我国果蔬气调贮藏的研究发展

气调贮藏目前被认为是国际上最有效最先进的果蔬保鲜方法,其主要机理是:在维持果蔬生理状态的 情况下,控制环境中气体成分。通常采用降低氧气浓度和提高二氧化碳浓度,来抑制所贮藏果蔬的 呼吸强度,减少果蔬体内物质消耗,从而达到延缓果蔬衰老,延长贮藏期,使其更持久的保持新鲜 和可食状态。
它的主要特点是:
①能保持水果蔬菜的稳定性,抑制它的成熟过程;
②大大降低水果 蔬菜的低温伤害,减少生理损伤和微生物的损害,从而降低水果的损失;
③可以延长贮藏时间,很 好地保持水果、蔬菜的生理结构,保持果蔬原有的色香味,减少干耗,提高产品质量;
④改善水果 蔬菜的经营,提高经济效益。因此,近年来气调保鲜技术越来越受到人们的重视,已成为世界各国 所公认的一种果蔬保鲜方法。1果蔬气调贮藏保鲜的原理气调保鲜(controlledatm osphere)简称CA,是指在特定的气体环境中的冷藏方法。正常大气中氧含量为20.9 %,二氧化碳含量为0.03%,而气调保鲜则是在低温保鲜的基础上,调节空气中氧、二氧化碳 的含量,即改变贮藏环境的气体成分,降低氧的含量至2%~5%,提高二氧化碳的含量到3%以 上,这样的贮藏环境能够保持果蔬在采摘时的新鲜度,减少损失,延长保鲜期,延缓果蔬的后熟, 抑制老化,延迟或减轻败坏,无污染,达到抑制果蔬呼吸强度延缓衰老和变质过程的目的。由于呼 吸要消耗果蔬采摘后的营养物质,所以延长果蔬贮藏期的关键是降低呼吸强度。贮藏环境中气体成 分的变化对果蔬采摘后生理有着显著的影响;低氧条件能够减少乙烯的生成量,抑制果蔬的呼吸作 用,在一定程度上减少蒸腾作用,抑制微生物生长;二氧化碳与乙烯竞争受体蛋白的结合位点,减 少了乙烯与受体蛋白的结合,然而浓度过高反而促进果蔬的衰老,增加冷害的发生,因此适当高浓 度的二氧化碳可以减缓呼吸作用,对呼吸跃变型果蔬有推迟呼吸跃变启动的效应,从而延缓果蔬的 后熟和衰老。乙烯是一种果蔬催熟剂,减少乙烯浓度对推迟果蔬后熟是十分有利的。低温也可以降 低果蔬呼吸强度,并可以抑制蒸腾作用和微生物的生长,而对某些冷害敏感的果蔬来说,即使其贮 藏温度处于最低的安全温度,其呼吸强度仍然很高。实践表明:采用气调贮藏法能有效的抑制果蔬 的呼吸作用,延缓衰老,达到果蔬保鲜的目的。
2果蔬气调保鲜现状
2.1国外气调保鲜的现状从 目前的研究资料来看,气调贮藏开始于1916年,起源于英国。1916～1920年英国科学 家凯特(Kidd)和韦斯特(West)根据前人积累的经验和知识进行了系统的研究,其研究 成果为气调贮藏库的诞生提供了最初的理论基础。1929年英国的pencer利用气调技术成 功的贮藏苹果30d,使得气调贮藏第一个在商业上得到应用。随后世界各国虽陆续开展了气调贮 藏的研究,但进展缓慢。二次世界大战后,气调保鲜技术迅速进入应用阶段,许多国家越来越多地 把气调保鲜技术应用于商业性贮藏,但这一时期的气调贮藏都是依靠果蔬自身的呼吸作用来降低氧 含量,用消石灰或碱液来吸收贮藏环境中过多的二氧化碳或装备其它气体净化装置进行处理。直到 二十世纪60年代后,才出现机械化气调贮藏。1962年美国试制出一种以丙烷为原料燃烧空气 中氧气得到氮气,使气调库中的氧气迅速降低的氮气装置,从此,贮藏技术走向了一个新阶段。目 前,气调贮藏已成为工业发达国家果蔬保鲜的重要手段,特别是果蔬贮藏已逐渐由冷藏向气调贮藏 发展。据有关资料报道,近几年来,美国气调贮藏苹果已占冷藏总数的80%,新建的果品冷库几 乎都是气调库,英国气调库总库容量达22万吨,其它国家如法国、意大利等也大力发展气调技术 ,气调苹果已达冷藏苹果总数的50%～70%以上,并且形成从采收、入库到销售的冷藏链,使 果蔬贮藏质量得到保证。
2.2国内气调保鲜的现状我国在发扬传统方法的同时,也开始了气调保 鲜技术的研究与开发。自上世纪60年代以来,随着塑料工业的发展,国内针对塑料薄膜气调贮藏 工艺进行了广泛的研究,研制出应用各种塑料薄膜的封闭系统,为果蔬的贮藏、运输、销售、包装 开辟了新的途径。目前,塑料薄膜气调贮藏已达到实用阶段,并继续向自动化气调方向发展。与此 同时,我国也加快气调设备的研究工作,从20世纪70年代到现在,研制出催化燃烧降氧机、二 氧化碳脱除机、焦碳分子筛制氮机、氧控仪及二氧化碳测试仪等,为我国现代化气调库提供了必要 的设备和监测仪器。到目前为止,据不完全统计,我国商业系统拥有果蔬贮藏面积达200多万平 方米,仓储能力达130多万吨,其中机械冷藏库70多万吨,普通库为60多万吨,还出现一定 数量的机械气调库。目前,我国采用气调贮藏保鲜的果品有苹果、洋梨、山楂、葡萄、猕猴桃等, 并确定了贮藏苹果、洋梨、山楂、葡萄、猕猴桃等果实的最佳气体比例和最适气调贮藏温度。如苹 果为氧气2%～4%,二氧化碳3%～5%,贮藏期8个月,硬度保持在5.45kg/cm2以 上,损耗率在3%以内;洋梨为3%～5%氧气,3%～4%二氧化碳等。由于化工工业的进步, 塑料薄膜和硅橡胶膜在果品贮藏保鲜中得到了广泛的应用。各种型号的聚乙烯、聚氯乙烯和聚丙烯 薄膜,在果蔬单果包装、小袋包装或大帐贮藏中,作为自发气调贮藏的主要设备发挥了积极的作用 。有关单位研制成功的具有一定的透氧和二氧化碳性能的硅橡胶膜,这种硅橡胶膜镶在塑料袋或塑 料大帐上,能较理想地自动调节氧气和二氧化碳的比例,使气调贮藏效果进一步提高。目前,利用 硅窗气调果品的国家主要有法国、美国。我国自1976年后,在上海、天津、北京等地应用硅窗 气调贮藏果蔬,其中取得较好效果的果品有:苹果、梨、香蕉等。在气调贮藏工艺方面也有新的发 展,主要有快速气调贮藏、超低氧气调贮藏、低乙烯气调贮藏、机动气调贮藏、双相变动气调贮藏 、动态气调贮藏、一氧化碳气调贮藏、短期高二氧化碳处理、短期高浓度氧气处理等。
3存在的主 要问题
3.1气调库主要还依靠进口,一次性投资较大。目前,我国自行研制开发的大型气调库几 乎空白,大都是在引进国外的关键设备基础上消化吸收改造而成的。所以目前气调库价格较高,在 一些地区气调库的造价达到1.5万元/m3。如此高的价格,在产地难以推广。
3.2管理水平 差,运行成本高。气调库不同于一般的恒温库、冷藏库,管理上虽不复杂,但管理人员必须有一定 的专业知识,有较高的事业心和责任感。但从资料上看,目前初中以下文化程度的管理人员占一半 以上。管理粗放、运行成本高已成为气调保鲜技术发展的制约因素之一。
3.3相关技术不配套。 如品种的选择、栽培技术、采摘后的快速预冷、药物处理、包装物的最优化设计及标准、库内贮藏 品的堆放形式、出库后的分选包装、出入库的运输等方面的问题还不能完全配套,所有的这些问题 都阻碍了气调技术的发展。
3.4气调产品在国内还没有形成市场。人们对果蔬质量的要求虽在不 断提高,但与国外的需求程度相比还有较大的差距。目前市场的低温库贮藏品与气调库的贮藏品在 价格上几乎没有差别或差别不大。我国果蔬出口还有待开拓,因此果蔬气调贮藏保鲜产业缺少推动 力。
3.5气调贮藏有一定的局限性。一些果蔬对低氧和高二氧化碳敏感,不适合气调贮藏。4发 展前景我国果蔬、蔬菜资源丰富,近年来产量增长很快,据统计:1977年全国果蔬产量是60 0万吨,1980年达到700万吨,1985年为1000万吨,2001年已达到2000万 吨。并且在逐年增长。蔬菜产量和品种更是大幅度增长,1985年已超过750亿公斤。由于保 鲜贮藏技术水平低,每年国家收购的几百万吨鲜果中,其腐败率接近半数,损失达数亿元之多。蔬 菜的腐烂损失更是惊人。据统计,欧美国家中,果蔬产品的气调贮藏已占总产量的60%,而我国 气调贮藏尚不足总产量的1%。另外据山东、四川两省统计,每年要求解决十万吨苹果和十八万吨 柑桔的贮藏问题,就需要建贮藏库三十万吨的容量,如果其中的30%是建气调库,就需建近百座 千吨容量的气调库。加上其它果蔬和蔬菜的气调贮藏,则需建气调库的数量将是相当可观的数字。 此外,随着我国出口果蔬品种的更新换代和国外市场的扩展,现代化气调库的建设就更显迫切。另 外,据专家预测,21世纪中国的冷库建设将由一般高温库转向气调库,这必然要求对各种气调贮藏工艺有更深入、更全面的研究,气调贮藏条件也将更加成熟。因此,可以断言,气调保鲜技术和气调贮藏库在我国有广阔的发展前景和巨大的潜在市场。我国果蔬气调贮藏保鲜技术的研究进展$福建农林大学食品科技学院@杨艳芬
$福建农林大学食品科技学院@王则金化碳性能的硅橡胶膜,这种硅橡胶膜镶在塑料袋或塑料大帐上 ,能较理想地自动调节氧气和二氧化碳的比例,使气调贮藏效果进一步提高。目前,利用硅窗气调 果品的国家主要有法国、美国。我国自1976年后,在上海、天津、北京等地应用硅窗气调贮藏 果蔬,其中取得较好效果的果品有:苹果、梨、香蕉等。在气调贮藏工艺方面也有新的发展,主要 有快速气调贮藏、超低氧气调贮藏、低乙烯气调贮藏、机动气调贮藏、双相变动气调贮藏、动态气 调贮藏、一氧化碳气调贮藏、短期高二氧化碳处理、短期高浓度氧气处理等。3存在的主要问题3 .1气调库主要还依靠进口,一次性投资较大。目前,我国自行研制开发的大型气调库几乎空白, 大都是在引进国外的关键设备基础上消化吸收改造而成的。所以目前气调库价格较高,在一些地区 气调库的造价达到1.5万元/m3。如此高的价格,在产地难以推广。3.2管理水平差,运行 成本高。气调库不同于一般的恒温库、冷藏库,管理上虽不复杂,但管理人员必须有一定的专业知 识,有较高的事业心和责任感。但从资料上看,目前初中以下文化程度的管理人员占一半以上。管 理粗放、运行成本高已成为气调保鲜技术发展的制约因素之一。3.3相关技术不配套。如品种的 选择、栽培技术、采摘后的快速预冷、药物处理、包装物的最优化设计及标准、库内贮藏品的堆放形式、出库后的分选包装、出入库的运输等。