农产品减压保鲜贮藏技术研究
2015-12-09 09:20:23   来源:   评论:0 点击:

对于通常的冷链物流,要保障其品质,一般只需要物流技术和低温控制技术。而对于农产品冷链物流,尤其是果蔬类产品,除了需要这两项技术外,还需要应用一项特殊的技术,即保鲜贮藏技术。农产品保鲜贮藏技术发展概
对于通常的冷链物流,要保障其品质,一般只需要物流技术和低温控制技术。而对于农产品冷链物流,尤其是果蔬类产品,除了需要这两项技术外,还需要应用一项特殊的技术,即保鲜贮藏技术。

 

 

农产品保鲜贮藏技术发展概况

 

保鲜贮藏技术是所有以延长商品寿命,控制影响腐烂速度的内外在因素为目标的系列技术。其用途颇广,是一项成熟技术。

 

1.传统的农产品保鲜贮藏技术

 

主要有以下几类:

 

一是简易贮藏保鲜。简单贮藏方式有埋藏、堆藏、窑藏和通风库贮藏等。在定期通风换气中,采用通臭氧的方法,可大大减少细菌病毒。

 

二是冷藏保鲜。冷藏是现代化水果蔬菜贮藏的主要形式之一,它是采用高于水果蔬菜组织冻结点的较低温度实现水果蔬菜的保鲜。其关键控制点在于,按不同水果蔬菜的习性严格控制温度;此外,水果蔬菜贮藏前的预冷处理、贮存期间的升温处理、化学药剂处理等措施均能起到减轻冷害的作用。近年来,冷藏技术的新发展主要表现在冷库建筑、装卸设备、自动化冷库方面。

 

三是气调贮藏保鲜。气调贮藏法已成为工业发达国家果品保鲜的重要手段。气调贮藏保鲜利用机械设备,人为地控制气调冷库贮藏环境中的气体,实现水果蔬菜保鲜。

 

2. 农产品保鲜贮藏技术的发展方向

 

保鲜贮藏技术作为保障农产品采摘后质量的一项重要技术,在国外得到政府和企业的强力支持。在发达国家,农产品已普遍进入气调、冷链保鲜阶段,正在进一步研究发展真空预冷、超低氧贮藏以及品质改革等新型技术。在国内,农产品保鲜贮藏技术也受到了政府重视,取得了很多重要创新。总体来说,农产品保鲜贮藏技术正向着综合控制的方向发展,其中包括物理控制、化学控制、农业控制和生物技术控制。其技术创新方向主要有以下几类:

 

一是辐照及静电保鲜,如电离辐射保鲜、等离子体保鲜、负离子和臭氧保鲜、低能和高能电子辐照保鲜、短波紫外线照射保鲜、高负电位处理保鲜等等。

 

二是温湿度和气体特殊控制保鲜,如临界低温高湿(冰温高湿)保鲜、变动气调保鲜、细胞间水结构控制(氙气处理)保鲜、细胞膨压调控保鲜、果蔬热激处理保鲜等等。

 

三是空气压力控制保鲜,包括减压、高压、差压保鲜技术以及真空预冷保鲜技术。

 

四是生物保鲜技术,如微生物拮抗保鲜菌保鲜、天然提取物质与防生保鲜剂保鲜、基因工程技术保鲜等等。

 

其中,减压保鲜技术被国际上称为21世纪的保鲜技术,由于其原理和技术上的先进性,使果蔬保鲜效果比单纯冷藏和气调贮藏有了很大提高,这一技术将在易腐难贮果蔬保鲜方面发挥巨大的作用。减压保鲜可快速形成一个低氧和超低氧的环境,快速脱除挥发性催熟气体,有利于气态保鲜剂进入果蔬组织内部,有利于显着减少空气中细菌的基数,具有很好的贮藏效果。此次本文以介绍目前应用潜力较大、受到国际研究机构重视的减压保鲜贮藏技术为主,希望国内农产品生产加工、流通与物流企业能更多了解,提升农产品冷链物流的质量。

 

减压保鲜贮藏技术基本原理与发展过程

 

1. 减压保鲜贮藏技术原理

 

减压保鲜贮藏也称减压冷藏、低压贮藏,它既是生鲜农副产品不冻结贮藏和运输保鲜以及延长货架期最先进的物理技术,也是食品安全不冻结保藏以及生鲜切割净菜流通不冻结保鲜的新型物理技术。

 

其基本工作原理为,用降低大气压力的方法保鲜贮藏水果、蔬菜、花卉等一切易腐农产品,即将农产品放在一个密闭的贮藏室,用真空泵抽气,使该贮藏室内达到产品特性要求和贮温所需的压力。当达到要求的低压后,新鲜空气不断通过压力调节器、加湿器进入贮藏室。真空泵不断地工作,储品不断地得到新鲜、潮湿、低压、低氧的空气,除去农产品的田间热、呼吸热和代谢所产生的乙烯、二氧化碳、乙醛、乙醇等不利气体,使之能长期处于最佳休眠状态。

 

在连续抽气、连续加湿和连续换气“三个连续”同时进行中,进入真空室的空气发生膨胀,气压降低。压力在1.33kPa以下时空气中含有的CO2、C2H4等气体浓度减少99%;生鲜产品的呼吸热和传热能力被抑制90%;C2H4生成量90%以上被抑制。极低的O2浓度和接近为零的CO2浓度有效阻止了微生物和好氧霉菌生长;植物组织内外的昆虫死亡,而植物组织本身不受伤害;生鲜产品的气孔在黑暗中张开(气孔暗开),可大大有利于气体传输和扩散;阻止C2H4形成酶;防止CO2伤害;限制Vc损失。连续换气将C2H4、乙醛、乙醇、氨等有害气体从真空室内持续抽吸到真空室外而净化贮藏环境;使得生鲜产品能忍耐的氧气浓度可低至0.1%以下,加之真空室内维持有接近饱和的湿润空气,故大大减少了产品失水。

 

总而言之,减压冷藏营造了极优良的贮藏环境:抑制霉变、抑制C2H4生成、杀虫、极低氧而能正常呼吸、高湿保水、及时排除C2H4等有害气体等,故能最有效延长生鲜农副产品保鲜期。

 

2. 减压保鲜贮藏技术发展过程

 

减压保鲜贮藏理论和技术起源于美国,美国率先将此技术用于生鲜水果、蔬菜、鲜切花、肉类和水产品的保鲜上,取得了优异的成果,引起了全世界的关注。

 

1963年9月26日,美国科学家Stanley P. Burg向美国专利局提交《METHOD FOR STORING FRUIT》专利申请,1967年8月1日获授专利权。这是世界上第一个减压保鲜技术专利。

 

1969年,Burg设计、Fruehauf公司(美国一个专用车品牌,可按消费者需求定制货车拖车)为美国国家果品公司建造了世界上第一只20寸减压冷藏集装箱样箱。1980年,Grumman公司在Burg帮助下成功地设计制造了40寸减压冷藏集装箱。约在1980年,容积174立方米减压冷藏库在美国Miami商业上用于康乃馨鲜切花贮藏保鲜。1997年世界上第一座千吨级、圆筒形减压冷藏库在中国包头诞生。

 

本世纪以来,中国的简易减压实验装置和简易减压库已经进入市场。所谓简易, 是指它本身没有制冷系统和保温围护系统,需要放在冷库中,而且工作压力在10kPa以上。2008年,上海善如水保鲜科技有限公司在Burg技术支持下研发成功连续抽气型JYL2减压冷藏库,该产品除了具有制冷系统和保温围护系统,还首次成功应用了工业自动化测控技术,压力、温度、相对湿度和换气量4个贮藏工艺技术参数可在触摸屏上设置、显示、控制,操作类似普通冷库那样方便。该公司还于2011年2月获得减压贮藏保鲜技术发明专利。

 

2008年,美国AtlasTechn-ologies也在Burg帮助下生产了连续抽气型减压冷藏设备。目前,世界上能够生产出Burg连续抽气型减压冷藏设备的公司,只有上述两家。

 

减压保鲜贮藏技术应用特点与设备类型

 

1. 减压保鲜贮藏技术的应用特点

 

减压保鲜贮藏技术应用范围主要包括生鲜蔬菜、水果、花卉、食用菌、禽产品、水产品等农林牧副渔各项生鲜产品的不冻结保鲜,以及生熟食品、粮食的不冻结安全保存。该技术不仅使农产品水分得到保存,也减少了维生素、有机酸、叶绿素等营养物质的消耗,还可比一般冷库大大延长产品的贮藏期,使产品保鲜指数大大提高,且出库后货架期也明显延长。

 

与普通冷藏保鲜或气调冷藏保鲜技术比较,减压保鲜贮藏技术具有以下特点与优势:

 

一是延长生鲜产品的不冻结贮藏期、运输期和货架期。与普通冷库和气调冷库相比,可延长贮藏保鲜期1~10倍,延长货架期2~10天。例如,香蕉的贮藏期,普通冷藏14~21天,气调冷藏42~56天,减压冷藏可达150天;牛肉的贮藏期,普通冷藏为12天,货架期0天,减压冷藏则为贮藏期41天、货架期8~9天。

 

二是延长食品不冻结安全保质期。与通常贮藏手段相比,减压保鲜贮藏可延长10倍以上。如豆沙包,普通冷藏7天就有霉点,减压冷藏75天无霉、无异味、有弹性。

 

三是抗氧化、防霉变、灭虫害。可将霉菌的生长率抑制到10%以下,可100%杀死昆虫的卵、蛹、幼虫和成虫。此外,还能去除物品异味,干燥物品。

 

2.减压保鲜贮藏技术的设备类型

 

在应用方式上,目前主要通过以下几种产品实现减压保鲜贮藏的功能。

 

(1)陆地用库:减压贮藏库或减压冷藏库。

 

上世纪80年代,美国建造的174立方米减压冷藏库在美国迈阿密投入商业营运。本世纪开始,上海鲜绿真空设备制造有限公司、国家农产品保鲜工程技术研究中心生产的间断抽气型减压冷藏库进入市场。2008年,上海善如水保鲜科技有限公司研发的2立方米的连续抽气型减压冷藏库(JYL2减压冷藏库)问世。2010年,该公司又研发出JYL0.2A减压冷藏实验机并进入市场,它在JYL2减压冷藏库基础上设计有数据采集监测系统,可存储压力、温度、相对湿度和换气量等关键指数。

 

(2)远洋海船用设备:包括减压冷藏库、减压冷藏冰箱。

 

2011年,上海善如水保鲜科技有限公司成功研发出适应海上气候条件、船舶、船舰震动摇晃等环境的0.5立方米JYLC0.5海船用减压冷藏库样机。

 

(3)商用和家用真空保鲜柜:包括减压冷藏保鲜柜、减压冷藏冰箱、减压冷藏展示柜。

 

(4)减压冷藏汽车。

 

(5)减压冷藏集装箱:包括公路、铁路和海运多式联运减压冷藏集装箱。

1969年,世界上第一个减压冷藏集装箱在美国问世。上世纪80年代起,40寸减压冷藏集装箱开始广泛投入商业运营。

 

(6)科学研究实验机。具有数据采集测控系统,在触摸屏上显示压力、温度、相对湿度和换气量这4个贮藏工艺技术参数,在计算机上进行输出。

 

(7)其他用途减压贮藏(冷藏)设备。例如干燥设备、几乎无失水的真空快速冷却设备、字画等减压贮藏设备、动植物尸体减压保藏设备。

 

连续减压保鲜贮藏技术的发展

 

业界将减压贮藏方式分为定期抽气式(静止式)和连续抽气式(气流式)两种类型。

 

定期抽气式减压贮藏的工作方式是,真空室内压力达到其设置的下限值(例如20kPa)时停止抽真空,因泄漏压力上升到设置的上限值(例如30kPa)时再次抽真空,如此间断反复循环运行。抽吸空气的间隔往往不是由设定的时间间隔控制的,而是由设定的压力值控制的,所以称其为间断抽气型较贴切。该减压技术的核心是“低压”。

 

为了避免存储货品发生缺氧伤害,其工作压力的下限值均大于10kPa,多为20kPa以上乃至高达76.66~89.992kPa。对真空室内增加相对湿度间断进行,换气量大小一般没有控制。

 

“减压失水严重是减压技术的固有缺陷”的质疑与批评,曾经使世界上一些专家对减压贮藏研究几乎失去信心,减压贮藏研究陷入困境,此情况一直持续到上世纪90年代,直到连续抽气型减压技术的出现。

 

连续抽气型减压技术的核心为“低压+高湿+换气”,其工作方式是,连续抽气、连续加湿与连续换气“三个连续”同时运行。最佳贮藏工艺技术参数为:工作压力生鲜园艺产品为(1.33~2.67)±0.067kPa、肉鱼禽为0.67kPa;相对湿度均为95%~98%;每小时换气量均为真空室容积的30%~100%。可见,连续抽气型减压技术的工作压力仅为间断抽气型的几分之一或不到百分之一。只有上述“三个连续”同时运行,并且在最佳工作压力、相对湿度和换气,才能充分体现该减压保鲜技术的优点。

 

然而,由于连续抽气型减压冷藏设备技术涉及诸多工程技术,包括真空、保温、加湿等,往往不能直接套用大气压力下的理论与实践。迄今为止,在我国已经有几十个减压贮藏保鲜技术专利,但形成产品的极为鲜见,进入市场的间断抽气型商用减压保鲜设备的应用范围也较小。一些高等院校、科研院所研发的用于自行科学研究的减压保鲜实验设备技术差别较大,由此获得的科研成果同样悬殊。连续抽气型减压冷藏设备还需要在技术上大力研发。

 

总的说来,减压冷藏保鲜技术是继气调冷藏保鲜技术之后出现的保鲜效果更好的新技术,问世已近50年,但商业化应用还处于启蒙阶段。减压冷藏保鲜设备既可作为放在地面上的贮藏库、商用抑霉或杀虫设备、商用保鲜柜、家用保鲜柜等贮藏设备,也可作为公(路)海(洋)铁(路)联运的减压冷藏集装箱或减压冷藏汽车等运输工具,还可成为适合海船、舰艇、海洋石油钻井平台、边远岛屿使用的贮藏生鲜蔬菜的保鲜设备;既可以设计成较大容积的保鲜设备,也可设计成小容积家用保鲜设备、实验设备,还可以设计成专用于延长生鲜蔬菜货架期尤其是生鲜切割净菜流通期的保鲜设备。可见,减压冷藏保鲜设备的用途涵盖了预冷、贮藏、运输、配送、货架等生鲜冷链物流的大部分环节,而自行构成生鲜果蔬减压冷藏保鲜链,其应用前景应是极好。

 

 

来源:本文选自《物流技术与应用—冷链物流》2013年第1期

本站每天转发部分冷藏车货源信息交流群内信息,想获取更多信息请点击下面图片加群

相关热词搜索:农产品 技术

上一篇:超市生鲜供应链管理与改善
下一篇:冷库异味保养维护方法

分享到: 收藏