我国气调贮藏技术在果蔬上的应用现状及展望

刘新美，孙璐

（沈阳工学院，辽宁抚顺 113122）

自改革开放以来，我国果蔬产业发展迅速，早在2011 年我国蔬菜产量就已超过6 亿t，全国各地建成了许多果蔬生产基地，果蔬产业也日渐成为农民增收的主要途径。采后保鲜是果蔬产业发展的关键，早期的传统保鲜方法有堆藏、沟藏、窑藏、通风库贮藏等，这些方法随着农业的发展逐渐暴露了许多问题，如堆藏和沟藏不易通风散热，温度过高易引起腐烂；窑藏的土壤性质会影响其使用年限等，导致果实保鲜时间短、易丧失经济价值快、资源严重浪费等一系列问题。我国每年因果蔬腐烂造成的损失提醒人们要关注果蔬采后保鲜。气调保鲜是一种有效的贮藏保鲜技术，研究及其应用具有常重大的意义。

采用气调贮藏技术是目前比较先进的果蔬贮藏方式，与传统贮藏方式相比，储藏时间和货架期更长，能够更好地保持果实良好的硬度和口感。经气调贮藏的果实，无有害物质产生，果实安全；也更适于长途运输和外销。大量研究表明，气调贮藏是目前最有前景和最有效的果蔬贮藏保鲜技术，在许多发达国家都被广泛应用；但在我国起步较晚，气调库应用率较低，与发达国家相比仍有较大差距。本文通过总结气调贮藏在芒果、杨梅、花椰菜、黄瓜中的应用，分析了气调贮藏的研究现状及存在的问题，并对未来发展方向进行了展望。

1 气调贮藏的概念及应用

气调贮藏是指改变贮藏环境中的气体成分，主要是增加CO2浓度、降低O2浓度，以实现新鲜水果和蔬菜的长期储藏[1]；本质是在一定的密闭系统内，在低温的前提下，通过控制贮藏环境中的气体组成及浓度、温湿度，来抑制果蔬的呼吸作用并延迟代谢活动的过程。我国气调贮藏应用较晚，早期以硅窗塑料袋储藏为主，真正意义的气调贮藏很少，许多是改进和采纳了欧美地区的技术[2]。目前，越来越多的现代化气调库在我国陆续建成，尤其是在我国北方气调库推广应用很快并取得了较好的社会和经济效益，许多果蔬都已实现周年供应。近年来，气调贮藏技术产生的效果受到公众的认可，许多企业都因此获得了可观的利润，这对我国气调贮藏在果蔬保鲜上的应用起到了显著的推动作用。虽然气调库数量在增加但还是无法满足需求，每年仍有大量果蔬因贮运问题造成严重的经济损失。

2 气调贮藏特点

2.1 储藏时间长，保鲜效果好

气调贮藏结合了调控低温和气体组分两种技术，延缓了产品的完熟和老化进程，同时还抑制了乙烯的生成，能预防某些病害的产生，并使贮藏后的水果和蔬菜表面鲜亮，可以较长时间地保持果蔬饱满、多汁、果香的品质。以梨为例，经气调贮藏后，其果实硬度、外观等都较普通冷藏的产品好。

2.2 货架期长

解除气调贮藏后的水果和蔬菜因为在低氧和高二氧化碳的环境中长期保存，所以仍会存在较长时间的“滞后效应”，即能保持果品新鲜度和商业价值。如在确保相同质量水平的条件下，经气调贮藏的猕猴桃的货架期是冷藏的2～3 倍。

2.3 安全环保

在果蔬气调贮藏中，由于低温、低氧和高二氧化碳之间的相互作用，基本上可以抑制病害的发生。采用调控果蔬储存环境中的温度、相对湿度和气体成分的方法达到保鲜的目的，不会对水果和蔬菜以及环境造成任何污染，保鲜后的果蔬符合安全标准。

3 气调贮藏在我国的研究现状及应用

3.1 气调贮藏研究现状

1997 年我国第一例气调贮藏的应用使我国保鲜技术进入人工控制的水平。我国气调贮藏主要设施是气调库，装有制氮设备、二氧化碳脱除设备、乙烯脱除设备、加湿设备、安全阀、自动检测控制系统、气调库压力平衡系统等，随着气调库在我国的广泛推广应用，这种较为先进的贮藏保鲜技术受到许多果蔬企业的欢迎[3]。目前我国有许多果蔬都采用了气调贮藏并确定了比例和最合适的贮藏温度[4]。王丽[5]在研究气调贮藏对荷兰豆影响时发现，通过系统分析荷兰豆在不同气调贮藏下失重率、腐烂率以及颜色等指标，对荷兰豆在气调贮藏保鲜中的传热传质现象做了物理和数学的建模，得出荷兰豆的最佳储藏条件是温度1 ℃、O2含量3%、CO2含量5%以及N2含量92%。李莹[6]开发了自发式气调装置，该装置可实现CO2浓度在0.2%～18%范围内、O2浓度在1%～20%范围内调控，具有一定的进步意义。气调库的发展比较缓慢且应用普遍不多，只在苹果、猕猴桃等少数品种及使用，与国外普及率相差很大。因此，我国在气调库应用上仍然处于初级阶段。近年来我国气调库的建造技术有了显著提高和多样性发展，如山东省果树研究所研制的柔性气调库，改善了库内相对湿度。关于气调贮藏近期的一些研究热点是对原来的气调方法加以改进，使气调保鲜潜能充分发挥，进一步扩大气调贮藏的应用范围。

3.2 气调贮藏在几种果蔬上的应用

3.2.1 芒果

芒果为呼吸跃变型果实，提高储藏环境中的CO2浓度可以延缓果实转黄，果肉变软，保持一定的果实硬度，并推迟芒果的后熟时间，这是由于高CO2浓度能减少乙烯生成，延缓乙烯的生成和呼吸跃变。颜梦婷等[7]在气调贮藏对芒果保鲜效果的研究中发现，高浓度的CO2能减缓果实的成熟，抑制果实乙烯合成，延迟呼吸高峰的出现。孙晓东[8]等研究发现芒果最适宜的气调储藏温度为10～11 ℃，O2浓度为3%～5%，CO2浓度为2.5%～10%。目前抑菌气调包装也常应用于芒果的采后保鲜。

3.2.2 杨梅

杨梅在采后果实硬度明显下降，通过气调贮藏技术能够维持良好的果实硬度。有研究表明，如果使用5%O2+10%CO2+85%N2的气调包装，杨梅果实保鲜率会更高，可以达到80%以上；如果在减压下储存，16 d 后果实腐烂指数小于20%[9]；储存于0 ℃条件下对抑制果实腐烂褐变有良好的作用。王益光等[10]采用泡沫箱和冰块的包装以及在泡沫箱内套袋并加冰块充氮来处理杨梅，其保鲜效果比普通冷藏效果更好。

3.2.3 花椰菜

花椰菜气调贮藏效果良好，将O2浓度控制在2%～4%或稍高一些，花椰菜对CO2的忍耐力较强，CO2含量最高可达8%，并且不会受到损害，这样低浓度O2和高浓度CO2可以使花椰菜的呼吸强度降低，减少了乙烯的生成，保持菜的绿色和硬度，防止其腐烂变质。同时在密封的储存条件下也需要注意避免冷凝水滴到花球上，防止花球发霉。有研究者用1%壳聚糖乳酸液涂被于0.2 mm厚的普通包装纸内层，将经过预冷的花椰菜放入包装内进行贮藏，形成类似自发气调贮藏的效果，降低了花椰菜呼吸强度[11]。杨宏顺等[12]的研究表明，0 ℃下用0.04 mm气调小包装保鲜效果较好。

3.2.4 黄瓜

黄瓜是中国夏季主要的蔬菜之一，茎和藤可入药，能减少发炎、消除痰和缓解痉挛。贮藏温度高于13 ℃，会加速黄瓜的衰老，而且其体内纤维素也会迅速分解，甚至会有苦味。黄瓜气调贮藏的最佳温度为10～13 ℃，气体浓度为2%～5%的O2和2%～5%的CO2，可使用高锰酸钾泡沫砖载体去除乙烯，在这种条件下储藏黄瓜可保存30～45 d，贮藏结束后好瓜率可达80%。经过气调贮藏的黄瓜比传统贮藏的黄瓜，保持新鲜的时间更长，相同贮藏时间内硬度也更大，口感更好。多项研究表明，采用塑料膜包装来保持黄瓜水分是目前更为常见的方法。

4 我国气调贮藏存在的问题及发展前景

4.1 我国气调贮藏存在的问题

我国每年因果蔬腐烂造成的损失很大，研究果蔬的贮藏保鲜具有重要的价值和意义。气调贮藏保鲜技术可以使许多果蔬达到周年供应，在很大程度上解决了我国新鲜果蔬的供需矛盾，具有发展和推广价值，使用气调贮藏方法已成为提高我国特色水果和蔬菜在国际和国内市场竞争力的重要措施。

4.1.1 气调设备以进口为主

气调库投资较大，目前我国的气体设备自主研发技术还不先进，多数是国外技术引进后加以改造。气调库的价格普遍较高，在有些地区一个气调库的造价可达1.5万元/m2，导致推广受限，影响了气调库的广泛应用。

4.1.2 相关技术不配套，管理不当

气调库在管理上不复杂，但也需要管理人员具备一定的专业知识。经调查，在我国气调库的管理人员文化程度普遍不高，管理不当成为限制气调保鲜技术广泛推广的因素之一。同时产品的商品化处理程度不高，产品的采后预冷技术、气调包装的最佳设计等问题都还不完善，这限制了气调保鲜产业的推广。

4.1.3 国内市场需求和认知度不足

我国人民的消费水平有限，对高质量果蔬产品的追求与国外相比还存在差距。如在意大利，90%的水果需要经过贮藏和商品化处理，80%的贮藏库为全自动气调贮藏库。气调贮藏产品在国内还没有形成市场，普通贮藏的果蔬与经气调贮藏的果蔬在价格上差别不大，而且人们对气体贮藏技术的优点和用途还未普及，导致气调贮藏技术的应用缺少推动力。

4.2 我国气调贮藏的发展前景

气调贮藏是一个庞大复杂的工程，影响果蔬气调贮藏的因素非常多。未来气调贮藏应进一步将果蔬分类并对其采后生理做深一步研究；应加强气调库内的气体流动情况监测，及时除去有害气体；加大对控制系统的研究，掌握好控制标准；还应深入研究各种果蔬适宜的温湿度、气体成分及作用机理。我国虽然果蔬产量很高，但贮藏体系还不完善，每年因采后损失的果蔬占产量的20%～30%，造成严重的经济损失。随着我国农产品的不断出口和对国外市场的拓展，急切需要建设现代化气调库，特别是我国已加入WTO，未来对气调贮藏技术要求必定增加。在近几年我国学者的研究也取得了很大成果，气调贮藏已被应用到越来越多的果蔬中，同时成功开发成功的“PDAS 真空气调保鲜装置”，也有较好的推广应用价值[13]。让我国的果蔬在国际市场上占有一席之地和使农民实现获得更好收益是目前面临的一个问题。我国果蔬气调贮藏具有很大发展潜力和非常好的发展前景，但还有漫长的路要走。