关于减压贮藏技术及理论主流观点的商榷

郑先章

（上海善如水保鲜科技有限公司，上海 201108）

·争鸣与讨论·

关于减压贮藏技术及理论主流观点的商榷

郑先章

（上海善如水保鲜科技有限公司，上海 201108）

Stanley P. Burg于20世纪60年代创立了减压贮藏保鲜理论并发明了该技术。21世纪起，中国介绍、论述减压贮藏保鲜技术及理论的高等学校教材以及述评逐渐增多，代表了关于减压贮藏的主流观点。而主流观点中对Burg发明的该技术及其理论的论述有一定的偏颇和误解。此文仅就其具有代表性的、由科学出版社出版的普通高等教育两部“十一五”和“十二五”规划教材中关于减压贮藏的主要技术与理论的一些主流观点进行商榷。如减压贮藏是一种特殊气调贮藏；减压贮藏产品极易失水萎蔫、很容易失去原有的香气和风味以及后熟不好；减压的逆境条件可能引起新的生理障碍或病害；减压贮藏技术还停留在实验室研究阶段；耐压和造价是阻碍减压贮藏技术发展的关键因素等。而笔者通过综述Burg等人文献的论述，自己的研究实践证明减压贮藏的原理与气调贮藏不同，是一种有别于气调贮藏的贮藏技术；在减压贮藏技术得当的情况下，减压贮藏产品不会萎蔫失水，而且能很好保持原有香气和风味，不会引起新的生理障碍和病害；减压贮藏技术已在生产中规模应用；对减压贮藏技术的误解和不当条件下的减压贮藏试验结果才是阻碍减压贮藏技术发展的关键因素等。此文目的在于厘清减压贮藏的一些概念、澄清某些误解，还望能对学子以及从事研究和应用的人员有所帮助，促进减压冷藏与气调冷藏两类不同保鲜技术各自的研究、应用与发展。

技术；贮藏；理论；商榷；主流观点；减压贮藏；气调贮藏

郑先章. 关于减压贮藏技术及理论主流观点的商榷[J]. 农业工程学报，2017，33(14)：1－10.

doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2017.14.001 http://www.tcsae.org

0 引 言

减压贮藏（hypobaric storage, LP）属不冻结真空保鲜技术，应用于生鲜蔬果、食用菌、鲜花、肉禽产品、水产品等农产品保鲜贮运和生熟食品保藏贮运。1967年，美国科学家Stanley P. Burg创立了减压贮藏理论并发明了该技术，对其进行研究与推动商业化应用至今[1-4]。中国科学家认为减压贮藏是继冷藏、气调冷藏之后果蔬保鲜史上的第三次革命[5]。

20世纪50年代中国高等教育开设了《果蔬贮藏加工学》课程，20世纪80年代果蔬采后贮藏保鲜技术被列入国家攻关项目[6]（详见序言）。21世纪以来，中国介绍、论述减压贮藏内容的高等学校教材以及述评性论文逐渐增多，代表了中国科学界、教育界关于减压贮藏保鲜技术及理论的主流观点。其中，具有代表性的有：2009年由科学出版社出版发行的普通高等教育“十一五”规划教材《园艺产品贮运学》[7]；2012年由科学出版社出版发行的普通高等学校“十二五”规划教材、食品科学与工程系列教材《园艺产品贮藏运销学》[8]。上述两部教材在介绍、论述减压贮藏的基本理论与技术时，内容上多有相同或类似，如“减压贮藏是一种特殊气调贮藏（controlled atmosphere storage，CA）；没有CA积累CO2那样的效果；减压贮藏产品极易失水萎蔫、很容易失去原有的香气和风味；减压的逆境条件可能引起新的生理障碍或病害；耐压和造价是阻碍减压贮藏技术发展的关键因素”等。21世纪以来在果蔬贮藏加工学课程中引入减压贮藏保鲜理论与技术，是中国教育工作者和科学工作者适应时代发展需要所做的一项有意义的工作，但如果对减压贮藏存在曲解与误解并任其继续流传发酵，势必将其引向相反方向甚至将其推进死胡同。此文仅就上述两部教材中对减压贮藏的主要概念、理论、技术等论述存在的偏颇与误解与其商榷。鉴于两部教材的出版时间，商榷的主要依据为2004年出版的Burg[3]专著，其次主要为2012年前的一些文献资料。鉴于国内外公认减压贮藏保鲜理论为Burg所创立、技术为Burg所发明并具有先进性，此文将理所当然地较多引用Burg[3]（全书654页、参考文献2 200多条，荟萃了西方科学家几十年的研究成果）的论述，并且作为商榷的主要依据。也鉴于参考文献[8]“总序”中关于“高等学校教材的理论性、系统性并更加能贴近我国工业实际新内容”指导思想，参考文献也延伸到最近几年国内外研究成果包括Burg[4]的第二本减压贮藏专著。笔者于1999年涉入减压贮藏和真空预冷两种真空保鲜技术领域，2005年春开始在Burg指导下研习他馈赠的专著[3]，笔者也进行了减压贮藏技术的研究和设备的研制，笔者科技研发工作中的部分领悟也列进参考文献。

本商榷目的在于厘清一些概念、澄清某些误解、正本清源，望能对学子以及从事研究和应用的人员有所帮助，还望以利促进减压贮藏与气调贮藏两类不同保鲜技术各自的“理论性、系统性和新内容”研究、应用与发展。

1 关于“贮藏是一种特殊气调贮藏”

减压贮藏“是在冷藏和气调贮藏的基础上进一步发展起来的一种特殊的气调贮藏方法”（详见文献[7]P198页）。“减压贮藏能创造低O2或超低O2条件，起到类似气调贮藏的作用”（详见文献[8]196页）。然而从教材[7]通篇所论无法发现减压贮藏“是在冷藏和气调贮藏的基础上进一步发展起来的一种特殊的气调贮藏方法”的依据。教材[8]同样没有给出上述观点的依据。实际上减压贮藏是在冷藏基础上发展起来的，与气调无关[1-3]，是一种有别于气调贮藏的贮藏技术。

减压贮藏与气调贮藏两者之间的关系涉及减压贮藏概念、对减压贮藏的理论认知和实践认知，涉及对Burg减压贮藏技术、理论的理解，涉及该技术的“理论性、系统性”，涉及商业化应用与发展前景等，故有必要详细阐述。

的确，LP能创造低O2或超低O2条件、能精确控制O2浓度，但低O2浓度是伴随压力降低的必然结果（减压环境中的O2、CO2、NH3、C2H4等气体浓度伴随压力下降自行按比例降低），而不是通过减压技术手段来实现所需要的低O2；追求的保鲜工艺技术参数主要为适宜低压而无需考虑低O2；必需对压力值进行预设、检测和监控而不考虑O2浓度。反之，CA通过降O2技术手段来实现所需要的低O2，而无需考虑低压；追求的保鲜工艺技术参数主要为适宜低O2，而无需考虑低压；必需对O2浓度进行预设、检测和监控，而不考虑低压。可见，LP和CA两种保鲜技术虽都存在低O2条件，但LP是在必然中实现为非核心和关键因素，CA是在刻意中追求为关键重要因素，低O2在LP与CA中的作用并不类似。

关于气调贮藏，冯双庆[9]这样定义：“气调贮藏是在机械冷藏的基础上，通过调节贮藏环境中的氧气和二氧化碳的浓度，降低氧气和提高二氧化碳的浓度，并使两者达到一定的配比，抑制水果、蔬菜的呼吸、延缓成熟和衰老，达到延长贮藏寿命和保鲜目的的一种贮藏方式。虽然气调贮藏是最好的贮藏技术，但是并不适用所有的水果和蔬菜。……高CO2能抑制乙烯的生成和作用，低O2也可以阻止乙烯对果实的催熟作用。……气调设备是创造气调环境条件的主要工具。通常是制造出高浓度氮气，通入气调库内置换其中的空气，获得氧浓度低于普通空气的气体。”刘北林[10]认为：“氧对呼吸强度的抑制必须降到7%以下浓度时才起作用，但不宜低于2%，否则易出现中毒现象。……氧浓度过低或二氧化碳浓度过高都会导致鲜活食品的生理伤害。……氧气的临界浓度是随着鲜活商品的种类、品种不同而异，大部分果蔬在1%～3%，而一些热带、亚热带的果蔬可高达5%～10%。……在低氧、高二氧化碳和合理低温共同作用下，可以抑制乙烯的生成，并减弱乙烯对成熟的刺激作用。”除了坚果类大部分果蔬对CO2耐受浓度为1%～10%、最高20%[10]（详见文献[10]126页表4-3）。由上述可见，气调贮藏的技术特征为“低氧、高二氧化碳”；其保鲜主要机理在于低氧（不宜低于2%、不宜高于7%）和高二氧化碳（不宜低于1%、不宜高于20%），抑制果蔬的呼吸、有条件地抑制乙烯的生成和作用，延缓成熟和衰老。

关于减压贮藏，Jamieson[2]是这样表述的：“减压贮藏由精确控制压力、空气温度和湿度的存放物品的环境组成。此外，需紧随调节贮藏环境中的空气交换率。4个因素中每一个因素的作用既独立又与其他3个因素密切关联，给易腐生鲜农产品提供了优良贮藏环境。减压系统中只要供给空气而无需其他气体，相反气调控温贮藏需要其他气体。……20世纪60年代早期，迈阿密大学副教授Stanley P. Burg 博士第一个解释了减压贮藏原理。”Burg所著文献[3]2.1节提到“LP装置‘潮湿型’LP方法（原文图2.1，本文图1）要求有贮藏物品的真空容器，真空泵持续不间断地从容器内抽出空气，压力调节器确保漏进容器的空气以一定速率抽出以保持设置的压力值，加湿器调节进入容器的空气使其足够潮湿和低压，使得容器内的空气饱和，制冷机控制物品温度。‘干型’LP方法用同样的设备，但不用加湿器，用控制真空泵抽气速度的装置替代它”（详见文献[3]9、10页）。

图1 减压贮藏系统原理图（同原文图2.1）[3]Fig. 1 Schematic diagram of hypobaric system

Burg的文献[11]的表述为：“减压贮藏系统用调节大气压力控制O2浓度，其技术与效果与CA完全不同。低压下，空气进入真空室会发生膨胀，使其中的CO2、C2H4及挥发性污染物浓度减少99%；增强气体扩散及减弱呼吸，使不同物品能忍受0.1%～0.2%的O2浓度。气体扩散增强还促进CO2、NH3、C2H4从物品内部逸出，连续换气将其排到室外。在1.33～2.67 kPa极低压力下，园艺产品呼吸热少，相应地能蒸发的水分就少，高湿度和妨碍对流及辐射减少物品失水。极低压时空气极稀薄，园艺产品呼吸热和传热能力因对流减弱抑制了90%。极低压能防止细菌和霉菌生长，杀灭昆虫，抑制C2H4生成，其抑制量大于原生成量的90%，防止CO2伤害，抑制有毒的琥珀酸形成盐，限制维生素C损失，抑制C2H4合成酶活性，因此减压设备极有利于园艺产品贮藏。”（详见文献[11]摘要）。 “LP中CO2浓度低，导致气孔在黑暗中打开（气孔暗开）。……气孔暗开是LP与CA、MAP（modified atmosphere packaging，气调包装）之间的显著的差异。”“减压技术有很多独特优点，它与气调技术无渊源或类似关系。”

Burg（详见文献[3]第3-5页）集中比较了减压贮藏与气调贮藏两者的来源、差异，其他章节（如第2～8章、第10、11、14、15章）也有表述，其中还列表比较“CA与LP”两种集装箱系统（详见文献[3]第527页，原文为表14.1，本文见表1）。

表1 比较CA与LP两种集装箱系统（同原文表14.1）[3]Table 1 Comparison of CA and LP intermodal container systems

从Burg[3]若干论述、曲线、图、表、实践案例可知，减压贮藏为生鲜园艺产品营造了持续不间断的“低压、高湿、换气”或“低压、低温、高湿、换气”的贮藏环境，特别是低至1.33～2.67 kPa压力（O2浓度0.275%～0.552%、CO2浓度0.000 41%～0.000 83%；而海平面高度清洁干空气中O2浓度为 20.947 6%、CO2浓度为0.031 4%[12]），在许多果蔬上保鲜效果极好。Burg文献[3]（详见第2页）提到低压加速气体扩散和气孔在黑暗中开启两个因素结合的效果，在1.33 kPa压力下气体交换率增加到20 000倍，物品在此压力下贮藏没有诱发发酵和低氧伤害。35年前为避免低O2伤害试验压力取为25～42 kPa……最终发现较好的压力范围为1.33～2.67 kPa或更低。2007年Burg[11]明确提出生鲜园艺产品最佳贮藏压力为（1.33±0.067～2.67±0.067）kPa，肉、鱼、禽为0.6 kPa。笔者以及使用笔者单位生产的连续抽气型[13]减压设备的科研院所，对生鲜果蔬、食用菌进行减压贮藏和减压短期处理保鲜研究，结果表明在1.33～2.67 kPa压力范围的保鲜效果确实比较好[13-28]。上述低压下可明显抑制多种影响生鲜园艺产品成熟衰老的酶的活性，以延长其贮藏寿命。例如松茸[20]在1.5、0.8 kPa下，明显抑制多酚氧化酶（polyphenol oxidase，PPO）活性，保持过氧化物酶（peroxi-dase, POD）、过氧化氢酶（catalase，CAT）、超氧化物歧化酶（superoxidedismutase，SOD）等活性在较高水平。还有研究表明，即使塑料薄膜袋内的杏鲍菇[29-30]分别抽真空至需要的低压如0.4、0.6 kPa然后在常压下冷藏，均较好地保持杏鲍菇的超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）活性，有效地抑制多酚氧化酶（PPO）活性和丙二醛（malondialdehyde，MDA）含量的上升，同样也有降低其呼吸强度，有效抑制褐变，较好地保持硬度、弹性、内聚性和咀嚼性等作用。而0.275%～0.552%的O2浓度低于果蔬CA或MA贮藏中发生低氧伤害的临界浓度2%。可见减压贮藏有别于气调贮藏。

由上述可见，Burg的减压贮藏技术特征为连续不间断的“低压、低温、高湿、换气”（潮湿型）或“低压、低温、换气”（干型），压力宜不大于2.67 kPa，加湿器送进真空容器的空气应潮湿和低压，物品温度由制冷机维持；减压贮藏保鲜的主要机理既不在于低O2也不在于高CO2而在于低压；上述极低压除了有效抑制呼吸作用，还能有效抑制乙烯生成，促进CO2、NH3、C2H4等从物品内部逸出并及时排出，抑制细菌和霉菌生长，杀死昆虫，限制维生素C损失，以及气孔暗开等。

如前所述，CA的保鲜机理在于低O2浓度和高CO2浓度（O2浓度不宜高于7%和CO2不宜低于1%）,但是，在减压贮藏中即使较高的O2浓度（高于7%）和较低的CO2浓度（低于1%）仍能取的较好的保藏效果，可见减压贮藏的保鲜机理在于低压，而不是低O2浓度和高CO2浓度。例如：枇杷[31]在40～50 kPa（相应O2浓度为8.27%～10.34%、CO2浓度为0.012%～0.015%）下减压冷藏49 d，抑制了过氧化物酶（POD）、笨丙氨酸解氨酶（phenylalanine ammonia-lyase, PAL）活性，明显抑制其呼吸强度、抑制褐变、并较好地保持可溶性固形物、可滴丁酸以及维生素C含量，以及减轻果实的木质化败坏；茭白[32]在70～80 kPa（相应O2浓度为14.47%～16.54%、CO2浓度为0.022%～0.025%）下减压冷藏60 d，抑制了过氧化物酶（POD）、笨丙氨酸解氨酶（PAL）、肉桂醇脱氢酶（cinnamyl-alcohol dehydrogenase，CAD）活性，仍能较好地保持外观品质，可溶性总糖是常压冷藏对照的1.5倍，维生素C含量是常压冷藏对照的3.9倍，并且木质化程度减轻等。即使时间较短的减压冷藏处理也有独特的抑制腐败效果。如在50 kPa（相应O2浓度为10.34%、CO2浓度为0.015%）下贮藏（20±1 ℃）4 h，甜樱桃和草莓[33]明显减少了灰霉菌（Gray mould）与黑烂（brown rot）或根霉菌腐烂病（Rhizopus rot）；草莓[34]经50 kPa、20 ℃、4 h处理，刺激其抗病生理相关酶笨丙氨酸解氨酶（PAL）、几丁质酶（chitinase）和过氧化物酶（POD）的活性在某一瞬时突然跃升，从而减轻了草莓腐烂，对照在10%的O2浓度CA环境中却没有此效果。枇杷[31]、杏鲍菇[29-30]低压环境下的O2浓度均高于7%，但均可抑制呼吸热。草莓[34]在约10%的O2浓度环境中，LP能减轻其腐败而CA不能。10%的O2浓度高于CA所需低氧（7%）的临界浓度，所以达不到应有的保藏效果。可见，LP条件下的O2浓度与CA条件下的O2浓度相同，但对生鲜园艺产品延长生命并延缓品质衰减起决定性作用的因素分别LP是低压、CA是低O2。

适宜低压是减压贮藏保鲜技术的核心，是影响保鲜效果的第一要素，在一定的范围内压力越低，保鲜效果越好，如佛罗里达keitt芒果的贮藏寿命，10～11 kPa为4周、3.4 kPa为6周、2 kPa则超过7周[11]。超过一定的范围则相反，如生鲜松茸[20]则以1.5 kPa处理的保鲜效果好于0.8 kPa处理。

综上所述，LP与CA两者技术特征不同、保鲜机理不同、低O2的作用不同。既然公认Burg的减压技术与理论并承认其开创性；而Burg本人认为LP与CA无渊源或类似关系，并且明确提出LP技术与效果与CA完全不同，则把LP与CA两种不同的保鲜技术硬是拼在一起，并且强调LP是CA的特殊表现形式，逻辑上难以成立。故减压贮藏“是在冷藏和气调贮藏的基础上进一步发展起来的一种特殊的气调贮藏方法”以及“减压贮藏能创造低O2或超低O2条件，起到类似气调贮藏的作用”的观点不能立足。笔者[35]认为LP与CA在其基本原理、设备技术构成、功用3个方面均存在实质性差异，并分别列表表述两者调控气体区别有5项、配套设备比较有7项、功用比较有19项。

2 关于减压贮藏的果蔬极易失水萎蔫以及后熟不好的问题

教材[7]（详见第200页）提及“减压贮藏也有其缺陷和可能产生的问题。首先是低压条件下果蔬组织极易失水萎蔫，……有的果实减压贮藏后风味和香气较差；有的后熟不好，但在常温条件下放置一段时间会有所好转”。教材[8]（详见第198页）提及：“3.不足之处……②产品容易失水……③产品香味散失。减压贮藏后，园艺产品芳香物质损失较大，很容易失去原有的香气和风味，但有些产品在常压下放置一段时间后，风味可部分恢复”。

2.1 关于极易失水

教材[7-8]虽然均未给出产品容易失水的依据或案例，但笔者的确见过有关研究论文给出了减压失水严重的结果，但所用实验装置均非上述具有Burg减压贮藏技术特征的减压贮藏装置。为了研习与验证Burg[3]所述影响失水量因素，笔者做过生鲜蔬果、食用菌以及熟食品等试验。笔者研究结果[15]如下（压力范围为0.6～2.2 kPa，温度为1～3 ℃，相对湿度为92%～接近饱和）：薄皮青椒减压贮藏46 d失水率为0.66%；两种青菜减压贮藏41 d失水率分别为2.38%、1.12%；水蜜桃减压贮藏41 d失水率为0.9%；青菜包、豆沙包、肉包减压贮藏77 d的失水率分别为1.63%、–0.63%（质量增加）、0.61%。可见，在适宜的减压贮藏条件下，失水率很低。笔者研究同时也表明[15]，在连续抽气型减压设备里失水率大小首先与相对湿度有关，其次与包装物有关。若减压室内相对湿度很低（相对湿度为55%～70%）、物品没有包装且散开摊放，失水将很严重如青菜贮藏25 d，失水率高达32.4%，但这不能说明减压贮藏技术本身的缺陷，而是由于减压贮藏保鲜工艺设置不合适。犹如将香蕉放进4 ℃的冰箱几天后表面变黑就判定是冰箱的技术缺陷一样，若将贮藏温度设为13 ℃以上就可避免变黑所以任何设备都要配以适宜的存放条件评估。

Burg[3]有大量篇幅论述有关减压贮藏失水的理论与实践，其中第240～301页集中论述了该问题。讨论减压贮藏环境生鲜产品失水问题，除了涉及物理概念的物品内外压力差驱动其内水分散失并被抽出真空室外，还应考虑Burg的连续抽气型减压设备与技术本身的特点，考虑其传热、传质特点如二元双向传输，在压力达到设置值时压力上下小幅波动（动态平衡，Burg建议波动绝对值不大于0.067 kPa）、物品内外压力差很小，低压可将呼吸热抑制到原来的10%、将大大减少由于呼吸热引起的失水等。还要考虑生鲜园艺产品在低压逆境下的采后生理与其组织结构以及气相和液相的传输途径、通道与阻力等。2009年Burg和笔者[36]在论述减压失水问题时再次指出，有关报道使用的减压贮藏设备由于采用了错误的加湿方法和设备导致贮物失水严重。

保鲜研究表明，减压贮藏的失水率低于常压冷藏。如水蜜桃[22]在压力1.45～1.55 kPa环境中，(3±1) ℃冷藏20 d后在25 ℃环境贮藏5 d的质量损失率为5.7%；减压冷藏短期处理12 h和24 h后冷藏20 d再放25 ℃环境贮藏5 d的质量损失率分别为7.10%和8.20%，对照冰箱冷藏20 d后在25 ℃环境贮藏5 d的质量损失率为9.48%，减压冷藏的质量损失率显著低于对照冷藏组。王莉等[37]应用微型减压设施对贮藏冬枣过程中出现质量损失现象进行了研究。对冬枣5种贮藏形式（减压保鲜、塑料保鲜膜保鲜、气调保鲜、湿冷保鲜和普通冷库保鲜）进行了质量损失率的比较试验。结果表明，减压保鲜贮藏的冬枣质量损失率最低，减压保鲜在不加湿的情况下，枣果质量损失轻微，贮藏2～3个月，质量损失率＜0.5%，与减压贮藏易失水这一教科书中的论述相悖。

2.2 关于后熟不好

两部教材均没有提供有的果蔬后熟不好；很容易失去原有香气和风味的依据或案例。

相反，若干研究证明减压贮藏能较好地保持生鲜水果果实采后正常后熟，如色泽变艳，果肉变软，含糖量、维生素C和香气增加，风味更佳等。Burg论著[3]中多有LP与CA、常压冷藏对比论述（详见第10章）。例如，杏、鳄梨、香蕉、芒果等。中国科学家的研究也提供了相同依据。例如水蜜桃在不同压力下减压贮藏离开减压冷藏库均能正常后熟、明显保持了原有的香气和风味。陈文烜等[38]研究了减压冷藏水蜜桃（(10±5) kPa和(80±5) kPa、(0±0.5) ℃）贮藏30 d，水蜜桃香气浓郁、多汁甜美，未出现絮败、褐变等冷害现象；周慧娟等[17]研究了减压冷藏水蜜桃（1.45～1.55 kPa、2～3 ℃）30 d，结果表明减压冷藏可明显抑制呼吸强度、显著降低呼吸高峰值并延缓呼吸高峰的出现，较好地保持果实的原有色泽，使果实正常后熟软化。水蜜桃[22]在压力1.45～1.55 kPa环境中冷藏20 d接着在25 ℃环境贮藏5 d，或减压冷藏短期处理12 h和24 h、接着冷藏20 d再放25 ℃环境贮藏5 d，同样能正常后熟。

Burg论著[4]第2章“减压贮藏中的试验错误”中也提到西红柿和马铃薯减压贮藏过长时间不能发挥正常的香气和风味，导致学者得出真空泵抽出了香气和风味挥发性物质的结论。这不是减压贮藏技术本身的问题，而是错误的方法（贮藏过长时间）导致的。

由上述可见，没有特定对象的泛论“减压失水严重、容易失去香气和风味”的观点也不能成立。

3 关于减压的逆境条件可能引起新的生理障碍或病害

教材[7]（详见第200页）提及：“减压贮藏也有其缺陷和可能产生的问题。……其次，就果蔬生物体本身而言，减压是一种反常的逆境条件，可能会由此引起新的生理障碍或病害。例如，产品对环境压力的急剧改变可能产生反应，有试验曾见到青椒随急剧减压果实开裂”。

的确，逆境胁迫会对生鲜园艺产品造成生理和病理伤害。相对于常压的低压是一种逆境。但是，在没有深入学习研究LP理论与技术的情况下仅凭常识推理下结论，并且把青椒开裂作为由低压逆境胁迫引起新的生理障碍或病害的依据，难免有失偏颇。

首先，青椒开裂既不属于生理障碍特征也不属于病害特征，而属于物理伤害特征。其次，这种开裂因减压设备抽气速度过快造成青椒果实内外压力梯度急剧增大而引起果皮在张力下爆破，是不正确的减压方法导致，而与Burg的减压技术本身无关。笔者曾经为验证上述青椒开裂现象做过这样的试验：薄皮青椒真空预冷（最低压力0.55 kPa、最低温度2 ℃、冷却时间约18 min）有开裂；减压贮藏[15]（压力1.45～1.55 Pa、温度2～3 ℃、贮藏时间46 d）无开裂。在抽气速度上，减压贮藏比真空预冷慢得多，故减压没有真空预冷快速冷却功能。

事实上，科学的减压贮藏，不仅不会引起新的生理障碍或病害，反而引起有利于果蔬保鲜的生理变化，如钱骅等[25]研究杨梅表明，与对照比较减压冷藏（1.5 kPa、(3±1) ℃）20 d降低呼吸强度、维持较高的超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）活性和增加笨丙氨酸解氨酶（PAL）的活性，抑制了杨梅表面微生物生长。李正国和任振新[39]指出，几乎所有高等植物的组织都能产生微量乙烯。干旱、水涝、极端温度、化学伤害和机械损伤都能刺激植物体内乙烯增加（称为“逆境乙烯”）。而减压贮藏的逆境环境却能有效抑制植物体内乙烯生成。寇晓红和罗云波[40]指出，一般来说，果蔬在贮藏期的成熟进程、呼吸作用和乙烯释放三者几乎是同步进行，凡能控制乙烯生成的措施，就可抑制呼吸作用和延缓成熟进程；反之，则促进呼吸作用和成熟进程。而减压贮藏可有效抑制乙烯生成和呼吸作用。减压贮藏还有抑菌的作用：Burg推荐的LP压力为（1.33±0.067）～（2.67± 0.067）kPa，相应的O2浓度为（0.275%±0.014%）～（0.552%±0.014%）。李永才和毕阳[41]指出，O2浓度低于1%，Rhizopusstolonifer和Cladosporiumherbarum的孢子萌发率可降至50%，从1%降至0.25%，其萌发率会进一步降低。O2浓度降至0.25%或以下时，AlternariaAlternata、Botrytis cinerea和Fusariumroseum的孢子萌发率才会明显减少。O2浓度降至4%或以下时，上述大多数病原菌的菌丝体生长抑制率可达50%，因此，减压贮藏较低的O2能起到抑菌的作用。李合生[42]指出，植物的一切正常活动都只有在有水的条件下才能进行，否则就会受到阻碍，甚至死亡。植物细胞的原生质含水量如减少，将由溶胶状态变成凝胶状态，细胞生命活动微弱，如失水过多会引起胶体破坏导致细胞死亡。而减压贮藏可有效抑制植物组织内水损失。

由上述可见，“减压的逆境条件可能引起新的生理障碍或病害”非但不能成立，并且恰恰因为减压的逆境条件，有效抑制引起生鲜园艺产品成熟衰老有关酶的活性如POD、PAL、PPO、SOD、MDA、CAT等，降低了生鲜园艺产品的生理障碍或病害的风险：可抑制呼吸热和90%乙烯生产；促进NH3、C2H4等有害气体从物品内部逸出，连续换气将其排到室外；抑制有毒的琥珀酸形成盐；抑制C2H4合成酶的活性；抑菌杀虫等[11]。研究还表明[16,26,43]，恰恰因为减压的逆境条件，即使经减压短期处理（如10～48 h）的生鲜果蔬及食用菌包括其鲜切产品，离开减压环境后具有后续保鲜效应：延长冷藏保鲜期、高温环境冷链断链保鲜期；低温环境减轻冷害、抑制品质劣变、抑制霉菌生长；处理过程中可杀死昆虫；处理后进行气调包装效果更好。

4 关于减压贮藏没有CA积累CO2那样的效果

教材[7]（详见200页）指出：“减压贮藏也有其缺陷和可能产生的问题。……减压贮藏只有低O2的效应，没有如同气调贮藏中积累CO2那样的效果。”

的确，LP不能如同CA那样创造高CO2浓度，故没有CA中积累的高CO2那样的效果。但这不但不是减压贮藏的技术缺陷，恰恰相反是其独特的优点之一。LP环境下只存在低CO2浓度，且伴随压力降低而自然降低。极低压可抑制90%的乙烯生成率，伴随极低压产生的极低CO2具有抑制微生物和霉菌生长以及促使气孔暗开的效果[11]，CA环境下的高CO2却无此效果。LP环境下不会发生CO2中毒，而CA环境下则可能发生。高或低CO2的作用进一步表述如下。

Burg[11]指出：O2浓度低到0.1%～0.3%才能抑制好氧细菌生长和真菌生长。CO2浓度超过10%～20%能抑制多种微生物繁殖，超过20%～50%能阻止霉菌生长。……大气压力下虽然氧气含量低可有抑制腐败的倾向，但是适度的高CO2会抵消这种倾向。在大气压力下，1%～3%O2培养盘圆孢菌……链格孢属……疫霉菌……褐腐病原菌，欧文氏菌属，加2.5%～16%CO2情况下促进了它们生长。刘北林[10]指出，除了坚果类常见果蔬对CO2忍耐浓度不超过20%：莴苣、洋梨为1%；芹菜、苹果等为2%；花椰菜、茄子、芒果等为5%；黄瓜、韭菜、樱桃等为10%；菠菜、蘑菇、草莓等最高为20%。CA为防止高CO2引起伤害，其可采用的高CO2浓度无抑制霉菌作用。压力2.67 kPa时O2浓度、CO2浓度分别约为0.552%和0.000 83%，可有效抑制霉菌生长，又可导致植物气孔在黑暗中张开[3]。郝建军和康宗利[44]指出，CO2浓度低时促进气孔张开，浓度高时引起半闭，日光下或黑暗中均是如此。可见，即使采用Burg推荐最高的贮藏压力2.67kPa的效果远好于CA高CO2浓度效果；LP环境下的CO2浓度远低于果蔬的忍耐浓度而不会产生CO2中毒后果。

5 关于减压贮藏的经济可行性问题

教材[7]（详见第200页）指出：“减压贮藏也有其缺陷和可能产生的问题。……此外，还有减压室的安全结构机械设备、经济上的可行性等问题”。教材[8]（详见第198页）指出：“6.6.2 减压贮藏的理论与技术特点 3.不足之处……①建造库体费用高。减压贮藏库建筑费用比普通冷库要高得多，甚至比气调冷藏库还要高”。

首先，教材[7]的论述不严谨：减压室就是一密闭的真空容器，其横截面形状或圆形或矩形等，应有足够的刚度和强度。如刚度不足可能不能实现设计预期的技术性能，如强度不足可能会导致向内爆裂即发生不安全问题。减压设备的配套机械设备为真空泵、制冷机组、加湿和换气设备等，与减压室的安全无关。

诚然同等条件下减压贮藏库建筑费用可能会比其他冷库高，但这并不能简单归结为其不足之处。因为“经济上的可行性”与投入产出比有关，与是否具有不可替代性有关。例如水蜜桃无论是减压冷藏30 d[17]还是减压冷藏20 d、再放25 ℃环境贮藏5 d[22]或只经减压冷藏短期处理24 h、接着冷藏20 d、再放25 ℃环境贮藏5 d[22]，水蜜桃均能正常后熟、明显保持了原有的香气和风味，为其他不冻结保鲜技术无法实现，具有不可替代性；对高温或低温环境冷链断链保鲜效果也为其他不冻结保鲜

技术所无法替代[18,22,26,28,43,45-46]；经减压短时间处理再加工成的某些鲜切菜，可有效延长冷藏与高温断链期间两者的保鲜期、延缓切面褐变、抑制维生素C损失、抑制品质衰变等[16,19]。

生鲜果蔬、食用菌、鲜切花、畜禽品、水产品的保鲜期从长到短依次为：减压冷藏、气调冷藏、冷藏[3]（第371–483页，列举了27种水果、25种蔬菜、37种鲜花、22种肉、禽、水产品减压冷藏试验资料或商业运营资料）。此文所列举的数据也支撑了上述保鲜期排序。在不计算投入产出比，和不考虑不可替代性的情况下，仅凭“减压贮藏库建筑费用比其他冷库高”就将其归为不足之处和认为其存在“经济上的可行性问题”的观点有失公允。

6 关于减压贮藏技术还停留在实验室阶段

教材[7]（详见198页）提到：“20世纪70年代，减压贮藏曾引起国际上许多学者的普遍关注，并进行了广泛研究。但限于当时的制造水平，几十年来，在这项技术的推广和实施过程中始终没有解决昂贵的罐体容器造价问题，还停留在实验室阶段。”

实际上在20世纪70年代起，国外的减压贮藏设备已经走出实验室，进入跨区域、跨国界商业化营运。20世纪七八十年代，40英尺（1英尺=340.8 mm）减压冷藏集装箱（LP intermodal container）进入商业营运[3]：鳄梨从墨西哥运到斯德哥尔摩（详见第377页），樱桃从华盛顿州运到斯德哥尔摩（详见第383页），柠檬从巴西运到鹿特丹（详见第387页），木瓜从夏威夷运到美国西海岸（详见第399页），菠萝从中国台湾运到日本（详见第394页），西红柿从多米尼加共和国运到美国纽约（详见第399页）；数百万枝鲜切玫瑰花在10 a年间从哥伦比亚和多米尼加共和国运到美国，从加利福尼亚运到芝加哥（详见第435页）；牛肉从德克萨斯州的圣安吉洛由陆路运到马里兰州的巴尔的摩，再海运到伊朗的班达尔沙普尔，接着由陆路运到德黑兰，保鲜期达42 d（详见第464页）；将澳大利亚生产的羊羔肉运到阿拉伯国家伊朗或美国西海岸，贮运保鲜期最长达55 d（详见第473等）等。

减压贮藏设备除了在20世纪七八十年代走出了实验室，顺便提一句后来，2014年Burg的连续抽气型减压技术的减压冷藏设备也在最近几年分别在美国和中国走出实验室进入市场应用。如美国生产的钢制长方体、真空室容积94 m3的减压冷藏库在美国进入商业化应用[4]，2013年笔者单位生产的钢制长方体、真空室容积50 m3[45]以及20 m3[46]的减压冷藏库也在中国进入商业化应用。

7 关于耐压和造价是阻碍减压贮藏技术发展的关键因素

教材[7]（详见第198-199页）论述“20世纪70年代，……几十年来，……始终没有解决昂贵的罐体容器造价问题，……，限制减压贮藏的关键因素是耐压和造价问题。……1991年我国包头市农业新技术研究所科研人员通过多年的研究，……使得罐体容器的造价大幅度减少，自重也大幅度减轻，成为国际有领先优势和推广前景的食品保鲜新技术之一。1997年世界上第一座千吨级的减压贮藏保鲜库在包头顺利诞生，它标志着这一新兴的产业有望迈进工业化的运营道路。……我国科学家还研制出一种简易的小型减压贮藏装置。用耐压的有机合成塑料管代替减压库，几十个塑料管以一定的形式组合形成管组，每个管组就是一个小型减压库。……这种简易的减压贮藏装置大大降低了减压成本，是适合我国国情的一种实用减压装置。”

教材[8]（详见200页）论述：“阻碍减压贮藏技术发展的关键因素是耐压和造价问题。（以下与教材[7]基本相同）1991年……包头市农业新技术研究所……顺利建成，标志着这一新兴产业迈向了工业化生产的运营道路。……国家农产品保鲜工程技术研究中心（天津）……采用金属或非金属管和塑料膜，采用其结构力学和气密原理，研制出了减压耐真空容器系统，从根本上解决了大型减压库投资过高的问题，是适合我国农户使用的一种实用减压装置。”

两部教材对“阻碍减压贮藏技术发展的关键因素是耐压和造价问题”的观点一方面未提供依据，另一方面提供了两个科研单位成功地从根本上解决“耐压和造价问题”的案例。实际上，千吨级减压冷藏库并未走上工业化生产的运营道路；塑料管减压冷藏库确实走上了商业化运营道路但持续时间只有几年。两种减压库的后续或类似产品均未见问世，也未见在其他单位实验室应用的报道。两个成功案例均很快退出历史舞台的现实局面反证了“限制减压贮藏发展的耐压和造价两个关键因素”的观点不能成立，“适合我国国情的一种实用减压装置”的论断也难以立足。笔者从公开的资料分析认为上述两个科研单位的减压技术均为间断抽气型，即不具有教材[7]所述技术特征：“使内部气压降到一定程度，同时……整个系统不断地进行气体交换，……整个系统不间断地连续运转，……产品始终处于恒定低压、低温和新鲜湿润的气体之中”（详见第198页），是出现上述局面的症结所在。目前国内所用自制或购买的减压贮藏装置，大多为间断抽气型。连续抽气型与间断抽气型之间有较多和较大区别[46]。笔者于2008年[47]分析认为“耐压和造价”不能成为阻碍减压贮藏发展的关键因素，Burg与笔者于2009年[36]提出“实验室减压贮藏的试验研究错误阻碍了减压贮藏的商业化发展”，实际上是用间断抽气型（静止式[7]）减压贮藏装置进行的实验研究所得结果误解了Burg的减压贮藏技术，从而阻碍了减压贮藏的研究与商业化应用。

笔者进一步认为，对减压贮藏保鲜技术与理论的若干误解与曲解所产生的误导，是阻碍减压贮藏的研究与商业化应用的关键因素。因为主流观点认为，减压就是一种精确控制氧气含量的特殊气调，减压就是真空预冷，但又有气调、真空预冷和普通冷藏所没有的技术缺陷：失水严重、不能后熟、丧失原有香气和风味、易产生病害等，所以没有研究价值；减压贮藏技术及设备成功及商业化应用实践证明，主流观点认为减压技术不成熟还只能在实验室做些试验，减压的生鲜农产品失水严重、不能后熟、失去香气和风味、容易产生病害、价格昂贵等，主流观点推荐的两个科研单位研发成功的各具特色的大小减压贮藏设备并没有在商业化道路上发挥作用，所以没有商业价值。再则，发达国家没有规模化应用，诸多认识和论述是错误的。

8 教材中存在的其他错误论述

顺便指出，教材[7]（详见198页）提及“产品在减压室内，抽空到要求的低压（绝对压力0.533 1～5.263×104Pa因产品种类而异）”也见于其他文献。0.533 1 Pa所对应的蒸发温度为–68.4 ℃，而减压为不冻结保鲜技术。作为严肃的教材，出现如此不严谨的错误实在是不应该的。

9 结论与讨论

综上分析可知，减压贮藏不是一种特殊气调贮藏，是有别于气调贮藏的连续抽气型减压技术；减压贮藏技术得当的情况下的农产品与其他贮藏方式比较不易失水萎蔫、能保持原有的香气和风味；减压的逆境条件没有引起新的生理障碍或病害；减压贮藏技术已走出实验室，已在生产中有规模应用；对减压贮藏技术的误解和不当条件下的减压贮藏试验结果不能以偏概全，阻碍减压贮藏技术发展。作为严肃的高校教材，应纠正错误的观点。

所幸国内一些有识之士[16,26,48-52]通过一系列认真研究与Stanley P. Burg以及笔者取得共识。期望减压贮藏技术与理论以其本来面目出现在各种文献包括高校教材中，被正确地研究和应用，如冷藏和气调贮藏一样为社会发展服务、为公众造福。

致谢：感谢中国人民解放军海军医学研究所研究员、侯建设博士，上海海事大学副教授、阚安康博士为本文修改与完稿提供了珍贵的意见和建议。

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Zheng Xianzhang
(Shanghai Kind-water Preservation Fresh Tech Co., Ltd., Shanghai 201108, China)

Stanley P. Burg founded the theory of hypobaric storage preservation and invented the corresponding technology in 1960s. At the beginning of 21 century, the introduction, exposition and review of the technology and theory of hypobaric storage preservation increased gradually in the textbooks for university, and they represented the mainstream opinion on hypobaric storage in China. However, there are biased opinions and misunderstandings in a certain extent on the discussion of the technology and theory of hypobaric storage in the mainstream opinion. This paper will discuss some of the mainstream opinions on the main technology and theory on hypobaric storage only in 11thFive-Year and 12thFive-Year planed textbooks, which were pressed by Science Press for common higher education. For example, the hypobaric storage is a special controlled atmosphere storage; the products under hypobaric storage are easy to water loss and wilting, and original aroma and flavor are very easily lost; adversity condition of hypobaric storage can lead to new physiological obstacle and disease; the technology of hypobaric storage still remains at the laboratory research period; compression resistance and manufacturing costs are the key factors to hinder the development of the technology of hypobaric storage, and so on. But through expounding the literatures of Burg et al. and own research and practice, the author found that the principle of hypobaric storage differs from that of controlled atmosphere storage entirely, and it is a preservation technology distinguished from the controlled atmosphere storage; the products under hypobaric storage will not lose water and wilt, original aroma and flavor can be kept very well, and new physiological obstacle and disease will not be caused if in an appropriate hypobaric technology; the hypobaric technology has been in scale application in practice; the technology of hypobaric storage will be hindered if misunderstanding this kind of technology and stored in some improper hypobaric trial conditions. The paper aims to clarify some conceptions and clear some misapprehensions of hypobaric storage. Also it aims to provide help for the students and the people who are engaged in research and application, and to promote research, application and development of the preservation fresh technologies of both hypobaric storage and controlled atmosphere storage.

technology; storage; theory; discussion; mainstream opinion; hypobaric storage; controlled atmosphere storage

10.11975/j.issn.1002-6819.2017.14.001

TS255.3

A

1002-6819(2017)-14-0001-10

Zheng Xianzhang. Discussion of mainstream opinion on technology and theory of hypobaric storage[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2017, 33(14): 1－10. (in Chinese with English abstract)

10.11975/j.issn.1002-6819.2017.14.001 http://www.tcsae.org

2016-09-01

2017-07-12

郑先章，男，江苏省金湖县人，扬州大学副教授，1992-1994美国弗吉尼亚工业大学访问学者，进修光导纤维传感技术。1995年起研究方向：生鲜农产品保鲜设备与技术，生鲜冷链物流真空技术装备与保鲜技术。Email：55jerry55@163.com

中国农业工程学会会员：郑先章（E041200557S）