冰温结合充气包装保鲜技术在蔬菜保鲜中的应用

张洪磊 谢晶 徐姜波

摘要：阐述了冰温保鲜技术和充气包装保鲜技术的原理和研究现状，分析了两种技术各自的特点。提出了冰温结合充气包装保鲜技术在蔬菜保鲜应用中的技术路线。对于大多数食品，冰温处理的货架期是普通冷藏的１．５～４．０倍。充气包装保鲜技术在食品保鲜中也具有良好的效果。在蔬菜采摘后对其进行冰温加充气包装保鲜，可有效延长其货架期。

关键词：冰温；充气包装；蔬菜保鲜

中图分类号：ＴＳ２０６．６；ＴＳ２０５．７文献标识码：Ａ文章编号：0439－８114（２０12）04－0652-03

近年来随着生活水平的提高，人们对蔬菜的品质提出了更高的要求，如何保持蔬菜的新鲜是蔬菜在贮存、运输、流通等过程中必须解决的问题。蔬菜保鲜的方法主要有低温贮藏、气调贮藏、充气包装、减压贮藏、辐射、高压电场贮藏等，这些也是目前国内外普遍采用的保鲜技术。其中低温贮藏保鲜技术中的冰温保鲜技术以其良好的保鲜效果，日益受到人们的瞩目，同时充气包装保鲜技术因其操作方便近年来在国内外也发展较快。

１冰温保鲜技术

１．１冰温保鲜技术及其发展概况

冰温是指零度以下、蔬菜冰点以上的温度区间，其温度介于冷藏和微冻之间，冰温保鲜和微冻保鲜被称为中间温度带保鲜［1］。冰温保鲜技术与传统的低温贮藏保鲜技术相比的突出优势在于，它可以避免因冻结而导致的蛋白质变性和干耗等一系列质构劣化现象。冰温贮藏温度只比冷藏低５ ℃，但其货架期却可比冷藏延长４０％～１００％［2，3］。冰温保鲜有以下机理：农产品贮藏在冰温时，为阻止体内冰晶的形成，动植物会从体内不断分泌大量的不冻液（主要成分是葡萄糖、氨基酸等）以降低冰点，此外生物细胞内会释放水溶性分子切断蛋白质，使蛋白质以氨基酸形式释放，或是分解淀粉变成糖分［1］。无论是细菌、霉菌、酵母菌等微生物引起的食品变质，还是由酶以及其他因素引起的变质，都是因温度而发生变化，如温度每下降１０ ℃，酶的活性就会削弱３３％～５０％。因此低温环境可以延缓食品劣变［４］。

冰温保鲜技术的优点为不破坏细胞，能够有效抑制微生物的活动和各种酶的活性，延长货架期，提高食品品质。缺点为可利用温度范围小，不易设定冰温带，配套设施的投资较大。

１．２国内外对冰温保鲜技术的研究及在蔬菜保鲜中的应用现状

早在１９２０年就有人描述了冰温保鲜技术这种可以保藏食品的方法，但是当时并没有“冰温”这一确切概念。这一方法的正式提出和研究起始于２０世纪７０年代的日本山根昭美博士。此后冰温保鲜技术被业内人士认为是继冷藏和气调之后的第三代保鲜技术。在日本，冰温保鲜技术已经覆盖冷藏链的全过程［5］，在美国和韩国等一些发达国家发展也十分迅速。目前，国外对冰温保鲜技术的研究主要集中在保鲜食品的冷适应过程。近年来，我国对冰温保鲜技术也有了一定程度的研究，主要集中在肉类及水产品保鲜上，对蔬菜保鲜的研究不多。我国也开发出了电子冰温培养箱、冰温压缩机等设备，为冰温贮藏、冰温冷链、冰点调节贮藏等保鲜技术的发展提供了技术支持［6］。但国内对冰温在食品保鲜中的适应性的研究还不深入。冰温保鲜技术尚处在研究阶段，在产业化应用方面还是空白［2］。

冰温保鲜对蔬菜的保鲜效果较好。申江等［7］在研究冰温贮藏对甜瓜中氨基酸等物质的影响的研究中，选择冰温和５ ℃两个温度条件，测定贮藏过程中氨基酸含量、维生素C（VＣ）含量、可溶性固形物含量、还原糖含量以及含水量的变化情况。结果表明，冰温贮藏过程中，以－０．５ ℃、湿度８５％的贮藏条件存储３５ ｄ，甜瓜的氨基酸总含量以及人体所必需氨基酸含量明显提高，其他所测指标的变化很小，并且冰温条件甜瓜的口感和鲜度有所提高。而郑远荣等［8］通过对甜玉米装袋、低温锻炼等方法对其进行冰温保鲜，对比研究得出以下结论：装袋可以保持甜玉米贮藏环境较高的相对湿度，减少其蒸腾作用而导致的水分损失，苞叶外观和丛须外观保持较好，一定程度上延长了货架期；低温锻炼能够使甜玉米体内发生一系列适应低温的变化，提高甜玉米抵抗低温破坏的能力，延缓并减轻了冷害的发生。这在一定程度上证明了冰温技术协同其他保鲜方法对食品贮藏期及感官水平的提高有更为显著的效果。黄利刚等［9］利用冰温贮藏莲藕，测定了其冰点，以及色度、多酚氧化酶（Ｐｏｌｙｐｈｅｎｏｌ ｏｘｉｄａｓｅ，ＰＰＯ）含量、总酚含量、水分含量、还原糖含量、可溶性蛋白质含量的变化，并与冷藏下的莲藕作了对比试验。结果表明，莲藕的冰点为－１．７ ℃；在冰温下贮藏，莲藕色度变化缓慢，变化幅度低于冷藏；ＰＰＯ含量、總酚含量、水分含量的变化均小于冷藏；而还原糖含量、可溶性蛋白质含量的变化在冰温下与冷藏差异不大；在冰温条件下，莲藕各种理化指标变化很小，能有效保持莲藕的原有风味。这也从另一个侧面说明，相比其他化学方法，冰温保鲜贮藏过程中没有加入其他任何物质，是一种物理保鲜方法，可有效保护食品的原有风味，避免了化学保鲜法中潜在的安全问题。

随着冰温保鲜技术不断进步和发展，出现了超冰温技术和冰膜贮藏技术等一系列飞跃。超冰温技术通过调节冷却速度等特殊技法，使得温度即使在冰点以下也可以成功保持过冷状态［１0］。由此在超冰温领域内，即使温度在冰点温度以下，生物体也不会冻结，这样就更进一步拓宽了冰温的研究领域。冰膜贮藏技术，即冰温贮藏之前，先在食品表面附上一层人工冰或人工雪等保护膜，以避免冷空气直接流过食品表面而出现干耗、低温冻害现象。它可以避免对一些低糖食品特别是洋白菜等层状构造的蔬菜实行冰温贮藏时极易出现的干耗、低温冻害或部分冻结现象［11］。

１．３冰温保鲜蔬菜的难点

冰温蔬菜保鲜的难点主要集中在以下几个方面：①蔬菜种类繁多，并且不同蔬菜的组织结构差异较大，在测定过程中需要进行大量的比较试验；②因蔬菜冰温的变温范围很小，不易控制保鲜过程中温度的精确性、稳定性，易造成蔬菜冻伤；③对包装种类的严密性要求较高，因为包装严密与否对冰温环境的空气湿度有影响，进而对蔬菜冰温保鲜效果有直接影响；④设备投资较大。

２蔬菜充气包装保鲜技术

２．１充气包装保鲜技术原理

蔬菜充气包装（Ｍｏｄｉｆｉｅｄ ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ ｐａｃｋａｇｉｎｇ，ＭＡＰ）保鲜技术在国内外发展较为迅速，其原理是通过控制包装小环境的气体成分变化来抑制蔬菜的生理活性［１２］。ＭＡＰ保鲜技术通常是降低Ｏ２浓度和提高ＣＯ２浓度，如将Ｏ２浓度由２１％降低到３％左右，而将ＣＯ２浓度由０．０３％提高到３％以上，以限制呼吸作用，延缓衰老和变质的过程［１３］。它分为快速法和自然法。快速法一般采用已调配好一定比例的Ｏ２、Ｎ２、ＣＯ２气体来置换原有包装中的空气。采用自然法时，要选择适宜透气率和气体选择性的包装材料，靠包装内蔬菜自身的呼吸作用降低包装内环境中的Ｏ２浓度，但需要避免由于透气性不足而引起的低Ｏ２或高ＣＯ２伤害。必要时可以采用塑料带上扎小孔或开硅窗的办法来改善透气性和透湿性［１４］。这么做的原因是聚乙烯材料存在透气性不足、透湿性不好、易产生结露等问题。

ＭＡＰ保鲜技术具有如下特点：①提供一种低氧环境，这种环境可抑制霉菌及病虫害的生长，使损失大大降低；②对设备和技术要求较高；③对各种蔬菜要求的条件也不同，需进行多次试验。

２．２国内外对蔬菜ＭＡＰ保鲜技术的研究现状

ＭＡＰ保鲜技术应用于果蔬气调保鲜研究始于１９５５年，美国Ｇｅｒｈａｒｄ国家研究中心植物生理实验室的马尔塞兰对各种ＰＥ膜贮藏的苹果和梨，以及贮藏环境中的Ｏ２和ＣＯ２浓度变化作了系统研究，１９６０年发表研究报告，并称为生理包装贮藏［１５］。对包装内Ｏ２浓度稳定控制的技术不甚成熟，限制了ＭＡＰ保鲜技术的发展，针对这一问题，出现了各种型号和性质的聚合薄膜，使得包装的气体渗透性、可拉伸性、柔韧性等有了较明显提高，ＭＡＰ保鲜技术从此发展起来［16］。ＭＡＰ保鲜技术由于其无公害等众多优势而得到大力推广，应用范围涉及食品保鲜各个领域。国家农产品保鲜工程技术中心于１９８８年开发了果蔬专用ＰＶＣ保鲜膜２４种配方，从中筛选出３２个品种和４７种规格用于蒜薹、黄瓜、芹菜、葡萄、苹果和鸭梨等保鲜膜袋的实际应用［１７］。近年来，国内外研究者对蔬菜ＭＡＰ保鲜作了很多研究。周涛等［１８］研究了ＭＡＰ包装对茭白的嫩度、表皮色泽、叶绿素含量及细胞质膜相对透性的影响。刘敏等［１９］研究了不同初始Ｏ２/ＣＯ２气体比例的MAP及贮藏温度对菠菜品质的影响。沈莲清等［２０］对芦笋的ＭＡＰ保鲜进行了研究，对气调包装、烫漂处理及乙烯吸收剂对青菜贮藏品质的影响也进行了研究［２１］。

３冰温结合ＭＡＰ保鲜的可行性

通过冰温保鲜和充气包装保鲜两种方法的作用机理以及前人对此的研究，可以发现冰温结合充气包装是进行蔬菜保鲜的有效途径。在蔬菜充气包装保鲜技术当中，温度影响着产品中所发生的生物化学变化和微生物变化，也影响着ＣＯ２和Ｏ２在组织内的溶解度和扩散速度。因此在ＭＡＰ保鲜时应结合低温保鲜，而冰温保鲜恰恰是一种理想的低温保鲜方式，两种方法的结合，将会产生协同作用，而使保鲜效果更好。赵猛等［２２］在试验中研究了冰温条件下不同气体成分对红富士苹果果实生理及贮藏品质的影响。结果表明，八成熟红富士苹果的冰点为

－１．５ ℃，其冰点温度与果实的成熟度呈负相关；适宜的冰温结合充气包装保鲜条件可明显地抑制红富士苹果呼吸速率及乙烯释放速率，减缓果实组织相对电导率的上升速率和果肉硬度及可溶性固形物含量的下降速率，贮藏８个月仍能保持良好的品质。赵晓梅等［２３］在试验中发现，利用冰温保鲜技术可以明显抑制西瓜的呼吸作用，减少各种营养成分的损失。但西瓜属冷敏性植物，低温条件下易发生冷害。在此基础上，结合ＭＡＰ保鲜，改善了包装内的气体组成，提高了果实周围相对湿度，从而更有效地抑制了西瓜在贮藏过程中的糖、酸、ＶＣ等营养成分的损耗，并减少了冷害和褐变的发生，可最大限度地延长西瓜的货架期。虽然目前对冰温结合充气包装保鲜的报道还不多，但以上研究为探讨冰温和充气包装保鲜方法的协同作用提供了借鉴和依据。

４展望

冰温保鲜技术在国内食品行业的发展方兴未艾，同时随着人们对安全、绿色食品保鲜技术要求的日益提高，发展充气包装保鲜技术也是一种趋势，其前景也会更加广阔，两种技术相结合会提高蔬菜的保鲜效果，延长货架期，这将对我国蔬菜保鲜技術的进步产生重要影响。