摘　要: 氣調包裝是一種可延長新鮮水果貨架壽命的重要技術。氣調包裝的質量主要取決于包裝內氣體成分、溫濕度的調節。建立氣調包裝的理論模型是保證氣調包裝質量、進行氣調包裝系統設計的關鍵。該文綜述了國內外這方面的研究成果,著重論述了果蔬呼吸模型、呼吸速率的測定方法、包裝內外氣體交換模型、包裝內溫度與濕度變化數學模型, 并分析了目前研究存在的不足, 為果蔬氣調包裝的深入研究提供參考。

    關鍵詞: 氣調包裝; 果蔬; 模型; 呼吸速率; 氣體交換; 溫濕度

0　引　言

    自1917 年英國科學與工業研究所食品調查委員會首先觀察到更換氣體組成可使蘋果延長貨架壽命這一結果以來, 已促使許多研究者去認識改善氣體成分對儲存新鮮果蔬產品的機理研究。目前氣調包裝已成為新鮮果蔬產品或半成品保鮮包裝的有效技術手段而得到國內外學者的高度重視。

    氣調包裝根據不同果蔬產品的生理特性, 用二種或多種氣體組成的混合氣體取代包裝體內的氣體, 借助果蔬產品的呼吸作用與包裝材料的選擇性滲透, 構成一更適合產品保藏的環境氣氛, 以有效地降低果蔬的生理消耗, 防止無氧呼吸所引起的發酵、腐爛, 延長果蔬產品的保鮮貯運周期。

    氣調包裝的效果和質量取決于包裝容器內氣體成分、溫濕度的調節。它受多種因素的影響, 主要包括果蔬產品的呼吸速率、產品質量和尺寸、原始氣體組成、包裝薄膜的特性、包裝容量大小以及貯藏溫度、濕度等。同時氣體成分的調節是一個動態過程, 它包括果蔬的呼吸和氣體對薄膜的滲透兩個環節, 氣調包裝的機理、果蔬包裝理論模型的建立和表征是氣調包裝的關鍵。本文主要對現已研究建立的果蔬呼吸模型、呼吸速率的測定方法、包裝內外氣體交換模型、包裝內溫度與濕度變化數學模型等進行評述。

1　產品呼吸理論模型

    在氣調包裝模型中, 呼吸速率的表征與測定至關重要。它是氣調包裝技術機理的基礎。自從20 世紀60 年代起, 國外開始建立模型來分析氣調包裝中的微氣氛動力過程。但由于果蔬產品整個呼吸過程的復雜性、潛在的實驗誤差以及實所需的時間等因素, 都限制了理論模型的建立。因此有時人們認為產品的呼吸速率是一個常數, 然而這只能作為一種簡化模型被接受。但是實際氣調包裝建模中要把呼吸過程中所有的因素都考慮進去是很困難的, 甚至是不可能的。因此通常采用的辦法是對每一種產品建立經驗模型。一些學者針對具體的果蔬產品進行了研究, 并提出了表征這些產品呼吸過程的具體方程。但都只限制在解釋產品的呼吸過程, 而缺乏理論基礎。直到20 世紀80 年代后期人們應用酶動力理論與L angm u ir 吸收理論來建立果蔬產品的呼吸模型。

1. 1　以酶動力理論為基礎建立的模型

    1988 年Yang 和Ch innan[ 1 ] 首先提出動力酶原理可適用于模擬產品呼吸的推想。但未作進一步的研究。1991 年L ee 等[ 2 ] 認為新鮮果蔬可能受到酶反應、allo steric酶的催化作用及反饋抑制的限制, 植物組織中的O 2 和CO 2 的可溶性和擴散性可能限制了呼吸速率。因此推斷果蔬呼吸與微生物呼吸具有相似性, 繼而提出M ichaelis2M en ten 式方程可用于模擬果蔬的呼吸。在不考慮CO 2 抑制情況下, 依賴O 2 的呼吸速率可表示為:

 

    同時M ak ino 等將此模型應用于切制萵苣、花椰菜、香蕉等的氣調包裝, 理論計算與實驗結果符合的較好。但這一模型未得到其他學者的研究證實。