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预冷气调保鲜冷库解决方案
预冷气调
随着我国农业产业结构的调整,我国果蔬产业进入新的快速发展时期。但值得注意的是国内果蔬产地采后处理的发展相对比较落后,严重的制约了我国果蔬产业的进一步发展和提升。近年来国家对于食品冷链建设的重视度不断提升,作为果蔬冷链运输环节中最开始也最重要的环境,原产地加工和储藏便成了关系整个果蔬产品冷链运输质量的关键。
如何增加果蔬产品的货架区、减少冷链运输过程中的损耗、保证商品上架后的新鲜程度等,在整个原产地处理过程中较为重要的几点是:原产地预冷、原产地/集散地气调保鲜、全程冷链运输。
一、果蔬的呼吸作用:
1.果蔬呼吸作用的定义、方式及呼吸类型
果蔬在贮藏过程中,生命活动并没有停止,主要是呼吸作用。呼吸作用的实质是在一系列酶的作用项发生的生物氧化还原过程,在这个过程中细胞中的糖分等会分解为水和二氧化碳,同时释放出能量。果蔬的呼吸作用分为有氧呼吸和缺氧呼吸两种。在氧气充足的情况下所进行的是有氧呼吸,糖和酸被充分分解为二氧化碳和水,并释放出能量;在氧气不足的状态下进行的是缺氧呼吸,在这种状态下,糖和酸不能充分氧化而生成二氧化碳、酸、醛、酮等中间产物。
有氧呼吸和少量的缺氧呼吸是果蔬在贮藏期间本身所具有的生理机能。少量的缺氧呼吸也是一种果蔬适应性的表现,使果蔬在暂时缺氧的情况下,仍能维持生命活动。但是长期严重的缺氧呼吸,会破坏果蔬正常的新陈代谢。可以有效抑制呼吸作用强度的两个因素是,环境中氧的含量和环境的温度, 这也是发展果蔬产品冷链物流中最重要的两个因素。
果蔬的呼吸类型可分为呼吸跃变型和非呼吸跃变型。呼吸跃变型果蔬存在明显的呼吸高峰,即在成熟期出现呼吸强度上升至最大值随后下降的现象,这种果实在呼吸跃变期的风味最好,随后就变坏。因此,呼吸跃变期实际是果实从开始成熟向衰老过度的转折期。非呼吸跃变型果蔬又可分为呼吸渐减型和呼吸后期上升型,指果实在成熟期呼吸逐渐下降或后期上升,无呼吸高峰出现。
2.果蔬呼吸热与田间热的区别
果蔬在预冷过程中,由于果蔬自身产生的热量主要是呼吸热和田间热,那么呼吸热和田间热的区别是什么呢?
果蔬采摘后由于阳光和气温等因素暂蓄于果蔬体内的热量称之为田间热。果蔬呼吸作用中释放的能量大部分以热的形式散发出体外,这种热量成为呼吸热。田间热和呼吸热是果蔬在低温贮藏时首先应克服的两个热源。两者的却别:一是热源不同,田间热是由于环境温度产生的,呼吸热是由果蔬自身生命活动产生的;二是处理方法不同,田间热主要采用预贮存、预冷的方法,而呼吸热则要从控制呼吸强度、改善贮藏环境两方面入手。
二、果蔬的原产地预冷:
预冷是农产品低温冷却、冷藏运输中必不可少的环节,预冷措施必须在产地采后立即进行。将采收的新鲜产品在运输、贮藏或者加工前迅速出去田间热,以减缓果蔬的呼吸,减缓新陈代谢活动,减少微生物的侵袭,减少产品的腐烂,延长果蔬的生理周期,最大限度地保持产品的新鲜度和品质。
果蔬在田间采摘后,一般要经过以下几个环节,即:田间采摘→收集→整理分选→分级→清洗→预冷处理→冷库贮藏(或进入市场、长途运输等)。根据不同的目的,预冷在冷链中所处的位置有所不同。在预冷的过程中,提高果蔬冷却效率有助于更好的保持果蔬新鲜度,延长贮存期,提高经济效益。
所谓预冷,就是指在果蔬贮藏或运输之前,迅速将其温度降低到规定温度的措施。规定温度因果蔬的种类、品种而异,一般要求达到或者接近该果蔬贮藏的适温水平。研究表明,苹果在常温下(20℃)延迟预冷1天,就相当于缩短冷藏条件下(0℃)7~10天的贮藏寿命。果蔬采后快速预冷几乎是国内外保鲜界的共识,也是冷链流通的一个重要环节。在整个冷藏过程中,不经过预冷的果蔬在流通中损失约为25%~30%,而经过预冷的果蔬在流通过程中的损失率仅为5%~10%。
预冷采用的主要方式有真空预冷、冷水预冷、加冰预冷、冷风预冷等。预冷方式的选择要考虑不同水果和蔬菜的低温适应能力、收获季节、表面积、组织结构、处理量、运行成本等因素。比较而言,在现实生产中,冷风预冷可用于各种类型的水果和蔬菜,投资和运转费用也比较少,通常采用快速预冷库的形式,采用冷风机强制通风,降温速度快,易于在生产上推广应用,是较为实用有效的预冷方法。
影响冷风预冷速度的因素: 
◇  冷空气与产品接触的程度
◇  产品和冷空气间的温差
◇  冷空气的流通率
◇  制冷系统提供冷量的能力
◇  产品的包装情况和包装材料
预冷时的注意事项:
◇   预冷要及时:采收后要尽早进行预冷处理,一次预冷的数量要适当,要合理包装和码垛,尽快是产品达到预冷要求的温度。
◇   采用适当的预冷方法:根据产品种类、形态结构和特性选择最佳的预冷方式,一般体积越小,冷却速度越快,并便于连续作业,冷却效果好。
◇   掌握适当的预冷温度和速度:冷却的最终温度应在冷害温度以上,否则造成冷害和冻害,尤其是对于不耐低温的果蔬产品。预冷的最终温度要适当,一般各种果蔬的冷藏温度就是预冷中温的大致标准。还可以根据销售时间的长短、产品的易腐性、酶活性高低和化学成分变化快慢等适当调整终温。
◇   预冷后处理要适当:果蔬产品预冷后要在适宜的贮藏温度下及时进行贮运,若在常温下进行贮藏运输,不仅达不到预冷的目的,甚至会加快腐烂变质。
三、果蔬的气调保鲜:
气调保鲜冷库是利用控制冷库内气体比例和温湿度的方式来达到储藏保鲜的目的。气调保鲜冷库技术是通过调整环境气体来延长食品贮藏寿命和货架期的技术。
气调保鲜技术的关键在于调节气体和温湿度,不仅要注意各个因素的单独影响,尤其应重视由各种条件组成的环境总体的综合影响。
目前国内普遍采用的两种气调保鲜冷库方式:
◇   CA气调贮藏保鲜(气调保鲜冷库),利用机械设备人为的控制气调冷库贮藏环境中的气体,实现水果保鲜。气调保鲜冷库要求精确调控不同水果所需的气体组分浓度及严格控制温度和湿度。温度与冷藏贮藏温度相同,或略高于冷藏温度,以防止低温伤害。气调与低温相结合,保鲜效果(色泽、硬度、营养成分等)远远比普通冷藏库要好,贮藏期明显延长。
◇   MA气调贮藏保鲜(冷库内气调帐贮藏),根据食品的生理特性和保鲜的需要,使食品处于适合比例的包装中贮藏,以延长其保鲜期。也可以选择能够通过设备调节帐内气体成分的气调帐,加快达到气体平衡的时间,延长贮藏期。MA气调贮藏与冷藏库结合,被广泛应用于新鲜货架期短、存储量少、周转量少的果蔬保鲜,并以每年20%的速度增长,效果与气调保鲜冷库相接近。按照上面描述的内容,MA气调包(帐)大体可分为两类:一种是被动气调包装,即用塑料薄膜包装的水果,借助呼吸作用来降低氧气含量并通过包装交换气体调节氧气与二氧化碳的比例;另外一种是主动气调,即依据不同水果的呼吸速度充入混合气体,并使用不同透气率的薄膜或者机械气调设备,控制包(帐)内气体的成分。
气调保鲜的特点:
◇   适用范围广:适合我国南北方多种水果、蔬菜、花卉、苗木等贮藏保鲜。
◇   贮藏保鲜期长,经济效益高。如葡萄保鲜7个月,苹果6个月,蒜台7个月,经过气调贮藏后,品质鲜嫩如初,总损耗不到5%。一般葡萄贮存到春节前后销售价格可达到产地价的4~7倍。一次性投入建成冷库,使用寿命可达20年左右(依据管理情况而定),经济效益十分显著。当年投资,当年见效。
◇   操作技术简单、维修方便。制冷设备微电脑控制温度,自动开机、停机,无需专人监护,配套技术经济实用。
        气调保鲜贮藏对果蔬贮藏的作用:
◇  抑制呼吸作用,减少有机物质的消耗,保持果蔬优良风味和芳香气味。
◇  抑制水分蒸发,保持果蔬新鲜度。
◇  抑制病原菌的滋生繁殖,控制某些生理病害的发生,降低果实腐烂率。
◇  抑制某些后熟酶的活性,抑制乙烯产生,延缓后熟和衰老过程。
四、果蔬贮藏过程中的常见问题:
1.影响果蔬水分损失的因素及防止萎蔫的措施:
果蔬保鲜,在很大程度上可以说是保持水分。果蔬在贮藏期间发生失水现象是不可避免的,因为果蔬的呼吸代谢要消耗部分水分。此外,因空气流动、水蒸气分压力变化等因素还会造成部分水分的蒸发。影响果蔬水分损失的主要因素分为内在因素和外在因素:内在因素有品种、果实成熟程度、果皮厚度、蜡质层厚度、细胞间隙、细胞液浓度等;外在因素有贮藏环境温度、贮藏环境相对湿度、光照、风速等。
果蔬贮藏环境中空气的水蒸气压低于表面水蒸气压时,会引起果蔬水分蒸发,使细胞膨压降低,果蔬便产生萎蔫现象。一般失水超过5%就显示出失鲜状态,表面皱缩、光泽消退、细胞间隙增多、组织变成海绵状。柑橘、黄瓜、萝卜等都易见到这种现象。萎蔫造成果蔬外观损坏,品质下降,损耗增加,使正常的呼吸作用受到影响,促进酶的活性,加快了组织衰老,大大削弱了果蔬固有的耐藏性和抗病力。因而在果蔬保鲜工作中,必须防止过多的水分蒸发,以防果蔬萎蔫。其办法有:A、加强预冷处理,尽量减少入库后品温和库温的“温差”;B、加强贮藏期温度控制,保证果蔬所需要的适宜相对湿度;C、控制好空气流速,亦可采用一定的包装。
2.贮运期间要防止果蔬“出汗”:
果蔬在贮运中常可见到产品表面有凝结的水珠,这种现象称为“结露”(俗称出汗)。结露为微生物的迅速繁殖和生长创造了有利条件,特别是受机械损伤后的果蔬,更易引起腐烂。结露的原因是由于贮藏环境的气温降到露点温度,使过多的水蒸气从空间析出在果实表面凝成水珠,若温度继续下降到0℃以下就结成霜。
大堆的果蔬所以有时结露,是因为堆大,不易通风透气散热。堆内温度高于表面温度,而堆内空气温度也高,堆内这种冷热不均匀的现象使贮藏库内温差不稳定,冷风机突然工作时就容易发生结露的现象。果蔬结露还会发生在库内温度不稳定产生较大温度波动的时候,当库内温度经常产生温度变化时,果蔬的表面会产生冷热变化使空气中的水分凝结。同时,如果果蔬出库处理不当,突然暴露在常温环境中时,也会出现出汗的现象。
为了防止果蔬在贮运期间结露的现象,要求贮运场所有良好的隔热条件;贮运期间维持库内或车内温度恒定;通风或者出货时,内外温差不宜过大,一般说,温差超过5℃,就会出现结露的现象;贮运期间果蔬不宜堆积过厚、过大,注意堆内通风良好。
3.果蔬的冷害及控制措施:
果蔬在0℃以上的低温中表现出生理代谢不适应的现象,称为“冷害”或“低温伤害”。在果蔬贮藏中,若温度低于该品种的适宜贮藏温度,就会发生冷害。如甜椒的贮藏适温为7~8℃,若低于5℃则受害;同理,香蕉不能低于12℃。热带、亚热带或在夏季或初秋成熟的果蔬,对低温适应力差,如遇长期0℃的低温环境,则容易发生冷害;在北方生长或秋冬季节成熟的果蔬,如苹果、大白菜,贮藏适温较低时不易发生冷害。
果蔬受到冷害后,组织内变黑、变褐和干缩,外表出现凹陷斑纹,有异味。一些表皮较薄、较柔软的果蔬,则易出现水渣状的斑块。
控制果蔬冷害的主要措施:
◇   变温贮藏,根据不同果蔬品种耐受低温的限度和时间,找出最适宜的贮藏温度以避免受到冷害。
◇   温度调节,一般贮藏温度高有利于防止冷害的发生,这是由于水分蒸发减弱的缘故。
◇   气体控制,环境气体中氧浓度过高或过低都会影响冷害的发生,为避免冷害,氧浓度应当适宜。同时,一定浓度的二氧化碳对冷害也有抑制作用。
◇   选育耐低温品种,这是一项根本性措施,需长期努力。此外,对果蔬采用逐步降温和提高果蔬成熟度也可降低对冷害的敏感。
4.果蔬贮藏期间如何预防冻害:
果蔬因冻结而造成的损害称为冻害。是指在低于果蔬冰点温度下,果蔬所产生的生理机能紊乱、组织坏死的现象。
贮藏过程中发生冻害的原因大致可分为两种:
◇   贮藏环境温度过低:
这种情况在保鲜贮藏时发生,通常是由于蒸发器膨胀阀选择不当,致使蒸发温度过低导致;因冷风机出风口直吹果蔬二没有任何遮挡或者没有留出适当的距离也会导致冻害。因此制冷系统中每一元件的选配、气体的流动都应经过科学的计算,避免带来不必要的经济损失。
◇   忽冷忽热,温差太大:
造成这种情况的主要原因是:温度设置不当或者制冷系统选择不合理,使库温不易降低或者维持。这样对果蔬的伤害非常大,会加快果蔬的衰老。
如:红香蕉苹果的冰点是-3.3℃,过冷点为-4℃;国光苹果果肉的冰点为-2.7~-3.4℃,果心冰点为-2.4~-3.3℃,因此,当苹果果实较长时间置于-3~-5℃环境时,就易发生冻害。