气调贮藏的原理

一：气调贮藏的基本原理

气调贮藏是在一定的封闭体系内，通过各种调节方式得到不同于正常大气组成的调节气体，以此来抑制食品本身引起食品劣变的生理生化过程或抑制作用于食品的微生物活动过程。气调主要以调节空气中的氧气和二氧化碳为主，因为：引起食品品质下降的食品自身生理生化过程和微生物作用过程，多数与氧和二氧化碳有关。另一方面，许多食品的变质过程要释放二氧化碳，二氧化碳对许多引起食品变质的微生物有直接抑制作用。气调贮藏技术的核心是使空气组分中的二氧化碳浓度上升，而氧气的浓度下降，配合适当的低温条件，来延长食品的寿命。

二：气调贮藏的方法分类

自然呼吸降氧法（普通气调冷藏，即MA贮藏）指的是最初在气调系统中建立起预定的调节气体浓度，在随后的贮存期间不再受到人为调整，是靠果蔬自身的呼吸作用来降低氧的含量和增加二氧化碳的浓度。特点：操作简单、成本低、容易推广。特别适用于库房气密性好，贮藏的果、蔬为一次整进整出的情况。但是对气体成分的控制不精细（稍作改进也只是在最初贮藏时加入一些干冰，以快速使CO2浓度↑）；降氧速度慢（降氧一般需20天，中途不能打开库门进货或出货。此外，由于呼吸强度、贮藏环境的温度均高，故前期气调效果较差，如不注意消毒防腐，难以避免微生物对果蔬的危害）；贮存一段时间后，需补充新鲜空气，以冲淡CO2和补充O2；果蔬在贮藏过程中产生的乙烯等气体易在库内积累。 快速降氧法（即CA贮藏）即利用人工调节的方式，在短时间内将大气中的氧和二氧化碳的含量调节到适宜果蔬贮藏的比例的降氧方法。又叫“人工降氧法”。降氧方式：（1）机械冲洗式气调冷藏：把库外气体通过冲洗式氮气发生器，加入助燃剂使空气中氧气燃烧来减少氧气，从而产生一定成分的人工气体（氧气为2%~3%，二氧化碳气为1%~2%）送入冷藏库内，把库内原有的气体冲出来，直到库内氧气达到所要求的含量为止，过多的二氧化碳气体可用CO2洗涤器除去。该法对库房气密性要求不高，但运转费用较大，故一般不采用。（2）机械循环式气调冷藏：把库内气体借助助燃剂在氧气发生器燃烧后加以逆循环再送入冷藏库内，以造成低氧和高二氧化碳环境（氧为1%~3%，二氧化碳为3%~5%）。该法较冲洗式经济，降氧速度快，库房也不需高气密，中途还可以打开库门存取食品，然后又能迅速建立所需的气体组成，所以这种方法应用较广泛。优点：（1）降氧速度快，贮藏效果好，对不耐贮藏的果蔬更加显著。（2）可及时排除库内乙烯，推迟果蔬的后熟作用。（3）库房气密性要求不高，减少了建筑费用。 混合除氧法（又称半自然降氧法）主要包括以下两种。充N2自然除氧法：即自然降氧法与快速降氧法相结合的一种方法。用快速降氧法把氧含量从21%降到10%较容易，而从10%降到5%就要耗费较大，成本较高。因此，先采用快速降氧法，使氧迅速降至10%左右，然后再依靠果蔬的自身呼吸作用使氧的含量进一步下降，二氧化碳含量逐渐增多，直到规定的空气组成范围后，再根据气体成分的变化进行调节控制。充CO2自然降氧法：它是在果、蔬进塑料薄膜帐密封后，充入一定量的二氧化碳，再依靠果、蔬本身的呼吸及添加硝石灰，使氧和二氧化碳同步下降。这样，利用充入二氧化碳来抵消贮藏初期高氧的不利条件，因而效果明显，优于自然降氧法而接近快速降氧法。优点：储藏初期氧气下降速度快，控制了果蔬的呼吸作用，所以比自然降氧法优越；而在中后期靠果蔬的呼吸作用自然降氧，比快速降氧法成本低。 即采用降低气压来使氧的浓度降低，同时室内空气各组分的分压都相应下降的降氧方法。又称为低压气调冷藏法或真空冷藏法，是气调冷藏的进一步发展。原理：采用降低气压来使氧的浓度降低，从而控制果、蔬组织自身气体的交换及贮藏环境内的气体成分，有效地抑制果、蔬的成熟衰老过程，以延长贮藏期，达到保鲜的目的。一般的果蔬冷藏法，出于冷藏成本的考虑，没有经常换气，使库内有害气体慢慢积蓄，造成果蔬品质降低。在低压下，换气成本低，相对湿度高，可以促进气体的交换。另外，减压使容器或贮藏库内空气的含量降低，相应地获得了气调贮藏的低氧条件。同时，也减少了果蔬组织内部的乙烯的生物合成及含量，起到延缓成熟的作用。特点1)储藏时间长：气调贮藏综合了低温和环境气体成分调节两方面的技术，推迟了成熟衰老，使得果蔬......余下全文>>

三：气调保藏的方法及原理

气调贮藏是指通过调整和控制食品储藏环境的气体成分和比例以及环境的温度和湿度来延长食品的储藏寿命和货架期的一种技术

气调贮藏的基本原理

1.抑制果蔬的生理活动

(1)抑制果蔬的呼吸作用

新鲜果蔬在采摘后,仍进行着旺盛的呼吸作用和蒸发作用,从空气中吸取氧气,分解消耗自身的营养物质,产生二氧化碳,水和热量,使果蔬的营养成分,质量,外观和风味发生不可逆的变化,这不仅降低了果蔬的食用品质,而且使其组织逐渐衰老,影响耐藏性和抗病性

由于呼吸要消耗果蔬采摘后自身的营养物质,所以延长果蔬贮藏期的关键是降低呼吸速率,即在维持其正常生命活动,保证抗病能力的前提下,把呼吸强度降低到最低水平,使之最低限度地消耗自身体内的营养,以达到延长保鲜期,提高保藏效果的目的

降低氧气和提高二氧化碳浓度,能降低果蔬的呼吸强度并推迟其呼吸高峰的出现

氧必须降低到7%以下浓度时才对呼吸强度有抑制作用,但不易低于2%,否则易出现厌氧呼吸

二氧化碳对呼吸的抑制作用是浓度越高,抑制作用越强

对储藏环境中同时降低氧气和提高二氧化碳浓度,对降低果蔬呼吸作用更为显著,不同氧气和二氧化碳的浓度配比条件对果蔬呼吸作用的抑制程度不同

在3.3℃低温下,气体组成对苹果呼吸强度的影响

氧气浓度和二氧化碳浓度对香蕉呼吸作用的影响

氧气浓度过低或二氧化碳浓度过高都会导致鲜活食品的生理病害.果蔬的呼吸作用是随着空气中氧气含量的下降而逐渐降低,释放出二氧化碳也随之减少.当二氧化碳释放量降到一个最低点后又会增加,这是因为发生了缺氧呼吸的结果.当二氧化碳释放量降到最低点时,空气中的氧气含量成为氧气的临界浓度

果蔬储藏时,如氧气降到临界浓度以下时就会发生缺氧呼吸,此时果蔬不仅会比有氧呼吸消耗更多的营养成分,还会产生酒精和乙醛的积累,造成鲜活食品的生理病害,严重导致微生物的侵袭,使食品腐烂.氧气的临界浓度随果蔬的种类,品种的不同而异,大部分果蔬在1%~3%,而一些热带,亚热带产的果蔬可高达5%~10%

如果二氧化碳浓度过高,也会在果蔬内产生大量琥珀酸积累,导致果蔬褐变,黑心等生理病变

果蔬的氧气临界浓度 (单位:%)

(2)抑制果蔬的乙烯生成

乙烯(C2H4)是植物的一种生长激素,能促进果实的生长和成熟,并能大大加快产品的后熟和衰老的过程

从1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)到乙烯是需氧过程,在低氧或缺氧情况下可以抑制ACC向乙烯转化,而且低氧情况下可减弱乙烯对新陈代谢的作用;低浓度二氧化碳会促进ACC向乙烯的转化;高浓度二氧化碳抑制乙烯的形成,延缓了乙烯对果蔬成熟的促进作用,而且还可干扰芳香类物质的挥发

2.抑制微生物的生长繁殖

好气性微生物在低氧环境下,其生长繁殖就受到抑制.氧气的浓度还和某些果蔬的病害发展有关,如苹果的虎皮病随着氧气浓度的下降而减轻

高浓度的二氧化碳也能较强地抑制果蔬的某些微生物生长繁殖

参考资料：hi.baidu.com/...2.html

四：气调贮藏的发展历史

该技术最早应用于果蔬，法国科学家首先研究了空气对苹果成熟的影响，于1821年发表了研究成果，获得了科学院物理奖。1860年英国建立了一座气密性较高的贮藏库，贮藏苹果库温不超过l℃。试验结果表明苹果质量良好，但当时未被重视。1916年英国的凯德和韦斯德两人对苹果进行气调贮藏。开始只调节空气成分，试验失败。以后在冷藏的基础上调节气体成分，试验成功。1929年在英国建立了第一座气调库，贮藏苹果30吨，库内气体含氧量为3%-5%、二氧化碳为10%。1933-1941年英国经过十多年的研究于1941年发表报告，提供了气体成分和温度参考数据，以及气调库的建筑方法和气调库的操作等有关问题。1962年美国研制成功燃料冲洗式气体发生器，用丙烷来燃烧，使空气中氧减少、二氧化碳增高。从此达到了真正的气调贮藏，使气调冷藏技术进入了一个新阶段。中国对气调贮藏研究始于70年代后期，于1978年在北京建成第一座50吨的实验性气调库。

五：气调贮藏的影响因素

氧含量1.对于新鲜果蔬，低氧浓度有利于延长果蔬的保存期。但必须保证果蔬气调储藏室内的氧浓度不低于其临界需氧量。2.对于新鲜的动物性食品，调节气体的氧含量以取得最佳的色泽保持效果为宜。对于不含肌红蛋白（或含肌红蛋白，但热处理加工过的）动物产品，则尽量使氧含量降低。3.对于以抑制真菌为目的的气调处理，则氧的浓度要降低到1%以下才有效。二氧化碳1.高浓度二氧化碳对于果蔬一般会产生下列效应：降低导致成熟的合成反应（蛋白质、色素的合成）；抑制某些酶的活动（如琥珀酸脱氢酶，细胞色素氧化酶）；减少挥发性物质的产生；干扰有机酸的代谢；减弱果胶物质的分解；抑制叶绿素的合成和果实的脱绿；改变各种糖的比例。2.过高的二氧化碳含量，也会产生不良效应。一般的用于水果气调的二氧化碳含量水平控制在2%～3%，蔬菜的应控制在2.5%～5.5%。3.对于肉类、鱼类产品气调保鲜处理，高浓度的二氧化碳可以明显抑制腐败微生物的生长，而且这种抑菌效果会随二氧化碳浓度升高而增强。一般，要使二氧化碳在气调保鲜中发挥抑菌作用，其浓度必须控制在20%以上。氧和二氧化碳的配合由于果蔬的呼吸作用会随时改变已经形成了的氧和二氧化碳的浓度比例，同时，各种果蔬在一定条件下都有一个能承受的氧浓度下限和二氧化碳浓度上限。因此，在气调贮藏中，选择和控制合适的气体配合比例是气调操作管理中的关键点。 1.果蔬类产品气调贮藏温度控制对于果蔬类产品来说，采取气调措施，即使温度较高也能收到较好的贮藏效果。但不能由此认为进行气调贮藏就可以忽视温度控制了。例如，在不同的温度条件下气调贮藏黄瓜30天，结果在10-13℃下，绿色好瓜率为95%；在20℃下，绿色好瓜率仅为25%，其余为半绿或完全变黄，没有烂瓜；在5-7℃下，虽然全部保持绿色，却有70%发生冷害病和腐烂。果蔬的气调贮藏中，选择的温度通常要比普通空气冷藏温度高1-3℃。因为这些植物组织在0℃附近的低温下对CO2很敏感，容易发生CO2伤害，在稍高的温度下，这种伤害就可以避免。水果的气调贮藏温度，除香蕉、柑橘等较高外，一般在0-3.5℃的范围。蔬菜的气调温度控制点应高一些。2.新鲜动物产品气调贮藏的温度控制尽管多数的试验报道指出，温度对高浓度二氧化碳条件下的这类产品的气调效应（抑制微生物的效应）没有显著的影响，但从安全的角度出发，气调贮藏的温度还是应尽量地低为宜。至于温度的下限，应以不影响这类产品“新鲜状态”的质地为度。 在气调贮藏中，较高的相对湿度可以避免果蔬中的水分过多的散失，可使果蔬保持新鲜的状态，保持较强的抗病力。对于水果，调节气体的相对湿度控制范围一般为90%～93%，蔬菜为90%～95%。但也要防止因湿度过高而出现结露现象。动物产品，一般没有对于调节气体相对湿度进行专门控制要求。不过，选用的包装材料应该有很好的水分阻隔性，这样才能保持这类产品的新鲜外观。

六：气调贮藏的缺点

适用于大型企业，投入高，成本高，维护费高，适用面不普及

七：减压贮藏与机械冷库、气调贮藏的异同点

一、贮藏原理

气调冷库贮藏是指在通过技术措施形成的特定气体环境中贮存食品的一种冷藏方法，目前主要用于果蔬的保鲜。

果蔬在冷藏库是活体贮藏，果蔬采摘后进行的各种生理活动，只能消耗自身的营养物质，从而引起果蔬品质、质量和形状的变化，使其逐渐由成熟走向后熟和衰老。造成这些变化的主要因素是果蔬的呼吸作用、蒸发作用和微生物作用。

低温贮藏可以减弱果蔬的呼吸作用，减少水份的蒸发，抑制微生物的生长繁殖，有利于果蔬的贮藏保鲜。但若辅以贮藏环境中气体环境的调节，则会有更好的效果。 气调冷库贮藏就是在低温贮藏的基础上，调节贮藏环境中氧、二氧化碳及一些特殊气体（如乙烯、一氧化碳）的含量，以达到更好的贮藏果蔬的目的。如降低冷藏库 中氧的含量，可以有效地抑制果蔬的呼吸作用和微生物的生长繁殖，也间接影响其蒸发，并且可以延缓叶绿素的分解，对水果还有保硬效果。适当高的二氧化碳含量 可以减缓呼吸，同时可使水果的内源乙烯合成速度减缓。乙烯是一种果蔬催熟剂，能激发呼吸强度上升，加快果蔬成熟过程。控制或减少乙烯含量，对推迟果蔬后熟 是有利的。

果蔬的气调贮藏是目前果蔬贮藏最先进的方法之一，具有保鲜效果好、贮藏损失小、无污染等特点。

二、气调方式

1．自然降氧法

自然降氧法，简称MA贮藏，是靠果蔬自身的呼吸作用来改变氧和二氧化碳的含量的。该方法的优点是操作简便，成本低。但降氧时间长，气体成分不能较快地达到设定的配比，影响果蔬气调效果。

(1)塑料薄膜帐气调 利用塑料薄膜对氧和二氧化碳有不同渗透性和对水透过率低的原理，来实现气调和减少水分蒸发。塑料薄膜对气体有选择性渗透，可使塑料帐内气体成分白然地形成 气调贮藏状态，对需要快速降氧的塑料帐，封帐后可用机械降氧机快速实现气调条件。该方式帐内二氧化碳含量会不断升高，应定期用专门仪器检测，及时调整气体 的配比。

(2)硅窗气调 根据不同的果蔬及贮藏条件，选择面积不同的硅橡胶织物膜，热合于用聚乙烯或聚氯乙烯制作的贮藏帐上，作为气体交换的窗口，简称硅窗。硅橡胶织物膜对氧和二 氧化碳具有良好的透气性和适当的透气比，不但可以自动排出贮藏帐内的二氧化碳、乙烯等有害气体，还有适当的氧气透过率，避免果蔬发生无氧呼吸。

2．机械降氧法

机械降氧法，简称CA贮藏，是利用机械设备快速降氧，使果蔬短时间内进入气调环境。

(1)充氮降氧 用真空泵从冷间抽出空气，然后充入氮气。抽气、充气交替进行，使冷间氧气含量降到要求值，以达到迅速降氧和控制适量二氧化碳的目的。氮气源为液氮钢瓶先氮或制氮机制氮，后者一般用于大型气调库。

(2)最佳气体成分置换降级 人为地将氧、二氧化碳、氮等气体，按最佳气体成分指标要求配置成混合气体充入贮藏环境。充入前先对贮藏环境抽空。这种方式贮藏效果最好，但成本高。

(3)催化燃烧降氧 采用催化燃烧降氧机，以工业汽油、液化石油气等为燃料，与从冷藏库引出的空气混合，进行催化燃烧反应。反应后的无氧气体再返回冷藏库，如此循环，直至把含 氧量降到要求值。这种方法加之果蔬的呼吸作用，会使冷间二氧化碳含量升高，可结合使用二氧化碳脱除机降低二氧化碳含量。

(4)减压气调 利用真空泵将贮藏环境中的一部分气体抽出，同时将外界空气减压加湿后输入，贮藏期间抽气、输气装置连续运行，保证果蔬贮藏的低压环境。该方式是靠降低气体 密度来产生低氧环境的，只要控制好贮藏环境的真空度，就可以得到不同的低氧含量，但减压贮藏对设施的密闭性和强度要求较高。...余下全文>>

八：比较机械冷藏库和气调贮藏库的异同

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冷库与气调库的主要技术区别

冷库：冷库也称冷藏库，它是以人工制冷方法获取相对稳定的低温环境的一类设施。现代的冷库，人工制冷的方法通常是机械制冷，所以，有些资料上称机械冷库。

气调库的保鲜原理是，在低温作用的基础上，通过对气体成分的控制进一步限制鲜活产品的生命消耗和病虫危害。对于一些对低温环境敏感、容易产生冷害的产品，可以提高贮藏温度而加入气调的作用，既避免了冷害，又节约了冷量且有较好的保鲜效果。气调库的基本构造为两部分，即冷库部分和气调部分。气调部分主要由气密结构、气调设备和控制系统等组成。

九：硅窗气调贮藏名词解释

、硅窗气调法：根据不同的果蔬及贮藏的温湿条件选择面积不同的硅橡胶织物膜热合于用聚乙烯或聚氯乙烯制成的贮藏帐上，作为气体交换的窗口，简称硅窗。

硅胶膜对氧气和二氧化碳有良好有透气性和适当的透气比，可以用来调节果蔬贮藏环境的气体成份达到控制呼吸作用的目的。选用合适的硅窗面积制作的塑料帐，其气体成份可自动衡定在氧气含量为3％－5％；二氧化碳含量为3％－5％。