第三章 氣調保藏

第三章食品氣調貯藏學習目標1、理解氣調貯藏的概念、原理，掌握其應用條件2、認識MA貯藏和CA貯藏3、掌握塑料薄膜封閉氣調法和氣調庫貯存法4、了解氣調貯藏對食品的影響以及減壓貯藏、動態(tài)貯藏、雙變氣調貯藏、地下貯藏等。氣調保藏法的發(fā)展歷史氣調保藏法（氣調冷藏法）是指在冷藏的基礎上，調整環(huán)境氣體的組成以延長食品壽命和貨架壽命的方法。氣調冷藏技術主要應用于果蔬保鮮方面，但如今已經(jīng)發(fā)展到肉、禽、魚、焙烤食品及其他方便食品的保鮮第一節(jié)概述一氣調貯藏的概念

是指將食品存放在一個相對密閉的貯藏環(huán)境中，同時根據(jù)需要改變貯存環(huán)境中的氣體成分來實現(xiàn)延長果蔬貯藏期的一種貯藏方法。氣調貯藏一類是人工氣調貯藏（CA貯藏），如氣調庫貯存法；一類是自發(fā)氣調貯藏（MA貯藏），如塑料薄膜封閉氣調法。CA貯藏：根據(jù)產(chǎn)品需要人為地調節(jié)貯藏環(huán)境中各氣體成分和濃度，并保持其在非常狹小的變化范圍內的一種貯存方法。貯藏效果比MA貯藏好，是目前國際上最先進的貯藏技術之一。MA貯藏：利用鮮活產(chǎn)品本身的呼吸作用來降低貯藏環(huán)境中的O2濃度和提高CO2濃度，從而延長產(chǎn)品的貯藏壽命。不規(guī)定嚴格的氣體指標，允許有較大幅度的變動，貯藏中不進行人工調氣，僅定期放風進行自動調氣。1.抑制果蔬的生理活動（1）抑制果蔬的呼吸作用新鮮果蔬在采摘后，仍進行著旺盛的呼吸作用和蒸發(fā)作用，從空氣中吸取氧氣，分解消耗自身的營養(yǎng)物質，產(chǎn)生二氧化碳、水和熱量，使果蔬的營養(yǎng)成分、質量、外觀和風味發(fā)生不可逆的變化，這不僅降低了果蔬的食用品質，而且使其組織逐漸衰老，影響耐藏性和抗病性二、氣調貯藏的基本原理

由于呼吸要消耗果蔬采摘后自身的營養(yǎng)物質，所以延長果蔬貯藏期的關鍵是降低呼吸速率，即在維持其正常生命活動、保證抗病能力的前提下，把呼吸強度降低到最低水平，使之最低限度地消耗自身體內的營養(yǎng)，以達到延長保鮮期，提高保藏效果的目的。在3.3℃低溫下，氣體組成對蘋果呼吸強度的影響

降低氧氣和提高二氧化碳濃度，能降低果蔬的呼吸強度并推遲其呼吸高峰的出現(xiàn)，氧必須降低到7%以下濃度時才對呼吸強度有抑制作用，但不易低于2%，否則易出現(xiàn)厭氧呼吸。二氧化碳對呼吸的抑制作用是濃度越高，抑制作用越強，對儲藏環(huán)境中同時降低氧氣和提高二氧化碳濃度，對降低果蔬呼吸作用更為顯著，不同氧氣和二氧化碳的濃度配比條件對果蔬呼吸作用的抑制程度不同。

氧氣濃度和二氧化碳濃度對香蕉呼吸作用的影響

氧氣濃度過低或二氧化碳濃度過高都會導致鮮活食品的生理病害。果蔬的呼吸作用是隨著空氣中氧氣含量的下降而逐漸降低，釋放出二氧化碳也隨之減少。當二氧化碳釋放量降到一個最低點后又會增加，這是因為發(fā)生了缺氧呼吸的結果。當二氧化碳釋放量降到最低點時，空氣中的氧氣含量成為氧氣的臨界濃度。

果蔬儲藏時，如氧氣降到臨界濃度以下時就會發(fā)生缺氧呼吸，此時果蔬不僅會比有氧呼吸消耗更多的營養(yǎng)成分，還會產(chǎn)生酒精和乙醛的積累，造成鮮活食品的生理病害，嚴重導致微生物的侵襲，使食品腐爛。氧氣的臨界濃度隨果蔬的種類、品種的不同而異，大部分果蔬在1%~3%，而一些熱帶、亞熱帶產(chǎn)的果蔬可高達5%~10%如果二氧化碳濃度過高，也會在果蔬內產(chǎn)生大量琥珀酸積累，導致果蔬褐變、黑心等生理病變。

果蔬的氧氣臨界濃度（單位：%）

（2）抑制果蔬的乙烯生成乙烯（C2H4）是植物的一種生長激素，能促進果實的生長和成熟，并能大大加快產(chǎn)品的后熟和衰老的過程。從1-氨基環(huán)丙烷-1-羧酸（ACC）到乙烯是需氧過程，在低氧或缺氧情況下可以抑制ACC向乙烯轉化，而且低氧情況下可減弱乙烯對新陳代謝的作用；低濃度二氧化碳會促進ACC向乙烯的轉化；高濃度二氧化碳抑制乙烯的形成，延緩了乙烯對果蔬成熟的促進作用，而且還可干擾芳香類物質的揮發(fā)。

2.抑制微生物的生長繁殖好氣性微生物在低氧環(huán)境下，其生長繁殖就受到抑制。氧氣的濃度還和某些果蔬的病害發(fā)展有關，如蘋果的虎皮病隨著氧氣濃度的下降而減輕。高濃度的二氧化碳也能較強地抑制果蔬的某些微生物生長繁殖。

蘋果虎皮病三氣調貯藏的特點（1）保鮮效果好（2）保鮮期長，貨架期長（3）貯藏損失小（4）無污染四、氣調冷藏的條件調節(jié)氣體氧含量二氧化碳含量氧和二氧化碳的配合其他氣體溫度相對濕度氣調冷藏的條件

調節(jié)氣體氧含量a.對于新鮮果蔬，低氧濃度有利于延長果蔬的保存期。但必須保證果蔬氣調儲藏室內的氧濃度不低于其臨界需氧量。b.對于新鮮的動物性食品，調節(jié)氣體的氧含量以取得最佳的色澤保持效果為宜。對于不含肌紅蛋白（或含肌紅蛋白，但熱處理加工過的）動物產(chǎn)品，則盡量使氧含量降低。c.對于以抑制真菌為目的的氣調處理，則氧的濃度要降低到1%以下才有效。調節(jié)氣體二氧化碳

a高濃度二氧化碳對于果蔬一般會產(chǎn)生下列效應：降低導致成熟的合成反應（蛋白質、色素的合成）；抑制某些酶的活動（如琥珀酸脫氫酶，細胞色素氧化酶）；減少揮發(fā)性物質的產(chǎn)生；干擾有機酸的代謝；減弱果膠物質的分解；抑制葉綠素的合成和果實的脫綠；改變各種糖的比例。

b過高的二氧化碳含量，也會產(chǎn)生不良效應。一般的用于水果氣調的二氧化碳含量水平控制在2%～3%，蔬菜的應控制在2.5%～5.5%。

c對于肉類、魚類產(chǎn)品氣調保鮮處理，高濃度的二氧化碳可以明顯抑制腐敗微生物的生長，而且這種抑菌效果會隨二氧化碳濃度升高而增強。一般，要使二氧化碳在氣調保鮮中發(fā)揮抑菌作用，其濃度必須控制在20%以上。

調節(jié)氣體氧和二氧化碳的配合氧和二氧化碳濃度比例的合理選擇對于果蔬類產(chǎn)品的保鮮很重要。由于果蔬的呼吸作用會隨時改變已經(jīng)形成了的氧和二氧化碳的濃度比例，同時，各種果蔬在一定條件下都有一個能承受的氧濃度下限和二氧化碳濃度上限。因此，在氣調貯藏中，選擇和控制合適的氣體配合比例是氣調操作管理中的關鍵點。O2和CO2的配合比例有三種方式：O2和CO2體積總和約為21%

O2和CO2體積總和低于21%單指標a.O2和CO2體積總和約為21%

將產(chǎn)品貯藏在O2和CO2體積總和約為21%的密閉容器內，其呼吸消耗的O2與釋放的CO2體積大約相等，即經(jīng)過一定時間，O2和CO2體積之和仍近于21%。管理中只需定期使封閉器內排出一定體積的氣體，同時充入等體積的新鮮空氣，就可以穩(wěn)定地維持這個配合比例。

缺點：O2濃度較高（＞10%）、CO2濃度較低時，不能充分發(fā)揮氣調貯藏的優(yōu)越性；O2濃度較低（＜10%）時，可能因CO2過高而招致生理損害。

通常將O2和CO2控制相接近的指標（兩者各約10%，有時CO2稍高于O2），簡稱為高O2高CO2指標，這種配合效果不如低O2低CO2好。因其設備和管理簡單，在條件受限制的地方仍是值得應用的。b.O2和CO2體積總和低于21%

O2和CO2的含量都比較低，兩者之體積總和不到21%。這是目前國內外廣泛采用的配合方式，效果要比上述方式好得多。習慣上把氣體含量在2%-5%范圍的稱低指標，5%-8%范圍的稱中指標。大多數(shù)果蔬都適宜貯存在低O2低CO2的環(huán)境下，但這種配合方式，在操作管理上較麻煩，所需設備也較復雜。c.單指標

有時為了簡化管理手續(xù)，或者因為有的作物對CO2很敏感，可以只控制O2的含量，CO2全部用吸收劑吸收掉。由于無CO2存在時，O2影響植物呼吸的閾值約為7%，選擇的氧含量指標必須低于這個水平，才能有效地抑制呼吸強度。對于大多數(shù)果蔬來說，這種方式的效果不如O2和CO2體積總和低于21%的方式好，但比總和約為21%方式要優(yōu)越些，操作也比較簡單，比較容易推廣普及。調節(jié)氣體其它氣體

CO氣體也是一種抑制果蔬成熟的氣體。肉類產(chǎn)品包裝中加入CO，可以保持肌肉的顏色不褪，還具有一定的抑菌效用。由于CO是一種毒性氣體，盡管在氣調方面的效果好，但在使用上一直受到嚴格限制。乙烯不利于果蔬保鮮，在氣調貯藏過程中卻會因果蔬的代謝活動而積累。因此，通常的做法是將乙烯從氣調系統(tǒng)中及時驅除，以延長果蔬的保鮮期。N2是一種惰性氣體，在氣調中使用主要作為填充氣體。溫度果蔬類產(chǎn)品氣調貯藏溫度控制對于果蔬類產(chǎn)品來說，采取氣調措施，即使溫度較高也能收到較好的貯藏效果。但不能由此認為進行氣調貯藏就可以忽視溫度控制了。例如，在不同的溫度條件下氣調貯藏黃瓜30天，結果在10-13℃下，綠色好瓜率為95%；在20℃下，綠色好瓜率僅為25%，其余為半綠或完全變黃，沒有爛瓜；在5-7℃下，雖然全部保持綠色，卻有70%發(fā)生冷害病和腐爛。果蔬的氣調貯藏中，選擇的溫度通常要比普通空氣冷藏溫度高1-3℃。因為這些植物組織在0℃附近的低溫下對CO2很敏感，容易發(fā)生CO2傷害，在稍高的溫度下，這種傷害就可以避免。水果的氣調貯藏溫度，除香蕉、柑橘等較高外，一般在0-3.5℃的范圍。蔬菜的氣調溫度控制點應高一些。相對濕度在氣調貯藏中，較高的相對濕度可以避免果蔬中的水分過多的散失，可使果蔬保持新鮮的狀態(tài)，保持較強的抗病力。對于水果，調節(jié)氣體的相對濕度控制范圍一般為90%～93%，蔬菜為90%～95%。但也要防止因濕度過高而出現(xiàn)結露現(xiàn)象。動物產(chǎn)品，一般沒有對于調節(jié)氣體相對濕度進行專門控制要求。不過，選用的包裝材料應該有很好的水分阻隔性，這樣才能保持這類產(chǎn)品的新鮮外觀。五、氣調保藏對鮮活食品生理活動的影響

抑制鮮活食品的呼吸作用

降低氧和提高二氧化碳的濃度，能降低果蔬呼吸強度并推遲其呼吸高峰的出現(xiàn)。氧對呼吸強度的抑制必須降到7%以下濃度時才起作用，但不宜低于2%，否則易出現(xiàn)中毒現(xiàn)象。二氧化碳對呼吸的抑制作用是濃度越高，抑制作用越強。貯藏環(huán)境中同時降氧和提高二氧化碳濃度，對果蔬類呼吸抑制作用更為顯著不同氧和二氧化碳濃度的配比條件對果蔬的呼吸作用的抑制成程度是不同的。在有呼吸高峰型的果實貯藏過程中，如降低氧或提高二氧化碳濃度都可延遲其呼吸高峰的出現(xiàn)，并能降低呼吸高峰頂點的呼吸強度，甚至不出現(xiàn)呼吸高峰。低氧和高二氧化碳同時作用取得更明顯的效果。例如，在二氧化碳濃度為5%的氣體中蘋果呼吸強度可下降到70%，在5%氧和5%二氧化碳濃度組合中，蘋果的呼吸強度會降到38%。

氣調保藏對鮮活食品生理活動的影響

抑制鮮活食品的新陳代謝鮮活食品呼吸代謝過程中的呼吸底物主要是其中的營養(yǎng)成分（如糖類、有機酸、蛋白質和脂肪等），經(jīng)過一系列氧化還原反應而被逐步降解，并釋放出大量的呼吸熱。在有氧呼吸情況下，呼吸底物被徹底氧化為二氧化碳和水；而在缺氧呼吸情況下，則被降解為二氧化碳、乙醇、乙醛和乳酸等低分子物質。氣調采取低氧和高二氧化碳的條件，抑制生物體內酶的活性，延緩了某些有機物質的分解過程。如：低氧可以抑制葉綠素的降解；減少抗壞血酸的損失；降低不溶性果膠物質的減少速度，增大食品的脆硬度。高二氧化碳可以降低蛋白質和色素的合成作用；抑制葉綠素的合成和果實脫綠；減少揮發(fā)性物質的產(chǎn)生和果膠物質的分解，從而推遲成熟、延緩衰老。氣調保藏對鮮活食品生理活動的影響抑制果蔬乙烯的生成和作用乙烯在植物體內是一種含量很低生長激素，它能促進果實的生長和成熟，并能大大加快產(chǎn)品的后熟和衰老的過程，故有“催熟激素”之稱。抑制果蔬組織細胞中乙烯的生成或減弱乙烯對成熟的促進作用，可推遲果蔬呼吸高峰的出現(xiàn)，延緩果蔬的后熟及衰老果蔬內乙烯的生成過程：甲硫氨酸（蛋氨酸，MET）→s－腺苷酰蛋氨酸（SAW）→l—氨基環(huán)丙烷—l—羧酸（ACC）→乙烯低氧或缺氧情況可以抑制l—氨基環(huán)丙烷向乙烯的轉化，還可減弱乙烯對新陳代謝的刺激作用。低濃度二氧化碳會促進l—氨基環(huán)丙烷向乙烯的轉化，而高濃度二氧化碳可抑制乙烯的形成，還可延緩乙烯對果蔬成熟的促進作用，干擾芳香類物質的合成及揮發(fā)。氣調貯藏對微生物生長與繁殖的影響低氧環(huán)境可抑制好氣性微生物；高濃度的二氧化碳可抑制果蔬中的某些微生物生長繁殖。但某些霉菌對二氧化碳的抗性極強；少數(shù)真菌在二氧化碳濃度增加時反而有利，如高二氧化碳濃度可刺激白地霉菌的生長；有些細菌、酵母菌可將二氧化碳作為所需的碳素來源。一般來說，要使二氧化碳在氣調保鮮中發(fā)揮抑菌作用，其濃度必須控制在20%以上。但二氧化碳過高會對果蔬組織產(chǎn)生毒害作用，如若處理不當，對果蔬的傷害作用會高于對抑制微生物的作用。必須根據(jù)果蔬的不同特性，選擇適當?shù)蜏睾拖鄬穸燃把鹾投趸紳舛鹊倪m當比例，在保持果蔬正常代謝基礎上采取綜合防治措施，才能抑制其微生物的生長繁殖，并延緩后熟進程。第二節(jié)氣調貯藏的方法一、氣調貯藏的一般方法氣調貯藏的操作管理主要是封閉貯藏環(huán)境和調氣兩部分。1、塑料薄膜封閉氣調法是用塑料薄膜做封閉材料，能達到氣調貯藏的氣密性要求，價格低廉，可在冷藏庫、通風貯藏庫、土窯洞內進行注冊，還可以在運輸中應用，使用方便，便于推廣。

可以分為塑料薄膜大帳貯藏法、塑料薄膜小包裝法、硅橡膠窗氣調法和松扎袋口法。（1）塑料薄膜大帳貯藏法貯藏的產(chǎn)品用通氣的容器盛裝，碼成垛，又稱垛封法。

帳子選用的塑料薄膜一般厚度0.12~0.25cm的聚乙烯或聚氯乙烯。（1）自然降氧法：在密封的塑料帳內，利用果蔬的自身的呼吸作用，加上人工控制如用揭?guī)さ姆椒ㄟM行放風達到效果。（2）快速降氧法:將塑料帳內的空氣抽出一部分后，再沖入氨（3）半自然降氧法：將自然降氧法和快速降氧法相結合應用的一種。將塑料薄膜壓制成袋，將果實裝入袋內，扎緊袋口，即成為一個密閉的貯藏場所，又稱帶封法。（1）定期放風法：定期檢查測定代表袋的氣體組成，當有需要時，打開袋口放風，換入新鮮空氣，再扎口封閉，繼續(xù)進行貯藏。（2）不放風法：塑料薄膜很薄，有比較好的透氣性。（2）塑料薄膜小包裝法

利用硅橡膠膜特有的性能，在用較厚的塑料薄膜（如0.23mm聚乙烯）做成的袋（帳）上嵌以一定面積的硅橡膠，就做成一個有氣窗的包裝袋（或硅窗氣調帳），袋內的水果或蔬菜進行呼吸作用釋放出的二氧化碳通過氣窗透出袋外，而所消耗掉的氧氣，則由大氣透過氣窗進入袋內得到補充（3）硅橡膠窗氣調貯藏

由于硅橡膠具有較大的二氧化碳與氧氣的透性比，且二氧化碳的進出量是與袋內二氧化碳的濃度成正相關。因此，儲藏一定時間之后，袋內的二氧化碳和氧氣進出達到動態(tài)平衡，其含量就會自然調節(jié)到一定的范圍。與塑料薄膜小包裝法基本相同，所不同的是在產(chǎn)品裝袋后扎口時，需用直徑20cm的圓棒放在口袋出一同捆扎，扎好后拔出圓棒，再將所留圓孔處的口袋揉一下，使袋口的空隙成自然狀態(tài)。袋內氣體指標的控制完全靠袋口這個自然的通氣口調節(jié)。常用于貯藏菠菜、芹菜等。（4）扎口袋法

這種溫濕度的交替變動，就像有一臺無形的抽水機，不斷地把產(chǎn)品中的水抽出來變成凝結水。也可能并不發(fā)生空氣對流，而由于溫度較高處的水汽分壓較大，該處的水汽會向低溫處擴散，同樣導致高溫處產(chǎn)品的脫水而低溫處的產(chǎn)品凝水。所以薄膜