如何解自发气调贮藏中产生的凝水问题?

本发明涉及一种果蔬保鲜方法，具体涉及一种控制气调果菜类蔬菜表面凝结水的联合保鲜方法，属于果蔬保鲜技术领域。

背景技术：

果菜釆摘后仍然可以通过呼吸和蒸腾作用维持自身的生命，直到营养物质耗尽或发生腐烂变质。气体环境中的含水量由呼吸作用及产品内部水分的蒸腾作用产生，并受到包装材料渗透作用的影响。相对湿度高时，微生物的繁殖将加快，当水蒸气达到饱和状态或者环境中的温度变化较大时易产生凝结水，即所谓的“发汗”或产品表面“结露”，使产品腐败变质；而相对湿度低时，蒸发速度将加快，使产品的失重增加。

温度变化、呼吸作用以及蒸腾作用是形成凝结水的三大主要原因。其中温度是影响植物呼吸最重要的环境因素，许多产品在相对温暖的气候下成熟并采收，这时候的最高气温可能达到40℃以上。那么，产品的品温将达到32℃左右。在此温度下，温度每下降5℃，产品呼吸强度就会降低一倍。

环境气体的湿度是影响果蔬产品水分蒸发的重要因素。与温度相比较，相对湿度对果蔬呼吸的影响较为次要。由于不同种类的果蔬对湿度的反应不同，不如温度条件对呼吸影响那样有确定性的关系，但带来的影响仍不可忽视。在一定温度下，相对湿度大时，说明气体环境中的水蒸气的饱和程度高，产品内水分蒸发就慢；反之如果相对湿度小，说明气体环境中的水蒸气饱和程度低，空气比较干燥，产品内的水分蒸发就比较快。所以控制表面凝结水的关键是有效抑制其水分蒸发作用、呼吸作用以及控制贮藏温度的大范围波动。

在气调库中，蔬菜堆放在不同高度的货架上，随着距地面距离的减少，温度逐渐降低，在梯度间中层位置要比偏高或偏低的位置都为均匀，温度场的不均匀程度在靠近顶层的位置明显高于其他位置。在送风速度较低的条件下，库内贮藏空间上层平面存在明显的高温死角，随着层面的逐渐降低温度死角逐渐消失，温度场趋于均匀。采用温度梯度库，其主要技术特点是冷风机安装在静压室内，使冷风主要在夹层循环，有利于均恒库内温度。在每个梯度贮藏间顶部中央安装一个送风窗，使静压室冷空气通过高效静压风机引入贮藏间，从而使贮藏间的温度均匀，减少库温与物料的温差。多个梯度间均可根据要求任意设定温度并独立控制，可满足不同低温处理、热空气处理、变温处理等贮藏实验要求，达到模拟贮藏、运输、货架、普通冷库预冷的环境条件；采用夹套式微型节能冷库技术及独特的送风设计，避免了冷风直吹试验材料，库温稳定、波动小、分布均匀、试材失水少。

涂膜保鲜技术一直以来是果蔬贮藏保鲜的一个重要方式，随着人们绿色消费和环保意识的增强，可食性涂膜也应运而生。可食性果蔬涂膜是一种采用天然糖类、淀粉、蛋白质、油脂等可食材料为主要原料，通过添加成膜助剂，控制成膜条件，在果蔬表面涂覆或直接成膜而成的保鲜膜。可食性涂膜能在果蔬周围形成一个小环境，对气体和湿度起到屏障作用，减少水分的损失，降低了蒸发作用。并且阻止果蔬从外界吸收氧气，降低了呼吸作用，从而减少果菜表面凝结水的产生，达到更佳的保鲜效果。

壳聚糖、明胶与单硬脂酸甘油酯作为可食性的保鲜剂用于果蔬涂膜贮藏，不仅有效抑制果蔬呼吸作用，降低营养成分消耗，保鲜膜还能抵御外界的有害微生物侵染，减缓褐变程度。壳聚糖作为一种多糖膜，较其他多糖膜相比，具有良好的成膜性、阻氧性与抑菌能力，但阻水性较差；明胶作为一种蛋白膜，比多糖膜有较低的透氧性，较好的阻水性；单硬脂酸甘油酯是食物的乳化剂和添加剂，作为脂类物质其阻水性较强。壳聚糖和明胶混合后，存在分子间氢键的作用，并具有良好的机械性能、可混合性和生物相容性。因此复合涂膜可以使各种保鲜剂同时发挥各自的优点，弥补单一涂膜的不足，最终提高保鲜效果，是一种具有广泛应用前景的生物复合膜。

蔬菜的呼吸作用会使其表面产生凝结水，所以采取气调手段来抑制其呼吸作用。气调贮藏是在低温冷藏基础上，人为改变环境的气体组分，抑制蔬菜的呼吸作用，进一步提高贮藏环境相对湿度的贮藏保鲜方法。因为蔬菜在贮藏的每个阶段，其呼吸程度是不一样的，根据蔬菜本身的生理改变和贮藏时间适时改变气体浓度，即分阶段气调。通过采取分阶段气调的方法来更好地抑制果菜的呼吸代谢作用，从而更好控制其表面凝结水的产生。

袁萌萌(2012)为提高西葫芦和黄瓜的保鲜效果，研究了常温条件下不同浓度壳聚糖涂膜处理对其采后贮藏品质、细胞代谢酶类等生理生化指标的影响。试验结果表明：采用壳聚糖涂膜处理均可以有效维持西葫芦外观品质，抑制采后呼吸强度，并能延迟呼吸高峰的出现。其中以0.75％浓度的壳聚糖涂膜效果最佳。说明涂膜技术对蔬菜的呼吸有一定的抑制作用，但其使用的只是单一的保鲜剂，本发明不同之处采用的是复合保鲜剂，柠檬酸和抗坏血酸的添加可有效弥补抑菌性和抗氧化性不足的问题。李爱珍(2010)研究了明胶-壳聚糖可食性复合膜的制备与应用，使用明胶一壳聚糖进行涂膜保鲜鲜切葡萄，可以有效减少腐烂，提高葡萄的好果率与商品率。但是由于多糖与蛋白质可食性薄膜多存在易溶于水、阻水性差等缺陷，复合膜通常将蛋白质、多糖或脂类物质组合后制得，加入脂类物质，膜的阻水性明显变好。袁唯(2005)采用壳聚糖对黄瓜进行涂膜实验，在一定条件下，结合低温贮藏，能有效地减少果蔬的营养成分的损失和抑制果蔬采后进行的呼吸强度，减少失水。然而单一的壳聚糖涂膜效果不稳定、干燥时间长、韧性较差、膜层易龟裂破碎，采用壳聚糖、明胶、单甘油酯复合膜可以增加膜的韧性，提高成膜速度等优势，弥补单一膜的不足。

中国发明专利“一种蟠桃的气调贮藏保鲜方法”(公开号：CN105707216A)，该专利采用较优的气调贮藏条件对蟠桃进行贮藏，由原来的10-12天，延长至20-25天，取得了较好的保鲜效果，但是单一的气调库温度分布不均，塑料箱叠放高度不同，其周围温度就会不同，会增加蟠桃温度与库温的温差，温度梯度气调库可以很好的改善库内温度分布不均的问题。张慜等人公开了一种用于远洋船舶的果菜类蔬菜混合气调贮藏的调控方法(公开号：CN104542931A)，其根据蔬菜贮藏前后期的呼吸强度不同，采用了两段式气调保鲜技术对多种蔬菜进行保鲜试验，将前期气体组分设置为5％O2+4％CO2+90％N2+1％Ar，储藏后期气体组分设置为3％O2+3％CO2+93％N2+1％Ar，有效抑制了呼吸作用，起到了良好的保鲜效果。本发明借鉴了此两段式气调取得的良好保鲜效果，而且更好地根据蔬菜的呼吸程度和呼吸类型来改变贮藏的气体成分。本发明采取联合涂膜及改善气调库的保鲜方法，更好地抑制了果菜类蔬菜表面冷凝水的产生。中国发明专利“一种大枣的保鲜贮藏方法”(申请号：CN201510627154.8)、“一种真空预冷同步结合气调技术保鲜生鲜植物的方法”(申请号：CN201610157305.2)，此两项发明都证明了气调技术对果蔬保鲜效果起到了有效的作用，但都采用的是单一气调保鲜方法，本发明的阶段性气调贮藏根据不同程度的呼吸作用来改变气体成分，保鲜效果优于单一气调贮藏。

目前，控制果蔬表面凝结水的文献报道比较少，本发明着重于通过涂膜技术以及分阶段气调方法来抑制果蔬本身的呼吸作用与蒸发作用，同时联合温度梯度库进行储藏，从而解决库内温度不均匀的情况，减少库温与物料温度间的温差。通过此联合技术抑制果菜类蔬菜表面凝结水的产生，维持贮藏品质，提高其保鲜效果。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种控制气调果菜表面凝结水的联合保鲜技术，通过减少果菜表面凝结水的产生，降低果菜腐烂率，提高贮藏品质及延长其贮藏期。

本发明的技术方案，一种控制气调果蔬表面凝结水的联合保鲜技术，其步骤为：

(1)气调库的准备：对待贮藏的气调库进行清洗、杀菌、消毒；

(2)果菜采摘、分选：对采摘的果菜进行选择；挑选出新鲜、大小均匀、无明显机械伤的果菜；

(4)预冷：将采摘、分选后的果菜放入到真空预冷机中进行预冷操作，预冷温度为9-11℃，预冷时间为12-24h,风机风速为3-5m/s；

(4)涂膜处理：将步骤(3)预冷后的果菜再次挑选，剔除成熟度较高和有机械伤的果实，将配制好的阻水膜液均匀地涂到果菜表面，然后放到通风橱内吹干；

(5)入筐堆放：将涂膜后的果菜整齐的堆放入筐中，同时在筐上覆盖一层高密度聚乙烯袋，既防止冷库中的冷凝水滴入到筐中，也可以保证蔬菜的正常呼吸；

(6)阶段式气调贮藏：将气调库设计为温度梯度气调库来贮藏蔬菜，温度设为9士1℃；同时采用阶段式气调贮藏，风机风速减小为0.2-0.5m/s，气调参数设置范围：O2比例为3-5％，CO2比例为1-3％，N2比例为92-96％；贮藏4-8天后，呼吸强度会减弱，气调设置改为：O2比例为1-3％，CO2比例为1-3％，N2比例为94-98％。

上述步骤(4)涂膜时，阻水膜液组成基质为壳聚糖、明胶与单硬脂酸甘油酯，按1:1:1配比的复合涂膜剂为涂膜材料，再添加2.5g/L山梨酸、0.25g/L抗坏血酸增强其抑菌性与抗氧化性。

上述步骤(6)中所述温度梯度气调库是将冷风机安装在静压室内，使冷风在夹层循环，并在每个梯度贮藏间顶部中央安装一个送风窗，使静压室冷空气通过高效静压风机引入贮藏间，从而均匀降低温度，减少库温与物料的温差；梯度间内不同层面上的温度差均在±0.5℃内；并在温度梯度气调库中进行加湿设计，相对湿度控制在80％-95％，以降低果蔬的蒸腾作用，降低果蔬产品失水现象。

本发明的有益效果：

(1)与普通的气调保鲜方式相比，采用本发明的联合保鲜方法，可以更显著地减少果菜表面冷凝水的产生，延长果菜货架期，可最大限度地减缓营养品质的下降。

(2)壳聚糖、明胶与单硬脂酸甘油酯的复合膜可以很好地抑制果菜呼吸，减少水分散失及表面凝结水产生，同时抑制衰老软化及褐变，提高抗性酶活性以抑制活性氧积累，维持果菜感官和营养品质的稳定。与各自单一涂膜技术相比，可以更好地起到抑菌作用，膜时间、膜强度都有所改善，食用安全性也比较高。

(3)与普通的气调库相比，设计的温度梯度气调库可以改善库内温度不均的情况，更有效地减少库温与物料温度间温差，梯度间内不同层面上的温度差均在±0.5℃内，更有效控制凝结水产生。

(4)采用阶段式气调保鲜技术，比一段式气调保鲜更为贴近蔬菜的呼吸特性，效果更为显著。

具体实施方式

以下结合具体实施例进一步说明本发明。

实施例1：非呼吸跃变型果菜表面凝结水的联合保鲜技术调控

选取的试材为水果黄瓜，水果黄瓜是典型的非呼吸跃变型果菜，且表面易积聚冷凝水，会促进黄瓜的腐烂与冷害现象。

调控方法:(1)对气调库进行常规的清洗，杀菌消毒；(2)对采摘后的水果黄瓜进行选择；挑选出新鲜、大小均匀、无明显机械伤的黄瓜；(3)放入到预冷装置中进行预冷12h，温度为9℃，将预冷后的黄瓜再次挑选，剔除成熟度较高和有机械伤的果实；(4)将筛选后的水果黄瓜进行涂膜处理，将配制好的阻水性保鲜液(壳聚糖、明胶与单硬脂酸甘油酯按1:1:1配比的复合涂膜剂为涂膜材料，再添加2.5g/L山梨酸、0.25g/L抗坏血酸)涂抹到水果黄瓜表面；(5)将涂膜后的水果黄瓜放到通风橱中吹干，整齐的堆放入筐中，同时在筐上覆盖一层高密度聚乙烯袋，再放入到温度梯度气调库中进行贮藏，相对湿度控制在85％左右，温度设为9士1℃；(6)阶段式气调贮藏：水果黄瓜为非呼吸跃变型蔬菜，大约在贮藏第4-5天时呼吸强度明显减弱，贮藏前期气调设置：O2比例为5％，CO2比例为1％，N2比例为94％；5天后气调设置改为：O2比例为3％，CO2比例为3％，N2比例为94％。水果黄瓜的贮藏期可以延长到25天以上，储藏期结束时，仍能保持较好的品质，有效的减少超氧阴离子自由基(O2-)、丙二醛(MDA)等有害物质积累,VC、可溶性固形物等营养物质的保留率可达50％以上，具有较强的实际应用价值。

实施例2：呼吸跃变型果菜表面凝结水的联合保鲜技术调控

选取的试材为青椒，青椒是呼吸跃变型果菜，表面易进行涂膜处理。

调控方法:(1)对气调库进行常规的清洗，杀菌消毒；(2)对采摘后的青椒进行选择；挑选出新鲜、大小均匀、无明显机械伤的青椒；(3)放入到预冷装置中进行预冷12h，温度为9℃，将预冷后的青椒再次挑选，剔除成熟度较高和有机械伤的果实；(4)将筛选后的青椒进行涂膜处理，将配制好的阻水性保鲜液(壳聚糖、明胶与单硬脂酸甘油酯按1：1:1配比的复合涂膜剂为涂膜材料，再添加2.5g/L山梨酸、0.25g/L抗坏血酸)涂抹到青椒表面；(5)将涂膜后的青椒放到通风橱中吹干，整齐的堆放入筐中，同时在筐上覆盖一层高密度聚乙烯袋，再放入到温度梯度气调库中进行贮藏，相对湿度控制在85％左右，温度设为9士1℃；(5)阶段式气调贮藏：青椒为呼吸跃变型蔬菜，大约在贮藏第6-8天时出现呼吸跃变高峰，贮藏前期气调设置：O2比例为5％，CO2比例为1％，N2比例为94％；8天后气调设置改为：O2比例为3％，CO2比例为3％，N2比例为94％。青椒的贮藏期可以延长到40天以上，储藏期结束时，仍能保持较好的品质，有效地减少超氧阴离子自由基(O2-)、丙二醛(MDA)等有害物质积累，VC、可溶性固形物等营养物质的保留率可达60％以上，具有较强的实际应用价值。

蔬菜脱水工艺是怎样做的？

辐照食品指的是利用辐照加工帮助保存食物。

辐照，一种新的灭菌保鲜技术，用（铯137，钴60，等对DNA作用）粮、蔬、果、肉、调味品、药品等进行灭菌和减活，中国相关食品产量已占全球总量的三分之一。

辐照能杀死细菌、酵菌、酵母菌，这些微生物能导致新鲜食物类似水果和蔬菜等的腐烂变质。辐照食品能长期保持原味，更能保持其原有口感。

食品辐照技术是1905年申请专利，并于20世纪发展起来的一种灭菌保鲜技术，以辐射加工技术为基础，运用x射线、γ射线或高速电子束等电离辐射产生的高能射线对食品进行加工处理。

达到杀虫、杀菌、抑制生理过程、提高食品卫生质量、保持营养品质及风味、延长货架期的目的。辐照还能杀死食品中的昆虫及卵及幼虫。

辐照标准

中国辐照食品的数量自上世纪90年代以来已迅速增加，目前辐照技术大多应用在脱水蔬菜、香辛料、宠物食品、花粉、熟畜禽肉、速溶茶等食品中。

2002年中国经过辐照处理的食品已过10万吨，位居世界第一。用放射性元素的辐射作用进行杀菌消毒的“辐照食品”，中国多部法规要求在外包装上必须明示。

每种食品都有不同的辐照剂量标准，只要执行合理的剂量标准，辐照食品中的营养物质几乎不会受到破坏。在蒸煮、煎炒等烹调过程中极易破坏失效的生育酚和硒，辐照处理后保留率可高达90%以上。

国际上关于食品辐照安全性论证和试验早在上世纪60年代就已开始，经过长期的动物试验和人体试验证明，在一定剂量照射下的农副产品及其加工品不产生放射性和有毒物质，对营养价值没有影响。

脱水蔬菜是将蔬菜中所含过多水分脱去，而鲜菜中所含叶绿素和维生素仍能保存，便于贮存、保管、运输出售。蔬菜脱水后，味道不变，色泽不变，食用方便，在国内外市场上深受欢迎。目前脱水蔬菜，世界出口量达10万吨，我国的脱水蔬菜从1964年开始出口以来，尤其是这几年在对外开放对内搞活经济的形势下，已发展成为年出口1.5万吨、收汇2500万美元的较大商品。而且目前我国已成为西欧各国和日本的蒜、姜、茹类制品的主要供应者。

脱水蔬菜包括叶菜类、根菜类、鳞球和茎菜类等各种蔬菜。

不同种类的蔬菜加工工艺有所不同，大体上为：原料整理-洗净切片-蒸煮冷却（或浸泡）-沥水洪干-分选包装。

一、原料整理

选择成熟度适宜、鲜嫩洁净的蔬菜，剔除黄叶、老叶；根块类的应逐个挑选；并用清水洗耳恭听去附在表面的泥沙、污物、灰尘等杂质；然后根据不同品种，把它切成段、片、丝或条形状。

二、蒸煮冷却

蒸发（煮）时间应根据不同的蔬菜品种分别确定，一般掌握在2-7分钟之间。操作方法有二种：①预煮。先把锅内的水烧至沸腾，再把整理好的蔬菜投入锅内，并上下搅动，使其均匀受热；②蒸发、把已去皮、洗净的蔬菜放在蒸气中蒸（蒸发时间可根据不同的蔬菜品种而定）。预煮或蒸发的蔬菜，起锅后应立即用冷水冲淋，使品温下降。如有条件，可用冰水低温冷却，其效果更好。一些蔬菜为了要保持原来的风味、辣味或香味，则不必预煮或蒸发。

不采用蒸煮的蔬菜品种，可采用浸泡法，此法有三种：①把整理好鲜菜，浸入含小苏打千分之五的沸水里，搅拌均匀，要保持水滚开，浸1-2分钟，使鲜菜至二成熟，变得透这时取出，再浸入含苏打千分之二点五的冷水里，散热到透凉，沥去清水，装入麻袋压去水分，待烘；②将已脱掉20-85%水分的蔬菜浸在已知数量的至少含有一种溶质的溶液中[盐液（氯化钠）或盐、糖混合液]，溶液的数量应该全部能被已脱水的蔬菜吸收。使蔬菜的最终含盐糖的含量达到3-15%，糖含量不超过15%（指采用盐、糖混合液时盐糖的含量），水的含量为6-25%，这样就可生产出高稳定性的蔬菜干制品。

三、沥水烘干

冷却后的蔬菜，为了缩短烘干时间，可用压榨方法，清除表面的浆质及辛辣粘物，以利于保持原有色泽，然后摊铺于晒席上抖松、晒干或送入烘房内烘干。烘屋使室内温度能够达到32-42°C，并可排去蒸气即可，房内应设多层架，升温设备可以用火盆煤球炉子，最好是用电能，但成本要增高。使用煤球炉子木灰升温时，一切工作都要在室外进行，严防烟灰、灰尘进屋，保持烘房清洁，并严关房门。

四、脱水蔬菜生产操作示范

为了使读者对各种蔬菜脱水生产各工序有一个完整感，现以向种蔬菜品种的制作为例，示范如下： 例1：胡萝卜脱水制作

将10公斤整条胡萝卜去皮、洗净，放在蒸汽中蒸7分钟，其可溶性固形物含量为10.2%。取出将其切成厚3厘米的圆片，再放置烘干机至烘机最终净1160克，含水量12%为止。然后从烘干机取出，在室温条件下，与338毫升的饱和氯化钠溶液充分混合，再加入足量的焦亚硫酸氢钠（1.4克），使最终的二氧化硫（SO2）含量为500ppm。这种溶液几乎立刻被干燥后的胡萝卜吸收，静置15分钟后再放回到烘干机内继续干燥，直到净重达1342克为止。最终产品的含盐量为8%，含水量为16%，20°C条件下水的活性为0.45。 例2：蘑菇脱水制作

将5公斤含可溶性固形物7%的新鲜蘑菇切成4毫米厚的薄片，放在烘干机烘盘上。然后将烘盘放在错流式机里进行烘干，温度为70°C，直到蘑菇的净重达389克，含水量达10%时为止。

然后从烘干机中取出蘑菇进行滚筒搅拌，在室温条件下倾浇149毫升的饱和氯化钠溶液，直到溶液被完全吸收（大约需3分钟）。然后再放回烘干机以50°C继续干燥很短一段时间，直到最终净重达到497克为止。这时蘑菇的水分会计师为20%，盐的含量为9.5%，20°C条件下水的活性为0.57。 几种蔬菜脱水加工的基本要求 品 名 原料整理 切削形状 预煮时间（分钟） 烘房温度（°C） 烘干时间 制品率（%） 茎叶青菜 切茎留叶，茎长不超过3厘米 2-3厘米段状 2-3 80-85 5 7.4 胡萝卜 刨去表皮，切除蒡头、青肉、尾梢 0.9厘米正方形状 2-3 80-85 5.5 4.1 四季豆 剪除豆两端及变形部分 原条 3 80-85 6 9.5 刀豆 剪除豆两端 原状 3-4 75-80 6 8.5 茄子 切除柄部蒂头及变质部分 片厚0.3厘米 不预煮 70-80 5 7.1 大蒜仁 切除蒂部，抽茎部分剥衣 粒状 不预煮 65 6.5 22 洋葱 去掉杂质、葱蒂、茎及鳞衣老皮 片厚0.2厘米 不预煮 76 5.5 22 蘑菇 除去泥砂、重斑及开伞菇 片厚0.25厘米 不预煮 65-60 5 10 木耳银耳 除去木屑、泥沙及霉烂等 去蒂头整杂 不预煮 45-70 6-10 10-12 例3：洋葱脱水制作

将可溶性固形物为18%的经初步加工的白色洋葱切成厚3毫米的薄片，称取葱片5公斤，放在烘盘干机的烘盘上，以70°C干燥，直到净重达1125克，水分含量达20%为止。

再将洋葱片转移到混合器中，在常温条件下与35毫升的饱和氯化钠液混合，2分钟后该溶液就被洋葱吸收，再静置10分钟。然后将洋葱以50°C进一步烘至净重1177克。最终产品的含量为14%，氯化钠的含量为9.5%，20°C下水的活性为0.45。 例4：青豆脱水制作

将已洗净去筋的青豆横切成10mm（毫米）长的小段，以蒸汽蒸漂2.5分钟。经蒸烫的青豆其可溶性固形物总量为10%。称取1095克干燥至净重170克。此时的含水量为36%。

取出青豆，在常温条件下进行滚筒搅拌时加入含有12克盐、0.8克硫酸钠、17克葡萄糖、60毫升水的溶液。溶液很快就被半干燥的青豆吸收，静置30分钟后再将青豆放回到烘干机内，然后进一步干燥很短一段时间，使最终净重达170克为止。最终产品的含水量为18%，20°C下水的活性为0.55，色泽、风味和质地极佳。

上述举例是国外专利的操作办法。一般的蔬菜脱水加工的基本要求见表。

五、包装

脱水蔬菜容易还潮，烘干后应过称包装，用塑料袋每500克为一袋，100公斤为一大包，成品应抽样检查，外销要通过外贸部门鉴定，并以复水程度来判断质量优劣。脱水蔬菜包装后应定时检查，如有不适应尽快投放市场处理。