基本介紹
- 中文名：氣調保鮮
- 保鮮原理：關鍵在於調節氣體
- 保鮮特點：適用範圍廣
- 保鮮方法：自然降氧法
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保鮮原理
氣調保鮮技術的關鍵在於調節氣體。另外，在選擇調節氣體組成與濃度的同時，還必須考慮溫度和相對濕度這兩個十分重要的控制條件。不僅要注意他們的單獨影響，尤須重視由各種條件組成的環境總體的綜合影響。
目前在國內普遍採用的主要有兩種方式：
1. CA氣調貯藏保鮮(氣調保鮮冷庫) 國內高科技企業研究的，利用機械設備，人為地控制氣調冷庫貯藏環境中的氣體，實現水果保鮮。氣調保鮮冷庫要求精確調控不同水果所需的氣體組分濃度及嚴格控制溫度和濕度。溫度可與冷藏庫貯藏溫度相同，或稍高於冷藏的溫度，以防止低溫傷害。氣調與低溫相結合，保鮮效果（色澤、硬度等）比普通冷藏好，保鮮期明顯延長。
2. MA氣調貯藏保鮮（塑膠薄膜袋氣調保鮮，也稱氣調保鮮包裝） 根據食品的生理特性和保鮮的需要，使食品處於適合比例的包裝中貯藏，以延長其保鮮期。被廣泛套用於新鮮果蔬等保鮮，並以每年20%的速度增長，套用保鮮包裝與冷藏庫結合，效果已基本接近於氣調保鮮冷庫。MA氣調包有兩種：一種是被動氣調包裝，即用塑膠薄膜包裹的水果，藉助呼吸作用來降低氧氣含量並通過包裝交換氣體調節氧氣與二氧化碳的比例；另外一種是主動氣調，即根據不同水果的呼吸速度充入混合氣體，並使用不同透氣率的薄膜，但由於技術較複雜且對包裝材料的品種及性能要求較高，在我國還未獲得廣泛套用。
保鮮特點
1) 適用範圍廣：適合我國南北方各種水果、蔬菜、花卉、苗木等貯藏保鮮。(2) 貯藏保鮮期長，經濟效益高。如葡萄保鮮7個月，蘋果6個月，蒜苔7個月後，品質鮮嫩如初，總損耗不到5%。一般葡萄產地價只有1．5元/公斤，而貯藏到春節前後售價可達6元/公斤。一次性投入建成冷庫，使用壽命可達30年，經濟效益十分顯著。當年投資，當年見效。(3) 操作技術簡單、維修方便。製冷設備微電腦控制溫度，自動開機、停機，無需專人監護，配套技術經濟實用。
氣調保鮮貯藏效果： （1） 抑制呼吸作用，減少有機物質的消耗，保持果蔬優良風味和芳香氣味。（2） 抑制水分蒸發，保持果蔬新鮮度。（3） 抑制病原菌的滋生繁殖，控制某些生理病害的發生，降低果實腐爛率。（4） 抑制某些後熟酶的活性，抑制乙烯產生，延緩後熟和衰老過程，長期保持果實硬度，有較長的貨架期。、
保鮮方法
氣調方法有多種，因設備條件和氣體濃度指標要求不同而不同，總的來說，可以分為以下幾種：自然降氧、充氮降氧、最適濃度指標氣體置換、減壓氣調和氣調包裝。
2．1自然降氧法
（1）機理：自然降氧是依靠水果蔬菜的呼吸作用，使環境O2下降，CO2上升，又稱自發氣調貯藏（Modified Atmosphere Storage）簡稱MA貯藏。
（2）特點：這種方式最大優點是工藝簡單、降氧設備成本低，適合在經濟不發達地區普遍推廣。但MA貯藏對氣體成分無法作到精確調控，降氧速度緩慢，保鮮效果有限。同時，此法對管理要求高，容易出現O2過低或CO2過高造成的呼吸失調情況，危及農產品貯藏安全。
（3）套用：自然降氧法是目前在農產品大規模的商業氣調貯藏中廣泛採用的方式。具體又有套袋法、大帳法、矽橡膠窗法等。
2．2 充氮降氧法
（1）機理：充氮降氧是用充氮的方法置換庫內氣體以達到降氧的目的。
（2）特點：這種方式可實現快速降氧，一般可在24小時或稍長點時間內達到氣體濃度規定值。
（3）套用：曾有人採用0.0329毫米的低密度乙烯塑膠薄膜帳密封包裹荔枝後，先抽真空，再充入N2，置於5℃的環境中貯藏。結果是荔枝經40天貯藏後，好果率為70%，糖度僅下降4.2%。而作為對照，不做任何處理置於5℃冷櫃中的樣品在13天內已喪失商品價值。經測試，在貯藏初，帳內O2濃度在13%-15%之間，貯藏過程中O2濃度在8%-10%，CO2濃度保持在3%左右。
2．3 最適濃度指標氣體置換法
（1）機理：最適濃度指標氣體置換是指人為地將O2、CO2等氣體按最適濃度指標配置成混合氣體，向貯藏環境輸入並同時將貯藏環境中的原有氣體抽出，以維持最適濃度指標的一種氣調方法，又稱人工控制氣調法（Controll Atmosphere Storage簡稱CA貯藏）或氣調冷藏庫法（C.A庫法）。
（2）特點：這種在冷藏基礎上發展出的，對環境氣體成分控制精確的方法，對果蔬貯物的貯存效果明顯好於其他方法，但此法對設備要求高，成本昂貴，需要建立複雜的氣調冷藏庫。
（3）套用：
2. 4 減壓氣調法
減壓氣調是通過真空泵將密閉儲存室中的部分氣體抽出以降壓，同時將外界新空氣減壓、加濕後輸入儲室。這種方式是通過降低氣體密度來造成低氧環境，它通過不斷抽氣和輸入新鮮空氣使水果蔬菜的代謝產物排出室外，以延緩衰老。通常經減壓處理後的庫房內壓力降至10-70mmHg。
（1）機理：通過抽真空使水蒸髮帶走大量熱量，可使儲物迅速降溫達到預冷目的。
（2）特點：可實現預冷與減壓氣調的同庫並行，可實現快速降氧，並能迅速排出CO2、C2H4等有害氣體。 可實現超低氧貯藏，這特別有利於魚、蝦、肉防止氧化哈變和農產品種子的抑芽。 保鮮效果明顯。據報導,他們通過減壓貯藏在荔枝保鮮研究上獲得突破，達到60天保鮮期，好果率有90%以上。
（3）套用：果蔬產品每蒸發1%的水分大致可使自身溫度下降6℃，從30℃冷卻至5℃，大約需要失水4%，耗時30分鐘。只要適當增濕就不會出現失水萎焉的情況，風味品質也不會受影響。肉類抽真空降溫，從24℃降到10℃約需30分鐘失重4.8%。穀物類農產品品溫在30分鐘內由室溫降到4-8℃，並能得到進一步乾燥（脫水6%左右）。由此可見，在減壓貯藏初期，儲物，特別是肉製品和穀物類農產品由於減壓造成的蒸發失水可起到良好的預冷效果。
2．5 氣調包裝法
氣調包裝是當前食品包裝中較新型的工藝，包括脫氧包裝和充氣包裝。
（1） 脫氧包裝
① 機理：脫氧包裝就是利用不斷充氮後抽真空，排除包裝容器內的氧氣後密封包裝。
②特點：一般此法處理後仍會有2%-3%的氧氣殘留，因此往往還需在包裝袋中加入脫氧劑小包裝或脫氧劑薄片。經常使用的脫氧劑有：還原態鐵粉、亞鐵鹽類、鉑膜、葡萄糖氧化酶、抗壞血酸、油酸等。
③套用：此法由於包裝容器中基本無氧不適合新鮮果蔬的包裝。
（2） 充氣包裝
① 機理：充氣包裝是在包裝容器中充入一種或幾種氣體後密封包裝，常用的填充氣體有氧氣、氮氣、二氧化碳。
②特點：針對包裝的對象選擇合適的氣體和氣體的組成是非常重要的。對於新鮮果蔬既要做到降氧抑制呼吸強度，又要考慮到其對低氧和高二氧化碳的耐受能力，一般認為：氣體中O22%-5%、CO23%-8%的組成對於大多數果蔬是合適的。同時，充氣包裝的新鮮果蔬產品必須在適當的低溫下存放，防止升溫造成呼吸強度過高使產品缺氧，導致呼吸失調。
③套用：對於新鮮肉和肉製品則採用60%CO2和40%N2充氣包裝效果好些。低氧可防止氧合血紅蛋白的形成，有利於保持生鮮肉的鮮紅色。同時還可防止肉製品中好氧微生物的生長和不飽和脂肪酸的氧化變質。據驗證，通過60%CO2和40%N2充氣包裝的火腿，其走油情況、氧化哈變程度、保存時間等各項指標均優於單純的真空包裝。但也有研究認為：應保留微量的氧以抑制厭氧微生物的繁殖。
技術趨勢
氣調保鮮技術，在國內從上個世紀90年代開始研究，結合國情進行技術開發。經過反覆實踐，形成自主創新建庫技術，解決了磚結構儲庫的氣密技術關鍵，精化了技術設備配置，最佳化了調氣工藝。儲庫降氧採用先進的碳分子篩物理吸附方式，對儲藏的果蔬無任何負作用，完全達到綠色食品的要求，並取得了專利。由於建立了新的氣密結構理念，拓展了建庫思路，可新建亦可改造原有磚結構建築為氣調庫；可增加恆溫庫和冷藏庫的氣調功能。可建成從10噸-500噸以上不同儲量的氣調保鮮庫。為推動氣調保鮮技術的普及和推廣創造了條件，為用戶拓展產業經濟發展提供支持。
氣調技術的研究可追溯到1821年德國生物學家Berard發現水果蔬菜在低氧水平時能減少代謝作用開始。但直到進入20世紀後人們才真正開始氣調的深入研究。60年代美國邁阿密大學教授Stanley Burg首次提出減壓貯藏（Hypobaric Storage）的概念，在隨後的70年代國際上掀起了減壓貯藏的研究熱潮。但由於大型減壓容器的製造要求極高，無法降低造價。此項技術無法實現工業化，一直停留於實驗室階段。近20年來，CA貯藏由於成本相對較低，貯藏效果明顯好於冷藏而獲得了推廣，成為當前國內外氣調貯藏的主流。值得一提的是，我國學者今年來在減壓氣調的研究上取得一定成果，特別是在低成本減壓容器的生產上獲得突破，使減壓貯藏得以工業化推廣成為現實。1997年我國在包頭建成了世界上第一座千噸級（2000噸）減壓貯藏保鮮庫。 但是，目前我國在鮮果保藏上與已開發國家相比還存在很大差距。據報 ，在西方已開發國家，鮮果的保鮮貯藏量約占水果總產量的40%，其中用氣調冷藏庫貯藏的鮮果占總儲存量的80%。而我國在1996年鮮果儲藏量僅為水果總產量的22%，約1000萬噸，其中冷藏占50%-60%，而氣調冷藏庫貯藏的不足10萬噸。制約氣調技術在我國推廣的主要原因仍是經濟因素，建造氣調庫的經濟庫容為1000噸，此規模的CA庫投資在1000萬元以上，減壓庫則更貴，需要1800萬。折合貯藏每公斤儲物的建庫固定資產投入約為9元，這對於果蔬產品價格相對低廉，經濟尚不發達的中國來說顯然還過貴，目前大規模發展氣調保鮮的時機還不成熟。
