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气调贮藏技术的分类、应用及其发展

气调贮藏技术的分类、应用及其发展摘要:气调贮藏,是一种先进的水果蔬菜保鲜贮藏新方法。

气调贮藏实质上是在保鲜基础上增加气体成分调节,通过对贮藏环境中温度、湿度、二氧化碳、氧浓度和乙烯浓度等条件的控制,抑制果蔬呼吸作用,延缓新陈代谢过程,较之普通冷藏能更好地保持果蔬的鲜度和商品性,延长贮藏期和销售货架期。

本文就气调保藏在食品工业中的应用及其发展趋势展开了讨论。

关键词:气调保藏;保藏技术;分类;应用;发展Classification, application and development of Controlledatmosphere storageAbstract:Controlled atmosphere storage, is a sophisticated new methods of fruit and vegetable fresh-keeping and storage.Controlled atmosphere storage is essentially in preservation based on gas composition control, through the storage temperature, humidity, carbon dioxide and oxygen concentrations in the environment and control of ethylene concentration conditions, inhibition of respiration of fruits and vegetables, slow down metabolic processes than ordinary cold can better maintain the freshness of fruits and vegetables and commercial, to extend the storage period and the shelf-life of sales.Atmosphere preservation of this article in the application and development trend of food industry discussed.Key words:controlled atmosphere storage; preservation techniques; classification application ;development果品、蔬菜含有丰富的营养成分,是人类饮食中不可缺少的组成部分。

果蔬中含有大量水分,采摘后任然持续进行着呼吸作用,导致果蔬营养成分消耗,质量下降。

同时,果蔬水分含量高也容易造成微生物和昆虫等的侵害,导致果蔬食用价值降低,带来巨大的经济损失。

因此,研究果蔬贮藏保鲜技术,延长贮藏时间、减少贮藏损失具有十分重要的意义。

气调保藏是目前世界上公认的最好果蔬贮藏保鲜方法[1]之一。

1.气调贮藏的简介气调贮藏是指通过改变环境的气体成分使之不同于正常空气中的一种贮藏方法[1,2]。

它在一定的适宜温度下,保持较多二氧化碳和少量氧的空气环境,从而抑制苹果的呼吸作用,延缓变软、变黄、品质变劣和其它衰老过程,达到延缓果实寿命,获得较好品质的目的。

我国60年代开展气调贮藏的研究,1967年逐步在苹果上推广应用。

优点是比单纯冷藏效果好,显著延长了贮藏寿命,能够保持苹果的酸度和硬度,减少虎皮病和苦痘病的发生。

缺点是建筑材料要求较同,费用昂贵。

贮藏期间管理人员不能任意进入库内,如若需要进库维修,必须佩戴防毒面具,活动范围也不能超出库外营救操作者的视野。

一旦库房打开,整库贮藏的果实应随即出库销售。

1.1气调贮藏的原理(1)抑制果蔬的生理活动①抑制果蔬的呼吸作用新鲜果蔬在采摘后,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,氧必须低于7%的浓度时才对呼吸强度有抑制作用,但不得低于2%,否则易出现无氧呼吸;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,不同氧气和一二氧化碳的浓度配比条件对果蔬呼吸作用的抑制程度不同。

②抑制果蔬的乙烯生成C2H;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_氨基环丙烷一1一梭酸(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,还可干扰芳香类物质的挥发[3]。

(2)抑制微生物的生长繁殖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。

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。

1.2气调贮藏的适宜条件气调贮藏适宜的条件是指温度、氧和二氧化碳三者必须配合适当,能够达到既降低果实呼吸作用、抑制后熟,又不产生生理病害的目的。

苹果气调贮藏中,要求氧气含量2%-4%,二氧化碳为3%-5%,温度在0℃左右,相对温度在90%-95%为宜。

在这样的条件下,可以有效地减少果实营养物质的消耗,保持果实的风味和硬度,并防止变色和返沙发绵。

1.3气调贮藏的分类1.3.1自发气调储藏(Modified Atmosphere, MA)MA储藏指的是利用储藏对象(水果和蔬菜)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。

MA储藏的特点是储藏成本低,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[4]。

1.3.2人工气调储藏(Controlled Atmosphere, CA)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。

(1)按储藏环境中O,和CO,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。

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。

我国习惯上把O:和CO: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,大多数冷藏货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。

②双指标CA 储藏双指标CA 储藏指的是对常规气调成分的氧气和二氧化碳两种气体(也可能是其他两种气体成分)均加以调节和控制的一种气调储藏方法。

依据气调时氧气和二氧化碳浓度的不同又有3种情况:O 2+CO 2=21%,O 2+CO 2>21%和O 2+CO 2<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O 2 和CO 2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 储藏不仅控制储藏坏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。

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变指标CA 储藏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(2)按工艺路线分类①快速降氧气调储藏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,管理要求高快速降氧的方法有充氮法和气流法: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。

③动态气调储藏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。

⑤低乙烯气调储藏因为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双相变动气调储藏双相变动气调储藏在入贮初期采用高温(l00C)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。

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