食品的气调保藏

刘羽

食品的气调保藏
: a: n/ [' ]% ?3 z& O. x8 a# M一,气调贮藏的定义
气调贮藏是指通过调整和控制食品储藏环境的气体成分和比例以及环境的温度和湿度来延长食品的储藏寿命和货架期的一种技术
& i: i! l. `; u( b二,气调贮藏的基本原理
1.抑制果蔬的生理活动
(1)抑制果蔬的呼吸作用
: C( I' R6 @+ Q7 u# h; b1 [新鲜果蔬在采摘后,仍进行着旺盛的呼吸作用和蒸发作用,从空气中吸取氧气,分解消耗自身的营养物质,产生二氧化碳,水和热量,使果蔬的营养成分,质量,外观和风味发生不可逆的变化,这不仅降低了果蔬的食用品质,而且使其组织逐渐衰老,影响耐藏性和抗病性
由于呼吸要消耗果蔬采摘后自身的营养物质,所以延长果蔬贮藏期的关键是降低呼吸速率,即在维持其正常生命活动,保证抗病能力的前提下,把呼吸强度降低到最低水平,使之最低限度地消耗自身体内的营养,以达到延长保鲜期,提高保藏效果的目的
. v& o7 a/ i4 s( k, b; c降低氧气和提高二氧化碳浓度,能降低果蔬的呼吸强度并推迟其呼吸高峰的出现
. j. Z8 g6 b7 m5 e' p氧必须降低到7%以下浓度时才对呼吸强度有抑制作用,但不易低于2%,否则易出现厌氧呼吸
二氧化碳对呼吸的抑制作用是浓度越高,抑制作用越强
对储藏环境中同时降低氧气和提高二氧化碳浓度,对降低果蔬呼吸作用更为显著,不同氧气和二氧化碳的浓度配比条件对果蔬呼吸作用的抑制程度不同
5 A; {- c- ^, ]; N6 H在3.3℃低温下,气体组成对苹果呼吸强度的影响
氧气浓度和二氧化碳浓度对香蕉呼吸作用的影响
" t& k* T4 j. X% m- I- a氧气浓度过低或二氧化碳浓度过高都会导致鲜活食品的生理病害.果蔬的呼吸作用是随着空气中氧气含量的下降而逐渐降低,释放出二氧化碳也随之减少.当二氧化碳释放量降到一个最低点后又会增加,这是因为发生了缺氧呼吸的结果.当二氧化碳释放量降到最低点时,空气中的氧气含量成为氧气的临界浓度
, u: k) W0 V4 `3 g4 k% z" _0 {" s果蔬储藏时,如氧气降到临界浓度以下时就会发生缺氧呼吸,此时果蔬不仅会比有氧呼吸消耗更多的营养成分,还会产生酒精和乙醛的积累,造成鲜活食品的生理病害,严重导致微生物的侵袭,使食品腐烂.氧气的临界浓度随果蔬的种类,品种的不同而异,大部分果蔬在1%~3%,而一些热带,亚热带产的果蔬可高达5%~10%
, Q$ b; G, x* [6 y% v: m$ Y4 }, x如果二氧化碳浓度过高,也会在果蔬内产生大量琥珀酸积累,导致果蔬褐变,黑心等生理病变
3 A& D# J( ~+ w( Y' h7 D9 n果蔬的氧气临界浓度 (单位:%)
(2)抑制果蔬的乙烯生成
7 _  |2 _- J: p1 T2 d乙烯(C2H4)是植物的一种生长激素,能促进果实的生长和成熟,并能大大加快产品的后熟和衰老的过程
从1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)到乙烯是需氧过程,在低氧或缺氧情况下可以抑制ACC向乙烯转化,而且低氧情况下可减弱乙烯对新陈代谢的作用;低浓度二氧化碳会促进ACC向乙烯的转化;高浓度二氧化碳抑制乙烯的形成,延缓了乙烯对果蔬成熟的促进作用,而且还可干扰芳香类物质的挥发
1 D3 W+ M0 F6 j' o2.抑制微生物的生长繁殖
3 ]  ~( T! V" g& c$ b4 Z好气性微生物在低氧环境下,其生长繁殖就受到抑制.氧气的浓度还和某些果蔬的病害发展有关,如苹果的虎皮病随着氧气浓度的下降而减轻
" G; E+ f+ r7 U4 n) e4 A高浓度的二氧化碳也能较强地抑制果蔬的某些微生物生长繁殖 苹果虎皮病。

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三,气调贮藏分类
6 m6 U  }" n3 H5 q1 ?1.自发气调储藏(MA储藏)
MA储藏指的是利用储藏对象——水果,蔬菜自身的呼吸作用降低储藏环境中的氧气浓度,同时提高二氧化碳浓度的一种气调储藏方法
正常大气中氧含量为20.9%,二氧化碳含量为0.03%,理论上,有氧呼吸过程中消耗1%的氧气即可产生1%的二氧化碳,而氮气则保持不变,即O2+CO2=21%
MA储藏成本低,操作简单,但达到设定氧气和二氧化碳浓度水平所需的时间较长,操作上较难维持要求的氧气和二氧化碳浓度,因而储藏效果不佳
% \# E) |9 x0 D5 M- ?. cMA储藏的方法多种多样,在我国多用塑料袋或密封储藏对象后进行储藏,如蒜薹简易气调储藏,而硅橡胶窗储藏也属MA储藏
$ j5 r; Y: W' K& w) z% Q7 p2 q2 K& r2.人工气调储藏 (CA储藏)
( N5 L  h: L- p: I: j/ J3 S5 \CA储藏指的是根据产品的需要和人的意愿调节储藏环境中各气体成分的浓度并保持稳定的一种气调储藏方法
# z) W5 q4 {* {. l4 H(1)按储藏环境中O2和CO2的含量分类
①单指标CA储藏
# \- V6 c9 M' e5 Z5 T仅控制储藏环境中的某一种气体如氧气,二氧化碳或一氧化碳等,而对其他气体不加调节
- C9 p. ]4 Q! Q. u8 i这一方法对被控制气体浓度的要求较低,管理较简单,但被调节气体浓度低于或超过规定的指标时有导致伤害发生的可能
% Y+ p* r" E5 [: X8 L属这一类的有低氧气气调(21%和O2+CO2<21%.其中第三种情况是目前国内外广泛应用的气调贮藏方式,贮藏效果好
我国习惯上把O2 和CO2含量的总和在2%~5%范围的称为低指标,5%~8% 范围的称为中指标.其中,大多数食品都以低指标为最适宜,效果较好.但这种贮藏方式管理要求较高,设施也较为复杂
③多指标CA储藏
# l' G* i/ n& n多指标CA储藏不仅控制储藏环境中的氧气和二氧化碳,同时还对其他与储藏效果有关的气体成分如乙烯,一氧化碳等进行调节.这种气调储藏效果好,但调控气体成分的难度提高,需要在传统气调基础上增添相应的设备,投资增大
④变指标CA储藏
# ?- P* ~! d# B变指标是指在贮藏过程中,贮藏环境中气体浓度指标根据需要,从一个指标变为另一个指标
1 B" p5 h# N6 g- @: H0 T(2)按工艺路线分类
①快速降氧气调储藏
/ {8 z; I& ~) a5 H快速降氧气调储藏是在短时间内将氧气浓度降至规定水平(一般是在7天之内完成)的一种气调储藏方法
快速气调储藏的关键是掌握好入库降温速率,一般入库急速降温处理比缓慢降温处理的果实硬度下降明显,内源乙烯浓度高,组织电导率增大,多易发生褐变.该法由于要强制降氧,必须使用专门的人工降氧设备.这种方法贮藏效果好,但工艺较复杂,管理要求高
. B% F6 G6 d2 Z" K" `+ u: q快速降氧的方法有充氮法和气流法
1 d5 q% ?, e& s. x, `& T; {充氮法在封闭后抽出容器内的大部分空气,充入氮气,由氮气稀释剩余的空气中的氧气,使其浓度达到要求指标.有时充入适量二氧化碳,也能使之立即达到要求浓度
. f5 M( o/ j  I+ W' G/ a所用氮气的来源一般有两种:一种用液氮钢瓶充氮;另一种用碳分子筛制氮机充氮,其中第二种方法一般用于大型的气调库
气流法把预先由人工按要求指标配制好的气体输入封闭容器内,以代替其中的全部空气.在以后的整个储藏期间,始终连续不断地排出部分气体和充入人工配制的气体,控制气体的流速使内部气体稳定在要求指标
②高二氧化碳气调储藏
0 ~- h6 z( H/ x- m% a高二氧化碳结合低氧处理可以有效抑制呼吸,降低呼吸代谢速率,因而有利于储藏
& R- A+ t% p% I, k但这种储藏方法易引起生理病害和腐烂,使用时应十分慎重
③动态气调储藏
" S& ?5 t9 ?5 t% `; w, c' o储藏初期采用高二氧化碳和低氧气处理,后期置于常规气调下储藏的方法称为动态气调或机动气调,也叫变动气调.该法储藏效果好,尤其是入库前的预冷阶段采用高二氧化碳和低氧气处理,入库后采用正常气体指标储藏,可显著抑制呼吸速率,延长储藏期
④低氧或超低氧气调储藏
大部分水果和蔬菜气调储藏的标准气体比例是2%~3%的氧气,但许多研究发现进一步降低氧气浓度(氧气浓度低于1.0%)会更有利,并且低氧下储藏的果实硬度和可滴定酸含量均高,储藏效果好.但氧气浓度过低会使果实产生伤害,造成严重损失,生产上需要特别注意
1 f" X5 d8 _8 Z) A0 t⑤低乙烯气调储藏
乙烯可以加快果实衰老,利用乙烯脱除剂清除环境中的乙烯,使其浓度保持在1.0%以下,可有效抑制后熟,延长储藏期.但该法需专门的乙烯脱除剂及设备,成本较高,小范围处理可采用高锰酸钾和硅酸盐制剂以及乙烯抑制剂
, U+ {9 s2 h0 V+ O" r% ~( A9 ]⑥双相变动气调储藏
双相变动气调储藏在入贮初期采用高温(10℃)和高二氧化碳(12%),以后逐步降低温度和二氧化碳浓度,可以有效保持果实品质和果肉硬度,抑制果实中原果胶的水解,乙烯的生物合成和果实中ACC的积累,从而有效延长贮存期
双变气调由于在储藏过程中变动了温度和二氧化碳两项指标,因而可大大节约能源,提高经济效益
1 C( J: }9 ^  C. m⑦减压气调储藏
( k  v4 S6 V& T5 Q+ I: s7 l该法是通过真空泵将贮藏室内的一部分气体抽出,使室内的气体降压,同时将外界的新鲜空气经压力调节装置降压,通过加湿装置提高湿度后输入贮藏室.在贮藏期间,真空泵和输气装置应保持连续运转以维持贮藏室内恒定的低压,使果蔬始终处于恒定的低压,低温和新鲜的气体环境之中
果蔬主动与被动气调气体浓度变化

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三,气调贮藏分类
1.自发气调储藏(MA储藏)
. [, z$ z; `$ J% x2 `0 ?( eMA储藏指的是利用储藏对象——水果,蔬菜自身的呼吸作用降低储藏环境中的氧气浓度,同时提高二氧化碳浓度的一种气调储藏方法
, U  ^/ I& O. D; x) P正常大气中氧含量为20.9%,二氧化碳含量为0.03%,理论上,有氧呼吸过程中消耗1%的氧气即可产生1%的二氧化碳,而氮气则保持不变,即O2+CO2=21%
) n' u" `/ z9 c( `! N  p! wMA储藏成本低,操作简单,但达到设定氧气和二氧化碳浓度水平所需的时间较长,操作上较难维持要求的氧气和二氧化碳浓度,因而储藏效果不佳
$ }1 A& z% O6 ?" o. bMA储藏的方法多种多样,在我国多用塑料袋或密封储藏对象后进行储藏,如蒜薹简易气调储藏,而硅橡胶窗储藏也属MA储藏
2.人工气调储藏 (CA储藏)
( [' S5 K- E' m- F" o8 b& I$ ACA储藏指的是根据产品的需要和人的意愿调节储藏环境中各气体成分的浓度并保持稳定的一种气调储藏方法
* ]4 h, r9 s$ t/ R! u(1)按储藏环境中O2和CO2的含量分类
①单指标CA储藏
仅控制储藏环境中的某一种气体如氧气,二氧化碳或一氧化碳等,而对其他气体不加调节
- ]4 Z7 Y( u$ c: J这一方法对被控制气体浓度的要求较低,管理较简单,但被调节气体浓度低于或超过规定的指标时有导致伤害发生的可能
1 t  y2 u& b+ n* F0 p& v8 {属这一类的有低氧气气调(21%和O2+CO2<21%.其中第三种情况是目前国内外广泛应用的气调贮藏方式,贮藏效果好
我国习惯上把O2 和CO2含量的总和在2%~5%范围的称为低指标,5%~8% 范围的称为中指标.其中,大多数食品都以低指标为最适宜,效果较好.但这种贮藏方式管理要求较高,设施也较为复杂
③多指标CA储藏
多指标CA储藏不仅控制储藏环境中的氧气和二氧化碳,同时还对其他与储藏效果有关的气体成分如乙烯,一氧化碳等进行调节.这种气调储藏效果好,但调控气体成分的难度提高,需要在传统气调基础上增添相应的设备,投资增大
④变指标CA储藏
' \5 P, z& g  b0 w, H6 J变指标是指在贮藏过程中,贮藏环境中气体浓度指标根据需要,从一个指标变为另一个指标
; @# q5 w( t4 {3 n( S7 G1 i(2)按工艺路线分类
①快速降氧气调储藏
5 |9 f# @8 y3 }快速降氧气调储藏是在短时间内将氧气浓度降至规定水平(一般是在7天之内完成)的一种气调储藏方法
) u* [* Y4 l; b7 V; q快速气调储藏的关键是掌握好入库降温速率,一般入库急速降温处理比缓慢降温处理的果实硬度下降明显,内源乙烯浓度高,组织电导率增大,多易发生褐变.该法由于要强制降氧,必须使用专门的人工降氧设备.这种方法贮藏效果好,但工艺较复杂,管理要求高
快速降氧的方法有充氮法和气流法
* R4 e# d/ J8 A; h& @3 h充氮法在封闭后抽出容器内的大部分空气,充入氮气,由氮气稀释剩余的空气中的氧气,使其浓度达到要求指标.有时充入适量二氧化碳,也能使之立即达到要求浓度
# y. J1 J  ]1 Z0 O+ X: x) P所用氮气的来源一般有两种:一种用液氮钢瓶充氮;另一种用碳分子筛制氮机充氮,其中第二种方法一般用于大型的气调库
气流法把预先由人工按要求指标配制好的气体输入封闭容器内,以代替其中的全部空气.在以后的整个储藏期间,始终连续不断地排出部分气体和充入人工配制的气体,控制气体的流速使内部气体稳定在要求指标
% O1 _- n/ ^6 q7 d. B5 ]% B②高二氧化碳气调储藏
高二氧化碳结合低氧处理可以有效抑制呼吸,降低呼吸代谢速率,因而有利于储藏
但这种储藏方法易引起生理病害和腐烂,使用时应十分慎重
5 O, f# t% J- [' ^2 h* v( N! [( D③动态气调储藏
- r/ E0 l6 b5 q/ `4 X" u1 V3 @8 a储藏初期采用高二氧化碳和低氧气处理,后期置于常规气调下储藏的方法称为动态气调或机动气调,也叫变动气调.该法储藏效果好,尤其是入库前的预冷阶段采用高二氧化碳和低氧气处理,入库后采用正常气体指标储藏,可显著抑制呼吸速率,延长储藏期
④低氧或超低氧气调储藏
* K: n1 U" I" L; D) |大部分水果和蔬菜气调储藏的标准气体比例是2%~3%的氧气,但许多研究发现进一步降低氧气浓度(氧气浓度低于1.0%)会更有利,并且低氧下储藏的果实硬度和可滴定酸含量均高,储藏效果好.但氧气浓度过低会使果实产生伤害,造成严重损失,生产上需要特别注意
4 ?& K, Q! ]4 B4 z% \4 r⑤低乙烯气调储藏
' x- ]' R% G0 R1 C% o2 C1 I2 ^乙烯可以加快果实衰老,利用乙烯脱除剂清除环境中的乙烯,使其浓度保持在1.0%以下,可有效抑制后熟,延长储藏期.但该法需专门的乙烯脱除剂及设备,成本较高,小范围处理可采用高锰酸钾和硅酸盐制剂以及乙烯抑制剂
⑥双相变动气调储藏
; Z2 L: E9 c9 z9 x: J双相变动气调储藏在入贮初期采用高温(10℃)和高二氧化碳(12%),以后逐步降低温度和二氧化碳浓度,可以有效保持果实品质和果肉硬度,抑制果实中原果胶的水解,乙烯的生物合成和果实中ACC的积累,从而有效延长贮存期
  `3 h; Z* s8 z6 \# D6 ~5 B0 E双变气调由于在储藏过程中变动了温度和二氧化碳两项指标,因而可大大节约能源,提高经济效益
⑦减压气调储藏
2 h. g$ D2 J( ~% v该法是通过真空泵将贮藏室内的一部分气体抽出,使室内的气体降压,同时将外界的新鲜空气经压力调节装置降压,通过加湿装置提高湿度后输入贮藏室.在贮藏期间,真空泵和输气装置应保持连续运转以维持贮藏室内恒定的低压,使果蔬始终处于恒定的低压,低温和新鲜的气体环境之中
果蔬主动与被动气调气体浓度变化

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四,气调贮藏的特点
8 y9 P6 ~: |/ g  C1.储藏时间长
2 e9 s9 k) q2 k2 ^  I# T气调储藏综合了低温和环境气体成分调节两方面的技术,极大程度地抑制了果蔬的呼吸作用,减少营养成分和其他物质分解,延缓了果蔬新陈代谢的速率,推迟了成熟衰老,使得果蔬储藏期得以较大程度地延长
# u3 E8 A% D) D  ~- }$ \/ V2.保鲜效果好
3 A" i+ p0 E9 b5 g* c* z6 h  v9 v气调贮藏应用于新鲜园艺产品贮藏时能延缓产品的成熟衰老,抑制乙烯生成,防止病害的发生,使经气调贮藏的水果色泽亮,果柄青绿,果实丰满,果味纯正,汁多肉脆,与其他储藏方法比,气调储藏引起的水果品质下降要少的多
4 s& E: Z' x4 |7 u- N3.减少储藏损失,产生良好的社会和经济效益
气调储藏尤其是气调冷藏库,严格控制库内温,湿度及氧气和二氧化碳等气体成分,有效地抑制了果蔬的呼吸作用,蒸腾作用和微生物的生长繁殖,储藏期间因失水,腐烂等造成的损耗大大降低
* ^% W& V4 Q" g气调储藏可提高果蔬的优质率,使果蔬按市场需求上市,随时向市场提供高质量的果蔬,从而解决生产经营中的"旺季烂,淡季盼"的矛盾,既满足了消费者的需求,又改善了生产和经营状况,具有巨大的经济和社会效益
4.货架期长
  {1 D6 }; o* L+ ?+ R5 g  Q7 W经气调储藏后的水果由于长期处于低氧和较高二氧化碳的作用下,在解除气调状态后,仍有一段很长时间的"滞后效应"
. A1 e0 P% v0 @+ Y在保持相同质量的前提下,气调储藏的货架期是冷藏的2~3倍.另外,在相同储藏时间的条件下,气调储藏果蔬出库后的货架期也比冷藏长,便于果蔬的长途运输
& l9 m1 @0 G9 ^* G+ H# y5."绿色"储藏
5 V* j% Y% @0 T0 `7 R  z在果蔬气调储藏过程中,由于低温,低氧和较高的二氧化碳的相互作用,基本可以抑制病菌的发生,储藏过程中基本不用化学药物进行防腐处理.其储藏环境中,气体成分与空气相似,不会使果蔬产生对人体有害的物质.在储藏环境中,采用密封循环制冷系统调节温度.使用饮用水提高相对湿度,不会对果蔬菜产生任何污染,完全符合食品卫生要求
3 a# m. a; _8 h8 X$ {9 i五,选择气调贮藏工艺条件的原则
(1)气调贮藏的温度要求
抑制新鲜果蔬新陈代谢的手段主要是降低温度,提高二氧化碳浓度和降低氧气浓度等.这些抑制新陈代谢的手段均属于果蔬正常生命活动的逆境,而对逆境的适度应用,正是保鲜成功的重要手段
(2)氧气,二氧化碳和温度的互作效应
& K9 b) \& k$ G6 K  G5 x气调储藏中的气体成分和温度等诸条件,不仅个别地对储藏产品产生影响,而且诸因素之间也会发生相互联系和制约,这些因素对储藏产品起着综合的影响,亦即互作效应.三个条件的相互关系可以概括为:其一,一个条件的有利影响可因另外的有利条件而进一步加强;反之,一个不适条件的有害影响,可因结合另外的不适条件而显得更为严重.其二,一个条件处于不适状态,可以使得另外的本来是适宜的条件削弱或不能表现其有利的影响;或者反之一个不适条件的不利影响,可因改变另一条件而使之减轻或消除
" ^3 y9 T0 `& j- L# T气调储藏必须重视这种互作效应,保藏效果的好坏正是这种互作效应是否被正确运用的反映.要取得良好保藏效果,氧气,二氧化碳和温度必须有最佳的配合.而当一个条件发生改变时,另外的条件也应随之作相应的调整,这样才可能仍然维持一个适宜的综合储藏条件
不同的储藏产品都有各自最佳的储藏条件组合,但这种最佳组合不是一成不变的.当某一条件因素发生改变时,可以通过调整另外别的因素而弥补由这一因素的改变所造成的不良影响.因此,同一储藏产品在不同的条件下或不同的地区,会有不同的储藏条件组合,才会有较为理想的保藏效果
部分果蔬的气调储藏条件

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六,气调贮藏设备
1.塑料薄膜气调
(1)塑料薄膜气调
: E8 y& L3 v7 ~' ^利用塑料薄膜对氧气和二氧化碳有不同渗透性和对水透过率低的原理来抑制果蔬在贮藏过程中的呼吸作用和水蒸发作用的贮藏方法.塑料薄膜一般选用0.12mm厚的无毒聚氯乙烯薄膜或 0.075~0.2mm厚的聚乙烯塑料薄膜
# T( P' a% v2 v由于塑料薄膜对气体具有选择性渗透,可使袋内的气体成份自然地形成气调贮藏状态,从而推迟果蔬营养物质的消耗和延缓衰老.对于需要快速降氧气的塑料帐,封帐后用机械降氧气机快速实现气调条件.但由于果蔬呼吸作用仍然存在,帐内二氧化碳浓度会不断升高,应定期用专门仪器进行气体检测,以便及时调整气体成份的配比
* o. b1 U% F% H8 L6 e6 P( \(2)硅窗气调
+ y5 X; J8 K8 R+ X/ \根据不同的果蔬及贮藏的温湿条件选择面积不同的硅橡胶织物膜热合于用聚乙烯或聚氯乙烯制成的贮藏帐上,作为气体交换的窗口,简称硅窗
+ z! q7 f2 l+ o! z2 W' P硅橡胶是一种有机硅高分子聚合物,它是由有取代基的硅氧烷单体聚合而成,以硅氧键相连形成柔软易曲的长链,长链之间以弱电性松散地交联在一起.这种结构使硅橡胶具有特殊的透气性
首先,硅橡胶薄膜对二氧化碳的透过率是同厚度聚乙烯膜的200~300倍,是聚氯乙烯膜的20000倍.第二,硅橡胶膜对气体具有选择性透性,其对氮气,氢气和二氧化碳的透性比为1:2:12,同时对乙烯和一些芳香物质也有较大的透性
利用硅橡胶膜特有的性能,在用较厚的塑料薄膜(如0.23 mm聚乙烯)做成的袋(帐)上嵌以一定面积的硅橡胶,就做成一个有气窗的包装袋(或硅窗气调帐),袋内的水果或蔬菜进行呼吸作用释放出的二氧化碳通过气窗透出袋外,而所消耗掉的氧气,则由大气透过气窗进入袋内得到补充
7 o; D# L" x7 G, h由于硅橡胶具有较大的二氧化碳与氧气的透性比,且二氧化碳的进出量是与袋内二氧化碳的浓度成正相关.因此,储藏一定时间之后,袋内的二氧化碳和氧气进出达到动态平衡,其含量就会自然调节到一定的范围
有硅橡胶气窗的包装袋(帐)与普通塑料薄膜袋(帐)一样,是利用薄膜本身的透性自然调节袋中的气体成分.因此,袋内的气体成分必然是与气窗的特性,厚薄,大小,袋子容量,装载量,果实的种类,品种,成熟度,以及储藏温度等因素有关.要通过试验研究,最后确定袋(帐)子的大小,装量和硅橡胶窗的大小
(3)塑料薄膜气调的封闭方法
①垛封法
储藏产品用通气的容器盛装,码成垛.垛底先铺垫底薄膜,在其上摆放垫木,使盛装产品的容器垫空.码好的垛子用塑料帐罩住,帐子和垫底薄膜的四边互相重叠卷起并埋入垛四周的小沟中,或用其他重物压紧,使帐子密闭.也可以用活动储藏架在装架后整架封闭
  H4 O" m" C, j( p8 v+ I& A( g比较耐压的一些产品可以散堆到帐架内再行封帐.帐子选用的塑料薄膜一般厚度0.07~0.20mm的聚乙烯或聚氯乙烯.在塑料帐的两端设置袖口(用塑料薄膜制成),做为充气及垛内气体循环时插入管道.可从袖口取样检查,活动硅橡胶窗也是通过袖口与帐子相连接的.帐子还要设取气口,以便测定气体成分的变化,也可从此充入气体消毒剂,平时不用时把气口塞闭
/ k5 q6 [5 [% J! Y" O为使器壁的凝结水不侵蚀储藏产品,应设法使封闭帐悬空,不使之贴紧产品.帐顶部分凝结水的排除,可加衬吸水层,还可将帐顶做成屋脊形,以免凝结水滴到产品上
- w  G/ D1 Z" }8 E1 r. R塑料薄膜帐的气体调节可应用气调库调气的各种方法.帐子上设硅橡胶窗以实现自动调气
. Z" k. p% L2 O5 P& [$ s$ w" O②袋封法
  X' I# y* e! e' t1 n! w将产品装在塑料薄膜袋内,扎口封闭后放置于库房内.调节气体的方法有:A.定期调气或放风.用0.06~0.08mm厚的聚乙烯薄膜做成袋子,将产品装满后入库,当袋内的氧气减少到低限或二氧化碳增加到高限时,将全部袋子打开放风,换入新鲜空气后再进行封口储藏
B.自动调气.采用厚度0.03~0.05mm的塑料薄膜做成小包装.因为塑料膜很薄,透气性很好,在较短的时间内,可以形成并维持适当的低氧气高二氧化碳的气体成分而不致造成高二氧化碳伤害.该方法适用于短期储藏,远途运输或零售的包装
在袋子上,依据产品的种类,品种和成熟度及用途等而确定粘贴一定面积的硅橡胶膜后,也可以实现自动调气
(4)塑料薄膜气调的温湿度管理方法
塑料薄膜封闭储藏时,袋(帐)子内部因有产品释放的呼吸热,所以内部温度总会比库温高一些,一般有0.1~1℃的温差.另外,塑料袋(帐)内部的湿度较高,接近饱和.塑料膜正处于冷热交界处,在其内侧常有一些凝结水珠.如果库温波动,则帐(袋)内外的温差会变得更大,更频繁,薄膜上的凝结水珠也就更多
0 I  W/ m! K( g5 d# _" B封闭帐(袋)内的水珠还溶有二氧化碳,pH约为5.这种酸性溶液滴到果蔬上,既有利于病菌的活动,也会对果蔬造成不同程度地伤害.封闭容器内四周的温度因受库温的影响而较低,中部的温度则较高,这就会发生内部气体的对流,其结果是较暖的气体流至冷处,降温至露点以下便析出部分水气形成凝结水,这种气体再流至暖处,温度升高,饱和差增大,因而又会加强产品的蒸腾作用
, `2 `! V& b% q& d. D" J! {4 t这种温湿度的交替变动,就像有一台无形的抽水机,不断地把产品中的水抽出来变成凝结水.也可能并不发生空气对流,而由于温度较高处的水汽分压较大,该处的水汽会向低温处扩散,同样导致高温处产品的脱水而低温处的产品凝水.所以薄膜封闭储藏时,一方面是帐(袋)内部湿度很高,另一方面产品仍然有较明显的脱水现象.解决这一问题的关键在于力求库温保持稳定,尽量减小封闭帐(袋)内外的温差
5 T! Z1 J0 x; A5 {8 Q) A% H( m3 {* Y2.气调冷藏库
- |5 B. {% H( T$ F1 h! u! \(1)气调库
气调库首先要有机械冷库的性能,还必须有密封的性能,以防止漏气,确保库内气体组成的稳定
8 G7 E; v" T# n) |用预制隔热嵌板建库.嵌板两面是表面呈凹凸状的金属薄板(镀锌钢板或铝合金板等),中间是隔热材料聚苯乙烯泡沫塑料,采用合成的热固性黏合剂将金属薄板牢固地粘结在聚苯乙烯泡沫塑料板上.这种预制隔热嵌板,既可以隔热防潮,又可以作为隔气层
地板是在加固的钢筋水泥底板上,用一层塑料薄膜(多聚苯乙烯等)作为隔气层(0.25 mm),一层预制隔热嵌板(地坪专用),再加一层加固10cm厚的钢筋混凝土为地面
气调储藏库的库门要做到密封是比较困难的,通常有两种做法.第一,只设一道门,既是保温门又是密封门,门在门框顶上的铁轨上滑动,由滑轮联挂.门的每一边有两个,总共八个插销把门拴在门框上.把门拴紧后,在门的四周门缝处涂上不会硬化的黏合剂密封
第二,设两道门,第一道是保温门,第二道是密封门.通常第二道门的结构很轻巧,用螺钉铆接在门框上,门缝处再涂上玛蹄脂加强密封
: j4 S6 y1 F4 u9 w) B- _另外,各种管道穿过墙壁进入库内的部位都需加用密封材料不能漏气.通常要在门上设观察窗和手洞,方便观察和检验取样

8 H6 ?5 X' H4 x9 k- @; ?(2)气调系统
- \2 W& G- t% E' ]气调储藏具有专门的气调系统进行气体成分的贮存,混合,分配,测试和调整等.一个完整的气调系统主要包括三大类的设备:
①贮配气设备 贮配气用的贮气罐,瓶,配气所需的减压阀流量计,调节控制阀,仪器和管道等.通过这些设备的合理连接保证气调储藏期间所需气体的供给和各种气体以符合新鲜园艺产品所需的速度和比例输送至气调库房中
1 l& E, O/ B7 F* F; i②调气设备
9 k/ c% F. Q2 f' O. r& u2 S真空泵,制氮机,降氧气机,富氮气脱氧气机(烃类化合物燃烃系统,分子筛气调机,氨裂解系统,膜分离系统),二氧化碳洗涤机,二氧化硫(SO2)发生器,乙烯脱除装置等齐全,先进调气设备的应用为迅速,高效地降低氧气浓度,升高二氧化碳浓度,脱除乙烯,并维持各气体组分在符合储藏对象要求的适宜水平上提供了保证,有利于气调效果的充分发挥
. X" m9 S* i1 N# l' o) b制氮机
* q0 a+ B% ]7 O3 q: l5 P配气仪
* h7 g3 \! k4 `3 f- w二氧化碳脱除机
. S% U9 q  b+ j  @/ P4 K' p  T7 j③分析监测仪器
. X( a  F$ ~* x# Y  ?4 r设备采样泵,安全阀,控制阀,流量计,奥氏气体分析仪,温湿度记录仪,测氧气仪,测二氧化碳仪,气相色谱仪,计算机等分析监测仪器设备满足了气调储藏过程中相关储藏条件精确的分析检测要求,为调配气提供依据,并对调配气进行自动监控
+ w! ^# O% ?4 C& D( x库气检测控制系统
  _/ L* F: H; O(3)气密性标准及检验
- j+ n! \8 H! \9 d( Y气调储藏库并非要求绝对气体密封,允许有一定的气体通透性存在,但不能超出一定的标准.根据气调储藏过程中气体成分和储藏工艺的要求,在能够稳定达到气调指标的基础上,以尽量节约投资,降低运行成本和便于操作为原则.气调库建成后或在重新使用前都要进行气密性检验,检验结果如不符合规定的要求,应查找原因,进行修补使其密封达到气密标准
& y" s1 f8 j  T气密性能检验以气密标准(联合国粮农组织(FAO)推荐的气调库气密标准)为依据
2 {; j% R5 G* }具体操作为气调库密封后通过鼓风机等设备进行加压使库内压力超过正常大气压力达294 Pa以上时停止加压,当压力下降至294 Pa时开始计时,根据压力下降的速度判定库房是否符合气密要求
& A; j% k% _! C4 K/ o3 l压力自然下降30min后仍维持在147 Pa以上,气密优秀;30min后压力在107.8~147 Pa之间表明库房气密良好;30min后压力不低于39.2 Pa则为合格;而压力在39.2 Pa以下则气密不合格.此种库房用于气调储藏无法形成气调环境,应行修复,补漏,直至合格为止
) q6 d' O" K  J* Y% }9 y2 }美国采用的标准与FAO略有不同,其限度压力为245 Pa(而非FAO的294 Pa),判断合格与否的指标是半降压时间(即库内压力下降一半所需的时间),具体的要求是半降压时间大于30min(或20min)即为合格,否则就不合格
气密检测的方法目前有两类,即正压法和负压法
% |/ z" a* _8 o1 y9 x# M正压法如上所述用鼓风机给库房充气加压,使库内压力上升,达到限度压力后停止增压并使库内压力自发下降,根据下降速度判定气密程度
负压法与正压法相反,采用真空泵将气体从库房中抽出,使库内压力降低形成负压,根据压力回升的速度判定气密性.一般压力变化越快或压力回升所需时间越短,气密性越差.比较正,负压两方法的优缺点和总结生产实践中经验,气密性检验时以正压法为好
气调库在运行过程中,由于库内温度的波动或者气体的调节会引起压力的波动.当库,内外压力差达到58.8 Pa时,必须采取措施释放压力,否则会损坏库体结构.具体办法是安装水封装置,当库内正压超过58.8 Pa时,库内空气通过水封溢出;当库内负压超过58.8 Pa时,库外的空气通过水封进入库内,自动调节库内外压力差,不超过58.8 Pa
气调库气密性能检验及补漏时要注意以下问题:①尽量保持库房于静止状态(包括相邻的库房)
②维持库房内外温度的稳定
1 e9 j. Y' |$ t' z) W  t③测试压力应尽量采用Pa等微压计的计量单位,保证测试的准确性
④库内压力不要升得太高,保证维护结构的安全
$ r8 G5 ]# }# l! `⑤气密性检测和补漏要特别注意维护结构,门窗接缝处等重点部位,发现渗漏部位应及时做好记号
⑥气密性检验和补漏过程中要保持库房内外的联系,以保证人身安全和测试,补漏顺利进行
1 y% _1 J$ V# U, y0 _- _" T8 o1 u8 F- S气密性达不到要求的气调库在查找到泄漏部位后,通常采用现场喷涂密封材料的操作方法补漏

刘羽

七,气调技术在食品保藏中的应用
1.苹果的气调贮藏
+ S/ P/ @6 T* h" B一般是在冷藏条件下进行,气体组成以2%~4%的O2和3%~5% 的CO2为宜,温度为0℃~5℃,相对湿度为90%~95%,贮藏期可达6~9个月
1 {( U! ]2 }' E- x+ x' [目前,国内苹果气调贮藏的形式主要有机械气调库,塑料大棚,小包装的薄膜气调,硅窗气调等
" J% Q# D' g6 Z2 Y1 w8 |( I2.梨的气调贮藏
- o9 L3 O1 R) S, Y! ]/ B中国阳梨的贮藏条件为2%~4%的O2和5%~7%的CO2气体组成为宜;中国莱阳梨在2%~4%的O2和CO2小于2%条件下贮藏3~4个月,效果良好;巴梨的贮藏在1%的O2和5%的CO2气体组成,温度为 -1℃~0℃ 条件下为宜; 日本的20世纪梨在5%的O2和4%的CO2气体组成,温度为0℃~1℃ 条件下可贮藏9~12个月
% \4 u0 I2 A* O9 H9 l# w3.番茄的气调贮藏
番茄的气调贮藏可采用多种贮藏方式,如适温快速降氧法,常温快速降温法,自然降氧法,半自然降氧法,CO2贮藏法,塑料小包装法,硅窗气调法等.其中适温快速降氧法效果较好,其温度控制在10℃~13℃,人工快速降氧,使O2在2%~4%,CO2在5%以下.贮藏45天,好果率在85%以上,达到自然成熟
4.粮食的气调贮藏
美国:建立数万吨的的粮食气调库
日本:利用透气性低的尼龙袋来保存米谷,向袋内
# Y2 k8 T6 s: n+ z( q% Q充进CO2后立即密封
我国:采用塑料大棚作为气密袋,向棚内充N2,同
' I, f  i; g! D; \/ T$ W$ y时在贮藏期内保持一定浓度的CO2