果蔬氣調(diào)保鮮技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

黃良 劉全祖 沈祖廣 郭蕊 俞朝暉 陳廣學(xué)

摘 要：本文介紹了果蔬氣調(diào)保鮮技術(shù)的發(fā)展歷程，簡(jiǎn)單敘述了果蔬氣調(diào)保鮮技術(shù)的分類(lèi)，分析了果蔬氣調(diào)保鮮技術(shù)的研究現(xiàn)狀，并對(duì)果蔬氣調(diào)保鮮技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)作了展望，以期為氣調(diào)保鮮技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展提供參考。

關(guān)鍵詞：氣調(diào)；水果；蔬菜；保鮮；

中圖分類(lèi)號(hào)： TS206 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20180329071

前言

果蔬的保鮮加工是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的“二次經(jīng)濟(jì)”，工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家把采后貯藏加工放在農(nóng)業(yè)的首要位置，其中美國(guó)農(nóng)業(yè)總投入的30%用于果蔬的采前，70%用于采后[1]。我國(guó)是農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)大國(guó)，果蔬產(chǎn)量居世界之最，但是我國(guó)比較重視果蔬的采前，而對(duì)采后常常不重視，導(dǎo)致腐爛損失率（20%～30%）遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于發(fā)達(dá)國(guó)家果蔬腐爛損失率（低于5%）。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)腐爛的果蔬每年高達(dá)8000萬(wàn)t，造成約800億元的經(jīng)濟(jì)損失[2，3]。

隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)食材質(zhì)量的要求越來(lái)越高，新鮮、健康以及環(huán)保等因素很大程度的影響了人們的購(gòu)買(mǎi)欲。果蔬的保鮮就是通過(guò)降低果蔬呼吸作用和抑制細(xì)菌增殖等方式來(lái)實(shí)現(xiàn)的。常用的保鮮技術(shù)主要有：防腐劑保鮮、冷凍保鮮、高溫滅菌保鮮、真空包裝保鮮、氣調(diào)保鮮以及活性保鮮等[4，5]。其中，氣調(diào)保鮮就是通過(guò)調(diào)節(jié)貯藏果蔬周?chē)h(huán)境的氣體組成以及溫濕度等條件來(lái)延長(zhǎng)果蔬貯藏時(shí)間和貨架時(shí)間的一種技術(shù)，過(guò)程中不使用防腐劑等物質(zhì)，具有健康、環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)，越來(lái)越受到市場(chǎng)的青睞[6]。

早在21世紀(jì)初期，歐洲科學(xué)家就對(duì)保鮮技術(shù)就有了系統(tǒng)的研究。但發(fā)展緩慢，直到20世紀(jì)中后期，美國(guó)研發(fā)出使氣調(diào)保鮮庫(kù)中氧氣迅速降低的裝置后，氣調(diào)保鮮才得以迅速的發(fā)展，并成為發(fā)達(dá)國(guó)家果蔬保鮮的重要手段[7-8]。在我國(guó)氣調(diào)保鮮技術(shù)的研發(fā)起步較晚，直到20世紀(jì)70年代才開(kāi)始在青島、秦皇島等地將一些冷藏庫(kù)改建成了氣調(diào)保鮮庫(kù)。但隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展，特別是近幾年，我國(guó)在氣調(diào)保鮮技術(shù)的應(yīng)用和學(xué)術(shù)研究等方面都取得了很大的進(jìn)步[9]。本文綜述了氣調(diào)技術(shù)在果蔬采后貯藏保鮮方面的應(yīng)用與研究現(xiàn)狀，并分析了果蔬氣調(diào)保鮮技術(shù)目前存在的問(wèn)題，以期為氣調(diào)保鮮方法提供更多的選擇，同時(shí)為果蔬貯藏保鮮技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展提供參考。

1 氣調(diào)保鮮技術(shù)的分類(lèi)

氣調(diào)保鮮技術(shù)根據(jù)調(diào)節(jié)氣體的方式不同，可以分為2大類(lèi)：被動(dòng)氣調(diào)保鮮（MA）和主動(dòng)氣調(diào)保鮮（CA）[10]。MA一般指果蔬通過(guò)自身呼吸消耗周?chē)h(huán)境中的氧氣，并產(chǎn)生二氧化碳，達(dá)到調(diào)節(jié)貯藏環(huán)境中氧氣與二氧化碳比例的一種保鮮技術(shù)，具有運(yùn)作成本低、操作簡(jiǎn)單，但達(dá)到所需貯藏條件時(shí)間長(zhǎng)、貯藏條件難控制等特點(diǎn)，一般指氣調(diào)保鮮包裝。CA則是根據(jù)不同果蔬的最佳貯藏條件，通過(guò)機(jī)械作用，調(diào)節(jié)貯藏環(huán)境中氣體的成分、溫濕度以及氣壓等條件，從而達(dá)到果蔬保鮮的一種技術(shù)，具有達(dá)到貯藏條件時(shí)間短、易精確控制貯藏條件，但運(yùn)作成本高、技術(shù)復(fù)雜等特點(diǎn)，一般指氣調(diào)保鮮貯藏[11，12]。

國(guó)內(nèi)外對(duì)果蔬氣調(diào)保鮮技術(shù)的研究較多，從果蔬的呼吸途徑、貯藏溫濕度、氣體成分以及包裝材料等方面都有研究[13-15]。

2 MA果蔬保鮮技術(shù)的研究現(xiàn)狀

譚歸等人[16]以新疆厚皮甜瓜為例，研究了聚乙烯醇、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯以及泡沫網(wǎng)4種包裝材料對(duì)厚皮甜瓜采后呼吸途徑的影響。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)聚乙烯醇、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯3種氣調(diào)保鮮方式處理的甜瓜呼吸作用都遠(yuǎn)低于普通泡沫網(wǎng)袋包裝的甜瓜，其中聚丙烯氣調(diào)保鮮處理的甜瓜呼吸總強(qiáng)度最小。同時(shí)在貯藏保鮮期間，甜瓜的糖酵解呼吸路徑受環(huán)境影響轉(zhuǎn)移到以三羧酸循環(huán)呼吸途徑為主，即三羧酸循環(huán)呼吸途徑對(duì)貯藏期甜瓜總呼吸貢獻(xiàn)最大。

高元元[17]以鮮切甜椒為例，對(duì)MA果蔬保鮮技術(shù)的包裝袋厚度、溫度和裝載量這3個(gè)影響因素進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，這3個(gè)因素中溫度對(duì)其保鮮影響最大，聚乙烯氣調(diào)保鮮袋厚度次之，裝載量的影響最小，其中聚乙烯保鮮袋厚度為0.02mm，溫度為5℃，裝載量為200g 時(shí)鮮切甜椒的保鮮效果最佳。

張昆明等人[18]以葡萄為例，對(duì)被動(dòng)氣調(diào)保鮮用的櫻桃膜、桃膜以及聚乙烯膜材料的調(diào)節(jié)氣體能力進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)由這3種膜包裝葡萄后，膜中的氣體濃度達(dá)到平衡的時(shí)間不同，達(dá)到平衡后膜中的氣體組成也不同。其中聚乙烯膜中氣體濃度最先達(dá)到平衡，桃膜次之，但是櫻桃膜包裝的葡萄保鮮時(shí)間最長(zhǎng)。這說(shuō)明櫻桃膜包裝葡萄后膜內(nèi)的平衡氣體組成更有利于葡萄的保鮮。

表1列出了被動(dòng)氣調(diào)保鮮技術(shù)處理對(duì)我國(guó)5大水果品質(zhì)的影響。

3 CA果蔬保鮮技術(shù)的研究現(xiàn)狀

張乙博等人[24]以菠菜為實(shí)驗(yàn)材料，在高阻隔性聚丙烯/聚乙烯復(fù)合膜的包裝袋中，研究了不同比例組成的氣體對(duì)菠菜保鮮的影響。通過(guò)分析菠菜抗壞血酸和葉綠素含量、相對(duì)電導(dǎo)率以及失重率等的變化指出了菠菜的貯藏條件：氧氣濃度在5%～10%之間，二氧化碳濃度在2%～4%之間。

薛偉等人[25]以松茸為例，通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)法和正交實(shí)驗(yàn)法研究了CA保鮮技術(shù)中氣體組成比例、包裝材料以及包裝材料厚度對(duì)松茸保鮮效果的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：氣體組成比例對(duì)松茸保鮮效果的影響最大，其次為薄膜厚度，影響最小的是包裝材料，其中氧氣、二氧化碳和氮?dú)獗葹?：20：77，保鮮材料為0.05mm聚氯乙烯膜是最優(yōu)實(shí)驗(yàn)組。

王麗[26]以荷蘭豆為例，通過(guò)系統(tǒng)分析荷蘭豆在不同氣調(diào)保鮮工藝下失重率、腐爛率、銹斑指數(shù)以及顏色等指標(biāo)的變化，對(duì)荷蘭豆在氣調(diào)保鮮中的傳熱傳質(zhì)現(xiàn)象進(jìn)行了物理和數(shù)學(xué)的建模，并指出荷蘭豆的最佳儲(chǔ)藏條件：溫度為1℃、氧氣含量3%、二氧化碳含量5%以及氮?dú)夂?2%。

魯奇林等人[27]以鮮棗為例，研究了在恒定溫度下，不同組成比例的氣體對(duì)鮮棗在氣調(diào)保鮮過(guò)程中失重率、果實(shí)硬度、還原糖含量、可滴定酸、顏色以及乙醇含量等指標(biāo)變化的影響，通過(guò)系統(tǒng)分析得到了鮮棗的最佳CA保鮮氣體組成：氧氣含量5%、二氧化碳含量2%以及氮?dú)夂?3%。

表2列出了我國(guó)5大水果主動(dòng)氣調(diào)保鮮技術(shù)的工藝參數(shù)。

4 果蔬氣調(diào)保鮮技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

果蔬的氣調(diào)保鮮包裝MA對(duì)于消費(fèi)者來(lái)說(shuō)，它是不可見(jiàn)的，因?yàn)樗饕獞?yīng)用于那些需要保存天然成份，或是減少防腐劑的情況，在產(chǎn)品包裝上并沒(méi)有特殊的標(biāo)志[33]。目前氣調(diào)保鮮包裝在某些產(chǎn)品上的應(yīng)用已經(jīng)比較成熟了，例如果蔬采后包裝、鮮切果蔬包裝等，其中市場(chǎng)上氣調(diào)包裝鮮切的甜瓜、菠蘿、混合水果色拉的貨架期可達(dá)到10～14d，鮮切的蘋(píng)果的貨架期則能達(dá)到3～6周[34]。

江蘇萬(wàn)果水蜜桃保鮮科技有限公司經(jīng)過(guò)近10a研究得到的氣調(diào)保鮮袋能使水蜜桃常溫下保鮮時(shí)間達(dá)到7～8d，并且在原氣調(diào)保鮮袋的基礎(chǔ)上通過(guò)增加小保鮮包，可使保鮮時(shí)間達(dá)到15d左右。濰坊百樂(lè)源保鮮包裝有限公司研發(fā)的果蔬專(zhuān)用保鮮袋，采用食品級(jí)PE，添加天然保鮮母粒制成，并通過(guò)氣調(diào)功能達(dá)到透氣鎖水、防腐保鮮的功能、安全無(wú)毒，經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明可有效延長(zhǎng)保鮮期2～3倍。作為國(guó)內(nèi)外唯一掌握復(fù)合氣調(diào)保鮮包裝機(jī)核心技術(shù)的蘇州森瑞保鮮設(shè)備有限公司能根據(jù)不同果蔬的不同保鮮條件為果蔬提供氣調(diào)保鮮包裝服務(wù)，目前在我國(guó)天津、上海、北京等幾個(gè)大城市已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用。

果蔬的氣調(diào)保鮮貯藏CA是目前公認(rèn)的一種較好的保鮮技術(shù)，在工業(yè)化程度較高的發(fā)達(dá)國(guó)家應(yīng)用的較普遍[35]。我國(guó)氣調(diào)保鮮貯藏CA應(yīng)用起步較晚，直到20世紀(jì)70年代才開(kāi)始在青島、秦皇島等地將一些冷藏庫(kù)改建成了氣調(diào)保鮮庫(kù)[36]。但隨著我國(guó)各相關(guān)人員的共同努力，我國(guó)的果蔬氣調(diào)保鮮貯藏CA技術(shù)也得到了應(yīng)用。

例如，北京福瑞通科技有限公司憑借小溫差制冷技術(shù)、熱氟融霜技術(shù)、真空回轉(zhuǎn)吸附技術(shù)、閉式循環(huán)以及氣調(diào)庫(kù)止漏系統(tǒng)5大核心技術(shù)先后在我國(guó)山東、江西、北京、甘肅、陜西以及四川等地區(qū)建成了多個(gè)氣調(diào)保鮮貯藏庫(kù)，為我國(guó)冬棗、臍橙、蘋(píng)果、獼猴桃、玉米以及甜瓜等果蔬提供了貯藏基地。德和資（北京）人工環(huán)境技術(shù)有限公司則與世界氣調(diào)保鮮技術(shù)鼻祖級(jí)企業(yè)荷蘭VA公司合作在四川、浦江等地也建成了多座氣調(diào)保鮮庫(kù)，主要應(yīng)用在果蔬、花草、乳制品、巧克力、雞蛋以及肉禽等領(lǐng)域。上海愛(ài)控自動(dòng)化設(shè)備有限公司通過(guò)引進(jìn)和吸收世界各地高端的農(nóng)產(chǎn)品保鮮技術(shù)，為綜合性冷鏈物流、生鮮電商、連鎖商超配銷(xiāo)中心、農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)基地等行業(yè)提供常規(guī)保鮮冷庫(kù)、CA保鮮庫(kù)、通風(fēng)換氣式保鮮庫(kù)等服務(wù)。

5 展望

為了滿足消費(fèi)者在品質(zhì)、方便、健康以及環(huán)保等方面日益增長(zhǎng)的需求，我國(guó)氣調(diào)保鮮技術(shù)雖然取得了很大的進(jìn)步，但仍然存在一些問(wèn)題亟待解決。

我國(guó)果蔬氣調(diào)保鮮技術(shù)資料很多，但多偏重于理論，實(shí)用性不強(qiáng)，因此技術(shù)的落地實(shí)施以及推廣難度大，產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合有待加強(qiáng)。

果蔬的氣調(diào)保鮮包裝在我國(guó)消費(fèi)者中還是一個(gè)比較新的概念，其用途和價(jià)值鮮為人知，需要通過(guò)各方的共同努力宣傳普及，從而形成良好的市場(chǎng)。

目前建立氣調(diào)保鮮庫(kù)的成本高、技術(shù)高、設(shè)備要求也高，導(dǎo)致氣調(diào)庫(kù)一次性投資較大，貯藏成本偏高，這樣在我國(guó)經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)的地區(qū)推廣實(shí)行難度大。

我國(guó)各地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展不平衡，果蔬的采摘方式以及分級(jí)挑選處理的方式不統(tǒng)一，導(dǎo)致氣調(diào)保鮮庫(kù)建成后，被果蔬的統(tǒng)一氣調(diào)保鮮貯藏難度大，同時(shí)氣調(diào)保鮮庫(kù)也因收不到足夠的果蔬貯藏而效率低下，從而無(wú)法實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益。

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作者簡(jiǎn)介：黃良（1986-），男，四川自貢，碩士，研究方向：功能包裝的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用；陳廣學(xué)（1963-），男，河南杞縣，華南理工大學(xué)教授、博導(dǎo)，研究方向：印刷、包裝及物聯(lián)網(wǎng)。