目前在国内外广泛应用的贮藏方式可以归纳为两类:一类是低温贮藏,即利用自然低温或人工降温(机械制冷或加冰)的方法,使贮藏环境在低温时进行贮藏;另一类是控制气体成分贮藏(简称气调贮藏)。这种贮藏方式多是在低温条件下,调节贮藏场所中的气体成分,使之达到适于果蔬贮藏的气体指标,从而得到更好的贮藏效果。
随着果蔬贮藏技术和一些处理方法的不断改革和创新,除采用以上方式进行贮藏外,目前国内外对辐射处理、电磁场处理以及减压贮藏等方面的研究也较为注意,为果蔬贮藏开避了新的研究途径。
(一) 简易贮藏保鲜
简易贮藏包括堆藏、沟藏(埋藏)和窖藏三种基本形式,以及由此而衍生的假植贮藏和冻藏。这些都是利用自然低温尽量维持所要求的贮藏温度,结构设备简单,并且都有一定的自发保藏作用。
1.堆藏
是将果蔬直接堆放在田间和果园地面或空地上的临时性贮藏方法。堆藏还可以作为一种预贮方法。堆藏时,一般将果蔬直接堆放在地面上或浅沟(坑)中,根据气温变化,分次加厚覆盖,以进行遮荫或防寒保温。所用覆盖物多就地取材,常驻用覆盖材料有苇席、草帘、作物秸秆、土等。由于堆藏是在地面上堆积贮藏,因此果实入贮后受地温影响较小,而受气温影响较大,尤其在贮藏初期,因气温较高,堆温难于下降。因此,堆藏不宜在气温高的地区应用,一般只在秋冬之际作短期贮藏时采用。贮藏堆的宽度和高度应根据当地气候特点,果蔬种类来决定。
2.沟藏
是果蔬贮藏方法中较为简便的一种,根菜、板栗、核桃、山楂等一般多用此法保藏;苹果等水果也有采用此法保藏的。沟藏应在地面挖沟或坑,埋藏地点应选择地势高燥,土质较粘重,排水良好,地下水位较低之处。沟的方向在比较寒冷的地区,以南北长为宜;在较为温暖地区,多采用东西长方向,沟的深度一般根据当地冻土层的厚度而定,在冻土层以下贮藏。埋藏的效果除受土温影响外,还与其宽度有关。果蔬在沟内堆放的方法一般有以下几种:一是堆积法,即将果蔬散堆于沟内,再用土(沙)覆盖;二是层积法,即每放一层果蔬,撒一层沙,层积到一定高度后,再用土(沙)覆盖;三是混沙埋藏法,将果蔬与沙混置后,堆放于沟内,再进行覆盖;四是将果蔬装筐后入沟埋藏。
3.窖藏
贮藏窖的种类很多,其中以棚窖最为普遍。此外,在山西、陕西、河南等地还有窑洞、四川南充等地贮藏柑桔采用井窖的形式等。这些窖多是根据当地自然、地理条件的特点建造的。它既能利用稳定的土温,又可以利用简单的通风设备来调节和控制窖内的温度。果蔬可以随时入窖出窖,并能及时检查贮藏情况。但是,棚窖以我卡拉奇其它窖型一般通风来降低。
(二) 通风库贮藏保鲜
通风库是棚窖的发展,其形式和性能与棚窖相似。棚窖是一种临时性的贮藏场所,通风库则是永久性建筑,使用了砖、木、水泥结构,其造价虽比棚窖高,但贮藏量大,可以长期使用。当前果蔬产量逐年大幅度增加,而果蔬的贮藏又不能完全依靠冷藏库。因此,通风贮藏库在相当一段时期内具有较大的实用价值。 通风库也是利用空气对流的原理,引入外界的冷空气而起降温作用。主要是在有良好的隔热保温性能的库房内,设置较完善而灵活的通风系统,利用昼液温差,通过导气设备,将库外低温空气导入库内,再将库内热空气、乙烯等不良气体通过排气设备排出库外,从而保持果蔬较为适宜的贮藏环境。但是,由于通风库是依靠自然温度冷却贮藏,因此,受气温限制较大,尤其是在贮藏初期和后期,库温较高,难以控制,影响贮藏效果。为了弥补这一不足,可利用电风扇、鼓风机、加冰或机械制冷等方法加速降低库温,以进一步提高贮藏效果,延长贮藏期。
通风贮藏库宜建筑在地势高燥,通风良好,没有空气污染,交通较为方便函的地方。通风库的方向要根据当地最低气温和风向而定。在北方以南北长为宜,这样可以减小冬季寒风的直接袭击面,避免库温过低;在南方则采用东西长,以减少阳光东晒及西晒的照射面,加大迎风面。
通风贮藏库一般有地上式、半地下式、地下式三种类型。地上式通风贮藏库的库身全部建筑在地面以上,因此受气温的影响较大;半地下式通风贮藏库,一部分库身在地面以下,一部分在地面以上,库温既受气温影响,又受土温影响;地下式通风贮藏库的库身全部建筑在地面以下,受地温影响最大,受气温影响最小。至于采用哪一种类型的通风贮藏库,要根据当地气候(主要是气温、地温)、地理等条件来决定。在冬季严寒地区,多采用地下式,这有利于防寒保温;在温暖地区,应采用地上式,有利于通风降温;在冬季比较温暖地区,则应采用地上式,有利于通风降温,在冬季比较温暖地区,则应采用半地下式;在地下水位较高的低洼地区,要采用地上式。
(三) 冷库贮藏保鲜
冷库贮藏指机械制冷贮藏。因此,冷库贮藏首先需要具备很好绝缘隔热设备的永久性建筑库房,以及机械制冷装置。这样的配套设备可以利用机械冷却装置制冷贮藏。根据所贮藏果蔬的种类和品种的不同,进行温度的调节和控制,以达到长期贮藏的目的。机械冷藏可以满足不同果蔬对不同温度的需要,因此,可以全年进行贮藏。
常见的冷藏库按其使用性质可分为三大类:生产性冷库、分配性冷库和零售性冷库。生产性冷库一般建于货源较集中的产区,供产品集中后的冷冻加工和贮藏之用,这路冷库要求具有较大的制冷能力并有一定的周转库容。分配性冷库一般建在大中型城市里或交通枢纽及人口较集中的工矿区,作为市场供应的中转和贮存货品之用。这种冷库也要注较大的制冷能力,并适于多品种的贮藏,故通常间隔成若干个贮藏室,可维持不同的贮藏温度,库内运输要流畅,吞吐要迅速。零售性冷库一般是供零售部门使用的一种冷库。它的库容量较小,贮存期较短,库温可随需要而改变。目前我国各地的果蔬冷藏库大都属于生产性库为分配性库,并且常常两者兼用。
冷藏库是永久性的建筑,库房的隔热效能极变重要。隔热材料主要有两种类型:一种是加工成板块等固定形状的钢性材料,如软木板、聚苯乙烯泡沫塑料板等。另一种是颗粒松散的散装性材料,如木屑、膨胀珍珠岩、稻壳等。固定形状的材料,能够保持其原来的形状,持久耐用。松散的颗粒状材料适于作填充材料即将其填充于两层砖墙之间。填充时要注意填匀、填实,最好分层设置,以免下沉,否则会造成隔热层的上部空虚,形成漏热渠道。由于热空气通过冷藏库墙体进入库内之前必定与冷空气相遇,热空气中的含水量较冷空气的含水量多,因而热空气被冷却时有冷凝水产生。如果隔热材料吸收了冷凝水,对绝大多数隔热材料来讲,它的绝热效果会明显下降,并且聚积的冷凝水在低温下结冰会给库体结构产生危险。因此,为了防止水蒸气渗透进入隔热材料中形成冷凝水,必须在热空气渗透流向隔热层的热的一侧,设置隔热层。常用的隔热层材料有沥青、油毡、乳化沥青等。其做法有三油二毡,即三层沥青油刷于两层油毡的内、外侧。在库内外温差较小,库外相对湿度较低的情况下,也可采用一毡二油和铝箔。
冷库的制冷设备包括有压缩机组、冷凝器和蒸发器。制冷压缩机组根据使用的制冷剂不同,可分为氨压缩机组、氟-12压缩机组、氟-22压缩机组。从制冷剂的来源和价格来讲,氨制冷剂来源方便,价格也较便宜。但是氨制冷系统结构较复杂。由于氨的可窒息性、刺激性和与空气的爆炸性,使用中其安全防范措施要求严格。氟-22制冷剂无毒、无刺激性、易挥发不爆炸,因此使用起来比较安全。冷凝器是用冷却介质与从压缩机中出来的高温高压气态制冷剂进行热交换产装置。通常冷凝器采用水作为交换介质,也有采用空气作为冷却介质的。蒸发器的作用是保证制冷剂在低压低温状态下蒸发,吸收外界空气的热量从而达到给外界制冷。
(四) 气调库和塑料薄膜小包装气调贮藏保鲜
气调贮藏就是把果蔬放在一个相对密闭的贮藏环境中,同时改变、调节贮藏环境中的氧气、二氧化碳和氮气等气体成分比例,并把它们稳定在一定的浓度范围内的一种方法。气调贮藏是在保持低温的条件下进行的。因此贮藏场所除有降温设备外,还要有较高的气密性,而且库房应能承受一定的压力。气调贮藏可分为控制气调贮藏和自发气调贮藏。
1. 气调冷藏库
气调冷藏库除了应具备普通冷藏库的特征外,还应具备有较高的气密性能,以维持气调库所需的气体浓度。气调冷藏库在隔热、制冷和维护等方面的结构和设备均与常规冷藏库相同,只是前者要求一定的气密性,并在库内气压变化时库体力劳要能承受一定的压力。为此通常在隔热层内侧再加一个气密层。气密层所用的材料和结构有多种,最早用镀锌铁片或薄钢板焊接密封,后来又用高密度胶合板(即用塑料浸透过的胶合板)和铝箔夹心板(在铝箔两侧贴防潮纸或聚合薄膜)等。这些材料均能达到较好的气密性,还可比较方便地把普通冷库改建成为气调库。随着塑料工业的发展,气调库的气密结构有了新的突破:一是采用预制夹心板(一般用10cm厚的聚苯乙烯泡沫塑料),二是采用聚氨酯泡沫塑料。用聚苯乙烯泡沫塑料作夹心板,足以抵御40℃温差而起较好的隔热作用,外侧金属板兼有良好的隔气和气密性。采用聚氨酯泡沫塑料,不仅有极好的隔热性能,而且泡沫内的细气泡各自独立互不沟通,即材料的闭孔率极高,因此,具有很好的隔气和气密性能。所以一层聚氨酯泡沫塑料结构,可同时起到气密、隔气、隔热等三方面作用。这种材料还可预制成板材在现场铺设,也可直接在现场喷涂,并可加入适量的石棉、氧化硅、玻璃纤维和膨胀珍珠岩等作填充料。气调库应具有一定的气密性,但是并非要求绝对密封,这在实际生产中也是难以实现的。从技术上来说,库内贮藏物体消耗的氧气多于漏入的氧气,就可认为气密性良好。一般的经验标准是,向库房充气或抽气而造成10毫米水柱的正压或负压,30分钟内不恢复到零即为合乎要求。
气调库的气调设备主要有能降氧的氮气发生器、二氧化碳脱除器。目前使用的氮气发生器有4种类型:燃烧式制氮机、碳分子筛制氮机、空心纤维膜制氮机和裂解氨制氮机。二氧化碳的脱除过去常用消石灰吸收,对小量贮藏产品可以使用,而大型的气调库中就不能使用。活性炭吸附脱除二氧化碳是目前国内外较常用的方法。此外可用水和氢氧化钠溶液脱除二氧化碳。脱除乙烯气体也是非常重要的,通常使用活性炭、高猛酸钾溶液或高锰酸钾制成的粘土颗粒和高温催化方式脱除乙烯。
2. 塑料薄膜小包装气调
将塑料薄膜压制成袋,将果实装入袋内,扎紧袋口,即成为一个密闭的贮藏场所。塑料袋可以直接堆放在冷藏库或通风贮藏库内架上,也可以将袋放入筐(箱)内,再将果筐(箱)堆码成垛进行贮藏。还有的将果筐装入塑料袋内,再扎紧袋口,然后放在库内贮藏。按其管理方法不同,可分为下列三种:
(1)定期调节或放风:密封袋多用0.05~0.07毫米厚的聚乙烯塑料薄膜袋制成,袋长100厘米,宽80厘米。每袋装果蔬15~20公斤。由于靠袋内果蔬的呼吸作用,将袋内的氧气降低,二氧化碳逐渐增加。当气体成分超过要求指标时,将袋口打开放风,更换新鲜空气,再扎口封闭。
(2)不进行调气:塑料薄膜袋厚度0.025~0.03毫米。这种薄膜很薄,上有透乞性,在不太长地时间内,可以维持适当的低氧和较高的二氧化碳而不致达到有害的程度,因此,不必进行调气或放风。这种方法适用于短期贮藏、长途运输或零售。
(3)硅窗袋贮藏法:将硅橡胶薄膜镶嵌在塑料薄膜袋上。利用硅橡胶具有的特殊透气性能,使袋内的高二氧化碳通过硅橡胶窗向外渗透,外部的氧向内渗透。其渗透比为6:1,从而起到自到调节的作用。
(五) 其他方法贮藏保鲜
1. 电磁处理
(1) 高频磁场处理:产品放在或通过电磁线圈的磁场中,直接受到磁力线的影响。
(2)高压电场处理:产品放在或通过金属极板组成的高压电场中。可能有这样一些作用:①电场的直接作用;②高压放电形成离子空气作用;③放电形成臭气的作用,等等。
(3)离子空气和臭氧处理:产品不直接处在电场中,而是使高压放电形成的离子空气和臭氧处理产品。据报道,负离子空气对一些果蔬有抑制生理活性的效应。正离子空气则常起促进作用。臭氧是强氧化剂,除消毒防腐作用之处可能还有其他生理效应。
电磁处理用于果蔬贮藏,目前尚在试验阶段,一些装置还不定型,作用机理更有待进一步探讨。
2.减压贮藏
果蔬的减压贮藏是现代的贮藏方法之一。减压贮藏的技术要点是,产品置于密闭室内,从密闭室抽出部分空气,使内部气压降到一定程度,并在贮藏期间保持恒定的低压。减压贮藏也可以说是一种特殊的气调贮藏方法。在减压贮藏中,对氧气量和相对湿度的控制比普通的气调贮藏更为精确。
3.辐射处理
辐射贮藏技术,主要是利用60钴(60Co)或137铯(137CS)发生的伽玛(γ)射线,或由能量在10MeV(百万电子伏)以下的电子加速器产生的电子流。γ射线是穿透力很强的一种射线,当它穿过生物有机体时,会使其中的水和其它物质电离,生成游离基或离子,从而影响到机体的新陈代谢,严重时则杀死细胞。电子流穿透力较弱,但也能起电离作用,从食品保藏角度来讲,辐射处理就是利用电离辐射引起的杀虫、杀菌、防霉、调节生理生化等效应。