第五章：贮藏保鲜方法和原理ppt课件.ppt

第五章 农产品贮藏保鲜的原理,第一节 贮藏条件对贮藏的影响,温度 湿度(Humidity) 气体,一、温度对贮藏的影响,1 温度对农艺产品代谢及贮藏的影响 贮藏最适温 采后处理的高温伤害 贮藏冷害,温度对农艺产品代谢及贮藏的影响,随温度上升, 呼吸加快 随温度上升, 蒸腾失水加快 随温度上升, 成熟衰老加快 随温度上升, 贮藏病害加重 随温度上升, 贮藏期缩短 过高或过低温度会造成伤害,2 贮期最适温度,3 采后处理的高温伤害,高于30的温度虽然加速香蕉果肉成熟, 但果实不能正常着色; 同样, 该高温导致番茄番茄红素积累受抑 长期高于35的温度会导致代谢异常和细胞结构破坏 适度高温短时间处理可控制采后病害而不明显影响贮藏性 适度热处理还可增强贮藏性 热处理过度会导致高温伤害和贮藏性下降,二、 湿度对贮藏的影响,农艺产品失水后食用品质下降 农艺产品失水后外观品质下降 农艺产品失水易导致其它生理病害 过高湿度易导致病害 湿度调控不当会产生农艺产品表面凝结水分 湿度通常以相对湿度表示 不同农艺产品的最佳湿度不同,贮期最适湿度,三、气体对贮藏的影响,氧气二氧化碳乙烯其它,1、氧气对贮藏的影响,低氧(尤其与高CO2配合)可抑制呼吸作用, 延缓成熟衰老, 减少呼吸消耗, 延缓贮藏期间果实品质的下降, 也抑制贮藏病害发生。 过低氧气浓度易导致农艺产品无氧呼吸, 降低产品质量。 不同农艺产品的最适氧浓度不同。,2、CO2对贮藏的影响,高CO2 (尤其与低氧配合)可抑制呼吸作用, 干扰乙烯的作用，延缓成熟衰老, 减少呼吸消耗, 延缓贮藏期间果实品质的下降, 也抑制贮藏病害发生。 过高CO2浓度易导致农艺产品无氧呼吸, 降低产品质量, 同时易导致高CO2生理病害(将由汪俏梅老师讲解, 教材117页)。 不同农艺产品对CO2的敏感性不同, 贮藏最适CO2浓度也不同。 不耐CO2农艺产品贮藏时要注意换气或去除CO2 。,3、乙烯对贮藏的影响,乙烯促进成熟 不同农艺产品对乙烯的敏感性不同 对乙烯敏感的农艺产品贮藏时要注意换气或去除乙烯 乙烯作用干扰剂如STS（硫代硫酸银）和1-MCP（1-甲基环丙烯）等在农艺产品采后也有应用。,4、其它气体对贮藏的影响,2-3% CO可以防止莴苣等气调贮藏时的失色； 5-10% CO可减轻贮藏病害； CO对贮藏的不利影响包括: (1)加重过高CO2导致的生理病害等; (2)具有类似乙烯的促进果实成熟的效应, 但在气调条件下对于多数农艺产品这种效应并不明显, 对乙烯极为敏感的猕猴桃等例外; (3)CO潜在的危险性, 如对人体的毒害和易燃性。,第二节 温度、湿度和气体成分的调控技术,温度 湿度 气体,一、 温度调控技术,预 冷 通过农艺产品呼吸热, 换气和加热等措施提高温度 通过致冷, 换气等措施降低温度。 控制温度变幅在一定范围内(1), 尤其当贮藏温度接近冰点时, 控制温度变幅尤为重要, 温度的急剧波动还会影响RH, 如温度快速下降时易导致水分在产品表面凝结。 控制合适的空气流动速度以促进产品与空气的温度平衡又不导致失水。,减少贮藏期间温度波动的措施,产品入库前应经预冷制冷设备的功率适中, 过小时不利于降温, 过大时造成浪费改进出风口使其出风的温度接近贮藏温度改善冷库的保温性能,二、湿度调控技术,湿度的定义 湿度的测量 湿度的调控,1、湿度的定义,绝对湿度: 空气中水分的百分比或水气压。 相对湿度: 空气中水分的百分比或水气压占此湿度和压力条件下饱和水分百分比或水气压的比例。 绝对湿度的大小决定于温度, 大气压也有影响但十分微小。随着温度增高，空气中可以含的水就越多，因此，同样多水蒸气下，温度高相对湿度会降低。因此，提供相对湿度的同时必须提供温度信息。,2、相对湿度的测定,干湿球湿度计 镜面冷却式露点计测定法 毛发湿度计,工作原理: 由于水的持续蒸发使湿球温度计的温度保持低于干球温度计的温度, 相对湿度越小, 这种温度差越大.,干湿球温度计,不快指数算法：（干球度数+湿球度数）0.72+40.6例如：（20度 + 15度）0.72+40.6=65.8（干球 湿球）（不快指数）,例: 有一贮藏库, 干球温度为25, 湿球温度为18, 求相对湿度,镜面冷却式露点计,工作原理: 通过对检知部分的小型镜面进行冷却,使镜面上发生结露,通过反射光和基准光的状态进行露点测量,是取得最高精度和信赖性的测定方式.冷却过程中的镜面发生结露时的反射光与结露前的反射光相比较,发生结露时的反射光比结露前的反射光散乱且减弱,平衡被破坏.此时的镜面温度通过白金电阻进行检知,此时的值为露点.,镜面冷却式露点计,例: 有一贮藏库, 温度为10, 应用镜面冷却式露点计测得的露点为8, 求相对湿度,10时现有的水蒸气压就是8时的饱和蒸气压查饱和曲线得知, 8时的饱和蒸气压为1.5kpa10时的饱和蒸气压为1.6kpa所求的RH=93.75%,毛发温湿度计,3、相对湿度的调控,关键是控制温度的变化, 温度变化带来相对湿度的变化（因为不同温度下绝对饱和湿度不同） 增湿措施: 撒水, 空气喷雾, 小包装。 降湿措施: 加强通风换气, 用生石灰, 草木灰吸湿.,三、气体调控技术,氧气浓度的调控二氧化碳浓度的调控氧气和二氧化碳浓度的测定气体混和技术乙烯的去除,1、 氧气浓度的调控,通常通过低氧空气置换高氧空气而实现快速降氧, 通过农艺产品呼吸作用进一步降氧。 通常通过通风换气及人工补氧而增氧。 低氧空气由制氮机(降氧机)制造, 降氧机的发展大体上经历了催化燃烧碳分子筛吸附纤维膜分离三个阶段。,催化燃烧法产生的空气需要降温方可使用, 需要消耗大量水, 燃料, 能源。 碳分子筛吸附法的基本原理是用表面积极大的焦炭分子筛将氧气吸附并排出高浓度的氮气, 目前应用最为广泛。 膜分离制氮机的心脏是一组极细的中空膜纤维组件, 压缩空气通过时将氧气与氮气分开, 所得氮气最优, 但设备价格较高, 目前也有应用。,2、二氧化碳浓度的调控,二氧化碳浓度的增加: 通过农艺产品呼吸自然增加, 也可以通过施干冰和高压二氧化碳气体释放快速增加。 二氧化碳浓度的降低: 通过二氧化碳脱除技术或通风换气。 熟石灰(氢氧化钙)脱除二氧化碳最为常用。 活性炭吸附法脱除二氧化碳法操作简单, 而且活性炭可重新利用, 即活性炭在高二氧化碳条件下吸附二氧化碳, 饱和吸附二氧化碳的活性炭可在新鲜空气中脱去二氧化碳, 然后可重新放回气调库中应用。,3、氧气和二氧化碳浓度的测定,ICA43 O2/CO2 Analyser,Flow meter 10-100 ml/minCarrier gas pressure adjust on rear panelO2 peak calibration adjustCO2 peak calibration adjustPeak reset push switchSample inject inTo Analyser,4、气体混和技术,气体可以在临使用前通过重量比, 体积比或压力比进行混和, 一般以压力比最为方便。 气体也可以先混和, 然后贮于高压钢瓶中, 使用时再释放。,5、乙烯的去除技术,降低乙烯的措施: 通风换气, 化学去除, 物理吸附。 化学去除法: 高锰酸钾氧化 (吸附在载体上, 高锰酸钾失效时由原来的紫红色转变成砖红色), 催化氧化法。 物理去除法: 活性炭吸附法。 乙烯含量测定: GC,第三节 贮藏方法,常温贮藏法低温贮藏法气调贮藏法其它贮藏技术,一、常温贮藏法,常温贮藏的方式 常温贮藏的管理,1、常温贮藏的方式,常温贮藏的常温： 实际上是指不通过机械的方法制冷而利用天然的较低的温度,常温贮藏方式在很多情况下也利用了自发气调的形式。 常见的常温贮藏方式: (1)沟坑或地窖(棚窖, 井窖)贮藏 (2)室内堆藏 (3)通风库贮藏 (4)缸藏, 垛藏, 挂藏,2、常温贮藏的管理,温度管理: 通过通风换气调节贮藏库中的温度, 通过产品呼吸升高温度, 尽可能缩小温度变幅 湿度管理: 初期降温阶段会出现湿度过高, 而其它贮藏期往往会出现湿度过低, 宜通过通风换气降低湿度, 通过喷水等措施增加湿度 气体管理：经常通风换气以防过多CO2等气体积累 其它: 病虫, 鼠害等 经常检查,二、低温贮藏法,冷藏概述冷库组成和设计冷库的围护结构冷库的制冷系统冷藏管理,1、冷藏概述,冷藏是农艺产品商品贮藏的主要方式, 要延长贮藏期, 首选手段就是降低温度。 冷藏贮藏效果好, 有些农艺产品在此基础上进行气调或与其它贮藏措施相结合取得更佳效果。 冷藏成本较高。 冷库分高温库（0左右）和低温库（1万吨）, 大中型（0.5-1.0万吨）, 中小型（0.1-0.5万吨）和小型（0.1万吨）。,2、冷库组成和设计,冷库是机械冷藏的主体建筑, 另外包括生产辅助用房和生活辅助用房等。 选址原则: (1)接近产地或销地; (2)交通便利, 留有一定发展空间; (3)水源电源及周边卫生状况良好 设计原则,3、冷库围护结构,围护结构的坚固性 围护结构的隔热性 围护结构的防潮性 围护结构的防火性 防止”冷桥”形成,隔热层,由于建筑材料一般隔热能力差, 因而一般在建筑结构内敷设一层隔热材料。 隔热材料除了应该导热系数小, 还应不易吸水, 吸水后导热系数往往增大。 导热系数指单位时间内通过厚度为1m, 面积为1m2, 相对面内外温差为1时材料的热量, 又称热导率, 其倒数为热阻。 隔热效果与隔热层导热系数, 隔热层厚度, 冷库表面积以及内外温差有关。,防潮层,冷库内外存在水蒸气压, 高温一侧往往水蒸气压高。 水蒸气的渗透主要导致隔热层隔热效果下降的问题。 为保护隔热层, 应在隔热层的两侧(至少高温一侧)设置防潮层。 防潮材料: 油毛毡, 水柏油, 防水涂料, 塑料薄膜, 金属板等。,冷桥及消除方法,当导热系数较大的构件（如柱, 梁, 管道等）穿过或嵌入隔热层时, 会导致隔热性能大大下降, 并可导致隔热层受潮。 消除冷桥的办法是维持隔热层和防潮层的完整性, 不让上述构件通过, 通常采用隔热层和防潮层外置法和内置法两种。,4、冷库致冷系统,致冷剂: 目前主要采用氨和氟里昂, 前者致冷能力强, 价格便宜, 但存在燃烧, 爆炸和刺激人体的危险, 也腐蚀管道, 后者无毒，安全，但致冷能力弱, 价格较高, 会破坏O3。 制冷机械: 压缩机, 冷凝器, 节流阀, 蒸发器, 其它辅助部件等。 冷却方式: 直接冷却和间接冷却, 直接冷却是用蒸发器直接冷却空气, 间接冷却是先冷却盐水, 再用盐水管道冷却空气, 鼓风冷却是普遍采用的方式, 是先用蒸发器冷却空气, 再用空气管道冷却冷库空气。,5、冷藏管理,温度管理 湿度管理 通风换气 其它管理,温度管理,保持最适贮藏温度 贮藏初期降温速度越快越好以尽快去除田间热, 但有些农艺产品不宜降温速度过快, 如鸭梨采用逐步降温法。 维持温度的稳定, 不宜变幅过大, 过大的变幅导致失水加重, 产品表面结露, 不利湿度管理, 有利微生物繁殖, 维持在1以内, 接近0时维持在0.5, 0时的95% RH在-1就会饱和。 产品出库前要进行逐步升温处理, 升温时维持气温比产品温度高3-4直至产品温度与大气温度相差不足5, 否则易出现出汗现象, 出汗是指处于低温的农艺产品在高于其温度5以上的空气中凝结水气的现象。,湿度管理,保持合适的相对湿度以减少失水, 减轻采后生理病害以及维持较美观的产品外观。 维持湿度稳定, 防止失水和结露发生, 关键在于维持温度的稳定。 注意空气交换会引起贮藏环境湿度改变。,通风换气,去除对贮藏不利的气体如乙烯, 乙醇等。 换气间隔时间随产品不同而不同, 一般开始时10-15天一次, 后期每月一次。 换气要彻底。 换气时要考虑大气温度尽可能与冷库内相近。,其它管理,库房消毒及防虫灭鼠, 常用消毒剂为硫磺, 福尔马林, 过氧乙酸, 漂白粉, KMnO4等。 未预冷的产品应分批进入冷库, 首批约为库容量的1/5, 以后每次1/10-1/8。 产品堆垛讲究“三离一隙”，即离墙，离天花，离地坪，垛间留空隙。 不同种类品种, 不同成熟度, 不同等级的农艺产品不宜混贮 常检查, 耐贮的半个月一次, 不耐贮的三五天一次。,三、气调贮藏法,气调概述 气调贮藏分类 自发气调（MA） 人工气调（CA） 气调贮藏管理,1、气调概述,气调是主要贮藏方式之一, 对于苹果和猕猴桃等水果气调贮藏量占总贮藏量的50%以上。 气调是指改变O2和/或CO2以及其它气体组成的贮藏方式。 对于某些适合气调的农艺产品, 气调贮藏寿命往往比一般冷藏长一倍甚至更长。 气调是技术含量最高, 成本最高的贮藏方式, 有些农艺产品不宜气调或易发生气调伤害, 这些均限制了气调技术的应用。,2、气调贮藏分类,气调分自发气调贮藏和人工气调贮藏。 自发气调又称限气气调, Modified atmosphere storage, MA, 是指利用农艺产品呼吸自然消耗氧气和自然积累二氧化碳的一种贮藏方式。 人工气调, controlled atmosphere storage, CA,是指人工调节贮藏环境气体成分浓度的一种贮藏方式。,3、自发气调贮藏,自发气调的主要方式有塑料大帐气调贮藏, 塑料薄膜小袋气调贮藏, 硅窗袋气调贮藏等, 主要不同在于薄膜的成分和厚度。 塑料大帐气调贮藏采用0.2-0.25mm厚的聚乙烯或聚氯乙烯膜, 透气性较差, 要经常检测帐内气体成分浓度变化, 必要时换气。 塑料薄膜小袋气调贮藏采用0.02-0.07mm厚的聚乙烯膜, 透气性能较好, 短期贮藏不需通风。 硅窗袋是在普通塑料袋两侧开有小口, 然后将硅橡胶膜镶上去的一种塑料袋。硅窗袋膜的透气性比塑料膜高200-300倍, 由于透气性好, 而且对CO2的透性比O2高3-4倍, 一般能较好地维持不过高的CO2和较低的O2, 因而不需通风。,4、人工气调贮藏,人工气调的种类 气调库的设计和建造要求 气调库的气密性检验 人工气调贮藏条件,人工气调的种类,人工气调分单指标气调(只控制氧气或二氧化碳中的一种), 双指标气调和多指标气调(包含乙烯等)。 气调新方法:快速CA,低氧CA,低乙烯CA,双维CA等。 双维气调又称双变气调或动态气调, 是指贮藏过程中温度和气体成分同时变化的贮藏方式, 其中温度变化多是随环境温度而变, 如苹果可采用双维气调。,红星、金冠等苹果采收后，分装于0.060.07mm厚的聚乙烯袋中，此时的温度保持在10以下，90d以后随着外界温度的降低贮藏场所的温度降至0，整个贮藏期间氧为3，二氧化碳在最初的45d内控制在12，以后45d为9，而后降至6，并维持到贮藏结束。此法贮藏6个月，果实硬度好，外观色泽鲜艳，风味好，贮藏效果优于0低温贮藏。,苹果的双维气调,气调库的设计和建造要求,人工气调是在冷藏基础上发展起来的一项贮藏技术, 因此人工气调库均是冷藏库, 对气调库的要求基本上与冷藏库一致。 气调库比冷藏库特别要求的是气密性, 因而在围护结构上要加气密层。 常用的气密介质有钢板, 铝合金板, 铝箔沥青纤维板, 胶合板, 玻璃纤维, 增强塑料等。 气调库的气密性与气密介质种类有关, 另外还与施工质量关系甚大。,气调库的气密性检验,绝对气体密封是不可能的, 气密性能检验以气密标准为依据。 气密性能检验有正压法(库内气压高于外界)和负压法两种, 以前者为好。 气密标准有多种, FAO先使气调库内气压略高出大气压294Pa以上, 然后下降至294Pa时计时, 下降30min后检测尚存压力; 美国则以高出大气压245Pa下降至高出大气压122.5Pa所需时间表示。,FAO的气密标准,初始压力差(Pa) 30min后压力差(Pa) 结果,294 147 优秀 107.8-147 良好 39.2-107.8 合格 39.2 不合格,美国的气密标准,气密性检验时的注意事项,维持库房内温度稳定 采用微压计, 测量结果以Pa计 库内压力不能升得过高 气密性检验时要同时注意漏气点, 检测结束后进行补漏, 然后再检验,人工气调贮藏条件,气调最适温高于冷藏最适温约0.5 气调最适相对湿度与冷藏相同。 只有部分农艺产品最适于或适于气调, 气调最适气体条件各有不同(教材157页)。 要考虑温度, 湿度和气体成分三者之间的相互协调关系, 寻找三者之间的最佳配合。,5、气调管理,许多基本管理措施与冷藏一致。 气调贮藏时对温度波动范围有更严格的要求, 因为温度波动会影响库内外气压差对库体造成伤害。 气调贮藏较少或不行通风换气, 因此相对湿度一般偏高, 气调时可能会出现短时间的高湿条件, 应除湿。 气调时会积累二氧化碳和乙烯等有害气体, 需要定期用相应的脱除装置加以清除。 维持气调库内合适的气体成分。 经常检查, 防止过高二氧化碳伤害等问题。,四、其它贮藏技术,减压贮藏 辐射处理贮藏 臭氧处理贮藏 假植贮藏和留树贮藏 冷冻贮藏,1、减压贮藏,减压贮藏又称低压贮藏, 通常压力只有正常大气压的1/10(苹果), 1/15(桃, 樱桃), 1/7-1/6(番茄)左右 减压贮藏加速气体交换, 有利于有害气体的去除 减压贮藏中各气体的绝对含量大大下降, 起低氧气调的作用 减压库的气密性和坚固性受到相当大的挑战 减压条件下水分极易丧失, 减压库必须安装高性能的增湿装置 减压贮藏可连续性工作也可间歇式工作 贮藏苹果, 香蕉, 番茄, 菠菜, 生菜, 蘑菇等均效果良好 成本高, 出库产品缺乏浓郁芳香(常温下放置一段时间可部分恢复),2、辐射处理贮藏,射线是应用最广的射线, 射线等也有应用。 60Co是最常用的射线源。 射线辐射处理的应用剂量要适当。 射线辐射处理的效果: 延缓成熟衰老, 抑制发芽, 杀虫, 抑制微生物生长(教材162页) 剂量一定时, 采用高剂量率短时间的效果较好。 不同农艺产品对射线的耐受程度不同, 辐射不当时带来不耐贮, 品质下降等不利影响。,3、臭氧处理贮藏,臭氧易分解产生原子氧, 原子氧氧化农艺产品表面的微生物使其死亡或生长受抑。臭氧分解产生的原子氧可氧化分解乙烯, 有利贮藏。 一般处理浓度不足10l/L, 处理时间从0.5至数小时不等, 不同农艺产品耐受程度不同。 经常与其它贮藏方式结合作用。,4、假植贮藏和留树贮藏,假植贮藏: 又称囤菜, 是北方秋冬季节贮藏芹菜等叶菜类的特有方式。蔬菜连根收获并密集地假植在阳畦或其他贮藏场所，这种环境下蔬菜处于极其微弱的生长状态下继续保持其缓慢生长的能力。 留树贮藏: 主要用于柑桔, 在冬季最低气温不低于-6至-5的四川、湖南、广东和福建等地区可以实行，主要措施是秋季喷2,4-D结合适度的肥水管理防止果实脱落，一般可贮至翌年二三月。,5、冰冻贮藏,冰冻贮藏在荔枝,龙眼,枇杷和杨梅上有应用以解决出口不耐贮的问题。 速冻比缓冻的农艺产品解冻后质量较好。 冰冻能杀死部分微生物, 但有些霉菌和酵母菌在-9.5仍能存活, 孢子则能耐更低的温度。 -18以下微生物和酶才能停止活动。 冰冻贮藏期较长, 但冰冻贮藏后产品品质明显下降。 解冻后微生物恢复活动, 而植物细胞破裂释放的内容物更是微生物生长的良好培养基, 因而解冻后的产品极易腐败, 宜马上食用。,