加濕氣調(diào)庫的管理(一)
所謂加濕氣調(diào)庫就是貯藏期間的管理主要是指在整個(gè)貯藏過程中調(diào)節(jié)控制好庫內(nèi)的溫度、相對(duì)濕度、氣體成分和乙烯含量,并做好果蔬的質(zhì)量監(jiān)測工作。
1溫度管理
溫度對(duì)果蔬貯藏的影響是諸多因素中最重要的一個(gè),也是其它因素所無法替代的。
1.溫度對(duì)呼吸作用的影響水果、蔬菜等園藝作物,在采收之后雖已離開母體或土壤,但它仍是一個(gè)活的有機(jī)體,并在不停地進(jìn)行著以呼吸為主要特征的異化作用。由于采后失去了營養(yǎng)供應(yīng),因而果蔬呼吸消耗的基質(zhì)也就是果蔬本身的儲(chǔ)備物質(zhì),即人們的營養(yǎng)。貯藏保鮮的實(shí)質(zhì)也就是人為的創(chuàng)造一個(gè)適宜的環(huán)境,使果蔬在這個(gè)環(huán)境中既保持微弱的有氧呼吸,使自我消耗降至最低,又不至于進(jìn)行無氧呼吸而產(chǎn)生乙醇使果蔬敗壞,從而最大限度地保存營養(yǎng)而供人們享用。
以己糖為底物的兩種呼吸的總化學(xué)反應(yīng)式為:
有氧呼吸
C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O+2.82×106J(674kcal)
葡萄糖
無氧呼吸
C6H12O6→2C2H5OH+2CO2+1.00×l05J(24kcal)
葡萄糖乙醇
由于呼吸作用和果蔬的各種生理生化過程有著密切的聯(lián)系,并制約著這一過程,因此必然會(huì)影響到果蔬的采后品質(zhì)、成熟度、耐藏性、抗病性以及整個(gè)貯藏壽命。溫度越高,呼吸作用越旺盛,各種生理生化過程進(jìn)行得越快,貯藏壽命也越短。因此,我們?cè)诠呋ɑ懿墒罩?,必須適時(shí)降溫,抑制呼吸,減少消耗。據(jù)有關(guān)研究資料表明,貯藏溫度每降低10℃,水果的呼吸強(qiáng)度可減弱1—2倍。還有資料表明,當(dāng)貯藏溫度由0℃升高到3—4℃時(shí),水果的呼吸強(qiáng)度可升高0.5—1倍。
2.溫度對(duì)酶活性的影響果蔬中有多種酶類參與代謝的每一步生理生化反應(yīng)。作為采后生理代謝主導(dǎo)過程的呼吸作用,實(shí)際上也是一種酶促反應(yīng),酶在這些反應(yīng)過程中起著催化劑的作用,使果蔬生理代謝過程中的異化作用加快。果蔬產(chǎn)品抑制酶的活性,有利于果蔬的長期貯藏。
3.溫度對(duì)果蔬失重的影響在貯藏期間果蔬的重量損失主要來自兩個(gè)方面:一是蒸發(fā),二是呼吸。其中蒸發(fā)是失重(失水)的主導(dǎo)因子;因呼吸而導(dǎo)致的失重較少,并隨著貯藏溫度的下降和氣調(diào)環(huán)境的形成,這種損失會(huì)越來越少。
果蔬體內(nèi)水分的蒸發(fā)與貯藏溫度的高低密切相關(guān),高溫可加速水分蒸發(fā),低溫則抑制蒸發(fā)。特別是當(dāng)庫內(nèi)貯藏溫度較高、相對(duì)濕度(RH)較低和氣流加大時(shí),新鮮果蔬的水分會(huì)大量迅速損失,沿著果蔬內(nèi)部→表皮→大氣→冷凝器(風(fēng)機(jī))→下水道的通道流失。
庫內(nèi)的相對(duì)濕度對(duì)果蔬的失水影響極大。果蔬的水分損失不完全取決于溫度,而是取決于該溫度下的相對(duì)濕度。通常把1m3空氣中實(shí)際存在的水蒸氣量稱為絕對(duì)濕度,把1m3空氣所能容納水蒸氣的最大量稱為飽和濕度,二者之比稱為相對(duì)濕度。
在相同體積的空氣中,水蒸氣的含量不變,則溫度愈高RH值愈小,反之RH值就增大。在水果貯藏過程中,庫溫上升,相對(duì)濕度下降都將導(dǎo)致果蔬失水。為避免或減少水分損失,一般氣調(diào)庫都應(yīng)保持適宜的低溫和90%以上的相對(duì)濕度。
4.溫度對(duì)微生物的影響貯藏溫度對(duì)微生物的生命活動(dòng)有著極重要的影響。每一種微生物生存、繁殖都需要一定的外界條件,其中溫度就是一個(gè)重要因子,只有當(dāng)溫度適宜時(shí)微生物才有可能快速繁殖,進(jìn)而造成危害,否則將受到抑制甚至停止生命活動(dòng)。對(duì)果蔬貯藏影響最大
的是真菌和細(xì)菌,其次是其它微生物如病原菌等。降低貯藏溫度一般可有效地抑制微生物的繁殖,防止因微生物侵染而引起腐爛變質(zhì)
最后還應(yīng)指出的一點(diǎn)是,氣調(diào)貯藏不僅需要適宜的低溫,而且要盡量減少溫度的波動(dòng)和不同庫位的溫差,這些都是搞好氣調(diào)貯藏所必不可少的。
5.溫度管理方法在入庫前7—10天即應(yīng)開機(jī)梯度降溫,至鮮果入貯之前使庫溫穩(wěn)定保持在0℃左右,為貯藏作好準(zhǔn)備。果品在入庫前應(yīng)先預(yù)冷,以散去田間熱。入貯封庫后的2—3天內(nèi)應(yīng)將庫溫降至最佳貯溫范圍之內(nèi),并始終保持這一溫度,避免產(chǎn)生溫波。
2相對(duì)濕度管理
如上所述,相對(duì)濕度是在相同溫度下,空氣中水蒸氣壓和飽和水蒸氣壓之比,通常用百分?jǐn)?shù)表示。在一般情況下,我們可近似認(rèn)為果蔬內(nèi)部的RH值為100%,即水果內(nèi)部空氣的水蒸氣壓等于該溫度的飽和水蒸氣壓。當(dāng)果蔬在氣調(diào)或其它環(huán)境中貯藏時(shí),環(huán)境中的水蒸氣壓一般不可能達(dá)到飽和水蒸氣壓,這樣,果蔬與環(huán)境之間就存在著水蒸氣壓差,果蔬的水分就會(huì)通過表層向環(huán)境中擴(kuò)散,導(dǎo)致失水。
氣調(diào)庫中的相對(duì)濕度直接影響著產(chǎn)品質(zhì)量,大部分水果、蔬菜和切花在相對(duì)濕度過低時(shí)都會(huì)很快萎蔫。
為了延緩產(chǎn)品由于失水而造成的變軟和萎蔫,除核果、干果、洋蔥等少數(shù)品種外,大部分易腐果蔬產(chǎn)品貯藏的相對(duì)濕度以保持在85%—95%為好。氣調(diào)貯藏中推薦的相對(duì)濕度應(yīng)以既可防止失水又不利于微生物的生長為度。
要想保持氣調(diào)庫中適當(dāng)?shù)南鄬?duì)濕度,必須有良好的隔熱層,避免滲漏。同時(shí)換熱器(冷風(fēng)機(jī))必須有足夠的冷卻面積,使蒸發(fā)器與產(chǎn)品之間的溫差盡可能縮小。因此,只有在機(jī)械制冷的精確控制之下,才能保持較高的相對(duì)濕度。當(dāng)蒸發(fā)器表面與庫溫溫差加大時(shí),RH值就會(huì)下降。
另一個(gè)保持濕度的方法是采用夾套庫或薄膜大帳,這種結(jié)構(gòu)和成本比普通庫要高,操作也比較麻煩,但在商業(yè)上仍不失為一個(gè)良好的保濕途徑。當(dāng)然,塑料薄膜小包裝或在庫內(nèi)加水增濕也不乏用處。
在氣調(diào)貯藏中增濕的另一個(gè)方法是設(shè)置加濕器,該設(shè)備有離心式、超聲式等結(jié)構(gòu),但目前用的較多的是超聲波加濕器,它利用高頻振蕩原理將水霧化,然后送入庫內(nèi)增加空氣濕度。
相對(duì)濕度管理的重點(diǎn)是管好加濕器及其監(jiān)測系統(tǒng)。貯藏實(shí)踐表明,加濕器以在入貯一周之后打開為宜,開動(dòng)過早會(huì)增加鮮果霉?fàn)€數(shù)量,啟動(dòng)過晚則會(huì)導(dǎo)致水果失水,影響貯藏效果,開啟程度和每天開機(jī)時(shí)間的長短,則視監(jiān)測結(jié)果而定,一般以保證鮮果沒有明顯的失水同時(shí)又不致引起染菌發(fā)霉為宜。
3氣體成分管理
這里所說的氣體成分,主要指對(duì)果蔬后熟影響最大的O2和CO2。
果蔬后熟進(jìn)程的快慢,與貯藏環(huán)境的氣體成分關(guān)系很大,這一過程不僅受乙烯濃度高低的影響,而且受O2和CO2分壓的左右。低O2和高CO2都能有效地抑制果品的后熟作用。
采用氣調(diào)裝置或減壓技術(shù)降低貯藏環(huán)境中的O2分壓,可以延緩組織的衰老,相對(duì)提高果肉硬度和含酸量,并在解除氣調(diào)狀態(tài)后仍有一段時(shí)間的滯后效應(yīng)。這一現(xiàn)象與乙烯的生物合成是一個(gè)需O2過程有關(guān),低O2不僅抑制了乙烯的生成,而且降低了組織對(duì)乙烯的敏感性,從而使果實(shí)的異化作用下降,基質(zhì)消耗減少。再者,乙烯生成的受阻程度還與低O2處理的時(shí)間有關(guān),短期(如2—3天)低O2處理的抑制作用是一種暫時(shí)的可逆反應(yīng),一旦解除處理,組織即可恢復(fù)生成乙烯的能力,而長期低O2處理對(duì)乙烯生成的抑制作用則是一個(gè)不可逆反應(yīng)。故在解除氣調(diào)狀態(tài)后,仍有較長時(shí)間的后效應(yīng),為延長果蔬的貯藏時(shí)間和貨架壽命贏得了寶貴的時(shí)間。
高CO2處理對(duì)果蔬的后熟具有多種效應(yīng),它可降低呼吸代謝、延緩后熟進(jìn)程、減少病害發(fā)
生、增加貯藏壽命。不同果蔬品種對(duì)CO2的忍耐力具有明顯的差異,并且這種差異受溫度等外界因素的影響。就其采收期和CO2傷害部位而言,早采果的CO2傷害多見于表皮,而晚采果則多表現(xiàn)為內(nèi)部損傷。對(duì)采收后的蘋果立即用高CO2(如10%—15%)進(jìn)行短期(如10—15天)處理,可使乙烯在大量生成之前即得到抑制,致使呼吸速率下降,躍變(Climacteric)推遲。但在貯藏后期,已進(jìn)入衰老階段的果實(shí)則對(duì)CO2非常敏感,這時(shí)稍有不慎,即有可能因CO2中毒而導(dǎo)致果蔬腐爛。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在獼猴桃的長期貯藏中,當(dāng)貯藏環(huán)境的氣體成分O2:2%—3%,CO2:3%—4%,N2:93%—95%時(shí),與自然狀態(tài)下(O2:21%,N2:79%)相比,獼猴桃的呼吸強(qiáng)度下降32%,貯藏120天之后的果肉組織崩解率下降3.2倍,由此可見,改變貯藏環(huán)境的氣體成分(即氣調(diào)貯藏),可以延緩果蔬的衰老進(jìn)程,有利于果蔬的長期貯藏。
在蘋果的貯藏中也證明了氣體成分的效應(yīng),在貯藏溫度相同的條件下,若把自然狀態(tài)下(21%的O2)蘋果吸O2和放CO2的數(shù)值定為100%,當(dāng)O2降至10%時(shí),蘋果吸O2和放出CO2的量分別是80%和84%,若把O2降到3%,CO2升至5%,則蘋果吸入O2和釋放出CO2的數(shù)量分別下降至40%和32%。由此可見,隨著貯藏環(huán)境中氣體成分的改變,蘋果的呼吸強(qiáng)度也受到強(qiáng)烈抑制。
影響果蔬貯藏的很多微生物(如霉菌、細(xì)菌等)皆屬嗜氧微生物,只有在充足氧氣的環(huán)境中才能快速繁殖。當(dāng)在氣調(diào)環(huán)境中O2分壓急劇下降和CO2分壓上升時(shí),微生物就難于正常生長和繁殖。因此,氣調(diào)貯藏可明顯地抑制有害微生物的繁衍,減少微生物所造成的損失。
氣體成分管理的重點(diǎn)是庫內(nèi)O2和CO2含量的控制。當(dāng)果蔬入庫結(jié)束、庫溫基本穩(wěn)定之后,即應(yīng)迅速降O2,庫內(nèi)O2降至5%時(shí),再利用水果自身的呼吸作用繼續(xù)降低庫內(nèi)O2含量,同時(shí)提高CO2濃度,直到達(dá)到適宜的O2、CO2比例,這一過程約需10天左右的時(shí)間,而后即靠CO2脫除器和補(bǔ)O2的辦法,使庫內(nèi)O2和CO2穩(wěn)定在適宜范圍之內(nèi),直到貯藏結(jié)束。
4預(yù)冷
預(yù)冷是將剛采收的果蔬產(chǎn)品在運(yùn)輸和貯藏之前迅速除去田間熱和降低果溫的過程。及時(shí)適宜的預(yù)冷不僅可以最大限度地保持果蔬產(chǎn)品的品質(zhì),而且可減少腐爛損失。延長產(chǎn)品采收后的預(yù)冷時(shí)間,必然會(huì)增加損失。及時(shí)而有效地降溫預(yù)冷,可以降低果蔬因呼吸等異化作用所導(dǎo)致的損失,還可抑制酶的活性,減少失水和乙烯釋放量,抑制多種腐敗微生物的生長。
為了保持果蔬的新鮮度、貨架期和貯藏壽命,預(yù)冷最好在產(chǎn)地進(jìn)行,特別是對(duì)那些嬌嫩易腐的產(chǎn)品,及時(shí)預(yù)冷就顯得更為重要。
預(yù)冷可分為自然降溫預(yù)冷、水冷卻預(yù)冷、真空降溫預(yù)冷、強(qiáng)制通風(fēng)預(yù)冷、冷空氣預(yù)冷和加冰預(yù)冷等多種方式。目前國內(nèi)用得最多的是自然降溫預(yù)冷和冷庫強(qiáng)制通風(fēng)預(yù)冷,前者利用自然冷源預(yù)冷,成本低廉,操作方便,但預(yù)冷速度慢,效果較差;后者預(yù)冷效果好,但需消耗能源。二者結(jié)合起來預(yù)冷,在充分利用晝夜溫差等自然冷源的基礎(chǔ)上再人為地強(qiáng)制通風(fēng)降溫,不失為一條良好的預(yù)冷途徑。
5入庫品種、數(shù)量和質(zhì)量
在果蔬花卉栽培品種和地域確定之后,采前管理的好壞將對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量起決定作用。只有優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品才適于氣調(diào)長期貯藏,所以除了搞好田間管理外,要盡量避免產(chǎn)品的破損、擦傷、腐爛和變質(zhì)。擦傷和其它機(jī)械損傷不僅影響產(chǎn)品的外觀,而且也為微生物的侵襲大開方便之門。據(jù)試驗(yàn),在同樣貯藏條件下存放的李子,擦傷果的腐爛率為25%,而未受傷果的腐爛率只有1.3%。機(jī)械損傷還會(huì)加快果蔬的失水進(jìn)程,如蘋果僅僅因嚴(yán)重?fù)p傷就可使失水率增加400%,而去皮馬鈴薯的失水量要比未去皮的馬鈴薯增多3—4倍。
用于氣調(diào)貯藏的產(chǎn)品還必須適期采收,產(chǎn)品成熟不足或過熟不僅影響產(chǎn)量,更影響質(zhì)量,同樣會(huì)減少貯藏壽命。如新西蘭的獼猴桃最低采收成熟度必須是果肉的可溶性固形物達(dá)到6.2
?。ヒ陨?,否則即視為等外果,公司拒收,市場拒入。其它果蔬也應(yīng)有相似的指標(biāo)或標(biāo)準(zhǔn)。
新鮮果蔬在田間早期的微生物侵染,一般不易被察覺,但在貯藏中卻容易引起產(chǎn)品腐爛。所以貯藏前對(duì)產(chǎn)品的早期侵染要心中有數(shù),只有不受侵染的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品,才適于氣調(diào)長期貯藏。絕大多數(shù)果蔬產(chǎn)品在貯藏之前都要盡快散去田間熱或預(yù)冷,所有產(chǎn)品在采收后都要放在適宜的條件下,才能延長貯藏壽命。水果、蔬菜、花卉的貯藏壽命也因品種、氣候、土壤條件、栽培措施、成熟度和貯藏前的處理方法而異。凡是那些在不良條件下生長或遠(yuǎn)距離運(yùn)輸?shù)漠a(chǎn)品,貯藏壽命都會(huì)縮短。
最后還要特別提出的一點(diǎn)是所有供貯果蔬都必須慎用各種激素。如很多蔬菜和水果由于大量使用激素,或激素+化肥+灌水,致使產(chǎn)品質(zhì)量大幅度下降。獼猴桃近年來大量施用膨大素(又名比效隆,KT—30等),雖暫時(shí)可大幅增產(chǎn),但對(duì)果品質(zhì)量影響甚大,不僅外形發(fā)生變異,風(fēng)味也明顯變劣。激素的不當(dāng)使用,不僅降低了果蔬質(zhì)量,增加了貯藏難度和腐爛率,也損害了果蔬的商業(yè)信譽(yù),對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展極為不利。
果蔬質(zhì)量監(jiān)測對(duì)貯藏質(zhì)量極為重要,果蔬從入庫到出庫要始終處于人工監(jiān)控之下,定期對(duì)鮮果的外部感官性狀、失重、果肉硬度、可溶性固形物含量、染菌霉變等項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行測試,并隨時(shí)對(duì)測定結(jié)果進(jìn)行分析,以指導(dǎo)下一步的貯藏。
在同一間貯藏室內(nèi)應(yīng)人貯相同品種、相同成熟度的果實(shí)。如果一個(gè)品種不能充滿貯藏室,要以其它品種補(bǔ)足時(shí),也應(yīng)貯人相同采收期和對(duì)貯藏條件有相同要求的品種。決不允許將不同種類、不同品種的水果或蔬菜混放在同一間貯藏室內(nèi),以免釋放的乙烯及其他有害氣體,相影響貯藏品質(zhì)。
果蔬入庫時(shí)不宜一次裝載完畢,因果蔬釋放的田間熱和呼吸熱,加上冷庫門長時(shí)間開放引入外界的大量熱量會(huì)使庫溫升高并使庫溫在很長時(shí)間降不下來,影響貯藏效果。因此要求分批入庫,每次入庫量不應(yīng)超過庫容總量的20%,庫溫上升不應(yīng)超過3℃。對(duì)已經(jīng)通過預(yù)冷處理的果蔬,可以酌情增加每次的入庫數(shù)量。以蘋果入庫為列,如果貯藏室的溫度達(dá)到7℃時(shí),即應(yīng)停止入庫,待溫度降低后再繼續(xù)入庫。入庫時(shí)機(jī)房應(yīng)正常運(yùn)轉(zhuǎn),送冷降溫。
6堆碼和氣體循環(huán)
剛采收的果蔬一般都帶有大量田間熱,為了提高貯后質(zhì)量和延長貯藏壽命,迅速排除田間熱是非常重要的。例如有些蘋果在21℃中存放1天與在-1℃中存放10天的成熟度相同,也就是若在21℃的果園或包裝場堆放3天,就會(huì)縮短貯藏壽命30天。若有條件,排除田間熱最好在單獨(dú)的預(yù)冷間內(nèi)進(jìn)行,因?yàn)樗闹评淞枯^大,空氣循環(huán)較好,有利于散熱。當(dāng)田間熱去除之后,空氣的流速就應(yīng)降低,不再需要高速氣流,因?yàn)闅庹{(diào)庫內(nèi)的RH值總要低于100%,這時(shí)空氣流速越大,果蔬失水也越多。
要使果蔬迅速降溫,產(chǎn)品的堆碼方式非常重要。堆碼粗放無序,就會(huì)產(chǎn)生較大的阻力,妨礙氣流循環(huán),這時(shí)即使氣調(diào)庫的空氣循環(huán)系統(tǒng)設(shè)計(jì)得再合理也無濟(jì)于事??諝庋h(huán)的基本原理是讓空氣沿著阻力最小的通道流動(dòng)。若堆碼不當(dāng),就會(huì)局部受阻,形成氣流的死角,使溫度上升。風(fēng)道太寬也不好,因?yàn)檫@時(shí)氣流就會(huì)短路,不利于散熱降溫。最好的堆碼方式是使每個(gè)包裝箱周圍都有氣流通過,這時(shí)冷卻的速度才最快,但在商業(yè)性大型氣調(diào)庫內(nèi)很難做到。
在建造氣調(diào)庫時(shí),一般冷卻器應(yīng)安裝在中央通道的上方,效果很好,空氣可以從庫中心向墻壁、向下和在產(chǎn)品行間循環(huán),再回到庫房中心,使之均勻降溫。要達(dá)到均勻降溫的目的,在產(chǎn)品與墻壁和產(chǎn)品與地坪間須留出20—30cm的空氣通道,在產(chǎn)品與庫頂之間所留空間一般應(yīng)在50mm以上(視庫容大小和結(jié)構(gòu)而定),此外,在產(chǎn)品的垛與垛之間也應(yīng)留出一定的間隙,以利通風(fēng)降溫。一般在空庫情況下,每小時(shí)的換氣量應(yīng)達(dá)到7.5次左右,以利保持庫內(nèi)溫度均衡。
貯藏箱堆碼時(shí),要求整齊、規(guī)格化,垛的大小要適宜,過大會(huì)影響通風(fēng),造成庫內(nèi)溫度不均勻,垛太小將降低容量,提高貯藏成本。垛與庫壁至少相距20mm。垛高不能超過冷風(fēng)機(jī)的
出風(fēng)下口。垛與垛之間要留有間距20—30cm,堆垛的行向應(yīng)與空氣流通方向一致。如果庫房體積不大,也可以不分垛。每垛當(dāng)中,箱與箱之間要留有1.5—2cm寬的間隙。庫內(nèi)還應(yīng)留有適當(dāng)寬度的通道,以利工作人員和載重車出入。堆碼時(shí)要離開蒸發(fā)器2m距離,因蒸發(fā)器附近的溫度過低,時(shí)常會(huì)產(chǎn)生低溫傷害。
堆碼時(shí)除留出必要的通風(fēng)和通道之外,應(yīng)盡可能地將庫內(nèi)裝滿,減少庫內(nèi)氣體的自由空間,從而加快氣調(diào)速度,縮短氣調(diào)時(shí)間,使果蔬載盡可能短的時(shí)間內(nèi)進(jìn)入氣調(diào)貯藏狀態(tài)。