气调贮藏技术的分类、应用及其发展

1、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 Controlled atmosphere storageAbstract： Controlle

2、d 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

3、 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 pres

4、ervation 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

5、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。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IS。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

6、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

7、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。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

8、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。(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

9、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0C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。人工气调储藏(Controll

10、ed 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。双指标CA储藏双指标CA储藏指的

11、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+CO=21%，O+CO 21%和O+CO 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2 2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。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

12、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。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

13、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

14、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。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。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。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

15、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。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。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（100C）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

16、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。减压气调储藏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。气调贮藏技术在食品工业中的应用2.1苹果的气调贮藏 TOC o 1-5 h z 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0C 5C，相对湿度为90%-95%，贮藏期可达6-9个月22

17、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。梨的气调贮藏中国阳梨的贮藏条件为2%-4%的O2和5%-7%的CO气体组成为宜；中国莱阳梨在2%-4% 的O和CO小于2%条件下贮藏3-4个月，效果良好；巴梨的贮藏在1%的O和5%的CO气体 2、22组成，温度为-1C-0C条件下为宜；日本的20世纪梨在5%的O和4%的CO气体组成， 温度为0C-1C条件下可贮藏9-12个月。22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

18、，其温度控制在10C-13C，人工快速降氧，使02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。2.4.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，向袋内充进CO后立即密封。2我国：采用塑料大棚作为气密袋，向棚内充N2，同时在贮藏期内保持一定浓度的CO2。气调贮藏的发展气调贮藏可以抑制某些生理病害，减少贮藏过程中的腐烂损失和失水。是保持植物 性食品质量的有效途径。气调贮藏以保鲜效果好、保鲜期长、货架期长、贮藏损失小和无 污染，最能保持新鲜食品原有的形态、质量、鲜度和营养成分，而获得了广泛的应用。最早与气调贮藏有关的科学研究

19、距今已经有近200年的时间。直2到0世纪，气调 贮藏才真正进入系统性研究7。1942年，美国学者Smock和Doren发表了一份详细的研究 报告，报告详尽提出了气调贮藏中不同气体成分、温度、湿度等对水果的影响，以及气调 库的建造方法和操作流程，并正式将气体贮藏更名为气调贮藏。与此同时，澳大利亚、加 拿大、印度、荷兰、新西兰、土耳其等国家的研究人员也对气调贮藏进行了大量研究。二 战后，气调贮藏开始进入大规模应用阶段。我国气调贮藏技术起步较晚，在商业上应用仅是近几年的事情，但据资料记载，早在 唐代时，我国就有了气调保鲜的例子，即唐代北运鲜荔枝的方法，但当时并没有深究其保 鲜机理。后续又有其他研究人

20、员对冬枣、桃、花椰菜等果蔬的气调保鲜参数进行了研究 9,10。随着全球经济一体化和我国国民经济的发展，人们对果蔬保鲜的质量要求会越来越 高，果蔬气调贮藏将会在我国有更快的发展。目前，气调贮藏已经成为发达国家果蔬保鲜 的重要手段，尤其是果蔬贮藏已逐渐由单一的冷藏向气调冷藏发展，并开展了一系列研究。 Wang等11通过研究采后荔枝果皮褐变过程中的生理变化，认为果皮水分状况是影响果皮褐 变的只要因素。基于气调贮藏中低氧极限的研究，Yearsley等人m引入了发酵产生的临界 氧气水平，并探讨了温度、二氧化碳水平对不同苹果的发酵阀值的影响。近年来，我国大力建设发展气调贮藏技术，经过长期的不懈努力，气调库

21、的设计和建 造技术等日趋成熟，已接近国际先进水平。如山东省果树研究所依据我国国情研制的柔性 气调库，与从国外引进的大型气调库相比具有造价低，运行成本低，管理方便等特点13。 据不完全统计，我国目前果蔬冷藏库总容量在700万t左右。其中气调贮藏库约占3%，相 当于20万t贮量，推广普及程度太低14。总体上，我国气调库的建库技术水平与世界先进水平相比差距不大。但由于前些年中 国市场需求不旺，技术水平落后，气调贮藏没有形成产业，并逐渐与国外拉开了差距。今后气调贮藏研究应着重开发新型、高效、廉价的气调设备和材料，以降低气调贮藏 的成本；加速研究简易气调贮藏技术，使之进一步理论化、系统化，以指导生产实践

22、；进 一步加大气调贮藏科研力度，有有重点的开展气调贮藏技术的试验研究，攻克难点15；建 立与气调贮藏相适应的标准化基地，实现从生产、贮藏到销售严格统一、规范的综合生产 体系。相信随着起跳技术的成熟、气调设备的更新、气调管理的完善，气调贮藏一定会发 挥更大的作用。参考文献：刘兴华，饶景萍.果蔬贮藏运销学M.地图出版社，1997.薛彦斌.三十年果蔬气调贮藏进展与最新动态J.北方园艺，1999 （7）： 30-33.关文强，胡云峰，李喜宏.果蔬气调贮藏研究与应用进展J.保险与加工，2003, 3（6）： 3-5.李莹.果蔬气调贮藏的优势及发展前景J.食品工程，2006（2）： 8-10.王颖，孙万河，王新波，戚国祯.苹果气调（CA）贮藏技术总结J.北方果蔬，1997, 3鲍琳.果蔬冷藏保鲜的研究D.武汉；华中科技大学，2006.张克宏，杜俊娟.叶菜类