1第5節冷鏈相關技術（上）——預冷及冷藏學習目標理解預冷保鮮，氣調貯藏、減壓貯藏等冷鏈相關技術的原理、了解其適用條件，并掌握其技術方法。2一、預冷保鮮技術預冷是保鮮技術中最關鍵的環節

果蔬在田間采摘后，一般要經過以下幾個環節，即：田間采摘——收集——整理分選—分級——清洗——預冷處理——

3

冷庫貯藏（進入市場、或長途運輸等）采后處理第一步，剔除機械傷、病蟲害、外觀畸形、老葉黃葉等不符合商品要求的產品。4

預冷是將新鮮采收的產品在運輸、貯藏或加工之前迅速除去田間熱（生長熱），并將其溫度降低到規定溫度的過程。

規定溫度因果蔬的品種而異，一般要求達到或者接近該種果蔬貯藏的適溫水平。是指食品從初始溫度（30℃左右）迅速降至所需要的終點溫度（0-15℃）的過程。

冷卻是將食品溫度降至高于凍結溫度的過程。(一)預冷的概念(pre-cooling)5預冷果蔬冷鏈的第一個環節，不是獨立的低溫技術，而是低溫貯運前的處理。肉類：

迅速排除加工熱，使肉體表面干燥，防止微生物繁殖生長和減少內部水分的蒸發。6(二)意義、作用①

迅速降低果蔬體溫，從而降低呼吸強度，有利于保持貯藏期間的果蔬品質新鮮，減少腐爛變質。②

進入冷藏車或冷藏庫后消耗較少的冷氣，減少制冷機的熱負荷。③

經過預冷的果蔬在以后的冷藏中比較抗冷害，可減少生理病害。④

未經預冷的果品裝在冷藏車內，由于果溫和車廂溫度相差大，果蔬水分蒸發快，加速果蔬的失水，使車廂內濕度過高，頂部水汽凝結成水珠滴在果箱上，這對運輸極為不利，經過預冷就可避免。7(三)預冷方法81.1自然散熱最簡單、最原始的預冷方法是將采收的果蔬放在背陰、冷涼、通風場所，讓其自然降溫。冷卻的時間較長，受環境條件影響大，在晝夜溫差大的地區采用效果要好些。難于達到產品所需要的預冷溫度，但最簡單易行。這在沒有更好的預冷條件時，它仍然是一種應用較普遍的好方法。也是自然冷卻貯藏中經常采用的預冷方法。1.空氣預冷(風冷)9將果蔬堆放于冷庫進行預冷的一種方法。可利用冷庫條件。當制冷量足夠大及空氣以1-2m/s的流速在庫內和容器間循環時，冷卻的效果最好。蘋果、梨、柑桔都可以在短期或長期貯藏的冷庫內進行預冷。堆碼的垛與包裝容器之間都應該留有適當的空隙，保證氣流通過。如果冷卻的效果不佳，可以使用有強力風扇的預冷間。目前國外的冷庫都有單獨的預冷間，在加利福尼亞州用這樣的預冷間來預冷葡萄和喬木水果，冷卻間每天或每隔一天進出貨物一次，冷卻的時間大約為18-24hr或者更長的時間。1.2冷庫空氣預冷101.3強制通風預冷（差壓式預冷)強制通風預冷是在包裝箱堆或垛的兩個側面造成空氣壓差而進行的冷卻，當壓差不同的空氣經過貨堆和包裝箱時，將產品散發的熱量帶走。形成差壓，吹入冷氣，形成冷氣循環利用空氣的壓力梯度，強制冷空氣從產品包裝箱的縫隙中流通過，使產品快速降溫。

箱要統一規格，孔對孔托盤用蓬布覆蓋，空氣在側面過流11以3-5m/s的冷卻風速，可使葡萄在1-1.5h內冷卻到5℃，比在冷藏庫內靜止空氣中冷卻快4-10倍；但比水冷和真空冷卻所用的時間至少長2倍。在發達國家其應用量僅次于冷庫預冷位居第二位。大部分蔬菜不適合用壓差預冷，用于果實型水果，如草莓、葡萄、甜瓜和紅熟的番茄上使用效果顯著，0.5℃的冷空氣在75min內可以將品溫24℃的草莓降到4℃。

如果配上適當的機械制冷和加大氣流量，可以加快冷卻的速度。1.3強制風冷122水預冷

用冷水沖、淋產品，或者將產品浸在冷水中，在不使產品受冷害的情況下，水溫盡量低，冷卻水有低溫水（0-3℃）和自來水兩種，前者冷卻效果好。方式：浸泡式、噴水式、沖水式。2.1

流動水預冷固定式則是產品裝箱后再進行冷卻。

采用水冷卻時，產品的包裝箱要具有防水性和堅固性。流動式的水冷卻常與洗果和消毒等采后處理結合進行（冷水淋澆——藥水浸潤——風干——貯運）。13冷卻水中加入一些化學藥劑，減少病源微生物的交叉感染，如添加少量氯（50~200ppm）或次氯酸鹽。此外，水冷卻器應經常用水清洗。2.1

流動水預冷特點：降溫速度快，成本低；可用于不怕水浸的果蔬如果品、根菜類的預冷：商業上多用于胡蘿卜、芹菜、柑桔、甜玉米、甜瓜、菜豆、桃等；其他蔬菜一般不用水冷卻（日本很少使用）；但損傷產品，容易引起病害污染；注意事項142.2接觸冰預冷

包裝加冰預冷是一個古老的方法，就是在裝有水果和蔬菜的包裝容器中加入細碎的冰塊，一般采用頂端加冰。它適用于那些與冰接觸不會產生傷害的產品，如花椰菜、蔥、胡蘿卜和甜瓜等。如果要將產品的溫度從35℃降到2℃，所需加冰量應占產品重量的38%。雖然冰融化時可將熱量帶走，但是用加冰預冷降低產品溫度和保持產品品質的作用是很有限的，因此，只能作為一種預冷輔助措施。太嫩的葉菜要防止凍害153真空預冷真空預冷是通過真空泵把密封容器中的氣體抽出，在壓力降到4.6mmHg（613.28Pa）時，水的沸點是0℃，果蔬中的水分迅速蒸發而吸熱，從而使果蔬本身溫度下降。通常蒸發1%的水，可降溫5.6℃。16真空預冷的速度和溫度在很大程度上受果蔬的表面積與體積之比（表面積/體積）、產品組織失水的難易程度以及真空罐抽真空速度的影響，因此不同種類水果和蔬菜真空冷卻的效果差異很大。特點：適用于表面積大的葉菜類，如大白菜、菠菜、生菜等，但對表面/體積小的果品、根菜類等的冷卻效果不理想。紙箱包裝的生菜用真空預冷，在25~30min內可以從21℃下降到2℃，包心不緊的生菜只需15分鐘。3真空預冷17盡管真空預冷需耐高壓容器，但由于冷卻速度快，周轉率高，即使真空室容積不大，每日處理的數量也相當大。現在采用真空預冷處理葉菜，已使用較為普遍。先在冷庫或冰箱中冷卻到一定程度，然后將果蔬的包裝袋抽成真空，再一下子打開真空閥門，突然迅速蒸發掉果蔬的表面水分。為防止萎蔫，可在菜入庫前灑水，真空蒸發時，表面水分蒸發帶走呼吸熱，而菜可保持新鮮。真空預冷對產品的包裝有特殊要求，包裝容器要求能夠通風，便于水蒸氣散發出來。3真空預冷18幾種預冷方法比較預冷方法預冷速度預冷能力耗能制造條件占地面積適用品種包裝成本設備造價操作冷風很慢小高一般大果蔬簡單低低簡單壓差慢大低一般大果實型較復雜低低簡單，易實現自控冷水快很大較高一般大果實類、根莖類要求嚴格低低簡單真空很快大低嚴格小葉菜類要求嚴格高高復雜，易實現自控預冷方式的選擇要預冷蔬菜的特性、包裝類型

大部分葉菜適宜冷風預冷、真空預冷；根莖菜適宜水預冷、冷風預冷；表/體比小的果菜和結球葉菜(如包菜)適宜冷風預冷。如蔬菜產地生產品種較多，數量又不太大時，最好選擇預冷庫預冷或差壓預冷；

如產地主要生產葉菜且供應市場對品質要求較高，可考慮用真空預冷；

如以根莖菜生產為主，且當地水源又比較充足，可考慮水預冷預冷方式的選擇設備成本和市場對蔬菜質量的要求一般蔬菜可能適合幾種不同的預冷方式。要根據自身財力和市場質量要求確定預冷方式。高成本的設備一般預冷效率、效果均較好。但要在高質量要求的市場才能得到回報。離市場遠近離市場越遠，流通時間越長，對蔬菜預冷要求越高。因此對于相同質量要求的市場，距離遠的對預冷要求高。水預冷需要較充分的水源，因此在缺水地區使用此方法要慎重。建造預冷庫一定要注意冷庫的冷源和庫體的保溫。二.冷凍冷藏貯藏技術21（一）氣調貯藏1.基本原理：

在適宜低溫下，改變貯藏庫或包裝中正常空氣的組成，降低氧氣含量，增加二氧化碳含量，以減弱鮮活食品的呼吸強度,抑制微生物的生長、繁殖和食品中化學成分的變化，從而達到延長貯藏期和提高貯藏效果的目的。

2.氣調貯藏的作用氣調對鮮活食品生理活動的影響抑制鮮活食品的呼吸抑制鮮活食品的新陳代謝抑制果蔬乙烯的生成與作用氣調對食品成分變化的影響氣調對微生物生長繁殖的影響

2.1對鮮活食品生理活動的影響抑制鮮活食品的呼吸作用

降低氧（2%-5%）和提高二氧化碳（0-5%）的濃度，能降低果蔬呼吸強度并推遲其呼吸高峰的出現，一定程度上減少了蒸發作用；兩者同時調節，對果蔬類呼吸抑制作用更為顯著。例如，在二氧化碳濃度為5%的氣體中蘋果呼吸強度可下降到70%，在5%氧和5%二氧化碳濃度組合中，蘋果的呼吸強度會降到38%。呼吸底物：營養成分（如糖類、有機酸、蛋白質和脂肪等）在有氧呼吸情況下，呼吸底物被徹底氧化為二氧化碳和水；而在缺氧呼吸情況下，則被降解為二氧化碳、乙醇、乙醛和乳酸等低分子物質。氣調采取低氧和高二氧化碳的條件，抑制生物體內酶的活性，延緩了某些有機物質的分解過程。如：

低氧可以抑制葉綠素的降解；減少抗壞血酸的損失；降低不溶性果膠物質的減少速度，增大食品的脆硬度，從而推遲成熟、延緩衰老。2.1對鮮活食品生理活動的影響抑制鮮活食品的新陳代謝抑制果蔬乙烯的生成和作用乙烯：“催熟激素”之稱。低氧、高濃度CO2抑制果蔬組織細胞中乙烯的生成或減弱乙烯對成熟的促進作用，可延緩果蔬的后熟及衰老。2.1對鮮活食品生理活動的影響當解除氣調狀態后仍有一段很長時間的“滯后效應”或休眠期，延長了貨架期，適于長途運輸和外銷。2.2對食品成分變化的影響氣調冷藏采用低氧、充氮等方法，可抑制食品的脂肪氧化酸敗。這不僅防止了食品因脂肪酸敗所產生的異味，而且也防止了因“油燒”所產生的色澤改變，同時還減少了脂溶性維生素的損失。其它成分發生氧化反應：如抗壞血酸、半胱氨酸、芳香環等。采用氣調貯藏可以降低氧化反應的發生程度，避免或減輕食品的色、香、味的品質的變化，并且有利于食品質量的穩定性。2.3對微生物生長與繁殖的影響低氧環境可抑制好氧性微生物；一般來說，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。但二氧化碳過高會對果蔬組織產生毒害作用，若處理不當，對果蔬的傷害作用會高于對微生物的抑制作用。必須根據果蔬的不同特性，選擇適當低溫和相對濕度及氧和二氧化濃度的適當比例。實現“綠色”貯藏：由于低溫、低O2

和相對較高的CO2的相互作用，可以抑制病害的發生，期間基本不用化學藥物進行防腐。3.氣調冷藏的條件溫度氣體濃度

⒈低二氧化碳

⒉高二氧化碳效應

⒊二氧化碳、氧氣和溫度的互作效應相對濕度3.1溫度對于果蔬類產品來說，采取氣調措施，即使溫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溫度控制了。

果蔬的氣調貯藏中，選擇的溫度通常要比普通空氣冷藏溫度高

1-3℃。

因為這些植物組織在0℃附近的低溫下對CO2很敏感，容易發生CO2傷害，在稍高的溫度下，這種傷害就可以避免。新鮮動物產品氣調貯藏的溫度控制

盡管多數試驗指出，溫度對高濃度CO2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，氣調貯藏的溫度還是應盡量地低為宜。至于溫度的下限，應以不影響這類產品“新鮮狀態”的質地為度。3.1溫度高CO2效應提高CO2的濃度對延長園藝產品的貯藏期都有效果。

a.高濃度CO2對于果蔬一般會產生下列效應：減緩成熟（蛋白質、色素的合成）；抑制某些酶的活動（如細胞色素氧化酶）；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脫綠；改變各種糖的比例。b.過高的二氧化碳含量，也會產生不良效應。一般的用于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%。c.對于肉類、魚類產品氣調保鮮處理，高濃度的CO2可以明顯抑制腐敗，且抑菌效果會隨CO2濃度升高而增強。一般，要使CO2在氣調保鮮中發揮抑菌作用，其濃度必須控制在25%以上。

3.2氣體濃度3.2氣體濃度低O2含量★低氧在抑制后熟作用和呼吸作用具有關鍵作用:a.對于新鮮果蔬，須保證果蔬氣調儲藏室內的氧濃度不低于其臨界需氧量，否則引起有害的厭氧性發酵。

b.對于新鮮的動物性食品，調節氣體的氧含量以取得最佳的色澤保持效果為宜。對于不含肌紅蛋白（或含肌紅蛋白，但熱處理加工過的）動物產品，則盡量使氧含量降低。34肌紅蛋白及其化學變化沒有氧氣，肉的肌紅蛋白是以還原狀態存在的，呈紫（紅）色，低氧（1%）有利于褐色的高鐵肌紅蛋白(metMb)形成，而高氧有利于鮮紅色的氧合肌紅蛋白形成。在0℃，O2在5%以上能減少metMb的形成，10%以上能維持肉的鮮紅，40%以上能使肌肉鮮紅色澤保持9d.生鮮肉類氣調保鮮包裝35紅肉包裝,要求既保持鮮肉紅色色澤又能防腐保鮮（O2>60%,CO2>25%）70%—80%O230%—20%CO2于0℃—4℃的貨架期一般7—10天白肉包裝,只要求防腐保鮮50%—30%N250%—70%CO2包裝在0℃—4℃的貨架期達7天。有研究表明，包含CO的氣體能大大降低冷卻肉的細菌總數、延長貨架期、維持穩定的紅色且保持肉的鮮紅色[1-2]，而且挪威肉類專家按照有毒氣體檢測的國際標準ISO在對氣調冷卻肉中使用CO氣體的毒性檢測后，得出結論，低濃度CO混合氣體（0.5％~1.0％）對消費者并不存在任何有毒危害。所以將CO氣調包裝用于食品中將會有廣闊的前景。36將CO加入氣調包裝中，CO與肌紅蛋白結合形成比氧合肌紅蛋白（MbO2）更穩定的碳氧肌紅蛋白（MbCO），從而使冷卻肉具有鮮艷的紅色。[1]VL,DF,VBM,etal.TrendsinFoodScience&Technology,1999(10):77.[2]IK,BMJ,PA.MeatScience,2001,57:273.氣調包裝材料:要求高阻氣性的塑料復合薄膜適用范圍：生鮮肉、熟肉制品、魚類、家禽、貝類、水果、咖啡、茶葉、蔬菜、面包等超市配送食品373.3相對濕度在氣調貯藏中，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。對于水果，調節氣體的相對濕度控制范圍一般為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，一般沒有對于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。39

要想控制食品的貯藏氣體環境，則必須將食品封閉在一定的容器或包裝內。如氣調庫、氣調車、氣調袋、涂膜保鮮、真空包裝和充氣包裝等。4氣調貯藏方法納米級物理活性保鮮袋：吸收乙烯、氨氣等，特別具有的氣體吸附性負離子及遠紅外線的特性,能夠抑菌殺菌、降解農藥殘留、抑制水分的蒸發（1）自然降氧法（MA）概念：靠果蔬自身的呼吸代謝來降O2和增CO2濃度。特點：操作簡單、多用于簡易貯藏或短途運輸。特別適用于庫房氣密性好，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干冰，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/出貨)。貯存一段時間后，需補充新鮮空氣，以充淡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。由于呼吸強度、貯藏環境的溫度均高，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。效果：CA>MA>普通冷藏袋封法將產品裝在0.02~0.08mm厚的聚乙烯塑料薄膜袋內，扎緊袋口或熱合密封的一種簡易的氣調貯藏方法，袋的容量大的有20~30kg一袋，小的一般小于10kg一袋，柑橘等水果上盛行單果包裝。當袋內的氧氣減少到低限或二氧化碳增加到高限時，將全部袋子打開放風，換入新鮮空氣后再進行封口貯藏。原理：利用塑料薄膜對O2和CO2有不同的滲透性和對水透過率低的原理來抑制呼吸作用和水蒸發作用。機械降氧機專門儀器進行氣體檢測改進（2）人工氣調貯藏（CA）特點：

貯藏時間長、效果好，適合于長期貯藏；但成本相對較高。①硅窗氣調43特點：兼容了塑料的強度和透氣性

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原料：工業汽油、液化石油氣

原理：②催化燃燒降氧氣調設備：催化燃燒降氧機，結合CO2脫除機③機械氣調庫貯藏45

氣調庫的先進之處在于能精確控制影響果蔬質量和貯藏期的三要素：溫度、氣體成分和相對濕度。充氮降氧:

制氮機產生N2,置換空氣/CO2;抽氣、充氣交替進行，使得O2含量降到要求值。B.最佳氣體成分置換:

人為地實現O2、CO2、N2等氣體