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摘要:氣調(diào)包裝主要是使用低密度聚乙烯薄膜袋進(jìn)行果蔬包裝,可以延長果蔬的儲存壽命,保持其商品性狀。通過使用低密度聚乙烯薄膜氣調(diào)包裝果蔬時,影響果蔬品質(zhì)主要有三個因素,分別為微生物、氣體成分和氣調(diào)包裝材料,本文對其進(jìn)行了詳細(xì)的分析,并對果蔬氣調(diào)包裝技術(shù)的發(fā)展方向進(jìn)行了展望。
關(guān)鍵詞:氣調(diào)包裝;果蔬保鮮;抑菌;氣體成分;低密度聚乙烯薄膜袋
果蔬是我們生活中必不可少的食物,有著豐富的營養(yǎng)價值,含有多種營養(yǎng)成分,能夠幫助人體補(bǔ)充身體所需的維生素、無機(jī)鹽、生物酶及植物纖維等。果蔬的經(jīng)濟(jì)價值很高,種植區(qū)域主要集中在相對優(yōu)化的區(qū)域布局,對種植的條件和生產(chǎn)技術(shù)要求也很高,果蔬的經(jīng)營規(guī)模越來越大,市場需求量也越來越高,種植前景十分可觀[1]。
但是果蔬種植的最大問題就是運(yùn)輸和儲存,在運(yùn)輸和販賣的過程中容易受到損傷,導(dǎo)致微生物感染,呼吸作用增強(qiáng),腐爛變質(zhì)的現(xiàn)象愈演愈烈,導(dǎo)致果蔬的營養(yǎng)價值下降,新鮮感和口感降低,造成果蔬資源的浪費(fèi)。因此,果蔬的保鮮程度也就成了首要考慮的因素,而氣調(diào)包裝技術(shù)的出現(xiàn),正解決了這一需求。
1氣調(diào)包裝的基本原理
氣調(diào)包裝是在不影響食材口感、品質(zhì)、色澤等前提下,抑制細(xì)菌繁殖,盡量延長食物的保鮮期[2]。氣調(diào)包裝的原理是把包裝物內(nèi)的空氣采用特殊氣體進(jìn)行置換的一種包裝方式。氣調(diào)包裝可以根據(jù)食物的種類采用不同的氣體比例進(jìn)行包裝,氣體一般采用N2、O2、CO2等,據(jù)最新的研究也可以適當(dāng)?shù)挠靡恍鍤夂虲O等氣體做為包裝氣體。
果蔬氣調(diào)包裝一般是用透氣性薄膜包裝果蔬,充入低O2與高CO2的混合氣體置換空氣后密封,果蔬的呼吸活動消耗O2并放出CO2,使包裝內(nèi)的O2含量低于空氣中的而CO2高于空氣中的,通過薄膜進(jìn)行氣體交換,達(dá)到一個有利于果蔬保持微弱需氧呼吸的氣調(diào)平衡而起到保鮮效果[3]。
2影響果蔬氣調(diào)包裝效果的因素
2.1微生物
根據(jù)微生物代謝對氧的需求量,可分為好氧型、兼性厭氧型和厭氧型微生物。好氧型微生物是指生命體只有在有氧的條件下才能正常生長,包含部分好氧細(xì)菌和霉菌,對于這些微生物,CO2濃度低于10%即可抑制其生長[4]。其中CO2對不同菌屬霉菌的抑制效果也有差異,例如青霉屬比曲霉屬對CO2的耐受性更強(qiáng)。
兼性厭氧型微生物是指在有氧和無氧環(huán)境下均可生存的微生物,比如酵母菌,當(dāng)氧氣缺乏時,這類微生物通過將糖類轉(zhuǎn)化為CO2和乙醇來生存,因此CO2對其的抑制作用將有所降低[5]。厭氧型微生物指的是在無氧條件下比在有氧條件下生長好的微生物,比如梭狀芽孢桿菌在無氧條件下繁殖迅速,可分解糖類,引起果蔬等食品的產(chǎn)氣性變質(zhì)和蛋白質(zhì)變質(zhì)。
2.2貯藏溫度
貯藏溫度是影響果蔬貨架壽命的重要因素,低溫條件能降低果蔬的蒸騰作用、氧化速度、呼吸作用,抑制微生物的生長。在某臨界溫度以下時,微生物的活動會完全停止[6]。以水果為例,隨著溫度的升高,水果果實內(nèi)水分子的運(yùn)動速度加快,蒸發(fā)速度相應(yīng)加快。
呼吸作用產(chǎn)生的熱量由水果表面向包裝內(nèi)自由空間中釋放,造成包裝內(nèi)部環(huán)境中近水果表面和遠(yuǎn)水果表面存在溫度差,形成氣體對流。氣體流動則會加速水果內(nèi)部水分的蒸發(fā),使水果失水萎蔫。當(dāng)溫度升高時,水果的呼吸速率加快,果實內(nèi)的營養(yǎng)物質(zhì)消耗相應(yīng)加快,因而加速了細(xì)胞和組織的分解與衰亡。在果蔬的正常生理溫度范圍內(nèi),且保證其不會發(fā)生冷害的條件下,溫度越低,貯藏效果越好。
王寶剛等[7]研究了預(yù)冷物流后氣調(diào)處理對“雷尼”甜櫻桃貯藏過程品質(zhì)的影響。研究結(jié)果表明:在0℃條件下貯藏60d時,以體積分?jǐn)?shù)為10%CO2處理的櫻桃的腐爛率低于1%,在25℃條件下貨架3d時,其腐爛率低于10%。且采后進(jìn)行5℃溫度下預(yù)冷,貯藏期間進(jìn)行體積分?jǐn)?shù)為10%的CO2處理,可以顯著降低甜櫻桃物流和貯藏過程中的品質(zhì)損耗。
2.3氣體成分
氣體成分對果蔬包裝效果的影響程度很大,通過合理調(diào)配氣體的種類和比例是氣調(diào)包裝的關(guān)鍵,最常見的保護(hù)氣體種類有三種,分別是氧氣、二氧化碳、氮?dú)狻_@三種氣體的功能和作用是不同的。
2.3.1氧氣
氧氣沒有氣味和顏色,是生物生長的必要條件,促進(jìn)生物繁殖,從果蔬儲藏的角度來看,進(jìn)行一定程度的呼吸活動是正常的生理作用,有氧呼吸一定程度上消耗了有機(jī)質(zhì),縮短微生物侵害速度,儲藏環(huán)境缺乏氧氣時,果蔬的無氧呼吸消耗大量有機(jī)物質(zhì),無法進(jìn)行正常的無氧呼吸,乙醇的含量增大,導(dǎo)致細(xì)胞中毒,微生物感染和生理病害也由此產(chǎn)生,影響了果蔬的口感和新鮮感,降低果蔬品質(zhì),降低果蔬的儲藏期限。
近年來,高氧氣調(diào)保鮮技術(shù)作為新型果蔬采后處理技術(shù),有關(guān)其對果蔬采后生理與品質(zhì)變化影響方面的研究逐漸增多[8]。如L.Jacxsens等[9]以蘑菇為研究對象,發(fā)現(xiàn)高氧氣調(diào)包裝可有效降低其褐變率,延長其貨架期。周秋陽以空氣為對照,研究了不同體積分?jǐn)?shù)的高氧氣調(diào)包裝對綠蘆筍嫩莖Vc、總酚、總黃酮含量及1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)、羥基(·OH)自由基清除能力的變化規(guī)律,以探究高氧氣調(diào)包裝對綠蘆筍抗氧化活性的影響。結(jié)果表明,高氧氣調(diào)包裝對綠蘆筍抗氧化活性有顯著影響,能有效抑制綠蘆筍嫩莖低溫貯藏期間總酚、總黃酮含量和DPPH自由基清除能力的下降[6]。
2.3.2二氧化碳
抑制細(xì)菌和真菌要充分利用二氧化碳,二氧化碳可以成為微生物繁殖的抑制劑,有著抑制呼吸作用和延緩果蔬生長程度的作用,通過延長成熟速度可以增加保鮮時間,但是過度的二氧化碳通過溶解,對果蔬的口感影響較大,改變果蔬的pH值[10],濃度高到一定程度時甚至?xí)䦟?dǎo)致果蔬組織病變,二氧化碳保鮮并不適合所有的果蔬,一些菌類遇到二氧化碳會導(dǎo)致顏色發(fā)生變化,所以二氧化碳的含量控制是非常重要的。
2.3.3氮?dú)?/p>
氮?dú)馐且环N無色無味的氣體,氮?dú)夂脱鯕獾臐舛却嬖谥嗷ヒ种频那闆r,氮?dú)鉂舛忍岣邥䦟?dǎo)致氧氣濃度降低,果蔬的呼吸作用延緩,微生物不會受到氮?dú)獾挠绊懀菍?xì)菌類的微生物會有輕微的抑制作用。氮?dú)獾睦砘再|(zhì)比較穩(wěn)定,很少進(jìn)行氣體交換,而主要起填充的作用。通常的氣調(diào)儲藏方法是降低氧氣的濃度和提高二氧化碳的濃度,常見的果蔬保護(hù)氣體為5%氧氣、3%二氧化碳其余為N2。
2.4主要?dú)庹{(diào)包裝材料
氣調(diào)包裝進(jìn)行果蔬保鮮時,不用把果蔬密封起來,避免過度包裝導(dǎo)致果蔬的機(jī)械損傷,要選擇適合果蔬本身包裝,一般來說,用于果蔬保鮮的氣調(diào)包裝材料主要有聚丙烯(PP)、完全可降解性聚碳酸亞酯(PPC)、聚氯乙烯(PVC)、聚偏二氯乙烯(PVDC)等[8],根據(jù)果蔬呼吸速率選擇恰當(dāng)?shù)臍庹{(diào)包裝材料可以保證氣調(diào)保鮮效果。
2.4.1塑料薄膜
塑料薄膜可以調(diào)節(jié)包裝膜的透氣性和透濕性,導(dǎo)致包裝內(nèi)的氣體發(fā)生變化。塑料薄膜的化學(xué)性質(zhì)相對穩(wěn)定,透明透光,性價比高,是一種經(jīng)濟(jì)價值高的保鮮材料,應(yīng)用比較廣泛,塑料薄膜較多的材料主要為聚乙烯和聚偏二氯乙烯。塑料薄膜的種類和厚度不同,其透氣程度和透濕程度也不同,做好透氣工作就會提高氧氣的透入率和二氧化碳的透出率,防止氧氣含量過低,二氧化碳的濃度過高。
在塑料薄膜中添加乙烯吸收劑或二氧化碳吸收劑,可吸收果蔬在貯藏過程中產(chǎn)生的乙烯和二氧化碳,延長貯藏期間。目前,果蔬氣調(diào)包裝材料大多選用聚氯乙烯(PVC)、LDPE等,但還不能完全滿足市場應(yīng)用需求,所以較多科研工作者對已有保鮮用薄膜進(jìn)行改性處理,以開發(fā)更多的適用包裝材料。
采用硅窗袋對水芹菜進(jìn)行了氣調(diào)保鮮包裝研究。實驗中發(fā)現(xiàn),在15℃的貯藏溫度下,硅窗袋氣調(diào)包裝能有效抑制水芹菜的呼吸作用和水分蒸發(fā)作用,進(jìn)而抑制其VC的降解,從而能使水芹菜保持優(yōu)良的貯藏品質(zhì)。因此,開發(fā)新型高透氣性能的塑料包裝膜是水果氣調(diào)包裝技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
2.4.2納米包裝材料
納米包裝材料主要指的是應(yīng)用納米技術(shù),進(jìn)行納米添加,改變某一材料的特性和功能,納米材料也叫作納米復(fù)合包裝材料、納米改性包裝材料和純納米化包裝材料等,納米材料可以隔絕果蔬中的細(xì)菌病毒,減少乙烯的含量。(如納米銀粉)達(dá)到良好的保鮮效果,降低透氧率[12],而且納米材料具有抗菌殺毒、低透氧率、低透濕率、阻隔二氧化碳、吸收紫外線以及自潔功效等優(yōu)良特點(diǎn)。
李方等[13]采用微孔膜對菠菜進(jìn)行氣調(diào)保鮮包裝,在貯藏過程中通過觀察菠菜外觀、測量其失重率、色差及葉綠素含量等發(fā)現(xiàn),微孔膜作為氣調(diào)包裝材料有利于菠菜形態(tài)與品質(zhì)的維持。但是納米材料缺乏一定的安全性,其安全性沒有得到充分認(rèn)證。
2.4.3智能包裝材料
智能包裝材料雖然沒有得到廣泛應(yīng)用,但在某些方面也存在著一定數(shù)量的應(yīng)用,智能包裝指的是在果蔬保護(hù)中加入多種技術(shù),讓其滿足普通包裝的功能同時,又增加了對果蔬儲存環(huán)境的監(jiān)控和識別,成功判斷環(huán)境的濕度和溫度,通過對壓力和密封成度的檢測第一時間掌握氣調(diào)包裝內(nèi)的各種氣體成分[14],根據(jù)實際情況采取保護(hù)措施,雖然智能包裝材料適合大部分種類的果蔬,但是其成本高,耗費(fèi)時間長,投入成本較高,所以在實際果蔬包裝時應(yīng)用并不廣泛。
3果蔬氣調(diào)包裝保鮮技術(shù)的發(fā)展趨勢
果蔬氣調(diào)包裝作為先進(jìn)的果蔬包裝技術(shù),有著較大的經(jīng)濟(jì)價值和良好的發(fā)展前景。不同種類的果蔬對氣調(diào)包裝的要求也不同,需要研究每一種果蔬的最佳儲藏條件,針對果蔬的性質(zhì)和儲藏環(huán)境,加強(qiáng)氣調(diào)包裝的質(zhì)量。
相關(guān)專家研究指出,隨著市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,氣調(diào)包裝會朝著智能包裝的方向發(fā)展。智能包裝能夠更好地掌控果蔬的儲藏條件,并自動達(dá)到最儲藏效果,檢測包裝內(nèi)氣體成分,有效調(diào)節(jié)包裝內(nèi)濕度和溫度[15]。未來的氣調(diào)包裝主要研究更安全環(huán)保的包裝種類,提高包裝的滲透特性,達(dá)到平衡和調(diào)整包裝內(nèi)氣體的效果。
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摘 要:大力發(fā)展綠色食品蔬菜生產(chǎn),實現(xiàn)其產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營,對于保障人民身體健康、保護(hù)生態(tài)環(huán)境和實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。對綠色食品蔬菜的關(guān)健栽培技術(shù)進(jìn)行闡述。
關(guān)健詞:綠色;蔬菜;技術(shù);管理;栽培
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