果蔬气调保鲜技术的发展现状

黄良 刘全祖 沈祖广 郭蕊 俞朝晖 陈广学

摘 要：本文介绍了果蔬气调保鲜技术的发展历程，简单叙述了果蔬气调保鲜技术的分类，分析了果蔬气调保鲜技术的研究现状，并对果蔬气调保鲜技术的发展趋势作了展望，以期为气调保鲜技术的进一步发展提供参考。

关键词：气调；水果；蔬菜；保鲜；

中图分类号： TS206 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20180329071

前言

果蔬的保鲜加工是农业生产中的“二次经济”，工业发达国家把采后贮藏加工放在农业的首要位置，其中美国农业总投入的30%用于果蔬的采前，70%用于采后[1]。我国是农产品生产大国，果蔬产量居世界之最，但是我国比较重视果蔬的采前，而对采后常常不重视，导致腐烂损失率（20%～30%）远远高于发达国家果蔬腐烂损失率（低于5%）。据统计，我国腐烂的果蔬每年高达8000万t，造成约800亿元的经济损失[2，3]。

随着社会的发展，人们对食材质量的要求越来越高，新鲜、健康以及环保等因素很大程度的影响了人们的购买欲。果蔬的保鲜就是通过降低果蔬呼吸作用和抑制细菌增殖等方式来实现的。常用的保鲜技术主要有：防腐剂保鲜、冷冻保鲜、高温灭菌保鲜、真空包装保鲜、气调保鲜以及活性保鲜等[4，5]。其中，气调保鲜就是通过调节贮藏果蔬周围环境的气体组成以及温湿度等条件来延长果蔬贮藏时间和货架时间的一种技术，过程中不使用防腐剂等物质，具有健康、环保的优点，越来越受到市场的青睐[6]。

早在21世纪初期，欧洲科学家就对保鲜技术就有了系统的研究。但发展缓慢，直到20世纪中后期，美国研发出使气调保鲜库中氧气迅速降低的装置后，气调保鲜才得以迅速的发展，并成为发达国家果蔬保鲜的重要手段[7-8]。在我国气调保鲜技术的研发起步较晚，直到20世纪70年代才开始在青岛、秦皇岛等地将一些冷藏库改建成了气调保鲜库。但随着我国经济和社会的发展，特别是近几年，我国在气调保鲜技术的应用和学术研究等方面都取得了很大的进步[9]。本文综述了气调技术在果蔬采后贮藏保鲜方面的应用与研究现状，并分析了果蔬气调保鲜技术目前存在的问题，以期为气调保鲜方法提供更多的选择，同时为果蔬贮藏保鲜技术的进一步发展提供参考。

1 氣调保鲜技术的分类

气调保鲜技术根据调节气体的方式不同，可以分为2大类：被动气调保鲜（MA）和主动气调保鲜（CA）[10]。MA一般指果蔬通过自身呼吸消耗周围环境中的氧气，并产生二氧化碳，达到调节贮藏环境中氧气与二氧化碳比例的一种保鲜技术，具有运作成本低、操作简单，但达到所需贮藏条件时间长、贮藏条件难控制等特点，一般指气调保鲜包装。CA则是根据不同果蔬的最佳贮藏条件，通过机械作用，调节贮藏环境中气体的成分、温湿度以及气压等条件，从而达到果蔬保鲜的一种技术，具有达到贮藏条件时间短、易精确控制贮藏条件，但运作成本高、技术复杂等特点，一般指气调保鲜贮藏[11，12]。

国内外对果蔬气调保鲜技术的研究较多，从果蔬的呼吸途径、贮藏温湿度、气体成分以及包装材料等方面都有研究[13-15]。

2 MA果蔬保鲜技术的研究现状

谭归等人[16]以新疆厚皮甜瓜为例，研究了聚乙烯醇、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯以及泡沫网4种包装材料对厚皮甜瓜采后呼吸途径的影响。实验发现聚乙烯醇、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯3种气调保鲜方式处理的甜瓜呼吸作用都远低于普通泡沫网袋包装的甜瓜，其中聚丙烯气调保鲜处理的甜瓜呼吸总强度最小。同时在贮藏保鲜期间，甜瓜的糖酵解呼吸路径受环境影响转移到以三羧酸循环呼吸途径为主，即三羧酸循环呼吸途径对贮藏期甜瓜总呼吸贡献最大。

高元元[17]以鲜切甜椒为例，对MA果蔬保鲜技术的包装袋厚度、温度和装载量这3个影响因素进行了系统的研究，实验结果表明，这3个因素中温度对其保鲜影响最大，聚乙烯气调保鲜袋厚度次之，装载量的影响最小，其中聚乙烯保鲜袋厚度为0.02mm，温度为5℃，装载量为200g 时鲜切甜椒的保鲜效果最佳。

张昆明等人[18]以葡萄为例，对被动气调保鲜用的樱桃膜、桃膜以及聚乙烯膜材料的调节气体能力进行了研究，发现由这3种膜包装葡萄后，膜中的气体浓度达到平衡的时间不同，达到平衡后膜中的气体组成也不同。其中聚乙烯膜中气体浓度最先达到平衡，桃膜次之，但是樱桃膜包装的葡萄保鲜时间最长。这说明樱桃膜包装葡萄后膜内的平衡气体组成更有利于葡萄的保鲜。

表1列出了被动气调保鲜技术处理对我国5大水果品质的影响。

3 CA果蔬保鲜技术的研究现状

张乙博等人[24]以菠菜为实验材料，在高阻隔性聚丙烯/聚乙烯复合膜的包装袋中，研究了不同比例组成的气体对菠菜保鲜的影响。通过分析菠菜抗坏血酸和叶绿素含量、相对电导率以及失重率等的变化指出了菠菜的贮藏条件：氧气浓度在5%～10%之间，二氧化碳浓度在2%～4%之间。

薛伟等人[25]以松茸为例，通过单因素实验法和正交实验法研究了CA保鲜技术中气体组成比例、包装材料以及包装材料厚度对松茸保鲜效果的影响，结果发现：气体组成比例对松茸保鲜效果的影响最大，其次为薄膜厚度，影响最小的是包装材料，其中氧气、二氧化碳和氮气比为3：20：77，保鲜材料为0.05mm聚氯乙烯膜是最优实验组。

王丽[26]以荷兰豆为例，通过系统分析荷兰豆在不同气调保鲜工艺下失重率、腐烂率、锈斑指数以及颜色等指标的变化，对荷兰豆在气调保鲜中的传热传质现象进行了物理和数学的建模，并指出荷兰豆的最佳储藏条件：温度为1℃、氧气含量3%、二氧化碳含量5%以及氮气含量92%。

鲁奇林等人[27]以鲜枣为例，研究了在恒定温度下，不同组成比例的气体对鲜枣在气调保鲜过程中失重率、果实硬度、还原糖含量、可滴定酸、颜色以及乙醇含量等指标变化的影响，通过系统分析得到了鲜枣的最佳CA保鲜气体组成：氧气含量5%、二氧化碳含量2%以及氮气含量93%。

表2列出了我国5大水果主动气调保鲜技术的工艺参数。

4 果蔬气调保鲜技术的应用现状

果蔬的气调保鲜包装MA对于消费者来说，它是不可见的，因为它主要应用于那些需要保存天然成份，或是减少防腐剂的情况，在产品包装上并没有特殊的标志[33]。目前气调保鲜包装在某些产品上的应用已经比较成熟了，例如果蔬采后包装、鲜切果蔬包装等，其中市场上气调包装鲜切的甜瓜、菠萝、混合水果色拉的货架期可达到10～14d，鲜切的苹果的货架期则能达到3～6周[34]。

江苏万果水蜜桃保鲜科技有限公司经过近10a研究得到的气调保鲜袋能使水蜜桃常温下保鲜时间达到7～8d，并且在原气调保鲜袋的基础上通过增加小保鲜包，可使保鲜时间达到15d左右。潍坊百乐源保鲜包装有限公司研发的果蔬专用保鲜袋，采用食品级PE，添加天然保鲜母粒制成，并通过气调功能达到透气锁水、防腐保鲜的功能、安全无毒，经实验证明可有效延长保鲜期2～3倍。作为国内外唯一掌握复合气调保鲜包装机核心技术的苏州森瑞保鲜设备有限公司能根据不同果蔬的不同保鲜条件为果蔬提供气调保鲜包装服务，目前在我国天津、上海、北京等几个大城市已经开始应用。

果蔬的气调保鲜贮藏CA是目前公认的一种较好的保鲜技术，在工业化程度较高的发达国家应用的较普遍[35]。我国气调保鲜贮藏CA应用起步较晚，直到20世纪70年代才开始在青岛、秦皇岛等地将一些冷藏库改建成了气调保鲜库[36]。但随着我国各相关人员的共同努力，我国的果蔬气调保鲜贮藏CA技术也得到了应用。

例如，北京福瑞通科技有限公司凭借小温差制冷技术、热氟融霜技术、真空回转吸附技术、闭式循环以及气调库止漏系统5大核心技术先后在我国山东、江西、北京、甘肃、陕西以及四川等地区建成了多个气调保鲜贮藏库，为我国冬枣、脐橙、苹果、猕猴桃、玉米以及甜瓜等果蔬提供了贮藏基地。德和资（北京）人工环境技术有限公司则与世界气调保鲜技术鼻祖级企业荷兰VA公司合作在四川、浦江等地也建成了多座气调保鲜库，主要应用在果蔬、花草、乳制品、巧克力、鸡蛋以及肉禽等领域。上海爱控自动化设备有限公司通过引进和吸收世界各地高端的农产品保鲜技术，为综合性冷链物流、生鲜电商、连锁商超配销中心、农产品生产基地等行业提供常规保鮮冷库、CA保鲜库、通风换气式保鲜库等服务。

5 展望

为了满足消费者在品质、方便、健康以及环保等方面日益增长的需求，我国气调保鲜技术虽然取得了很大的进步，但仍然存在一些问题亟待解决。

我国果蔬气调保鲜技术资料很多，但多偏重于理论，实用性不强，因此技术的落地实施以及推广难度大，产学研相结合有待加强。

果蔬的气调保鲜包装在我国消费者中还是一个比较新的概念，其用途和价值鲜为人知，需要通过各方的共同努力宣传普及，从而形成良好的市场。

目前建立气调保鲜库的成本高、技术高、设备要求也高，导致气调库一次性投资较大，贮藏成本偏高，这样在我国经济不发达的地区推广实行难度大。

我国各地区经济发展不平衡，果蔬的采摘方式以及分级挑选处理的方式不统一，导致气调保鲜库建成后，被果蔬的统一气调保鲜贮藏难度大，同时气调保鲜库也因收不到足够的果蔬贮藏而效率低下，从而无法实现经济效益。

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作者简介：黄良（1986-），男，四川自贡，硕士，研究方向：功能包装的开发与应用；陈广学（1963-），男，河南杞县，华南理工大学教授、博导，研究方向：印刷、包装及物联网。