果蔬类食品气调储藏条件研究

1、果蔬类食品气调储藏条件研究摘要本文首先介绍了气调储藏的起源和发展情况，重点介绍了气调储藏在 果蔬方面的研究成果和应用情况，并分析了果蔬的生理特性和气调储藏原 理，然后指出针对杨梅的气调储藏进行研究，首先介绍了杨梅的营养成分, 然后列出了进行正交试验的条件和检测目标与方法，试验结果标明，杨梅 气调储藏的最佳条件是0.05pe、8%氧气和10%二氧化碳，气调储藏对于杨 梅霉菌的生长并没有明显的抑制作用，但却有效延缓了杨梅腐烂的时间, 在2°c环境下杨梅可以储藏20天左右，气调储藏可以有效维持总糖、维生 素c和花昔色的量，保证了杨梅的甜质和色泽，最后对未来的研究提出了 展望。关键词：果蔬，

2、气调储藏，杨梅我国是果蔬生产大国，果蔬的生产具冇较强的地域性和季节性，每年 在储藏和运输过程中腐烂的果蔬数量非常多，给国民经济带来了很大的损 失，目前的很多储藏保鲜方法都存在着成本高、腐烂率高的缺点，未能实 现较大规模的商业化运用。随着我国经济的发展和人民生活水平地提高, 人们对新鲜果蔬的要求也越来越高，都希望延长果蔬的供应时间和保证果 蔬质量，这就给果蔬储藏提出了更高的要求。气调储藏在近些年來不断受 到国内外地重视，也逐渐成为果蔬储藏保鲜的主耍方法z-,国外对气调 储藏的商业化运用已经非常高，而我国在这方面的起步比较晚，目前尚未形成一定的市场，但气调储藏在成木和保鲜质量方面的巨大优势表明其具

3、 有相当的研究潜力。引言气调储藏map(modified atmosphere packaging)是指先将包装袋抽成真 空，然后再充入一定比例混合的气体，以此来对食品进行储藏保鲜的技术, 其保鲜原理是通过控制食品储藏环境的气氛，来增加储藏生物体的分解时 间，从而达到增长果蔬类食品储藏和保鲜时间的效果。气调储藏和可控气 氛储藏和cafcontrolled atmosphere)的区别在于ca能够时时监测食品周围 的气氛，通过控制系统进行调控，使食品一直处于最佳储藏浓度状态，是 一种高级的储藏保鲜技术，而气调储藏是在一开始包装时实行一次性调节 设定储藏环境的气氛，进而在更光放的储藏条件下保持果蔬

4、的新鲜，其重 点是果蔬的短期保鲜1。气调储藏技术起源于1883年，pielsticker首次利用一氧化碳和二氧化 碳来包装肉类食品，来抑制微生物的生长，气调储藏技术运用于商业用途 是法国scopa公司制作的气调储藏肉制品，之后，气调储藏技术便进入了 超市，其应用范围也从肉类扩大至蔬菜、水果、海鲜、面包等各种食品的 储藏保鲜领域，而其中在蔬菜和水果商的发展、应用最为迅速，其作为一 种无污染、无公害的储藏保鲜技术在国际上引起了重视。1.1研究现状采摘后的果蔬是生物有机体，在不断进行着呼吸氧气、消耗自身有机 物的过程，并呼出二氧化碳，果蔬类的呼吸与其他不同，可以在无氧和有 氧两种状态下进行在这个呼吸

5、过程中，不仅产生二氧化碳，还会生成乙醇、乙烯、水蒸 气等，同时释放热量，这些物质和热量对于果蔬的储藏十分有害，很容易 造成果肉萎缩、重量减轻、微生物生长等，并最终导致果蔬变质腐烂，失 去了食用价值和经济价值。氧气是果蔬进行生命活动所需的气体，降低氧气浓度能够抑制果蔬的 生理活动，研究表明，适宜果蔬储藏的最佳氧气浓度大约为1%6%,这种 低氧浓度可以使果蔬处于休眠状态，还可以抑制微生物的生长，以防止腐 烂的发生，但氧气浓度也不能过低，过低的氧气浓度会促进无氧呼吸的进 行，生成乙醇、乙烯等有害物质，并且消耗大量的营养物质。二氧化碳是果蔬无氧呼吸和有氧呼吸的产物，它可以抑制果蔬的呼吸 作用，研究表明

6、，在有氧呼吸屮，二氧化碳可以降低琥珀酸脱氢酶的活性 而使有氧呼吸强度降低，同时还能够抑制微牛物的牛长，试验结果表明果 蔬储藏的最佳二氧化碳浓度为但当二氧化碳浓度上升至一定的 值时，就会抑制果蔬的氢酶系统，从而严重干扰果蔬的生命系统，导致果 蔬品质快速劣变。在气调储藏过程中，影响其储藏保鲜效果的因素很多，除了氧气和二 氧化碳的浓度以外，还有包装袋的作用，主要是包装袋的透气性和厚度, 果蔬保鲜的包装袋应该具有较好的透气性，对于不同气体应该具有选择性 投过的功能，这样才能保证储藏环境气氛不受外界环境的影响，并且要保 证包装袋内的湿度和，最好要能够吸收乙烯和乙醇无氧呼吸产物，目前应 用与果蔬气调储藏的

7、包装袋材料有：聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等，由于 不同种类果蔬对于包装袋的要求也不一样，因此需要通过实验来确定适合 于某种果蔬的最佳气体组合的包装袋材料。气调储藏在果蔬类食品保鲜中的应用是近些年来兴起的一种新方法, 其储藏保鲜原理主耍体现在以下几个方面：（1）抑制微生物的生长；（2） 减少果蔬中营养物质的损耗，保持其原有的物质元素，增长储藏的时间；（3）抑制果蔬食品进行生理呼吸等活动，抑制酶的作用。（1）气调储藏抑制果蔬食品细菌、霉菌的生长。allende研究了咼氧 的气调储藏气氛对果蔬上微牛物的作用，用95kpa的氧气包装的果蔬在4 摄氏度的环境中贮藏8天后，抑制了肠抒菌和乳酸菌的生长；moo

8、dley用 气调储藏气氛（58%二氧化碳+42%氮气、48%二氧化碳+52%氮气、88% 二氧化碳+12%氮气）储藏苹果时，抑制了棒曲霉素微生物的生长，并且 58%二氧化碳+42 %氮气的气氛组合还抑制了部分真菌的生长。（2）气调储藏具有保持果蔬甜质、增加保鲜时间的作用。saito研究 表明1%6%的氧气含量用于储藏芦笋时可以减少水分的损失，从而减少了 vc和谷胱甘肽的损失；gomy试验结果显示2%氧气+98%氮气用于保鲜苹 果时，可以使苹果具冇良好的硬度和颜色，并且可以最大限度地减少果糖 和可溶性固溶物的损失，保证苹果具有较好的口感。我国学者徐昌杰研究 指出，气调储藏獗猴桃时可以抑制淀粉的酶

9、解，并且可溶性固溶物的含量 还会升高，在保证硬度和水溶性果胶含量的基础上，可将储藏时间延长一 倍以上。（3）气调储藏可以抑制果蔬类食品的生理活动。prtel研究结果表明， 20%二氧化碳+80%空气气氛可以抑制杏的呼吸作用，减少储藏过程屮产生 的乙烯量，lanciotti报道，70%氮气+30%二氧化碳并配以少量乙醛能够降 低苹果中多酚氧化酶的活性，进而抑制酶促褐变，可以将苹果在15°c以下 储藏17天以上，姜爱丽试验研究樱桃的气调储藏，采用的气氛是5%氧气 +5%二氧化碳，明显降低了过氧化物酶和多酚氧化酶的活性，从而减少了 樱桃中乙醇和乙烯的生成，延长了果肉褐变和腐烂的时间。1.2

10、研究的目的与意义我国是水果、蔬菜生产大国，产量居世界前几位，果蔬的生产受地域 性和季节性的影响很强，而我国的果蔬加工能力比较落后，很多果蔬以鲜 销为主，这就造成了大量果蔬在运输和储藏过程中因时间过长而腐烂损失, 造成了大量的经济损失，保守估计每年的果蔬损失量约为20%-30%,因此 果蔬的储藏保鲜技术研究迫在眉睫。气调储藏保鲜技术与其他保鲜技术相比具有简单易行、安全有效的优 点，具有相当的研究潜力和市场，考虑到不同果蔬所需的气调储藏条件各 不相同，因此本文将研究杨梅的气调储藏条件，确定杨梅保鲜的最佳气调 条件，以及对杨梅品质的影响。气调储藏保鲜技术作为种无污染、无公害的储藏保鲜技术在国际上 引

11、起了重视。英国、美国等的水果、蔬菜类食品气调储藏份额已经达到了 40%和25%,并且呈快速增长的趋势。但在我国，气调储藏技术还处于起 步阶段，目前已经对肉类、生菜、苹果等进行了气调储藏保鲜技术的研究， 并且有小范围的商业化运用，但这与其他发达国家相比还有很大差距2, 因此这也增强了我们对气调储藏保鲜技术研究的紧迫性和必要性，提供了 丰富的理论和现实意义。2实验部分 2.1材料与方法（1）试剂与仪器试验材料:在市场上购买新鲜杨梅，并挑选大小、色泽一致的杨梅用聚 氯乙烯材料包装盒包装，每盒包装3035个。包装材料:根据以往试验经验，将装好杨梅的聚氯乙烯盒内充入8%的 氧气、8%的二氧化碳和84%的

12、氮气混合气体，并密封好，选用的包装袋有 邻苯基苯醐opp）、聚丙烯（pp）、高密度聚乙烯材料（hdpe）,厚度为0.03mm、 0.04mm> 0.05mm的pe,每袋装入4包杨梅，置于2°c的冷库中储藏20 天，取出后视腐烂程度而确定选用的材料类型。1.2实验方法为了能够科学地确定不同因素对气调储藏的影响，确定了 3因素3水平的正交表，3因素分别为包装袋厚度、氧气浓度和二氧化碳浓度，具体 数值如表1所示，每次试验处理5包，置于2°c的冷库中，储藏20天以后 取岀进行检测。表1杨梅气调储藏正交试验表2.1结构与分析一、实验结构 在试验过程中，检测的指标和具体方法如下所

13、示:（1）腐烂率：采用肉眼观察法，凡是软腐、变为或发霉的均记为腐烂的杨梅，腐烂率（）二腐烂的杨梅/总数量；（2）失重率：采用天平进行称量，精度为o.olmg,失重率（）=（开始重量称量重量）/开始重量；（3）储藏气氛的检测：采用气体分析仪进行检测；（4）糖量的检 测：菲林试剂法；（5）酸量的检测：酸碱屮和法，碱选择氢氧化钠或氢氧化钾；（6） vc量的检测：二氯酚靛酚法。（7）花色昔的检测：取两个试管，各取10ml杨梅汁，加入蒸储水15ml, 分别用盐酸和氢氧化钠调节ph值至0.5和5.0,放置45min后用2cm的比 色皿检测其od值，分别测得ph值为0.5和5.0时的od值为a1和a2, 花

14、昔色的值为 c=（al-a2）*n/e,其中 n=3, e=29600.（8）微生物的检测：霉菌、细菌的检测参照国标的方法。二、实验分析：杨梅的营养成分分析杨梅果实酸甜，富含丰富的营养物质，如表2所示，具有止咳、消食 和治疗痢疾的作用。表2杨梅的营养成分（100g）杨梅成熟于6月中下旬，正逢高温多雨季节，杨梅的表皮很薄，极易 被破坏，并且采摘后呼吸作用强烈，不便于储藏和运输，在民间有“头日采摘、 次日变色、三日变味”之说法，有研究表明在0-3°c h课保存47天，最长 可达12天，每年因保鲜的困难给杨梅产业带来巨大的损失。目前对杨梅 储藏的研究主要集中于化学储藏保鲜，有用保鲜剂浸泡后

15、低温储藏，可以 抑制杨梅的呼吸作用，减少乙烯等物质的释放，但保鲜效果不是很理想， 今年来有学者将气调储藏用于杨梅保鲜，有关于降压和充氮的处理，去得 了比较理想的效果，因此研究杨梅的气调储藏有比较好的潜力。2.3实验结果和分析一、包装材料对杨梅腐烂率的影响不同包装材料对杨梅腐烂率的影响如图1所示，从图屮可以看出， hdpe材料的腐烂率最高,为35%,而0.05mmpe材料的腐烂率最低，为 13%,其他材料的腐烂率都在20%至30%之间，从图中整体來看，pe材料 包装袋的杨梅腐烂率较低，并且随着厚度的增加成递减的趋势，表明pe 材料的透气性和气体选择性适合于杨梅的储藏，所以在进行气体储藏正交 试验

16、时选用pe材料作为研究对象。图1不同包装材料对杨梅腐烂率二、气调储藏止交实验结果分析在进行正交试验并采集结果后，不同影响因素包装袋厚度、氧气浓度、 二氧化碳浓度下杨梅腐烂率结果如表3所示。从正交试验分析结果可以看 出，影响腐烂率的因子主次水平为为二氧化碳>氧气>包装袋材料，较优组 合为a3b3c1,即包装袋厚度为0.05mm,氧气体积分数为10%,二氧化碳 含量为8%。在储藏过程中，细菌和真菌的生成会引起腐烂率的升高，因 此主要看该气氛能够有效抑制细菌和真菌的生长，从极差结果来分析，二 氧化碳浓度的极差最大，当二氧化碳浓度为8%时，腐烂率最低，二氧化 碳含量越高，腐

17、烂率越大，说明档喂养华人浓度过高时会加快杨梅的劣化, 从而加快腐烂过程，并且较高浓度的二氧化碳会激发厌氧菌的生长，对杨 梅的储藏不利，氧气的极差比二氧化碳小，并且氧气浓度与腐烂率成反比 关系，其中的原因可能与某些微生物的生长繁殖有关，相比于二氧化碳和 氧气，包装袋厚度的极差较小，说明不同厚度的包装袋之间没有明显差异。表3气调储藏试验条件下的杨梅腐烂率三、气调储藏条件对杨梅的影响（1）气调储藏过程中的气氛变化在储藏过程屮，包装袋内的气氛变化如表4所示。从表屮可以看出， 在储藏过程中，氧气浓度不断上升，由储藏开始的10%上升至储藏结束的 18%,而二氧化碳浓度不断降低，并且是在一开始的5天内下降较

18、快，由 一开始的8%降至5%,之后呈线性缓慢降低的趋势，25天时的二氧化碳浓 度为3.1%,二氧化碳一开始下降较快是因为开始时包装袋内的浓度较高, 而环境屮的浓度仅为0.03%,故部分二氧化碳气体渗透至环境屮，而氧气 的升高也是其相反的作用结果，可以判断杨梅吸收的氧气没有渗透的氧气 多，造成了氧气浓度的不断升高，同时产生的二氧化碳也比较少，无法弥 补渗透到环境中的二氧化碳。表4气调储藏过程中的气氛变化（2）气调储藏对杨梅杨梅腐烂率和失重率的影响。气调储藏对杨梅腐烂率的影响如图2 （a）所示，由图中可以看出，随 着时间的增加，腐烂率呈上升趋势，其中气调组的腐烂率上升相比较与对 照组明显较慢，通过

19、spss方差分析，发现气调储藏的腐烂率显著性水平低 于对照组，从而可以得出气调储藏有效地抑制了杨梅的腐烂，在储藏结束 时，气调储藏的杨梅腐烂率为30%,而对照组的腐烂率已经超过了 50%, 并但在储藏20天时，对照组具有明显的酸腐，杨梅已经失去了经济价值， 而此时气调储藏的腐烂率仅为11.9%,并且无异味，说明在2°c条件下,气调储藏可以储藏杨梅20天。气调储藏对杨梅失重的影响如图2 (b)所示，从图中可以看出，随着储藏时间的增加，杨梅的失重率逐渐升高，但气调储藏组的失重率要明显 低于对照组，储藏结束时，气调储藏的失重率为0.55%,而对照组为1.15%, 比气调储藏组高了将近1倍，

20、从整体来看，本次试验过程中的失重率都比 较低，原因可能是采用了聚氯乙烯包装盒的缘故，虽然没有密封，但爷爷有效组织了杨梅与 外界的接触，大大减少了水分的损失，并且由于保证了冷酷中的湿度，也 在一定程度上减少了水分的蒸发，从spss分析结果來看，气调储藏条件下 杨梅的腐烂率明显低于对照组，并且p<0.05.(a)对腐烂率的影响(b)对失重率的影响图2气调储藏对杨梅腐烂率和失重率的影响(3) 气调储藏对霉菌生长的影响。调储藏对霉菌数量的影响如图3所示，通过图中可以看出，气调储藏组和对照组的霉菌数量随着时间的增加呈增长趋势，但气调储藏组明显低 于对照组，spss方差分析结果显示两组实验并

21、不存在显著性差异，说明了 气调储藏并没能够有效抑制霉菌的生长，而霉菌数量的不断增多加快了 杨梅的腐烂，而国外学者hoogerwer和moodlcyey研究结果是气调储藏对 抑制霉菌生成有显著性作用，其原因可能是他们采用的二氧化碳浓度较高(80%),并且由于包装袋的渗透作用，二氧化碳浓度在第5天以后已经下 降至5%以下，较低了浓度也无法抑制霉菌的生长。图3气调储藏对霉菌数量的影响(4) 气调储藏对维生素c和花昔色含量的影响气调储藏对维生素c和花昔色含量的影响如图4所示，从图中可以看 出，在试验过程中，对照组和气调储藏组的维生素c含量逐渐降低，在储 藏10天时，两组试验的维生素c含量差别不大，但是

22、10天以后，对照组 的维生素c含量急剧下降，而气调储藏组的维生素含量的降低有减缓的趋 势，在25天时，对照组的维牛素c含量是3.25mg/100g杨梅，而气调储 藏组的含量为4.70mg/100g杨梅,相比于对照组维生素含量多了将近50%, 说明气调储藏可以有效增长维生素c降低的时间，保证了杨梅的质量。花昔色反应的是杨梅的色泽，是判断杨梅衰老的主要指标之一，从试 验结果来看，在储藏期间，对照组和气调储藏组的杨梅花昔色含量都逐渐 降低，但实验组的花昔色含量始终高于对照组，通过spss软件方差分析后 发现气调储藏对花昔色含量的降低具有显著性延缓水平(p<005),因此 可以保持杨梅的新鲜色泽。维生素c是一种极易被氧化的物质，是检验储藏水果品质的