减压贮藏技术及其在果蔬贮藏中的应用研究.doc

学校毕业设计论文题 目：减压贮藏技术及其在果蔬贮藏中的应用研究 作 者： 学 号： 班 级： 系 别： 农业科学系 专 业： 园艺技术 指导教师： 专业技术职务 2009年 6月 福建毕 业 论 文 中 文 摘 要减压保鲜技术被国际上称为21世纪保鲜技术，减压保鲜库的建造以材料、容器设计、机电、自控和食品等专业技术为主，并辅以果蔬采后生理分析等实验测试条件。我国在减压贮藏研究领域虽然起步较晚，但进展较快，某些技术更是取得了突破性的进展。但是，减压贮藏技术毕竟是一项新兴技术，不少方面尚须在现有较好基础上组织有关教学、科研、生产等部门的力量展开共同深入的研究。本论文包括了减压贮藏的内容、原理、特点及减压贮藏分别与常压贮藏、机械冷藏和气调贮藏的比较。多方面分析了减压贮藏这一新技术。虽然这一技术尚未广泛应用，但看来还是有很大的发展前途。关键词：减压贮藏 原理 特点 应用研究目 录1 减压系统的产生和内容 4 2 减压贮藏的原理 53 减压贮藏的特点 53.1 理论特点53.1.1 可达到低02和超低02效果53.1.2 可促进果蔬组织内挥发性气体向外扩散63.1.3 从根本上消除C02中毒的可能性63.1.4 抑制微生物的生长发育63.2 技术特点63.2.1 贮藏期延长63.2.2 具有“三快”的特点73.2.3 贮量大、可多品种混放73.2.4 可随时出入库73.2.5 延长货架期73.2.6 节能、经济83.3 存在问题83.3.1 建造费用高83.3.2 产品易失水83.3.3 产品香味易降低84 减压贮藏与常压贮藏的实验比较841 试验方法842 测试方法943 结果与分析95 减压贮藏与机械冷藏的比较106 减压贮藏与气调贮藏的比较11致谢 12参考文献12引言现代农场品保鲜技术萌发于19世纪，发展到现在经历了三次革命。第一次革命是机械冷藏库的出现。1951年澳大利亚人詹姆斯。哈里逊（James Harison)设计并制造出第一台小型制冷压缩机及其辅助设备，从此，用这种制冷系统建造的机械式冷藏库逐步发展并用于农场品贮藏，进入20世纪后，工业化国家广泛利用大型机械式冷库贮藏农场品。第二次是气调贮藏的出现。20世纪10年代英国科学家Kidd和West发现了气调理论，从此，发达国家的农场品保鲜，在冷藏的基础上又开始采用气调贮藏技术。至第二次世界大战后，气调技术迅速发展，由自发气调到机械化气调，又到自动控制气调，并大量用于农场品贮藏。第三次革命是迪恩减压贮藏的出现。减压贮藏技术源于20世纪60年代:1957年，Workman和Hummel等人注意到，一些果蔬食品在冷藏的基础上再加上减低气压，可进以步降低呼吸水平和乙烯的生成，从而延长贮藏寿命。70年代之后，在美国迈阿密大学教授Stanley Burg的倡导下，减压贮藏方法在经历初期探索后，逐步走向了广泛研究的道路。1 减压系统的产生和内容果蔬是易腐、难贮的农产品，尽管我们的祖先依据长期的生产经验积累，利用自然冷源和一些简单的保温措施来延长农产品的保鲜时间，但局限性很大，特别是一些贮藏保鲜难度大的特殊品种，就必须采用现代农产品的贮藏保鲜技术，才能取得较好的贮藏保鲜效果1。减压保鲜技术是在真空技术发展的基础上，将常压贮藏替换为真空环境下的气体置换贮存方式。此方式能迅速改变贮存容器内的大气压力，并且能够精确地控制气体成分，取得稳定的超低氧环境。因此，减压保鲜无论在理论上还是在技术上都有其独到的特点2。关于减压贮藏的研究，在五十年代已开其端，但是最初所用的减压程度很轻，压力为658709mmHg,使几种果品的保藏期延长2092%，到了六十年代伯格首先阐明减压贮藏的原理。在伯格的努力下并通过世界上一些科学家的研究实验，将一个原理发展为使用的商业性技术，应用于许多种类的果品，取得了很好的效果。2 减压贮藏的原理减压贮藏的原理是，降低气压，空气的各种气体组分的分压都相应降低。例如气压降至正常的1/10，空气中的02、C02、乙烯等的分压也都降至原来的1/10。这时空气各组分的相对比例并未改变，但它们的绝对含量则降为原来的1/10，02的含量只相当于正常气压下2.1了。所以减压贮藏也能创造一个低02条件，从而起到类似气调贮藏的作用。还不只如此。减压处理能促进植物组织内气体成分向外扩散，这是减压贮藏更重要的作用。植物组织内气体向外扩散的速度，与该气体在组织内外的分压差及其扩散系数成正比；扩散系数又与外部的压力成反比。所以减压处理能够大大加速组织内乙烯向外扩散，减少内源乙烯的含量。例如据测定，当气压从1.01325105Pa降至2.6664104pa，苹果的内源乙烯几乎减少4倍。在减压条件下植物组织中其他种种挥发性代谢产物乙醛、乙醇、芳香物质等等也都加速向外扩散。这些作用对防止果蔬组织完熟衰老都是极度其有利的，并且一般是减压越低作用越明显。有人试验，番茄在正常大气压下35天成熟，在7.3967104Pa和4.3570104Pa下分别在65及87天后成熟；在1.6212104Pa，100天也不成熟，但解除低压后经7天就可正常成熟。减压贮藏不仅可以延缓完熟，还有保持绿色、防止组织软化、减轻冷害和一些贮藏生理病害的效应。如菠菜、生菜、青豆、青葱、水萝卜、蘑菇等在减压贮藏中都有保色作用3。3、减压贮藏的特点3.1理论特点3.1.1可达到低02和超低02效果 将果蔬置于密闭容器内，抽出容器内部分空气，使内部气压降到一定程度，空气中各种气体组分的分压都相应降低，02浓度也相应降低。例如，当把气压降至正常的1/10-1/20，空气中各组分的相对比例并未改变，但它们的绝对含量则降为原来的1/10-1/20，此时02的含量只相当于正常气压的1.1-2.1%了。所以，减压贮藏能创造出一个低02或超低02的条件，从而起到类似气调贮藏的作用，在超低02的条件下更易于减压贮藏。3.1.2可促进果蔬组织内挥发性气体向外扩散 减压贮藏可以促进果蔬组织挥发性气体向外扩散，这是减压贮藏明显优于冷藏和气调贮藏最重要的原因。减压处理能够大大加速组织内乙烯以及其它挥发性产物如乙醛、酒精等向外扩散，因而可以减少由这些物质引起的衰老和生理病害。3.1.3从根本上消除C02中毒的可能性 气调贮藏时，提高C02浓度的重要作用之一是使它成为乙烯作用竞争性抑制者，但又常会导致某些生理病害。减压条件下内源乙烯已极度减少，合成也受到抑制，似乎不再需要维持高浓度C02来阻止乙烯的活动。另外，减压贮藏很易造成一个低C02的贮藏环境，并且可使产品组织内部的C02分压远低于正常空气中的水平，因而从根本上消除了C02中毒的可能性。3.1.4抑制微生物的生长发育 减压贮藏由于可造成超低02条件，所以可抑制微生物的生长发育和孢子形成，由此减轻某些侵染性病害，并且可使无残毒高效杀菌气体由表及里，高强度地渗入果蔬组织内部，成功地解决了高湿与腐烂这一矛盾。 因此，减压贮藏能够降低果蔬呼吸强度，并抑制乙烯的生物合成；而且低压可推迟叶绿素的分解，抑制类胡萝卜素和番茄红素的合成，减缓淀粉的水解，糖的增加和酸的消耗等过程，从而延缓果蔬的成熟和衰老。并能防止和减少各种贮藏生理病害，如酒精中毒，虎皮病等，以保持新鲜果蔬品质、硬度、色泽等。同时，减压贮藏也可用于肉类、花卉等的保鲜。在相同贮藏环境条件下，减压贮藏明显要比冷藏效果好4。3.2 技术特点3.2.1 贮藏期延长 由于减压贮藏除具有冷藏和类似气调贮藏的效果外，还有利于组织细胞中有害物质如乙烯、乙醇等挥发性气体的排出。所以减压贮藏可比普通冷藏大大延长果蔬的贮藏期限。3.2.2 具有“三快”的特点 减压贮藏具有快速减压降温、快速降氧、快速脱除有害气体成分的特点，在减压条件下，果蔬的田间热、呼吸热等随真空泵的运行而被排出，造成降温迅速；由于真空条件下，空气的各种气体组分分压都相应的迅速下降，故氧分压也迅速降低，克服了气调贮藏中降氧缓慢的不足；同时，由于减压造成果蔬组织内外产生压力差，以此压力差为动力，果蔬组织内的气体成分向外扩散，避免了有害气体对果蔬的毒害作用，延缓了果蔬的衰老。3.2.3 贮量大、可多品种混放 由于减压贮藏换气频繁，气体扩散速度快，产品在贮藏室内密集堆放，室内各部分仍能维持较均匀的温湿度和气体成分，所以贮藏量较大；同时减压贮藏可尽快排出产品体内的有害物质，防止了产品之间相互促进衰老，并可多品种同放于一贮藏室内。3.2.4可随时出入库 由于减压贮藏操作灵活、使用方便，所要求的温湿度、气体浓度很容易达到，所以产品可随时出入库，避免了普通冷藏和气调贮藏产品易受出入库影响的不良后果。3.2.5 延长货架期 经减压贮藏的产品，在解除低压后仍有后效，其后熟和衰老过程仍然缓慢，故延长产品货架期。3.2.6节能、经济 减压贮藏除空气外不需要提供其它气体，省去了气体发生器和C02脱除设备等。由于减压库的制冷降温与抽真空相互不断地连续进行，并维持压力的动态平衡，所以减压贮藏库的降温速度相当快，果蔬可不预冷，直接入库贮藏，尤其在运输方面，节约了时间，加带了货物的流通速度。3.3存在问题3.3.1建造费用高 减压贮藏库建筑比普通冷库和气调贮藏库要高，因此，目前制约了这种方法在商业上的应用，需进一步研究在保证耐压的情况下降低建造费用。3.3.2产品易失水 库内换气频繁，产品易失水萎蔫，故减压贮藏中特别要注意湿度控制，最好在通入的气体中增设加湿装置。3.3.3产品香味易降低 减压贮藏后，产品芳香物质损失较大，很易失去原有的香气和风味。但有些产品在常压下放置一段时间后，风味可稍有恢复。4减压贮藏与常压贮藏的实验比较减压贮藏与常压贮藏对水蜜桃的保鲜效果的比较5水蜜桃素以肉质细腻，皮薄多汁味甜浓香，营养丰富而驰名中外。但由于其在收获期多在高温、多雨季节，极易腐烂变质，所以有关桃果实保鲜方面的研究有不少报道。但多集中在机械冷藏，气调贮藏，涂膜保鲜及防腐保鲜剂的应用等方面的研究虽在一定程度上延长了桃果实的保鲜期。但当贮藏温度高于二十摄氏度时，水蜜桃的保鲜期一般不超过七天。近年来，减压保鲜技术以前所未有的速度迅猛发展，它以其“快速降氧，快速降压，快速降温”为特点，并及时排除原料代谢产生的乙烯、乙醛、乙醇等有害气体。因而能有效延长果蔬贮藏寿命。4.1试验方法常压方法：将水蜜桃称质量后成箱放入小型常压库。贮藏温度控制在（251）湿度控制在8595，每天开库取样一次。至水蜜桃全部软化、开始腐烂（5腐烂率15）时结束试验。每30个为一次处理。重复三次试验后去平均值。减压贮藏：将水蜜桃称质量后成箱放入减压库。贮藏温度控制在（251）湿度控制在8595，每天开库取样一次。至水蜜桃全部软化、开始腐烂（5腐烂率15）时结束试验。每30个为一次处理。重复三次试验后去平均值。4.2测试方法好果率：每次取样时检查桃果实的完好状况，发现烂果（表面烂斑累计达1C以上者为烂果）及时挑出，按以下公式统计好果率：Hn()=(No-Nn)100No式中：Hn-为贮藏至n天的好果率； No-为每次处理桃果实的原始个数； Nn-为贮藏n天累计烂果个数；4.3结果与分析不同贮藏过程中可融性固形物的变化（折光仪）可溶性固形物贮藏天数d在两种贮藏条件下，果实可溶性固形物的含量均表现为“先升后降”之势。且变化幅度大致相同。与常压贮藏相比，减压贮藏可以缓解可溶性固形物的降低。这主要与减压贮藏能抑制果实的呼吸代谢。因而能降低果实的呼吸消耗有关。果 实 硬 度 106 Pa果实硬度变化（果实硬度计）贮藏天数d在两种贮藏条件下，果实硬度均随着贮藏时间的延长而下降。呈“先快后慢”之势；但下降速度差异明显。在贮藏前，常压贮藏条件下果实硬度的下降速率为减压贮藏的.倍。在整个贮藏过程中，降压贮藏条件下果实硬度下降的速率为常压贮藏的。所以减压贮藏可延缓水蜜桃硬度下降的速率。好果率的变化好 果 率 贮藏天数d在两种贮藏条件下，水蜜桃好果率均随着贮藏时间的延长而下降，但下降速度呈先慢后快。在常压贮藏第开始下降且速度较快，说明常压贮藏从第开始出现烂果，之后烂果不断增多；在减压贮藏条件下，从第开始开始出现烂果，之后烂果不断增多；表明减压贮藏能有效抑制桃果实腐烂，延迟果实发生腐烂的时间。因此，减压贮藏能够降低果蔬呼吸强度，并抑制乙烯的生物合成；而且低压可推迟叶绿素的分解，抑制类胡萝卜素和番茄红素的合成，减缓淀粉的水解，糖的增加和酸的消耗等过程，从而延缓果蔬的成熟和衰老。并能防止和减少各种贮藏生理病害，如酒精中毒，虎皮病等，以保持新鲜果蔬品质、硬度、色泽等。同时，减压贮藏也可用于肉类、花卉等的保鲜。在相同贮藏环境条件下，减压贮藏明显要比冷藏效果好。5.减压贮藏与机械冷藏的比较气调贮藏是目前世界上应用最广泛的果蔬贮藏方式，也是我国新鲜果蔬产品的主要贮藏方法。机械冷藏的原理主要是降低温度来降低果蔬的呼吸强度，从而达到延长贮藏时间的目的。而这点减压贮藏也可以做到。相对的果蔬减压贮藏时入库前可无需预冷，但机械冷藏需要。这样的话机械冷藏操作就相对来说比较麻烦。并且减压贮藏还兼并减压的优势，可根据内外的压力差排除乙烯、乙醇等有害气体，因而能有效延长果蔬贮藏的寿命。如表1表1部分果品用机械冷藏和减压贮藏的贮藏寿命7种类及品种贮藏寿命（天）冷藏减压贮藏充分成长的成熟水果凤梨（田间成熟）91240葡萄柚304090120草莓（品种：佛罗里达90）572128甜樱桃146090充分成长未成熟水果香蕉（品种：瓦勒利）101490150油梨（品种：卢拉）233090100葡萄（品种：塔西提）14356090洋梨(品种：巴梨)4560300苹果（一般品种）60903006.减压贮藏与气调贮藏的比较减压贮藏是气调贮藏的发展，是一种特殊的气调方式。与气调贮藏相比，虽然减压贮藏作用性质与气调贮藏中降低O2的浓度同，但减压贮藏可以比气调贮藏控制更精确6。气调贮藏时降低O2浓度，增加CO2浓度的重要作用之一是使它成为乙烯作用的竞争性抑制者，但又常常会导致某些生理病害的发生。在减压条件下减压促进了内源乙烯的向外扩散，降低了产品中乙烯的内部浓度，不太需要维持高浓度CO2来阻止乙烯的活动。即使还需要维持较高的CO2浓度，也不至于发生病害，因为在减压环境中，产品内部的CO2浓度已远低于在正常空气中的水平7。因而从根本上消除了CO2中毒的可能性。同时气压减低不仅可以让乙烯向外扩散，还可以促进其他挥发性代谢产物，如乙醛、酒精的扩散。从而比气调贮藏更可以延缓和抑制衰老过程。同时减压贮藏与气调贮藏相比，相对湿度也可以精确控制。表2部分果品用冷藏和减压贮藏的贮藏寿命名称气调贮藏d减压贮藏d香蕉42-56150樱桃28-3556-70梨100200青椒无效果50芒果几乎无效果50蘑菇621黄瓜1228从表2可以看出减压贮藏比气调贮藏更为优越，贮藏时间也相对较长。虽然减压贮藏目前尚未广泛应用，看来还是有很大发展前途的。致 谢三年的读书生活在