摘要：自發(fā)氣調(diào)包裝是果蔬保鮮的重要手段，其中微孔氣調(diào)包裝和硅窗氣調(diào)包裝在調(diào)節(jié)包裝氣氛*。通過試驗(yàn)證明微孔孔徑、微孔數(shù)量、硅窗面積對兩種氣調(diào)包裝的氣氛調(diào)節(jié)有所影響，在合理控制上述參數(shù)的前提下，微孔氣調(diào)包裝和硅窗氣調(diào)包裝在果蔬保鮮領(lǐng)域具有較大的推廣價值。
關(guān)鍵詞：微孔氣調(diào)包裝、硅窗氣調(diào)包裝、氣體成分變化、孔徑、硅窗面積
果蔬貯藏銷售中，為了保持新鮮、美觀和便攜需求，一般采用薄膜袋進(jìn)行包裝。但由于薄膜袋的透氣透水性較差，易加速果蔬腐爛變質(zhì)。針對這一問題，氣調(diào)包裝應(yīng)運(yùn)而生。
氣調(diào)包裝，是通過改變果蔬貯藏小環(huán)境的氣體成分，營造低o2和適當(dāng)濃度的co2環(huán)境的包裝形式。這是基于果蔬的呼吸機(jī)理而設(shè)計(jì)：果蔬采摘后，仍會進(jìn)行旺盛的呼吸作用，不斷吸入o2，產(chǎn)生co2，當(dāng)周圍o2含量過低時蔬果進(jìn)入?yún)捬鹾粑?，產(chǎn)生具有毒害作用的乙醇，并造成果蔬內(nèi)部消耗，肉質(zhì)軟化、營養(yǎng)降低，不利于蔬果保鮮。因此，針對果蔬，*的儲藏系統(tǒng)是將氧氣含量控制在既能維持果蔬自身基本的生理活動需求，又不會引起果蔬厭氧呼吸的低水平。氣調(diào)包裝正是通過人工氣調(diào)或自發(fā)氣調(diào)形式實(shí)現(xiàn)上述儲藏系統(tǒng)，前者根據(jù)果蔬的需要和人的意愿，利用充氣設(shè)備人工調(diào)節(jié)包裝內(nèi)的氣體成分和濃度并保持穩(wěn)定；后者主要依靠包裝材料對氣體的選擇滲透性來將包裝內(nèi)的各種氣體濃度一直控制在某一恒定的范圍內(nèi)。相比之下，自發(fā)氣調(diào)包裝的效果更為有效，同樣技術(shù)難度也更大。
微孔和硅窗自發(fā)氣調(diào)包裝的的透氣機(jī)理
自發(fā)氣調(diào)包裝的核心在于果蔬吸入o2和呼出co2的速率與包裝薄膜的氣體滲透速率是否能達(dá)到蕞佳平衡濃度，使其保持低的呼吸速率又不會發(fā)生厭氧呼吸，同時co2濃度也不會過高導(dǎo)致果蔬受到生理損傷。這一蕞佳平衡濃度，受不同種類的果蔬呼吸速率與包裝材料對氣體的選擇滲透速率的共同影響。果蔬的呼吸速率越高，包裝材料的透氣速率也應(yīng)相應(yīng)提高，方能保持蕞佳的平衡濃度。就當(dāng)前的塑料原膜來說，其透氣速率大多無法與果蔬的呼吸速率相一致[1]，因此另采用輔助手段增加其成品包裝的透氣性，如制成微孔氣調(diào)包裝或硅窗氣調(diào)包裝，來協(xié)調(diào)包裝的氣體透過率與果蔬的呼吸速率。
微孔氣調(diào)包裝，就是在包裝薄膜上制作規(guī)定孔徑、數(shù)量、密度的微孔，以此增強(qiáng)包裝整體的透氣性。例如，10℃下，25.4μm厚的ldpe材料透氧率約2576cm3/m2·24h，透二氧化碳率約8416 cm3/m2·24h，而微孔薄膜的透氧和透二氧化碳率是前者的35萬倍和10萬倍。微孔膜氣調(diào)包裝除了在透氣方面表現(xiàn)優(yōu)異外，還具有良好的透濕防結(jié)露性，避免了包裝內(nèi)部水分凝聚加速果蔬的腐爛。
硅窗氣調(diào)包裝是利用熱合或粘結(jié)法將一定面積的硅膠膜嵌入原包裝材料制得的包裝。硅橡膠是一種有機(jī)硅高分子化合物，對o2、co2、c2h4等不同氣體具有良好的選擇性透氣性能，對co2的透氣性比聚乙烯薄膜高200倍以上，對co2、o2、n2的透氣性比值約為12︰2︰1[2]。與微孔氣調(diào)包裝透氣原理相區(qū)別的是，這種包裝形式是利用膜兩側(cè)氣體壓差推動氣體分子吸附、溶解、擴(kuò)散至膜另一側(cè)的氣體滲透原理實(shí)現(xiàn)的。果蔬被密封在硅窗氣調(diào)包裝內(nèi)，由于持續(xù)的呼吸作用，o2被不斷消耗含量降低，co2含量逐漸累加升高。這一過程造成包裝內(nèi)外側(cè)o2和co2分壓的不同，依靠硅膠膜高透氣性實(shí)現(xiàn)了包裝內(nèi)大量的co2滲透到外界，同時少量的o2不斷的補(bǔ)充至包裝內(nèi)部，以維持果蔬呼吸作用的o2低限度。
微孔和硅窗自發(fā)氣調(diào)包裝的內(nèi)部氣體成分變化驗(yàn)證
為了進(jìn)一步驗(yàn)證微孔氣調(diào)包裝和硅窗氣調(diào)包裝對包裝內(nèi)氣體成分的自主調(diào)節(jié)效果，筆者做了一個試驗(yàn)。從市場采購新鮮的黃瓜，3.5kg一組，置入以下6種樣式的70×110cm的ldpe薄膜袋中于4℃低溫貯藏：1、對照組，將黃瓜置于袋中密封；2、微孔組a，在薄膜袋打制26個直徑為72μm的微孔；3、微孔組b，在薄膜袋打制40個直徑為72μm的微孔；4、微孔組c，在薄膜打制10個直徑為144μm的微孔；5、硅窗組a，硅窗面積為6×10cm；6、硅窗組b，硅窗面積為10×10cm。所有包裝內(nèi)初始?xì)夥眨w積分?jǐn)?shù)，后同）為3.2%o2、1%co2、95.8%n2。間隔一定的時間，利用hga-02頂空氣體分析儀測試包裝內(nèi)的o2分?jǐn)?shù)。結(jié)果如表1。
由表1和圖1可以看出，1#對照組在貯藏期間，o2含量呈逐漸下降趨勢，12d已經(jīng)趨于0，說明包裝內(nèi)的o2已經(jīng)被黃瓜的呼吸作用消耗殆盡，黃瓜開始進(jìn)行厭氧呼吸，品質(zhì)加速劣變。相比之下，2#~6#微孔組和硅窗組氣調(diào)包裝樣品則有效保持了o2的及時補(bǔ)充以維持的黃瓜的呼吸作用。據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，黃瓜貯藏的o2含量在5%左右有利于抑制黃瓜的呼吸速率同時保證不發(fā)生厭氧呼吸[3]。因此，2#和5#包裝的氣調(diào)效果更適宜黃瓜貯藏，而3#、4#和6#包裝因透氧速率偏大導(dǎo)致內(nèi)部o2含量逐漸增大，甚至達(dá)到了空氣中o2組分比例，不利于黃瓜的保鮮。
微孔和硅窗自發(fā)氣調(diào)包裝內(nèi)部氣體成分變化的影響因素
通過上述試驗(yàn)可以看出，兩種形式的氣調(diào)包裝對于包裝內(nèi)氧含量的調(diào)節(jié)作用有很大差異?？紤]到采用的同種塑料原膜，且原膜的透氣率遠(yuǎn)小于帶有微孔或硅窗的膜材料，因此評價這兩類氣調(diào)包裝的氣調(diào)效果時可不考慮原膜的透氣因素的影響。
微孔氣調(diào)包裝重點(diǎn)依靠微孔進(jìn)行氣體含量調(diào)節(jié)，因此微孔參數(shù)如孔徑、數(shù)量等對包裝內(nèi)氣體成分變化影響顯著。觀察表1和圖1微孔組a、b、c三組數(shù)據(jù)，同孔徑的微孔組a與b，后者的孔數(shù)比前者多14個，導(dǎo)致在第8天包裝內(nèi)的o2含量達(dá)到空氣等比例含量，而前者o2含量基本上保持在較為理想的5.9%左右。微孔組c的孔數(shù)雖然不足微孔組a的孔數(shù)的一半，但因孔徑大了一倍，20天后包裝內(nèi)o2含量達(dá)到了10%以上。
硅窗氣調(diào)包裝的氣調(diào)效果主要依賴于硅膠膜的透氣性。硅窗的面積應(yīng)適宜，由果蔬種類、成熟度、呼吸強(qiáng)度、硅橡膠膜的透氣性能等多重因素綜合決定，過大不利于降低o2含量，如試驗(yàn)中硅窗b組氣調(diào)包裝在各時段的o2含量始終高于硅窗a組氣調(diào)包裝。但也不宜過小，否則無法及時排出過多的co2。此外，硅橡膠模無論采用熱合法還是粘結(jié)法嵌入包裝袋體，都必須保證連接處緊密牢固，嚴(yán)禁漏氣，減少氣調(diào)誤差。由于貯藏環(huán)境是動態(tài)變化的，單一固定的硅窗面積有時也難以保持理想氣體成分比例，因此，硅窗面積的可調(diào)性愈發(fā)重要。常見的調(diào)節(jié)方式是在氣調(diào)包裝袋體上制作多個獨(dú)立的硅窗，根據(jù)貯藏環(huán)境和果蔬種類等因素，人工調(diào)節(jié)硅窗開啟數(shù)量，達(dá)到控制硅窗面積的目的。
結(jié)語
近年來，我國果蔬產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，但相關(guān)保鮮技術(shù)卻較行業(yè)水平相對滯后。自發(fā)氣調(diào)保鮮技術(shù)依靠包裝材料營造適宜果蔬貯藏的環(huán)境氣氛，越來越受到業(yè)內(nèi)重視。微孔氣調(diào)包裝和硅窗氣調(diào)包裝作為自發(fā)氣調(diào)包裝的重要形式，具有顯著的調(diào)節(jié)包裝內(nèi)氣體成分的效果，在合理控制微孔孔徑、微孔數(shù)量、硅窗面積的前提下，具有極大的研究潛力和應(yīng)用價值。
參考文獻(xiàn)：
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