国内外果蔬保鲜技术及设备发展现状及应用.docx

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国内外果蔬保鲜技术及设备发展现状及应用

国内外果蔬保鲜技术及设备发展现状及应用

农产品一般都是鲜嫩易腐败的,农产品从采收到消费者手中损失极大。

据统计，从采收到消费者手中消费，我国水果每年损耗达25%～30%，蔬菜则高达30%～40%。

2007年我国水果的产量为9900万吨左右，蔬菜总产量5.99亿吨，粮食总产量为50150亿吨，水产品总产量为5480万吨。

如果缺乏有效的保鲜贮藏措施，导致大量的农产品腐败变质，给广大的生产者与消费者造成巨大的损失。

本文介绍一些国内外最新的有关农产品保鲜的技术和设备。

预冷方面

不论是刚采摘新鲜果蔬，还是刚屠宰的畜禽或水产品，仍然是有生命的有机体，进行着旺盛的呼吸作用和水分损失，分解和消耗自身的营养成分，并放出呼吸热；同时，新鲜果蔬从田间采收后还要放大量的田间热。

两者相互作用使采后的果蔬周围环境温度迅速升高，加速成熟衰老，随之鲜度和品质下降。

因此必须在果蔬菜后的最短时间里，在原料产地将其冷却到适宜温度，尽可能的维持果蔬低生命水平，释延缓衰老。

至今采用的预冷方式主要有如下几种：

强制通风预冷：

该方法是使用风机将冷气吹到农产品上使其冷却，这种方法的投资费用低，适用较广泛，但是预冷时间较长，并且冷气分布不均匀。

差压真空冷却：

将农产品按特殊的方式堆放在仓库的专用容器中，用风机在容器的两端产生压差，使冷却通过容器内壁对农产品进行冷却。

该方式的冷却速度比上述方法好，冷却也较均匀，但处理能力小，把农产品装箱、堆放花费人工费也较大。

冷水冷却：

是将冷水淋洒在农产品农产品上或把农产品浸没在冷水中冷却。

该方法虽然冷却速度较快，但蔬菜浸水后腐烂加快，水资源消耗也大。

目前，国内外较少采用，发达国家主要采用真空冷却，因为它不仅能使农产品迅速冷却，冷却均匀，加工时间短，加工能力大，干净、卫生、无污染等特点。

目前，我国出现了一种移动式果蔬快速制冷保鲜装置。

主要结构由库体、制冷系统、供电系统和电控系统组成，其结构为一标准集装箱，在箱的一端隔出机械仓，其它部分做为制冷保温仓。

机械仓安装有发电机组、制冷压缩机组、排风机和控制系统，制冷保温仓内装有蒸发器、预冷风道等。

移动式果蔬快速预冷贮藏保鲜装置具有几个特点：

整机移动灵活、方便，可以将整机吊装于集装箱牵引车上，在田间地头进行果蔬预冷，将之装入冷藏车、保温车或普通篷车等简易保温运输车。

还可以兼做适当时期的冷藏库，然后进行迁移。

制冷量大、预冷速度快。

不但减少温度分布不均现象，也解决了快速制冷过程中果蔬产品的失水萎缩问题。

常州市地人绿色保鲜设备制造有限公司制造的全自动电脑果蔬采后减压低温气调保鲜设备20FT或40FT贮藏贮运保鲜标准集装箱系列，自重分别为20-21m3、42-43m35.8t与8.5t该设备配有汽油发电机，吊上车可运输，吊下车可当保鲜库使用，可直接安装在田间地头，对被预贮果蔬及时地进行采后贮藏保鲜预冷工作。

（保鲜与加工2004，5:

40）

近几年，出现了较为先进的真空预冷机械设备。

真空预冷装置分间歇式、连续式、移动式和喷雾式4种。

间歇式真空预冷装置用于小规模生产，连续式真空预冷装置用于大型加工厂，移动式真空预置由于其一体化，组装在汽车上机动灵活，可以异地使用，喷雾式装置用于表面水分较小的果实类、根茎类食品预冷。

真空预冷设备一般由捕水器、真空槽、真空泵、制冷机组、装卸机构、控制柜等部件组成。

储藏方法

1、辐照及静电保鲜

辐照及静电保鲜部分能是食品中的电生物效应失衡及酶活性降低，从而抑制食品的新陈代谢，延长食品的贮藏时间。

与此同时，在电场的作用下，空气电离还产生能将进行电离辐射、等离子体、负离子和臭氧、低能和高能电子辐照、短波紫外线和高负电位等保鲜技术及设施的研究和开发。

一定量的臭氧、紫外线及负离子。

臭氧和紫外线可以杀死食品表面的细菌和霉菌，防止食品没变，负离子可以抑制生物酶活性。

日本昌坂电器公司研制出一种负离子保鲜机，它主要由高温低温控制系统、抑制乙烯系统及消毒灭菌系统组成。

该保鲜机具有耗电少、操作方便、无需专人看管、安全高效无残害等优点。

采用这种机器处理的果蔬75d仍然鲜嫩如初，好果率达95%以上。

美国劳伦茨利弗莫尔实验室也研制出“磁控感应直线加速器”装置，发射出的电子束处理食品能够使食品长期贮藏而不变质。

研究表明，用钴60的γ射线照射马铃薯、洋葱和大蒜，可明显的延长贮藏时间。

我国的范青、丹阳、张佰青[1-6]等研究人员也利用静电技术对微生物进行杀菌，都有明显的效果并且对果蔬腐烂率、褐变率、硬度有明显抑制作用。

2.微波保鲜设备

微波是指频率为300MHz-300GHz的电磁波，是无线电波中一个有限频带的简称，即波长在1米（不含1米）到1毫米之间的电磁波，是分米波、厘米波、毫米波的统称。

微波杀菌是利用了电磁场的热效应和生物效应的共同作用的结果。

微波对细菌的热效应是使蛋白质变化，使细菌失去营养，繁殖和生存的条件而死亡。

微波对细菌的生物效应是微波电场改变细胞膜断面的电位分布，影响细胞膜周围电子和离子浓度，从而改变细胞膜的通透性能，细菌因此营养不良，不能正常新陈代谢，细胞结构功能紊乱，生长发育受到抑制而死亡。

此外，微波能使细菌正常生长和稳定遗传繁殖的核酸和脱氧核糖核酸，是由若干氢键松弛，断裂和重组，从而诱发遗传基因突变，或染色体畸变甚至断裂。

在食品加工过程中，采用微波设备，具有多方面的优点：

（1）、时间短、速度快

  常规热力杀菌是通过热传导、对流和辐射等方式将热量从食品表面传至内部。

往往需要较长时间，才能达到所需的杀菌温度。

微波杀菌是通过微波能与食品及其细菌等微生物直接相互作用，因热效应与非热效应共同作用杀死菌体，所以处理时间大大缩短。

（2）、低温杀菌保持营养成份和传统风味

   微波杀菌是通过热和非热效应杀菌，因而与常规热力杀菌比较能在比较低的温度和较短的时间就能获得所需的消毒杀菌效果。

不仅安全、保险，而且能保留更多的营养成份和色、香味等风味。

如采用常规热力处理的蔬菜保留的维生素C是46～50%，而微波处理是60～90%，常规加热猪肝维生素A保持为58%，而微波加热为84%。

（3）、节约能源  

   常规热力杀菌往往需要通过环境或传热介质的加热，才能把热量传至食品，而微波是直接对食品进行作用处理，因而没有额外热能损耗。

一般可节电30～50%。

（4）、均匀彻底  

   常规热力杀菌是从物料表面开始，然后通过热传导至内部。

为了保持食品风味，缩短处理时间，往往食品内部都没有达到足够温度而影响杀菌效果。

而微波是对食品进行整体处理，表面和内部同时受到作用，所以杀菌均匀、彻底。

（5）、便于控制

  微波食品杀菌处理设备操作简便，便于控制，没有控制时间惯性。

（6）、设备简单，工艺先进

   与常规消毒杀菌相比，微波杀菌设备不需要锅炉，复杂的管道系统，煤场和运输车辆，只要具备水、电基本条件即可。

（7）、改善劳动条件，节省占地面积

   微波设备无高温、无余热，本身又不发热，也不辐射热量。

德国贝斯托夫公司研制成功了微波混合式系统，该系统由附有相应电源设备的微小发生器、波导管连接器及处理室组成。

该系统处理食品保质期可在6个月以上。

瑞典的发明家斯田斯特谬姆发明了微波加热保鲜法，采用这种方法贮藏食品，外形、营养、滋味都比在冰箱冷却好的多，肉类、牛奶及蔬菜都能在室温下保存好几个月。

我国的南京润泽一方微波能高新有限公司研制成功了低温微波玉米棒杀菌保鲜设备。

该设备对玉米进行处理，温度控制在100℃以下时，可以起到熟化和杀菌保鲜的双重目的。

测试实验表明，经这种微波设备处理的玉米棒，细菌总数只有10几个／克，大肠菌群可以达到阴性状态，保质期可达一年。

（中国食品报/2006年/7月/17日/第007版包装·机械）

3.气调贮藏

它是一种人为控制贮藏环境中气体成分的贮藏方法。

气调贮藏的形式可分为：

机械气调贮藏、限气贮藏、MA贮藏。

由于它是一种无公害贮藏方法，在国际上备受关注。

3.1催化燃烧降氧机

这种机器利用燃烧作用，除去空气中的氧，达到降氧目的其易燃易爆性，能源和水资源消耗较大，因此燃烧式降氧机正在逐渐被淘汰。

3.2碳分子筛制氮机

碳分子筛制氮机的原理是基于其一种主要组成碳分子筛的作用。

碳分子筛（CarbonMolecularSieving—CMS）是一种以煤为主要原料经过特殊加工而成的，黑色表面充满微孔的颗粒，是一种可再生使用的吸附剂。

它对氧和氮的分离作用主要基于这两种气体在碳分子筛表面上的扩散速率不同，较小直径的气体分子（O2）扩散较快，较多地进入分子筛固相（微孔），较大直径的气体分子（N2）扩散较慢，进入分子筛固相较少，这样在气相中就可得到氮的富集成份。

利用碳分子筛对氧和氮在某一时间内吸附量的差别这一特性完成氧氮分离，从而获得高纯度的氮气。

碳分子筛制氮机主要构成部件有空气压缩机（含冷却器）、气液分离器（高效除油器）、干燥系统、吸附分离组件（含碳分子筛、阀门）、氮气贮罐流量检测仪器、电器控制系统（含纯度检测、微机等）等。

碳分子筛制氮机的优点有：

⑴流程简单，占地面积小，投资省；

⑵操作简单，随用随开；

⑶纯度调整方便，制氮成本低（产品氮气量与产品氮气的纯度成反比关系，根据需要灵活调节）；

⑷采用先进的微电脑程序控制器，使得制氮机在固定的程序下全自动操作；

⑸配置了先进的分析仪表、仪器，连续监控和检测。

3.3减压气调贮藏

亦称低压贮藏保鲜或真空贮藏保鲜。

减压气调贮藏是在真空技术的基础上发展起来的，通过将真空冷却与普通气调保鲜进行有机结合起来的一种贮藏方式。

它是贮藏保鲜的又一次革命。

被誉为21世纪的保鲜技术。

它是19世纪70年代发展起来的，它很好的克服了一般气调保鲜不能形成超低O2及CO2环境，同时也不能尽快排除果蔬内的乙烯及其它挥发性气体的弊端。

加压贮藏具有两个明显的技术优点：

贮藏期长及快速减压降温、快速降氧、快速脱除有害气体成分的特点。

3.4其它气调设备

中空纤维膜制氮机膜：

是一种聚酯微型中空纤维素集成组件，其每根微型中空纤维和人的头发差不多粗细，这些纤维束通过对空气成分的渗透率不同来分离空气中氮气和氧气。

二氧化碳脱除机：

是气调系统另一关键设备，该机的主要作用是脱除贮藏环境中多余的二氧化碳，保证二氧化碳浓度在正常范围，防止浓度过高，造成二氧化碳伤害。

主要有消石灰吸收、水吸收、乙醇胺溶液吸收、二氧化碳脱除机等，

气调库用二氧化碳脱除机中，通常用活性炭作为吸附剂。

现在也有人研究不耗能的硅窗气调贮藏方法，该法是根据不同果蔬及贮藏要求的温湿度条件，选择面积不同的硅橡胶织物膜，热合于用聚乙烯或聚氯乙烯制作的贮藏帐上，自动将氧气含量平衡在3%-5%，二氧化碳含量3%-5%。

3.4果蔬MAP保鲜技术

即气调包装，是一种能阻止气体进出的包装材料中调节食品的气体环境的技术。

MAP技术就是在食品进行包装时，通过调节包装内的气体组分，用适合食品保鲜的气体置换容器内的空气，以通过破坏微生物赖以生存繁殖的气体环境及果蔬的呼吸作用，来延缓果蔬等农产品的生理生化变化，从而达到延长果树等农产品保存期的目的。

作为无公害的保鲜手段，在国际上备受关注。

日本研制成功一种一次性新型塑料保鲜膜，它由两层透水性极好的尼龙半透明膜组成，两层中间是砂糖糖浆。

用这种塑料膜来包装果蔬，能慢慢低吸收从果蔬表面渗透出来的水分，从而达到保鲜的目的。

我国的气调设备在传统的成型-充填-封口及真空包装上增加抽真空、配气、充气及配气等功能。

气体比例混合控制装置是该气调包装机的核心部件，通过该装置可按工艺要求对O2、CO2、N2中的两种或三种气体以一定比例进行混合，供充气使用。

该混合装置有静态和动态之分。

静态是将所需的气体贮藏在容器内，供包装时使用。

动态是直接将所需的气体按比例调节混合，供包装使用。

动态可进行连续供气和配气适合工业化连续化规模化生产。

气体检测仪是气调包装生产线的重要配套监测仪器。

目前有两种：

一是便携式检测仪；二是气体在线检测仪，它