保鲜包装技术前沿技术.docx
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保鲜包装技术前沿技术
宁波理工学院
名称果蔬保鲜包装技术的研究
姓名
学号
专业班级
院系机电与能源工程学院
摘要
果蔬是人们生活中不可缺少的食品，但果蔬生产具有较强季节性、区域性，在我国新鲜果蔬的腐烂率很高。
目前气调等单一的保鲜技术在果蔬保鲜方面都取得了一定的成果，但又都不可避免的存在一些缺陷，与人们的期望值还存在一些差距。
冈此几种保鲜技术相结合的综合保鲜技术就成为了新的发展方向之一。
关键词：
综合保鲜；气调；臭氧；涂膜；贮藏。
目录
摘要I
第一章绪论1
1.1研究背景1
1.2果蔬的保鲜机理2
第二章果蔬保鲜的保鲜包装技术4
2.1气调包装技术的研究现状4
2．2．1气调包装的基本原理和特点4
2．2．2气调包装在果蔬保鲜上的应用5
2.3臭氧保鲜技术的研究现状6
1．3．1臭氧保鲜技术的基本原理与特点6
1．3．2臭氧保鲜技术在果蔬保鲜上的应用7
2.4涂膜保鲜技术的研究现状8
1．4．1涂膜保鲜技术的基本原理与特点8
1．4．2果蔬涂膜保鲜剂的种类9
1．4．3壳聚糖涂膜在果蔬保鲜中的应用9
第三章综合保鲜技术在果蔬保鲜上的应用10
参考文献11
第一章绪论
1.1研究背景
水果和蔬菜营养丰富，是人们重要的副食品之一。
随着“绿色食品’’的兴起，人们对超市高档果蔬的需求也在不断地增加。
同时果蔬远距离运输和水果蔬跨季节销售也日益增多。
但由于果蔬生产存在很强的季节性和区域性及果蔬本身的易腐蚀性，再加上采摘后果蔬流通环境的多样性和复杂性，这些因素都使果蔬的保鲜成为一个难题。
并且由于没有规范的管理我国新鲜果蔬的腐烂率很高（水果达到30％，蔬菜达到（40％～50％）。
此外，一些反季节产品的价差有时可以达到5倍以上，因此，用于果蔬的各类保鲜技术受到人们的格外关注，世界各地纷纷投入大量的资金用于果蔬保鲜技术的研发。
近年来，随着农业结构的调整，我国果蔬生产发展较快，市场货源充足，许多果蔬产品已由供应不足发展到相对过剩[1]。
目前，我国果蔬的产后损失率达20%~30%，每年约有8000万吨的果蔬腐烂，造成近800亿元经济损失。
我国果蔬腐烂最主要的原因是保鲜不当。
因此，依靠先进的科学技术，延长果蔬的保鲜期，并保证其营养质量，是我国果蔬工业化生产的关键[2、3]。
果蔬是具有生物活性的食品，要保持其鲜度和品质，必须抑制其微生物的繁殖和果蔬自身的生理活动。
为达到这一目的，世界各国研制出了各种保鲜方法，主要有化学保鲜法、低温冷藏法、气调保鲜法、涂膜保鲜、辐射保鲜法等等，都取得了一定的效果，但又都不可避免的存在一些缺陷，与人们的期望值还存在一些差距。
为了更好的保持过数的食用价值、商品价值；获得更长的货架期，促进产品的异地销售；缓解果蔬旺季市场压力，满足淡季市场需求，提高产品经济效益；在前人大量研究的基础上，本课题将讨论臭氧、涂膜结合气调包装的综合保鲜方法。
期望找到一种更有效的满足人们对“绿色食品”需求的保鲜技术，有效地减少果蔬采后损失，满足消费者多层次需要，促进新鲜果蔬产业的发展。
1.2果蔬的保鲜机理
影响果蔬的呼吸作用的因素有温度、湿度、环境气体、 机械损伤及植物激素。
（1）温度呼吸作用和温度的关系十分密切。
一般地说，在一定的温度范围内，每升高10℃呼吸强度就增加1倍，如果降低温度，呼吸强度就大大减弱。
果蔬呼吸强度越小，物质消耗也就越慢，贮藏寿命便延长。
因此，贮藏果蔬的普遍措施，就是尽可能维持较低的温度， 将果蔬的呼吸作用抑制到最低限度。
降低果蔬贮藏温度可以减弱呼吸作用，延长贮藏时间。
但是， 不是温度越低越好，都有一定的限度。
温度过高或过低都会影响果蔬的正常生命活动， 甚至会阻碍正常的后熟过程，造成生理损伤，以致死亡。
因此， 在贮藏中一定要选择最适宜的贮藏温度。
贮藏温度要恒定，因为温度的起伏变化会促使呼吸作用进行， 增加物质消耗。
如果使用薄膜包装，则会增加袋内结露水， 不利于果蔬的贮藏保鲜。
（2）湿度一般来说，轻微的干燥较湿润更可抑制呼吸作用。
果蔬种类不同，反应也不一样。
例如， 柑桔果实在相对湿度过高的情况下呼吸作用加强，从而使果皮组织的生命活动旺盛，造成水肿病（浮皮果）。
所以对这类果实在贮藏前必须稍微进行风干。
香蕉则不同，在相对湿度80 ％以下时，便不能进行正常的后熟作用。
（3）环境气体成分大气一般含氧气21％、氮气78％、二氧化碳0.03％，以及其他一些微量气体。
在环境气体成分中， 二氧化碳和由果实释放出来的乙烯对果蔬的呼吸作用有重大的影响。
适当降低贮藏环境中的氧浓度和适当提高二氧化碳浓度， 可以抑制果蔬的呼吸作用，从而延缓果蔬的后熟、衰老过程。
另外，较低温度和低氧、高二氧化碳也会抑制果蔬乙烯的合成并抑制已有乙烯对果蔬的影响。
（4）机械损伤果蔬在采收、分级、包装、运输和贮藏过程中会遇到挤压、碰撞、刺扎等损伤。
在这种情况下，果蔬的呼吸强度增强， 因而会大大缩短贮藏寿命，加速果蔬的后熟和衰老。
受机械损伤的果蔬， 还容易受病菌侵染而引起腐烂。
因此，在采收、分级、包装、 运输和贮藏过程中要避免果蔬受到机械损伤。
这是长期贮藏果蔬的重要前提。
（5）化学调节物质主要是指植物激素类物质，包括乙烯、2．4－D 、萘乙酸、脱落酸、青鲜素、矮壮素、B9等。
植物激素、 生长素和激动素对果蔬总的作用是抑制呼吸、延缓后熟。
乙烯和脱落酸总的作用是促进呼吸、加速后熟。
当然，由于浓度的不同和种类不同， 各种植物激素的反应也是十分多样的
第2章果蔬保鲜的保鲜包装技术
果蔬保鲜包装技术主要有气调包装、臭氧保鲜技术、涂抹保鲜技术等。
每一种保鲜包装技术都有其各自的优点与缺点，所以将这些保鲜包装技术结合起来能更有效的起到保鲜作用。
2.1气调包装技术的研究现状
2．2．1气调包装的基本原理和特点
气调包装（ModifiedAtmospherePackaging），简称MAP，通常是在冷藏的基础上，利用新鲜果蔬呼吸作用中消耗O2放出CO2的原理，改变产品贮藏环境的气体成分，以达到延缓生物体衰败和延长果蔬产品保质期的目的。
果蔬气调包装内气调的建立有主动气调和被动气调两种方式。
[1]
（1）主动气调。
主动气调是人为地建立果蔬气调包装所需的最佳气调环境。
果蔬放入包装容器后，抽出内部空气，再充入适合此种果蔬气调保鲜的最佳初始气体浓度，在广泛条件下保持果蔬适宜的生理作用，以达到保鲜的目的。
此种方法的优点是可根据果蔬呼吸特性充入适合的O2、CO2混合气体，立即建立所需的气调环境；缺点是由于需要配气装置而增加包装成本。
（2）被动气调。
被动气调是利用果蔬呼吸作用消耗O2，产生CO2，逐渐构成低氧与高二氧化碳的气调环境，并通过包装容器与大气之间气体交换维持包装内的气调环境。
目前，超市中用塑料膜和浅盘或塑料袋包装果蔬，就属于被动气调包装。
此种方法，果蔬呼吸与塑料薄膜透气性间的配合要求较高，建立最佳气调的时间缓慢；优点是包装成本低、操作简单。
气调包装在保鲜果蔬方面主要有以下优点：
（1）保鲜效果好。
在气调贮藏环境中，通过调节O2与CO2的浓度，可以降低呼吸强度与乙烯的生成率，能够达到推迟果蔬后熟和衰老的目的。
（2）提高果蔬产品品质，延长货架期。
在气调贮藏中，果蔬的牛理代谢程度降低，营养物质和能最的消耗减少，抵抗微生物作用的能力也增强，从而可使被包装的果蔬最大限度地保留原有的营养价值，延长贮藏期。
（3）果蔬包装美观，便于流通，且果蔬包装方法更灵活。
（4）有利于开发无污染的绿色食品。
果蔬等在气调贮藏过程巾，不用任何化学药物处理，贮藏环境的气体组成与空气相近，不会使果蔬产生对人体有害的物质。
2．2．2气调包装在果蔬保鲜上的应用
由于气调包装具有保持果蔬采摘时的新鲜度，减少损失，延迟衰败，无毒无害，对环境无污染等诸多优点，近年来越来越受到人们的重视，已成为世界各国公认的一种应用最广泛最有效的保鲜方法[2]。
我国气调保鲜技术的研究与开发比较晚，但发展迅速，已广泛应用于桃、苹果、梨、番茄、香蕉、竹笋、食用菌、芹菜等果蔬的贮藏保鲜中。
目前国内外气调包装在果蔬保鲜上的应用主要集中在以下几个方面：
（1）抑制微生物的生长
MAP可以抑制引起果蔬腐败的细菌和霉菌的生长，从而延长了果蔬保鲜期。
MoodleyIs用MAP处理苹果时发现，几乎所有的气体组合都完全抑制了棒曲霉素的产生：
其中58％C02+42％N2最为有效的抑制了真菌的生长，与对照相比，在14d（25℃）的贮藏过程中真菌总数降低了4—5个对数。
Hoogerwerf的报道指出80％CO2+20％O2可以抑制根霉和青霉的生长。
（2）减少贮藏损失
气调贮藏能有效降低果蔬等食品的呼吸作用、蒸发作用和抑制微生物生长的作用，使贮藏过程中的果蔬等食品始终处于休眠状态，正常的生理活动降至最低程度。
从保鲜效果来讲，不仅大大地降低了果蔬等食品的质量损失，而且也明显地减少了果蔬等食品在重量上和数量上的损失[3]。
研究中指出，低氧的气调包装可以极大抑制了鲜切绿洋葱的呼吸作用。
MAP（70％N2+30％C02）与己醛联用可以有效地抑制苹果片多酚氧化酶（PPO）的活性和酶促褐变，苹果片在15℃下贮藏17天还未发生褐变。
在保鲜苹果的研究中指出，2％02+4～12％C02的气调包装可使苹果保持较高的硬度、较好的色泽、较高的果糖和可溶性固形物（TSS）含量，并且对MAP对苹果的口感、风味没有影响。
（3）保持果蔬品质，延长果蔬货架期
肖功年等人[4]研究发现草莓最佳气调贮藏的条件为2．5％02+16％CO2，它能够把草莓的货架寿命延长4～6d。
．桃子在14.5％～15.9％02+3.7％～4.1％C02的气调环境下，可明显延长贮藏期并能保持桃的品质，减少腐烂和褐变程度，增加商品果率。
同时果实的硬度、淀粉、糖、有机酸和Vc的保存率也比冷藏对照高RochaI[7]关于气调（2％02+4～12％C02）保鲜鲜切苹果的研究中指出，气调包装的鲜切苹果有较高的硬度、较好的色泽、较高的果糖和可溶性固形物（TSS）含量，并且气调包装对苹果的口感、风味没有影响。
（4）减轻或缓和果蔬的生理作用
郜海燕等[8]在研究去壳茭向气调包装技术时发现，其最适宜的气体成分为0.5％～O.6％02+l0％～11％CO2。
气调小包装的去壳茭自在贮藏期中，呼吸强度和乙烯释放量均低于对照。
2．3臭氧保鲜技术的研究现状
2．3．1臭氧保鲜技术的基本原理与特点
臭氧作为一种强氧化型杀菌剂，其氧化强度是氯的1.5倍，杀菌速度是氯的600～3000倍。
而且比氯具有更宽的杀菌谱，对各种致病性微生物具有极强的杀灭效果。
采用含臭氧水清洗果蔬，不仅能有效地杀死果蔬表面上附着的致病菌和腐败菌，而且能除去果蔬表面残存的其它有害物质。
臭氧的作用机理如下：
（1）臭氧具有极强的氧化能力，利用其强氧化作用进行消毒杀菌。
臭氧的电极电位是2.07eV，是仅次于氟的强氧化剂，具有强烈的杀菌防腐功能，臭氧能够彻底杀灭细菌和病毒，尤其是对大肠杆菌、赤痢菌、流感病毒等特别有效，lmin可去除率达99．99％。
高浓度的臭氧能杀死霉菌，低浓度的臭氧有抑制霉菌生长的作用[5]。
臭氧杀菌防腐是依赖其强氧化性达到杀死微生物目的，与微生物细胞巾的多种有效成分产生反应而产生不可逆的变化，其过程是：
臭氧先作用于细胞膜，使膜透性增加，细胞内部物质外流，细胞失去活力，导致新陈代谢并抑制其生产，臭氧续渗透破坏膜内组织，直到杀死微牛物。
（2）臭氧对环境有害气体具有降解作用，从而延缓果蔬的后熟和衰老。
臭氧能氧化许多饱和、非饱和的有机物质，能破除高分子链及简单烯烃类物质。
臭氧处理果蔬后，能使水果、蔬菜成熟过程中释放出来的乙烯、乙醇、乙醛等气体氧化分解，还可消除贮藏室内乙烯等有害挥发物，分解内源乙烯，抑制细胞内氧化酶，从而延缓果蔬的后熟和衰老[6]。
（3）臭氧还能调节果蔬的生理代谢，降低果蔬的呼吸作用
臭氧能诱导果蔬表皮的气孔缩小，减少水分蒸腾和养分消耗。
[7]同时，产生的负氧离子因具有较强的穿透力，可阻碍糖代谢的正常进行，使果蔬的代谢水平有所降低，抑制果蔬体内呼吸作用，延长贮藏保鲜期。
由以上可以看出，臭氧杀菌、保鲜果蔬是一种很有效的保鲜方法，它有其独特的优势。
如臭氧消毒在相对密封的环境下，扩散均匀，包容性、通透性好，克服了紫外线杀菌存在的消毒死角的问题，达到全方位、快速、高效的消毒杀菌目的。
另外，由于它的灭菌广谱性，既可以杀灭细菌等多种微生物，同时还具有很强的除霉、腥、臭等异味的功能。
臭氧在环境中可自然分解为氧，不存在任何残留物质，解决了消毒剂消毒时，残留物的2次污染问题。
2．3．2臭氧保鲜技术在果蔬保鲜上的应用
臭氧在果蔬保鲜上的应用主要集中在以下三方面：
（I）杀灭或抑制微生物的生长，提高果蔬的贮藏特性。
Ana等人研究表明2℃，0.35μl／L臭氧处理的草燕中Vc的含量远远高于对照组，经臭氧处理和未经臭氧处理的草莓中，蔗糖转化为葡萄糖和果糖的方式也大不相同，随着蔗糖含量的降低，对照组中的还原糖增加，而臭氧处理过的草莓蔗糖含量降低并未伴随有还原糖的增加。
对照组与处理组中有机酸的含量没有明显的差别。
（2）降低果蔬新陈代谢和提高果蔬贮藏品质
余世望和叶保平[8]对水果的臭氧保鲜实验表明臭氧能明显抑制水果的蒸腾作用与后熟作用，减少营养成分和风味的损失。
而Kute等报道，采用0.64～14.98mg／m3的臭氧处理草莓，对贮藏1周的草莓Vc含量没有影响，但总固形物含量逐渐增高，与对照相比达到了显著水平。
（3）使果蔬新陈代谢产物氧化，间接延缓果蔬的成熟衰老。
Skog等[14]报道，在约10．5m3的冷藏室内设置两个微型臭氧发生器，整个贮藏期间臭氧浓度大约维持在0．86mg／m3。
结果表明，臭氧处理能显著地减少苹果和梨贮藏室内乙烯的浓度，在试验起始的20d，臭氧处理期间乙烯浓度小于1μL／L，其余贮藏时间乙烯浓度小于2μL／L，而不经臭氧处理的相同规格贮藏室内，贮藏结束时乙烯的浓度逐渐增加到25μL／L。
2．4涂膜保鲜技术的研究现状
2．4．1涂膜保鲜技术的基本原理与特点
果蔬涂膜保鲜法是化学保鲜法的一种，在水分含量较高的果蔬贮藏保鲜中应用较为广泛。
涂膜技术是将蜡、天然树脂、脂类、明胶、淀粉等成膜物质制成适当浓度的水溶液或乳液，采用浸渍、涂刷、喷洒等方法涂布于果蔬表面，风干后形成一层不易察觉、无色透明的半透膜。
这层膜可以封闭果蔬表面气孔和皮孔，形成具有严密渗透性的果蔬体密闭环境，推迟果蔬的后熟衰老；可以减少病原菌对果蔬的直接侵染；这层膜还可以阻止蒸腾引起的水分损失，保持果实新鲜度和硬度，延长贮藏期。
果蔬涂膜保鲜的作用体现在：
（1）发挥气调作用。
涂膜后，果蔬表面形成一个半封闭的微气调环境，降低果蔬与外界环境的气体交换，起到气调保鲜的作用。
（2）增强保水性。
果蔬经涂膜处理后，一方面，保护膜可抑制果蔬的蒸腾作用：
另一方面，由于保护膜具有吸水保湿性能，减少了水分的散失。
使果蔬处于一个良好、稳定的湿度环境，有利于保持果蔬的新鲜度。
（3）美化产品外观，提高商品价值。
果蔬经涂膜处理后，增加了光泽，起到了美化的作用，产品的档次和商品价值得到进一步提高。
同时涂膜还对减轻表皮的机械损伤有一定的防护作用。
（4）防止病原微生物的侵染。
保护膜可抑制果实表面已附着的菌种的繁殖，防止果蔬由于菌类感染而腐烂变质，同时，保护膜还能抵抗外表浮游和散落的病菌对果实的二次感染。
2．4．2果蔬涂膜保鲜剂的种类
常用的果蔬涂膜保鲜剂的种类主要有以下几种：
（1）多糖类涂膜保鲜剂
多糖是一类天然大分子化合物，其种类繁多，广泛存在于动物、植物、微生物（细菌和真菌）中，它们又可分为胞外和胞内多糖。
其中研究较多的是植物多糖和微生物多糖。
而其中用的较多的有茁霉多糖、NPS多糖、黄原胶、壳聚糖、魔芋多糖、淀粉、纤维素等多糖涂膜剂。
（2）蛋白质涂膜保鲜剂
蛋白质类涂膜剂主要有大豆蛋白质、小麦蛋白质、玉米蛋白质三种。
（3）果腊
（4）复合涂膜保鲜剂
复合膜是由糖、脂肪、蛋白质3种物质经过一定的处理而形成的膜。
由于三者性质不同和功能上的互补性，所形成的膜应当会有更理想的性能。
2．4．3壳聚糖涂膜在果蔬保鲜中的应用
由于壳聚糖有较好的保鲜效果，在国内外应用非常广泛，几乎壳聚糖涂膜对于所有果蔬的保鲜效果的研究都有见报到。
华淑南[9]等人分别用可食性复合涂膜对鲜切苹果、芒果、竹笋等进行研究，发现经涂膜后，其呼吸强度有所降低，在一定程度上延长了其货架期，并对苹果切块有良好的护色效果，较好的保持了产品的鲜度。
盛玮[10]等人分别针对芒果、柑桔属水果、杏子、胡椒等进行了涂膜保鲜研究，结果表明涂膜处理能在一定程度上减少产品的失水率、失重率、腐烂率，提高产品的硬度，延缓了产品感官品质的下降。
第三章综合保鲜技术在果蔬保鲜上的应用
目前对于单一的保鲜技术，如气调保鲜、臭氧保鲜、涂膜保鲜等的研究已相当广泛，且已取得一定的成果，但有时单一的保鲜技术仍不能满足商品跨地域销售，出口销售及反季节销售的需要。
单一的保鲜技术也不町避免的存在各自的缺陷，如涂膜保鲜就存在涂膜效果不稳定，干燥时间过长，容易吸水变潮，难以维持稳定的温度和湿度等缺点；臭氧保鲜也存在后期保鲜效果不明显，浓度过大易影响产品的生理变化或表观质量等问题。
且不同的保鲜方法都有各自更适用的范围，这些都在一定程度上影响了其对产品的保鲜效果。
为此许多学者也在寻求新的途径来改善这些问题，如采用多种单一保鲜方法相结合的综合保鲜技术。
在臭氧、涂膜预处理结合气调包装方面，国内学者也已有研究。
如：
洪伯铿，郭春锋[11]等研究发现与传统的涂膜保鲜相比，涂膜与臭氧杀菌相结合的保鲜方式能有效的降低油豆角在贮藏过程中的减重率、褐斑率和腐烂率。
高德[12]等将果蔬用臭氧处理后再用PE膜进行包装，结果表明经过臭氧处理的果蔬，在常温下保存2周以上，其保鲜效果95％以上达到食品卫生要求。
肖功年张憨[13]等利用2.5％02+16％C02结合4.3mg／m3浓度臭氧预处理，并采用可食性膜涂膜，结果草莓货架寿命延长到8～lOd。
且经过处理后，草莓的褐变指数、总糖含量等要明显的高于对照。
JohnS．Novak等用5ppm的臭氧处理接种了魏氏杆菌的牛肉，接着用气调包装在25℃下贮存lO天，结果表明细菌数目比对照要少。
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