技术：蔬果冷库温湿度控制

    蔬果类农产品易腐烂变质,科学贮藏是保障其品质和延长货架期的关键。而在诸多贮藏方式中,冷藏是最有效、最常用的保鲜技术。本文将阐述蔬果冷库的温湿度控制要点,以期为从业者提供参考。

 

一、保鲜贮藏的意义      

         

1、什么是保鲜贮藏  

保鲜贮藏是指在农产品采收后,利用物理或化学方法,抑制其生理活动,延缓腐烂变质,以达到长期保存的目的。保鲜的方式有冷藏、气调、保鲜剂等多种[1]。其中,冷藏是利用低温环境,降低农产品的呼吸强度、酶活性等,从而延长贮藏期。冷藏保鲜历史悠久,19世纪中叶开始应用于果品运输,20世纪随着制冷技术发展而广泛普及。如今,冷链物流已成为农产品流通的重要方式,而冷库贮藏则是冷链中的核心环节。

2、蔬果要保鲜贮藏的原因

蔬果类农产品含水量高,呼吸代谢旺盛,极易腐烂变质。据估计,我国因贮藏不善导致的蔬果损失高达20%~30%[2]。如果放任采后损耗,不仅浪费农民辛勤劳动成果,也会扰乱市场供求平衡。腐烂变质不仅造成数量损失,还会污染环境,产生难闻气味,滋生细菌。而且,腐烂变质会使蔬果风味变劣、营养流失,甚至产生亚硝酸盐等有害物质,危及食用安全。鉴于农残、污染频发,消费者对食品安全愈加重视,不愿购买变质果品。因此,采收后的蔬果必须尽快进行保鲜贮藏,以控制损耗,维护品质,延长货架期,既保障果品供应,又减少资源浪费,维护食品安全,可谓一举多得。

 

二、最佳贮藏时机与温度      

         

1、最佳冷藏时间

蔬果采收后,其呼吸代谢、酶活性等生理活动仍在进行,且因离体失去养分供应而日渐衰弱。这一过程称为货架期生理过程,直接决定了果品的贮藏寿命。若不及时冷藏,田间热量会加速蔬果腐熟,甚至引发热伤。因此,采收后应尽快,一般在4小时内进入冷库贮藏[3],以迅速降温,抑制呼吸,延缓衰老。某些特殊品种如速冻蔬菜,要求2小时内完成预冷并冷藏,超过时限会影响品质。"采后1/3、贮运1/3、销售1/3",初期1/3寿命最为关键,必须把握冷藏时机。

当然,并非所有蔬果都适合立即冷藏。climactericfruit如香蕉、梨等需催熟后再冷藏,而non-climactericfruit如葡萄、草莓等则宜立即冷藏。另外,有些蔬果需预处理如晾晒、杀青等,也会影响进库时间,但应尽量缩短处理时长。

2、进库温度

蔬果进入冷库后,要经历预冷和冷藏两个阶段。预冷是指将田间温度迅速降至贮藏温度,可采用强制通风、真空预冷、冰水浸泡等方式。不同预冷方式降温速率不同,如强制通风每小时可降6小时内将蔬果温度降至10℃范围[4],越快越好。预冷不彻底,会影响后期冷藏效果,诱发冷冻伤、腐烂等问题。

冷藏是在预冷后,将蔬果长期贮存在恒定的低温环境中。不同蔬果的最佳冷藏温度不同,需因种(品种)制宜。一般讲,根茎类耐贮性好,适宜04℃;叶菜类含水多,宜02℃;瓜果类多属喜温,宜5℃;特殊品种如荸荠要求15℃以上。低于适宜温度会引起冷害,如低温褐变、冷冻伤等;高于适宜温度则会加速蔬果呼吸,引起腐烂。因此必须精准控温,严格管控波动幅度,尤其是不能使温度突破下限。现代冷库多采用监控系统,实时监测库温,自动调节制冷设备,并留出1~2℃"安全余量",可将温差控制在0.5℃以内。

 

三、不同蔬果的温度调控      

         

1、叶菜类

叶菜类蔬菜如白菜、生菜、菠菜等含水量高达90%以上,呼吸代谢强,极易失水萎蔫,腐烂风险大。宜采用接近0℃的低温贮藏,以最大程度延缓衰老。如大白菜在0℃条件下可贮藏5个月,而在常温只能保存1周左右。甘蓝、油麦菜等耐寒品种最低可达-1℃,但温度过低也会引起冷冻伤、冷害。

但是,有些叶菜耐冷性差,当温度低于某一"阈值"时,会加速衰老,风味变劣。如茄子、豆角等喜温叶菜,适宜温度为7℃[5],低于5℃时,会发生冷害,表现为表皮坑洼、变色、出水等。韭菜、芹菜等虽不耐储,但喜低温,适宜2℃。可见叶菜类蔬菜种类繁多,温度要求各异,必须根据耐藏性确定"冷藏区间",再结合品质、预售期等因素确定具体温度。如叶菜类以外观品相为重,为防止冷害,可将温度适当调高1℃。即食蔬菜货架期要求高,可将温度再降1℃左右。总之要统筹兼顾各方面因素,既要把温度降到最低,又要避免冷害风险。

2、根茎类

根茎类蔬菜如胡萝卜、土豆、山药等贮藏器官发达,呼吸较弱,耐贮性较好,一般可在4℃条件下贮藏数月之久。这主要得益于根茎类蔬菜体内淀粉、糖类等贮藏养分丰富,维持基本代谢有充足底气。如土豆在4℃可贮藏5个月,红薯、山药等在13℃以上可贮藏数月。

根茎类蔬菜耐低温,但也存在冷害风险。如土豆在2℃以下易发生低温糖化,食味变甜;红薯低于7℃会出现冷害斑,品质下降;姜在5℃以下会发生低温伤,表皮变褐、变软。另一方面,有些根茎类蔬菜反而不耐贮藏。如萝卜、芋头等喜温蔬菜,适宜10℃以上,过低会加速腐烂;慈姑、藕等水生蔬菜含水量高,低温易泡软。因此根茎类蔬菜也要因种(品种)施策,综合考虑耐藏性、低温伤害等因素,将温度把控在安全范围内。必要时可进行低温适应性处理,如在10℃条件下贮藏1周,再降至贮藏温度,可提高耐寒力。总之既要充分利用低温,最大限度延长贮期,又要未雨绸缪,避免低温伤害。

3、瓜果类

瓜果类蔬菜品种丰富,差异性大,但总体属于喜温型,适宜贮藏温度在15℃之间。最具代表性的如茄子、西红柿、黄瓜等,要维持在8℃的常温偏上区间。这些蔬菜体内维持代谢的物质相对缺乏,耐冷性差,温度过低会引起冷害,导致各种生理障碍。如茄子低于5℃时会出现冷害斑点、果肉泛褐;西红柿低于8℃会抑制红色素形成、硬度下降;黄瓜冷藏会出现涩斑、空洞等[5]。因此瓜果类蔬菜不能急于冷藏,温度要循序渐进地下调,且幅度不宜过大。

但也有些特殊品种,超越了温度调控的常规范围。最典型的是甜瓜,自身含糖量高,维持代谢旺盛,需要更高温度来延缓呼吸。甜瓜的适宜温度在10~14℃之间,温度过低会破坏果肉结构,引发粉质、涩味;温度过高又会加速软化、腐烂。再如冬瓜、南瓜等贮藏期特别长的品种,常温下可放置数月,低温贮藏意义不大。这就需要对不同品种的特性了然于胸,做到"依种调温、分类施策",将有限的冷库空间用在刀刃上。另外瓜果类易失水,在温度调控的同时要兼顾湿度,互补完善,效果更佳。

 

四、不同蔬果的湿度调控      

         

1、叶菜类  
叶菜类蔬菜含水量极高,表皮蒸腾强烈,极易萎蔫失鲜,必须在高湿环境中贮藏,一般要求相对湿度在95%~100%。据测定,叶菜失水5%即可见萎蔫,10%品质严重下降,因此必须时刻保持饱和湿度。如果湿度过低,叶片会迅速失去张力,出现卷曲、皱缩,营养品质和风味品质双双下降。维持95%以上高湿,可使叶菜保鲜期延长1倍以上。
但湿度控制也要把握"度",过高会引发其他问题。一是高湿易滋生霉菌,引发腐烂变质。二是水分在叶片表面凝结成水珠,阻碍气体交换。因此白菜、卷心菜等结球紧实的叶菜,可将湿度控制在90%~95%[7],隔一段时间降低湿度,让结球内多余水分蒸发掉。而散叶菜如菠菜、生菜表面积大,蒸腾强烈,湿度要尽可能保持在95%以上。同时要加强库内通风,避免滞留水汽,必要时可安装除湿设备。总之湿度要高,但不能过高,透气性要好,库内要通畅。

2、根茎类

根茎类蔬菜含水量低,体表常有较厚的角质层,贮藏器官表皮致密,蒸腾弱,耐低湿贮藏。一般情况下,根茎类蔬菜在85%~90%的湿度条件下就能良好贮藏。若湿度继续升高,反而容易引起软腐、发芽等问题。如土豆在90%以上湿度会诱发发芽,白薯高湿下表皮易开裂。
根茎类蔬菜失水多来自表皮的"蒸发盘",在自然老化过程中不断丧失水分。为减少贮藏失水,在入库前可进行打蜡、喷膜等表面处理,人为构建一层"保护膜",阻隔水分流失[6]。如胡萝卜、山药上蜡可使失水率降低一半。但要注意避免过度密封,透气性要好,定期检查防止发霉。总体而言,根茎类蔬菜体内水分调节能力较强,只要温度适宜,湿度波动对其品质影响不大。因此选择湿度范围可适当放宽,85%~90%都能满足要求。

3、瓜果类  
瓜果类蔬菜的湿度要求因种而异,且差异较大。一般来说,耐贮类瓜果在较低湿度下仍能维持品质,而喜湿类瓜果则必须高湿贮藏。像南瓜、冬瓜等贮藏期长、体表角质层厚的品种,常温下存放即可,湿度要求不高。而茄子、黄瓜等易失水的瓜类,要求湿度保持在90%~95%[5],过低会加重萎蔫。番茄的最适湿度为85%~90%,低于85%容易软化,高于95%又易发霉。因此瓜果类蔬菜的湿度管理要因种(品种)制宜,满足个性化需求。
瓜果类蔬菜的湿度调控要特别重视通风,库内要保持空气流通。因为瓜果类代谢旺盛,产热多,极易积聚水汽,诱发腐烂。同时瓜果多为团藏,内外温差大,表面易凝水。为尽快带走水分,要采用立式通风,让冷风从下往上流动,带走瓜果表面和箱间的湿气。总之要在满足湿度要求的基础上,最大限度降低空气湿度,加强通风换气,预防水分聚集。

 

五、有效的湿度控制措施      

         

1、自动化控制设备

要精准调控库内湿度,首先要配备先进的自动化控制设备。现代果蔬冷库普遍采用智能监控系统,由温湿度传感器、控制器、执行器等部件组成,可实现24小时不间断监测和控制。其中,温湿度传感器是监测环境参数的神经末梢,既要反应灵敏,又要高度耐用;控制器是指挥中枢,根据环境参数及时发出控制指令;加湿器、除湿机等执行器负责现场调节,精准控制湿度幅度。

自动化控制系统通过闭环反馈,使库内湿度常年稳定在设定范围,最小可到小数点后一位。部分冷库还具备报警功能,当湿度超标时会自动报警,降低风险损失。湿度自控系统虽成本较高,但利于提高贮藏品质、减少人工投入,性价比很高,值得推广应用。

2、库内加湿方式

对于低湿贮藏的蔬果品种,一般只需将库内湿度提升到85%左右即可。最常用的方法是地面洒水,利用水分蒸发来增加空气湿度。洒水量要适中,过多会积水影响卫生,过少达不到效果。现代冷库多采用自动加湿设备如微雾加湿器、超声波加湿器等,可将水雾化成细小液滴,弥散在库内,湿度分布均匀。部分冷库还设有加湿水池,通过水面蒸发向空气中持续补充水分。需要注意的是,加湿水要洁净卫生,定期消毒杀菌,避免污染蔬果。加湿设备如喷嘴、雾化头等要定期检修,确保加湿效果。总之,库内加湿要因地制宜,采用最优方案,在满足湿度要求的同时,兼顾经济、环保等因素,提高综合效益。

3、包装材料的选择

包装是调节蔬果与环境之间水汽交换的重要途径,能显著影响湿度水平。一般来说,包装材料的透湿性与蔬果的耐湿性要匹配,才能达到良好的保湿效果[8]。如叶菜类蔬菜含水量高,宜选择水汽阻隔性强的塑料薄膜,在包装内部形成高湿微环境。根茎类蔬菜体表蒸腾弱,可选择部分透湿的尼龙编织袋、网眼袋等。瓜果类要根据耐湿差异,选择不同透湿性的包装。总体来说,要尽量采用透湿均匀的包装,避免局部湿度过高引起霉变。

包装除了调节湿度,还有保温、缓冲、美化等多重功能,是塑造商品价值的重要手段。如今包装形式日趋多样化,在选择时要统筹兼顾,适度平衡各种性能。例如自动包装盒塑型美观、透气性差,可在盒体表面开设透气孔;镂空包装透气好、强度低,可内衬吸湿纸减少水分凝结;防雾包装能避免水珠凝结,但成本较高。总之要根据蔬果特性,灵活选择包装,既要满足湿度调控要求,又要兼顾成本、外观、环保等因素,促进高水平贮藏。

4、其他湿度调控措施

除上述常规措施外,一些特殊的湿度调控手段如真空预冷、冰温冷藏等,在特定场合下运用。其中真空预冷是利用真空泵抽取库内空气,迅速降低温湿度,最快可在30min内将蔬果温度降到0℃以下。由于真空状态下水的沸点很低,蔬果表面水分会被抽出蒸发,从而带走大量热量。真空预冷虽成本较高,但速度快、效果好,可最大程度保持蔬果新鲜度[9]。对耐贮性差的叶菜瓜果,在常规冷藏前可先进行真空预冷,以延长货架期。

冰温冷藏是将碎冰、冰屑直接加入到蔬果堆中,利用冰的潜热来吸收蔬果呼吸热、环境热,使蔬果在接近0℃、RH100%的环境中保鲜。这种方法简单易行,但需消耗大量冰块,且易对蔬果表皮造成机械损伤。对结球叶菜、根茎瓜果等,可采用冰温冷藏,以弥补常规冷藏的不足。除此之外,平衡调湿剂、冷链包装等在特定场合也有应用。总之,湿度调控要根据实际需求,因地制宜、因果制宜,综合运用多种手段,努力将湿度稳定在最佳范围,实现最优调控效果。

参考文献:
[1] 汪学琴,陈文凯.蔬菜贮藏保鲜技术研究进展[J].安徽农业科学,2012(7):4260-4261.
[2] 中华人民共和国农业部.中国农产品物流发展报告[R].北京:中国农业出版社,2016.
[3] 王东.蔬菜冷库设计与应用[M].北京:中国农业大学出版社,2005.
[4] Thompson J F.Pre-cooling and storage facilities[M]//USDA Agri-culturalHandbook,2004(66):1-10.
[5] 曹毅.新编蔬菜贮藏保鲜技术及应用[M].北京:化学工业出版社,2011.
[6] 孙鲁民.马铃薯冷藏技术规程[J].中国瓜菜,2000(3):40-41.
[7] 王建华,龚翔宇.叶菜类蔬菜采后保鲜预冷技术[J].农产品储运,2014(2):38-40.
[8] 倪莉.番茄采后贮藏保鲜技术[J].江西农业,2013(19):63.
[9] 邹琦.果蔬采后生理与贮藏保鲜技术[M].北京:中国农业出版社,2007.    

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