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中国气调保鲜技术的应用与发展
作者：吴 齐
来源：《现代农业科技》2009年第15期
摘要气调保鲜技术是当今世界上最先进的果蔬保鲜技术,发达国家已普遍运用,在中国的应用与发展尚处于初级阶段。阐述了制约气调保鲜技术在中国应用与发展的主要因素有技术问题、投资问题和成本问题,并对气调保鲜技术的市场前景进行了展望,以期促进此技术在中国的发展。
关键词气调保鲜;应用;发展;中国
中图分类号 S609+.3 文献标识码A文章编号 1007-5739(2009)15-0350-03
保鲜贮运是制约果蔬生产种植、市场交易、产业发展的瓶颈所在,由于缺乏果蔬保鲜贮运能力,我国果蔬采收时的年自然损失达1 800亿元。气调保鲜技术的应用与发展是具有方向性的朝阳产业,有利于改变我国果蔬生产中长期存在的“旺季烂、淡季断”状况,可以显著增加果蔬附加值,扩大果蔬的对外出口,有效提高农业物质技术装备水平。现就气调保鲜技术的应用概况、存在问题和市场前景作出介绍、分析和展望。
1气调保鲜方式及应用概况
1.1气调保鲜方式
果蔬保鲜方式的发展经历了3个阶段:一是自然保鲜方式,如土窖贮藏、通风库等简易方法;二是机械冷藏保鲜方式,如高温冷库、冷藏集装箱;三是气调冷藏保鲜方式,这是当今世界最先进的保鲜方式,业界称之为21世纪的果蔬保鲜技术。气调保鲜考虑到影响采后果蔬呼吸作用的2个最主要因素:贮藏环境的温度和贮藏环境中气体组成成分的浓度。气调保鲜通过对环境温度、氧气浓度、二氧化碳浓度的合理配比及调控,可以在维持果蔬正常生理活动的前提下,最大限度地抑制果蔬的呼吸作用,延缓其组织代谢,使之处于近休眠状态,从而实现果蔬的长期保鲜贮藏,实现果蔬市场的反季节销售。
与传统的冷藏保鲜相比,气调保鲜具有保鲜品质好、贮藏时间长、工作能耗较低等多方面优点,可以延长果蔬贮藏时间5~10倍,还能保鲜贮藏一些因低温冷害不宜冷藏的热带、亚热带果蔬品种。关于果蔬的长期贮藏保鲜,目前还没有一致的说法,笔者认为:应该是对有较高保鲜附加
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值的果蔬品种保鲜3个月以上,对有一般保鲜附加值的果蔬品种保鲜6个月以上,保鲜效果应基本保持果蔬入藏前的原质、原状、原味,保鲜贮藏损失率为5%~10%,能自然延长果蔬脱藏后的货架期(为冷藏的3倍时间)。
气调保鲜贮藏的工作载体不是单一的设备产品,而是集结构、气调、制冷、加湿、灭菌、自动控制以及远程监控等为一体的产品总成,具有组装式特点,用于再生产,提高果蔬附加值,称之为气调保鲜技术装备较恰当。气调保鲜技术装备目前主要有气调库和气调集装箱两大类产品,气调库用于固定贮藏,气调集装箱用于保鲜运输。气调库一般以200~400t贮藏容量为1个完整的工作单元,在围护结构内将多个工作单元现场拼装,组成所需的总贮藏吨位容量。气调集装箱可采用6.1m或12.2m国际标准集装箱外形尺寸和框架结构,箱体内分设备间和贮藏间,构成独立的工作体。由于是多变量控制,气调保鲜技术装备的控制系统为多输入、多输出的计算机控制系统,通常采用单片机或PLC,系统要求能够使用有线网络和无线通讯,用户可以通过系统的菜单人工操作,现场查看工作模式、各项工况,装备制造商可以对产品的使用状况实施远程监视、记录、分析和调控。 1.2国内外应用情况
20世纪60年代,发达国家开始研发和应用气调保鲜技术装备,70年代气调保鲜技术的应用趋于广泛,80年代大规模出现气调库。经过近50年的发展,现今欧美发达国家已经基本普及使用气调库贮藏保鲜果蔬,平均贮藏比重达到果蔬产量的60%,新建果蔬保鲜库几乎都是气调库,原有的果蔬冷藏库也在陆续改造成气调库。气调集装箱方面,意大利是较早研制推出运输用气调保鲜箱的国家,美国、德国、英国相继开发出气调集装箱也有多年。80年代初,国外开始利用气调集装箱进行陆上和海上长途保鲜运输,一些水果出口大国使用气调集装箱远程海运果蔬,扩大其在国际果蔬市场上的占有份额。但尚未有资料显示气调集装箱在国际市场上大批量推出,国际保鲜海运的主要方式还是冷藏。
20世纪80年代,我国曾引进过示范性气调库,当时背景条件下,未进行普及推广。90年代,国内开始研究气调保鲜技术的应用,1994年,中国农业科学院建成我国第1个果蔬气调库,贮藏容量100t。15年过去了,气调保鲜技术在我国的应用发展缓慢而艰难,完全自主研制开发的大型气调库(万吨容量以上)几乎没有,已建成的气调库大多是国外引进或者是在主要设备引进基础上做配套改装。目前,气调保鲜技术装备所涉及的相关设备,国内已经完全有能力自我配套,但专业从事气调保鲜技术并能够承建气调库的企业很少,主要是北京、天津和山东烟台的少数企业,气调集装箱只有个别企业试制出,国内市场仍一片空白。我国已建成的气调库大都分布在果蔬产源地,如陕西、山东、河北、河南、新疆等省区,东南沿海经济发达地区不多,长江三角洲几乎还没有商用气调库。实际上,大中城市周边的农产品批发大市场建气调库,经济条件要好,更贴近消费。 与发达国家相比,中国果蔬产业最薄弱之处就是产后的保鲜贮藏(产后加工通常也离不开保鲜贮藏),贮藏量与产量之比,发达国家平均达到80%,而我国只有20%。果蔬产后进入气调保鲜贮藏的比重则更低,许多文献和资料报道,国内气调贮藏的果蔬量不到果蔬总产量的1%,用国家农产品保鲜技术研究中心人士提到的有关数字来推测,已建成的包括已改造成的果蔬气调库中,
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大概仅有20%属于真正意义上的气调库,也就是说,剔除那些自发气调(Modified Atmosphere)贮藏、塑料薄膜大帐气调贮藏等,实际上采取机械气调(Contrlled Atm osphere)贮藏的果蔬量只占到果蔬产量1%的0.2%,即2‰。因此,我国气调保鲜技术的应用与发展尚处于初级阶段。
2应用发展存在的主要问题
保鲜贮藏和保鲜运输是制约农产品生产种植、市场交易、产业发展的瓶颈。气调保鲜及其技术装备是符合国家产业政策导向且具发展方向性的朝阳产业,但其在中国的应用与发展缓慢的原因主要是以下几方面。 2.1技术问题
气调保鲜技术装备给人感觉不复杂,制冷加空气分离,再配以自动控制,所以有人将气调保鲜看成是冷藏基础上做些气体改良。然而,另一方面,国内自主开发的气调保鲜技术装备在使用中出现保鲜效果不佳,甚至保鲜失败的案例却不少,这又引起人们对气调保鲜技术的疑问,有技术不成熟、产品不实用等说法。气调保鲜技术不属于“高、精、尖”范畴,但对比发达国家已经普及运用,我国的应用中问题不断,说明国内运用气调保鲜的过程中存在着技术问题。
由于抑制不同种类、不同品种的果蔬呼吸作用的气体成分浓度参数有所不同,而果蔬贮藏环境中气体成分的浓度配比又始终处在动态变化之中,气调保鲜面对的技术问题远比冷藏保鲜复杂。从冷藏保鲜到气调保鲜绝不是简单的技术改良,而是具有一定深度的技术进步、技术发展。开发气调保鲜技术装备需要多学科知识,涉及果蔬生理生化、结构设计、空气分离、制冷、加湿、灭菌、计算机控制及远程监控等多项技术。虽然,所涉各项技术均属于成熟技术的应用,不存在所谓科技攻关的难题,但要将多项技术有机结合在一起,共同实施、实现保鲜,是有难度的,重点在综合技术能力。
气调保鲜技术装备的制作开发是一典型的理论指导实际案例,其理论基础为果蔬生理生化。上述各项技术中,只有果蔬生理生化直接关系到果蔬保鲜,其他各项技术只是用来实施、实现保鲜的手段。因而,果蔬生理生化应处于技术主导地位,为产品设计提出总体技术要求,并指导其他各项技术的实施。倘若对果蔬生理生化不熟悉、不重视,不做深入分析和思考,即使产品制作出来,种种问题也会接踵而来,造成保鲜损失、产品损失,毕竟气调保鲜技术装备是以保鲜为前提的产品。当然,仅仅熟知果蔬生理生化是不够的,还必须同时熟悉掌握其他各项技术,否则,无法起到正确的、可行的指导作用。
中国气调保鲜技术的应用与发展
