畜牧家禽網(wǎng)首頁 > 技術(shù)中心> 加工貯藏 > 果蔬減壓貯藏原理及應(yīng)用技術(shù)的進(jìn)展
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果蔬的貯藏是一個(gè)古老而又常新的話題。自從人們生產(chǎn)的農(nóng)產(chǎn)品有了剩余之后,我們的祖先就在不斷地摸索積累貯藏農(nóng)產(chǎn)品的實(shí)用方法。所謂農(nóng)產(chǎn)品的貯藏就是在一定時(shí)期內(nèi)保持農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量不變,也就是保持農(nóng)產(chǎn)品的使用價(jià)值和商品價(jià)值,這種價(jià)值是根據(jù)農(nóng)產(chǎn)品所有的物理、化學(xué)及生物特性和條件而決定的。貯藏的目的,在于保持其特有的風(fēng)味,以保持其使用價(jià)值并提高其商品價(jià)值,農(nóng)產(chǎn)品在收獲后因存放時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸變質(zhì)腐敗,因此探索科學(xué)的貯藏方法就要找出這些特性變壞的原因并采取措施防止其變壞,這就是貯藏工作的內(nèi)容。
果蔬是易腐難貯的農(nóng)產(chǎn)品,盡管我們的祖先依據(jù)長(zhǎng)期的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)積累,利用自然冷源和一些簡(jiǎn)單的保溫措施來延長(zhǎng)農(nóng)產(chǎn)品的保鮮時(shí)間,但局限性很大,特別是一些貯藏保鮮難度大的特殊品種,就必須采用現(xiàn)代農(nóng)產(chǎn)品的貯藏保鮮技術(shù),才能取得較好的貯藏保鮮效果。
1、現(xiàn)代果蔬保鮮技術(shù)的興起
現(xiàn)代果蔬保鮮技術(shù)起源于19世紀(jì),到目前已經(jīng)經(jīng)歷了三次革命?,F(xiàn)代制冷之父澳大利亞的詹姆斯·哈里森1851年在澳大利亞維多利亞州季隆市設(shè)計(jì)并制造了世界上第一臺(tái)制冷壓縮機(jī)及其輔助設(shè)備,并用于果蔬保鮮,被認(rèn)為是果蔬保鮮史上的第一次革命。其真正擺脫了利用自然冷源保鮮果蔬造成的季節(jié)性和地區(qū)性的限制,大大提高了貯藏溫度控制的精確性,這就擴(kuò)大了低溫保鮮果蔬的地理和季節(jié)應(yīng)用范圍,大大改善了果蔬保鮮質(zhì)量,并延長(zhǎng)了貯藏期限,隨之在商業(yè)上得到大量地應(yīng)用。進(jìn)入20世紀(jì)以后,工業(yè)化國(guó)家已廣泛應(yīng)用大型機(jī)械式冷庫(kù)貯藏梨、蘋果等農(nóng)產(chǎn)品。
我國(guó)在建國(guó)后也建造了一些機(jī)械式冷庫(kù),但主要用于貯藏水產(chǎn)品和畜產(chǎn)品,將冷庫(kù)用于水果、蔬菜的商品貯藏則是20世紀(jì)70年代才開始的。 1917年英國(guó)的基德和韋斯特在前人研究的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步探討了大氣成分對(duì)果蔬呼吸的影響及其保鮮作用。研究結(jié)果表明,在控制低溫的基礎(chǔ)上,降低空氣中的O2濃度,提高空氣中的CO2濃度,在很大程度上比單純冷藏能更進(jìn)一步地降低果蔬的呼吸代謝,且比冷藏延長(zhǎng)貯藏期1倍以上。他們于1920年正式提出氣調(diào)貯藏理論。1928年應(yīng)用該理論在英國(guó)建造了世界上第一座氣調(diào)庫(kù)貯藏蘋果在商業(yè)上取得成功。第二次世界大戰(zhàn)后,氣調(diào)技術(shù)得到了迅速發(fā)展,由自發(fā)氣調(diào)到機(jī)械化氣調(diào),又到自動(dòng)控制氣調(diào),并大量用于農(nóng)產(chǎn)品貯藏?,F(xiàn)在發(fā)達(dá)國(guó)家農(nóng)產(chǎn)品已基本實(shí)現(xiàn)了冷鏈、氣調(diào)貯藏,像美國(guó)、日本等國(guó)80%的蘋果都采用了氣調(diào)保鮮貯藏技術(shù)。
我國(guó)于20世紀(jì)70年代后期開始引進(jìn)氣調(diào)冷庫(kù)、用于農(nóng)產(chǎn)品貯藏。近年來,我國(guó)在氣調(diào)庫(kù)配套設(shè)備研究、制造方面有了長(zhǎng)足的進(jìn)步,目前,我國(guó)的氣調(diào)庫(kù)已發(fā)展到一百多座。這被認(rèn)為是果蔬保鮮史上第二次革命。
以后對(duì)果蔬氣調(diào)保鮮進(jìn)行了更加廣泛和深入的研究,發(fā)現(xiàn)果蔬氣調(diào)保鮮盡管在質(zhì)量上比普通冷藏有了很大改善,貯藏期限有了很大程度的延長(zhǎng),但也存在著局限性,表現(xiàn)為:1、不易形成超低氧(0%~2%O2)貯藏環(huán)境;2、不易形成低CO2或無CO2貯藏環(huán)境;3、不能加速果蔬組織內(nèi)乙烯和其它揮發(fā)性氣體向外擴(kuò)散。要想進(jìn)一步改善果蔬保鮮質(zhì)量并延長(zhǎng)其貯藏期限,應(yīng)該導(dǎo)入更新的技術(shù)措施。
1957年,Workman和Hummel等同時(shí)發(fā)現(xiàn),一些果蔬在冷藏的基礎(chǔ)上再加上降低氣壓的條件,與常規(guī)氣調(diào)相比可明顯地延長(zhǎng)其貯藏壽命。
1966年,美國(guó)的Burg等人提出了完整的減壓貯藏理論和技術(shù)。此后,在許多國(guó)家相繼開了廣泛的研究,試驗(yàn)范圍也從最先試用的蘋果迅速擴(kuò)大到其它品種的果蔬;
1975年起美國(guó)開始有供商業(yè)用的減壓貯藏設(shè)備。
1991年我國(guó)科技人員通過多年的研究獲得了關(guān)鍵性的減壓貯藏罐壁生產(chǎn)的突破。
1997年在包頭建成了第一座減壓保鮮庫(kù)。這被認(rèn)為是保鮮史上的第三次革命,將在易腐難貯果蔬上發(fā)揮巨大作用。
2、減壓保鮮的理論和技術(shù)特點(diǎn)
減壓保鮮技術(shù)是在真空技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上,將常壓貯藏替換為真空環(huán)境下的氣體置換貯存方式。此方式能迅速改變貯存容器內(nèi)的大氣壓力,并且能夠精確地控制氣體成分,取得穩(wěn)定的超低氧環(huán)境。因此,減壓保鮮無論在理論上還是在技術(shù)上都有其獨(dú)到的特點(diǎn)。
2.1 理論特點(diǎn) 2.1.1可達(dá)到低O2和超低O2效果 將果蔬置于密閉容器內(nèi),抽出容器內(nèi)部分空氣,使內(nèi)部氣壓降到一定程度,空氣中各種氣體組分的分壓都相應(yīng)降低,O2濃度也相應(yīng)降低。例如,當(dāng)把氣壓降至正常的1/10~1/20,空氣中各組分的相對(duì)比例并未改變,但它們的絕對(duì)含量則降為原來的1/10~1/20,此時(shí)O2的含量只相當(dāng)于正常氣壓的1.1%~2.1%了。所以,減壓貯藏能創(chuàng)造出一個(gè)低O2或超低O2的條件,從而起到類似氣調(diào)貯藏的作用,在超低O2的條件下更易于氣調(diào)貯藏。
2.1.2可促進(jìn)果蔬組織內(nèi)揮發(fā)性氣體向外擴(kuò)散 減壓貯藏可以促進(jìn)果蔬組織揮發(fā)性氣體向外擴(kuò)散,這是減壓貯藏明顯優(yōu)于冷藏和氣調(diào)貯藏最重要的原因。減壓處理能夠大大加速組織內(nèi)乙烯以及其它揮發(fā)性產(chǎn)物如乙醛、乙醇、α-法呢烯等向外擴(kuò)散,因而可以減少由這些物質(zhì)引起的衰老和生理病害。
2.1.3從根本上消除CO2中毒的可能性 氣調(diào)貯藏時(shí),提高CO2濃度的重要作用之一是使它成為乙烯作用競(jìng)爭(zhēng)性抑制者,但又常會(huì)導(dǎo)致某些生理病害。減壓條件下內(nèi)源乙烯已極度減少,合成也受到抑制,似乎不再需要維持高濃度CO2來阻止乙烯的活動(dòng)。另外,減壓貯藏很易造成一個(gè)低CO2的貯藏環(huán)境,并且可使產(chǎn)品組織內(nèi)部的CO2分壓遠(yuǎn)低于正??諝庵械乃?,因而從根本上消除了CO2中毒的可能性。
2.1.4抑制微生物的生長(zhǎng)發(fā)育 減壓貯藏由于可造成超低O2條件,所以可抑制微生物的生長(zhǎng)發(fā)育和孢子形成,由此減輕某些侵染性病害,并且可使無殘毒高效殺菌氣體由表及里,高強(qiáng)度地滲入果蔬組織內(nèi)部,成功地解決了高濕與腐爛這一矛盾。 因此,減壓貯藏能夠降低果蔬呼吸強(qiáng)度,并抑制乙烯的生物合成;而且低壓可推遲葉綠素的分解,抑制類胡蘿卜素和番茄紅素的合成,減緩淀粉的水解,糖的增加和酸的消耗等過程,從而延緩果蔬的成熟和衰老。并能防止和減少各種貯藏生理病害,如酒精中毒,虎皮病等,以保持新鮮果蔬品質(zhì)、硬度、色澤等。同時(shí),減壓貯藏也可用于肉類、花卉等的保鮮。在相同貯藏環(huán)境條件下,減壓貯藏明顯要比冷藏效果好。
2.2 技術(shù)特點(diǎn)
2.2.1 貯藏期延長(zhǎng) 由于減壓貯藏除具有冷藏和類似氣調(diào)貯藏的效果外,還有利于組織細(xì)胞中有害物質(zhì)如乙烯、乙醇等揮發(fā)性氣體的排出。所以減壓貯藏可比普通冷藏大大延長(zhǎng)果蔬的貯藏期限,見表1。
2.2.2 具有“三快”的特點(diǎn) 減壓貯藏具有快速減壓降溫、快速降氧、快速脫除有害氣體成分的特點(diǎn),在減壓條件下,果蔬的田間熱、呼吸熱等隨真空泵的運(yùn)行而被排出,造成降溫迅速;由于真空條件下,空氣的各種氣體組分分壓都相應(yīng)的迅速下降,故氧分壓也迅速降低,克服了氣調(diào)貯藏中降氧緩慢的不足;同時(shí),由于減壓造成果蔬組織內(nèi)外產(chǎn)生壓力差,以此壓力差為動(dòng)力,果蔬組織內(nèi)的氣體成分向外擴(kuò)散,避免了有害氣體對(duì)果蔬的毒害作用,延緩了果蔬的衰老。
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