潘玉军 付秋莹

水果和蔬菜是人类饮食不可或缺的部分，果蔬在贮存和运输过程中的保鲜尤为重要。本文综述了延长果蔬贮存期的许多方法，着重介绍了气调包装的保鲜原理和特点以及国内外保鲜包装的研究进展。

新鲜的水果和蔬菜在采摘后仍然进行着呼吸作用。在其呼吸过程中，碳水化合物作为主要营养物质被消耗，因此呼吸作用以氧化反应为主。而采摘后的果蔬由于脱离了母体，其呼吸过程中碳水化合物被持续消耗且无法得到补充，随着脱离母体时间的增加，果蔬不僅在外观和口感上发生变化，营养价值也会随之流失。另外，外界环境也会对果蔬品质造成影响。当外界环境中有充足的氧气时，果蔬将进行有氧呼吸，而氧气一旦供应不足，厌氧呼吸会产生不利于果蔬贮存的酒精，严重时果蔬甚至会缺氧死亡，最终缩短货架期。

果蔬保鲜技术研究进展

如何对果蔬进行保鲜？本质在于调整果蔬采摘之后自身的生理状况，调节到休眠状态时（接近或完全达到）为最优。果蔬的保鲜方法看似相同却也各有特性，这是由于影响贮藏保鲜的因素各有差异。目前，果蔬的保鲜原理和工艺及其材料的开发与创新都取得了显著进展。许多果蔬保鲜和延长存储期的技术已经在世界各地研发并加以使用，其大体可分为物理、化学、电子和生物保鲜技术。

1.化学保鲜技术

使用符合国家食品添加剂卫生标准的化学药剂对果蔬进行表面处理，从而实现延长产品存储期的技术。根据使用方法，还可将保鲜剂分为吸附型、浸泡型、熏蒸型和涂膜型。化学保鲜技术法操作方法简单、操作成本节约低廉、保鲜效果显著。

2.辐射/电子保鲜技术

通过伽马射线或电子射线处理果蔬采摘后产生的生理效应，起到杀菌杀虫、延缓成熟的作用，进而增加果蔬贮藏期。

3.现代生物保鲜技术

①菌体次生代谢产物保鲜

利用微生物发酵不受气候、地域和病虫害限制且生产周期短等特点，通过其次生代谢产物制备生物保鲜剂进行保鲜的技术。这种保鲜方法生产效率高，可以自动化控制，并进行大规模生产，是保鲜技术未来的曙光，有着远大广阔的开发前景。

②生物酶保鲜

生物酶保鲜技术是为食品创造有利的保存环境，根据不同食品中酶的种类而选择不同的生物酶，抑制不利于食品品质的酶，最终达到食品保鲜的作用。葡萄糖氧化酶与细胞壁溶解酶是用于保鲜的生物酶的主要类别。

③天然提取物质保鲜

从天然物质的提取中，选择具有良好抑菌和补充效果的活性物质来抑制微生物，进而延长保鲜时长。

④基因工程保鲜技术

基因工程技术保鲜是从基因工程角度出发，转导农产品的衰老调控基因以及抗病基因、抗褐变基因，来解决产品的贮藏保鲜问题。

4.物理保鲜技术

作为当前世界范围内果蔬保鲜公认最安全最有效的方法，物理保鲜技术种类众多，分类和原理见表1。

气调包装保鲜技术研究进展

1.果蔬气调包装保鲜技术进展

19世纪20年代末期，法国的Facques Berard探究了气体与果实成熟的关系，首次提出了可有效延缓后熟的气体环境：低氧气和高二氧化碳。60年代初，美国的B.Byce打造了一座简易气调库用来存储苹果，成功地延长了苹果的贮存期限，并意识到果实呼吸的基本反应是产生CO2和H2O的过程。之后，英国的Franklinkidd和West正式确立了气调贮藏理论。到了1929年，英国人Pencer首次将气调技术应用于商业领域——取得贮藏30吨苹果的巨大成就。此后，各地人们纷纷开始使用这种方法贮藏果蔬，贮藏的技术也在一次次应用中不断改进、更新与完善。贮藏种类也从单一的苹果发展到各种水果和蔬菜。

果蔬气调保鲜技术主要分为气调库保鲜和气调包装保鲜。气调库要求设施先进，其极高的机械化程度和大容量储存能够良好的适应自动化生产，更重要的是具有优异的保鲜效果。然而工程造价高、技术工艺复杂，如果气调不当还会引起生理失调和风味变化等不良现象，造成严重影响。气调包装（Modified Atmosphere Packaging，MAP）则是将果蔬放入起“气调库”作用的塑料包装内密封贮藏，其技术原理与前者相似：通过对薄膜材料性能的选择，控制包装内气体成分比例，使果蔬的呼吸强度下降，达到延缓果蔬衰老的目的。

按照调节方式，气调包装分为自发气调和主动气调。自发气调即在具有良好气体渗透性的包装中，将果蔬密封保存，通过果蔬的呼吸作用和塑料膜的气体渗透作用共同控制包装内气体组成比例。果蔬的呼吸作用是消耗O2的过程，内部O2浓度下降，同时产生的CO2，使CO2浓度不断升高，一段时间后，包装内气体成分在呼吸率和透气率间达到某种平衡。平衡状态下，果蔬呼吸消耗O2，产生与通过渗透膜交换O2相同数量的CO2。呼吸作用、渗透作用和环境因素共同决定了达到平衡状态时包装内气体成分的比例。主动气调的原理是预先在包装中填充一定比例的气体，改变包装内各气体成分的比例。一般来说，N2作为补充其他气体达到所需体积的辅助气体，避免包装薄膜破裂。由于主动气调初始状态便会对气体环境产生影响，所以更利于调节果蔬的呼吸和代谢。合理协调环境温度和气体浓度比是决定气调贮藏技术成败的核心所在。MAP具有操作简单、成本低廉、储存效果好、储存灵活方便的特点，但贮存效果不稳定，当二者浓度比过大时，缺氧和CO2中毒现象的产生会引起果实品质的改变。为了改善这一问题，就需要薄膜具有更好的渗透性和一定的可调节性，来提高MAP的使用效果。

2.包装材料与MAP

MAP同时进行果蔬的呼吸作用、水分蒸腾作用、包装材料内外的气体渗透作用和热传导。包装膜的气体渗透性不仅取决于膜材料本身的化学性质和薄膜厚度，还受所处环境的温度、湿度以及气体种类等多方因素的共同影响。

高分子业的迅猛发展使聚合膜在MAP保鲜材料应用中占有一席之地。目前，聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚氯乙稀（PVC）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、双向拉伸聚苯乙烯（B0PS）、聚苯乙烯（PS）收缩膜、聚丁二烯（PB）拉伸膜、乙烯-醋酸乙烯共聚膜（EVA）等都是MAP包装常用的聚合膜材料。在生产薄膜的过程中，可采用不同的工艺技术和填充配料为不同果蔬制造合适的包装材料。

3.初始气体浓度对果蔬MAP的影响

果蔬发生的是有氧呼吸还是厌氧呼吸完全由空气中的氧气含量决定。优良的MAP采用高透性的聚合物薄膜与外界进行气体交换，它能减缓果蔬的呼吸强度，使果蔬的耗氧量与薄膜渗透量达到动态平衡，包装内氧气浓度保持稳定，抑制果蔬呼吸的同时又避免了厌氧呼吸的发生。

4.贮藏温度对果蔬MAP的影响

环境温度对果蔬MAP保鲜效果的影响体现在果蔬的呼吸速率和包装材料的气体渗透性上。呼吸速率和渗透率与环境温度近似于正比关系，但上升速率不尽相同。通常情况下，呼吸速率的增长速度要略快于薄膜气体渗透率的增长速度。由渗透作用进入包装内的氧气数量要少于果蔬呼吸耗氧量，这种不和谐的增长方式会对包装中气体成分比例造成影响。包装内O2逐渐减少，CO2含量逐渐增加，为厌氧呼吸提供发生条件，引起果蔬变质。在不同环境下，合适的参数设计，往往会为MAP带来更优异的保鲜效果。

气调包装保鲜技术研究现状

1.国内研究现状

国内目前关于气调包装技术的研究以江南大学为主。李铁华通过硅窗气调包装（MAPW）技术贮藏茶树菇，其保鲜期延长到20天以上，并获得了MAPW贮藏茶树菇的最佳工艺参数。胡红艳通过硬质盒气体交换试验验证了基于努森扩散机理的气体交换模型。利用计算流体力学，基于CFD软件对气体冲洗式和真空-充气式两种盒式气调包装机的关键装置——气体置换装置的流场进行数值计算，设置不同充气出射角度建立其分析模型，并分析工艺参数对盒内气体置换率的影响。段华伟将化学动力学理论和人工神经网络建模方法引入到鲜果呼吸速率预测领域，构建了形式简单、预测精度高的数学呼吸速率模型和可预测四元变量的人工神经网络呼吸速率模型。朱永基于JAVA平台开发出气调包装辅助设计软件，该软件能够对给定的果蔬计算呼吸速率并设计出符合条件的气调包装。

材料方面，华南理工大学的肖凯军通过磺化聚醚醚酮（SPEEK）与聚偏二氟乙烯（PVDF）的共混，开发了一种利于收获西兰花的气调包装（MAP）的改性膜，这种膜将西兰花贮藏寿命延长了10天，贮藏期间样品的颜色、质地和化学性质也产生了最佳的影响。

2.国外研究现状

目前，国外关于MAP保鲜技术的研究可以分为如下方向：

①MAP保鲜技术和其他保鲜技术结合

R.B.Waghmare以番木瓜果为研究对象，结合化学保鲜技术和MAP保鲜技术，将瓜果的保鲜时间延长至25天。Celale Kirkin， Blagoj Mitrevski等人以澳大利亚当地蔬果为研究对象，结合γ射线保鲜技术和MAP保鲜技术以延长保鲜时间。

②建立数学模型，提供理论依据

Predrag Putnik等人以MAP环境下的苹果片为研究对象，建立了自变量（pH值、颜色值、感官评估值、细菌腐败值）——因变量（贮存时间）之间关系的数学模型。Zinash A. Belay等人讨论了若干种MAP参数设计过程中的数学模型，同时指出目前并没有一种集成的建模方法以满足所有MAP环境下的参数设计工作。

③MAP保鲜技术对保鲜效果的影响

这方面研究依然多以实验为主，只是简单的对研究对象的种类进行扩展，可以为用于理论分析的数学建模过程提供数据依据以及修正依据。

总结

本文从贮存期间对采摘后的新鲜水果和蔬菜的影响因素入手，介绍了目前国内外效果显著的果蔬保鲜技术及其原理，浅谈了MAP的历史、原理、特点及国内外的研究进展。对于如今气调包装的研究存在有如下问题：①如何达到果蔬呼吸作用与气体渗透作用的動态平衡，仍然是MAP材料选择的热点问题。②不同产品对包装内气体成分的比例要求也不同，要做到具体问题具体分析。③对于鲜切果蔬的保鲜还应考虑到环境中气体成分比例和温、湿度对细菌滋生的影响。最后，希望本次综述可以对相关学者和企业提供帮助。

作者单位：深圳市裕同包装科技股份有限公司