第三章--气调保藏PPT课件

1 第三章食品气调贮藏 2 学习目标 1 理解气调贮藏的概念 原理 掌握其应用条件2 认识MA贮藏和CA贮藏3 掌握塑料薄膜封闭气调法和气调库贮存法4 了解气调贮藏对食品的影响以及减压贮藏 动态贮藏 双变气调贮藏 地下贮藏等 3 气调保藏法的发展历史 气调保藏法 气调冷藏法 是指在冷藏的基础上 调整环境气体的组成以延长食品寿命和货架寿命的方法 气调冷藏技术主要应用于果蔬保鲜方面 但如今已经发展到肉 禽 鱼 焙烤食品及其他方便食品的保鲜 4 第一节概述 一气调贮藏的概念是指将食品存放在一个相对密闭的贮藏环境中 同时根据需要改变贮存环境中的气体成分来实现延长果蔬贮藏期的一种贮藏方法 5 气调贮藏 一类是人工气调贮藏 CA贮藏 如气调库贮存法 一类是自发气调贮藏 MA贮藏 如塑料薄膜封闭气调法 CA贮藏 根据产品需要人为地调节贮藏环境中各气体成分和浓度 并保持其在非常狭小的变化范围内的一种贮存方法 贮藏效果比MA贮藏好 是目前国际上最先进的贮藏技术之一 MA贮藏 利用鲜活产品本身的呼吸作用来降低贮藏环境中的O2浓度和提高CO2浓度 从而延长产品的贮藏寿命 不规定严格的气体指标 允许有较大幅度的变动 贮藏中不进行人工调气 仅定期放风进行自动调气 6 1 抑制果蔬的生理活动 1 抑制果蔬的呼吸作用新鲜果蔬在采摘后 仍进行着旺盛的呼吸作用和蒸发作用 从空气中吸取氧气 分解消耗自身的营养物质 产生二氧化碳 水和热量 使果蔬的营养成分 质量 外观和风味发生不可逆的变化 这不仅降低了果蔬的食用品质 而且使其组织逐渐衰老 影响耐藏性和抗病性 二 气调贮藏的基本原理 7 由于呼吸要消耗果蔬采摘后自身的营养物质 所以延长果蔬贮藏期的关键是降低呼吸速率 即在维持其正常生命活动 保证抗病能力的前提下 把呼吸强度降低到最低水平 使之最低限度地消耗自身体内的营养 以达到延长保鲜期 提高保藏效果的目的 8 在3 3 低温下 气体组成对苹果呼吸强度的影响 降低氧气和提高二氧化碳浓度 能降低果蔬的呼吸强度并推迟其呼吸高峰的出现 氧必须降低到7 以下浓度时才对呼吸强度有抑制作用 但不易低于2 否则易出现厌氧呼吸 二氧化碳对呼吸的抑制作用是浓度越高 抑制作用越强 对储藏环境中同时降低氧气和提高二氧化碳浓度 对降低果蔬呼吸作用更为显著 不同氧气和二氧化碳的浓度配比条件对果蔬呼吸作用的抑制程度不同 9 氧气浓度和二氧化碳浓度对香蕉呼吸作用的影响 10 氧气浓度过低或二氧化碳浓度过高都会导致鲜活食品的生理病害 果蔬的呼吸作用是随着空气中氧气含量的下降而逐渐降低 释放出二氧化碳也随之减少 当二氧化碳释放量降到一个最低点后又会增加 这是因为发生了缺氧呼吸的结果 当二氧化碳释放量降到最低点时 空气中的氧气含量成为氧气的临界浓度 果蔬储藏时 如氧气降到临界浓度以下时就会发生缺氧呼吸 此时果蔬不仅会比有氧呼吸消耗更多的营养成分 还会产生酒精和乙醛的积累 造成鲜活食品的生理病害 严重导致微生物的侵袭 使食品腐烂 氧气的临界浓度随果蔬的种类 品种的不同而异 大部分果蔬在1 3 而一些热带 亚热带产的果蔬可高达5 10 如果二氧化碳浓度过高 也会在果蔬内产生大量琥珀酸积累 导致果蔬褐变 黑心等生理病变 11 果蔬的氧气临界浓度 单位 12 2 抑制果蔬的乙烯生成乙烯 C2H4 是植物的一种生长激素 能促进果实的生长和成熟 并能大大加快产品的后熟和衰老的过程 从1 氨基环丙烷 1 羧酸 ACC 到乙烯是需氧过程 在低氧或缺氧情况下可以抑制ACC向乙烯转化 而且低氧情况下可减弱乙烯对新陈代谢的作用 低浓度二氧化碳会促进ACC向乙烯的转化 高浓度二氧化碳抑制乙烯的形成 延缓了乙烯对果蔬成熟的促进作用 而且还可干扰芳香类物质的挥发 13 2 抑制微生物的生长繁殖好气性微生物在低氧环境下 其生长繁殖就受到抑制 氧气的浓度还和某些果蔬的病害发展有关 如苹果的虎皮病随着氧气浓度的下降而减轻 高浓度的二氧化碳也能较强地抑制果蔬的某些微生物生长繁殖 苹果虎皮病 14 三气调贮藏的特点 1 保鲜效果好 2 保鲜期长 货架期长 3 贮藏损失小 4 无污染 15 四 气调冷藏的条件 调节气体氧含量二氧化碳含量氧和二氧化碳的配合其他气体温度相对湿度 16 气调冷藏的条件 调节气体氧含量a 对于新鲜果蔬 低氧浓度有利于延长果蔬的保存期 但必须保证果蔬气调储藏室内的氧浓度不低于其临界需氧量 b 对于新鲜的动物性食品 调节气体的氧含量以取得最佳的色泽保持效果为宜 对于不含肌红蛋白 或含肌红蛋白 但热处理加工过的 动物产品 则尽量使氧含量降低 c 对于以抑制真菌为目的的气调处理 则氧的浓度要降低到1 以下才有效 17 调节气体 二氧化碳a高浓度二氧化碳对于果蔬一般会产生下列效应 降低导致成熟的合成反应 蛋白质 色素的合成 抑制某些酶的活动 如琥珀酸脱氢酶 细胞色素氧化酶 减少挥发性物质的产生 干扰有机酸的代谢 减弱果胶物质的分解 抑制叶绿素的合成和果实的脱绿 改变各种糖的比例 b过高的二氧化碳含量 也会产生不良效应 一般的用于水果气调的二氧化碳含量水平控制在2 3 蔬菜的应控制在2 5 5 5 c对于肉类 鱼类产品气调保鲜处理 高浓度的二氧化碳可以明显抑制腐败微生物的生长 而且这种抑菌效果会随二氧化碳浓度升高而增强 一般 要使二氧化碳在气调保鲜中发挥抑菌作用 其浓度必须控制在20 以上 18 调节气体 氧和二氧化碳的配合氧和二氧化碳浓度比例的合理选择对于果蔬类产品的保鲜很重要 由于果蔬的呼吸作用会随时改变已经形成了的氧和二氧化碳的浓度比例 同时 各种果蔬在一定条件下都有一个能承受的氧浓度下限和二氧化碳浓度上限 因此 在气调贮藏中 选择和控制合适的气体配合比例是气调操作管理中的关键点 O2和CO2的配合比例有三种方式 O2和CO2体积总和约为21 O2和CO2体积总和低于21 单指标 19 a O2和CO2体积总和约为21 将产品贮藏在O2和CO2体积总和约为21 的密闭容器内 其呼吸消耗的O2与释放的CO2体积大约相等 即经过一定时间 O2和CO2体积之和仍近于21 管理中只需定期使封闭器内排出一定体积的气体 同时充入等体积的新鲜空气 就可以稳定地维持这个配合比例 缺点 O2浓度较高 10 CO2浓度较低时 不能充分发挥气调贮藏的优越性 O2浓度较低 10 时 可能因CO2过高而招致生理损害 通常将O2和CO2控制相接近的指标 两者各约10 有时CO2稍高于O2 简称为高O2高CO2指标 这种配合效果不如低O2低CO2好 因其设备和管理简单 在条件受限制的地方仍是值得应用的 20 b O2和CO2体积总和低于21 O2和CO2的含量都比较低 两者之体积总和不到21 这是目前国内外广泛采用的配合方式 效果要比上述方式好得多 习惯上把气体含量在2 5 范围的称低指标 5 8 范围的称中指标 大多数果蔬都适宜贮存在低O2低CO2的环境下 但这种配合方式 在操作管理上较麻烦 所需设备也较复杂 21 c 单指标 有时为了简化管理手续 或者因为有的作物对CO2很敏感 可以只控制O2的含量 CO2全部用吸收剂吸收掉 由于无CO2存在时 O2影响植物呼吸的阈值约为7 选择的氧含量指标必须低于这个水平 才能有效地抑制呼吸强度 对于大多数果蔬来说 这种方式的效果不如O2和CO2体积总和低于21 的方式好 但比总和约为21 方式要优越些 操作也比较简单 比较容易推广普及 22 调节气体 其它气体CO气体也是一种抑制果蔬成熟的气体 肉类产品包装中加入CO 可以保持肌肉的颜色不褪 还具有一定的抑菌效用 由于CO是一种毒性气体 尽管在气调方面的效果好 但在使用上一直受到严格限制 乙烯不利于果蔬保鲜 在气调贮藏过程中却会因果蔬的代谢活动而积累 因此 通常的做法是将乙烯从气调系统中及时驱除 以延长果蔬的保鲜期 N2是一种惰性气体 在气调中使用主要作为填充气体 23 温度 果蔬类产品气调贮藏温度控制对于果蔬类产品来说 采取气调措施 即使温度较高也能收到较好的贮藏效果 但不能由此认为进行气调贮藏就可以忽视温度控制了 例如 在不同的温度条件下气调贮藏黄瓜30天 结果在10 13 下 绿色好瓜率为95 在20 下 绿色好瓜率仅为25 其余为半绿或完全变黄 没有烂瓜 在5 7 下 虽然全部保持绿色 却有70 发生冷害病和腐烂 果蔬的气调贮藏中 选择的温度通常要比普通空气冷藏温度高1 3 因为这些植物组织在0 附近的低温下对CO2很敏感 容易发生CO2伤害 在稍高的温度下 这种伤害就可以避免 水果的气调贮藏温度 除香蕉 柑橘等较高外 一般在0 3 5 的范围 蔬菜的气调温度控制点应高一些 24 相对湿度 在气调贮藏中 较高的相对湿度可以避免果蔬中的水分过多的散失 可使果蔬保持新鲜的状态 保持较强的抗病力 对于水果 调节气体的相对湿度控制范围一般为90 93 蔬菜为90 95 但也要防止因湿度过高而出现结露现象 动物产品 一般没有对于调节气体相对湿度进行专门控制要求 不过 选用的包装材料应该有很好的水分阻隔性 这样才能保持这类产品的新鲜外观 25 五 气调保藏对鲜活食品生理活动的影响 抑制鲜活食品的呼吸作用降低氧和提高二氧化碳的浓度 能降低果蔬呼吸强度并推迟其呼吸高峰的出现 氧对呼吸强度的抑制必须降到7 以下浓度时才起作用 但不宜低于2 否则易出现中毒现象 二氧化碳对呼吸的抑制作用是浓度越高 抑制作用越强 贮藏环境中同时降氧和提高二氧化碳浓度 对果蔬类呼吸抑制作用更为显著不同氧和二氧化碳浓度的配比条件对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实贮藏过程中 如降低氧或提高二氧化碳浓度都可延迟其呼吸高峰的出现 并能降低呼吸高峰顶点的呼吸强度 甚至不出现呼吸高峰 低氧和高二氧化碳同时作用取得更明显的效果 例如 在二氧化碳浓度为5 的气体中苹果呼吸强度可下降到70 在5 氧和5 二氧化碳浓度组合中 苹果的呼吸强度会降到38 26 气调保藏对鲜活食品生理活动的影响 抑制鲜活食品的新陈代谢鲜活食品呼吸代谢过程中的呼吸底物主要是其中的营养成分 如糖类 有机酸 蛋白质和脂肪等 经过一系列氧化还原反应而被逐步降解 并释放出大量的呼吸热 在有氧呼吸情况下 呼吸底物被彻底氧化为二氧化碳和水 而在缺氧呼吸情况下 则被降解为二氧化碳 乙醇 乙醛和乳酸等低分子物质 气调采取低氧和高二氧化碳的条件 抑制生物体内酶的活性 延缓了某些有机物质的分解过程 如 低氧可以抑制叶绿素的降解 减少抗坏血酸的损失 降低不溶性果胶物质的减少速度 增大食品的脆硬度 高二氧化碳可以降低蛋白质和色素的合成作用 抑制叶绿素的合成和果实脱绿 减少挥发性物质的产生和果胶物质的分解 从而推迟成熟 延缓衰老 27 气调保藏对鲜活食品生理活动的影响 抑制果蔬乙烯的生成和作用乙烯在植物体内是一种含量很低生长激素 它能促进果实的生长和成熟 并能大大加快产品的后熟和衰老的过程 故有 催熟激素 之称 抑制果蔬组织细胞中乙烯的生成或减弱乙烯对成熟的促进作用 可推迟果蔬呼吸高峰的出现 延缓果蔬的后熟及衰老果蔬内乙烯的生成过程 甲硫氨酸 蛋氨酸 MET s 腺苷酰蛋氨酸 SAW l 氨基环丙烷 l 羧酸 ACC 乙烯低氧或缺氧情况可以抑制l 氨基环丙烷向乙烯的转化 还可减弱乙烯对新陈代谢的刺激作用 低浓度二氧化碳会促进l 氨基环丙烷向乙烯的转化 而高浓度二氧化碳可抑制乙烯的形成 还可延缓乙烯对果蔬成熟的促进作用 干扰芳香类物质的合成及挥发 28 气调贮藏对微生物生长与繁殖的影响 低氧环境可抑制好气性微生物 高浓度的二氧化碳可抑制果蔬中的某些微生物生长繁殖 但某些霉菌对二氧化碳的抗性极强 少数真菌在二氧化碳浓度增加时反而有利 如高二氧化碳浓度可刺激白地霉菌的生长 有些细菌 酵母菌可将二氧化碳作为所需的碳素来源 一般来说 要使二氧化碳在气调保鲜中发挥抑菌作用 其浓度必须控制在20 以上 但二氧化碳过高会对果蔬组织产生毒害作用 如若处理不当 对果蔬的伤害作用会高于对抑制微生物的作用 必须根据果蔬的不同特性 选择适当低温和相对湿度及氧和二氧化碳浓度的适当比例 在保持果蔬正常代谢基础上采取综合防治措施 才能抑制其微生物的生长繁殖 并延缓后熟进程 29 第二节气调贮藏的方法 一 气调贮藏的一般方法气调贮藏的操作管理主要是封闭贮藏环境和调气两部分 1 塑料薄膜封闭气调法是用塑料薄膜做封闭材料 能达到气调贮藏的气密性要求 价格低廉 可在冷藏库 通风贮藏库 土窑洞内进行注册 还可以在运输中应用 使用方便 便于推广 可以分为塑料薄膜大帐贮藏法 塑料薄膜小包装法 硅橡胶窗气调法和松扎袋口法 30 1 塑料薄膜大帐贮藏法 贮藏的产品用通气的容器盛装 码成垛 又称垛封法 帐子选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 在密封的塑料帐内 利用果蔬的自身的呼吸作用 加上人工控制如用揭帐的方法进行放风达到效果 2 快速降氧法 将塑料帐内的空气抽出一部分后 再冲入氨 3 半自然降氧法 将自然降氧法和快速降氧法相结合应用的一种 31 将塑料薄膜压制成袋 将果实装入袋内 扎紧袋口 即成为一个密闭的贮藏场所 又称带封法 1 定期放风法 定期检查测定代表袋的气体组成 当有需要时 打开袋口放风 换入新鲜空气 再扎口封闭 继续进行贮藏 2 不放风法 塑料薄膜很薄 有比较好的透气性 2 塑料薄膜小包装法 32 利用硅橡胶膜特有的性能 在用较厚的塑料薄膜 如0 23mm聚乙烯 做成的袋 帐 上嵌以一定面积的硅橡胶 就做成一个有气窗的包装袋 或硅窗气调帐 袋内的水果或蔬菜进行呼吸作用释放出的二氧化碳通过气窗透出袋外 而所消耗掉的氧气 则由大气透过气窗进入袋内得到补充 3 硅橡胶窗气调贮藏 由于硅橡胶具有较大的二氧化碳与氧气的透性比 且二氧化碳的进出量是与袋内二氧化碳的浓度成正相关 因此 储藏一定时间之后 袋内的二氧化碳和氧气进出达到动态平衡 其含量就会自然调节到一定的范围 33 与塑料薄膜小包装法基本相同 所不同的是在产品装袋后扎口时 需用直径20cm的圆棒放在口袋出一同捆扎 扎好后拔出圆棒 再将所留圆孔处的口袋揉一下 使袋口的空隙成自然状态 袋内气体指标的控制完全靠袋口这个自然的通气口调节 常用于贮藏菠菜 芹菜等 4 扎口袋法 34 这种温湿度的交替变动 就像有一台无形的抽水机 不断地把产品中的水抽出来变成凝结水 也可能并不发生空气对流 而由于温度较高处的水汽分压较大 该处的水汽会向低温处扩散 同样导致高温处产品的脱水而低温处的产品凝水 所以薄膜封闭储藏时 一方面是帐 袋 内部湿度很高 另一方面产品仍然有较明显的脱水现象 解决这一问题的关键在于力求库温保持稳定 尽量减小封闭帐 袋 内外的温差 35 1 气调冷藏库的库房与冷藏设备与机械冷藏库基本相同 气调冷藏库要求有很高的气密性 防止漏气 气调库在使用前 必须对其进行气密测试 但是气调库也并非绝对密封 在实际生产中也是难以实现的 从技术上来说 库内贮藏物体消耗的O2多余漏入O2 就可认为气密性良好 2 气调库贮藏法 一般主要由库房 冷藏系统 气调设备 气体净化系统 压力平衡装置等组成 气密性达不到要求的气调库在查找到泄漏部位后 通常采用现场喷涂密封材料的操作方法补漏 36 气调库门 37 制氮机 配气仪 二氧化碳脱除机 2 气调设备主要有能降氧气浓度的氮气发生器 CO2脱出器等 CO2的脱除过去常用消石灰水吸收 适用于小型 活性炭吸附脱出发目前国内较为常用 还可以用水和氢氧化钠溶液出去CO2 38 3 气体净化系统 CO2气体洗涤器 l 碱式气体洗涤器 主要是一个吸收液的喷淋系统 用鼓风机引气调库内的空气流经4 5 碱液喷淋层 使空气中的CO2为NaOH所吸收 净化后的空气重新回到贮藏库 2 水式气体洗涤器 利用低温水吸收二氧化碳气体 3 干式气体洗涤器 净化器内放置固体吸收剂 气调库内的气体流经吸收剂周围的孔隙 CO2被吸除 再回流入库内 固体吸收剂工作一段时期后会被所吸收的气体所饱和 需要用新鲜空气洗脱再生后才能继续使用 因此 常将两个净化器并联起来使用 这样可以使气体净化系统保持连续工作状态 39 4 分析监测仪器设备采样泵 安全阀 控制阀 流量计 奥氏气体分析仪 温湿度记录仪 测氧气仪 测二氧化碳仪 气相色谱仪 计算机等分析监测仪器设备满足了气调储藏过程中相关储藏条件精确的分析检测要求 为调配气提供依据 并对调配气进行自动监控 40 库气检测控制系统 41 二 减压降氧法 即采用降低气压来使氧的浓度降低 同时室内空气各组分的分压都相应下降的降氧方法 又称为低压气调冷藏法或真空冷藏法 是气调冷藏的进一步发展 减压降氧原理 采用降低气压来使氧的浓度降低 从而控制果 蔬组织自身气体的交换及贮藏环境内的气体成分 有效地抑制果 蔬的成熟衰老过程 以延长贮藏期 达到保鲜的目的 一般的果蔬冷藏法 出于冷藏成本的考虑 没有经常换气 使库内有害气体慢慢积蓄 造成果蔬品质降低 在低压下 换气成本低 相对湿度高 可以促进气体的交换 另外 减压使容器或贮藏库内空气的含量降低 相应地获得了气调贮藏的低氧条件 同时 也减少了果蔬组织内部的乙烯的生物合成及含量 起到延缓成熟的作用 42 三 动态气调储藏储藏初期采用高二氧化碳和低氧气处理 后期置于常规气调下储藏的方法称为动态气调或机动气调 也叫变动气调 该法储藏效果好 尤其是入库前的预冷阶段