船用多品种果蔬气调保鲜技术应用研究

周华华，晋 朝，郭晓光，孙双双

（天津森罗科技股份有限公司，天津300409）

船用多品种果蔬气调保鲜技术应用研究

周华华，晋 朝，郭晓光，孙双双

（天津森罗科技股份有限公司，天津300409）

通过介绍果蔬保鲜技术及船用果蔬保鲜应用现状，为满足远洋航行自持力45～60 d的需求，提出了船用多品种果蔬气调保鲜技术，将开环气体调制技术、PID精确温度控制技术、等焓加湿技术等融合创新，设计了保鲜专家系统以及库房安全保护装置，解决了多品种果蔬混贮保鲜周期短、保鲜品质差、自动化程度低及安全性差等问题。

船用；多品种；果蔬保鲜；气调；保鲜效果

0 引言

果蔬保鲜的实质是创造一定的外部条件，使果蔬最低限度地消耗自身能量，维持正常健康的生命活动。其中，影响果蔬贮藏效果的因素有自身因素、环境因素和人为因素3个方面。因此，要实现较长的果蔬保鲜期，应避免机械损伤、减少微生物的侵害、降低果蔬的呼吸强度，从而实现果蔬较好的贮藏[1]。

目前，成熟的果蔬贮藏保鲜技术主要有冷藏保鲜、冰温保鲜和气调保鲜三大类，其中气调保鲜是目前世界上较先进的一种保鲜技术，保鲜时间长[2]；冷藏保鲜是果蔬保鲜贮藏的主要方式，也是果蔬保鲜的基础。冷藏可以降低病原菌的发生率和果实的腐烂率，还可以减缓果品的呼吸代谢过程，从而达到阻止衰败、延长贮藏期的目的[3-4]；冰温保鲜是继冷藏与冷冻之后的新兴保鲜技术。冰温贮藏具有不破坏细胞、最大限度地抑制酶的活性及有害微生物的活动、最大限度地抑制呼吸作用、延长保鲜期等特点，还可以在一定程度上提高果蔬的品质[5-6]。

气调保鲜（Controlled atmosphere）始于20世纪50年代，是在传统冷藏保鲜基础上发展起来的现代化保鲜技术、气调贮藏是调节控制果蔬产品贮藏环境中气体成分的贮藏方法，在果蔬采后贮藏中有着广泛的应用，通过气调设备精确控制贮藏环境中的氮、氧、二氧化碳和湿度，使果蔬呼吸作用降低、营养物质消耗减少，抑制贮藏物的代谢作用和微生物的活动，同时抑制乙烯的产生和乙烯的生理作用，从而使后熟衰老过程减缓，使其更持久地保持新鲜和可食状态[6-8]。与其他方法相比，气调保鲜具有延长产品贮藏期限，保持产品原有的形态、色泽、风味、质地和营养的特点[9-15]。

我国船用果蔬保鲜经历了冷藏、冷藏辅助气体处理装置、传统CA贮藏、MA贮藏的探索和试验过程，由于船用出海执行远洋任务时间长、人员多，远离后方保障基地，一次性装载果蔬品种多、数量大、多品种混贮，再加上包装方式简单、倒运环节多、冷藏温度不准确、精度控制不高等诸多因素，导致果蔬保鲜期大大缩短，严重影响船员的饮食质量[16]。

文章主要介绍果蔬保鲜技术以及船用果蔬保鲜应用现状，并提出适用于船用环境的多品种果蔬气调保鲜技术。

1 船用果蔬保鲜现状分析

1.1 船用果蔬保鲜特点

（1）贮藏品种多。多品种混贮[17]。

（2）数量大、库容不足。由于船上用于果蔬贮藏的空间小，造成了远航时果蔬产品的过度贮藏，表现为冷库内贴地堆积码放和堆垛间无隙码放等，造成冷风机或气调风口堵塞，库房内气体循环不畅，果蔬产品的呼吸热不能被及时带出、乙烯气体不能排除，果蔬产品产生机械伤和堆积热等，加快了果蔬产品的衰败进程，影响贮藏效率，形成带的多、扔的多、吃的少的恶性循环。

（3）库区少、库房开关频繁。因烹饪保障需要，每天果蔬库房开关的次数频繁，造成果蔬贮藏环境频繁波动，影响保鲜效果。

2.2 船用果蔬保鲜技术现状分析

冷藏保鲜技术在我国船舶上已经广泛应用，对于绿叶蔬菜一般只能贮藏7 d左右，辅助以气体处理装置，能够满足船用15～30 d的短期贮藏要求，但其技术成熟、设备简单，且果蔬保鲜时间较短，因此存在温度参数不精确、温控精度不高、果蔬混贮交叉感染等问题。

MAP保鲜是用改良的气体建立气调系统，通过人工定期更换塑料袋内气体，达到果蔬较长时间保鲜的气调方法。MAP保鲜将不同的果蔬品种分隔成不同的气调单元（塑料袋），实现了气调参数的相对独立，解决了混贮带来的气调参数相互影响问题，但MAP保鲜需要人工参与，且操作繁琐，难以实现自动化等缺陷。

气调保鲜（CA）是目前世界上比较先进且较为成熟的保鲜技术，气调保鲜库也已经在船用环境下做了初步尝试。早期的CA基本为套用陆用气调库的技术工艺及模式，贮藏效果不佳，同样存在温度不准确、温控精度不高的问题，还存在气调参数不准确、操作安全性和方便性问题。

2 船用多品种果蔬气调保鲜技术

2.1 船用多品种果蔬保鲜系统原理

基于上述冷藏保鲜、冰温保鲜、传统气调保鲜和MAP保鲜存在的一些问题，并结合船用果蔬贮藏的特点及远洋航行自持力45～60 d的需求，天津森罗科技股份有限公司采用“多贮藏单元、小气调空间”的设计理念，自主研发了船用多品种果蔬气调保鲜技术。

该系统主要由制氮模块、温度和湿度控制模块、保鲜专家系统、气调单元及库房安全保护装置等构成。该系统可以实现为多品种果蔬单独提供气调空间，既能满足多品种果蔬同时气调贮藏，又能使其处于最佳贮藏气调参数范围，从控制贮藏空间中氧含量、二氧化碳含量和贮藏温度、湿度等因素着手，延长果蔬贮藏寿命。该技术很好地解决了船用环境下，多品种混贮保鲜周期短、保鲜品质差、自动化程度低及安全性差等问题。

船用多品种果蔬气调保鲜系统流程见图1。

图1 船用多品种果蔬气调保鲜系统流程

（1）制氮模块。为各气调单元提供洁净适宜氧含量的气体，维持各气调单元内所需的低氧浓度。

（2）温度和湿度控制模块。控制调节各气调单元内的温度和湿度，使各气调单元内各果蔬处于最适宜的温度和湿度范围内。

（3）保鲜专家系统。能够根据各气调单元内存放果蔬品种自动生成适宜的气调保鲜参数以及温度、湿度，解决了气调参数不准确等问题；同时具有显示、操作和信息查询功能，可以查询果蔬的装载量，根据果蔬取放数量进行数据更新，以及剩余果蔬数量统计功能，极大地方便了船员的操作，保证了合理的膳食计划。

（4）气调单元。采用“多贮藏单元、小气调空间”的设计理念，为不同果蔬单独提供贮藏空间，对贮藏空间单独气调，实现多品种果蔬混贮，避免了交叉感染。

（5）库房安全保护装置。该装置具有低氧报警功能，当库房环境氧含量低于氧安全值时，发出声光报警，并输出增氧信号，警示工作人员禁止入内，很好地保证了人员的安全。

2.2 船用多品种果蔬保鲜工艺特点

（1）开环气体调制技术。开环气体调制技术是使用气调设备调制出合格气体，从而建立起氮气、氧气、二氧化碳、乙烯等气体含量适宜的气调贮藏环境方法。该技术具有气体调节精度高、设备简单等特点，实现CA，MAP，MA和冷藏保鲜工艺的转换。

（2）PID精确温度控制技术。温控精度是影响保鲜品质的关键因素，提高温控精度能够减弱果蔬呼吸活动、减缓微生物的繁殖、减少蔬菜表面的结露、降低果蔬干耗；采用比例积分微分技术（PID技术）精确控制制冷机组和蒸发器的蒸发量，实现气调单元内温度的精确控制，温控精度可达±0.5℃，提高了系统的保鲜效果。

（3）等焓加湿技术。采用等焓加湿技术，间接地对进入果蔬贮藏空间内的气体进行加湿处理。该技术有效规避了超声波、高压雾化等加湿方式造成果蔬表面水的凝结，解决了果蔬的腐烂变质问题。

（4）保鲜专家系统。保鲜专家系统根据存放的果蔬品种能够自动生成气调参数，与检测控制系统配套使用，自动维持气调单元内的气调参数。这不仅减少了舰船上操作人员对保鲜专业人员的依赖，为实现船用果蔬保鲜科学管理提供了设备支持。

（5）新型柜式围护结构和新型货架结构。考虑到舰船特殊的使用环境，采用新型柜式库体结构和带风道的不锈钢货架结构设计，方便人员从外部取放果蔬，避免了船舶摇摆时周转箱的移动，减少了对果蔬挤压，保证了柜内良好的通风。

2.3 船用多品种果蔬保鲜技术优势

（1）与传统CA相比，采用气体调制技术实现了气调参数的精确控制，延长果蔬保鲜周期，对于较难贮藏的叶面菜可以实现60 d贮藏，满足远洋航行的要求。

（2）与MAP相比，系统为全自动控制，避免了大量的人工反复操作，操作人员只需在触摸屏上选择装入果蔬种类，系统便自动生成气调参数。特别是保鲜专家系统的设计，大大降低了对操作人员技术能力的要求，方便用户的操作使用。

（3）具有库内氧含量检测及安全保护报警功能，确保使用安全性。

（4）该气调单元具有CA，MA和冷藏保鲜功能，适应不同舰船环境对不同保鲜工艺的需要，为船用保鲜设备的标准化、系列化打下了基础。

（5）系统设备简单，无需使用乙烯脱除装置和二氧化碳脱除装置即可实现气调单元内气体的调节，可靠性高，节省设备空间，增大了果蔬装载量。

（6）根据用户的特殊需要，每台气调单元也可不带制冷机组，实现由冷库统一控温，能耗低，同时也可满足果蔬气调保鲜参数使用需求。

2.4 船用多品种果蔬保鲜技术的应用效果

天津森罗科技股份有限公司采用该技术对较难贮藏的青帮小油菜和油麦菜等多种蔬菜进行了气调保鲜试验，并与冷藏保鲜进行了对比。完成多品种果蔬产品气调保鲜试验，果蔬保鲜时间可达到45～60 d以上的使用需求，经60 d试验，蔬菜可食用率为87.3%。试验进行30 d后，蔬菜的可食用率明显优于冷藏保鲜效果；50 d时可食用率是冷藏保鲜的2.2倍。目前，该技术已成功应用于巡航救助船、综合勘察船等，贮藏效果理想。

3 结论与展望

气调保鲜（CA）是调节控制果蔬产品贮藏环境中气体成分的贮藏方法，除控制贮藏环境的温度、湿度外，还同时控制气体条件，形成有利于保持果蔬品质的综合环境。天津森罗科技股份有限公司设计开发的多品种果蔬气调保鲜系统，不仅符合自动化、智能化、简单化以及安全性等设计要求，同时还具有精度高、稳定性好、可靠性高等优点。船用多品种果蔬气调保鲜技术有效避免了果蔬混贮造成的冷害、气体伤害、交叉感染以及带来的安全隐患等问题，相信该技术在船用果蔬保鲜领域具有广阔的应用前景和重要的应用价值，它将彻底解决船用果蔬产品长期保鲜的难题，大幅度提升我国船用保鲜设备的水平。

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Study on Controlled Atmosphere Technology of Marine Multispecies Fruits and Vegetables

ZHOU Huahua，JIN Zhao，GUO Xiaoguang，SUN Shuangshuang
（Tianjin CNRO Science&Technology Co.，Ltd.，Tianjin 300409，China）

This paper introduces fruits and vegetables preservation and application in marine.In order to satisfied 45～60 days of endurance for oceangoing voyage，put forward the technology of controlled atmosphere of multispecies fruits and vegetables in marine，which integration innovation of gas modulation technology by open cycle，PID accurate temperature control technology，isoenthalpy humidify technology，etc.and design expert system for keeping fresh，warehouse safety protection device. Solve the problems of multispecies preservation of period short，lower quality，lowdegree of automation，poor safety，etc.

marine；multispecies；fruits and vegetables preservation；CA；preservation effect

TS255.3

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2017.03.015

1671-9646（2017）03a-0051-03

2017-02-14

天津市科技计划项目（14ZCZDNC00020）。

周华华（1984—），女，硕士，工程师，研究方向为低氧气调技术及果蔬气调保鲜技术。