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果蔬氣調(diào)貯藏保鮮技術(shù)研究現(xiàn)狀與展望

文檔作者：梁潔玉1 朱丹實(shí)1, 2 馮敘橋1, 2 呂佳煜1 蔡茜彤1 文檔來源： 1. 渤海大學(xué)食品科學(xué)研究院 2. 沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時間： 2025年06月23日
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第4 卷第 6 期食 品安全質(zhì)量檢測學(xué)報Vol. 4 No. 6
2013 年12 月Journal of Food Safety and Quality Dec. , 2013
基金項(xiàng)目: 渤海大學(xué)人才引進(jìn)基金項(xiàng)目(BHU20120301)
Fund: Supported by Bohai University Talent Introduction Foundation (BHU20120301)
*通訊作者: 馮敘橋, 教授, 博士生導(dǎo)師, 主要研究方向?yàn)楣哔|(zhì)量與安全控制。E-mail: feng_xq@hotmail.c om
*Corresponding author: FENG Xu-Qiao, Professor, Food Safety Key Laboratory of Liaoning Province, Food Science Research Institute of
Bohai University, No.19, Technology Road, Songshan District, Jinzhou 121013, China. E-mail: feng_xq@hotmail.com
果蔬氣調(diào)貯藏保鮮技術(shù)研究現(xiàn)狀與展望
梁潔玉 1, 朱丹實(shí)1, 2, 馮敘橋1, 2*, 呂佳煜1, 蔡茜彤1, 韓鵬祥1
(1. 渤海大學(xué)食品科學(xué)研究院, 遼寧省食品安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 錦州 121000;
2. 沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院, 沈陽 110866 )
摘要: 氣調(diào)貯藏保鮮技術(shù)具有保藏效果好, 貯藏時間長, 貯藏?fù)p耗小, 安全無污染等特點(diǎn), 近年來在果蔬貯藏
保鮮上的研究和應(yīng)用不斷發(fā)展進(jìn)步。本文介紹了果蔬氣調(diào)貯藏保鮮技術(shù)的分類, 陳述了氣調(diào)貯藏工藝條件(溫度、
濕度、氧氣和二氧化碳含量等)控制、氣調(diào)庫和氣調(diào)包裝材料的研究現(xiàn)狀, 分析了果蔬氣調(diào)貯藏保鮮的發(fā)展趨勢。
關(guān)鍵詞: 氣調(diào); 水果; 蔬菜; 保鮮; 現(xiàn)狀
Status and prospects on modified atmosphere storage technology
of fruits and vegetables
LIANG Jie-Yu1, ZHU Dan-Shi1, 2, FENG Xu-Qiao1, 2*, LV Jia-Yu1, CAI Xi-Tong1, HAN Peng-Xiang1
(1. Food Safety Key Lab of Liaoning Province, Food Science Research Institute of Bohai University, Jinzhou 121013, China;
2. College of Food Science, Shenyang Agriculture University, Shenyang 110866, China)
ABSTRACT: Research and application of modified atmosphere storage technology for preservation of fruits
and vegetables have been paid more and more attentions because of its better preservation effect, longer storage
time, less storage loss, and safer food without pollution. This review introduced the type of modified atmosphere
storage technology, and represented the status quo of the technological conditions (mainly including
temperature, humidity, and the concentration of O2 and CO2), device and package materials of modified atmosphere
storage of fruits and vegetables. Furthermore, its future developmental trend in the storage of fruits
and vegetables was also envisioned.
KEY WORDS: modified atmosphere; fruits; vegetable; preservation; status
果蔬是一種營養(yǎng)豐富、含水量高、組織脆嫩的
鮮活商品, 是人們生活中不可缺少的食品, 而且由于
果蔬季節(jié)性強(qiáng)、鮮嫩易腐, 在貯藏期間大量失水導(dǎo)致
嚴(yán)重萎蔫、衰老腐爛等, 使我國果蔬采后損失達(dá)到
20%～30%。因此, 果蔬貯藏保鮮是一項(xiàng)重大的事業(yè)。
果蔬保鮮的根本途徑就是抑制果蔬的呼吸強(qiáng)度, 減
緩或延遲果蔬的呼吸速率[1]。目前, 影響果蔬保鮮主
要有四大因素: 溫度、濕度、氣體成分及微生物。氣
調(diào)貯藏通過對以上四大影響因素的共同調(diào)節(jié)來進(jìn)行
果蔬貯藏保鮮。
現(xiàn)代氣調(diào)技術(shù)的原則, 始于1819 年法國人J. E.
Berard 關(guān)于氣體環(huán)境影響水果成熟的研究[2]。1918
年, 英國科學(xué)家Kidd 和West 提出了氣調(diào)貯藏理論,
系統(tǒng)研究了環(huán)境中二氧化碳濃度和氧氣濃度對果蔬
1618 食品安全質(zhì)量檢測學(xué)報第 4 卷
新陳代謝的影響, 為商業(yè)氣調(diào)貯藏奠定了基礎(chǔ)[3]。
1929 年, 第一座氣調(diào)庫建成, 可以貯存蘋果30 噸。
50 年代初, 氣調(diào)貯藏技術(shù)得到迅速發(fā)展。70 年代, 此
項(xiàng)技術(shù)被大規(guī)模地應(yīng)用于商業(yè)貯藏。
近年來果蔬貯藏保鮮技術(shù)也不斷發(fā)展, 果蔬氣
調(diào)貯藏是當(dāng)今國際上比較先進(jìn)的貯藏保鮮方式之一,
它是根據(jù)不同果蔬的生理特點(diǎn), 通過調(diào)節(jié)控制貯藏
環(huán)境中的O2 濃度、CO2 濃度、溫度、濕度和乙烯濃
度等條件, 達(dá)到降低果蔬呼吸強(qiáng)度, 延緩養(yǎng)分的分解
過程, 使其保持原有的形態(tài)、色澤、風(fēng)味、質(zhì)地和營
養(yǎng), 延長貯藏壽命。本文主要對氣調(diào)工藝條件、氣調(diào)
庫和氣調(diào)包裝技術(shù)的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述, 對其發(fā)
展方向進(jìn)行分析, 為氣調(diào)貯藏保鮮技術(shù)的發(fā)展及其
在果蔬貯藏中的應(yīng)用提供一些信息。
1 果蔬氣調(diào)貯藏技術(shù)分類
氣調(diào)貯藏按氣調(diào)方式可分為采用自然降氧的自
發(fā)氣調(diào)貯藏(modified atmosphere storage, 簡稱MA)
和采用人工快速降氧的機(jī)械氣調(diào)庫貯藏(controlled
atmosphere storage, 簡稱CA)。
MA 是指依靠果蔬自身的呼吸代謝來降低環(huán)境
中的O2, 提高CO2含量, 主要包括氣調(diào)包裝(modified
atmosphere packaging, 簡稱MAP)和塑料薄膜帳硅窗
氣調(diào)。MA 是一種成本低、易于操作的方法, 但是達(dá)
到氣調(diào)環(huán)境所需時間長, 氣體濃度不易控制。MAP
又是自發(fā)氣調(diào)貯藏保鮮技術(shù)的一種比較常用的方式,
是指借助果蔬自身的呼吸作用產(chǎn)生的氣體來降低O2
濃度和提高CO2 的濃度后袋內(nèi)外形成氣體分壓力差。
在壓差作用下, 包裝袋內(nèi)外進(jìn)行O2 和 CO2 氣體交換,
使袋內(nèi)有O2 濃度升高和CO2 濃度降低的趨勢, 維持
袋內(nèi)各氣體濃度維持穩(wěn)定。氣調(diào)包裝除了改變氣體成
分, 還可以很大程度上保持環(huán)境濕度, 而且氣調(diào)包裝
將果蔬與外界空氣隔開, 可以減少甚至避免病原菌
和污染物污染。
CA 指采用機(jī)械氣調(diào)庫, 依靠制冷系統(tǒng)、氣調(diào)系
統(tǒng)和加濕系統(tǒng)的運(yùn)行, 將氣調(diào)工藝參數(shù)(溫度、氣體
成分、相對濕度等)嚴(yán)格控制在恒定范圍內(nèi), 主要包
括充氮降氧氣調(diào)、最適濃度指標(biāo)氣體置換和減壓氣調(diào)
等形式。氣調(diào)庫的適用范圍比較廣, 貯藏期相對更
長。氣調(diào)庫的運(yùn)行成本相對較高, 但相應(yīng)的設(shè)備一直
在不斷研究和改進(jìn), 氣調(diào)庫的推廣使用前景廣闊。
2009 年12 月1 日實(shí)施的《氣調(diào)冷藏庫設(shè)計規(guī)范》
(SBJ16-2009), 總結(jié)了我國幾十年氣調(diào)庫的經(jīng)驗(yàn), 使
得氣調(diào)庫的設(shè)計及運(yùn)行有法可依, 也使得氣調(diào)庫更
加節(jié)能, 相對降低了成本[4]。
2 果蔬氣調(diào)貯藏設(shè)備的研究現(xiàn)狀
氣調(diào)貯藏保鮮效果需要完善的氣調(diào)設(shè)備來保障,
不同的氣調(diào)貯藏方法需要不同設(shè)備。人工快速降氧的
機(jī)械氣調(diào)庫貯藏需要的基本設(shè)備就是能夠提供可達(dá)
到氣調(diào)環(huán)境條件的氣調(diào)庫及其相應(yīng)的輔助設(shè)施。氣調(diào)
包裝主要利用呼吸作用與包裝材料的透氣性來調(diào)節(jié)
袋內(nèi)的氣體, 選擇合適透氣性的包裝材料是影響氣
調(diào)包裝貯藏保鮮效果的關(guān)鍵。因此, 氣調(diào)庫和氣調(diào)包
裝材料的研究開發(fā)非常重要。
2.1 氣調(diào)庫
氣調(diào)庫與普通冷庫不同, 普通冷庫要求庫體圍
護(hù)結(jié)構(gòu)具有保溫、隔熱、防潮等性能, 而氣調(diào)庫除此
之外還要求庫體結(jié)構(gòu)具有一定程度的氣密性和耐壓
能力, 即氣密性和安全性, 因?yàn)闅庹{(diào)庫內(nèi)要達(dá)到所需
的特定氣體成分, 并長時間維持, 避免氣調(diào)庫內(nèi)外氣
體交換; 庫內(nèi)氣體壓力會隨著溫度變化而變化, 形成
內(nèi)外氣壓差; 氣調(diào)庫不僅需要有制冷設(shè)備和溫度傳
感器的配置還要有制氮設(shè)備、二氧化碳脫除設(shè)備、乙
烯脫除設(shè)備和加濕設(shè)備, 氣調(diào)庫還要有一定建筑格
局[5,6]。除了溫度和濕度對氣調(diào)庫工作狀況產(chǎn)生影響
外, 周圍大氣對氣調(diào)庫的滲透性也是比較大的, 這就
要求氣調(diào)貯藏間與大氣介質(zhì)保持最大限度隔離, 才
能達(dá)到既延長果蔬保鮮期, 又減少制氮和脫除二氧
化碳電耗的目的[7]。
林峰等[8]通過對氣調(diào)庫氣密性要求的分析、氣密
材料的選擇及氣密層的制作等方面闡述了如何保證
氣調(diào)庫的氣密性。高紅巖等[9]根據(jù)目前氣調(diào)庫能源利
用率低、能耗大等問題, 通過增設(shè)預(yù)冷間和減少氣調(diào)
貯藏間冷卻時間、采用導(dǎo)熱系數(shù)較低的庫板并處理好
防潮和氣密性、選配耗電低裝有變頻器的壓縮冷凝機(jī)
組、小溫差變風(fēng)速的冷風(fēng)機(jī)等方面對制冷系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)
能設(shè)計, 降低制冷系統(tǒng)運(yùn)行能耗, 減少氣調(diào)庫運(yùn)行費(fèi)
用, 相對降低果蔬貯藏保鮮的成本, 擴(kuò)大氣調(diào)庫的適
用范圍。劉海東[10]從保溫、氣密、設(shè)備和保鮮技術(shù)
等方面分析氣調(diào)庫節(jié)能減耗, 全面而準(zhǔn)確低掌握氣
調(diào)保鮮工程的綜合技術(shù)和運(yùn)行規(guī)律, 可以避免不必
第6 期梁潔玉, 等: 果蔬氣調(diào)貯藏保鮮技術(shù)研究現(xiàn)狀與展望 1619
要的電能消耗。王濤等[11]比較了對氣調(diào)庫的兩種制冷
系統(tǒng)氟利昂直接蒸發(fā)式系統(tǒng)和低溫乙二醇間接冷卻
蒸發(fā)系統(tǒng)的應(yīng)用特點(diǎn), 使得相關(guān)設(shè)計人員可以根據(jù)
貯藏果蔬的特點(diǎn)與要求進(jìn)行選擇, 達(dá)到節(jié)能的目的。
王世清等[12]對氣調(diào)庫內(nèi)快速降氧途徑進(jìn)行探討, 建
立降氧速率的數(shù)學(xué)模型, 利用該模型能夠確定快速
降氧的最佳途徑, 為制氮機(jī)的合理有效工作提供了
理論依據(jù), 能使氣調(diào)庫內(nèi)條件在相對短的時間內(nèi)達(dá)
到果蔬貯藏的要求。合理控制氣調(diào)庫內(nèi)氧氣和二氧化
碳的濃度是十分重要的, 手動操作難以準(zhǔn)確和及時
調(diào)整, 因此自動控制庫內(nèi)氧氣和二氧化碳濃度就具
有十分重要的意義, 宿廣汀等[13]經(jīng)過長期的實(shí)驗(yàn)和
研究開發(fā)出氧氣和二氧化碳濃度的自動控制系統(tǒng),
這對于氣調(diào)庫的進(jìn)一步開發(fā)和應(yīng)用具有非常重要的
推動作用。
氣調(diào)庫的合理設(shè)計和庫體圍護(hù)結(jié)構(gòu)的安全建造
以及工作人員的合理使用也是非常重要的。合適有效
的利用氣調(diào)庫的空間、物品要快進(jìn)整出、保持庫內(nèi)良
好的環(huán)境等等不僅可以節(jié)省能源, 保證氣調(diào)庫正常
運(yùn)行還可以避免安全事故的發(fā)生。
2.2 氣調(diào)包裝材料
2.2.1 氣調(diào)包裝保鮮膜
氣調(diào)包裝需要對給定的果蔬, 確定合適的包裝
量、選擇合適的保鮮膜的材料及其面積和厚度, 使保
鮮袋內(nèi)的氣體成分符合或接近果蔬的最佳要求[14]。
不同的包裝材料氣體滲透率各異, 目前尚無完全適
用于果蔬包裝的包裝材料。在選擇氣調(diào)包裝材料時要
考慮以下因素[15]: (1)包裝的類型, 如: 有彈性的袋或
剛性半剛性有蓋子的托盤; (2)材料的透氣性, 如要考
慮單獨(dú)一種氣體的透過率和氣體混合時氣體比例; (3)
材料的物理性能, 如切削、拉伸、清晰性和耐用性等;
(4)材料的熱封性和成霧性(因?yàn)楹粑饔糜绊懺谀?nèi)
部形成霧或水滴); (5)密封性; (6)水蒸氣轉(zhuǎn)移速率; (7)
抵抗化學(xué)降解的性能; (8)無毒和化學(xué)惰性; (9)適印性
(有一定的可印刷性); (10)商業(yè)可行性與經(jīng)濟(jì)適用性。
用于氣調(diào)包裝的材料常見的有低密度聚乙烯(LDPE),
線性低密度聚乙烯(LLDPE), 高密度聚乙烯(HDPE),
聚丙烯(PP), 流延聚丙烯(CPP)、OPP(鄰苯基苯酚)、
高氯乙烯(PVC), 聚酯:有聚對苯二甲酸乙二醇酯
(PET), 聚偏二氯乙烯(PVDC), 聚酰胺(尼龍)等等。通
過比較和研究發(fā)現(xiàn), PVC、PET、PP、PE 比較適合于
新鮮果蔬的氣調(diào)包裝, 而聚乙二烯和聚酯具有較低
的氣體透過率, 只能適合于呼吸速率較低的產(chǎn)品。
Piagentini 等[16]在比較LDPE 和OPP 包裝袋后發(fā)現(xiàn)使
用LDPE 包裝袋包裝鮮切菠菜貯藏效果較好。Kim 等
[17]發(fā)現(xiàn)用OTR(氧氣滲透率)為8.0 pmol·s-1·m-2·Pa-1
的膜, 初始?xì)怏w為21 kPa O2(氮?dú)馄胶?包裝鮮切萵
苣并貯藏在5 ℃, 產(chǎn)品在14 天內(nèi)可維持很好的質(zhì)量。
Muftuo?lu 等[18]研究了氣調(diào)貯藏對杏品質(zhì)的影響, 將
杏用CPP 和BOPP 膜氣調(diào)包裝在PP 托盤上(5%
O2+10% CO2), 沒有氣調(diào)包裝的杏作為對照, 貯藏結(jié)
束時對照組失水57%, 而氣調(diào)組失水1%; 對照組的
貯藏期僅為7 天, 氣調(diào)組的貯藏期可達(dá)到28 天。
通過將不同包裝材料混合制得更有利于氣調(diào)貯
藏的包裝膜材料也是一個較好的發(fā)展方向。Acosta
等[19]研究了將PP(聚丙烯)和POE(聚乙烯-辛烯)混合
制成新的膜材料, 并分析其不同混合比例對制成膜
的最終形態(tài)和屬性(熱、機(jī)械、氧氣和水蒸氣傳播等)
的影響, 結(jié)果發(fā)現(xiàn), 熱分析表明POE 的添加不改變
膜的熔化溫度, 也不改變膜的結(jié)晶度, 膜的透氣性主
要跟POE 的添加量有關(guān), 而不是膜的形態(tài)特征, 當(dāng)
POE 的添加量達(dá)到40%時氧氣透過率接近100%, 水
蒸氣的透過率也有類似的規(guī)律; 跟PP 膜相比, 混合
膜的剛性明顯下降, 延展性明顯上升, 這些力學(xué)性能
和滲透性的改變使得混合后制得的膜更有利于果蔬
氣調(diào)貯藏保鮮, 如蘋果、藍(lán)莓和蘑菇。
2.2.2 氣調(diào)包裝設(shè)備
由于食品和果蔬自身的性能特點(diǎn)不同, 對保鮮
氣體的比例精度具有很高的敏感性, 所以氣調(diào)包裝
機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)是氣體置換。通過對袋內(nèi)初始?xì)怏w進(jìn)行
改變, 達(dá)到氣調(diào)所需的氣體條件。目前國內(nèi)外氣體置
換方式主要有兩種: 一種為氣體沖洗式; 一種為真
空補(bǔ)償式。氣體沖洗式是指在包裝容器成型時連續(xù)向
容器內(nèi)充入配制好的混合氣體, 利用氣流將容器內(nèi)
的空氣驅(qū)除, 達(dá)到預(yù)定置換精度后立即封口; 真空補(bǔ)
償式是先將包裝容器內(nèi)空氣抽真空至一定的真空度,
然后充入配制好的混合氣體恢復(fù)至常壓, 或邊抽真
空邊充氣達(dá)到所要求的氣調(diào)氣體比例后, 立即熱封
封口[20]。
配制混合氣體常用的設(shè)備是氣體比例混合器,
常見的混合器有六種:等容氣體比例混合器(等容法)、
等壓氣體比例混合器(等壓法)、定容定壓氣體比例混
合器(定容定壓法)、節(jié)流氣體比例混合器(節(jié)流法)、
1620 食品安全質(zhì)量檢測學(xué)報第 4 卷
時間氣體比例混合器和質(zhì)量流量器。
3 果蔬氣調(diào)貯藏工藝的研究現(xiàn)狀
氣調(diào)設(shè)備可以為果蔬貯藏保鮮效果提供基礎(chǔ),
而氣調(diào)工藝條件對果蔬貯藏保鮮的效果非常重要,
需要對特定果蔬進(jìn)行大量研究分析, 找出最適合果
蔬貯藏的氣調(diào)工藝條件。這樣不僅可以達(dá)到貯藏果蔬
的目的, 還可以相對較少能源消耗, 降低果蔬貯藏的
成本。由于我國各地果蔬品種、種植及采收情況的差
異, 使果蔬采后生理生化特點(diǎn)不同, 其對氣調(diào)貯藏環(huán)
境的適應(yīng)性和最適貯藏條件也各不相同, 而缺乏有
針對性的氣調(diào)工藝參數(shù)成為制約氣調(diào)技術(shù)在我國推
廣的重要因素。氣調(diào)包裝貯藏受到很多因素的影響,
如: 包裝膜的滲透性、果蔬的呼吸強(qiáng)度、初始?xì)怏w成
分、環(huán)境中氣體成分的變化和溫度濕度調(diào)節(jié)。
氣調(diào)貯藏工藝主要研究的對象是溫濕度控制和
氣體含量的確定。一些果蔬的最佳氣調(diào)工藝條件經(jīng)研
究已基本確定(如表1), 但是由于果蔬的品種繁多,
同一水果或蔬菜的不同品種所要求的工藝條件就有
很大差別, 如不同品種葡萄果皮結(jié)構(gòu)不同, 果梗木質(zhì)
化程度不同及代謝途徑不同, 所需的最佳氣調(diào)條件
也不同, 研究發(fā)現(xiàn)巨峰葡萄最適的氣體條件是5% O2
和8%~10% CO2, 龍眼葡萄的最適氣體條件是15%
O2 和3% CO2, 5% O2 和0~5% CO2
[31]; 黃金梨的最適
氣體條件是3%~5% O2 和CO2﹥1%[32], 而圓黃梨的
最適氣體條件是5% O2 和0~1% CO2
[33]。溫度每升高
10 ℃, 呼吸速率增加2~3 倍。González 等[34]研究了
溫度(5 ℃, 10 ℃)和氣調(diào)包裝對鮮切甜椒品質(zhì)的影響
表 1 部分果蔬氣調(diào)貯藏保鮮工藝條件
Table 1 The condition of controlled atmosphere preservation of some fruits and vegetables
果蔬
品種
氣調(diào)工藝條件
資料來源
O2(%) CO2(%) N2(%) 溫度(℃) 濕度(%)
青菜3 4 93 1~3 95 郭鑫和崔政偉[21]
香梨 4~6 2~4 90~94 -1~0 90~95 陳國剛[22]
蘋果 2~5 1~5 90~97 -1~0 85~90 焦文英[23]
桃 1 5 96 0 90~95 馬獻(xiàn)增[24]
葡萄 2~4 3~5 91~95 -1~0 90~95 李夢釵等[25]
櫻桃 3~5 10~12 83~85 -1~0 90~95 王淑貞等[26]
獼猴桃 2~4 3~5 91~95 -1~1.5 90~95 馬獻(xiàn)增[24]
冬棗 5~6 0~0.5 94~95 -2~-1 95 韓冰等[27]
柑橘 19.8 1.2 89 2~4 98 Valle 等[28]
李子 3 3 94 0 90~95
林鋒等[29]
柑桔 15 0 85 3.5 87~90
哈密瓜3 1 96 3~4 80
香蕉4~5 5~8 87~91 13~14 95
胡蘿卜3 5~7 90~92 1 85~90
花椒菜2~3 0~3 94~98 0 92~95
芹菜3 5~7 90~92 0 92~95
黃瓜5 5 90 14 90~93
馬鈴薯3~5 2~3 92~95 3 85~90
生菜3 5~7 9~092 1 95
香菜3 5~7 90~92 1 95
西紅柿4~8 0~4 88~96 12 90
四季豆3 3 94 8 90 Sánchez-Mata 等[30]
第6 期梁潔玉, 等: 果蔬氣調(diào)貯藏保鮮技術(shù)研究現(xiàn)狀與展望 1621
得出結(jié)論, 5 ℃結(jié)合氣調(diào)包裝可以在21 天內(nèi)保持甜
椒整體品質(zhì)的完好。劉海東[10]提出多數(shù)氣調(diào)庫的制
冷是以庫溫為指導(dǎo)的, 而庫溫不能準(zhǔn)確地反映果品
的實(shí)際溫度, 應(yīng)建立起以果心溫度為指導(dǎo)的降溫體系,
以果心溫度為來調(diào)整其他參數(shù), 不同時期不同的果心
溫度, 相對應(yīng)不同的氣體成分組合, 一旦庫體條件發(fā)
生改變, 各個參數(shù)可做相應(yīng)的改變。在氣調(diào)包裝系統(tǒng)
中, 果蔬的呼吸作用和通過膜交換的氣體相互作用形
成了果蔬需要的微環(huán)境, 王相友等[35]分析了國內(nèi)外
果蔬M(jìn)AP 中呼吸速率的研究進(jìn)展, 包括呼吸速率的
測定方法、影響因素和呼吸速率模型的研究動態(tài), 提
出果蔬呼吸過程極為復(fù)雜, 現(xiàn)已建立的呼吸模型有
待于進(jìn)一步的研究與論證。氣調(diào)包裝內(nèi)相對濕度的調(diào)
節(jié)控制也是氣調(diào)貯藏的重要環(huán)節(jié), 盧立新等[36]以香
菇為研究對象, 考慮包裝內(nèi)外熱量交換和氣體質(zhì)量
傳輸, 依據(jù)質(zhì)量與能量守恒定律, 建立包裝內(nèi)質(zhì)量與
能量平衡關(guān)系, 導(dǎo)出氣調(diào)包裝內(nèi)產(chǎn)品呼吸-蒸發(fā)模型,
得到裝內(nèi)相對濕度變化的預(yù)測模型; 同時測定香菇
氣調(diào)包裝袋內(nèi)的濕度, 預(yù)測值與實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本吻合。
在氣調(diào)包裝中果蔬氣調(diào)包裝袋內(nèi)氣調(diào)的建立有
主動和被動兩種方式, 主動氣調(diào)即人為地建立果蔬
氣調(diào)包裝所需的最佳氣調(diào)環(huán)境, 將果蔬放入后, 抽出
部分或全部空氣, 再充入適合此種果蔬的混合氣體;
被動氣調(diào)即將果蔬放入包裝袋后利用果蔬呼吸作用
和塑料薄膜與大氣的交換維持袋內(nèi)外氣體平衡。主動
和被動氣調(diào)的貯藏效果因果蔬品種不同而有差異。
Nobile 等[37]研究了主動氣調(diào)和被動氣調(diào)對鮮切果蔬
貨架期的影響, 通過數(shù)學(xué)模型的建立進(jìn)行試錯實(shí)驗(yàn),
盡可能考慮所有的影響因素, 避免使果蔬長時間處
于不利于貯藏的氣調(diào)環(huán)境中。Costa 等[38]比較了主動
氣調(diào)和被動氣調(diào)對鮮食葡萄貯藏期的影響, 結(jié)果發(fā)
現(xiàn)被動氣調(diào)更有利于延長葡萄貯藏期和保持其感官
品質(zhì), 而且主動和被動氣調(diào)對袋內(nèi)氣體變化沒有顯
著性差異, 但是葡萄卻因主動氣調(diào)氣體快速平衡而
失水更嚴(yán)重。而Muftuo?lu 等[18]在杏的氣調(diào)貯藏中發(fā)
現(xiàn)主動氣調(diào)和被動氣調(diào)對杏品質(zhì)變化沒有明顯差異。
氣調(diào)中研究較多的是低氧高二氧化碳模式, 近
年來, 高氧氣調(diào)貯藏保鮮技術(shù)(21%~100%)對果蔬采
后品質(zhì)變化影響的研究越來越多[39], 一定的高氧環(huán)
境可抑制某些細(xì)菌和真菌的生長, 減少腐爛現(xiàn)象, 降
低果蔬的呼吸作用和乙烯合成, 減緩組織褐變程度,
減低乙醛、乙醇等異味物質(zhì)的產(chǎn)生, 從而改善果蔬的
貯藏品質(zhì)。陳雪紅等[40,41]研究了高氧氣調(diào)對鮮切萵苣
抗氧化活性和呼吸強(qiáng)度及酶活性的影響, 高氧氣調(diào)
包裝可抑制鮮切萵苣VC及其對DPPH 自由基清除率
的下降, 促進(jìn)類胡蘿卜素及其對DPPH自由基清除率
的下降, 促進(jìn)多酚及其對DPPH自由基清除率的上升,
從而改善鮮切萵苣的抗氧化活性; 促進(jìn) SOD 酶活
性的上升、抑制O2－·生成量的增加和PPO、PAL 酶
活性的上升。
氣調(diào)技術(shù)與其他保鮮技術(shù)相互補(bǔ)充, 結(jié)合使用
能夠達(dá)到更好的貯藏保鮮效果。Sivakumar 等[42]研究
了1-MCP 和氣調(diào)技術(shù)相結(jié)合(17% O2+6% CO2, 90%
RH)可以有效抑制荔枝褐變, 抗壞血酸含量下降糖酸
比變化, 保留了荔枝原有的口味。Ustun 等[43]研究乙
醇蒸汽預(yù)處理和多空聚乙烯(PPE)包裝相結(jié)合對“紅
地球”葡萄抗氧化能力的影響, 結(jié)果表明葡萄利用乙
醇蒸汽和氣調(diào)相結(jié)合比單一處理抗氧化能力更強(qiáng)。
Harbaum-Piayda 等[44]發(fā)現(xiàn)經(jīng)過紫外線預(yù)處理結(jié)合氣
調(diào)貯藏(1.5%~2.5% O2+5%~6% CO2)比直接在空氣條
件貯藏下的小白菜中類黃酮的含量明顯較高。
果蔬的成熟度、加工方式等也影響果蔬氣調(diào)貯
藏的品質(zhì), 需選擇適宜氣調(diào)的果蔬品質(zhì)或產(chǎn)品進(jìn)行
貯藏保鮮才能達(dá)到較好的效果。
4 果蔬氣調(diào)貯藏保鮮技術(shù)的發(fā)展前景
氣調(diào)貯藏保鮮并不適合所有果蔬, 對于某種果
蔬的氣調(diào)保鮮應(yīng)用需要進(jìn)行大量實(shí)驗(yàn)進(jìn)行研究。充分
了解氣調(diào)果蔬、氣調(diào)包裝材料和環(huán)境條件的相互作用
對氣調(diào)貯藏條件的設(shè)計非常重要。近年來氣調(diào)貯藏保
鮮技術(shù)不斷發(fā)展, 但技術(shù)仍不成熟, 果蔬貯藏多以低
溫為主, 需要投入更多研究和相關(guān)的資金支持。
4.1 應(yīng)針對某種果蔬準(zhǔn)確確定其方式和相應(yīng)的
氣調(diào)工藝參數(shù)
果蔬品種繁多, 不同品種果蔬貯藏時所需工藝
條件差異很大, 而且目前研究中所確定的果蔬氣調(diào)
貯藏氣體范圍較大, 操作控制不夠精細(xì)準(zhǔn)確, 不利于
果蔬貯藏。因此, 應(yīng)該針對某果蔬某一品種進(jìn)行進(jìn)一
步研究準(zhǔn)確確定其氣調(diào)工藝參數(shù), 以達(dá)到更好的保
鮮效果。每一種果蔬在貯藏過程中存在的關(guān)鍵問題不
同, 如褐變、微生物作用、冷害等等, 準(zhǔn)確分析引起
果蔬品質(zhì)劣變的關(guān)鍵原因, 然后確定其貯藏方式和
1622 食品安全質(zhì)量檢測學(xué)報第 4 卷
相應(yīng)的工藝參數(shù)。如一些果蔬受微生物影響較大, 腐
敗較嚴(yán)重, 可利用一些低濃度化學(xué)試劑或低強(qiáng)度的
紫外燈進(jìn)行預(yù)處理(其濃度或強(qiáng)度比單獨(dú)使用時低),
結(jié)合氣調(diào)貯藏可達(dá)到同樣甚至更好的保鮮效果, 這
樣不會污染果蔬, 更安全可靠[45]。
4.2 結(jié)合數(shù)學(xué)模型研究能夠準(zhǔn)確分析果蔬在整
個貯藏過程中所需的溫濕度和氣體含量的動態(tài)
變化
與溫濕度、果蔬呼吸速率相關(guān)的數(shù)學(xué)模型雖然
已有了一定研究, 但技術(shù)仍不成熟, 需要進(jìn)一步研
究。準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型是有效氣調(diào)控制的基礎(chǔ)。果蔬采
后的生理狀態(tài)在整個貯藏過程中是不斷變化的, 其
不同時期所需的氣調(diào)環(huán)境條件是不同的, 如不同成
熟度的果實(shí), 提前采收的果實(shí)氣調(diào)貯藏跟成熟期果
實(shí)是不同的, 否則就會影響果實(shí)正常后熟而產(chǎn)生病
變, 降低其食用價值。因此結(jié)合數(shù)學(xué)模型分析可以準(zhǔn)
確了解果蔬的生理代謝及其與氣調(diào)環(huán)境的相互關(guān)系,
使氧氣和二氧化碳濃度同時達(dá)到特定要求, 盡量避
免果蔬長時間處于不適宜的環(huán)境條件下, 給果蔬貯
藏品質(zhì)帶來負(fù)面影響[46]。通過測定需要貯藏果蔬的
相關(guān)生理指標(biāo), 利用數(shù)學(xué)模型分析該果蔬所需相應(yīng)
的氣調(diào)環(huán)境條件, 在貯藏一定時期內(nèi)根據(jù)果蔬的品
質(zhì)和模型分析適當(dāng)調(diào)整氣調(diào)工藝條件, 這樣不僅可
以準(zhǔn)確保證整個果蔬貯藏過程中所需的環(huán)境條件,
而且操作簡單, 易于實(shí)施。
4.3 新型氣調(diào)設(shè)備的開發(fā)與完善
氣調(diào)設(shè)備主要包括氣調(diào)庫的建造和氣調(diào)包裝材
料的研究開發(fā)。完善的設(shè)備是達(dá)到果蔬氣調(diào)所需條件
的基礎(chǔ)和保證, 如: 氣調(diào)過程中溫度的控制是非常關(guān)
鍵的, 包裝后氣調(diào)環(huán)境內(nèi)溫度應(yīng)該接近貯藏溫度; 如
果氣調(diào)環(huán)境是低溫下低O2 高CO2, 那么環(huán)境的溫度
不能高于所要求的溫度太高, 否則會產(chǎn)生低O2 傷害,
不利于果蔬進(jìn)一步貯藏[47]。因此開發(fā)一系列相應(yīng)的
自動化設(shè)備, 能夠及時準(zhǔn)備反映氣調(diào)環(huán)境條件內(nèi)的
條件, 以便于工作人員對其進(jìn)行調(diào)整。毛小燕[48]研究
了氣調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)的改造設(shè)計, 進(jìn)一步改善和提高氣
調(diào)庫的自動化程度和管理水平, 可以對庫內(nèi)的氣體
成分進(jìn)行實(shí)時的調(diào)節(jié)控制, 維持果蔬最理想的貯藏
環(huán)境。萬勇[49]對制冷和氣調(diào)系統(tǒng)的自動化控制進(jìn)行
了研究, 對其電控系統(tǒng)進(jìn)行改造, 推動了氣調(diào)庫的進(jìn)
一步發(fā)展。根據(jù)氣調(diào)庫內(nèi)氣流速度場、貨區(qū)溫度場、
氧氣和二氧化碳濃度場等動態(tài)變化情況, 開發(fā)氣調(diào)
庫相關(guān)軟件, 方便氣調(diào)庫建設(shè), 優(yōu)化其設(shè)計。謝晶等
[50]對開發(fā)氣調(diào)庫設(shè)計的系統(tǒng)軟件有了一定的基礎(chǔ)研
究, 需要進(jìn)一步進(jìn)行研究開發(fā)以便于能夠?qū)⑵鋺?yīng)用
到實(shí)際生產(chǎn)中。針對某種果蔬, 利用相應(yīng)的技術(shù)研制
出滲透率合適的包裝材料; 開發(fā)出相對智能的包裝
膜, 可以感知袋內(nèi)氣體的變化, 相應(yīng)的排除多余的
CO2或在低氧時排入空氣, 避免果蔬受到不適氣體的
傷害。合理的氣調(diào)庫建造和包裝材料的選擇可以節(jié)省
能源, 降低果蔬貯藏的成本。這需要食品專業(yè)人員、
建筑工程專業(yè)人員和材料工程專業(yè)人員共同合作。
4.4 充分發(fā)揮氣調(diào)庫和氣調(diào)包裝各自的優(yōu)勢
氣調(diào)庫貯藏量大、貯藏品種多, 氣調(diào)條件控制嚴(yán)
格, 但是管理技術(shù)復(fù)雜, 成本高, 推廣應(yīng)用受到限制,
比較適合高附加值的果蔬, 多用在貯藏環(huán)節(jié)。因此,
氣調(diào)庫適合采收后不需要進(jìn)行長途運(yùn)輸就進(jìn)行貯藏
保鮮的果蔬。氣調(diào)庫更加適合于需長期貯藏的果蔬,
減少了短期內(nèi)物品頻繁進(jìn)出給氣調(diào)庫的運(yùn)行帶來負(fù)
擔(dān)。
氣調(diào)包裝技術(shù)操作簡單, 但氣體濃度不易控制,
主要依靠果蔬自身的呼吸作用和包裝膜的透氣性來
維持平衡, 比較適合運(yùn)輸流通和超市銷售。李興友[51]
研究了以氣調(diào)包裝技術(shù)為核心的微型氣調(diào)鏈貯藏保
鮮新技術(shù), 提出了微型氣調(diào)鏈技術(shù)的實(shí)施流程和技
術(shù)要點(diǎn), 從而將采后果蔬商品化。果蔬商品化處理最
大限度地減少果蔬采后在貯藏、運(yùn)輸和流通銷售過程
中的損失, 以最優(yōu)的內(nèi)在品質(zhì)和外觀滿足消費(fèi)者對
果蔬顏色、風(fēng)味、營養(yǎng)等各種各樣的需求, 具有較高
的經(jīng)濟(jì)效益。因此, 果蔬商品化處理水平的高低, 是
決定果蔬商品價值的主要因素。
氣調(diào)貯藏保鮮技術(shù)是果蔬貯藏過程中比較重
要的高新技術(shù)之一, 極具開發(fā)和推廣價值, 在果蔬
貯藏過程中具有很大的工程應(yīng)用價值和經(jīng)濟(jì)價值。
我國氣調(diào)技術(shù)發(fā)展相對落后, 需要對其進(jìn)行更深
入的研究和更多的支持, 推動氣調(diào)貯藏保鮮技術(shù)
的進(jìn)一步發(fā)展。
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(責(zé)任編輯:趙靜)
作者簡介
梁潔玉, 在讀碩士, 主要研究方向?yàn)?
果蔬質(zhì)量與安全控制。
E-mail: liangjieyu2012@163.com
馮敘橋, 博士, 教授, 主要研究方向
為果蔬質(zhì)量與安全控制。

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