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加湿气调库的管理(一) [2007-6-14]来源:正岛电器技术应用部
所谓加湿气调库就是贮藏期间的管理主要是指在整个贮藏过程中调节控制好库内的温度、相对湿度、气体成分和乙烯含量,并做好果蔬的质量监测工作。

1 温度管理

温度对果蔬贮藏的影响是诸多因素中最重要的一个,也是其它因素所无法替代的。

1. 温度对呼吸作用的影响 水果、蔬菜等园艺作物,在采收之后虽已离开母体或土壤,但它仍是一个活的有机体,并在不停地进行着以呼吸为主要特征的异化作用。由于采后失去了营养供应,因而果蔬呼吸消耗的基质也就是果蔬本身的储备物质,即人们的营养。贮藏保鲜的实质也就是人为的创造一个适宜的环境,使果蔬在这个环境中既保持微弱的有氧呼吸,使自我消耗降至最低,又不至于进行无氧呼吸而产生乙醇使果蔬败坏,从而最大限度地保存营养而供人们享用。

以己糖为底物的两种呼吸的总化学反应式为:

有氧呼吸

C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O+2.82×106J (674 kcal)

葡萄糖

无氧呼吸

C6H12O6→2C2H5OH+2CO2+1.00×l05J (24 kcal)

葡萄糖 乙醇

由于呼吸作用和果蔬的各种生理生化过程有着密切的联系,并制约着这一过程,因此必然会影响到果蔬的采后品质、成熟度、耐藏性、抗病性以及整个贮藏寿命。温度越高,呼吸作用越旺盛,各种生理生化过程进行得越快,贮藏寿命也越短。因此,我们在果蔬花卉采收之后,必须适时降温,抑制呼吸,减少消耗。据有关研究资料表明,贮藏温度每降低10℃,水果的呼吸强度可减弱1—2倍。还有资料表明,当贮藏温度由0℃升高到3—4℃时,水果的呼吸强度可升高0.5—1倍。

2.温度对酶活性的影响 果蔬中有多种酶类参与代谢的每一步生理生化反应。作为采后生理代谢主导过程的呼吸作用,实际上也是一种酶促反应,酶在这些反应过程中起着催化剂的作用,使果蔬生理代谢过程中的异化作用加快。果蔬产品抑制酶的活性,有利于果蔬的长期贮藏。

3.温度对果蔬失重的影响 在贮藏期间果蔬的重量损失主要来自两个方面:一是蒸发,二是呼吸。其中蒸发是失重(失水)的主导因子;因呼吸而导致的失重较少,并随着贮藏温度的下降和气调环境的形成,这种损失会越来越少。

果蔬体内水分的蒸发与贮藏温度的高低密切相关,高温可加速水分蒸发,低温则抑制蒸发。特别是当库内贮藏温度较高、相对湿度(RH)较低和气流加大时,新鲜果蔬的水分会大量迅速损失,沿着果蔬内部→表皮→大气→冷凝器(风机) →下水道的通道流失。

库内的相对湿度对果蔬的失水影响极大。果蔬的水分损失不完全取决于温度,而是取决于该温度下的相对湿度。通常把1m3空气中实际存在的水蒸气量称为绝对湿度,把1m3空气所能容纳水蒸气的最大量称为饱和湿度,二者之比称为相对湿度。

在相同体积的空气中,水蒸气的含量不变,则温度愈高RH值愈小,反之RH值就增大。在水果贮藏过程中,库温上升,相对湿度下降都将导致果蔬失水。为避免或减少水分损失,一般气调库都应保持适宜的低温和90%以上的相对湿度。

4.温度对微生物的影响 贮藏温度对微生物的生命活动有着极重要的影响。每一种微生物生存、繁殖都需要一定的外界条件,其中温度就是一个重要因子,只有当温度适宜时微生物才有可能快速繁殖,进而造成危害,否则将受到抑制甚至停止生命活动。对果蔬贮藏影响最大
的是真菌和细菌,其次是其它微生物如病原菌等。降低贮藏温度一般可有效地抑制微生物的繁殖,防止因微生物侵染而引起腐烂变质

最后还应指出的一点是,气调贮藏不仅需要适宜的低温,而且要尽量减少温度的波动和不同库位的温差,这些都是搞好气调贮藏所必不可少的。

5.温度管理方法 在入库前7—10天即应开机梯度降温,至鲜果入贮之前使库温稳定保持在0℃左右,为贮藏作好准备。果品在入库前应先预冷,以散去田间热。入贮封库后的2—3天内应将库温降至最佳贮温范围之内,并始终保持这一温度,避免产生温波。

2相对湿度管理

如上所述,相对湿度是在相同温度下,空气中水蒸气压和饱和水蒸气压之比,通常用百分数表示。在一般情况下,我们可近似认为果蔬内部的RH值为100%,即水果内部空气的水蒸气压等于该温度的饱和水蒸气压。当果蔬在气调或其它环境中贮藏时,环境中的水蒸气压一般不可能达到饱和水蒸气压,这样,果蔬与环境之间就存在着水蒸气压差,果蔬的水分就会通过表层向环境中扩散,导致失水。

气调库中的相对湿度直接影响着产品质量,大部分水果、蔬菜和切花在相对湿度过低时都会很快萎蔫。

为了延缓产品由于失水而造成的变软和萎蔫,除核果、干果、洋葱等少数品种外,大部分易腐果蔬产品贮藏的相对湿度以保持在85%—95%为好。气调贮藏中推荐的相对湿度应以既可防止失水又不利于微生物的生长为度。

要想保持气调库中适当的相对湿度,必须有良好的隔热层,避免渗漏。同时换热器(冷风机)必须有足够的冷却面积,使蒸发器与产品之间的温差尽可能缩小。因此,只有在机械制冷的精确控制之下,才能保持较高的相对湿度。当蒸发器表面与库温温差加大时,RH值就会下降。

另一个保持湿度的方法是采用夹套库或薄膜大帐,这种结构和成本比普通库要高,操作也比较麻烦,但在商业上仍不失为一个良好的保湿途径。当然,塑料薄膜小包装或在库内加水增湿也不乏用处。

在气调贮藏中增湿的另一个方法是设置加湿器,该设备有离心式、超声式等结构,但目前用的较多的是超声波加湿器,它利用高频振荡原理将水雾化,然后送入库内增加空气湿度。

相对湿度管理的重点是管好加湿器及其监测系统。贮藏实践表明,加湿器以在入贮一周之后打开为宜,开动过早会增加鲜果霉烂数量,启动过晚则会导致水果失水,影响贮藏效果,开启程度和每天开机时间的长短,则视监测结果而定,一般以保证鲜果没有明显的失水同时又不致引起染菌发霉为宜。

3 气体成分管理

这里所说的气体成分,主要指对果蔬后熟影响最大的O2和CO2。

果蔬后熟进程的快慢,与贮藏环境的气体成分关系很大,这一过程不仅受乙烯浓度高低的影响,而且受O2和CO2分压的左右。低O2和高CO2都能有效地抑制果品的后熟作用。

采用气调装置或减压技术降低贮藏环境中的O2分压,可以延缓组织的衰老,相对提高果肉硬度和含酸量,并在解除气调状态后仍有一段时间的滞后效应。这一现象与乙烯的生物合成是一个需O2过程有关,低O2不仅抑制了乙烯的生成,而且降低了组织对乙烯的敏感性,从而使果实的异化作用下降,基质消耗减少。再者,乙烯生成的受阻程度还与低O2处理的时间有关,短期(如2—3天)低O2处理的抑制作用是一种暂时的可逆反应,一旦解除处理,组织即可恢复生成乙烯的能力,而长期低O2处理对乙烯生成的抑制作用则是一个不可逆反应。故在解除气调状态后,仍有较长时间的后效应,为延长果蔬的贮藏时间和货架寿命赢得了宝贵的时间。

高CO2处理对果蔬的后熟具有多种效应,它可降低呼吸代谢、延缓后熟进程、减少病害发
生、增加贮藏寿命。不同果蔬品种对CO2的忍耐力具有明显的差异,并且这种差异受温度等外界因素的影响。就其采收期和CO2伤害部位而言,早采果的CO2伤害多见于表皮,而晚采果则多表现为内部损伤。对采收后的苹果立即用高CO2(如10%—15%)进行短期(如10—15天)处理,可使乙烯在大量生成之前即得到抑制,致使呼吸速率下降,跃变(Climacteric)推迟。但在贮藏后期,已进入衰老阶段的果实则对CO2非常敏感,这时稍有不慎,即有可能因CO2中毒而导致果蔬腐烂。

实验结果表明,在猕猴桃的长期贮藏中,当贮藏环境的气体成分O2:2%—3%,CO2:3%—4%,N2:93%—95%时,与自然状态下(O2:21%,N2:79%)相比,猕猴桃的呼吸强度下降32%,贮藏120天之后的果肉组织崩解率下降3.2倍,由此可见,改变贮藏环境的气体成分(即气调贮藏),可以延缓果蔬的衰老进程,有利于果蔬的长期贮藏。

在苹果的贮藏中也证明了气体成分的效应,在贮藏温度相同的条件下,若把自然状态下(21%的O2)苹果吸O2和放CO2的数值定为100%,当O2降至10%时,苹果吸O2和放出CO2的量分别是80%和84%,若把O2降到3%,CO2升至5%,则苹果吸入O2和释放出CO2的数量分别下降至40%和32%。由此可见,随着贮藏环境中气体成分的改变,苹果的呼吸强度也受到强烈抑制。

影响果蔬贮藏的很多微生物(如霉菌、细菌等)皆属嗜氧微生物,只有在充足氧气的环境中才能快速繁殖。当在气调环境中O2分压急剧下降和CO2分压上升时,微生物就难于正常生长和繁殖。因此,气调贮藏可明显地抑制有害微生物的繁衍,减少微生物所造成的损失。

气体成分管理的重点是库内O2和CO2含量的控制。当果蔬入库结束、库温基本稳定之后,即应迅速降O2,库内O2降至5%时,再利用水果自身的呼吸作用继续降低库内O2含量,同时提高CO2浓度,直到达到适宜的O2、CO2比例,这一过程约需10天左右的时间,而后即靠CO2脱除器和补O2的办法,使库内O2和CO2稳定在适宜范围之内,直到贮藏结束。

4 预冷

预冷是将刚采收的果蔬产品在运输和贮藏之前迅速除去田间热和降低果温的过程。及时适宜的预冷不仅可以最大限度地保持果蔬产品的品质,而且可减少腐烂损失。延长产品采收后的预冷时间,必然会增加损失。及时而有效地降温预冷,可以降低果蔬因呼吸等异化作用所导致的损失,还可抑制酶的活性,减少失水和乙烯释放量,抑制多种腐败微生物的生长。

为了保持果蔬的新鲜度、货架期和贮藏寿命,预冷最好在产地进行,特别是对那些娇嫩易腐的产品,及时预冷就显得更为重要。

预冷可分为自然降温预冷、水冷却预冷、真空降温预冷、强制通风预冷、冷空气预冷和加冰预冷等多种方式。目前国内用得最多的是自然降温预冷和冷库强制通风预冷,前者利用自然冷源预冷,成本低廉,操作方便,但预冷速度慢,效果较差;后者预冷效果好,但需消耗能源。二者结合起来预冷,在充分利用昼夜温差等自然冷源的基础上再人为地强制通风降温,不失为一条良好的预冷途径。

5 入库品种、数量和质量

在果蔬花卉栽培品种和地域确定之后,采前管理的好坏将对产品的质量起决定作用。只有优质的产品才适于气调长期贮藏,所以除了搞好田间管理外,要尽量避免产品的破损、擦伤、腐烂和变质。擦伤和其它机械损伤不仅影响产品的外观,而且也为微生物的侵袭大开方便之门。据试验,在同样贮藏条件下存放的李子,擦伤果的腐烂率为25%,而未受伤果的腐烂率只有1.3%。机械损伤还会加快果蔬的失水进程,如苹果仅仅因严重损伤就可使失水率增加400%,而去皮马铃薯的失水量要比未去皮的马铃薯增多3—4倍。

用于气调贮藏的产品还必须适期采收,产品成熟不足或过熟不仅影响产量,更影响质量,同样会减少贮藏寿命。如新西兰的猕猴桃最低采收成熟度必须是果肉的可溶性固形物达到6.2
%以上,否则即视为等外果,公司拒收,市场拒入。其它果蔬也应有相似的指标或标准。

新鲜果蔬在田间早期的微生物侵染,一般不易被察觉,但在贮藏中却容易引起产品腐烂。所以贮藏前对产品的早期侵染要心中有数,只有不受侵染的优质产品,才适于气调长期贮藏。 绝大多数果蔬产品在贮藏之前都要尽快散去田间热或预冷,所有产品在采收后都要放在适宜的条件下,才能延长贮藏寿命。水果、蔬菜、花卉的贮藏寿命也因品种、气候、土壤条件、栽培措施、成熟度和贮藏前的处理方法而异。凡是那些在不良条件下生长或远距离运输的产品,贮藏寿命都会缩短。

最后还要特别提出的一点是所有供贮果蔬都必须慎用各种激素。如很多蔬菜和水果由于大量使用激素,或激素+化肥+灌水,致使产品质量大幅度下降。猕猴桃近年来大量施用膨大素(又名比效隆,KT—30等),虽暂时可大幅增产,但对果品质量影响甚大,不仅外形发生变异,风味也明显变劣。激素的不当使用,不仅降低了果蔬质量,增加了贮藏难度和腐烂率,也损害了果蔬的商业信誉,对产业发展极为不利。

果蔬质量监测对贮藏质量极为重要,果蔬从入库到出库要始终处于人工监控之下,定期对鲜果的外部感官性状、失重、果肉硬度、可溶性固形物含量、染菌霉变等项指标进行测试,并随时对测定结果进行分析,以指导下一步的贮藏。

在同一间贮藏室内应人贮相同品种、相同成熟度的果实。如果一个品种不能充满贮藏室,要以其它品种补足时,也应贮人相同采收期和对贮藏条件有相同要求的品种。决不允许将不同种类、不同品种的水果或蔬菜混放在同一间贮藏室内,以免释放的乙烯及其他有害气体,相影响贮藏品质。

果蔬入库时不宜一次装载完毕,因果蔬释放的田间热和呼吸热,加上冷库门长时间开放引入外界的大量热量会使库温升高并使库温在很长时间降不下来,影响贮藏效果。因此要求分批入库,每次入库量不应超过库容总量的20%,库温上升不应超过3℃。对已经通过预冷处理的果蔬,可以酌情增加每次的入库数量。以苹果入库为列,如果贮藏室的温度达到7℃时,即应停止入库,待温度降低后再继续入库。入库时机房应正常运转,送冷降温。

6 堆码和气体循环

刚采收的果蔬一般都带有大量田间热,为了提高贮后质量和延长贮藏寿命,迅速排除田间热是非常重要的。例如有些苹果在21℃中存放1天与在-1℃中存放10天的成熟度相同,也就是若在21℃的果园或包装场堆放3天,就会缩短贮藏寿命30天。若有条件,排除田间热最好在单独的预冷间内进行,因为它的制冷量较大,空气循环较好,有利于散热。当田间热去除之后,空气的流速就应降低,不再需要高速气流,因为气调库内的RH值总要低于100%,这时空气流速越大,果蔬失水也越多。

要使果蔬迅速降温,产品的堆码方式非常重要。堆码粗放无序,就会产生较大的阻力,妨碍气流循环,这时即使气调库的空气循环系统设计得再合理也无济于事。空气循环的基本原理是让空气沿着阻力最小的通道流动。若堆码不当,就会局部受阻,形成气流的死角,使温度上升。风道太宽也不好,因为这时气流就会短路,不利于散热降温。最好的堆码方式是使每个包装箱周围都有气流通过,这时冷却的速度才最快,但在商业性大型气调库内很难做到。

在建造气调库时,一般冷却器应安装在中央通道的上方,效果很好,空气可以从库中心向墙壁、向下和在产品行间循环,再回到库房中心,使之均匀降温。要达到均匀降温的目的,在产品与墙壁和产品与地坪间须留出20—30cm的空气通道,在产品与库顶之间所留空间一般应在50mm以上(视库容大小和结构而定),此外,在产品的垛与垛之间也应留出一定的间隙,以利通风降温。一般在空库情况下,每小时的换气量应达到7.5次左右,以利保持库内温度均衡。

贮藏箱堆码时,要求整齐、规格化,垛的大小要适宜,过大会影响通风,造成库内温度不均匀,垛太小将降低容量,提高贮藏成本。垛与库壁至少相距20mm。垛高不能超过冷风机的
出风下口。垛与垛之间要留有间距20—30cm,堆垛的行向应与空气流通方向一致。如果库房体积不大,也可以不分垛。每垛当中,箱与箱之间要留有1.5—2cm宽的间隙。库内还应留有适当宽度的通道,以利工作人员和载重车出入。堆码时要离开蒸发器2m距离,因蒸发器附近的温度过低,时常会产生低温伤害。

堆码时除留出必要的通风和通道之外,应尽可能地将库内装满,减少库内气体的自由空间,从而加快气调速度,缩短气调时间,使果蔬载尽可能短的时间内进入气调贮藏状态。

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