国内外果蔬保技术及设备发展现状及应用

1、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

2、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

3、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，

4、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

5、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

6、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

7、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为300mhz-300ghz的，是无线电波中一个有限频带的简称，即在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，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断面的电位分布，影响细胞膜周围和浓度，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和，是由若干松弛，断裂

8、和重组，从而诱发突变，或畸变甚至断裂。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4650%，而微波处

9、理是6090%，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3050%。(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

10、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

11、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(carbon molecular sieving c

12、ms)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

13、制氮机的优点有： 流程简单，占地面积小，投资省； 操作简单，随用随开； 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）； 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； 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

14、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

15、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

16、。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，它可在包装封口时不断

17、对气体进行检测，并将结果传入微机处理机，从而进行全程质量监控7,8。（map技术在食品保鲜中的应用 周小理 食品工业 2005 5 ：45-47 刘季孟。起跳包装品质控制的手段和方法。食品工业科技 1999，（5）：71）4.冰温贮藏冰温是指从0开始到生物冻结温度为止的温度区域，日本在70年代就提出冰温的概念。在冰温区间内贮藏食物，比刚获得的原料更加味美，因此，深受人们喜爱。冰温被国外称为继冷藏、冻藏之后的第三种保鲜新技术。在冰温条件下，生物细胞会脱水结冰，这样不仅可以使蛋白质失去水化膜而彼此靠近，是蛋白质聚合变性，使正常的没反应受阻，同时由于水分的消耗，可供微生物利用的自由水也大量减少。除此

18、之外，冰温还能抑制食品内部脂质氧化、非酶褐变等反应9。（朱菲，王珊，周培瑾。低温酶适应分子机制及其在生物技术中的应用【j】微生物学报，2002，42（5）：640-644）冰温在食品中主要冰温贮藏、冰膜贮藏、冰点调节贮藏、冰温流通及超冰温等。（冰温技术及其在食品中的应用 张娟，娄永江2006 127（8）：150-152）利用冰温贮藏果蔬可以抑制果蔬的呼吸作用，其品质优于冷藏，几乎和新鲜果蔬处于同等水平。研究表明，冰温贮藏日本洋梨时，其二氧化碳呼出量和冷藏时相比减少30%-60%10。在日本，冰温技术对水产品的保鲜形成了冰温冷藏连，包括冰温加工、冰温贮藏及冰温运输等。为此，日本开发的冰温设备有

19、冰温贮藏库、冰温冷藏库、冰温运输车、冰温箱，冰温陈列柜等。我国也开发了电子冰温箱、冰温浓缩机等冰温设备。（石文星，邵双全，李先庭，等。冰温技术在食品贮藏中的应用【j】。食品工业科技，2002，23（4）：64-66）为冰温技术的推广及应用起到了重要作用。5.临界低温高湿保鲜技术低温高湿保鲜技术是从根据冰温贮藏技术发展起来的，主要针对果蔬的一种贮藏保鲜技术。物料在高于其冷害的温度的0.5-1及相对湿度90-98%的情况下贮藏果蔬的技术。这样既能降低农产品的呼吸作用，同时还能尽可能的减少水分的蒸发。6. 臭氧保鲜上海康福特环保科技有限公司研制出了充填臭氧食品保鲜设备。其特点如下：杀菌彻底；不存在有

20、毒有害物质的残留和污染；技术含量高，参照欧盟食品加工设备的标准进行设计和制造；性价比高，运行成本低，适合中小型食品企业；能很好的保留食品原有的营养和风味；充填臭氧食品保鲜技术的核心是在食品包装过程中，箱包装容器中灌注臭氧气体，利用臭氧的杀菌特性，对食品起到杀菌保鲜和延长保质期的目的。7. 冷压高温贮藏法日本农林省果树试验所研究出一种新的水果保鲜法，它能够较大幅度地延长水果保鲜时间而不会给水果造成不良影响。其方法是：把冷库的温度调到0-1，湿度调到95%，并注入负离子和臭氧的混合体。对桃子、葡萄和梨的保鲜时间可延长5倍。柑橘摘下5个月后仍可食用。8. 保鲜剂保鲜剂分为化学保鲜剂和天然保鲜剂两种，

21、其主要作用有两个，一是吸附清除果蔬等农产品自身产生具有催熟作用的乙烯；二是杀灭霉菌等微生物及尽量减少水分损失。8.1柏林森保鲜剂由英国研制开发的无色、无味、无毒、无污染、无副作用、可食性果蔬保鲜剂，广泛应用于果蔬的保鲜。由植物油和糖组成，活性成分是“蔗糖酯”。 在草莓、樱桃、杏、苹果、香梨、柑橘、葡萄的保鲜上均取得了较理想的效果。森柏保鲜剂已获得联合国粮农组织和世界卫生组织的免疫特许。8.2 1-mcp保鲜1-mcp（1-甲基环丙烯）是台湾利统公司采用先进的微包埋专利技术研制开发的获世界专利的新型保鲜剂。片状叫安喜培，将其封闭于囊状糊精，吸水或吸湿后释放出1-mcp气体。1-mcp的作用机理：

22、当植物组织器官成熟后就会产生催熟剂乙烯，并与细胞内部的相关受体结合，激活一系列与受体有关的生理生化反应，加快组织器官的衰老和死亡，1-mcp与乙烯结构类似，并可与这些受体结合，但是不引起与成熟相关的生理生化反应。因此，在植物组织内乙烯释放之前，1-mcp就与这些受体结合，从而抑制了果蔬的成熟，从而达到了保鲜的目的。1-mcp不仅对呼吸跃变型果蔬有效，对部分非呼吸跃变型果蔬同样有着明显效果，例如，有5-500nl/l1-mcp处理草莓2h,就能延长草莓寿命1-1.5倍。8.3绿宝鲜绿宝鲜是一种内含1-mcp配方的乙烯作用阻断剂，是目前生物科学界所发现的一种能最有效的防止乙烯攻击的物质。科学界已经

23、充分证明，农产品采收后，如何防止乙烯的侵袭是决定农产品保鲜成功与否的关键。绿宝鲜的熏蒸处理可以有效地包裹农产品表面的敏感基因，明显增强农产品抵抗乙烯的能力，从而达到延长保鲜寿命的目的。通过试验，绿宝鲜最合适对瓜果、蔬菜、花卉等作熏蒸处理，其效果可以一直延续到整个流通环节。尤其是呼吸跃变型水果、蔬菜，在采摘后48小时进行熏蒸处理，可以延长保鲜期至少一倍的时间，就以苹果、梨为例，其保鲜期可以从原来的正常贮藏3-5个月，延长到8-9个月。因此，绿宝鲜不但效果显著，而且经济、操作方便，是目前最先进的延长储藏期和货架期的保鲜剂。8.4盐岩提取物盐岩提取物是从岩石层的矿物质盐类中提取出来的一种物质，外观是

24、白死粉末，主要含钙、磷、镁、钠等金属盐类。用作保鲜剂使用时，将10g盐岩提取物加到75升水中溶解即可。可对草莓、杨梅、磨菇等易腐烂果蔬的保鲜效果极为显著，并可分解果蔬表面残留的化肥、农药、以及杀死寄生虫卵。8.5节肢动物外壳提取物也称壳聚糖，主要成分为脱乙酰甲壳素及其衍生物，可在果蔬表面形成半透膜，调节采后果蔬的生理代谢并对微生物有抑制作用，对草莓、葡萄、黄瓜、番茄、青椒、苹果、香蕉、梨等果蔬均有不同程度的保鲜作用。8.6甲壳虫保鲜剂一种应用加拿大海洋生物研究中心高科技生化技术研制成功的果蔬保鲜剂。集薄膜保鲜和气调保鲜的双重优点，其主要特点是保鲜剂可在果蔬表面形成一层有选择性的保护膜，降低氧分

25、压从而降低氧化代谢，使果蔬在恰当的二氧化碳浓度下保存。薄膜上的氨基酸和羟基还能出去果蔬熟化化合物，防止果蔬衰老。8.7 其它保鲜剂英国研制了一种可食性果蔬保鲜剂。由蔗糖、淀粉、脂肪酸和聚酯特调配而成的半透明乳液，使果蔬保鲜期长达200天以上。我国对天然防腐保鲜剂的研究起步较晚，采用的材料主要是芸香科、菊科、樟科的食用植物香料或魔芋、高良姜等中草药制剂及荷叶、大蒜、茶叶、葡萄色素等提取物。目前在此方面的研究已取得较好的成效。如中科院武汉植物研究所从73种植物的173个抽提物中筛选出代号为ep的猕猴桃天然防腐保鲜剂，贮藏猕猴桃5个月，其好果率在85%以上，且果实品质较佳。该研究成果已在国际同类研究

26、中处于领先水平。9. 纳米保鲜技术纳米技术是指在纳米尺度（1-100nm）上研究物质的特殊性质和相互作用，以及利用这些重要特性的多交叉科学与技术。纳米技术作为当今最新兴的科学技术之一，在食品科学领域的研究得到越来越多的关注，并取得一些成果。 11目前，纳米在食品保鲜中的应用主要是纳米保鲜膜的研究 12。通常是将具有一定抑菌性的无机纳米粒子如纳米ag2o,tio2,zno等引入到基础材料中，形成均匀分布的纳米材料。由于，ag使细胞膜上的蛋白质失活，tio2和zno在光照条件下产生强氧化性的羟基可杀死细菌，同时这些纳米复合粒子材料具有强烈的紫外吸收能力。因此，该纳米复合膜可在保持原有气调性的同时，

27、也具有防腐性能，从而达到更好的保鲜效果。也有直接在加工中引入纳米粒子从而进行保鲜的研究。江南大学的张等用标准纳米银作为防腐剂和制成纳米复合防腐剂对果蔬汁进行保鲜，结果发现可以减弱加工工艺中的杀菌强度，避免高温长时间杀菌对产品质够造成的破坏13,14。10. 酶保鲜法酶法保鲜有其他保鲜方法没有的优点，酶本身无毒、无味、无臭并且不会不会损害产品本身的营养价值；酶对底物有严格的专一性，不会引起不必要的化学变化；酶催化效率高，用低浓度的酶也能使反应迅速进行；酶作用所要求的温度，ph等条件温和，不会损害产品质量。在保鲜上应用的酶主要有葡萄糖氧化酶、溶菌酶、谷氨酰胺转氨酶、脂肪酶等14,15。11.水结构

28、化气调保鲜该技术是用一些非极性分子如惰性气体等与农产品组织中的游离水作用生成笼形水化结构，从而使农产品中水分呈粘稠状态，减少酶及微生物作用，减低呼吸作用的技术。12. 生物技术保鲜该技术是近年来发展起来的农产品保鲜技术，该技术主要是生物防治和遗传基因技术两个方面。生物防治主要从降低病原微生物、减少或降低田间侵染、钝化病原微生物的伤害侵染及抑制微生物的发生与传播四个方面左手。据文献介绍，该技术对菠萝的绳态青霉及草莓的灰霉病有较好的效果（果蔬贮藏保鲜技术研究进展）；遗传基因技术是由于果蔬在成熟期间产生乙烯的原理发展起来的。众所周知，果蔬产生的乙烯对果蔬的成熟起到明显的促进作用，找到产乙烯的基因并修

29、饰就能够改变减少乙烯的产量，从而抑制减缓果蔬的成熟。中国华中农业大学的学者培育除了抑制乙烯产生的acc合成酶，从而使番茄的贮藏期延长达到30-40天。中国海洋大学的学者从海南红树林采的样通过nv培养基培养，提取其蛋白质对香蕉的炭疽病也有较好的抑制作用，能够是橡胶的货架期延长十天左右。13.其他保鲜方法其他保鲜方法声波保鲜及微生物保鲜等。美国科学家发现用热空气和低频声波冲击食物，能有效的缩短脱水时间，且不会损害食品的风味及营养成分。微生物的抗菌效果主要原因是可以产生抗生素、细菌素、溶菌酶、蛋白酶和过氧化氢以及产生有机酸来改变ph等。在保鲜中能够作为生物控制剂的微生物主要是乳酸菌(乳酸杆菌、carnobacterium等)、弧菌(鳗弧菌等)、芽孢杆菌和假单胞菌等。随着科技的发展,新的保鲜方法和保