冰溫結(jié)合充氣包裝保鮮技術(shù)在蔬菜保鮮中的應(yīng)用

張洪磊 謝晶 徐姜波

摘要：闡述了冰溫保鮮技術(shù)和充氣包裝保鮮技術(shù)的原理和研究現(xiàn)狀，分析了兩種技術(shù)各自的特點(diǎn)。提出了冰溫結(jié)合充氣包裝保鮮技術(shù)在蔬菜保鮮應(yīng)用中的技術(shù)路線。對(duì)于大多數(shù)食品，冰溫處理的貨架期是普通冷藏的１．５～４．０倍。充氣包裝保鮮技術(shù)在食品保鮮中也具有良好的效果。在蔬菜采摘后對(duì)其進(jìn)行冰溫加充氣包裝保鮮，可有效延長(zhǎng)其貨架期。

關(guān)鍵詞：冰溫；充氣包裝；蔬菜保鮮

中圖分類號(hào)：ＴＳ２０６．６；ＴＳ２０５．７文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Ａ文章編號(hào)：0439－８114（２０12）04－0652-03

近年來(lái)隨著生活水平的提高，人們對(duì)蔬菜的品質(zhì)提出了更高的要求，如何保持蔬菜的新鮮是蔬菜在貯存、運(yùn)輸、流通等過(guò)程中必須解決的問(wèn)題。蔬菜保鮮的方法主要有低溫貯藏、氣調(diào)貯藏、充氣包裝、減壓貯藏、輻射、高壓電場(chǎng)貯藏等，這些也是目前國(guó)內(nèi)外普遍采用的保鮮技術(shù)。其中低溫貯藏保鮮技術(shù)中的冰溫保鮮技術(shù)以其良好的保鮮效果，日益受到人們的矚目，同時(shí)充氣包裝保鮮技術(shù)因其操作方便近年來(lái)在國(guó)內(nèi)外也發(fā)展較快。

１冰溫保鮮技術(shù)

１．１冰溫保鮮技術(shù)及其發(fā)展概況

冰溫是指零度以下、蔬菜冰點(diǎn)以上的溫度區(qū)間，其溫度介于冷藏和微凍之間，冰溫保鮮和微凍保鮮被稱為中間溫度帶保鮮［1］。冰溫保鮮技術(shù)與傳統(tǒng)的低溫貯藏保鮮技術(shù)相比的突出優(yōu)勢(shì)在于，它可以避免因凍結(jié)而導(dǎo)致的蛋白質(zhì)變性和干耗等一系列質(zhì)構(gòu)劣化現(xiàn)象。冰溫貯藏溫度只比冷藏低５ ℃，但其貨架期卻可比冷藏延長(zhǎng)４０％～１００％［2，3］。冰溫保鮮有以下機(jī)理：農(nóng)產(chǎn)品貯藏在冰溫時(shí)，為阻止體內(nèi)冰晶的形成，動(dòng)植物會(huì)從體內(nèi)不斷分泌大量的不凍液（主要成分是葡萄糖、氨基酸等）以降低冰點(diǎn)，此外生物細(xì)胞內(nèi)會(huì)釋放水溶性分子切斷蛋白質(zhì)，使蛋白質(zhì)以氨基酸形式釋放，或是分解淀粉變成糖分［1］。無(wú)論是細(xì)菌、霉菌、酵母菌等微生物引起的食品變質(zhì)，還是由酶以及其他因素引起的變質(zhì)，都是因溫度而發(fā)生變化，如溫度每下降１０ ℃，酶的活性就會(huì)削弱３３％～５０％。因此低溫環(huán)境可以延緩食品劣變［４］。

冰溫保鮮技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)為不破壞細(xì)胞，能夠有效抑制微生物的活動(dòng)和各種酶的活性，延長(zhǎng)貨架期，提高食品品質(zhì)。缺點(diǎn)為可利用溫度范圍小，不易設(shè)定冰溫帶，配套設(shè)施的投資較大。

１．２國(guó)內(nèi)外對(duì)冰溫保鮮技術(shù)的研究及在蔬菜保鮮中的應(yīng)用現(xiàn)狀

早在１９２０年就有人描述了冰溫保鮮技術(shù)這種可以保藏食品的方法，但是當(dāng)時(shí)并沒有“冰溫”這一確切概念。這一方法的正式提出和研究起始于２０世紀(jì)７０年代的日本山根昭美博士。此后冰溫保鮮技術(shù)被業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為是繼冷藏和氣調(diào)之后的第三代保鮮技術(shù)。在日本，冰溫保鮮技術(shù)已經(jīng)覆蓋冷藏鏈的全過(guò)程［5］，在美國(guó)和韓國(guó)等一些發(fā)達(dá)國(guó)家發(fā)展也十分迅速。目前，國(guó)外對(duì)冰溫保鮮技術(shù)的研究主要集中在保鮮食品的冷適應(yīng)過(guò)程。近年來(lái)，我國(guó)對(duì)冰溫保鮮技術(shù)也有了一定程度的研究，主要集中在肉類及水產(chǎn)品保鮮上，對(duì)蔬菜保鮮的研究不多。我國(guó)也開發(fā)出了電子冰溫培養(yǎng)箱、冰溫壓縮機(jī)等設(shè)備，為冰溫貯藏、冰溫冷鏈、冰點(diǎn)調(diào)節(jié)貯藏等保鮮技術(shù)的發(fā)展提供了技術(shù)支持［6］。但國(guó)內(nèi)對(duì)冰溫在食品保鮮中的適應(yīng)性的研究還不深入。冰溫保鮮技術(shù)尚處在研究階段，在產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用方面還是空白［2］。

冰溫保鮮對(duì)蔬菜的保鮮效果較好。申江等［7］在研究冰溫貯藏對(duì)甜瓜中氨基酸等物質(zhì)的影響的研究中，選擇冰溫和５ ℃兩個(gè)溫度條件，測(cè)定貯藏過(guò)程中氨基酸含量、維生素C（VＣ）含量、可溶性固形物含量、還原糖含量以及含水量的變化情況。結(jié)果表明，冰溫貯藏過(guò)程中，以－０．５ ℃、濕度８５％的貯藏條件存儲(chǔ)３５ ｄ，甜瓜的氨基酸總含量以及人體所必需氨基酸含量明顯提高，其他所測(cè)指標(biāo)的變化很小，并且冰溫條件甜瓜的口感和鮮度有所提高。而鄭遠(yuǎn)榮等［8］通過(guò)對(duì)甜玉米裝袋、低溫鍛煉等方法對(duì)其進(jìn)行冰溫保鮮，對(duì)比研究得出以下結(jié)論：裝袋可以保持甜玉米貯藏環(huán)境較高的相對(duì)濕度，減少其蒸騰作用而導(dǎo)致的水分損失，苞葉外觀和叢須外觀保持較好，一定程度上延長(zhǎng)了貨架期；低溫鍛煉能夠使甜玉米體內(nèi)發(fā)生一系列適應(yīng)低溫的變化，提高甜玉米抵抗低溫破壞的能力，延緩并減輕了冷害的發(fā)生。這在一定程度上證明了冰溫技術(shù)協(xié)同其他保鮮方法對(duì)食品貯藏期及感官水平的提高有更為顯著的效果。黃利剛等［9］利用冰溫貯藏蓮藕，測(cè)定了其冰點(diǎn)，以及色度、多酚氧化酶（Ｐｏｌｙｐｈｅｎｏｌ ｏｘｉｄａｓｅ，ＰＰＯ）含量、總酚含量、水分含量、還原糖含量、可溶性蛋白質(zhì)含量的變化，并與冷藏下的蓮藕作了對(duì)比試驗(yàn)。結(jié)果表明，蓮藕的冰點(diǎn)為－１．７ ℃；在冰溫下貯藏，蓮藕色度變化緩慢，變化幅度低于冷藏；ＰＰＯ含量、總酚含量、水分含量的變化均小于冷藏；而還原糖含量、可溶性蛋白質(zhì)含量的變化在冰溫下與冷藏差異不大；在冰溫條件下，蓮藕各種理化指標(biāo)變化很小，能有效保持蓮藕的原有風(fēng)味。這也從另一個(gè)側(cè)面說(shuō)明，相比其他化學(xué)方法，冰溫保鮮貯藏過(guò)程中沒有加入其他任何物質(zhì)，是一種物理保鮮方法，可有效保護(hù)食品的原有風(fēng)味，避免了化學(xué)保鮮法中潛在的安全問(wèn)題。

隨著冰溫保鮮技術(shù)不斷進(jìn)步和發(fā)展，出現(xiàn)了超冰溫技術(shù)和冰膜貯藏技術(shù)等一系列飛躍。超冰溫技術(shù)通過(guò)調(diào)節(jié)冷卻速度等特殊技法，使得溫度即使在冰點(diǎn)以下也可以成功保持過(guò)冷狀態(tài)［１0］。由此在超冰溫領(lǐng)域內(nèi)，即使溫度在冰點(diǎn)溫度以下，生物體也不會(huì)凍結(jié)，這樣就更進(jìn)一步拓寬了冰溫的研究領(lǐng)域。冰膜貯藏技術(shù)，即冰溫貯藏之前，先在食品表面附上一層人工冰或人工雪等保護(hù)膜，以避免冷空氣直接流過(guò)食品表面而出現(xiàn)干耗、低溫凍害現(xiàn)象。它可以避免對(duì)一些低糖食品特別是洋白菜等層狀構(gòu)造的蔬菜實(shí)行冰溫貯藏時(shí)極易出現(xiàn)的干耗、低溫凍害或部分凍結(jié)現(xiàn)象［11］。

１．３冰溫保鮮蔬菜的難點(diǎn)

冰溫蔬菜保鮮的難點(diǎn)主要集中在以下幾個(gè)方面：①蔬菜種類繁多，并且不同蔬菜的組織結(jié)構(gòu)差異較大，在測(cè)定過(guò)程中需要進(jìn)行大量的比較試驗(yàn)；②因蔬菜冰溫的變溫范圍很小，不易控制保鮮過(guò)程中溫度的精確性、穩(wěn)定性，易造成蔬菜凍傷；③對(duì)包裝種類的嚴(yán)密性要求較高，因?yàn)榘b嚴(yán)密與否對(duì)冰溫環(huán)境的空氣濕度有影響，進(jìn)而對(duì)蔬菜冰溫保鮮效果有直接影響；④設(shè)備投資較大。

２蔬菜充氣包裝保鮮技術(shù)

２．１充氣包裝保鮮技術(shù)原理

蔬菜充氣包裝（Ｍｏｄｉｆｉｅｄ ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ ｐａｃｋａｇｉｎｇ，ＭＡＰ）保鮮技術(shù)在國(guó)內(nèi)外發(fā)展較為迅速，其原理是通過(guò)控制包裝小環(huán)境的氣體成分變化來(lái)抑制蔬菜的生理活性［１２］。ＭＡＰ保鮮技術(shù)通常是降低Ｏ２濃度和提高ＣＯ２濃度，如將Ｏ２濃度由２１％降低到３％左右，而將ＣＯ２濃度由０．０３％提高到３％以上，以限制呼吸作用，延緩衰老和變質(zhì)的過(guò)程［１３］。它分為快速法和自然法。快速法一般采用已調(diào)配好一定比例的Ｏ２、Ｎ２、ＣＯ２氣體來(lái)置換原有包裝中的空氣。采用自然法時(shí)，要選擇適宜透氣率和氣體選擇性的包裝材料，靠包裝內(nèi)蔬菜自身的呼吸作用降低包裝內(nèi)環(huán)境中的Ｏ２濃度，但需要避免由于透氣性不足而引起的低Ｏ２或高ＣＯ２傷害。必要時(shí)可以采用塑料帶上扎小孔或開硅窗的辦法來(lái)改善透氣性和透濕性［１４］。這么做的原因是聚乙烯材料存在透氣性不足、透濕性不好、易產(chǎn)生結(jié)露等問(wèn)題。

ＭＡＰ保鮮技術(shù)具有如下特點(diǎn)：①提供一種低氧環(huán)境，這種環(huán)境可抑制霉菌及病蟲害的生長(zhǎng)，使損失大大降低；②對(duì)設(shè)備和技術(shù)要求較高；③對(duì)各種蔬菜要求的條件也不同，需進(jìn)行多次試驗(yàn)。

２．２國(guó)內(nèi)外對(duì)蔬菜ＭＡＰ保鮮技術(shù)的研究現(xiàn)狀

ＭＡＰ保鮮技術(shù)應(yīng)用于果蔬氣調(diào)保鮮研究始于１９５５年，美國(guó)Ｇｅｒｈａｒｄ國(guó)家研究中心植物生理實(shí)驗(yàn)室的馬爾塞蘭對(duì)各種ＰＥ膜貯藏的蘋果和梨，以及貯藏環(huán)境中的Ｏ２和ＣＯ２濃度變化作了系統(tǒng)研究，１９６０年發(fā)表研究報(bào)告，并稱為生理包裝貯藏［１５］。對(duì)包裝內(nèi)Ｏ２濃度穩(wěn)定控制的技術(shù)不甚成熟，限制了ＭＡＰ保鮮技術(shù)的發(fā)展，針對(duì)這一問(wèn)題，出現(xiàn)了各種型號(hào)和性質(zhì)的聚合薄膜，使得包裝的氣體滲透性、可拉伸性、柔韌性等有了較明顯提高，ＭＡＰ保鮮技術(shù)從此發(fā)展起來(lái)［16］。ＭＡＰ保鮮技術(shù)由于其無(wú)公害等眾多優(yōu)勢(shì)而得到大力推廣，應(yīng)用范圍涉及食品保鮮各個(gè)領(lǐng)域。國(guó)家農(nóng)產(chǎn)品保鮮工程技術(shù)中心于１９８８年開發(fā)了果蔬專用ＰＶＣ保鮮膜２４種配方，從中篩選出３２個(gè)品種和４７種規(guī)格用于蒜薹、黃瓜、芹菜、葡萄、蘋果和鴨梨等保鮮膜袋的實(shí)際應(yīng)用［１７］。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外研究者對(duì)蔬菜ＭＡＰ保鮮作了很多研究。周濤等［１８］研究了ＭＡＰ包裝對(duì)茭白的嫩度、表皮色澤、葉綠素含量及細(xì)胞質(zhì)膜相對(duì)透性的影響。劉敏等［１９］研究了不同初始Ｏ２/ＣＯ２氣體比例的MAP及貯藏溫度對(duì)菠菜品質(zhì)的影響。沈蓮清等［２０］對(duì)蘆筍的ＭＡＰ保鮮進(jìn)行了研究，對(duì)氣調(diào)包裝、燙漂處理及乙烯吸收劑對(duì)青菜貯藏品質(zhì)的影響也進(jìn)行了研究［２１］。

３冰溫結(jié)合ＭＡＰ保鮮的可行性

通過(guò)冰溫保鮮和充氣包裝保鮮兩種方法的作用機(jī)理以及前人對(duì)此的研究，可以發(fā)現(xiàn)冰溫結(jié)合充氣包裝是進(jìn)行蔬菜保鮮的有效途徑。在蔬菜充氣包裝保鮮技術(shù)當(dāng)中，溫度影響著產(chǎn)品中所發(fā)生的生物化學(xué)變化和微生物變化，也影響著ＣＯ２和Ｏ２在組織內(nèi)的溶解度和擴(kuò)散速度。因此在ＭＡＰ保鮮時(shí)應(yīng)結(jié)合低溫保鮮，而冰溫保鮮恰恰是一種理想的低溫保鮮方式，兩種方法的結(jié)合，將會(huì)產(chǎn)生協(xié)同作用，而使保鮮效果更好。趙猛等［２２］在試驗(yàn)中研究了冰溫條件下不同氣體成分對(duì)紅富士蘋果果實(shí)生理及貯藏品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，八成熟紅富士蘋果的冰點(diǎn)為

－１．５ ℃，其冰點(diǎn)溫度與果實(shí)的成熟度呈負(fù)相關(guān)；適宜的冰溫結(jié)合充氣包裝保鮮條件可明顯地抑制紅富士蘋果呼吸速率及乙烯釋放速率，減緩果實(shí)組織相對(duì)電導(dǎo)率的上升速率和果肉硬度及可溶性固形物含量的下降速率，貯藏８?jìng)€(gè)月仍能保持良好的品質(zhì)。趙曉梅等［２３］在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，利用冰溫保鮮技術(shù)可以明顯抑制西瓜的呼吸作用，減少各種營(yíng)養(yǎng)成分的損失。但西瓜屬冷敏性植物，低溫條件下易發(fā)生冷害。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合ＭＡＰ保鮮，改善了包裝內(nèi)的氣體組成，提高了果實(shí)周圍相對(duì)濕度，從而更有效地抑制了西瓜在貯藏過(guò)程中的糖、酸、ＶＣ等營(yíng)養(yǎng)成分的損耗，并減少了冷害和褐變的發(fā)生，可最大限度地延長(zhǎng)西瓜的貨架期。雖然目前對(duì)冰溫結(jié)合充氣包裝保鮮的報(bào)道還不多，但以上研究為探討冰溫和充氣包裝保鮮方法的協(xié)同作用提供了借鑒和依據(jù)。

４展望

冰溫保鮮技術(shù)在國(guó)內(nèi)食品行業(yè)的發(fā)展方興未艾，同時(shí)隨著人們對(duì)安全、綠色食品保鮮技術(shù)要求的日益提高，發(fā)展充氣包裝保鮮技術(shù)也是一種趨勢(shì)，其前景也會(huì)更加廣闊，兩種技術(shù)相結(jié)合會(huì)提高蔬菜的保鮮效果，延長(zhǎng)貨架期，這將對(duì)我國(guó)蔬菜保鮮技術(shù)的進(jìn)步產(chǎn)生重要影響。