我國氣調(diào)貯藏技術(shù)在果蔬上的應(yīng)用現(xiàn)狀及展望

劉新美，孫璐

（沈陽工學(xué)院，遼寧撫順 113122）

自改革開放以來，我國果蔬產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，早在2011 年我國蔬菜產(chǎn)量就已超過6 億t，全國各地建成了許多果蔬生產(chǎn)基地，果蔬產(chǎn)業(yè)也日漸成為農(nóng)民增收的主要途徑。采后保鮮是果蔬產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵，早期的傳統(tǒng)保鮮方法有堆藏、溝藏、窯藏、通風(fēng)庫貯藏等，這些方法隨著農(nóng)業(yè)的發(fā)展逐漸暴露了許多問題，如堆藏和溝藏不易通風(fēng)散熱，溫度過高易引起腐爛；窯藏的土壤性質(zhì)會影響其使用年限等，導(dǎo)致果實(shí)保鮮時間短、易喪失經(jīng)濟(jì)價值快、資源嚴(yán)重浪費(fèi)等一系列問題。我國每年因果蔬腐爛造成的損失提醒人們要關(guān)注果蔬采后保鮮。氣調(diào)保鮮是一種有效的貯藏保鮮技術(shù)，研究及其應(yīng)用具有常重大的意義。

采用氣調(diào)貯藏技術(shù)是目前比較先進(jìn)的果蔬貯藏方式，與傳統(tǒng)貯藏方式相比，儲藏時間和貨架期更長，能夠更好地保持果實(shí)良好的硬度和口感。經(jīng)氣調(diào)貯藏的果實(shí)，無有害物質(zhì)產(chǎn)生，果實(shí)安全；也更適于長途運(yùn)輸和外銷。大量研究表明，氣調(diào)貯藏是目前最有前景和最有效的果蔬貯藏保鮮技術(shù)，在許多發(fā)達(dá)國家都被廣泛應(yīng)用；但在我國起步較晚，氣調(diào)庫應(yīng)用率較低，與發(fā)達(dá)國家相比仍有較大差距。本文通過總結(jié)氣調(diào)貯藏在芒果、楊梅、花椰菜、黃瓜中的應(yīng)用，分析了氣調(diào)貯藏的研究現(xiàn)狀及存在的問題，并對未來發(fā)展方向進(jìn)行了展望。

1 氣調(diào)貯藏的概念及應(yīng)用

氣調(diào)貯藏是指改變貯藏環(huán)境中的氣體成分，主要是增加CO2濃度、降低O2濃度，以實(shí)現(xiàn)新鮮水果和蔬菜的長期儲藏[1]；本質(zhì)是在一定的密閉系統(tǒng)內(nèi)，在低溫的前提下，通過控制貯藏環(huán)境中的氣體組成及濃度、溫濕度，來抑制果蔬的呼吸作用并延遲代謝活動的過程。我國氣調(diào)貯藏應(yīng)用較晚，早期以硅窗塑料袋儲藏為主，真正意義的氣調(diào)貯藏很少，許多是改進(jìn)和采納了歐美地區(qū)的技術(shù)[2]。目前，越來越多的現(xiàn)代化氣調(diào)庫在我國陸續(xù)建成，尤其是在我國北方氣調(diào)庫推廣應(yīng)用很快并取得了較好的社會和經(jīng)濟(jì)效益，許多果蔬都已實(shí)現(xiàn)周年供應(yīng)。近年來，氣調(diào)貯藏技術(shù)產(chǎn)生的效果受到公眾的認(rèn)可，許多企業(yè)都因此獲得了可觀的利潤，這對我國氣調(diào)貯藏在果蔬保鮮上的應(yīng)用起到了顯著的推動作用。雖然氣調(diào)庫數(shù)量在增加但還是無法滿足需求，每年仍有大量果蔬因貯運(yùn)問題造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。

2 氣調(diào)貯藏特點(diǎn)

2.1 儲藏時間長，保鮮效果好

氣調(diào)貯藏結(jié)合了調(diào)控低溫和氣體組分兩種技術(shù)，延緩了產(chǎn)品的完熟和老化進(jìn)程，同時還抑制了乙烯的生成，能預(yù)防某些病害的產(chǎn)生，并使貯藏后的水果和蔬菜表面鮮亮，可以較長時間地保持果蔬飽滿、多汁、果香的品質(zhì)。以梨為例，經(jīng)氣調(diào)貯藏后，其果實(shí)硬度、外觀等都較普通冷藏的產(chǎn)品好。

2.2 貨架期長

解除氣調(diào)貯藏后的水果和蔬菜因?yàn)樵诘脱鹾透叨趸嫉沫h(huán)境中長期保存，所以仍會存在較長時間的“滯后效應(yīng)”，即能保持果品新鮮度和商業(yè)價值。如在確保相同質(zhì)量水平的條件下，經(jīng)氣調(diào)貯藏的獼猴桃的貨架期是冷藏的2～3 倍。

2.3 安全環(huán)保

在果蔬氣調(diào)貯藏中，由于低溫、低氧和高二氧化碳之間的相互作用，基本上可以抑制病害的發(fā)生。采用調(diào)控果蔬儲存環(huán)境中的溫度、相對濕度和氣體成分的方法達(dá)到保鮮的目的，不會對水果和蔬菜以及環(huán)境造成任何污染，保鮮后的果蔬符合安全標(biāo)準(zhǔn)。

3 氣調(diào)貯藏在我國的研究現(xiàn)狀及應(yīng)用

3.1 氣調(diào)貯藏研究現(xiàn)狀

1997 年我國第一例氣調(diào)貯藏的應(yīng)用使我國保鮮技術(shù)進(jìn)入人工控制的水平。我國氣調(diào)貯藏主要設(shè)施是氣調(diào)庫，裝有制氮設(shè)備、二氧化碳脫除設(shè)備、乙烯脫除設(shè)備、加濕設(shè)備、安全閥、自動檢測控制系統(tǒng)、氣調(diào)庫壓力平衡系統(tǒng)等，隨著氣調(diào)庫在我國的廣泛推廣應(yīng)用，這種較為先進(jìn)的貯藏保鮮技術(shù)受到許多果蔬企業(yè)的歡迎[3]。目前我國有許多果蔬都采用了氣調(diào)貯藏并確定了比例和最合適的貯藏溫度[4]。王麗[5]在研究氣調(diào)貯藏對荷蘭豆影響時發(fā)現(xiàn)，通過系統(tǒng)分析荷蘭豆在不同氣調(diào)貯藏下失重率、腐爛率以及顏色等指標(biāo)，對荷蘭豆在氣調(diào)貯藏保鮮中的傳熱傳質(zhì)現(xiàn)象做了物理和數(shù)學(xué)的建模，得出荷蘭豆的最佳儲藏條件是溫度1 ℃、O2含量3%、CO2含量5%以及N2含量92%。李瑩[6]開發(fā)了自發(fā)式氣調(diào)裝置，該裝置可實(shí)現(xiàn)CO2濃度在0.2%～18%范圍內(nèi)、O2濃度在1%～20%范圍內(nèi)調(diào)控，具有一定的進(jìn)步意義。氣調(diào)庫的發(fā)展比較緩慢且應(yīng)用普遍不多，只在蘋果、獼猴桃等少數(shù)品種及使用，與國外普及率相差很大。因此，我國在氣調(diào)庫應(yīng)用上仍然處于初級階段。近年來我國氣調(diào)庫的建造技術(shù)有了顯著提高和多樣性發(fā)展，如山東省果樹研究所研制的柔性氣調(diào)庫，改善了庫內(nèi)相對濕度。關(guān)于氣調(diào)貯藏近期的一些研究熱點(diǎn)是對原來的氣調(diào)方法加以改進(jìn)，使氣調(diào)保鮮潛能充分發(fā)揮，進(jìn)一步擴(kuò)大氣調(diào)貯藏的應(yīng)用范圍。

3.2 氣調(diào)貯藏在幾種果蔬上的應(yīng)用

3.2.1 芒果

芒果為呼吸躍變型果實(shí)，提高儲藏環(huán)境中的CO2濃度可以延緩果實(shí)轉(zhuǎn)黃，果肉變軟，保持一定的果實(shí)硬度，并推遲芒果的后熟時間，這是由于高CO2濃度能減少乙烯生成，延緩乙烯的生成和呼吸躍變。顏夢婷等[7]在氣調(diào)貯藏對芒果保鮮效果的研究中發(fā)現(xiàn)，高濃度的CO2能減緩果實(shí)的成熟，抑制果實(shí)乙烯合成，延遲呼吸高峰的出現(xiàn)。孫曉東[8]等研究發(fā)現(xiàn)芒果最適宜的氣調(diào)儲藏溫度為10～11 ℃，O2濃度為3%～5%，CO2濃度為2.5%～10%。目前抑菌氣調(diào)包裝也常應(yīng)用于芒果的采后保鮮。

3.2.2 楊梅

楊梅在采后果實(shí)硬度明顯下降，通過氣調(diào)貯藏技術(shù)能夠維持良好的果實(shí)硬度。有研究表明，如果使用5%O2+10%CO2+85%N2的氣調(diào)包裝，楊梅果實(shí)保鮮率會更高，可以達(dá)到80%以上；如果在減壓下儲存，16 d 后果實(shí)腐爛指數(shù)小于20%[9]；儲存于0 ℃條件下對抑制果實(shí)腐爛褐變有良好的作用。王益光等[10]采用泡沫箱和冰塊的包裝以及在泡沫箱內(nèi)套袋并加冰塊充氮來處理?xiàng)蠲?，其保鮮效果比普通冷藏效果更好。

3.2.3 花椰菜

花椰菜氣調(diào)貯藏效果良好，將O2濃度控制在2%～4%或稍高一些，花椰菜對CO2的忍耐力較強(qiáng)，CO2含量最高可達(dá)8%，并且不會受到損害，這樣低濃度O2和高濃度CO2可以使花椰菜的呼吸強(qiáng)度降低，減少了乙烯的生成，保持菜的綠色和硬度，防止其腐爛變質(zhì)。同時在密封的儲存條件下也需要注意避免冷凝水滴到花球上，防止花球發(fā)霉。有研究者用1%殼聚糖乳酸液涂被于0.2 mm厚的普通包裝紙內(nèi)層，將經(jīng)過預(yù)冷的花椰菜放入包裝內(nèi)進(jìn)行貯藏，形成類似自發(fā)氣調(diào)貯藏的效果，降低了花椰菜呼吸強(qiáng)度[11]。楊宏順等[12]的研究表明，0 ℃下用0.04 mm氣調(diào)小包裝保鮮效果較好。

3.2.4 黃瓜

黃瓜是中國夏季主要的蔬菜之一，莖和藤可入藥，能減少發(fā)炎、消除痰和緩解痙攣。貯藏溫度高于13 ℃，會加速黃瓜的衰老，而且其體內(nèi)纖維素也會迅速分解，甚至?xí)锌辔?。黃瓜氣調(diào)貯藏的最佳溫度為10～13 ℃，氣體濃度為2%～5%的O2和2%～5%的CO2，可使用高錳酸鉀泡沫磚載體去除乙烯，在這種條件下儲藏黃瓜可保存30～45 d，貯藏結(jié)束后好瓜率可達(dá)80%。經(jīng)過氣調(diào)貯藏的黃瓜比傳統(tǒng)貯藏的黃瓜，保持新鮮的時間更長，相同貯藏時間內(nèi)硬度也更大，口感更好。多項(xiàng)研究表明，采用塑料膜包裝來保持黃瓜水分是目前更為常見的方法。

4 我國氣調(diào)貯藏存在的問題及發(fā)展前景

4.1 我國氣調(diào)貯藏存在的問題

我國每年因果蔬腐爛造成的損失很大，研究果蔬的貯藏保鮮具有重要的價值和意義。氣調(diào)貯藏保鮮技術(shù)可以使許多果蔬達(dá)到周年供應(yīng)，在很大程度上解決了我國新鮮果蔬的供需矛盾，具有發(fā)展和推廣價值，使用氣調(diào)貯藏方法已成為提高我國特色水果和蔬菜在國際和國內(nèi)市場競爭力的重要措施。

4.1.1 氣調(diào)設(shè)備以進(jìn)口為主

氣調(diào)庫投資較大，目前我國的氣體設(shè)備自主研發(fā)技術(shù)還不先進(jìn)，多數(shù)是國外技術(shù)引進(jìn)后加以改造。氣調(diào)庫的價格普遍較高，在有些地區(qū)一個氣調(diào)庫的造價可達(dá)1.5萬元/m2，導(dǎo)致推廣受限，影響了氣調(diào)庫的廣泛應(yīng)用。

4.1.2 相關(guān)技術(shù)不配套，管理不當(dāng)

氣調(diào)庫在管理上不復(fù)雜，但也需要管理人員具備一定的專業(yè)知識。經(jīng)調(diào)查，在我國氣調(diào)庫的管理人員文化程度普遍不高，管理不當(dāng)成為限制氣調(diào)保鮮技術(shù)廣泛推廣的因素之一。同時產(chǎn)品的商品化處理程度不高，產(chǎn)品的采后預(yù)冷技術(shù)、氣調(diào)包裝的最佳設(shè)計(jì)等問題都還不完善，這限制了氣調(diào)保鮮產(chǎn)業(yè)的推廣。

4.1.3 國內(nèi)市場需求和認(rèn)知度不足

我國人民的消費(fèi)水平有限，對高質(zhì)量果蔬產(chǎn)品的追求與國外相比還存在差距。如在意大利，90%的水果需要經(jīng)過貯藏和商品化處理，80%的貯藏庫為全自動氣調(diào)貯藏庫。氣調(diào)貯藏產(chǎn)品在國內(nèi)還沒有形成市場，普通貯藏的果蔬與經(jīng)氣調(diào)貯藏的果蔬在價格上差別不大，而且人們對氣體貯藏技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和用途還未普及，導(dǎo)致氣調(diào)貯藏技術(shù)的應(yīng)用缺少推動力。

4.2 我國氣調(diào)貯藏的發(fā)展前景

氣調(diào)貯藏是一個龐大復(fù)雜的工程，影響果蔬氣調(diào)貯藏的因素非常多。未來氣調(diào)貯藏應(yīng)進(jìn)一步將果蔬分類并對其采后生理做深一步研究；應(yīng)加強(qiáng)氣調(diào)庫內(nèi)的氣體流動情況監(jiān)測，及時除去有害氣體；加大對控制系統(tǒng)的研究，掌握好控制標(biāo)準(zhǔn)；還應(yīng)深入研究各種果蔬適宜的溫濕度、氣體成分及作用機(jī)理。我國雖然果蔬產(chǎn)量很高，但貯藏體系還不完善，每年因采后損失的果蔬占產(chǎn)量的20%～30%，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。隨著我國農(nóng)產(chǎn)品的不斷出口和對國外市場的拓展，急切需要建設(shè)現(xiàn)代化氣調(diào)庫，特別是我國已加入WTO，未來對氣調(diào)貯藏技術(shù)要求必定增加。在近幾年我國學(xué)者的研究也取得了很大成果，氣調(diào)貯藏已被應(yīng)用到越來越多的果蔬中，同時成功開發(fā)成功的“PDAS 真空氣調(diào)保鮮裝置”，也有較好的推廣應(yīng)用價值[13]。讓我國的果蔬在國際市場上占有一席之地和使農(nóng)民實(shí)現(xiàn)獲得更好收益是目前面臨的一個問題。我國果蔬氣調(diào)貯藏具有很大發(fā)展?jié)摿头浅：玫陌l(fā)展前景，但還有漫長的路要走。