王竟夷，劉 晉，錢 平，李奇庚，白厚增，張曉娟

（1軍事科學院系統(tǒng)工程研究院，北京 100010；2北京康比特體育科技股份有限公司，北京 102200）

0 引言

應急食品是指在突發(fā)事件等緊急情況下，日常食物供應不便或斷供時使用的食品，具有耐貯存、便使用、營養(yǎng)結構合理、一定功能性的特點[1]。

隨著全球各地自然災害、公共衛(wèi)生、事故災難、社會安全等突發(fā)事件頻發(fā)，應急食品需求日益增大。特別是此次新冠疫情導致的食品斷供問題，使人們感到“囤糧難”“買菜難”“團購難”“配送難”[2-3]。人們開始意識到應急食品儲備與供應關乎到個人生存和國家穩(wěn)定。國外應急救援食品起步較早，2019年全球應急食品市場規(guī)模達到292億元，預計2026年將達到317億元。中國應急食品研發(fā)起步較晚，在儲存時間、產(chǎn)品包裝、營養(yǎng)特性等關鍵技術方面與國外存在差距[4]。本研究闡述了國內(nèi)外應急食品的最新研究進展和發(fā)展趨勢，剖析了中國應急食品存在的技術不足，并展望了未來的發(fā)展趨勢，以期為中國應急食品行業(yè)發(fā)展提供新思路。

1 國內(nèi)外應急食品研究現(xiàn)狀

1.1 美國應急食品現(xiàn)狀

二十世紀三四十年代，美國開始研發(fā)應急食品，尤其是“冷戰(zhàn)”和“大蕭條”的出現(xiàn)，更加速了人們囤積應急食品的需求[5]。Mountain house（以下簡稱“MH”）擁有美國80%以上野外、應急食品市場，其先進的冷凍干燥食品技術使其產(chǎn)品保質期可達30年之久，此外包括預制菜、粉面飯類及甜品等多品類產(chǎn)品。Ready wise（以下簡稱“RW”）公司推出的“緊急食品供應包”保質期長達25年之久，涵蓋了來自世界各地的風味速食，包括以家庭或個人為單位的主食桶、蛋奶桶、蔬菜桶、水果桶、咖啡桶等，滿足不同人群需要。

美國軍用應急食品最具代表性的是20世紀70年代研發(fā)使用的單兵食品MRE，共有24個餐譜，包括主菜、餅干、水果干、果醬、碳水化合物飲料、巧克力、蛋白粉等等，營養(yǎng)均衡，部分還配備了無焰加熱器[6]。除此之外，美軍還有一種供先遣部隊的專用食品(FSR)，體積小開袋即食，滿足先遣部隊3天內(nèi)能量需求。此外美國軍事營養(yǎng)研究委員會研究小組為了適應國際應急救援食品的需求，研制了可以直接食用的應急救援營養(yǎng)棒，每根重約50 g，每套9根，總熱量8786.4 kJ，具有一定硬度和彈性，可經(jīng)得起運輸顛簸和空投沖擊，也可以弄碎成顆粒再加水制成為粥狀食用，21℃下保質期可達3年[7]。另外還有由能量模塊、維生素模塊及礦物質模塊組成的模塊化食品，可滿足不同人和環(huán)境的需要[8]。

1.2 日本應急食品現(xiàn)狀

日本處在臨海地震板塊，火山噴發(fā)、海嘯地震等災難頻發(fā)，從1960年開始，9月1日被日本政府指定為“防災日”，當天日本各地都要進行防災演練和防災知識普及活動。此后，日本有超過1000家食品企業(yè)研發(fā)民用應急救援食品[9]。日本民用應急食品以美味、便捷、營養(yǎng)、人文關懷為宗旨，不斷升級創(chuàng)新。Sei EnterpriseInc是知名抗災食品，保存期可達25年，包括蔬菜湯、奶油燉雞湯、蝦肉粥、餅干等，另外，還有很多在品類和豐富度上更勝一籌的長達5年、8年保質期的食品。Onisi即尾西食品株式會社，是日本專門出品應急食品的公司，旗下的速食米飯通過特殊的加工工藝技術，保質期可達7年，此外還有炒飯、拌飯，即食飯團，餅干，夾層面包以及湯面等速食單品，保質期均在3～5年。IZAMESHI（以下簡稱“IZA”）推出符合亞洲人口味的單人應急食品，如咖喱牛肉、雞丁炒飯、麻婆豆腐等，保質期在3年左右，還有面包罐頭，未開封狀態(tài)下保質期長達3年之久。除了較長保質期與豐富的口味外，日本防災食品還考慮到了老幼人群、食物過敏人群和宗教人群的特殊需求，One Table公司為老年人和吞咽功能還未成熟的嬰兒開發(fā)的防災果凍，可快速補充營養(yǎng)，保質期5年。Lipovitan開發(fā)的果凍每袋(100 g)836.8 kJ熱量，保質期5年，且不含28種過敏原。Hinomoto Shokusan公司主營清真防災食品。除此之外，日本的防災食物在包裝上也與眾不同。Glico奶油夾心餅干罐的背面就貼心地附上了應對災難的小貼士，這些信息能夠在特殊時期安撫消費者，幫助消費者快速獲得安全感。

1.3 中國應急食品現(xiàn)狀

中國的民用應急食品以2008年四川省汶川縣地震的爆發(fā)為契機開始發(fā)展，社會關注度開始逐漸增加。國務院先后頒布實施了《中華人民共和國突發(fā)事件應對法》，起草了《應急百寶箱國家標準》，舉辦了以“做強應急產(chǎn)業(yè)·加快轉型升級”為主題的中國首屆應急產(chǎn)業(yè)展覽會，中國民用應急食品市場就此打開[10]。上海冠生園與北戴河海洋食品集團（以下簡稱“GSY”和“BDH”）等研發(fā)的壓縮餅干與自熱米飯等民用應急食品，具有不用加熱、方便攜帶、且保質期大多為2～3年的特點。國產(chǎn)昌沃特種食品（以下簡稱“CW”）最新推出長期儲備應急食品系列，其凍干飯與凍干面采用的其自主研發(fā)的核心鎖鮮技術運用了航天食品科技，將食材經(jīng)“凍干”抽出水分后，使用真空技術隔絕氧氣，經(jīng)紫外線燈照射殺滅細菌，再加上包裝罐蓋獨特的封口設計，使昌沃特種食品的新鮮品質能夠保持10年之久。

表1列舉了國內(nèi)外18個不同品牌的應急救援食品及其特性。其中可以看出，雖然中國應急食品突破了10年保質期這一瓶頸，但由于與國外凍干技術存在差距，與美國等專業(yè)救援應急食品公司的25年以上的保質期還相差甚遠。且品種豐富度上也不如日本、美國等同類產(chǎn)品[11]，中國應急食品多以壓縮餅干，能量棒，水果、肉類罐頭與自熱米飯面條等為主，與國外包括主食、輔食、甜點，甚至具有不同的三餐食譜的豐富度有一定差距。中國應急食品想要在方便性、營養(yǎng)性、適口性，以及產(chǎn)品保質期與豐富度等方面進一步滿足國內(nèi)消費者的需求，首先要解決的就是現(xiàn)有應急食品相較于國外在上述方面加工技術不足的問題。

表1 國內(nèi)外應急救援食品

軍用食品是民用應急食品發(fā)展的基礎，壓縮干糧作為中國軍用食品的代表性品種，經(jīng)過了近40年的發(fā)展，最新研制的13壓縮干糧體積小，每塊重62.5 g，4塊為一包，不僅可以提供5020.8 kJ的熱量，且解決了原有壓縮干糧營養(yǎng)不均衡，口感干硬的問題[12]。海軍醫(yī)學研究所研制的JT-07軍用口糧，外包裝采用了多層真空包裝，最外層的塑料伸縮膜可以將水汽甚至海水隔絕在外，保質期3年，一盒400 g，尤其適合在駕駛艙、船艙等有限的空間里攜帶、儲存，滿足了艦艇遠航的需求[13]。GSR-300通用救生食品作為中國最先進的救援產(chǎn)品，每包含有9根能量棒，凈重300 g，能提供5439.2 kJ的熱量，開袋即食，營養(yǎng)便攜，滿足了應急情況下對救生食品的需求。此外中國自主研制的加肽類等功能成分的新型高能固體能量棒，經(jīng)中國海軍、空降兵、陸軍應急機動作戰(zhàn)部隊服用后表明，有抗中暑、抗疲勞的效果。

2 應急食品關鍵加工技術現(xiàn)狀

2.1 質構重組技術

質構重組技術可提升應急食品的消化吸收性和感官接受性，通過機械混合、揉搓、剪切、高壓、加溫等物理因素，使蛋白質與多糖類親水膠體發(fā)生物理化學反應，使產(chǎn)品最終在質構、組成、表現(xiàn)等理化特性及營養(yǎng)上發(fā)生變化，解決應急食品中蛋白質、淀粉、纖維素的擠壓、膨化、變性等技術問題[11,14]。劉菊芬[15]研究發(fā)現(xiàn)復配擠壓加工不僅使速食米蒸煮時間縮短一倍，且加工后速煮米品質更好，蒸煮后比原料米飯要軟、粘彈性增加、仍保持了米飯香味。張佳敏[16]發(fā)現(xiàn)重組調(diào)理的新鮮牛肉、羊肉和雞肉持水性、外觀形態(tài)、嫩度、彈性及多汁性更好，且肥瘦比例適宜，產(chǎn)品出品率提高20%以上，更適合工業(yè)化生產(chǎn)。將擠壓膨化質構重組技術與雙重控釋的抗氧化智能包裝等技術結合，使即食全麥產(chǎn)品的熱敏性維生素營養(yǎng)物質保存率超過50%以上，脆性提高10%以上，脂肪量降低25%以上，實現(xiàn)了全麥方便食品品質提升[17]。

2.2 納米囊化技術

針對應急食品風味不足，接受性不好等問題，采用納米囊化技術保護其中的風味物質，不僅有效提高保鮮效果，提升應急食品的質量和接受度，還可以延長保質期[18]。如納米乳液作為胡椒堿的傳播載體，可改善胡椒堿在酸、堿、光、熱和氧的條件下化學不穩(wěn)定、容易失去呈味效果的不足，在常溫下可以保存1年[19]。WU等[20]的實驗結果也表明納米氧化鋅可降低水的流動性，減少風味物質的流失，更好地保存橙子原有味道、香氣和咀嚼性。PANDEY等[21]將新型可生物降解包裝材料：聚乙烯醇-殼聚糖-硝酸銀、纖維復合納米層應用于肉類保鮮，發(fā)現(xiàn)納米纖維膜比普通保鮮膜更加有效地抑制大腸桿菌和李斯特菌，從而延長了豬肉的保存期，減少了食源性疾病的發(fā)生率。

2.3 干燥技術

2.3.1 真空冷凍干燥技術 真空冷凍干燥是應急食品加工中最常見的脫水技術，即通過低溫凍結的方式，讓食物在真空下將冰晶體升華為水蒸氣，再用真空泵排出水蒸氣，讓食品處于干燥狀態(tài)[22-23]。這種技術下所獲得的物料有很多優(yōu)點：感官品質好，保持了新鮮原料固有的色澤、風味和香氣；具有良好的復水性，脫水徹底，重量輕，適合于長時間儲存。近些年興起的高壓電場真空冷凍聯(lián)合干燥術，將2種不同的干燥方式的優(yōu)點結合起來，在保留物料溫度、營養(yǎng)物質的同時，降低了前期冷凍干燥的設備成本[24]。

2.3.2 微波干燥技術 微波干燥技術是近年來才興起的利用微波對食品進行干燥的加工技術，其較短的加熱時間，可最大限度地保留食品中的維生素等營養(yǎng)成分。具有干燥迅速、省時省電、安全可控、制作的食品營養(yǎng)流失少等方面的優(yōu)點[25]。但同時此方式存在受熱不均勻的情況，研究將微波與其他方式聯(lián)合干燥，不僅可縮短干燥時間，降低能耗，還可均勻加熱，從而保證產(chǎn)品質量，成為近年來研究的熱點[26]。杜鵬等[27]研發(fā)現(xiàn)微波-熱風聯(lián)合干燥可在較短時間獲得品質較好的方便米飯，且此工藝干燥的品質優(yōu)于單獨微波干燥米飯。張雪等[28]將微波與真空技術結合得到真空微波干燥技術，此技術充分發(fā)揮了微波快速加熱、真空降低水汽化的特點，能有效解決傳統(tǒng)干燥技術的種種弊端。朱翠平[29]研究發(fā)現(xiàn)在5種干燥方式中，只有真空冷凍聯(lián)合真空微波干燥的牛蒡脆片內(nèi)部形成多孔狀結構，使產(chǎn)品硬度和脆度適中，多酚、黃酮、多糖的含量保留較好，且干燥時間縮短46%。薛姍等[30]發(fā)現(xiàn)最佳真空微波干燥工藝參數(shù)下制備的速食糙米粥，復水率最好，口感最佳。

2.4 超高壓技術

超高壓技術既可以保留應急食品的天然風味、色澤以及原有的營養(yǎng)價值，又可以殺死微生物、鈍化酶，延長食品的貨架期。在原理上以液體作為壓力傳遞介質，將食品物料密封于彈性容器或耐壓裝置系統(tǒng)中，在靜高壓100M～1000 MPa下對食品進行非熱加工技術處理。其最大的優(yōu)勢在于只破壞形成大分子立體結構的非共價鍵，如氫鍵、離子鍵、疏水鍵和水合作用等，而對形成小分子物質的共價鍵幾乎沒有影響，如色素、維生素等，同時能夠激活或滅活食品中自身存在的蛋白質、淀粉等生物分子，提高食品品質[31]。研究發(fā)現(xiàn)，超高壓處理后大米淀粉可以保持淀粉顆粒的完整，顆粒內(nèi)的可凍結水含量較少，淀粉不易回生[32]。此外超高壓技術對萵苣、菠菜、番茄、花椰菜、蘆筍、洋蔥等蔬菜的質地保持很好，且各種蔬菜的風味、新鮮度均無變化[33]。150MPa以上超高壓處理能促進肌原纖維小片化，促使肌肉蛋白分解加速，游離氨基酸增加，可提高肉的保水性、蒸煮損失、熟程度等[34]，其次超高壓技術也是減少肉制品中食鹽使用量的一種有效方法[35]。此外相關研究推測超高壓技術可改變過敏原蛋白的空間結構以改變致敏性。李慧靜[36]采用369MPa、18m in處理大豆分離蛋白，使其致敏性降低了33%。PEAS等[37]研究發(fā)現(xiàn)超高壓處理減弱了大豆過敏原Glym 1的免疫應答反應。此加工方式為開發(fā)適宜過敏人群食用的應急食品提供了新思路。

2.5 食品輻照技術

食品輻照是利用射線照射食品，延遲新鮮食物某些生理過程（發(fā)芽和成熟）的發(fā)展，或對食品進行殺蟲、消毒、殺菌、防霉等處理，達到延長保藏時間，穩(wěn)定、提高食品質量的一種食品保藏技術。具有無污染、無殘留、完整保留食品中的營養(yǎng)成分和風味、殺菌徹底且成本、能耗低等優(yōu)點[38-39]。JAVANMARD等[40]將輻照技術與冷凍技術結合來延長雞肉的貨架期，γ射線輻照處理后的雞肉中的病菌和腐敗菌被有效控制，貯藏期可延長至9個月。劉福莉等[41]用γ射線和電子束輻照豬肉火腿腸，經(jīng)處理后30℃下儲藏10天過程中硬度、色澤等感官特征沒有顯著變化。

2.6 含氣調(diào)理殺菌技術

含氣調(diào)理技術彌補了從前普遍使用的真空包裝、高溫、高壓滅菌等常規(guī)加工方法的不足，具有在常溫儲運下保鮮的作用，延長應急食品的貨架期。將預處理后食品原料裝在高阻氧的透明軟包裝袋中，抽出空氣后注入不活潑氣體并密封，然后在多階段升溫、兩階段冷卻的調(diào)理殺菌鍋內(nèi)進行溫和式殺菌，能完美地保存食品的品質和營養(yǎng)成分，而食品原有的色、香、味、形、口感幾乎不發(fā)生改變，常溫下可保存和流通長達6～12個月[42]。這種保鮮加工技術尤適用于加工肉類、禽蛋類、水產(chǎn)品、蔬菜、水果和主食類等多種烹調(diào)食品或食品原材料，特別是對那些濕潤狀態(tài)下不能使用抗氧化劑的食品及質地松軟易于變形的食品，能起到有效防止變形，維持其原有形態(tài)和質地的作用[43]。此技術可用于生產(chǎn)美味可口的即食食品或半成品，不僅應用于中國軍用罐頭與艦艇遠航食品，還應用于中國方便食品的調(diào)理包[44]。

2.7 柵欄技術

柵欄技術又稱聯(lián)合保藏技術，是通過如溫度、水分活性、酸度值、氧化還原電位、防腐劑、競爭性微生物等柵欄因子的共同作用，防止食品所含腐敗菌和病原菌生長繁殖，延緩了食品腐敗變質，確保食物安全性的技術[45]。實際應用中，多個低強度柵欄因子比單個高強度柵欄因子具有更有效的防腐保鮮作用，更益于食品的保質。目前，該技術在中國肉類、水產(chǎn)和果蔬加工保藏等食品工業(yè)中得到了廣泛應用[46-47]。

3 應急食品標準現(xiàn)狀

標準是產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平的重要體現(xiàn)，隨著應急食品市場的發(fā)展，人們對制定應急食品相關標準來規(guī)范、引領市場的呼聲越來越高。但應急食品不同于常見商品，多屬于救濟物資。在實施救援時多由民政部門統(tǒng)籌征調(diào)、運輸、儲存、發(fā)放。這種情況下由于籌集物資來源不同，時間緊張等情況，往往會造成應急食品的品質良莠不齊與衛(wèi)生管理薄弱。目前中國與應急食品有關的標準主要有《家用防災應急包》(GB/T 36750—2018)、《應急物質分類與編碼》(GB/T 38565—2020)、《食品安全國家標準》(GB 2760—2014)。其中《家用防災應急包》國家標準對應急物品的配置品類，技術指標等，提出了規(guī)范性要求。標準規(guī)定，應急包物品至少配置飲用水、應急食品等基本物品?！稇蔽镔|分類與編碼》國家標準規(guī)定方便食品，包括米面制半成品、速凍食品、烘焙食品、熟食、壓縮食品、罐頭、即食食品等為食品類應急物資。此外雖然《食品安全國家標準》對應急食品未做直接規(guī)定，但應急食品屬于食品大類，衛(wèi)生與安全標準受此規(guī)范。但至今中國還沒有制定關于應急食品的具體標準，亟需制定涵蓋關于應急食品種類、規(guī)范生產(chǎn)、加工及儲存規(guī)范與相關加工技術與添加劑使用的各項具體標準。

4 中國應急食品發(fā)展趨勢

4.1 種類多樣化

中國應急食品處于萌芽階段，以模仿甚至直接使用軍用食品為主要方式，以壓縮干糧、能量棒、方便米飯、面條以及各類罐頭等傳統(tǒng)應急食品為主要品種。面對應急食品市場逐漸旺盛的需求，不斷優(yōu)化及創(chuàng)新，豐富研發(fā)品類是應急食品將來長遠發(fā)展的關鍵因素。開發(fā)適用于應急救援的各類食品，提升品種多樣化水平，提高應急食品接受性。

4.2 人群針對性

目前國內(nèi)研究的應急救援食品多以一個配方應用于所有現(xiàn)場救援人員。若將災難現(xiàn)場人群分為不同需求的目標群體，通過原料選擇、配方優(yōu)化、質地調(diào)整以及包裝設計等維度，設計不同的應急救援食品，則更具有針對性。受災現(xiàn)場人員可分為救援人員、被救人員，考慮到救援人員所處的特殊環(huán)境及身體的高應激狀態(tài)，救援食品應具備抗疲勞、抗缺氧等功能。對于被救人員來說，則需要能夠增強身體免疫功能，降低應急條件下感染疾病風險的功能。針對乳糖不耐受或者過敏人群，可開發(fā)不使用過敏原料或者無乳糖的應急食品。而當受災群體中若存在老人、小孩、殘障人士時，通過不斷優(yōu)化去滿足這部分特殊人群的需要，無論是添加盲文讓盲人了解產(chǎn)品信息，或是考慮到老人、小孩的咀嚼能力低下從而改善食物口感、質地，都體現(xiàn)出人文關懷以及社會責任感。

4.3 注重功能性

隨著科技發(fā)展以及搜救能力的不斷進步，應急食品越來越注重飽腹之外的功能和特殊膳食效果，在原料中添加一些具有特殊生理功能的物質與營養(yǎng)素，可以提升應急食品的整體功能性。相關研究發(fā)現(xiàn)，采用小肽類物質作為蛋白質來源，可在滿足營養(yǎng)需求的同時實現(xiàn)抗疲勞、提升免疫力的效果；添加符合維生素和礦物元素可提升待救人員生存幾率[48-49]；采用小麥粉、燕麥粉、全麥粉、豆渣粉等全天然可食原料為輔助添加物，在滿足熱量供給的同時，可以提供更加全面的微量營養(yǎng)素；添加提取的天然功能因子，如植物提取物大豆異黃酮、銀杏提取物、原花青素可促進免疫力提高；添加西洋參、當歸、蟲草、枸杞、阿膠等中藥材，有助于藥食同源，調(diào)節(jié)機體功能。真菌、植物多糖與膠原蛋白肽的添加，利于緩解疲勞增強軟組織修復[50]；膽堿的添加也可以增加士兵在重體力勞動條件下的活動時間與短時間內(nèi)記憶力。

5 結語

新冠疫情3年來，居家隔離，出行受限等防疫措施讓中國居民感受到食品儲備的重要性，應急食品需求持續(xù)攀升，因此加速開展應急食品研究，是后疫情時期食品行業(yè)的首要任務之一，未來中國民用應急食品行業(yè)有較大發(fā)展空間。本研究通過借鑒國外應急食品的巧思和經(jīng)驗，嘗試給中國的應急食品市場一點提示和啟發(fā)。帶動中國應急食品行業(yè)的發(fā)展，首先要加強中國應急食品的技術創(chuàng)新能力，開發(fā)多種類、多口味，適口性好的產(chǎn)品；其次針對不同人群的個性需求，推出特色產(chǎn)品，使其在市場上具有競爭力和更大的發(fā)展空間；最終完成應急食品行業(yè)標準體系建設，逐步打開與完善中國應急食品市場。