李春媛 李志文 朱志強(qiáng) 關(guān)文強(qiáng) 張娜 翟曼麗

摘 要： 介紹了箱式氣調(diào)保鮮技術(shù)的原理、特點(diǎn)及影響其作用效果的因素，綜述了該技術(shù)對(duì)果蔬采后生理及貯藏品質(zhì)的影響，并對(duì)箱式氣調(diào)保鮮技術(shù)的研究方向和應(yīng)用前景進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：果蔬；箱式氣調(diào)；貯藏；應(yīng)用；研究進(jìn)展

中圖分類(lèi)號(hào)：S609+.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2013.09.013

Application of Plastic Modified Atmosphere Box in the Storage of Fruits and Vegetables

LI Chun-yuan1， LI Zhi-wen1， ZHU Zhi-qiang1， GUAN Wen-qiang2， ZHANG Na1， ZHAI Man-li1

（1.National Engineering and Technology Research Center for Preservation of Agriculture Products （Tianjin）， Tianjin Key Laboratory of Posthavest Physiology and Storage of Agricultule Products， Tianjin 300384， China；2. College of Biotechnology and Food Sciences， Tianjin Key Lab for Food Biotechnology ， Tianjin Commerce University， Tianjin 300134，China）

Abstract： In this paper， the principles， characteristics and influencing factors of the plastic modified atmosphere box were introduced，the effects of the technology on postharvest physiology and storage quality of fruits and vegetables were reviewed， and the research direction and application prospect of the plastic modified atmosphere box were viewed.

Key words： fruits and vegetables；modified atmosphere box；storage；application；research progress

我國(guó)是果蔬生產(chǎn)大國(guó)，據(jù)統(tǒng)計(jì)，2011年我國(guó)水果總產(chǎn)量為2.28億t，蔬菜總產(chǎn)量為6.79億t，位居世界前列，其中蔬菜的總產(chǎn)值近8 000億元人民幣，占農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值的15%以上，首次超過(guò)糧食成為我國(guó)第一大農(nóng)產(chǎn)品[1-2]。近年來(lái)，果蔬產(chǎn)業(yè)在我國(guó)農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的地位日益受到重視，逐漸成為農(nóng)業(yè)支柱性產(chǎn)業(yè)及提高廣大農(nóng)村和農(nóng)民經(jīng)濟(jì)收入的重要途徑。但由于我國(guó)果蔬產(chǎn)品貯藏消費(fèi)方式及采后商品化處理水平落后，每年在采摘、運(yùn)輸、貯藏、銷(xiāo)售等環(huán)節(jié)上的采后損失率高達(dá)20%～35%，年損失人民幣達(dá)1 800 億元，而發(fā)達(dá)國(guó)家的果蔬產(chǎn)品采后損失率僅為1%～5%[3]。

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的不斷提高，消費(fèi)者對(duì)果蔬產(chǎn)品的感官、食用安全、營(yíng)養(yǎng)等品質(zhì)提出了更高的要求，這就需要進(jìn)一步加強(qiáng)我國(guó)果蔬貯藏加工技術(shù)的研究，開(kāi)發(fā)和創(chuàng)新果蔬貯藏加工的技術(shù)設(shè)備，提高果蔬產(chǎn)品的貯藏、加工、運(yùn)輸?shù)纫幌盗猩唐坊幚硭?，提高效率，降低成本，增?qiáng)我國(guó)果蔬產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

氣調(diào)貯藏是當(dāng)前國(guó)際上果蔬保鮮廣為應(yīng)用的現(xiàn)代化貯藏手段之一，是指通過(guò)改變果蔬產(chǎn)品貯藏環(huán)境中的氣體成分（通常是增加CO2濃度和降低O2濃度以及根據(jù)需求調(diào)節(jié)其氣體成分濃度）來(lái)貯藏產(chǎn)品的一種方法，該方法通常是建立在冷藏的基礎(chǔ)上應(yīng)用，對(duì)呼吸躍變型果實(shí)效果明顯[4]。在發(fā)達(dá)國(guó)家，果蔬產(chǎn)品的氣調(diào)貯藏比例已達(dá)到60%[5-6]。而在我國(guó)，由于氣調(diào)庫(kù)的投資成本高，操作要求嚴(yán)格，限制了其廣泛應(yīng)用。自發(fā)氣調(diào)貯藏（MA）既能起到氣調(diào)作用又避免了建造氣調(diào)庫(kù)的高昂費(fèi)用，并且操作簡(jiǎn)單易行，比較適合中國(guó)國(guó)情[7-10]。果蔬塑料箱式氣調(diào)保鮮技術(shù)是繼氣調(diào)庫(kù)和塑料薄膜自發(fā)氣調(diào)方式之后開(kāi)發(fā)出的第三種氣調(diào)方式，具有靈活方便、可操作性強(qiáng)、造價(jià)低的優(yōu)點(diǎn)，而且適合果蔬的整個(gè)貯運(yùn)、銷(xiāo)售過(guò)程需求，符合現(xiàn)代物流技術(shù)運(yùn)作理念。此項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)在櫻桃、楊梅、綠蘆筍等易腐難貯果蔬上得到了應(yīng)用[11]。筆者對(duì)果蔬塑料箱式氣調(diào)保鮮技術(shù)的原理和特點(diǎn)、影響因素及應(yīng)用的研究進(jìn)展進(jìn)行了綜述，旨在為今后果蔬塑料箱式氣調(diào)保鮮技術(shù)的深入研究與應(yīng)用提供參考依據(jù)。

1 箱式氣調(diào)保鮮技術(shù)的原理和特點(diǎn)

箱式氣調(diào)保鮮技術(shù)是在冷藏+薄膜自發(fā)氣調(diào)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)，當(dāng)氣調(diào)箱中O2濃度降低或CO2濃度增加時(shí)，果蔬的呼吸作用受到抑制，降低了呼吸強(qiáng)度，推遲了呼吸峰出現(xiàn)的時(shí)間，延緩了新陳代謝速度和營(yíng)養(yǎng)成分的降低及其他物質(zhì)的消耗，推遲了果實(shí)的成熟與衰老進(jìn)程，從而更好地保持了果蔬的新鮮品質(zhì)。同時(shí)，較低的O2濃度和較高的CO2濃度能抑制乙烯的生物合成，削弱乙烯生理作用的能力，有利于果蔬產(chǎn)品貯藏壽命的延長(zhǎng)。此外，適宜的低O2和高CO2濃度具有抑制某些生理性及病理性病害發(fā)生發(fā)展的作用，減少果蔬貯藏過(guò)程中的腐爛損失[4]。箱式氣調(diào)保鮮技術(shù)是采用不同大小規(guī)格，嚴(yán)格密封的硬質(zhì)塑料包裝箱，箱體裝有特定的調(diào)氣嘴，根據(jù)貯藏果蔬自身的呼吸和生理特性增減調(diào)氣嘴的數(shù)量、孔徑及位置，以達(dá)到自動(dòng)調(diào)節(jié)箱內(nèi)氣體成分的目的，在結(jié)合冷藏的條件下，實(shí)現(xiàn)各種較耐高CO2和適宜低O2濃度的果蔬的保鮮。不同規(guī)格配套的調(diào)氣嘴是塑料氣調(diào)保鮮箱應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)[6]。

塑料氣調(diào)箱既可在貯藏庫(kù)中實(shí)現(xiàn)果蔬的長(zhǎng)期貯藏保鮮，又可直接應(yīng)用于果蔬冷鏈物流過(guò)程中。經(jīng)初步研究，塑料氣調(diào)箱克服了保鮮膜包裝不易產(chǎn)生高CO2氣體成分的缺點(diǎn)，對(duì)于耐高CO2的果蔬可起到很好的保鮮效果。同時(shí)，塑料氣調(diào)箱采用純物理的保鮮方式，不產(chǎn)生再次污染，保證了新鮮果蔬的品質(zhì)安全。

2 影響箱式氣調(diào)保鮮技術(shù)作用效果的因素

2.1 氣體成分

塑料氣調(diào)箱內(nèi)的氣體成分和濃度是影響其保鮮效果最重要的因素，因?yàn)椴缓线m的氣體組分有可能導(dǎo)致果實(shí)產(chǎn)生無(wú)氧呼吸、高CO2傷害、生理加速衰老以及貨架期縮短等現(xiàn)象。氣調(diào)箱應(yīng)具有良好的氣密性，并能通過(guò)增減塑料氣調(diào)箱上調(diào)氣嘴的數(shù)量與調(diào)節(jié)其透氣量進(jìn)行控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)果蔬的呼吸與氣調(diào)箱通透性的動(dòng)態(tài)平衡。

2.2 溫濕度管理

通常氣調(diào)貯藏是建立在冷藏基礎(chǔ)上進(jìn)行的，氣調(diào)貯藏適宜的溫度略高于普通機(jī)械冷藏，幅度約0.5 ℃。果實(shí)采收后最好立即進(jìn)行預(yù)冷，貯藏期間保持庫(kù)溫的穩(wěn)定。氣調(diào)箱內(nèi)相對(duì)濕度過(guò)低，會(huì)導(dǎo)致果實(shí)干皺等失水現(xiàn)象及各種不良生理反應(yīng)，所以應(yīng)根據(jù)果蔬的特性、貯藏溫度等確定氣調(diào)箱內(nèi)適宜果蔬貯藏的濕度條件，控制蒸騰作用產(chǎn)物與氣調(diào)箱通透性的動(dòng)態(tài)平衡。

2.3 貯藏果蔬種類(lèi)和品種

氣調(diào)貯藏一般要求果蔬在尚未成熟時(shí)就采摘，而提早采收勢(shì)必降低果蔬的固有風(fēng)味與品質(zhì)，因此并非適合于所有果蔬。同時(shí)，由于不同種類(lèi)、不同品種的新鮮果蔬自身生物學(xué)特性的差異，其適宜的氣體貯藏條件各不相同，塑料氣調(diào)箱較傳統(tǒng)的自發(fā)氣調(diào)薄膜包裝方式，可保持更高的CO2和低O2環(huán)境，適宜應(yīng)用于櫻桃、藍(lán)莓、楊梅、綠蘆筍等較耐高CO2和適宜低O2濃度的果蔬的保鮮。

2.4 果蔬品質(zhì)及采收成熟度

果蔬在采收前應(yīng)加強(qiáng)管理，把握適宜的采收成熟度，并實(shí)現(xiàn)采后商品化處理技術(shù)的綜合配套應(yīng)用，保證貯前品質(zhì)，以達(dá)到最佳的保鮮效果。

3 箱式氣調(diào)保鮮技術(shù)對(duì)果蔬采后生理及貯藏品質(zhì)的影響

3.1 對(duì)果實(shí)呼吸和環(huán)境氣體變化規(guī)律的影響

果蔬產(chǎn)品采后仍是一個(gè)活的有機(jī)體，有序地進(jìn)行著一系列的生命代謝活動(dòng)，其中呼吸作用是提供各種代謝活動(dòng)所需能量的基本保證，是果蔬采后最主要的生命活動(dòng)之一。其與果蔬采后品質(zhì)的變化、成熟衰老進(jìn)程、貯藏及貨架壽命、采后生理性病害、采后處理及貯藏技術(shù)等有著密切的關(guān)系[4]。正?？諝庵蠴2濃度為20.9%，CO2濃度為0.03%，貯藏環(huán)境中O2和CO2濃度的變化直接影響果蔬采后呼吸作用的強(qiáng)弱。研究表明，藍(lán)莓對(duì)高濃度CO2有很強(qiáng)的耐力，高濃度CO2箱式氣調(diào)可有效減慢藍(lán)莓果實(shí)呼吸速率，抑制腐爛的發(fā)生，對(duì)藍(lán)莓貯藏具有很好的保鮮效果[12-13]。在（0±0.5） ℃，CO2濃度10%～12%，O2濃度6%～9%條件下，應(yīng)用塑料箱式氣調(diào)貯藏藍(lán)莓可比現(xiàn)有其他貯藏方法延長(zhǎng)保鮮期30～40 d[11]。張景娥等[14]以岳帥蘋(píng)果為試材，研究了不同孔數(shù)的塑料氣調(diào)箱對(duì)岳帥蘋(píng)果貯藏期果實(shí)品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，塑料氣調(diào)箱內(nèi)CO2濃度逐漸升高，O2濃度逐漸降低，形成了有利于抑制果實(shí)呼吸作用及乙烯生成的氣調(diào)環(huán)境，延緩了岳帥蘋(píng)果果實(shí)呼吸高峰出現(xiàn)的時(shí)間，進(jìn)而保持了果實(shí)的貯藏品質(zhì)。李江闊等[15]對(duì)3種氣調(diào)保鮮箱貯藏楊梅的氣體成分變化及保鮮效果進(jìn)行了研究。試驗(yàn)結(jié)果表明，在0 ℃冷藏條件下，使用氣調(diào)保鮮箱可貯藏楊梅20 d，且保鮮效果明顯好于對(duì)照。其中氣調(diào)箱降低了果實(shí)的呼吸強(qiáng)度，推遲了呼吸峰出現(xiàn)的時(shí)間，在貯藏6 d時(shí)O2、CO2含量達(dá)到平衡；在貯藏12～15 d時(shí)CO2含量達(dá)到峰值20.65%，O2含量接近2%，該環(huán)境條件有利于楊梅貯藏保鮮。高銘等[16]研究（0±1） ℃冷藏條件下不同體積分?jǐn)?shù)CO2對(duì)Heritage 品種樹(shù)莓鮮果保鮮效果的影響，結(jié)果表明，CO2體積分?jǐn)?shù)為5%的處理組在貯藏過(guò)程中箱內(nèi)CO2和O2體積分?jǐn)?shù)變化幅度均較小，適宜樹(shù)莓箱式氣調(diào)貯藏，較好地保持了果實(shí)的品質(zhì)。

3.2 對(duì)果實(shí)內(nèi)部酶活性的影響

研究表明，當(dāng)果實(shí)采后處于衰老狀態(tài)時(shí)，活性氧消除系統(tǒng)無(wú)法清除大量過(guò)剩的自由基，造成了膜結(jié)構(gòu)的破壞。高體積分?jǐn)?shù)CO2可以促進(jìn)植物體內(nèi)抗氧化酶活性的提高，從而減輕果實(shí)貯藏期間過(guò)氧化傷害，提高果實(shí)的抗衰老能力[17]。

姜愛(ài)麗等[18]以富士蘋(píng)果為試材，研究了鮮切富士蘋(píng)果在5 ℃的5%O2+5%CO2或5%O2+10%CO2箱式氣調(diào)貯藏條件下抗氧化系統(tǒng)的變化情況。結(jié)果表明，與對(duì)照相比，2種CO2濃度的箱式氣調(diào)貯藏條件均可啟動(dòng)酶促防御系統(tǒng)，誘導(dǎo)了過(guò)氧化物酶（POD）、過(guò)氧化氫酶（CAT）和超氧化物歧化酶（SOD）的活性，同時(shí)也加速了非酶促防御系統(tǒng)抗氧化物質(zhì)的消耗，降低了總酚和VC含量以及貯藏中后期的還原型谷胱甘肽（GSH）含量。2種濃度的CO2處理可有效減慢呼吸速率，抑制腐爛的發(fā)生并有效降低褐變程度，其中5%O2+5%CO2更有利于鮮切富士蘋(píng)果褐變的控制，而5%O2+10%CO2更有利于抑制腐爛。饒先軍[19]研究認(rèn)為，在（0±0.5） ℃冷藏條件下，采用自發(fā)氣調(diào)包裝箱貯藏結(jié)球生菜，可有效抑制其多酚氧化酶（PPO）活性，減輕褐變。高銘等[16]的研究結(jié)果表明，（0±1） ℃冷庫(kù)貯藏條件下，向塑料氣調(diào)保鮮箱內(nèi)充入體積分?jǐn)?shù)為5%的CO2氣體，可有效抑制樹(shù)莓果實(shí)PPO活性和MDA含量的升高，維持果實(shí)較高的POD活性。曹慧娟等[20]研究認(rèn)為，調(diào)節(jié)光合氣調(diào)箱內(nèi)氣體濃度為15%CO2+20%O2時(shí)， 可減少綠蘆筍貯藏過(guò)程中丙二醛的積累和纖維素的增加，較好地保持其食用品質(zhì)和商品價(jià)值。

3.3 對(duì)果實(shí)風(fēng)味、營(yíng)養(yǎng)及色素物質(zhì)含量的影響

果蔬的風(fēng)味、營(yíng)養(yǎng)及色素物質(zhì)含量是評(píng)價(jià)果蔬品質(zhì)的重要因素。饒先軍[19]研究表明，采用密閉塑料箱作為結(jié)球生菜自發(fā)氣調(diào)包裝箱，結(jié)合（0±0.5） ℃條件下貯藏，可有效地減少結(jié)球生菜水分含量的流失，提高結(jié)球生菜的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)和商品價(jià)值，延長(zhǎng)其貨架期。曹慧娟等[20]研究表明，光合氣調(diào)箱對(duì)綠蘆筍的保鮮效果明顯優(yōu)于PE 包裝，調(diào)節(jié)光合氣調(diào)箱內(nèi)氣體濃度為15%CO2+20%O2時(shí)， 可明顯降低綠蘆筍貯藏過(guò)程中可溶性固形物、VC和葉綠素含量的下降速度。閻瑞香等[21]采用固相微萃?。⊿PME）與氣相色譜-質(zhì)譜（GC-MS）聯(lián)用的方法，在（0±0.5） ℃冷藏條件下，對(duì)塑料箱式氣調(diào)和塑料袋自發(fā)氣調(diào)貯藏56 d的香菇中的香氣成分進(jìn)行了分析鑒定。結(jié)果表明，從香菇中分離出多種揮發(fā)性物質(zhì)，其中，醇類(lèi)、合硫化合物、醛類(lèi)等是鮮香菇貯藏后期風(fēng)味的重要組成部分。與塑料袋自發(fā)氣調(diào)相比，塑料箱式氣調(diào)保鮮能夠有效地維持香菇中的香氣成分。申江等[22]試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，冰溫（冰溫庫(kù)，庫(kù)內(nèi)溫度-0.5 ℃，濕度85%）和冰溫氣調(diào)（冰溫氣調(diào)箱，箱內(nèi)氣體成分10%CO2+3%O2，溫度-0.5 ℃，濕度85%）兩種處理草莓果實(shí)的可溶性固形物、有機(jī)酸和VC含量下降較緩慢，必需氨基酸和氨基酸總量顯著增加。貯藏42 d時(shí)，冰溫氣調(diào)保鮮的草莓腐爛率低于冰溫貯藏的果實(shí)腐爛率，冰溫保鮮與氣調(diào)保鮮技術(shù)有機(jī)結(jié)合，可明顯延長(zhǎng)草莓保鮮期，并且能夠更好地保持營(yíng)養(yǎng)成分和口感。對(duì)甜櫻桃的貯藏試驗(yàn)表明，箱式氣調(diào)可延緩甜櫻桃果實(shí)貯藏期間pH值、花青素和總酚含量的升高，結(jié)合冰溫貯藏還可抑制甜櫻桃果實(shí)可溶性固形物、可滴定酸和還原糖含量的減少 [23-24]。

3.4 對(duì)果實(shí)質(zhì)構(gòu)的影響

筆者以巨峰葡萄為試材，采用質(zhì)構(gòu)儀質(zhì)地多面分析（TPA）方法對(duì)塑料氣調(diào)箱中葡萄果實(shí)果肉質(zhì)地參數(shù)變化規(guī)律進(jìn)行研究，結(jié)果表明，貯藏過(guò)程中葡萄果肉質(zhì)地的變化直接影響其貯藏品質(zhì)的優(yōu)劣。氣調(diào)箱通入10%的CO2處理可以較好地調(diào)節(jié)適宜巨峰葡萄貯藏的氣體環(huán)境，保持貯藏期間巨峰葡萄果實(shí)的硬度，有效延緩葡萄果實(shí)彈性、凝聚性、咀嚼性、回復(fù)性和黏著性的下降，提高葡萄果實(shí)的好果率。王寶剛等[25]研究也表明，經(jīng)氣調(diào)箱處理的甜櫻桃果實(shí)硬度顯著高于對(duì)照果實(shí)，明顯降低了甜櫻桃果實(shí)的腐爛率。

3.5 對(duì)果實(shí)采后病害的影響

試驗(yàn)研究表明，氣調(diào)箱內(nèi)的高濃度CO2可起到抑制果實(shí)采后呼吸強(qiáng)度，進(jìn)而抑制果實(shí)表面微生物的生長(zhǎng)，顯著降低果實(shí)腐爛率的作用。王寶剛等[25]采用自動(dòng)自發(fā)氣調(diào)保鮮箱貯藏甜櫻桃果實(shí)，結(jié)果表明，果實(shí)病害發(fā)生率隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢(shì)，但氣調(diào)箱貯藏較對(duì)照可以顯著降低果實(shí)的病害發(fā)生率，在（0±0.5） ℃貯藏60 d 后仍具有較好的感官品質(zhì)，在貯藏80 d時(shí)其病害發(fā)生率僅是對(duì)照果的28.46%。

4 展 望

果實(shí)采后的呼吸作用會(huì)消耗大量營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，使果實(shí)品質(zhì)下降，有害微生物生長(zhǎng)，進(jìn)而縮短貯藏壽命，嚴(yán)重影響果實(shí)商品價(jià)值。低O2、高CO2氣調(diào)貯藏對(duì)果實(shí)呼吸作用、乙烯釋放、膜脂代謝、成熟衰老進(jìn)程、品質(zhì)變化以及其他生理生化代謝活動(dòng)等方面的影響已有大量研究報(bào)道[26]。然而專(zhuān)業(yè)的氣調(diào)貯藏庫(kù)建造和經(jīng)營(yíng)管理成本較高，不能被廣泛應(yīng)用。塑料氣調(diào)保鮮箱具有密封功能和調(diào)氣嘴，可用于人工調(diào)節(jié)氣體進(jìn)行貯藏，也可在不充氣條件下利用果實(shí)呼吸過(guò)程中自發(fā)產(chǎn)生CO2，達(dá)到較好的貯藏效果，其比保鮮膜氣調(diào)更容易掌握氣體成分的變化，在果實(shí)長(zhǎng)期貯藏方面更占優(yōu)勢(shì)。塑料氣調(diào)保鮮箱具有氣體調(diào)控效果好、周轉(zhuǎn)靈活、攜帶方便、操作簡(jiǎn)單、成本較低、對(duì)環(huán)境不造成二次污染等優(yōu)點(diǎn)，而且適合果蔬的整個(gè)貯運(yùn)、銷(xiāo)售過(guò)程需求，符合現(xiàn)代物流技術(shù)運(yùn)作理念，已逐漸應(yīng)用于葡萄、草莓、藍(lán)莓、綠蘆筍等果蔬的貯藏保鮮和物流中。

近年來(lái)，隨著人們生活水平的提高和對(duì)自身健康的關(guān)注，人們對(duì)于食品的品質(zhì)和安全性要求越來(lái)越高。塑料箱式氣調(diào)保鮮技術(shù)在果蔬貯藏中的應(yīng)用將具有廣闊的發(fā)展前景。今后應(yīng)在果蔬塑料箱式氣調(diào)保鮮技術(shù)的保鮮機(jī)理、適用品種、適宜的氣體條件、溫濕度與氣體成分的相互作用及與其他保鮮技術(shù)結(jié)合應(yīng)用等方面進(jìn)行更深入的研究，促進(jìn)我國(guó)果蔬保鮮技術(shù)研究的深入和保鮮產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

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