿元~300亿元之间,且每年都以15%的速度增长,可以说休闲食品将成为未来食品市场的主导产品。随着休闲食品行业的繁荣,更多的人已将着眼点放在了健康、营养及时尚方面,低热量、低脂肪、低糖、低钠的休闲食品是今后新品开发的主流,而蔬菜纸的问世正符合人们对健康和营养时尚的新型休闲食品的追求。
“休闲的就是时尚的”已成为人们对食品时尚性的共识。蔬菜纸是一种时尚性的休闲食品。由于蔬菜原料来源广泛,蔬菜纸的品种甚多,而且纸上可以印刷各种适合不同消费心理的图案。因此,不少制造商设计出了非常新颖的图案,如卡通人物、漫画、科幻美术等,蔬菜纸凭其良好的口感、新颖的包装、独特便捷的食用方法赢得了众多消费者的青睐。日本的一些中小学生近来放弃了嚼口香糖的老习惯,课间吃一两片蔬菜纸,成为一种时尚。在世界其他各地,蔬菜纸的方便、健康、时尚性也成为众多白领者的喜好。
2. 功能性食品
现代生活节奏的加快,导致患各种文明病及慢性病的人越来越多,如何吃得既营养又健康且能预防疾病成为全球人关注的热点。功能性食品由此应运而生,它是一种既能满足人体的特殊营养需要,又具有调节人体生理功能并逐渐使人体向健康转化的食品。
世界各国对发展功能性食品非常重视,把功能性食品作为21世纪食品的发展方向。根基“药食同源”的理论,我国21世纪蔬菜的深加工也逐渐向功能性食品、生态食品的方向发展。蔬菜中含有大量膳食纤维、活性酶、多种维生素和各种微量元素。其中膳食纤维有预防肥胖、调节血糖水平、降低血脂、润肠通便、改善肠道消化吸收功能,也可起到预防结肠癌的作用。而活性酶和各种微量元素还可以改善人体内分泌系统、激活细胞、增加活力,起到改善睡眠、抗衰来的作用。对儿童老人、疾病患者、术后病人、营养不良、特种工作人员(如航海、边防、野外作业者、体育运动员)等人群有着极大的帮助。由于蔬菜中的膳食纤维在生产中相当稳定,所以可以利用蔬菜纸生产具有保健作用的食品纸片来预防各种文明病,例如减肥蔬菜纸、降血糖和降血脂蔬菜纸等。
此外,可根据不同蔬菜的膳食药理和营养功用,在蔬菜纸配方上进行营养和功能强化。如添加高纯度的大豆分离蛋白以提高蛋白质含量,添加维生素C等维生素类抗氧化剂以补充加工中损失的维生素活性成分,添加大豆膳食纤维及人体必需的矿物质以提高蔬菜纸作为功能性食品的功能等。
3. 可食性包装纸
传统的食品包装业会产生很多的污染物,主要有二氧化碳、氯气、光气、甲醛、氟化氢等气体以及酚类、苯和苯乙烯等物质,金属材料生产场所还会产生粉尘物质,这些对大气、土壤和水资源等均可造成不同程度的污染。食品包装弃后处理对环境的污染是长期存在的,处理不善均会造成严重的大气污染、地下水污染、突然污染等。而开发应用可食性包装纸是减少垃圾、保护环境的有效途径之一,具有重要的环保与经济价值。我国资源丰富,人口众多,食品消费居世界第1位,大力开发可食性纸型食品包装,已被众多的科研机构与厂商看好。目前,以蔬菜为主要原料制成的可食性包装蔬菜纸由于其营养价值高,便于储存保鲜和运输,有望作为一种新型的绿色环保包装材料,将其应用于食品包装领域,具有很大的市场需求与开发前景。
可食性包装纸原材料取自来源广阔的蔬菜,不用加入任何添加剂,食用后有利于健康,能够大大降低废气的食品包装所带来的污染,广泛地适用于各种生熟食品的内外包装,而且使用十分方便。现在市场上还出现了以胡萝卜素为原料,添加适量的增稠剂、增塑剂、抗水剂,利用胡萝卜素天然色泽制成的可食性彩色蔬菜纸,这些产品可用作盒装食品的个体包装或直接当作方便食品食用,既能减少环境污染,又能增强食品美感,因而很受消费者欢迎。
四、结论
蔬菜纸的研制成功,不仅受到消费者的喜爱,而且在大量次等蔬菜深加工、避免浪费上具有重要意义。可以预见,蔬菜纸的研究与开发一旦形成产业规模,必将大大促进我国农副产品深加工的发展。