氣調貯藏

該技術最早應用於果蔬，法國科學家首先研究了空氣對蘋果成熟的影響，於1821年發表了研究成果，獲得了科學院物理獎。

1860年，英國建立了一座氣密性較高的貯藏庫，貯藏蘋果庫温不超過1℃。試驗結果表明蘋果質量良好，但當時未被重視。

1916年，英國的凱德和韋斯德兩人對蘋果進行氣調貯藏。開始只調節空氣成分，試驗失敗。以後在冷藏的基礎上調節氣體成分，試驗成功。

1929年，在英國建立了第一座氣調庫，貯藏蘋果30噸，庫內氣體含氧量為3%-5%、二氧化碳為10%。

1933-1941年，英國經過十多年的研究於1941年發表報告，提供了氣體成分和温度參考數據，以及氣調庫的建築方法和氣調庫的操作等有關問題。

1962年，美國研製成功燃料沖洗式氣體發生器，用丙烷來燃燒，使空氣中氧減少、二氧化碳增高。從此達到了真正的氣調貯藏，使氣調冷藏技術進入了一個新階段。

中國對氣調貯藏研究始於70年代後期，於1978年在北京建成第一座50噸的實驗性氣調庫。 ^[1] 

氣調貯藏是在一定的封閉體系內，通過各種調節方式得到不同於正常大氣組成的調節氣體，以此來抑制食品本身引起食品劣變的生理生化過程或抑制作用於食品的微生物活動過程。

氣調主要以調節空氣中的氧氣和二氧化碳為主，因為：引起食品品質下降的食品自身生理生化過程和微生物作用過程，多數與氧和二氧化碳有關。另一方面，許多食品的變質過程要釋放二氧化碳，二氧化碳對許多引起食品變質的微生物有直接抑制作用。

氣調貯藏技術的核心是使空氣組分中的二氧化碳濃度上升，而氧氣的濃度下降，配合適當的低温條件，來延長食品的壽命。 ^[2] 

自然呼吸降氧法（普通氣調冷藏，即MA貯藏）指的是最初在氣調系統中建立起預定的調節氣體濃度，在隨後的貯存期間不再受到人為調整，是靠果蔬自身的呼吸作用來降低氧的含量和增加二氧化碳的濃度。

特點：操作簡單、成本低、容易推廣。特別適用於庫房氣密性好，貯藏的果、蔬為一次整進整出的情況。但是對氣體成分的控制不精細（稍作改進也只是在最初貯藏時加入一些乾冰，以快速使CO₂濃度↑）；降氧速度慢（降氧一般需20天，中途不能打開庫門進貨或出貨。此外，由於呼吸強度、貯藏環境的温度均高，故前期氣調效果較差，如不注意消毒防腐，難以避免微生物對果蔬的危害）；貯存一段時間後，需補充新鮮空氣，以沖淡CO₂和補充O₂；果蔬在貯藏過程中產生的乙烯等氣體易在庫內積累。

快速降氧法（即CA貯藏）即利用人工調節的方式，在短時間內將大氣中的氧和二氧化碳的含量調節到適宜果蔬貯藏的比例的降氧方法。又叫“人工降氧法”。

（1）機械沖洗式氣調冷藏：把庫外氣體通過沖洗式氮氣發生器，加入助燃劑使空氣中氧氣燃燒來減少氧氣，從而產生一定成分的人工氣體（氧氣為2%~3%，二氧化碳氣為1%~2%）送入冷藏庫內，把庫內原有的氣體衝出來，直到庫內氧氣達到所要求的含量為止，過多的二氧化碳氣體可用CO₂洗滌器除去。該法對庫房氣密性要求不高，但運轉費用較大，故一般不採用。

（2）機械循環式氣調冷藏：把庫內氣體藉助助燃劑在氧氣發生器燃燒後加以逆循環再送入冷藏庫內，以造成低氧和高二氧化碳環境（氧為1%~3%，二氧化碳為3%~5%）。該法較沖洗式經濟，降氧速度快，庫房也不需高氣密，中途還可以打開庫門存取食品，然後又能迅速建立所需的氣體組成，所以這種方法應用較廣泛。

（1）降氧速度快，貯藏效果好，對不耐貯藏的果蔬更加顯著。

（2）可及時排除庫內乙烯，推遲果蔬的後熟作用。

（3）庫房氣密性要求不高，減少了建築費用。

混合除氧法（又稱半自然降氧法）主要包括以下兩種。

充N₂自然除氧法：即自然降氧法與快速降氧法相結合的一種方法。

用快速降氧法把氧含量從21%降到10%較容易，而從10%降到5%就要耗費較大，成本較高。因此，先採用快速降氧法，使氧迅速降至10%左右，然後再依靠果蔬的自身呼吸作用使氧的含量進一步下降，二氧化碳含量逐漸增多，直到規定的空氣組成範圍後，再根據氣體成分的變化進行調節控制。

充CO₂自然降氧法：它是在果、蔬進塑料薄膜帳密封后，充入一定量的二氧化碳，再依靠果、蔬本身的呼吸及添加硝石灰，使氧和二氧化碳同步下降。這樣，利用充入二氧化碳來抵消貯藏初期高氧的不利條件，因而效果明顯，優於自然降氧法而接近快速降氧法。

優點：

儲藏初期氧氣下降速度快，控制了果蔬的呼吸作用，所以比自然降氧法優越；而在中後期靠果蔬的呼吸作用自然降氧，比快速降氧法成本低。

即採用降低氣壓來使氧的濃度降低，同時室內空氣各組分的分壓都相應下降的降氧方法。又稱為低壓氣調冷藏法或真空冷藏法，是氣調冷藏的進一步發展。

原理：採用降低氣壓來使氧的濃度降低，從而控制果、蔬組織自身氣體的交換及貯藏環境內的氣體成分，有效地抑制果、蔬的成熟衰老過程，以延長貯藏期，達到保鮮的目的。

一般的果蔬冷藏法，出於冷藏成本的考慮，沒有經常換氣，使庫內有害氣體慢慢積蓄，造成果蔬品質降低。在低壓下，換氣成本低，相對濕度高，可以促進氣體的交換。另外，減壓使容器或貯藏庫內空氣的含量降低，相應地獲得了氣調貯藏的低氧條件。同時，也減少了果蔬組織內部的乙烯的生物合成及含量，起到延緩成熟的作用。

1)儲藏時間長：氣調貯藏綜合了低温和環境氣體成分調節兩方面的技術，推遲了成熟衰老，使得果蔬儲藏期得以較大程度地延長。

2)保鮮效果好：氣調貯藏應用於新鮮園藝產品貯藏時能延緩產品的成熟衰老，抑制乙烯生成，防止病害的發生，使經氣調貯藏的水果色澤亮，果柄青綠，果實豐滿，果味純正，汁多肉脆，與其他儲藏方法比，氣調貯藏引起的水果品質下降要少的多。

3)減少儲藏損失，產生良好的社會和經濟效益。

4)貨架期長：經氣調儲藏後的水果由於長期處於低氧和較高二氧化碳的作用下，在解除氣調狀態後，仍有一段很長時間的“滯後效應”。

5)“綠色”儲藏：在果蔬氣調儲藏過程中，由於低温，低氧和較高的二氧化碳的相互作用，基本可以抑制病菌的發生，儲藏過程中基本不用化學藥物進行防腐處理。其儲藏環境中，氣體成分與空氣相似，不會使果蔬產生對人體有害的物質。在儲藏環境中，採用密封循環製冷系統調節温度。使用飲用水提高相對濕度，不會對果蔬菜產生任何污染，完全符合食品衞生要求。 ^[2] 

1.對於新鮮果蔬，低氧濃度有利於延長果蔬的保存期。但必須保證果蔬氣調儲藏室內的氧濃度不低於其臨界需氧量。

2.對於新鮮的動物性食品，調節氣體的氧含量以取得最佳的色澤保持效果為宜。對於不含肌紅蛋白（或含肌紅蛋白，但熱處理加工過的）動物產品，則儘量使氧含量降低。

3.對於以抑制真菌為目的的氣調處理，則氧的濃度要降低到1%以下才有效。

1.高濃度二氧化碳對於果蔬一般會產生下列效應：降低導致成熟的合成反應（蛋白質、色素的合成）；抑制某些酶的活動（如琥珀酸脱氫酶，細胞色素氧化酶）；減少揮發性物質的產生；干擾有機酸的代謝；減弱果膠物質的分解；抑制葉綠素的合成和果實的脱綠；改變各種糖的比例。

2.過高的二氧化碳含量，也會產生不良效應。一般的用於水果氣調的二氧化碳含量水平控制在2%～3%，蔬菜的應控制在2.5%～5.5%。

3.對於肉類、魚類產品氣調保鮮處理，高濃度的二氧化碳可以明顯抑制腐敗微生物的生長，而且這種抑菌效果會隨二氧化碳濃度升高而增強。一般，要使二氧化碳在氣調保鮮中發揮抑菌作用，其濃度必須控制在20%以上。

由於果蔬的呼吸作用會隨時改變已經形成了的氧和二氧化碳的濃度比例，同時，各種果蔬在一定條件下都有一個能承受的氧濃度下限和二氧化碳濃度上限。因此，在氣調貯藏中，選擇和控制合適的氣體配合比例是氣調操作管理中的關鍵點。

1.果蔬類產品氣調貯藏温度控制

對於果蔬類產品來説，採取氣調措施，即使温度較高也能收到較好的貯藏效果。但不能由此認為進行氣調貯藏就可以忽視温度控制了。

例如，在不同的温度條件下氣調貯藏黃瓜30天，結果在10-13℃下，綠色好瓜率為95%；在20℃下，綠色好瓜率僅為25%，其餘為半綠或完全變黃，沒有爛瓜；在5-7℃下，雖然全部保持綠色，卻有70%發生冷害病和腐爛。

果蔬的氣調貯藏中，選擇的温度通常要比普通空氣冷藏温度高1-3℃。因為這些植物組織在0℃附近的低温下對CO2很敏感，容易發生CO2傷害，在稍高的温度下，這種傷害就可以避免。

水果的氣調貯藏温度，除香蕉、柑橘等較高外，一般在0-3.5℃的範圍。蔬菜的氣調温度控制點應高一些。

2.新鮮動物產品氣調貯藏的温度控制

儘管多數的試驗報道指出，温度對高濃度二氧化碳條件下的這類產品的氣調效應（抑制微生物的效應）沒有顯著的影響，但從安全的角度出發，氣調貯藏的温度還是應儘量地低為宜。至於温度的下限，應以不影響這類產品“新鮮狀態”的質地為度。

在氣調貯藏中，較高的相對濕度可以避免果蔬中的水分過多的散失，可使果蔬保持新鮮的狀態，保持較強的抗病力。

對於水果，調節氣體的相對濕度控制範圍一般為90%～93%，蔬菜為90%～95%。但也要防止因濕度過高而出現結露現象。

動物產品，一般沒有對於調節氣體相對濕度進行專門控制要求。不過，選用的包裝材料應該有很好的水分阻隔性，這樣才能保持這類產品的新鮮外觀。 ^[3]