摘　要: 氣調(diào)包裝是一種可延長(zhǎng)新鮮水果貨架壽命的重要技術(shù)。氣調(diào)包裝的質(zhì)量主要取決于包裝內(nèi)氣體成分、溫濕度的調(diào)節(jié)。建立氣調(diào)包裝的理論模型是保證氣調(diào)包裝質(zhì)量、進(jìn)行氣調(diào)包裝系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。該文綜述了國(guó)內(nèi)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(cè)定方法、包裝內(nèi)外氣體交換模型、包裝內(nèi)溫度與濕度變化數(shù)學(xué)模型, 并分析了目前研究存在的不足, 為果蔬氣調(diào)包裝的深入研究提供參考。

    關(guān)鍵詞: 氣調(diào)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(guó)科學(xué)與工業(yè)研究所食品調(diào)查委員會(huì)首先觀察到更換氣體組成可使蘋(píng)果延長(zhǎng)貨架壽命這一結(jié)果以來(lái), 已促使許多研究者去認(rèn)識(shí)改善氣體成分對(duì)儲(chǔ)存新鮮果蔬產(chǎn)品的機(jī)理研究。目前氣調(diào)包裝已成為新鮮果蔬產(chǎn)品或半成品保鮮包裝的有效技術(shù)手段而得到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的高度重視。

    氣調(diào)包裝根據(jù)不同果蔬產(chǎn)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(nèi)的氣體, 借助果蔬產(chǎn)品的呼吸作用與包裝材料的選擇性滲透, 構(gòu)成一更適合產(chǎn)品保藏的環(huán)境氣氛, 以有效地降低果蔬的生理消耗, 防止無(wú)氧呼吸所引起的發(fā)酵、腐爛, 延長(zhǎng)果蔬產(chǎn)品的保鮮貯運(yùn)周期。

    氣調(diào)包裝的效果和質(zhì)量取決于包裝容器內(nèi)氣體成分、溫濕度的調(diào)節(jié)。它受多種因素的影響, 主要包括果蔬產(chǎn)品的呼吸速率、產(chǎn)品質(zhì)量和尺寸、原始?xì)怏w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(shí)氣體成分的調(diào)節(jié)是一個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程, 它包括果蔬的呼吸和氣體對(duì)薄膜的滲透兩個(gè)環(huán)節(jié), 氣調(diào)包裝的機(jī)理、果蔬包裝理論模型的建立和表征是氣調(diào)包裝的關(guān)鍵。本文主要對(duì)現(xiàn)已研究建立的果蔬呼吸模型、呼吸速率的測(cè)定方法、包裝內(nèi)外氣體交換模型、包裝內(nèi)溫度與濕度變化數(shù)學(xué)模型等進(jìn)行評(píng)述。

1　產(chǎn)品呼吸理論模型

    在氣調(diào)包裝模型中, 呼吸速率的表征與測(cè)定至關(guān)重要。它是氣調(diào)包裝技術(shù)機(jī)理的基礎(chǔ)。自從20 世紀(jì)60 年代起, 國(guó)外開(kāi)始建立模型來(lái)分析氣調(diào)包裝中的微氣氛動(dòng)力過(guò)程。但由于果蔬產(chǎn)品整個(gè)呼吸過(guò)程的復(fù)雜性、潛在的實(shí)驗(yàn)誤差以及實(shí)所需的時(shí)間等因素, 都限制了理論模型的建立。因此有時(shí)人們認(rèn)為產(chǎn)品的呼吸速率是一個(gè)常數(shù), 然而這只能作為一種簡(jiǎn)化模型被接受。但是實(shí)際氣調(diào)包裝建模中要把呼吸過(guò)程中所有的因素都考慮進(jìn)去是很困難的, 甚至是不可能的。因此通常采用的辦法是對(duì)每一種產(chǎn)品建立經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ汀Ｒ恍�學(xué)者針對(duì)具體的果蔬產(chǎn)品進(jìn)行了研究, 并提出了表征這些產(chǎn)品呼吸過(guò)程的具體方程。但都只限制在解釋產(chǎn)品的呼吸過(guò)程, 而缺乏理論基礎(chǔ)。直到20 世紀(jì)80 年代后期人們應(yīng)用酶動(dòng)力理論與L angm u ir 吸收理論來(lái)建立果蔬產(chǎn)品的呼吸模型。

1. 1　以酶動(dòng)力理論為基礎(chǔ)建立的模型

    1988 年Yang 和Ch innan[ 1 ] 首先提出動(dòng)力酶原理可適用于模擬產(chǎn)品呼吸的推想。但未作進(jìn)一步的研究。1991 年L ee 等[ 2 ] 認(rèn)為新鮮果蔬可能受到酶反應(yīng)、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(kuò)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(shí)M ak ino 等將此模型應(yīng)用于切制萵苣、花椰菜、香蕉等的氣調(diào)包裝, 理論計(jì)算與實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合的較好。但這一模型未得到其他學(xué)者的研究證實(shí)。