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第16章 蔬菜贮藏保鲜技术(6)

气调贮藏的保鲜效果是冷藏所无法比拟的。由于气体成分和低温的共同作用,因而,对蔬菜的呼吸代谢、后熟衰老进程、颜色质地和风味变化等产生了显著的影响。在整个气调贮藏过程中,不用任何化学物质处理,贮藏环境中的气体组成与空气相近,不但对蔬菜无污染,而且对环境也无任何污染。在我国政府近期出台的“中国果蔬绿色行动”中,也明确地提出大力发展气调贮藏,这将使我国的采后处理技术在近期内再上一个新台阶。

需要指出的是,MA贮藏的一些形式,在塑料袋内或帐内形成了过高湿度,如果管理不善,将发生严重的腐烂,甚至超过冷藏的发病率,对此应予以注意。此外,蔬菜对低O2、高CO2的耐受能力有限,O2浓度过低、CO2浓度过高都会发生中毒症状,因此,在生产上应用时要注意温度、氧气、CO2的组合。

2.影响气调贮藏的环境参数及气体调节方式

(1)影响气调贮藏的环境参数

①温度:对延缓呼吸、延长蔬菜贮藏寿命作用最大的因素是降低温度,这一点是其他因素所不能代替的。贮藏温度根据贮藏蔬菜的种类和品种来定,并同时考虑其他因素,确定蔬菜可忍受的最低温度。原则上,应在保证蔬菜正常代谢不受干扰破坏的前提下,尽量降低温度,并力求保持恒定。特别是在接近0℃的范围,温度稍微变动也会对蔬菜的呼吸产生刺激作用。通常,气调贮藏库的温度一般比冷藏库的温度高1℃左右。

②相对湿度:相对湿度是影响贮藏效果的另一个因素。气调贮藏库的相对湿度要求比一般冷库高,一般保持在90%~93%。与是否需要加湿装置与制冷装置的设计有关。如果充分地增大制冷剂的蒸发面积,则可保持库房中较高的相对湿度。

③CO2浓度:CO2浓度对各种蔬菜都有一定的作用,它的最有效浓度取决于不同种类蔬菜对CO2的敏感性以及其他因素之间的相互关系。CO2浓度过高,会导致CO2中毒。

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注:①商业应用.②不考虑商业获利;③长期贮藏用极低乙烯。

④O2浓度:O2浓度也与蔬菜的种类和品种有关,气调贮藏中O2浓度的降低也有一定的限度,以能维持正常的最低的生理活动、不发生缺氧呼吸为低限。

在气调贮藏中,温度与O2、CO2三个因素互为条件,互相制约。只有三个因素达到最佳配合,才能充分体现气调库的优越性。当其中的一个条件发生变化时,其他条件也应随之改变,才有可能维持一个较为适宜的综合环境。每一种产品都有其最适的气调贮藏条件,这种最适的条件组合并非固定不变,由于品种、产地、成熟度以及贮藏阶段等不同而有所变化。几种蔬菜的气调贮藏条件见表3—5。

(2)气体调节的方.气调库的气体成分从刚封库时的正常空气成分转变到所设定的气体指标,有一个降升CO2的过渡期,称之为降氧期。在降氧期之后,使O2和CO2稳定在设定指标范围内的时期称为稳定期。降O2方法以及稳定期的气体管理与气调库的类型、选配的设备有关,最终表现在保鲜效果的差异上。

①自然降O2:自然降O2是气调环境封闭后,靠产品的呼吸作用使O2逐渐下降并积累CO2的方法。一般用于MA贮藏。这种方式降氧速度缓慢,气体成分变化幅度大,比如,蒜薹硅窗大帐贮藏的气体指标为,O22%~4%,CO24%~8%。自然降O2有两种形式,第一种是人工换气法,当O2降至设定的低限或CO2上升到设定的高限时,开启封闭容器,部分或全部换入新鲜的空气,再重新封闭。聚乙烯或聚氯乙烯塑料袋贮藏蒜薹就是这种方法。在贮藏前期袋内CO2达到12%~13%时开袋放风,后期袋内O2达到2%时开袋放风。第二种是调气法,在双高指标及O2单指标两种气体控制方式中,降氧期用吸收剂或其他简易的方法去除超过指标的CO2,待O2降至设定的指标后,定期或连续输入空气,使气体成分稳定在设定的指标范围内。在塑料大帐内加石灰、硅窗大帐、硅窗袋的调气方法属于此类。在降氧设备出现故障时,在气密库内也使用自然降氧法进行气调。

②快速降氧:人为快速地降低贮藏环境的O2,使降氧期缩短为1d或几小时。快速降氧也有两种形式。第一种是气流法,预先按设定气体成分指标配制好气体,把这种混合气体输入气调环境,取代其中的空气,以后用一定的气流速度稳定贮藏环境内的气体指标。小型的气调试验多用此法,真正的气调贮藏此法代价太大,不宜推广。第二种是充氮法,气调库的气体成分调节方式一般采用充气置换式,即通过制氮机制取浓度较高(一般含N2量不低于96%)的N2气,并将其通过管道充入库内,在充N2的同时将O2含量较多的库内气体通过另一管道放空,如此连续进行,即可将库内的O2含量降至5%左右,然后通过产品自身的呼吸作用继续降O2,并提高CO2浓度,达到设定的库内气体指标。然后在产品消耗O2和人工补O2之间,建立起一个相对稳定的平衡系统,使库内的气体成分稳定在一个较小的范围内。

人工降氧缩短了降氧所需的时间,显著提高了保鲜效果,但对库体建筑、设备、技术的要求也复杂得多,因此,属于高投入、高回报的产业范畴。

(二)塑料袋和塑料大帐贮藏

1.塑料材料的特性及自发气调包装的管理

目前,蔬菜保鲜中应用最多的是低密度聚乙烯和聚氯乙烯塑料薄膜。这些材料的强度和弹性较高,化学性质稳定,应用比较方便。但透气性差,容易在袋内形成水气,帐底上放垫木,易伤害产品。聚氯乙烯塑料薄膜的透湿性较好,在袋内基本上不结露;聚乙烯的透湿性差,随着厚度的增加,袋内结露加剧。因此,聚氯乙烯在生产上的应用越来越广泛。在生产上使用这两种塑料薄膜时,一般采用0.02~0.04mm厚度,由于塑料薄,有一定的透气性,虽然袋内的O2高、CO2低,气体成分达不到理想的状态。但一般情况下也不致引起伤害。因此在贮藏过程中很少开袋换气。更厚一些的薄膜在使用时,需要定期检测袋内的气体成分,在O2达到低限或CO2达到高限时开袋换气。这种方法费时费力,而且会造成病原菌的交叉感染。硅橡胶具有良好的选择透性,可以让CO2从袋内透出,O2从外界透入袋内,维持袋内O2、CO2浓度的稳定。利用硅橡胶的这一特性,制成的硅窗塑料袋、硅窗塑料大帐在我国已广泛得到应用。目前,在蒜薹贮藏中使用的聚氯乙烯硅窗袋,袋内的气体成分和湿度稳定在一定的范围内,基本上达到了贮藏过程不开袋,取得了理想的保鲜效果。

自发气调包装的蔬菜与CA贮藏一样,要求适时采收,尽早入库。自发气调包装的管理还要注意以下几点:①库内温度稳定地降到设定温度后,才能封袋开始自发气调。否则,在高温时即开始气调,容易造成气体伤害和高湿度病害。在整个贮藏过程中,保持温度的稳定是至关重要的。温度的波动引起袋内气体成分和湿度的变化,同样会造成气体伤害和高湿度病害。②库内的不同位置,选择一些有代表性的塑料袋做样袋,定期检测气体成分变化。即使使用硅窗袋,因为在田间的生长情况、袋装蔬菜的重量不可能完全相同,而且,库内的温度场也不是完全均匀一致的,因此,有必要进行气体成分的定期检测。③定期检测袋内蔬菜的质量。自发气调包装袋湿度大,气体成分不一致,导致蔬菜容易发生气体伤害和高湿度病害,此外,操作中也有划破塑料袋的情况,因此,保鲜质量在袋与袋之间有一些差距,所以,需要定期质检,发现问题,及时解决。

2.塑料大帐的气调贮藏

聚乙烯塑料在低温下变硬,使用中容易撕裂,聚氯乙烯则在低温下仍然柔软,再加之其透气性好,塑料大帐一般用0.2mm厚的聚氯乙烯制成。大帐分两部分:帐底和帐子。在库内先铺一层与帐底大小相同的彩条布,在其上铺帐底,帐底上放垫木。

将蔬菜的包装堆码在垫木上,用大帐罩住码好的垛,将帐底和帐子的周边互相重叠卷起来用土或砖埋压好。为了避免帐顶的凝结水滴在蔬菜上,一般将帐顶做成屋架形,或在垛顶上加一层草帘、海绵之类的吸水性的物质。大帐做成长方体形,在长方形的两端各有一个袖口,一个进气,一个出气,是人工气调的进气口和出气口。帐顶也留一个袖口,是定期检查贮藏质量的取样口。

一般用于土窑洞贮藏的大帐容量在0.25万kg左右,冷库应用的大帐容量在0.5~1.5万kg。土窑洞中使用的大帐气调多为自然降氧,帐内的O2、CO2超过限定值时,揭开大帐的下角进行换气。有的在帐侧面上粘贴有硅橡胶窗进行气调,可以节约人力,并能较好的控制帐内的气体成分,其保鲜效果也相对有一些提高。

(三)气调库

1.气调库建筑的特点

按照气调贮藏技术的要求,气调库在建筑结构和使用管理上有着不同于冷藏库的特点。气调库要求具有气密性、安全性和单层结构。气密材料有钢板或铝合金、玻璃钢、塑料薄膜和塑料板、硅密封胶等。由于气调库气密性和安全性的要求,现代气调库几乎都是单层的地面建筑。气调库的地面不仅要满足承重和隔热的要求,而且要满足气密的要求,气调库常用的彩镀夹心板无法承载两层以上结构的重量。因而,气调库一般采用单层建筑。

2.气调库的类型

气调库可按建筑的形式分砌筑式、夹套式、装配组合式三种形式。

砌筑式气调库的建筑基本与冷藏库一样,用传统的建筑、保温材料砌筑而成,或将冷库改造而成,在库体的内表面增加一层气密层,气密层直接铺设在库体上。砌筑式气调库的造价比装配组合式气调库低约30%,气密性能接近装配式气调库,比较适合我国国情,但存在施工周期长,难度大的缺点。夹套式气调库是在普通的冷藏库(间)内,另外用柔性或刚性的气密材料围成一个密闭的贮藏空间。装配式气调库是在库基上用彩镀夹心板拼接而成,施工方便,气密性好,是目前国内外应用最多的气调库形式。

3.气调库的布局和容量

(1)气调库的组.气调库的主体包括:气调贮藏间、预冷间、穿堂、技术走廊、挑选包装间和月台。配套建筑包括机房、循环水池、变配电间、质检室、包装材料库。

技术走廊通常设在穿堂的上部,是为操作人员在贮藏期间,观察库内水果的贮藏状况和库内的运行状况提供的立足之地,也是制冷、气调、水电等管线安装、操作、维修的场所。观察窗、安全阀均设在技术走廊两边的墙体上,有些大型的气调库的气调设备就安装在技术走廊上,这样大大缩短了管路的长度。除此之外,其他的组成与冷库基本相同。

(2)气调库的布.气调库的布局应结合选址进行。为了保证产品采后能够及时入库,减少运输损失,库址应选在产区或离产区较近的地方,不宜选在远离产区的大中城市。其他的要求与冷库基本相同。气调库的布局大多采用非字形,小型气调库采用单非字形布局,大中型气调库采用双非字形,即主体部分加宽,再增加一个穿堂和技术走廊。

(3)气调库容量的确.气调库规模和气调间容量的确定,与冷藏库和冷藏间的规模和容量的确定基本相同。不同之处在于:①气调库的投资大,气调库的规模受资金和经营管理能力的制约更多。一般CA贮藏库规模都在500~2000t,MA贮藏库的规模在100~300t。②因为气调库对蔬菜的质量要求较高,要求在短时间内(2~3d装满)封库气调,出库在5~7d内分级包装完毕。因此,气调库的单间容量不宜过大,中小型气调库在50~150t,大型的气调库在300t左右。③气调库的高度一般在6~7m,因此,有效容积相对较大。④气调库的容量与贮藏的包装和堆码的方式两个因素有密切的关系。在确定气调库的容量时必须考虑它的这些特点。

4.气调库的气调系统

气调库的建筑特点是气密性,关键设施是气调设备,包括降O2、脱除CO2、除乙烯、加湿等设备,这些设备及其与气调间相连的管道称为气调系统。国内的气调库已经实现了气体成分的自动监测和气调系统的自动控制。

降氧的方式有充氮降氧、分离降氧和燃烧降氧三种。降氧设备主要有氧气转化器、碳分子筛制氮机及中空纤维制氮机。CO2吸收装置应用较多的是碳酸钾溶液,CO2吸附剂有分子筛、硅胶、活性炭等,气调库CO2吸收装置常用活性炭。

5.气调贮藏的管理

由于气调贮藏是高投入、高效益的产业,因而要求贮藏的产品品质好、增值潜力大,成熟度适中,采收后及时入库。在贮藏过程中,要严格控制温度、湿度、气体成分,并做好产品的质量检测。

(1)温.在入库前7~10d即应开机梯度降温,至新鲜产品入贮之前使库温稳定保持在设定的温度,为贮藏作好准备。产品在入库前应先预冷,以消除田间热。入库速度要快,尽快装满封库。封库后的2~3d内应将库温降至最佳贮温范围之内,并始终保持这一温度,避免产生温波。

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