农产品保鲜技术

来源:    日期:2015-9-14    浏览次数2470

一、果蔬采后生理变化与保鲜的关系
1、呼吸作用与果蔬保鲜的关系
(1)呼吸消耗和呼吸热    呼吸作用是在酶作用下的一种缓慢的氧化过程,它把果蔬组织中复杂的有机物质(如糖分、有机酸等)分解成比较简单的物质,并释放出大量的能量。呼吸作用所消耗掉的营养物质称呼吸消耗。呼吸作用所释放的大部分能量转变为热能就是呼吸热。从保鲜角度来说,应尽可能地降低果蔬在贮藏中的呼吸作用。
(2)有氧呼吸和无氧呼吸    有氧呼吸是在O2的参与下所进行的呼吸作用,结果是将糖、有机酸等基本营养物质氧化成CO2和水,并释放出大量的能量。
C6H12O6+6O2 -→6CO2+6H2O+674kcal
无氧状态时:C6H12O6 -→2C2H5OH(乙醇)+2CO2+24kcal
从上述反应式可看出,无氧呼吸所产生的能量比有氧呼吸少得多,是有氧呼吸的1/28。无氧状态时,必须消耗大量的营养物质才能产生足够的能量去维持果蔬的生命活动,因而促进了果蔬的品质劣变和衰老;另外产生对细胞有毒害作用的乙醛和酒精,积累过多就会对果蔬造成伤害,使品质恶化。因此,果蔬贮藏在不采用其他方法的情况下必须注意通风,以保证一定的氧供应,避免无氧呼吸。
(3)影响果蔬呼吸作用的因素    温度、气体成分、相对湿度、电离辐射等。
2、乙稀的生理作用及其与果蔬成熟衰老的关系
乙烯是由两个碳原子和四个氢原子组成的化合物。两个碳原子之间以双键连接。
乙烯是合成纤维、合成橡胶、合成塑料(聚乙烯及聚氯乙烯)、合成乙醇(酒精)的基本化工原料,也用于制造氯乙烯、苯乙烯、环氧乙烷、醋酸、乙醛、乙醇和炸药等。尚可用作水果和蔬菜的催熟剂,是一种已证实的植物激素。
果蔬进入成熟阶段以后,不断产生和释放乙烯,当乙烯含量达到一定水平时就启动果蔬的成熟过程,促进果蔬成熟。因此乙烯被称为“成熟激素”或“催熟激素”。
乙烯是果蔬成熟衰老的启动剂
果蔬在采后的成熟衰老过程中,会发生一系列的生理生化变化, 如果皮颜色的转变, 果肉硬度的变化, 果实糖分、酸度的变化, 果实风味的变化等, 在这些变化中,乙烯起着举足轻重的作用。许多研究结果表明,绝大部分呼吸高峰型果实,当自身产生的乙烯或环境中的乙烯积累到一定量时,会诱发果实呼吸强度的升高,促使其完熟衰老。所以说,乙烯是果实成熟最主要的启动物质。例如,当苹果自身产生的乙烯(内源乙烯)在果肉内积累到0.1毫克/公斤时,这一低浓度的乙烯即可诱导果实产生大量乙烯(自催化现象),导致果实很快达到完熟。此外,0.1~1毫克/公斤的乙烯可以启动香蕉的成熟。
在果蔬贮藏保鲜上,人们利用外源乙烯可诱导果蔬产生大量的内源乙烯,从而加速果蔬的后熟过程,这就是人工催熟果蔬的理论依据。如用乙烯、乙烯利等使柿子脱涩、催熟香蕉、促使番茄转红。相反,利用乙烯吸收剂(如吸收饱和高锰酸钾的载体),可使贮藏环境中的乙烯浓度保持在较低水平,从而延缓果蔬的成熟衰老。
二、控制果蔬后熟、衰老与腐烂的途径
1、化学药物
(1)植物生长调节剂的利用
(2)钙处理    钙在延缓果蔬衰老、提高果蔬品质和控制生理病害方面有较好的效果。缺钙会加剧果蔬的成熟衰老、果蔬软化和生理病害。钙处理可抑制呼吸作用和乙烯生成,从而延缓果蔬的成熟和衰老。
(3)用杀菌剂控制果蔬的侵染性病害
(4)涂膜(打蜡)处理    果蔬表面有一层蜡质,是果蔬的一种天然保护结构,而涂膜(在果蔬表面涂上一层高分子的液态膜)则是人工创造的一层保护结构,起到类似作用。
(5)乙烯吸收剂的应用    利用乙烯易被氧化的特性,以强氧化剂与乙烯发生化学反应,除去贮藏环境的乙烯气体。
2、物理方法
(1)辐照保鲜    利用职权辐照保藏食品是继传统保藏方法之后又一种发展较快的新技术和新方法。目前多用同位素钴(60Co)作为辐射源,剂量单位为拉德(rad)。
(2)热处理    热处理是利用热力杀死或钝化果蔬上的害虫或闰原菌以减少腐烂,同时改变果蔬采后某些代谢过程以达到果品贮藏保鲜目的的一种物理贮藏保鲜方法。
3、控制贮藏条件
(1)温度  温度是影响果蔬后熟和衰老的最重要的环境因素。在5~35℃之间,温度每上升10℃,呼吸强度就增大1~1.5倍。因此低温贮藏可以降低果蔬的呼吸强度,减少果蔬的呼吸消耗。但是决不能由此得出结论,认为贮藏温度越低,贮藏效果就越好。每一种果蔬都有它最适宜的贮藏温度,即贮藏适温。在此温度下,最能发挥果蔬所固有的耐藏性和抗病性。低于这个温度,就可能导致冷害,甚至冻害。如在0℃中苹果贮藏得很好,而大多数的南方水果就不适宜。
另外,低温可减少果蔬的乙烯产生量,而且在低温条件下,乙烯促进果蔬衰老的生理作用也受到强烈的抑制;温度也是影响果蔬蒸发失水的重要因素之一;低温还能抑制病原菌的生长。
什么是冷害?
冷害是果蔬在冰点以上的低温中所造成的伤害。冷害可导致果蔬呼吸强度异常升高,果蔬不能正常后熟,出现异味、褐变,并更易受病原菌的侵染。
冷害症状:果蔬冷害后,果皮变暗淡,出现浅灰和褐色烫伤状斑块,严重者果皮凹陷、腐烂。不能正常后熟或后熟不一致辞,果皮难以正常转黄,果皮无光泽,果蔬无香味或香味不浓。受到冷害的果蔬移到室温后,急剧腐烂变质。
(2)湿度  控制贮藏环境适宜的相对湿度以减轻果蔬失水,避免由于失水产生的不良生理效应,保持果蔬的耐贮性。目前国内外有不少报道主张采用高湿度贮藏,如主张采用95%~97%甚至更高的相对湿度。
(3)气体成分  适当提高贮藏环境中的CO2浓度和适当降低O2浓度,可以有效地降低果蔬的呼吸强度,抑制乙烯的产生和乙烯的催熟致衰作用,从而延缓果蔬的后熟与衰老过程。
荔枝褐变速度之快,在其他水果中是很罕见的,通常,荔枝在采后24小时内就会发生褐变,常温上2~3天即失去诱人的鲜红色而褐变,大大降低了荔枝的商品价值。最近的研究表明,果皮褐变还与它的红色色素即花青素的褪色或变色有关,花青素的颜色取决于所处环境的,pH值较低时,呈现红色,随着PH值的逐渐提高,颜色由红色变为无色,进而变为紫色,紫黑色,如用碱性溶液处理新鲜荔枝,荔枝立即变为黑色,如用酸性溶液处理,又可恢复红色。荔枝果皮的迅速失水,导致果皮PH值的提高。因而加速了褐变的发生。
三、保鲜库制冷原理与设备
(一)制冷技术的发展
1、天然冰的制冷
元朝初期我国就有冰淇淋,其早期形态为“冰酪”与“奶冰”。当时的意大利著名旅游家马可?波罗曾来我国长期居住,他把这种可品的冷饮生产技术带回意大利,并传向欧洲。
最早的冰淇淋制取机是用冰+食盐作为制冷冷源的。它的工作原理就是利用冰溶化成水时要吸取热量,而食盐能使冰的溶点下降,当冰、食盐混合浓度达到15%时,溶化温度可达-10℃,这个温度达到了制取冰淇淋的温度。含奶的冰淇淋混合液的冰点在-3℃左右 。 
这就是人类利用天然冰制取低温冷源的方法。
2、人工制冷 
人类在生产实践和科学研究中发现,某些物资质在大气压下,从液态变成气态时,需要吸收大量的热量。如氨(NH4)在一个大气压下,从液态变成气态时它能使周围的温度下降至-33.4℃,此时氨处于沸腾状态,所以我们把定为氨在一个大气压下的沸点温度。氟里昂也具有此特征,我们把具有这一特征的物质叫制冷剂。于是人们就开始利用它,便产生了喷液制冷和沸腾制冷。
⑴ 喷液制冷——就是将制冷剂直接喷在需要冷却的物体上,从而达到制冷的目的。喷液制冷要求所用制冷剂无毒,不污染环境,目前使用的主要是液氨制冷机。R-12制冷剂由于会破坏臭氧层已被禁止使用。    
⑵ 沸腾制冷——让制冷剂在一个容器中沸腾,吸取窗口壁的热量,由窗口吸收周围物质(介质)的热量,使周围物质降温,达到制冷目的。此时制冷剂不直接与物质接触,防止了对食品的污染。
(二)机械制冷原理
1、怎样实现制冷
用水管相连的两个容器,一高一低,水总是由高处向低处流动,若要使水从低处到高处就必须借助外力,人力或水泵,这就要消耗能量。
同理,两种不同温度的物体相接触,就会自发传热,热量总是会自发地由高温物体传向低温物体 ,直至物体的温度相等,传热才会停止。如果有一个低温体放在周围温度较高的环境中,那么不管低温体保温得多么好,怎么完善,热量还是会通过各种途径向低温体“渗漏”,直到低温体与环境温度一致为止。
为了维持低温体的温度不上升,或者使它的温度继续下降,就必须使用制冷机来抽取低温体的热量并传递给高温体。制冷机在完成这一任务时是以消耗能量为代价的(机械功、电能)。
那么怎样实现制冷呢?蒸汽压缩式的基本原理是利用某些低沸点的液体在汽化时能吸收热量而使周围温度下降的性质来实现的。
2、机械制冷的基本设备
蒸汽压缩机制冷系统主要是由制冷压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器(冷风机)四个最基本部件所组成,是一个互相连接而又密闭的系统。工作时制冷剂就在这系统中不断地循环流动和产生冷量。
低温氟利昂液体在蒸发压力下进入库房,在库房的蒸发器中,氟利昂液体吸收了库房内的热量不断沸腾汽化,使库房温度下降,达到制冷的目的。汽化后,低压蒸汽必须设法回复到液体状态,以便进行连续制冷,这就需要通过压缩机和冷凝器来完成。压缩机将从蒸发器来的氟利昂蒸汽进行压缩,使它的压力得到提高,以使氟利昂蒸汽能在常温下冷凝成液体状态。氟利昂蒸汽被压缩后,温度亦随之升高到高于环境介质温度,当排至冷凝器时,就受到冷凝器中的冷却水或空气的冷却作用,而一直降温到冷凝压力下的饱和温度,并在这一温度下,冷凝成高压的氟利昂液体。高压液体通过膨胀阀时因受到阻力而降压,同时,氟利昂液体因吸热而使其本身的温度也相应下降,把这种低压、低温的氟利昂汽液混合物引入蒸发器就能在库房里得到应有的制冷效果。
3、制冷剂:
在制冷系统中,不断流动并变换状态的物质叫工作介质,简称工质,又称为制冷剂,就是人们常说的药水。常用的制冷剂有水、氨、氟利昂等。
⑴ 氨——最大特点是单位容积制冷量较大,压力适中,价格便宜,容易取得。目前主要用于大型的制冷装置。  
⑵ 氟利昂——它的种类繁多,性质各不相同,目前用得较多的是R22制冷剂,它的特点的无毒、无臭味、不燃烧,没有爆炸的危险,对金属无腐蚀作用,但其价格较贵,广泛使用在小型制冷装置中。
4、全封闭制冷压缩机
将电动机、制冷压缩机主体等全部封闭在一个高强度的容器内,对外只有吸气和排气接口以及电机接线头。其特点是彻底解决了压缩机泄漏的问题,不需要维修,安全可靠,基本无故障。缺点是一旦机器或电机损坏,无法维修,必须更换。“常福”牌保鲜库选用的丹佛斯法国美优乐机组所用的制冷压缩机就是全封闭压缩机,它的最大优点是节电。
5、制冷装置的辅助设备:
为保证制冷装置安全运行,方便更换部件及维修保养,制冷装置除前面所说的四大件外,还需增设一些辅助设备,其主要的辅助设备有以下几种:
⑴ 贮液器 ——是贮存制冷剂液体的压力容器,一般有两种用途:一是安装在制冷系统中以贮存制冷循环中的制冷剂液体;二是作备用贮液器,供制冷设备添补制冷剂用。丹佛斯美优乐机组的贮液器就是竖立在机组上的小圆桶(大圆桶是全封闭压缩机)。
 ⑵ 过滤器 ——过滤器装于冷凝器与电磁阀之间的输液管上。其目的是防止循环系统中的杂质(如焊渣、氧化物、金属磨损物、制冷剂中的少量污泥等)进入膨胀阀堵塞阀孔,进入压缩机拉毛和刮伤汽缸及吸排汽阀等。
 ⑶ 电磁阀 ——电磁阀的开与关是由电流通过电磁铁产生电磁吸力来控制的。它串接在制冷系统的管路中,控制系统管路中制冷剂的通与断,通常与压缩机同接一启动开关,配合压缩机的停、开而自动接通或切断输液。
当压缩机停车时,可切断制冷剂进入蒸发器,以防压缩机启动时,湿蒸汽进入压缩机而产生“液击”(因为膨胀阀一般是关不死的)。电磁阀一般安装在过滤器后,膨胀阀前。
 ⑷ 阀门 ——用于制冷系统的阀门,主要是截止阀,它有直通、角式、三通三种。三通阀主要用于抽气试压或加液用,一般安装在压缩机吸气和排气口;而直通和角式阀门,主要安装在系统管道和辅助设备上,用于切断管路,便于维修保养,更换过滤器,电磁阀,膨胀阀或其它设备之用。
 ⑸ 电器控制器——小超人微电脑全自动控制器由一个或二个温度探头,一个化霜热保护探头,一只微电脑控制器,以及电气控制元件组成。利用安装在冷藏库内的温度探测头送来的温度信号,控制压缩机开启和停机;同时利用控制器内的时间控制器来控制冷风机的化霜周期,以及利用化霜温度计探头和时间控制器,来控制化霜时间,以及化霜结束后的再启动。化霜热保护探头的作用是控制化霜温度,当化霜温度超过设定值时自动停止化霜,起到保护的作用。
只要正确地设定好需控制的冷库温度的下限(最低要求温度),回差温度(最高温度)、化霜周期、化霜时间、化霜温度,并将控制开关放在“自动”上,就可以完全实现系统自动控制了。
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