气调保鲜技术在食品中的应用

09食品加工技术丁丽萍7号
气调保鲜技术在食品中的应用
【题名】利用气调箱保鲜果蔬的研究
【作者】丁丽萍
【机构】江苏农林职业技术学院
【关键词】贮藏气调技术保鲜发展趋势
【文摘】本文对几种主要的气调保鲜技术的原理、方法、特点作了简要阐述，分析了该技术在我国应用的现状，叙述了可能的发展前景。

【前言】随着人们生活水平的提高，食品安全意识也得到普遍加强，大家越来越对果蔬等食品在贮藏中长期使用化学合成保鲜剂的食用安全性提出了质疑，使得果蔬等食品的贮藏保藏逐步朝着注重物理方式的方向发展，气调保鲜方式重新受到重视。

目前，对原先气调手段和方式加以改进，充分发挥气调保鲜的潜力并扩大气调保鲜的应用范围成为研究重点。

气调冷藏是在冷藏的基础上调节贮藏环境中氧气和二氧化碳的比例，抑制果实的呼吸强度，以延长果蔬贮藏期的一种贮藏方式。

与普通冷藏相比，其贮存期延长1倍。

是普通冷藏的3-4倍，使果蔬保持鲜脆性，营养成分及硬度、色泽、重量等与新采摘状态相差无几，具有极佳的储存效果。

但气调库房比普通冷库造价高，需增加价格昂贵的气调成套设备。

目前，我国气调贮藏果品量仅为水果生产总量的1%，而发达国家则为70%-80%。

下面我就气调保鲜做一简单介绍。

【正文】
气调保鲜的概念：
气调保鲜是调节气体成分贮藏的简称，指改变贮藏环境中的气体成分（通常是增加CO2浓度，降低O2浓度以及根据需求调节其气体成分浓度）来贮藏产品的一种方法。

气调贮藏是在传统的冷藏保鲜基础上发展起来的现代化保鲜技术，被认为是当今储存水果效果最好的贮藏方式。

气调保鲜原理：
气调保鲜是指在低温贮藏的基础上，通过人为改变环境气体成分来达到果蔬贮藏物保鲜贮藏目的的一项技术。

具体来说，气调实际上就是在保持适宜低温的同时，降低环境气体中氧的含量，适当改变二氧化碳和氧气的组成比例。

水果蔬菜在收获后仍具有生命力，其生命活动所需能量是通过呼吸作用分解生长期积累的营养物质来获得的。

因此，果蔬保鲜的实质是降低果蔬呼吸作用以减少营养物质的消耗。

（一）气调对代谢的影响：（1）高CO2浓度和低O2浓度会抑制呼吸作用和其它的代谢作用，延缓果蔬成熟和衰老，保持品质。

(2)低O2浓度可以抑制乙烯的生物合成，高CO2浓度会减轻果蔬对乙烯的敏感性，减弱乙烯的生物作用。

（二）气调对食品成分的影响：（1）低O2浓度可以减弱或抑制脂肪氧化酸败，减少脂溶性
维生素的损失；（2）低O2可以抑制维生素C、谷胱甘肽、半胱氨酸等的氧化，保持营养价值
（三）气调对病害的影响：（1）好气性微生物在低O2环境下生长繁殖受到抑制；(2)适宜的低O2和高CO2浓度可抑制果蔬生理病害和病理性病害；(3)同时提高CO2浓度和降低O2浓度能抑制成熟和衰老，因而也提高了果蔬的抗病能力。

气调保鲜特点：
通过减少环境中呼吸作用所必须的氧气含量以及低温贮藏即可实现尽可能降低呼吸强度的目的，使果蔬在较长期的贮藏期里能较好的保持原有天然质地、风味和营养。

（一）温度:（1）贮藏温度因贮藏产品种类和品种而异；（2）原则上应在保证贮藏产品正常生理代谢的基础上尽量降低温度，并保持温度稳定；（3）同一品种的气调温度比机械冷藏温度稍高0.5~1℃。

（二）：相对湿度（1）：较高的相对湿度可降低产品与周围大气的蒸汽压差，减少产品的水分损失。

（2）：气调贮藏期间可能会出现短时间的高湿情况，一旦出现此情况，需要进行除湿（如氧化钙吸收）。

若湿度过低，可以使用加湿器。

（三）：O2、CO2和温度的互作效应（1）；气调诸因素之间会发生相互联系和制约，
对产品起着综合影响，即互作效应；（2）：互作效应有正负之分；（3）：贮藏中应正确利用互作效应，加强正互作效应。

气调保鲜方法：
气调方法有很多种，因设备条件和气体浓度指标要求不同而不同，总的来说，可以分为以下几种：自然降氧、充氮降氧、最适浓度指标气体置换、减压气调和气调包装、塑料薄膜帐气调、硅窗气调、催化燃烧降氧气漏和充氮气降氧气调。

气体成分调节：
气体成分调节是气调贮藏的核心。

（1）：快速制氮降氧：果蔬入库后，温度降至适宜范围后迅速封库制氮降氧，使果蔬尽早进入气调状态；通常将O2含量由21%快速降至比规定浓度高出2~3个百分点，再利用果蔬的呼吸作用消耗过量氧气。

还可将不同气体按配比人工预先混合配置好后通过管道输送入气调库，此法指标平稳，效果好。

（2）：CO2的脱除：库内气体中CO2浓度高出规定值0.5%~1%时，可用CO2脱除机或碳分子筛制氮机降低CO2浓度。

（3）：O2的补充：果蔬呼吸消耗O2 ，O2浓度低于允许范围下限时，应补充O2 ，可采取通风换气或利用补空气管向库内输送空气。

（4）：稳定运行：气调库进入规定气调工况后，主要任务是保持气调工况在允许的范围内处于相对稳定状态。

✦温度范围：±0.5℃；
✦氧气、二氧化碳浓度范围：±0.3%；
✦乙烯浓度：控制在允许值以下；
✦相对湿度：85%~95%
气调冷藏库：
气调冷藏库是以冷藏库作为封闭体，主要用于大宗新鲜果蔬长期储藏大型气调储藏系统。

由于储藏容量大，所以一般在管理方面自动化程度高。

（1）：气体发生系统（2）:气体净化系统(3):湿度调节系统(4):气体循环系统(5):压力平衡系统
气调保鲜设备:气调设备主要包括：
◆制氮设备
◆二氧化碳脱除设备
◆乙烯脱除设备
(1).制氮设备：
◆利用制氮机产生的95％~98％纯度的氮气，置换(稀释)气调库中的气体，降低库内
O2浓度；
◆在小型气调库内，也可以用于排除过量的CO2、乙烯或其他气体。

（2）.二氧化碳脱除设备
◆水果的呼吸作用将提高库内二氧化碳的浓度，必须使用二氧化碳脱除机将库内多余
的二氧化碳脱除掉。

◆气调过程中，一般要求二氧化碳的浓度控制在1％~5％。

◆二氧化碳脱除常采用活性炭吸附、水和氢氧化钠溶液吸收等方法。

（3）.乙烯脱除设备
脱除乙烯的方法：常用高锰酸钾作为强氧化剂，以氧化铝、分子筛等多孔性材料做载体，制成一次性使用的复合材料，放入库内、包装箱或闭路循环系统中将乙烯脱除。

气调保鲜技术存在的问题：
近些年来, 我国果蔬的气调保鲜量很少, 仅占产量12%左右, 其中机械气调只占很少一部分。

同时由于起步晚、我国的气调设施和相关技术不配套、管理水平差, 果蔬等食品的损失率还很高。

存在的主要问题有如下几种:
1.投资、成本问题：我国自主研制开发的大型气调库很少,大都是直接引进国外技术,或者是在引进的国外关键技术基础上消化吸收改造而成的, 这就造成了各个地气调库的造价较高。

成本问题来自与冷藏保鲜技术装备的比较,气调保鲜技术装备价格远高于冷藏保鲜技术装备价格。

而且气调保鲜方式同冷藏保鲜方式一样,属于连续工作模式,使用耗电大。

气调保鲜设备在气密性和安全性上要求更高, 无形中也增加了成本。

2.管理不科学、缺乏高技能人才：现代化的气调保鲜设备必须要有与之相适应的操作人员和经营管理技术人员, 才能发挥其应有的效益。

但在我国, 技术人员和管理人员严重缺乏, 因操作和经营管理不当而导致的运行事故时有发生。

3.保鲜设备相关技术差：很多设备技术问题, 如食品种类选择、采后处理及快速预等, 库内贮存的堆垛方式、出库后分类、包装、运输问题等, 也都直接阻碍了气调保鲜技术的发展。

4.国内气调保鲜市场有限：现在, 虽然人们对食品保鲜质量的要求不断提高, 但与国外的需求程度相比还有很大差距。

目前市场的高温库贮藏品与气调库的贮藏品在价格上几乎没有差别或差别不大。

另外,气调保鲜技术在我国是新生事物, 它的优点鲜为人知,人们对它的技术用途和价值不了解, 这就需要采用各种渠道加大宣传力度, 让人们认识到它的优点。

5.气调保鲜工艺研究开发很薄弱：食品保鲜工艺只有少数农学院和科研单位在实验室进行研究, 成果不多, 与大批量的商业性贮藏需要尚有较大的距离, 科研设施和科研力量都很薄弱, 又未能加以很好的组织协调能和充分利用。

6.气调保鲜技术在我国的发展前景:气调保鲜技术应用的范围极为广阔, 不仅果蔬、鲜花、茶叶、中药材、苗木、种子及粮食等可以采用气调保鲜、气调贮藏, 而且肉禽、海鲜以及淡水产品等也有着极为诱人的气调贮藏研究前景。

7、气调保鲜本身存在的局限性：有些保鲜食品对气调不适应，保鲜效果很差。

气体成分及浓度对食品保鲜产生很大影响。

比如，过低氧浓度和过高二氧化碳浓度会引起食品厌氧呼吸或二氧化碳中毒等。

还有一些食品对低氧和高二氧化碳敏感，不适合气调贮藏。

气调保鲜贮藏的优点
(1):综合冷藏和调节环境气体成分两方面技术，贮藏时间长；
(2):保鲜效果好，优于冷藏；
(3):贮藏损耗低；
(4):货架期长，气调状态解除后，有“滞后效应”；
(5):“绿色”贮藏，较少使用化学药品处理。

（6）：保鲜贮藏时间长；
（7）：无任何污染；
气调保鲜的缺点:
(1):不同品种的果蔬需单独存放；
(2):O2浓度过低，CO2过高，发生中毒现象；
(3):适用于气调贮藏的果蔬品种有限；
(4):投资费用高。

气调技术的发展趋势：气调保鲜技术，在国内从上个世纪90年代开始研究，结合国
情进行技术开发。

经过反复实践，形成自主创新建库技术，解决了砖结构储库的气密技术关键，精化了技术设备配置，优化了调气工艺。

储库降氧采用先进的碳分子筛物理吸附方式，对储藏的果蔬无任何副作用，完全达到绿化食品的要求，并取得了专利。

由于建立了新的气密结构理念，拓展了建库思路，可新建亦可改造原有砖结构建筑为气调库保鲜库，投资仅为国外引进技术建造相同储量库。

为推动气调保鲜技术的普及和推广创造了条件，为用户拓展产业经济发展提供支持。

随着我国出口食品品种的更新换代和国外市场的扩展, 现代化气调库的建设就更显迫切。

另外,据专家预测21世纪中国的冷库建设将由一般高温库转向气调库, 这必然要求对各种气调贮藏工艺技术有更深入、更全面的研究,气调贮藏条件也将更加成熟。

随着气调保鲜技术认知度在我国的不断提高, 国家相关扶持政策的出台,我国气调保鲜技术应用有着广阔的发展前景和巨大的潜在市场。

小结：气调保鲜技术的关键在于调节气体。

此外，在选择调节气体组成与浓度的同时，还
必须考虑温度和相对湿度这两个重要的控制条件。

不仅要注意他们的单独影响，由须重视由各种组成的环境总体的综合影响。

控制适当的气体组成，即使温度较高，也有比较明显得减少损耗、延长贮藏期的效果。

气调和冷藏相结合则是当前国内外生产上最现代化的果蔬贮藏方法。

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