任务三 学习果蔬保鲜与贮运管理
课前准备
【学习目标】
本项目主要介绍果蔬贮藏保鲜的技术，通过学习，学生能够了解目前我国果蔬贮藏保鲜的现状，理解果蔬贮藏保鲜的技术原理，掌握果蔬贮藏保鲜的基本技能。通过本项目的学习，帮助学生建立起对果蔬贮藏保鲜技术综合的、基础的认识。
【导入案例】
我国果蔬贮藏保鲜的损失每年高达1 000亿元
2011年9月30日《羊城晚报》讯:冷链物流建设的落后，不仅让百姓承担了农产品的昂贵价格，还造成了巨大浪费。29日，记者从全国政协经济委员会来粤调研专题座谈会上获悉，中国一年果蔬腐烂的直接损失高达1 000亿元!
9月26日至29日，以全国政协经济委员会副主任张志刚为组长的专题调研组来粤调研，力图从现代流通体系建设角度破解物价高涨的难题。调研组先后赴深圳、东莞和广州开展调研，考察了各地具有特色的现代流通企业、电子商务企业、特色商业街以及老字号餐饮企业。广东省政协副主席汤炳权陪同。
农产品受到调研组的高度关注，目前普遍认为物流成本是推高菜价的“祸首”。张志刚表示，8月份CPI同比上涨6.2%，食品类上涨13.4%，猪肉价更是上涨了45.5%。据广东省有关职能部门汇报，目前大约90%的肉类、80%水产品、大部分果蔬、部分奶制品基本在没有冷链的条件下运输和销售，广东省仅果蔬一类每年就达几百万吨，损失率在25%～30%。全国每年约有1亿多吨果蔬腐烂，直接损失高达1 000亿元。而在发达国家，果蔬损失率一般控制在5%以下，美国的农产品全产业链都以冷链物流为支撑，损耗仅1%～2%。
问题:
1.通过上述案例，你认为我国果蔬贮藏保鲜的现状如何?
2.通过上述案例，你认为果蔬的价格上涨与果蔬的贮藏保鲜有什么关系?
教学内容
子任务一 了解化学保鲜技术在果蔬保鲜中的应用
有人说中国人在食品中完成了化学扫盲:从大米里我们认识了石蜡，从火腿里我们认识了敌敌畏，从咸鸭蛋、辣椒酱里我们认识了苏丹红，从火锅里我们认识了福尔马林。这是对化学保鲜技术的一种歪曲，化学保鲜就是利用抑菌或杀菌的化学药剂来抑制微生物的生长或杀灭微生物的技术。化学保鲜剂种类繁多，按化学保鲜剂的保鲜机制不同，将其分为四类，即防腐剂、杀菌剂、抗氧化剂和脱氧剂。
一、食品防腐剂的保鲜
提及食品防腐剂，人们常常会联想到“有毒、有害、不健康”。许多消费者在购买食物时，首先会选择那些标注了“不含防腐剂”的商品。那么，食品防腐剂到底是不是危害人体健康的“祸首”。吃剩的食物如果不及时保存，肯定会变味，这是细菌的作用，如“肉毒菌”，它能产生世界上最毒的物质“肉毒素”，这种毒素只需1克便可毒死200万人，它的毒性是氰化钾的2万倍。“黄曲霉”，它所产生的“黄曲霉毒素”是最强的致癌物质之一，黄曲霉毒素的毒性是氰化钾的20倍。此外还有痢疾杆菌、大肠杆菌、副溶血弧菌、沙门菌、金黄色葡萄球菌等。如果食品在加工和储存过程中沾染了这些有害微生物，食品就会腐烂变质。
食品防腐是一个古老的话题。在人类还没有化学合成食品防腐剂之前，人们已经寻找到了大量使食品保质期延长的办法，如高盐腌制、高糖蜜制、酸、酒、烟熏以及在水中、地下存放等。随着食品工业的发展，传统防腐方法已不能满足其防腐需要，人们对食品防腐方法提出了更高的要求:要求操作更简单、保质期更长、防腐成本更低。基于此，化学产品用于食品防腐的做法开始流行。早期的化学防腐主要有甲醛、硝酸盐类等高毒产品，以后又研究出苯甲酸、苯甲酸钠、脱氢醋酸钠、双乙酸钠等等数十种各类化学合成食品防腐剂。
(一)防腐剂的防腐原理
防腐剂是指能防止由微生物所引起的食品腐败变质、延长食品保质期的食品添加剂。作为防腐剂，必须具备如下条件:符合食品卫生标准;防腐效果好，在低浓度时仍有抑菌作用;性质稳定，不与其他食品成分发生不良化学反应;本身无刺激性和异味;使用方便，价格合理。
食品防腐剂是抑制物质腐败或抑制微生物生长繁殖的药剂。即对以腐败物质为代谢底物的微生物的生长具有持续的抑制作用。重要的是它能在不同情况下抑制最易发生的腐败作用，特别是在一般灭菌作用不充分时仍具有持续性的效果。对纤维和木材的防腐用矿油、煤焦油、丹宁，对生物标本用甲醛、升汞、甲苯、对羟基苯甲酸丁酯、硝基糠腙衍生物或香脂类树脂。在食品中使用防腐剂受到限制，因此多靠干燥、腌制等一些物理的方法。特殊的防腐剂有乙酸等有机酸、以油酸脂为成分的植物油、芥子等特殊的精油成分。对于生物体的局部(如人体表面或消化道)，可以根据具体条件采用各种防腐剂(如碘仿、水杨酸苯酯、苯胺染料或吖啶类色素等)。目前世界各国所用的食品防腐剂约有30多种。食品防腐剂在中国被划定为第17类有28个品种。
食品防腐剂作为允许使用的一类食品添加剂，在食品行业中使用已久。防腐剂抑菌作用主要是改变微生物发育曲线，使微生物发育停止在缓慢增值的迟滞期，而不进入急剧增值的对数期，延长微生物繁殖一代所需要的时间。其作用主要是防止食品在存储、流通过程中由微生物繁殖引起的腐败、变质，是延长食用价值的可食用的添加剂。
防腐剂的防腐原理可概括为:
(1)干扰微生物的酶系，破坏其正常的新陈代谢，抑制酶的活性。
(2)使微生物的蛋白质凝固和变性，干扰其生存和繁殖。
(3)改变细胞浆膜的渗透性，使其体内的酶和代谢产物逸出导致其失活。
由于食品被污染时会引起腐败、霉变等现象，腐败和霉变是指微生物在生长和代谢活动过程中，使食品的色泽改变、营养破坏、质地变化、产生异味，分泌出大量物质，产生有损健康的毒素，所以防腐剂的使用就能突现出其价值。常用的食品防腐剂苯甲酸及其盐类、山梨酸及其盐类、丙酸及其盐类，它们只能在其转变成相应的酸后，才能起抗菌作用，因此主要在酸性条件下才有效，称为酸型防腐剂，是目前食品中最常用的防腐剂。
图2－1 食品防腐剂:脱氢醋酸钠
图2－2 食品防腐剂:乳酸链球菌素
(二)防腐剂的分类
1.按来源分为天然防腐剂和人工合成防腐剂
(1)天然防腐剂是生物体分泌或体内存在的防腐物质，经人工提取后可作为天然食品防腐剂。该防腐剂是天然物质，其本身就是某种食用成分，它对人体无害，并能增进食品的风味品质，是一类有发展前途的食品防腐剂。目前对天然防腐剂十分缺乏研究。如:香辛料中的羟基化合物和萜类、葱、蒜、韭菜中的含硫芳香油，卵蛋白中的溶菌酶以及一些细菌分泌的抗生素。注意，由霉菌分泌的青霉素、棒曲霉素，放射菌分泌的金霉素、土霉素、氯霉素等抗菌素多应用于医药，若用于食品保鲜会增强人体内对病菌的耐药性，因而影响抗菌素药物的疗效。生物防腐剂是天然添加剂，通常没有特殊味道，不会与食品中的其他成分发生各种变化，不会影响食品的品质。
天然防腐剂在果蔬保鲜中起到了越来越重要的作用，我国的专利产品蔗糖基聚合物是以蔗糖为原料合成的一种可食性物质，无毒、无味，其保鲜机理是液膜在果皮表面形成一层隔绝膜，减少空气中氧气进入果实内部，减缓果实呼吸产生的CO2向外扩散，从而对果实起到自发气调保鲜的作用。这类保鲜剂可抑制病菌的侵入和蔓延、降低酶的活性、抑制各种营养物质的氧化反应，同时也可减少果实水分的蒸发，提高果实表面的硬度与光泽。目前，在国内外常用的天然果蔬保鲜剂主要有茶多酚、蜂胶提取物、橘皮提取物、魔芋甘露聚糖、鱼精蛋白、植酸、连翘提取物、大蒜提取物、壳聚糖等，如用壳聚糖处理番茄，常温下可贮藏30d左右;几丁质用于苹果保鲜可达数月，用它处理草莓，结合低温贮藏，也具有较好的保鲜作用;用粮姜蒸液处理甜橙，贮藏130d后，总腐果率为零，干疤果率为0.3%。从当前的发展情况来看，果蔬的防腐保鲜剂的研究在向天然、安全、有效的方向发展。英国研制出一种无色、无味、无毒、无污染、无副作用的可食果蔬保鲜剂——森柏保鲜剂，是由植物油和糖组成，可抑制果蔬呼吸作用和水分蒸发。我国中科院武汉植物研究所从73种植物的173个抽提物中筛选出代号为EP的猕猴桃天然防腐保鲜剂，试验结果表明其保鲜效果较佳。
此外，美国研制出一种由焦磷酸钠、柠檬酸、抗坏血酸和氯化钙等4种安全无毒的成分组成的高效多功能果蔬保鲜剂，可延缓果蔬氧化和酶促褐变。
(2)人工合成的防腐剂亦称化学合成防腐剂，其种类多，大约有50多种，常用的有苯甲酸钠、山梨山钾、二氧化硫、亚硫酸钠、对羟基苯甲酸酯、丙酸盐以及硝酸盐和亚硝酸盐。我国食品添加剂使用的卫生标准中规定，使用化学防腐剂苯甲酸、苯甲酸钠、山梨酸、山梨山钾、二氧化硫的最大使用量分别为1、0.8、1、0.6、0.25g/Kg，我国规定使用的防腐剂有苯甲酸、苯甲酸钠、山梨酸、山梨酸钾、丙酸钙等25种。
表2－1 我国食品添加剂食用卫生标准(防腐剂)
苯甲酸类防腐剂有苯甲酸和苯甲酸钠二类;苯甲酸又称为安息香酸，故苯甲酸钠又称安息香酸钠。苯甲酸在常温下难溶于水，在空气(特别是热空气)中微挥发，有吸湿性，大约常温下0.34g/100mL;但溶于热水;也溶于乙醇、氯仿和非挥发性油。苯甲酸和苯甲酸钠的性状和防腐性能都差不多。苯甲酸钠大多为白色颗粒，无臭或微带安息香气味，味微甜，有收敛性;易溶于水，常温下53.0g/100m L左右，pH值在8左右;苯甲酸钠也是酸性防腐剂，在碱性介质中无杀菌、抑菌作用;其防腐最佳pH值是2.5～4.0，在pH值为5.0时，5%的溶液杀菌效果也不是很好。苯甲酸钠亲油性较大，易穿透细胞膜进入细胞体内，干扰细胞膜的通透性，抑制细胞膜对氨基酸的吸收;进入细胞体内电离酸化细胞内的碱储，并抑制细胞的呼吸酶系的活性，阻止乙酰辅酶A缩合反应，从而起到食品防腐的目的。
苯甲酸及盐的使用范围:碳酸饮料、低盐酱菜、蜜饯、葡萄酒、果酒、软糖、酱油、食醋、果酱、果汁饮料、食品工业用桶装浓果蔬汁。苯甲酸及其盐、山梨酸及其盐等均是通过未解离的分子起抗菌作用。它们均需转变成相应的酸后才有效，故称酸型防腐剂。它们在酸性条件下对霉菌、酵母及细菌都有一定的抑菌能力，常用于果汁、饮料、罐头、酱油、醋等食品的防腐。此外，丙酸及其盐类对抑制使面包生成丝状粘质的细菌特别有效，且安全性高，近年来被广泛用于面包、糕点等的防腐。
苯甲酸类防腐剂在我国可以使用在面酱类、果酱类、酱菜类、罐头类和一些酒类等食品中，现在国家明确规定苯甲酸类不能使用在果冻类食品中;苯甲酸类毒性较大，国家限制了苯甲酸及其盐的使用范围，许多国家已用山梨酸钾取代。
山梨酸类防腐剂有山梨酸、山梨酸钾和山梨酸钙三类品种。山梨酸不溶于水，使用时须先将其溶于乙醇或硫酸氢钾中，使用时不大方便且有刺激性，故一般不常用;山梨酸钙，FAO/WHO规定其使用范围很小，所以也不常使用;山梨酸钾则没有它们的缺点，易溶于水、使用范围广，我们经常可以在一些饮料、果脯、罐头等食品看到它的身影。在这里重点介绍一下山梨酸钾:它为不饱和六碳酸;一般市场上出售的山梨酸钾呈白色或浅黄色颗粒，含量在98%～102%;无臭味、或微有臭味，易吸潮、易氧化而变褐色，对光、热稳定，相对密度1.363，熔点在270℃分解，其1%溶液的pH值为7～8。山梨酸钾为酸性防腐剂，具有较高的抗菌性能，抑制霉菌的生长繁殖。其主要是通过抑制微生物体内的脱氢酶系统，从而达到抑制微生物的生长和起防腐作用，对细菌、霉菌、酵母菌均有抑制作用;其效果随PH值的升高而减弱，pH值达到3时抑菌达到顶峰，pH值达到6时仍有抑菌能力，但最低浓度(M IC)不能低于0.2%，实验证明pH3.2的山梨酸钾溶液浸渍，未经杀菌处理的食品的保存期比pH2.4的短2～4倍。
山梨酸类防腐剂的作用机理与苯甲酸类相同，毒性比苯甲酸类和尼泊金酯要小，是一种相对安全的食品防腐剂。山梨酸钾属于酸性防腐剂，适宜在pH4.5以下范围内使用，其防腐效果随着pH的升高而降低，无特殊感官性状。而山梨酸钾由于受pH值的制约，为了防止霉菌和酵母菌的生长，其添加量一般大于500mg/kg，其大剂量影响制品的口感和风味，专性抑制某种成分，很少影响食品中有益成分。
山梨酸类的使用范围:除同苯甲酸及盐外，还有鱼、肉、蛋、禽类制品、果蔬保鲜、胶原蛋白肠衣、果冻、乳酸菌饮料、糕点、馅、面包、月饼等。山梨酸只能适用于有良好的卫生条件下和微生物数量较低的食品中防腐。
尼泊金酯类防腐剂(即对羟基苯甲酸酯类)有对羟基苯甲酸甲脂、对羟基苯甲酸乙脂、对羟基苯甲酸丙脂、对羟基苯甲酸丁脂等，其中对羟基苯甲酸丁脂防腐作用最好，我国主要使用对羟基苯甲酸乙脂和丙脂，在日本使用最多的是对羟基苯甲酸丁脂。尼泊金酯类最大的特点是系列产品多，抑菌谱广;防腐机理是破坏微生物的细胞膜，使细胞内的蛋白质变性，并能抑制细胞的呼吸酶系和电子传递酶系的活性。尼泊金酯的抗菌活性成分主要是分子态起作用，由于其分子内的羟基已被脂化，不再电离，而对应的酚基的电离常数很小，在溶液pH值为8时，仍有60%以上呈分子状态存在，因此尼泊金酯类的抑菌作用在pH4～8较宽的范围内均有良好的效果。
由于尼泊金酯类都难溶于水，所以通常是它们先溶于氢氧化钠、乙酸、乙醇中，然后使用。为更好发挥防腐作用，最好是将两种或两种以上的该脂类混合使用。对羟基苯甲酸乙脂一般用于酱油和醋中，而对羟基苯甲酸丙脂一般使用在一些水果饮料和果蔬保鲜中。使用时可以添加、浸渍、涂布、喷雾使用，将其涂于表面或使其吸附在内部。有无芽孢子和孢子等情况对防腐剂的防腐效果都有很大的影响。在使用等量的防腐剂条件下，食品污染越严重，原始菌数越多，防腐效果越差。相关资料显示，从微生物的增殖过程来看，开始是缓慢的诱导期，过了诱导期，就急聚进入对数期，增殖非常旺盛。由于食品添加剂的作用和用量世界各国都有限制，它通常只是抑制微生物，延长微生物增殖过程中的诱导期。如果食品已严重微生物污染，再使用防腐剂也无济于事的。比如山梨酸在食品被微生物严重污染时，山梨酸便成为微生物的营养物质，不仅不能抑制微生物繁殖，反而会加速食品腐败。因此，在使用食品防腐剂时应注意，保持良好的卫生条件，降低食品中的原始菌数，也可配杀菌或包装等其他手段，尽可能减少食品被微生物污染的可能与程度，这一点是非常重要的。
纳他霉素是白色、无气味粉状物，对产品的口感特性无任何影响。对真菌极为敏感，使用微量即可起到作用，纳他霉素的抑菌作用比山梨酸强50倍左右。低剂量、高效率，通常在较宽的pH值范围内对微生物都有抑制作用，在食品中添加不会影响食品的味道和风味，不会因为食品的pH值而影响防腐、保鲜效果。与常用的山梨酸类等防腐剂相比，在pH3～9中具有活性，其适用pH值范围更宽。
随着食品工业的发展，科学技术的进步，各种天然食品添加剂陆续被开发，并逐步应用于食品加工产业。天然食品添加剂的出现，极大地丰富了食品添加剂品种，为各种功能性食品的开发保藏提供了更多可能，更好地保证了食品的安全，更多地保留了食品营养，是未来食品添加剂发展的大趋势!多数的天然生物防腐剂因其专一、高效的特点，与传统的化学防腐剂相比较具有以下特点:生物防腐剂只针对引起食品变质的微生物进行作用，具有专一性、高效性。
2.按性质分为有机化学防腐剂、无机化学防腐剂和生物防腐剂
(1)有机化学防腐剂包括苯甲酸类、山梨酸类，此外还有乳酸链球菌素，是一种由乳链球菌产生、含34个氨基酸的肽类抗菌素。如乳酸链球菌素是从乳酸链球菌的代谢产物中提取得到的一种多肽物质，多肽可在机体内降解为各种氨基酸，世界各国对这种防腐剂的规定也不相同，我国对乳酸链球菌素有使用范围和最大许可用量的规定。
表2－2 几种常用的有机防腐剂
(2)无机化学防腐剂主要包括二氧化硫、亚硫酸盐及亚硝酸盐等。亚硝酸盐能抑制肉毒梭状芽孢杆菌，防止肉毒中毒，但它主要作为发色剂用。亚硫酸盐等可抑制某些微生物活动所需的酶，并具有酸型防腐剂的特性，但主要作为漂白剂用。杀菌剂很少直接加入食品。
二氧化硫其漂白防腐的作用机理:①亚硫酸被氧化时可使着色物质还原褪色，使食品保持鲜艳的色泽;②植物性食品的褐变多与食品中的氧化酶有关，亚硫酸对氧化酶有强抑制作用，故可防止酶性褐变;③亚硫酸与糖发生加合反应，其加合物不形成酮结构，因此可以阻断含羰基化合物与氨基酸的缩合反应，从而防止非酶性褐变;④亚硫酸为强还原剂，能阻断微生物的生理氧化过程，对细菌、霉菌、酵母菌均有抑制作用，故其既是漂白剂又是防腐剂。亚硝酸钠(NaNO2)其主要用于染料、医药、印染、漂白等方面，由于其具有增色、抑菌防腐作用，多用于熟肉食品的发色添加剂，是一种无色或浅黄色的晶体，有咸味，外观类似于食盐(NaCl)。亚硝酸钠的毒性很强，误食0.3～0.5g，就会中毒，10分钟后就会出现明显的中毒症状，如呕吐、腹痛、紫绀、呼吸困难等，甚至抽搐、昏迷，严重时还会危及生命。另外，亚硝酸钠是属于受国家管制的化工用品，在人体内也会生成致癌物质，新腌制的泡菜中也含有亚硝酸钠，所以泡菜最好在腌制后的15天以后食用，其当中的亚硝酸盐含量会逐渐降低。亚硝酸钠是食物添加剂的一种，虽然有毒，但只要在规定标准内使用就会有效保护食物防腐。按GB 1907国标生产作为食品添加剂，按GB 2760规定量添加，肉食中最大使用量是0.15g/kg，肉食中亚硝酸钠残留量在罐头中不得超过0.05g/kg，肉制品中不得超过0.03g/kg。世界食品卫生科学委员会1992年发布的人体安全摄入亚硝酸钠的标准为0～0.1mg/kg体重;若换算成亚硝酸盐，其标准为0～4.2mg/60kg体重，按此标准使用和食用，对人体不会造成危害。2009年6月1日实施的《食品安全法》明确规定:在儿童食品中禁止使用亚硝酸钠。
(3)生物防腐保鲜剂只抑制引起食品变质的某些微生物，对食品中的其他有益成分没有影响。比如纳他霉素抑制真菌，但对细菌不产生作用，可直接加到酸奶等发酵制品中，从而抑制了接种产品中的霉菌和酵母菌，保证了产品的质量。不会使微生物产生抗性，安全性更高。生物防腐剂的多年研究和应用中均没有发现微生物对生物防腐保鲜剂形成抗性，更是提高了食品的安全性。生物防腐剂作为微生物产品，对人体没有任何危害。比如纳他霉素，它无毒，并且不致突变、不致癌、不致畸、不致敏。纳他霉素很难被消化道吸收，由于其难溶于水和油脂，大部分摄入的纳他霉素会随粪便排出。纳他霉素被人或动物的肠胃吸收，不参与人体的新陈代谢，而山梨酸参加人体的代谢。
使用化学合成防腐剂虽有较好的保鲜效果，但对人体健康却有一定的影响，甚至出现致癌、致畸等毒性。由于某些企业对食品防腐剂缺乏正确的认识，认为添得越多，其食品保质期就会越长，从而导致防腐剂超标，而事实上，抑菌而不能杀菌的防腐剂是需要与食品原料和清洁生产配合，才能达到食品的保质效果。美国爱米尔农业食品公司研制出一种可食用的水果保鲜剂，它是用砂糖、淀粉、脂肪酸和聚脂物调配制成的半透明液状物，可用喷雾、浸渍、涂刷的方法成膜后覆盖在苹果、梨、柑橘、香蕉或西红柿等水果的表面，由于这种保鲜剂可在水果的表面形成近似密封的薄膜，故能阻断大部分氧气进入水果内部从而抑制水果的熟化过程，起到延长贮存和保鲜期的作用，使保鲜贮存期多达160～220d。由于这种保鲜剂可与水果一同食用，因此可用于已经切削水果的保鲜。
防腐剂的安全系数，一直深受人们关注。根据食品添加剂的定义和管理规定，食品防腐剂的生产都需要经过严格的评价和毒理试验，在确认对身体没有安全隐患后才被允许使用，然后在此试验的基础上，制定出防腐剂的一个安全使用范围，在这个范围内，正确使用食品防腐剂对身体是不会造成危害的。相当多的食品厂家，在提到产品保质期时，自然而然地就会想到使用食品防腐剂。其实食品防腐剂在使用的效果中，也不是什么保命剂，根据它的防腐原理就可以看出，防腐剂只是起到抑菌作用，而将菌杀死的功效却是微乎其微。
3.使用防腐剂注意事项
(1)防腐剂的使用必须严格按中国《食品添加剂使用卫生标准》规定添加，不能超标使用。防腐剂在实际应用中存在很多问题，在食品的生产加工过程中，防腐剂在种类、性质、使用范围、价格和毒性等不同的情况下，应注意合理的使用。
在添加防腐剂之前，应保证食品灭菌完全，不应有大量的生物存在，否则防腐剂的加入将不会起到理想的效果。如山梨酸钾，不但不会起到防腐的作用，反而会成为微生物繁殖的营养源。
(2)使用防腐剂前，应了解各类防腐剂的毒性和使用范围，按照安全使用量和使用范围进行添加。如苯甲酸钠，因其毒性较强，在有些国家已被禁用，而中国也严格规定了其只能在酱类、果酱类、酱菜类、罐头类和一些酒类中使用。如茶多酚作为防腐剂使用时，浓度过高会使人感到苦涩味，还会由于氧化而使食品变色。
(3)应了解各类防腐剂的有效使用环境，酸性防腐剂只能在酸性环境中使用，才有强有效的防腐作用，但用在中性或偏碱性的环境中却没有多少作用，如山梨酸钾、苯甲酸钠等;而酯型防腐剂中的尼泊金酯类却也能在pH4～8之间使用，且效果也还不错。
(4)应了解各类防腐剂所能抑制的微生物种类，有些防腐剂对霉菌有效果，有的对酵母有效果，只有掌握好防腐剂的这一特性，就可对症下药，一般按复配形式来进行综合防腐保鲜的较多，如健鹰抗腐王和防霉保鲜剂等产品。
(5)根据各类食品加工工艺的不同，应考虑到防腐剂的价格和溶解性，以及对食品风味是否有影响等因素，综合其优缺点，再灵活添加使用。
二、食品杀菌剂的正确使用
杀菌剂从广义上讲也是食品的防腐剂，但他对污染食品的微生物起杀灭作用，是一类能防止食品有害微生物繁殖或杀灭食品有害微生物的化学制剂。
(一)杀菌剂的作用原理
在以人畜致病菌为对象作用时，常称作“消毒剂”，而在以食品腐败菌为对象作用时，也有列入食品添加剂的“防腐剂”。杀菌剂按照作用机理可分为还原型和氧化型两类。氧化型杀菌剂，如过氧化氢、次氯酸及其盐类、过氧醋酸、漂白粉等，其氧化作用有比一般防腐剂更为强烈的杀菌功能，也有漂白功能，但由于其化学性质不稳定，易分解，可能与食品发生不良的反应或带给食品不良的影响，很少直接添加到食品中，主要用于饮料水，以及容器、工具、设备和半成品的杀菌、消毒。氧化型的杀菌剂一般是较强的氧化剂，利用它们所产生的次氯酸、原子态氧等，使微生物体内一些与代谢有密切关系的酶发生氧化作用而杀灭微生物。如氯、次氯酸盐、二氧化氯、臭氧、过氧化氢等，用得较广泛的是氯气、漂粉精和二氧化氯。还原型杀菌剂如亚硫酸及其盐类，其还原作用有杀菌及漂白功能，有时作漂白剂。
氧化型杀菌剂和还原型杀菌剂的作用机理为:氧化型的杀菌剂都具有很强的氧化能力，可以有效杀灭食品中的微生物。氯制剂是利用有效氯成分的强氧化作用杀灭微生物的，有效氯渗入微生物细胞后，破坏酶蛋白和核蛋白的留基或者抑制对氧化作用敏感的酶类，使微生物死亡。过氧化物杀菌剂是通过氧化分解时释放强氧化能力的新生态氧使微生物致死的。还原型杀菌剂主要是亚硫酸及其盐类，它属于酸性杀菌剂，它的杀菌机理是利用亚硫酸的还原性消耗食品中的氧，使好气性的微生物缺氧致死。同时杀灭微生物生理活动中酶的活性，从而控制酶的繁殖。
(二)杀菌剂的分类
凡是对病原物有杀死作用或抑制生长作用，但又不妨碍植物正常生长的药剂，统称为杀菌剂。杀菌剂可根据原料来源、作用方式、化学组成和作用机理进行分类。
1.按杀菌剂的原料来源分类
(1)无机杀菌剂如硫磺粉、石硫合剂、硫酸铜、升汞、石灰波尔多液、氢氧化铜、氧化亚铜等。
(2)有机硫杀菌剂如代森铵、敌锈钠、福美锌、代森锌、代森锰锌、福美双等。
(3)有机磷、砷杀菌剂如稻瘟净、克瘟散、乙磷铝、甲基立枯磷、退菌特、稻脚青等。
(4)取代苯类杀菌剂如甲基托布津、百菌清、敌克松、五氯硝基苯等。
(5)唑类杀菌剂如粉锈宁、多菌灵、恶霉灵、苯菌灵、噻菌灵等。
(6)抗菌素类杀菌剂如井冈霉素、多抗霉素、春雷霉素、农用链霉素、抗霉菌素120等。
(7)复配杀菌剂如灭病威、双效灵、炭疽福美、杀毒矾M8、甲霜铜、DT杀菌剂、甲霜灵·锰锌、拌种灵·锰锌、广灭菌乳粉等。
(8)其他杀菌剂如甲霜灵、菌核利、腐霉利、扑海因、灭菌丹、克菌丹、特富灵、敌菌灵、瑞枯霉、福尔马林、高脂膜、菌毒清、霜霉威、喹菌酮、烯酰吗啉·锰锌等。
2.按传导特性分类
(1)内吸性杀菌剂能被植物叶、茎、根、种子吸收进入植物体内，经植物体液输导、扩散、存留或产生代谢物，可防治一些深入到植物体内或种子胚乳内病害，以保护作物不受病原物的浸染或对已感病的植物进行治疗，因此具有治疗和保护作用。如多菌灵、力克菌、绿亨2号、多霉清、霜疫清、噻菌铜、甲霜灵、乙磷铝、甲基托布津、敌克松、粉锈宁、甲霜铜、杀毒矾、拌种双等。
(2)非内吸性杀菌剂指药剂不能被植物内吸并传导、存留。目前，大多数品种都是非内吸性的杀菌剂，此类药剂不易使病原物产生抗药性，比较经济，但大多数只具有保护作用，不能防治深入植物体内的病害。如硫酸锌、硫酸铜、多果定、百菌清、绿乳铜、表面活性剂、增效剂、硫合剂、草木灰、波尔多液、代森锰锌、福美双、百菌清等。此外，杀菌剂还可根据使用方法分类，如种子处理剂、土壤消毒剂、喷洒剂等。
图2－3 杀菌剂
图2－4 新洁尔灭
3.按作用机理分类
杀菌剂按作用机理可分为氧化型杀菌剂和还原型杀菌剂。
氧化型杀菌剂又称氧化型毒剂，有用高锰酸钾、双氧水、次氯酸钠、碘酒的，这些是通过氧化来破坏细菌体的物质组成，从而起到杀菌效果的;加热也可以杀菌，通过加热凝固其蛋白质;有用重金属离子以及其他试剂来凝固的，如银铜盐及戊二醛酒精等，还有紫外线放射线杀菌的。
各种杀菌剂的使用范围不尽相同，高锰酸钾可以用于耐水物品及蔬菜水果的消毒，碘酒可以用在小伤口上，次氯酸钠可以用在环境消毒及耐水物品浸泡消毒上，双氧水可以用于手术中及一般家庭处理小外伤上，一些缝隙消毒药剂无法到达，紫外线也无能为力时可用蒸气消毒法(适用于房舍内部)，大宗物品长期保鲜可以用放射线消毒处理。
(1)过氧乙酸杀菌剂
过氧乙酸属过氧化物类杀菌剂，依靠其强大的氧化能力破坏蛋白质的基础分子结构，从而达到快速杀灭细菌的目的。
本品具有如下优点:
①杀菌广谱，作用速度快，使用浓度低;
②分解物主要是水、二氧化碳及少量醋酸，使用后只需少量水冲洗，无毒、无残留、无染色、无泡沫，可与水任意比例混合，使用方便。
使用方法:作循环水杀菌灭藻剂时，采用冲击式投加。用量一般为100～200mg/L。
贮存方法:过氧乙酸应贮存在低温无光处，贮存期为100天。因本品有酸性和氧化性，贮存时应注意防腐和避免与有机物接触。
(2)漂白粉
漂白粉消毒原理:
Ca(ClO)2+ 2H2 O== 2HClO+ Ca(OH)2漂白粉的主要成分为次氯酸钙，新制漂白粉含氯25%～30%，加水后生成次氯酸和次氯酸根离子，次氯酸杀菌作用快而强，能杀灭细菌及其芽孢、病毒及真菌等，在酸性环境中的杀菌作用比在碱性环境中强。由于次氯酸杀菌迅速且无残留毒物和气味，因此常用于食品厂、肉联厂设备和工作台面等物品的消毒。
漂白粉对细菌、芽孢、酵母、霉菌及病毒具有强杀灭作用，其杀灭效果因时间、浓度、温度等因素而异，PH值的改变对杀灭效果影响显著，PH值降低能提高杀灭效果。
当溶液中碱性增大时，漂白作用进行缓慢。要短时间内收到漂白的效果，必须除去Ca(OH)2，所以工业上使用漂白粉时要加入少量弱酸，如醋酸等，或加入少量的稀盐酸。家庭使用漂白粉不必加酸，因为空气里的二氧化碳溶在水里也起弱酸的作用。
(3)漂白精
漂白精又称高度漂白粉，化学组分与漂白粉相似，含氯较高，漂白效果比漂白粉高一倍。
还原型杀菌剂主要是亚硫酸及其盐类，国内外食品贮藏中常用的品种有二氧化硫、无水亚硫酸钠、亚硫酸钠、保险粉和焦亚硫酸钠等。亚硫酸及其盐类的水溶液在放置过程中容易分解逸散二氧化硫而失效，所以应现用现配制。
在实际应用中，需根据不同食品的杀菌要求和各亚硫酸杀菌剂的有效二氧化硫含量确定杀菌剂用量及溶液浓度，并严格控制食品中的二氧化硫残留量标准，以保证食品的卫生安全性。亚硫酸分解或硫磺燃烧产生的二氧化硫是一种对人体有害的气体，具有强烈的刺激性和对金属设备的腐蚀作用，所以在使用时应做好操作人员和库房金属设备的防护管理工作，以确保人身和设备的安全。
三、食品抗氧化剂的使用
氧气是所有动植物生命的基础。它是我们最重要的营养物质，氧气能够“氧化”邻近的分子，这可能会引起细胞损伤，从而导致癌症、发炎、动脉损伤以及衰老。自由基能在所有氧化过程中产生，其中包括吸烟、汽油燃烧产生废气的过程、辐射、煎炸和烧烤食物以及正常的生理作用过程。能够使自由基失效的化学物质被称为“抗氧化剂”，其中一些是人体必需的营养物质，如维生素A和β－胡萝卜素、维生素C以及维生素E。其他一些物质，如生物类黄酮、花色素以及最近在普通食物中发现的数百种其他保护性物质，都具有抗氧化剂的作用。
(一)抗氧化剂的机理
食品变质除微生物所引起之外，氧化也是一个重要的因素。一些油脂和含油的食品在贮藏和加工及远途运输时会氧化变质产生气味，使食品质量下降。为了防止这个变化所以加入了抗氧化剂。
食品抗氧化剂是能阻止或延缓食品氧化变质、提高食品稳定性和延长贮存期的食品添加剂。氧化不仅会使食品中的油脂变质，而且还会使食品退色、变色和破坏维生素等，从而降低食品的感官质量和营养价值，甚至产生有害物质，引起食物中毒。
食品抗氧化剂本身易被氧化，因而可保护食品免受氧化。BHA和BHT等酚型抗氧化剂可与油脂氧化所产生的过氧化物结合，中断自动氧化反应链，阻止氧化。另一些抗氧化剂可抑制或破坏氧化酶的活性，借以防止氧化反应进行。归纳起来，主要有以下几种:
(1)抗氧化剂借助还原反应，使本身被氧化，从而降低周围的氧浓度;
(2)抗氧化剂可以放出氢离子将氧化产生的过氧化物分解;
(3)有的抗氧化剂作为给氢气或电子供体，阻断食品自动氧化的连锁反应;有的抗氧化剂的自由基吸收剂，可与氧化过程中氧化中间产物结合，从而阻止氧化反应的进行;
(4)有的抗氧化剂则是通过抑制氧化酶而防止食品氧化变质。
(二)食品抗氧化剂的分类
食品抗氧化剂的种类繁多，抗氧化的作用机制也不尽相同。食品抗氧化剂的种类溶解性分类主要有脂溶性抗氧化剂、水溶性抗氧化剂和兼容性抗氧化剂。
1.脂溶性抗氧化剂
脂溶性抗氧化剂易溶于油脂，主要用于防止食品油脂的氧化酸败及油烧现象。常用的种类有丁基羟基茴香醚、二丁基羟基甲苯、没食子酸丙酯及生育酚混合浓缩物等。几种常见的抗氧化剂有:
(1)丁基羟基茴香醚(BHA):为无色至微黄色的结晶或白色结晶性粉末，有特别的气味。它的作用是由它放出氢原子阻断油脂氧化而实现，它的用量为0.02%时比用量为0.01%时的抗氧化剂效果增高10%，但用量超过0.02%时效果会下降。ADI为0～0.5mg/Kg，用于油炸食品、饼干、方便面和罐头等食品。
(2)二丁基羟基甲苯(BHT):它的性状为无色结晶或白色结晶性粉末，无臭无味。它同其他抗氧化剂相比，稳定性高，效果好。在猪油中加入0.01%的BHT，抗氧化的效果增加2倍，价格便宜，但毒性高，ADI为0～0.125mg/kg。
(3)没食子酸丙酯(PG):是人工合成的油溶性抗氧化剂。
(4)生育酚混合浓缩物:生育酚混合浓缩物及愈创树脂等是天然的脂溶性抗氧化剂。它可以用在人造奶油里，这些都是油溶性的抗氧化剂。
2.水溶性抗氧化剂
包括抗坏血酸及其钠盐、异抗坏血酸及其钠盐等人工合成品，是从米糠、麸皮中提制的天然品植酸即肌醇六磷酸。水溶性抗氧化剂主要用于防止食品氧化变色，常用的种类有抗坏血酸类及茶多酚类抗氧化剂。维生素C能和氧结合而成为除氧剂，抑制对氧敏感的食物成分的氧化，能还原高价金属离子，对螯合剂起增效作用。作为食品抗氧化剂，主要用于鱼肉制品，能还原高价金属离子，对螯合剂起增效作用。作为食品抗氧化剂，主要用于鱼肉制品、冷冻食品等。茶多酚是从茶叶中提取的抗氧化物质，它的抗氧化能力比维生素E、维生素C、BHA强几倍，对油脂和含油食品有良好的抗氧化作用，且还有抑菌、防止食品褪色、保护维生素等作用。
3.兼溶性抗氧化剂
硫辛酸是一种能消除加速老化与致病的自由基、类似维他命的物质，硫辛酸是一种存在于线粒体的酵素，硫辛酸在体内经肠道吸收后进入细胞，兼具脂溶性与水溶性的特性，因此可以在全身通行无阻，到达任何一个细胞部位，提供人体全面效能，是唯一兼具脂溶性与水溶性的万能抗氧化剂。
(三)传统食品抗氧化剂
表2－3 常用的食品抗氧化剂
添加在食品中的抗氧化剂必须用量得当，如丁基羟基茴香醚(BHA)的用量在0.02%时，比用量在0.01%的抗氧化效果可提高10%，而超过0.02%的用量，效果反而会下降。另外，两种或两种以上抗氧化剂混合使用，其效果更好。如柠檬酸和2.6—二叔丁基甲酚(BHT)共同添加到精炼油中，其贮存时间比单加BHT可增加近1倍。天然VE:大量存在于植物油脂中，并且存在状态通常比较稳定，在油脂精制过程中，可回收大量的精制VE混合物，该成分抗氧化性较好，使用安全，在食品保鲜中已得到大量使用。
(四)常见的天然食品抗氧化剂
在人们长期食用的食品中，天然抗氧化剂成分的毒性远远低于人工合成的抗氧化剂。其主要产品有天然VE、天然虾青素、类黑精类、红辣椒提取物、香辛料提取物、糖醇类抗氧化剂等等。
(1)红辣椒提取物:红辣椒中含有大量的抗氧化物质，是VE和香草酰胺的混合物。如能将其中辣味去掉，则是一种极好的抗氧化剂。
(2)香辛料提取物:对32种香辛料进行分析发现，抗氧化性能最好的是迷迭香和鼠尾草。这类产品多含有黄酮类、类萜、有机酸等多种抗氧化成分，能切断油脂的自动氧化链、螯合金属离子，并起到与有机酸的协同增效作用。从迷迭香干叶粉中提取出两种晶体抗氧化物质——鼠尾草酚和迷迭香酚，它们比人工合成的氧化剂BHT和BHA的抗氧化能力强4倍多。
(3)茶多酚类:即从茶叶中提取的抗氧化物质，含有4种组分:表没食子儿茶素、表没食子儿茶素没食子酸酯、表儿茶素没食子酸酯以及儿茶素。它的抗氧化能力比VE、VC、BHT、BHA强几倍，因此日本已开始茶多酚类抗氧化剂的商品化生产。现在，自然界最强的食品抗氧化剂虾青素(英文称Astaxanthin，简称ASTA)，在日、美、欧洲、东南亚已经广泛引用于牛奶、烘焙食品、高档饮料等领域。
(4)糖醇类:糖类从化学结构上可分为单糖类、二糖类、三糖类、四糖类等，但均为低分子碳水化合物。其中五碳糖和六碳糖促进氧化，双糖略有抗氧化作用，果糖和糖醇则具有较强的抗氧化能力。食品中广泛使用的是山梨糖醇和麦芽糖醇作抗氧化剂。木糖醇也是抗氧化剂，它具有和VE协同增效的作用。氨基酸和二肽类氨基酸如蛋氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸等都能与金属离子螯合，所以它们为良好的辅助抗氧化剂。
(五)食品抗氧化剂使用注意事项
1.正确掌握食品抗氧化剂的使用时机
食品抗氧化剂通常用于油脂和含油食品，如油炸方便面等油炸食品的抗氧化。因其作用是阻止或延缓食品氧化变质的时间，而不能改变已经氧化的结果，所以使用时必须在油脂氧化前添加。在使用酚型抗氧化剂同时，添加某些酸性物质如柠檬酸和磷酸等，可显著提高抗氧化作用。这些酸性物质称为增效剂。通常认为它们可与促进氧化的微量金属离子螯合，从而起到抗氧化增效的作用。由于人工合成抗氧化剂如BHA和BHT等的毒性较大，国内外对研究和开发天然抗氧化剂十分重视。人工合成的抗氧化剂中，抗坏血酸及其钠盐安全无害、作用显著。
抗氧化剂加入过迟，即使加入较多量的抗氧化剂，也已无法阻止氧化链式反应及过氧化物的分解反应，往往还会发生相反的作用。这是因为抗氧化剂本身是易被氧化的还原性物质，被氧化了的抗氧化剂反而可能促进油脂氧化。使用抗氧化剂除去氧，必须在开始阶段才能起到防止食品发生酶促氧化褐变的作用。
2.复配抗氧化剂的使用
由于食品的成分非常复杂，有时使用单一的抗氧化剂很难起到最佳抗氧化作用。这时，可以采用多种抗氧化剂复合起来使用，也可以和防腐剂、乳化剂等其他食品添加剂联合使用。同时还可以使用抗氧化增效剂，使抗氧化作用明显增加。抗氧化增效剂是指本身没有抗氧化作用，但与抗氧化剂并用时，却能增加抗氧化剂的抗氧化效果的一类物质。常用的增效剂有柠檬酸、磷酸、乙二胺四乙酸(EDTA)等。一般认为，这些物质能与促进氧化的微量金属离子生成络合物，使金属离子失去促进氧化的作用。凡两种以上的抗氧化剂混合使用，或与增效剂并用，往往比单独使用效果显著，这种现象称为增效作用或协同作用。
3.对影响抗氧化剂还原性的因素加以控制
影响抗氧化剂还原性的因素有光、热、氧、金属离子和抗氧化剂在食品中的分散状态等。这些因素都可引起并促进氧化反应的进行，食品和大量氧气接触，即使大量添加抗氧化剂，也很难达到预期的抗氧化效果。因此，在食品中添加抗氧化剂的同时，应采取真空密封或充氮包装，以降低氧的浓度或隔绝空气中的氧，使抗氧化剂更好地发挥作用。在添加抗氧化剂时，应尽量避免这些金属离子混入食品，同时还可使用增效剂，以络合金属离子。另外，抗氧化剂在食品中用量较少，必须将其均匀地分散在食品中。
4.食品酶促氧化褐变的抑制
酶促氧化褐变是食品中酚氧化酶催化酚类物质发生氧化形成醌及其聚合物的一类反应。由于反应生成了黑色素类物质，使食品的颜色加深，从而影响了食品的外观质量。发生酶促氧化褐变需要3个条件:①酚氧化酶;②氧;③适当的酚类物质，这3个条件缺一不可。在食品中添加适量的抗氧化剂，通过还原作用，消耗掉食品体系中的氧，就可起到防止食品的酶促氧化褐变。
四、食品脱氧剂的使用
(一)脱氧剂的脱氧机理
脱氧剂是可吸收氧气、减缓食品氧化作用的添加剂。脱氧剂又称为游离氧吸收剂(FOA)或游离氧驱除剂(FOS)，它是一种能够吸收氧的物质。在食品密封包装时，同时放入能除去包装内的氧化性物质，除去包装容器中游离氧和溶存氧，防止食品由于氧化而发霉、变质等。脱氧剂用于食品不仅能有效地抑制内容物的品质劣变，而且能保持食品原有的色、香、味，维持营养成分，所以使用脱氧剂保鲜食品是一种质优、效果好、方便、安全的包装保藏方法。脱氧剂作为食品保鲜新材料，能吸收容器中的氧，使容器内呈无氧状态，食品得以保存。脱氧剂可有效地抑制霉菌和好氧性细菌的生长，延长食品货架期，防止油脂酸败、防止肉类的氧化褐变以及防止食品中维生素的损失，在食品贮藏中主要用于防止各种包装加工食品的氧化变质现象、霉变。此外，由于缺氧条件，能防治谷物的仓库虫害，有显著杀虫效果。
脱氧剂常用的反应原理有铁粉氧化(铁系)、酶氧化(酶系)、抗坏血酸氧化、光敏感性染料氧化等。目前使用的大部分脱氧剂都是基于铁粉氧化反应。这种铁系脱氧剂组成为:活化铁粉、硅藻土、Na2 CO3·10H2O、NaCl，可做成袋状，使氧的浓度降到0.01%。一般要求1g铁粉能和300mL的氧反应，使用时可根据包装后残存的氧气量和包装膜的透氧性选择合适的用量。应用的产品包括糖果、干制的海产品小吃、熟肉制品、米糕、面食、干酪、干制蔬菜。酶系脱氧剂对pH、Aw、盐含量、温度和其他因素的变化都很敏感，在反应时还需水的参与，因此，在低水分含量的食品中应用效果不好。但在瓶装啤酒或白酒饮料中，这种脱氧剂可直接做成小袋，放入瓶盖内，也可将酶系固定在聚丙烯或聚乙烯膜上。脱氧剂是光敏感性染料脱氧剂，这种脱氧技术是在透明包装袋的内顶部密封一乙基纤维素膜小簿片(内部溶解有光敏染料和单线态氧受体)，当包装膜受到合适波长的光照时，激发的染料分子就会将环境中渗入包装膜的氧分子致敏成单线态氧，此单线态氧分子与受体分子反应而被消耗掉。
(二)脱氧剂的分类
脱氧剂的种类很多，基本可分为有机和无机两大类，每一类又包括多种类型的脱氧剂。常用的无机系脱氧剂有铁系列脱氧剂和亚硫酸盐脱氧剂，除氧效果好且经济。这里的铁主要就是还原铁粉，还有砂状粉体铁及粗粒铁。
有机系除氧剂，例如抗坏血酸，除氧能力佳。葡萄糖碱性物在一定条件下产生很多分解物而除氧。
(三)脱氧剂的使用
脱氧剂能使食品处于持续无氧状态，具有除氧效率高、食品保藏效果好、使用简便等特点。因而广泛应用于食品保藏中的防霉、防脂质氧化、防色素变色、防褪色、防止虫害等，并且能够有效地保证食品安全。目前，脱氧剂在不同食品加工中的应用情况为:糕点甜食为45%，畜产、水产品和农产品加工食品为30%，茶叶、咖啡等为15%，健康食品、家常菜肴等其他食品为10%，现已推广应用到高水分含量的食品、短保质期的配送食品以及长保质期的医药品和健康食品等产品中。
(四)脱氧剂的使用范围
脱氧剂的原料必须具有反应稳定、无怪味及无有害气体生成等副作用，万一误食对人体也无害。国外已将脱氧剂广泛用于湿面包粉、湿面、湿粉丝、湿点心、半干鱼制品等多种食品。目前，脱氧剂形式除袋装外，还有帽装。袋装用于袋装食品，帽装则用于瓶、罐等容器。近年来，随着食品工业的发展和包装材料的改进，脱氧剂在国内愈来愈受到重视，应用也愈来愈广泛。
表2－4 脱氧剂的使用范围
(1)防止油脂类食品氧化。油脂性食品氧化后生成的过氧化物毒性很大，致使产品风味变差，商品价值下降。脱氧剂的防氧化效果与抑制脂质劣化效果优于充入惰性气体法。
(2)保持食品香味风味，防止食品变色、褪色。将新大米、茶叶、高级糕点、香菇、紫菜、鱼干等置于存有吸氧剂包装的容器中，较长时间后仍能保持新鲜风味和香味。谷豆类食品中的成虫、虫卵对食品质量有严重危害，脱氧剂能使虫类缺氧窒息死亡，还能防止大米、花生霉变，使大米、小麦、绿豆、大豆等食品保藏较长时间。此外，脱氧剂还能保持紫菜特有的黑紫色和红褐色，保持含叶绿素或类胡萝卜素食品的颜色，使保存在吸氧剂包装中的鱼肉、蟹、海带等的色泽鲜艳。
(3)保藏果蔬。脱氧剂能推迟果蔬的后熟，延长果蔬的贮藏期，如蒜、洋葱、苹果等果物采用脱氧剂结合低温贮藏，或脱氧剂与乙烯吸收剂一起保藏可大大延长果蔬的保存期，某些品种的苹果甚至可保藏6个月以上不变质。
(五)常用的几种食品脱氧剂
目前在食品贮藏上有三类:特制铁粉、连二亚硫酸钠、碱性糖制剂，见表2－5。
表2－5 常用脱氧剂的使用
1.特制铁粉
特制铁粉由特殊处理的铸铁粉及结晶碳酸钠、金属卤化物和填充剂混合而成。脱氧作用机理是特质铁粉先与水放映，再与氧结合，最终生成稳定的氧化铁。不同配方其除氧能力随水分、时间、温度等条件不同而异。加入活性炭、氯化钠和水形成原电池，利用原电池原理加速还原铁粉吸氧。速效脱氧剂在密封的包装容器内适量存在时，大约在1小时内能使游离氧降至1%以下，最终降到0.2%。缓效脱氧剂需时间12～24小时，但最终除氧能力是相同的，游离氧同时能降至0.2%以下。铁系脱氧剂在吸氧反应同时还放出大量的热，因此还可以在医疗上作为热敷袋。
特制铁粉脱氧剂的原料来源充足，成本较低，使用效果良好，在生产实际中得到广泛应用。特制铁粉的脱氧量由其反应的最终产物而定。在一般条件下，1克铁大约可处理1 500毫升空气的氧，这是十分有效而经济的脱氧剂。在使用时对其反应中产生的氢应该注意。可在铁粉的配制当中增添抑制氢的物质，或者将已产生的氢加以处理。特制铁粉与使用环境的温度有关，如果用于含水分高的食品则脱氧效果发挥的快;反之，在干燥食品中则脱氧缓慢。
2.连二亚硫酸钠
连二亚硫酸钠脱氧剂由连二亚硫酸钠为主剂与氢氧化钙和植物性活性炭为辅料配合而成。如果用于鲜活食品脱氧保藏，并能连同氧一起吸除二氧化碳，但需再配入碳酸氢钠作为辅料。连二亚硫酸钠脱氧机理是以活性炭为触媒，遇水则发生比学反应，并释放热量，温度可达60℃～70℃，同时产生二氧化碳和水。
3.碱性糖制剂
碱性糖制剂脱氧剂是由糖为原料生成的碱性衍生物，其脱氧作用机理是利用糖的还原性能，进而与氢氧化钠作用形成儿茶酚等多种化合物，其机理尚未清楚。
碱性糖制剂在反应过程中生成多种分解产物，对这些分解产物的形成目前尚不清楚，它们的脱氧能力也各不相同。这类脱氧剂的脱氧速度差异较大，有的在12小时内除去密封容器中的氧，有的则需要24小时或48小时。此外，该脱氧剂只能在常温条件下显示其活性，当处在－50℃时除氧能力减弱，再回到常温下也不能恢复其脱氧活性，如果温度降至－150℃时则完全丧失脱氧能力。
脱氧剂的效果因化学反应的温度、水分、压力及催化物质等因素的不同，其脱氧反应速度和脱氧所需的时间也各不相同。
(六)脱氧保鲜应注意的问题
(1)脱氧保鲜适用于含脂肪多和油性食品的保鲜，不宜用于含水量大的产品保鲜。
(2)对于抽真空的脱氧包装保鲜，如果是生鲜产品的保鲜，要在低温下保存。而脱氧剂作脱氧保鲜的适宜温度一般在5℃～40℃，低于－5℃，脱氧保鲜效果就下降。
(3)食品添加剂不同于作为食品添加剂的抗氧化剂，它不能直接加入食品的组成。
(4)不可微波、不可食用。
子任务二 学会果蔬的气调保鲜技术
一、学会气调保鲜技术的气体组成和作用
我国从20世纪80年代开始先后从日本、德国、澳大利亚、波兰等国先后引进示范库和建库技术，相继建设了一批气调保鲜库。由于引进设备和技术没能和中国国情相结合，致使建库投资费用比较大。气调保鲜技术，在国内从20世纪90年代开始，重新建立了新的气密结构理念，拓展了建库思路，新建、改造原有砖结构建筑为气调库，增加恒温库和冷藏库的气调功能。
目前在城镇和蔬菜基地多采用恒温库储藏果蔬。土窖和埋藏是北方农村利用地温储藏果蔬的简易方法。从道理上讲，就是用调节储藏室环境温度，使果蔬处于低温冬眠状态，达到延缓果蔬自身营养消耗，控制细菌生长，延长保存时间的目的。但由于是单一温度调节，从效果上看，储藏时间较短，适合储藏品种少，损耗较大。气调保鲜技术，是应用于储藏水果蔬菜的一种先进科学的方法，同时亦是一种可用于储藏中草药材、粮食及其他特种货物等需要定期保持储藏的方法，是被业界称为21世纪的技术。
气调保鲜技术与一般保鲜技术不同之处在于，将被采摘下来的果蔬视为生命体，它仍然在吸收氧气，消耗自身营养，维持其生存，其呼吸强度直接影响其新鲜度。一旦营养消耗殆尽，果蔬就开始衰变，直至腐化变质。气调保鲜技术是通过环境温度、湿度、氧气、二氧化碳和乙烯等气体的控制调节，来抑制果蔬的呼吸作用，减缓新陈代谢，减少水分丧失，最大限度地保持果蔬产品的新鲜度和商品性，延长贮藏期和销售的货架期。
例如，苹果在恒温库可储10周，气调技术库可储28周，恒温库储后苹果失水份，果实发软，而气调库储后，鲜度、硬度如刚入库状态，差别非常明显。又如栗子，恒温库可储3个月，气调库可储6个月，气调技术储藏比恒温储藏期要长1倍左右。
(一)气调保鲜的原理和组成
气调贮藏是调节气体成分贮藏的简称，指改变贮藏环境中的气体成分(通常是增加CO2浓度，降低O2浓度以及根据需求调节其气体成分浓度)来贮藏产品的一种方法。气调贮藏是在传统的冷藏保鲜基础上发展起来的现代化保鲜技术，被认为是当今储存水果效果最好的贮藏方式。
1.保鲜气体的组成
在空气中氧气为21%，氮气为78%，二氧化碳为0.03%，这种气体的组成不能使果蔬等食品长期贮存保鲜，因此，调整气体成分的保鲜技术是目前被认为在生鲜食品或农产品保鲜中最安全的一种技术方法，这种方法也称气调保鲜法。气调保鲜的组成一般由氮气(N2)、二氧化碳(CO2)、氧气(O2)三种气体组成。CO2具有抑制大多数腐败细菌和霉菌生长繁殖的作用，是保鲜气体中的主要抑菌成分; O2具有抑制大多数厌氧菌生长、保持鲜肉色泽、维持新鲜果蔬富氧呼吸及鲜度; N2是惰性气体，与食品不起作用，作为填充气体，与CO2、O2及特种气体组成复合保鲜气体。
氮是无味、无臭、不溶于水的惰性气体，对食品不产生异味。用氮气取代包装袋中的空气，能有效防止色素、油质、脂肪在包装袋中氧化。
二氧化碳对大多数好氧菌、霉菌的生长繁殖具有较强的抑制作用。二氧化碳有良好的抑菌、杀菌、防虫、防霉效果，能减缓新鲜果蔬的呼吸、代谢速度，常用于果蔬保鲜。
氧气是食品变质的主要因素。但新鲜肉类、鱼类、贝类等又需要一定的氧气来维持其色泽，氧气的比例在鱼类、蔬菜、肉类等需要护色的食品包装中也很重要。
2.气调保鲜技术的原理
气调保鲜可以根据不同的食品或生鲜农产品的生理特性，向其贮藏或包装环境中充入不同的气体或多种混合气体，从而大幅度降低其呼吸强度和减少其自我消耗，抑制促进生鲜果蔬等产品衰老的乙烯生成速度，减少病害发生，同时抑制其内部的生理作用和化学成分的变化。任何气体对生鲜食品或相关产品的寿命都会有影响。
气调保鲜技术是通过改变气体组成达到保鲜的目的。一般氧气含量控制在0.5%～1.0%，二氧化碳含量控制在5%～10%比较适宜。氧气含量太高则呼吸速度快，不利于保鲜。氧气含量太低，则会由于厌氧呼吸而腐烂。不同的食品果蔬，保鲜气体的成分及比例是不同的。
(1)气调减缓新鲜果蔬的新陈代谢速度:高CO2浓度和低O2浓度会抑制呼吸作用和其他的代谢作用，延缓果蔬成熟和衰老，保持品质。
(2)气调延缓果蔬衰老，延长食品的保鲜期和货架期:低O2浓度可以抑制乙烯的生物合成，高CO2浓度会减轻果蔬对乙烯的敏感性，减弱乙烯的生物作用。低O2浓度可以减弱或抑制脂肪氧化酸败，减少脂溶性维生素的损失;提高CO2浓度和降低O2浓度能抑制成熟和衰老。
(3)气调提高了果蔬的抗病能力:低O2可以抑制维生素C、谷胱甘肽、半胱氨酸等的氧化，保持营养价值。好气性微生物在O2环境下生长繁殖受到抑制;适宜的低O2和高CO2浓度可抑制果蔬生理病害和病理性病害。
过低的O2如2%的氧气含量会引起果蔬厌氧呼吸，而过高的CO2如15%的二氧化碳含量会使果蔬发生黑斑等生理损伤。当二氧化碳的释放量达到最低点时，空气中氧气的浓度为氧气的临界浓度;各类果蔬对二氧化碳的浓度也有一定的适应性，超过这个适应性的浓度，新鲜果蔬内会产生大量琥珀酸的积累，导致果蔬褐变、黑心等生理病害，这个二氧化碳的最高适应性浓度，称为二氧化碳的忍耐浓度。总之，大多数果蔬通过降低氧含量与同时提高二氧化碳含量(与空气相比)，能降低生鲜食品的呼吸强度，抑制微生物生长繁殖和减缓食品内的化学变化速度，最终延长其保鲜期。
表2－6 果蔬的O 2临界浓度
(二)气调保鲜的分类
气调保鲜法分为CA气调和MA气调两种。
(1) CA气调指人工调节气体成分的气调，根据产品的需要人为地调节贮藏环境中各气体成分的浓度并保持稳定，如气调贮藏库。
(2) MA气调指不经人工调节的自然气调，也称自发气调。利用新鲜果蔬自身的呼吸作用降低贮藏环境中的O2浓度，同时提高CO2浓度，如塑料薄膜保鲜袋、硅窗气调保鲜袋等。
气调保鲜法是现代一种先进的果菜保鲜技术，已在生产上推广应用。气调保鲜法保鲜效果良好，最成功的例子是气调保鲜苹果。如果和低温相结合，几乎可以达到一次贮藏，周年供应的程度。
(三)气调贮藏保鲜的优点
(1)贮藏时间长，比普通贮藏延长2～3倍。
(2)保鲜效果好，能很好地保持原有的形态、质地、色泽、风味、营养，与刚采收时相差无几。
(3)延长了货架期。当解除气调状态后，果蔬仍有一段很长时间的“滞后效应”或休眠期，其货架期是普通冷藏的2～3倍。
(4)无污染，“绿色”贮藏，较少使用化学药品处理，完全符合绿色食品贮藏要求。
(5)气调温度高于一般冷藏温度，可避免低温伤害。
(6)贮藏损耗低，气调损耗＜4%，冷藏损耗在15%～20%。
表2－7 不同气体组分在3℃时对苹果呼吸强度的影响
二、气调对库体设备的要求
(一)气调库的结构
气调保鲜是采用现代化技术的果蔬气调保鲜库进行新鲜果蔬贮存的。气调保鲜库主要由库体结构、气调系统、制冷系统、加湿系统、气密保温材料等组成。它具有调节库内温湿度，控制库内氧气、二氧化碳等气体含量，使果蔬处于休眠状态，维持果蔬原有品质。气调保鲜库在库结构上比普通冷库增设了气密层，气密层隔绝了库内外气体的交换，从而保证了库内气体成分的相对恒定。
气调库的条件:(1)气密性;(2)压力平衡装置;(3)气密性测试。
(二)气调保鲜库对库体要求
保温系统:隔热;
隔潮系统:隔潮;
密封系统:尽可能减少库内外气体交换;
安全性:需承受库内温度、压力的变化，为平衡和减小库内外压差，常设有安全阀和调气袋。
(三)气调设备
气调设备主要包括:
(1)制氮设备:利用制氮机产生的95%～98%高纯度的N2，置换(稀释)气调库中的气体，降低库内O2浓度。
图2－5 气调库系统框图
图2－6 制氮设备
图2－7 小型乙烯脱除机
(2) CO2脱除设备:使用CO2脱除机将库内多余的CO2脱除掉，一般要求CO2浓度控制在1%～5%。CO2脱除常采用活性炭吸附、水和氢氧化钠溶液吸收等方法。
(3)乙烯脱除设备:用高锰酸钾作为强氧化剂，以氧化铝、分子筛等多孔性材料做载体，制成一次性使用的复合材料，放入库内、包装箱或闭路循环系统中将乙烯脱除。
(4)碳分子筛:果蔬气调保鲜库应用碳分子筛气调机，通过加压吸附、减压快速解吸的循环过程，来进行氧氮分离，使氮气从空气中分离出来。根据不同的果蔬种类、贮藏时间对气体成分的不同要求，调节库内气体成分，达到降低氧气、脱除二氧化碳、乙烯同时进行，从而确保了果蔬的贮藏效果。
利用碳分子筛气调保鲜库对国光、红富士、元帅苹果的贮藏，240天后果实硬度基本不变，质地硬脆、果实饱满，光泽好、无虎皮病。贮藏猕猴桃198天仍然保持较高的硬度，出库后在20℃下，货架期可达7天，好果率达到97%。贮藏桃子43天，硬度保持不变，果肉呈柔软多汁状态，果核鲜红，保持原有品种浓郁香味。碳分子筛果蔬气调保鲜技术以空气为原料，节省能源，制取的气体纯洁度高，含水量低，无有害气体，减少了对环境的污染，且能做到一机多用，速度快，效率高，操作方便，使用安全，是当前国内外果蔬贮藏保鲜中占领先地位的新技术。
(四)气调贮藏条件
(1)温度:贮藏温度因贮藏产品种类和品种而异;在保证贮藏产品正常生理代谢的基础上尽量降低温度，并保持温度稳定。
(2)相对湿度:较高的相对湿度可减少产品的水分损失。但湿度过高，果蔬容易产生生理病害，需要进行除湿(如通风、用CaO吸收)。
(3)气体指标的控制方式: O2、CO2和温度发生相互联系和制约，对产品起着综合影响的效应称为互作效应。互作效应有正负之分，贮藏中应正确利用正互作效应。
三、果蔬气调贮藏条件的管理
果蔬的气调保鲜的操作技术是在低温保鲜的基础上发展而来的。它的选果、预冷、装车、运输与低温保鲜运销相似，唯有装箱操作时，待果实在薄膜袋内装满到略高于泡沫塑料箱口后，就在顶部表面喷播保鲜剂，一般不必全箱上下都喷到。小包装的气调保鲜，比一般的低温保鲜，保鲜期延长约2倍，如果操作规范严格，保鲜期可达20天。而一般的低温保鲜保鲜期只有7天。气调保鲜比一般低温保鲜能明显延长保鲜期和提高保鲜质量，从而可以使许多果蔬品种能够达到季产年销和周年供应，给生产和经营者带来显著的经济效益。蒜薹、丰水梨等果蔬产品贮藏3～6个月，贮藏成本为1.0元/公斤，售价比收购时高1倍左右，100吨库贮藏蒜薹及丰水梨每年可获利40～50万元。果蔬的保鲜期如下表2－8所示:
表2－8 常见果蔬的气调保鲜期
表2－9 部分果蔬的气调贮藏条件
四、气调库的管理
(1)库房准备:入库前7～10d开机，梯度降温，产品入库前稳定在0℃。
(2)入库品种、数量和质量:选择高品质原料，按种类、品种、成熟度、产地、贮藏时间要求等分库、分批入库，合理堆码，保持气体流通。
(3)温度管理:入库前先预冷，入库后2～3d降温至最佳贮温，保持温度稳定。
(4)湿度管理:果蔬相对湿度一般为85%～95%。
(5)气体成分管理:气体成分调节是气调贮藏的核心。
①果蔬入库后，温度降至适宜范围后快速封库制氮降氧，使果蔬尽早进入气调状态;通常将O2含量由21%快速降至2%～3%，再利用果蔬的呼吸作用消耗过量氧气。
②将不同气体按配比人工预先混合配置好，通过管道输送入气调库，此法指标平稳，效果好。
③CO2的脱除:库内气体中CO2浓度高出规定值0.5%～1%时，可用CO2脱除机或碳分子筛制氮机降低CO2浓度。
④补充O2:果蔬呼吸消耗O2，O2浓度低于允许范围下限时，应补充O2，可采取通风换气或利用补空气管向库内输送空气。
⑤稳定运行:气调库进入规定气调工况后，一定要保持气调工况在允许的范围内处于相对稳定状态。温度范围:±0.5℃;氧气、二氧化碳浓度范围:±0.3%;乙烯浓度:控制在允许值以下;相对湿度: 85%～95%。
五、塑料薄膜包装气调
塑料薄膜包装气调主要有袋封法和垛封法两种。
将塑料薄膜压制成袋，将果实装入袋内，扎紧袋口进行密封贮藏。塑料袋可直接堆放于冷藏库或通风贮藏库内架上，也可入筐(箱)后再码垛贮藏。
表2－10 各种密封袋的特性
贮藏产品用漏空通气的容器装盛，码成垛。先垫衬底薄膜，其上放垫木，使盛果蔬容器垫空。每一容器的上下四周都留通气孔隙。码好的垛用塑料帐子罩住，帐子和垫底薄膜的四边互相重叠卷起并埋入垛四周的沟中，或用土、砖等物压紧，也可用活动菜架装菜，整架封闭，密封帐都是0.1～0.2mm厚的聚乙烯或聚氯乙烯做成。
(一)草莓的气调保鲜法
草莓是一种耐高浓度二氧化碳的果品，可用调节气体的方法贮藏。用干冰作为二氧化碳的来源，可以保证贮藏室内二氧化碳的浓度，贮藏时间可延长。如二氧化碳浓度超过40%时，草莓会产生异味。贮藏时把装有草莓的果盘用聚乙烯薄膜袋套好、密封，放在棚窖或自然通风的仓库内贮藏，每10～15天检查1次，如草莓无腐烂变质可继续贮藏。贮藏期间，晚上要打开全部气孔和门窗进行通风。
(二)杨梅的气调保鲜法
适合长途运销的气调保鲜，不是所有种类的果品都适用的。我们研究发现，杨梅在鲜果贮放期间，呼吸强度很高，能释放出大量乙烯，促使果实衰老和腐烂。对此，通过降低温度，改变气体比例，降低呼吸消耗，以及清除有害成分气体，可以延缓衰老时期，达到延长贮藏保鲜的目的。
抽出塑料袋内空气使塑料袋呈干瘪状态，再打入氮气，抽气与打气交互重复数次后，使惰性气体与氧气达到适当比例后立即密封袋口。封口要求严密，使袋内气体与外界完全隔绝，以免袋内气体比例受到外部气体影响而改变。再盖好箱盖、压实，用粘胶纸封好箱盖与箱间的缝隙，并用同样粘胶纸固定好箱盖，立即装车运输。6～7月份全国绝大多数城市优质杨梅缺货，浙江杨梅产地采用气调保鲜措施，把杨梅成功地运到东北、华北、西北大中城市，其方法简易，成本低，效果好，效益高，符合广大杨梅产区的实际条件，必将被广大杨梅产区在长途运销中大量应用。对解决淡季水果供应，增加果农收入，将起到重要作用。
六、气调包装技术的推广和使用
气调包装中经常采用由两种或几种气体混合的气体充入包装中以达到一种改性的气体环境，用于食品保鲜包装的充气气体应该有严格的标准，如氮、二氧化碳并非都可以直接用作食品保鲜包装的充气气体，因为这些气体中可能含有很多对人体有害的杂质。所以，对食品的充气包装所采用的气体应该是有严格限制的，符合食品级标准的气体才能用于充气包装。
气调包装，又称MAP或CAP包装，MAP包装是自然气调包装或置换气体包装，是通过自动调节和控制环境或包装内气体成分或通过置换出食品包装内的空气，充入不会和食品发生作用的惰性气体氮气(N2)来达到对食品的保鲜而使产品保鲜的方法。CAP包装是应用人工调节环境或包装内气体成分，延长食品保鲜期的。常用的气体有N2、O2、CO2、混合气体O2和N2或CO2、N2和O2，通过改变贮藏室或包装中正常空气的组成比，延长生鲜食品货架期。如英国金枪鱼采用35%～45% CO2和55%～65% N2气调保鲜包装的货架期为6天，家禽采用25%～35% CO2和65%～75% N2气调保鲜包装货架期为7天。
果蔬气调包装的保鲜原理:用透气性薄膜包装果蔬，充入低O2与高CO2的混合气体置换空气后密封，果蔬的呼吸活动消耗O2并放出CO2，使包装内的O2含量低于空气而积累CO2高于空气，通过薄膜进行气体交换，达到一个有利于果蔬保持微弱需氧呼吸的气调平衡而得到保鲜。果蔬气调包装气调平衡的条件是包装内果蔬的呼吸速度要与塑料薄膜的透气率相匹配。因而，果蔬气调包装保鲜效果较大程度取决于包装材料。目前用于低呼吸速度果蔬(如番茄等)气调包装材料有0.03～0.04mm的PE、PP和PVC薄膜，但不能满足高呼吸速度热带水果或叶菜类的包装要求。国内外正在研究开发各种高透气率的微孔薄膜，以适应各类果蔬气调包装的要求。
(一) CO 2在食品包装中的应用
充满100% CO2气体的包装袋、容器、贮藏室来贮藏肉类。高浓度的CO2能阻碍需氧细菌与霉菌等微生物的繁殖，延长微生物增长的停滞期及指数增长期，起防腐防霉作用。
(二)氮气在食品包装中的应用
氮气(N2)是理想的惰性气体，在食品包装中特有功效:不与食品起化学反应，不被食品吸收，能减少包装内的含氧量，极大地抑制细菌、霉菌等微生物的生长繁殖，减缓食品的氧化变质及腐变，从而使食品保鲜。充氮包装食品还能很好地防止食品的挤压破碎、食品粘结或缩成一团，保持食品的几何形状、干、脆、色、香味等优点。目前充氮包装正快速取代传统的真空包装，已应用于油炸薯片及薯条、油烹调食品等。
虽然果蔬品种很多，各种果蔬的呼吸速度有较大的差异，气调包装混合气体最低的O2和最高的CO2混合比例较难确定，但大多数果蔬用5% O2、5% CO2和90% N2气体混合比例包装，在6℃～8℃低温下都能取得比空气包装大1～2倍的保鲜期。这样的保鲜期对超市销售和短途运输仍有一定的市场效益。
七、果蔬的气调保鲜对产业经济发展有着十分重要的意义
(1)从产品损耗上来看，气调保鲜技术延长了新鲜果蔬的保鲜期和销售货架期，直接减少了产品的损耗和损失，降低了销售成本，提高了销售效益。尤其对一些市场价值较高且保鲜期和货架期又相当短的果蔬产品，气调保鲜包装很好地解决了产品损耗巨大的问题。山东烟台某公司樱桃庄园的大樱桃，在集中大量上市时，由于其产品自身特性，保鲜期和货架期很短，从其采摘到颜色、风味、口感变化的时间不超过3天，到腐烂变质也不超过7天。而采用复合气调包装，大樱桃在0～5度的冷库中存放至45天，其颜色、风味及口感基本没有变化，进而大幅度地降低了产品损耗，缓解了销售压力，提高了销售效益。
(2)从销售空间范围来看，“地方特产”之所以不能走出家门，是因为它只能在产地附近区域进行销售。这严重地影响了市场消化速度和市场销售量，也严重地影响了产品的出口业务，所有这些出口业务只能通过昂贵的空运方式来解决。通过采用气调保鲜技术，辅以冷链运输，延长了流通时间，节约了运输成本，扩大了市场销售面，实现了跨区域销售和多区域销售，提高了单位时间销售量，降低了产品损耗和运输成本，提高了经济效益，增加了出口创收，也同时真正实现了“地方特产”能走出地方的局面。
(3)从市场供应平衡上来看，在一定的产品季节和时段中，一些果蔬产品的产出量是处于市场超饱和状态的，也就是说产出量大于市场需求量，果蔬产品生产商为防止有过多的产品损耗和腐烂，提高销售量，增加销售收入，被迫降低销售价格，严重影响了果蔬生产的经济效益，这是“农产品丰产不增收”的问题之一。气调保鲜技术的突破，切实地缓解了这一问题，丰收的果蔬产品，在大量集中上市的时候，可以将部分产品进行储存分流，保护产品市场价格的平稳，从而保证了农户的收入，淡季时产品进入市场销售，由于反季的原因，产品的价格会有较好的增值，确保产品储户能获取较大的经济效益。
(4)从项目投资效益上来看，随着对外的开放，台湾果蔬在大陆销售，俄罗斯口岸果蔬贸易要做大做强，以及鲜花的储藏、粮食储藏、中草药材的储藏及特种物品的储藏等都需要建造一定规模的气调储藏库，这个领域的商机无限。
子任务三 了解物理保鲜技术在果蔬保鲜中的应用
一、学习果蔬减压保鲜技术和辐照保鲜技术
(一)减压贮藏保鲜
减压贮藏保鲜技术被国际上称为21世纪的保鲜技术，由于其原理和技术上的先进性，使易腐难贮果蔬的保鲜效果比单纯冷藏和气调贮藏有了很大提高，将在易腐难贮果蔬保鲜方面发挥巨大作用。该技术不仅使物品中的水分得到保存，而且使维生素、有机酸和叶绿素等营养物质也减少了消耗;同时贮藏期比一般冷库延长了3倍，产品保鲜指数大大提高，出库后货架期也明显增加。减压贮藏保鲜只需20分钟就能达到预定的温度，从一开始就奠定了良好的保鲜基础。
1.减压贮藏保鲜的原理
减压贮藏保鲜是用降低大气压力的方法保存水果、蔬菜、花卉、肉类及水产品的新技术。它是贮存保鲜技术的又一新发展。减压贮藏保鲜是在一个坚固的库房内用真空泵抽空，使果品处在减压状态下贮藏，并通过一个增湿器向库内充入饱和湿蒸气，库房的进口和出口装有调压器，以调节气体的流量和压力，由于贮藏库内始终保持一个低压高温的贮藏环境，室内空气中的氧、二氧化碳、乙烯等各种气体组分的绝对量相对减少，造成一个低氧环境，起到类似气调贮藏中的降氧作用，一般减压范围为0.003 5～0.004 4兆帕，此时库内氧的含量已低于0.2%，温度范围－2℃～15℃，相对湿度90%以上，每小时需更换1～4次新鲜潮湿空气。
减压贮藏的保鲜效果比气调贮藏效果更好。因为减压创造低氧环境，排除了高二氧化碳中毒，各种有害气体不会在空气中积累，抑制了微生物的繁衍，减轻了病害。
该技术从根本上解决了大型减压库耐压和造价高的问题;修正了减压易失水这一教科书的经典结论;实现了无CO2贮藏冬枣的技术措施;适用于易腐难贮藏的名特优果蔬产品的贮藏保鲜;安全、可靠，无污染和任何毒副作用。
2.减压保鲜技术的优点
(1)快速降氧，随时净化。一般工业化减压库10分钟即可降氧到2.1%，低氧控制精确度为0.05%，只要压力不变，低氧的浓度就稳定不变，这是普通的贮藏保鲜方法所无法实现的。减压保鲜由于能够将有害气体随时净化，最大限度地保障了物品的生理健康，所以贮藏的食品不衰老、不黄化、不失重、不变质，商品率高达98%。
(2)低能耗。多功能减压冷库降温迅速，制冷效果好，兼有冷藏和冷冻双重功能。
(3)高效杀菌，消除残留。工业化减压贮藏中，应用臭氧进行常压和减压两次杀菌，消除公害残留，被认为是当今世界上较为理想的措施。臭氧是广谱、高效杀菌剂，对食品无害，不产生残留污染，尤其是减压状态下使用臭氧可以对潜入皮层内的微生物和内吸农药残留起作用，达到彻底消毒的目的，其方法简单、成本低廉、效果明显。
为使减压保鲜技术尽快在我国推广应用，我国科研人员通过多年技术攻关使罐体自重大为减轻，造价大幅度减少，其技术水平在国际上处于领先地位。对于我们这样一个农业大国来说，减压保鲜技术在我国推广应用的前景十分广阔。
(二)果蔬的辐照贮藏保鲜
辐照贮藏保鲜比通常的日晒、阴干、盐腌、冷藏等保鲜方法更廉价、方便、高效，不会耗损食品中的营养成分，且能杀死食品中的细菌及其他微生物。同时避免了热处理、低温、干燥、糖渍、盐渍、烟熏等保鲜贮藏法的不足之处，也排除了冷冻法能量消耗高，加热、干燥、浸渍法易改变食品的外形和风味的不足。经辐射照射过的水果、蔬菜的保鲜期可延长1～2个月。
辐照贮藏保鲜是一种类似加热或冷冻的物理过程，在允许的剂量辐照后，不会产生任何的辐照诱导物，完全可以食用。我国经辐照的食品已达4 000多吨，并经多次检验证明完全无害于人体，对较易腐烂变质的各种果蔬更为有效。
1.果蔬的辐照贮藏保鲜原理
辐射贮藏保鲜主要利用钴60、铯137发出的γ射线，以及加速电子、X－射线穿透有机体时，使其中的水和其他物质发生电离，生成游离基或离子的原理，对散装或预包装的水果起到杀虫、杀菌、防霉、调节生理生化等效应，可以替代乙烯、二溴化物、溴甲烷以及环氧乙烷等化学试剂。
辐照贮藏保鲜抑制发芽、杀虫灭菌、调节熟度、保持食品鲜度和卫生，延长货架期和贮存期，从而达到减少损失保存食品的目的。辐照技术利用原子能γ、X射线照射食品以达到杀虫、灭菌、杀菌的作用，能够较长时间的保藏各种食品，这与加热处理保藏法比较，能更好地保持食品原有的新鲜状态;和食物冷藏冷冻方法比较，则大大节约能源;与化学处理法比较，不会残留任何外来化学物质。所以是一种极有前途的食品加工方法之一，也是和平利用原子能的重要内容。γ射线是一种穿透力极强的电磁射线，当其透过生活机体时，会使机体中的水和其他物质发生电磁作用，产生游离基或离子，从而影响到机体的新陈代谢过程，严重时则杀死细胞。由于照射时的剂量不同，所起的作用也有差别。
表2－11 辐照作用与辐照剂量的关系
辐照保鲜是一种比传统的保鲜方法更廉价、更方便、更高效、保鲜时间更长的保鲜方法。新鲜水果的辐射处理选用相对低的剂量，一般小于3kgy，否则容易使水果变软并损失大量的营养成分。目前在国外对果蔬使用的最大剂量为500krad。辐射处理抑制发芽的作用主要是低剂量γ射线会影响到分子组织中核酸的代谢。辐照过的洋葱的内芽中，RNA和DNA比对照组低;在生长开始时，辐照的内芽中可溶性RNA的合成特别受到抑制，因而生长就被抑制了。低剂量辐射预处理保鲜可以和其他技术复合使用，例如与冷冻、漂烫等技术相结合，可以减少辐射保鲜所要求的剂量。通过热水浸渍或蒸汽(温度为50℃～55℃)加热5分钟，可以产生更好的保鲜效果，这项技术在柑橘、桃、樱桃保鲜过程中广泛应用。
表2－12 常见果蔬辐照保鲜的剂量与效果
2.辐照保鲜的类型
辐射加工是利用电离辐照(主要是指钴60、γ射线和电子加速器产生的电子束)与物质相互作用的物理效应、化学效应和生物效应，对物质或材料进行加工处理的过程。
辐照加工是一种高效加工手段，具有穿透性强、可在常温下进行、节能、无残毒、易控制等独特优势。
(1)低频辐照(非电离辐射):辐射源波长较长、产生能量小(频率低)，仅能使物质分子产生转动或振动而产生热，可起到加热杀菌的作用。
(2)高频辐照(电离辐射):辐射源频率较高、产生能量大。如:
x－射线、γ－射线:可使物质的原子受到激发或电离，因而可起到杀菌作用(冷杀菌)。
α－射线:相对质量较大，电离能力大，穿透能力小。
β－射线:为α－射线质量的几千分之一，点电量为其一倍，穿透能力比α－射线大。
3.辐射的生物学效应
表2－13 不同辐照对象的辐照效应对比
4.辐照保鲜应注意的问题
辐照处理可能引起食品变色变味，国内外屡见报道，引起新鲜果蔬组织褐变更为常见。如番茄、青椒、黄瓜、蒜苔等多种蔬菜经辐射处理后腐烂损失反而加重，认为辐射可能引起生理损伤，削弱产品原有的抗病性。因此，辐射能否起到防腐保鲜的作用，应该考虑以下因素:
(1)各种产品及其主要腐烂病菌对射线的敏感性;辐射敏感性与昆虫细胞的生殖活性成正比，与它们的分化程度成反比。
(2)主要腐烂病菌能否重复侵染及其致病规律和时间。
(3)为了避免辐射伤害，新鲜果蔬只能应用低照射剂量和剂量率，还要注意种类、品种选择和处理后的贮藏管理措施。
(4)根据大量的实验材料和理论分析，辐射食品是安全无害的，但为了确保人民群众的健康，对于每一种辐射食品都应单独进行各种试验分析，包括多代的动物试验，确认安全无害后才由政府以法律的形式批准用于商品生产。
(5)辐照食品是安全的，不会在食品中存有放射性的物质，不可能会诱发癌变。
食品的辐射保鲜有很多好处，而不少家庭主妇不愿接受辐射食品，主要原因是人们对辐射保鲜食品还存在不少的疑虑和担心。
辐照贮藏保鲜食品对人体非常安全。在整个辐射保鲜过程中，放射性核素(例如60Co)一直和食品保持一定的距离，绝不会发生接触，而且放射性物质是完全密封的、绝对不会泄漏。另外，γ射线是一种高能量的光子，它通过食品时杀死细菌及微生物，而绝不会残留在食品中，因此，绝对不会存在食品中的放射性污染问题。
辐射会改变食物内部细胞结构，已引起世界卫生组织、国际原子能机构等的注意，并对辐射食品的剂量作出非常明确的安全规定，中国有关部门也对辐射保鲜食品进行严格的卫生监督，作出更安全的辐射剂量限制。现在批准上市的保鲜食品已有大米、土豆、大蒜、苹果、香蕉和蘑菇等等，辐射保质、保鲜的食品名单也将越来越多。长期食用不可能会诱发癌变。
表2－14 辐照对各类食品作用
二、学习果蔬紫外线、臭氧、热、电磁、钙处理保鲜技术
(一)紫外线对果蔬的保鲜
1.紫外线保鲜的原理
紫外线保鲜技术具有安全、环境好、高效等特点，波长为200～300nm的紫外线都有杀菌能力，其中波长为2 600A时具最大杀菌效果。在波长一定的条件下，紫外线的杀菌效率与强度和时间的乘积成正比。紫外线杀菌机理主要是因为它诱导了胸腺嘧啶二聚体的形成和DNA链的交联，从而抑制了DNA的复制。另一方面，由于辐射能使空气中的氧电离成［O］，再使O2氧化生成臭氧或使水氧化生成过氧化氢。O3和H2 O2均有杀菌作用。用紫外线处理采后果实，诱导了果实对黑斑病、灰霉病、软腐病等病菌的抗性，延缓了果实成熟，延长了果实的货架寿命。但要实际应用水果的贮藏保鲜，需要作进一步的研究。由于紫外线穿透力不大，所以，只适用于无菌室、接种箱、手术室内的空气及物体表面的灭菌。紫外线灯距照射物以不超过1.2m为宜。
法国拟用强紫外光保鲜果蔬，法国生产的强紫外线发生器，用其对农产品进行照射，可破坏农产品中残留的细菌、病毒和酵母菌等微生物的DNA，从而达到杀灭这些有害物质的目的。
2.紫外线特点
(1)能迅速有效地杀灭各种细菌、病毒等微生物;
(2)通过光解作用，能有效降解水中的氯化物;
(3)操作简单，维护方便;
(4)占地面积小，处理水量大;
(5)无污染，环保性强，不会产生毒副作用;
(6)投资成本低，运行费用低，设备安装方便;
(7)利用光学原理设计了独特的内壁处理工艺，使腔体内得以最大限度地利用紫外线，使杀菌效果成倍提高。
3.紫外线保鲜技术应注意的问题
(1)紫外线不能直接照射到人体的肌肤。
(2)紫外线对工作环境的温度和湿度有一定的要求:在20℃以上，照射强度较稳定;在5℃～20℃之间，随温度的上升照射强度增加;相对湿度60%以下时，杀菌能力较强，湿度增至70%时，微生物对紫外线的敏感性降低，湿度增至90%时，杀菌力衰退30%～40%。
(3)紫外线对水进行消毒时，水层厚度均应小于2cm，水流过时接受90 000UW.S/cm2以上的照射剂量才能使水达到有效消毒。
(二)臭氧保鲜技术
臭氧自1785年被发现以来，作为一种气体杀菌剂广泛应用在食品、运输、贮存、自来水生产等领域;臭氧保鲜是近年来国内开发的保鲜新技术。
臭氧是一种强氧化剂，又是一种良好的消毒剂和杀菌剂，既可杀灭消除果蔬上的微生物及分泌的毒素，又能抑制并延缓果蔬有机物的水解，从而延长果蔬贮藏期。
臭氧的生物学特征表现为强烈的氧化性和消毒效果，能杀死空气中的病菌和酵母菌等，臭氧的氧化能力很强，它与微生物细胞中的多种成分产生不可逆的反应，达到杀灭微生物的作用。对果蔬农产品表面病原微生物生长也有一定抑制作用。但是无穿透作用、无选择特异性。臭氧能够有效地快速分解乙烯，将乙烯分解为二氧化碳和水，抑制酶的活性和乙烯的形成，降低乙烯的释放率并可使贮藏环境中的乙烯氧化失活，从而减缓了果蔬的新陈代谢，降低了成熟速度，延缓果蔬产品的衰老，降低腐烂率。
臭氧同时还可促进创伤愈合，增加对霉菌传染的抵抗力，延长果蔬的贮藏期。采用臭氧处理经人工接种青霉的柑橘和柠檬，果实腐烂率显著降低;采用臭氧技术对荔枝、银杏、甜玉米等果蔬进行保鲜研究的结果表明，防腐效果好，且对果蔬的VC等营养成分无影响。另外还有研究表明，臭氧水也能够抑制芒果病害的发生，并能影响贮藏期芒果的生理活动和新陈代谢，降低芒果的呼吸强度，减缓芒果可溶性固形物、可滴定酸和VC含量的变化，延缓芒果的后熟过程，从而延长贮藏期。使用臭氧保鲜时，结合包装、冷藏、气调等手段可以提高果蔬保鲜效果。
臭氧保鲜作用体现在以下3个方面:
第一，消除并抑制乙烯的产生，从而抑制水果的后熟作用;
第二，有一定的杀菌作用，可防止水果霉变腐烂;
第三，诱导水果表皮的毛孔收缩，可降低水果的水分蒸发，减少失重。
(三)热处理保鲜技术
热处理是利用热力杀死或钝化果实上的害虫或病原菌以减少腐烂，同时改变果实采后某些代谢过程以达到果蔬贮藏保鲜目的的一种物理贮藏保鲜方法。常用的方法有:热水浸泡、热蒸汽、强力热空气、热化学保鲜剂处理等。使用哪种方法，取决于果蔬种类和热处理的目的。
20世纪20—30年代开始就已大规模地使用热蒸汽作为地中海实蝇的检疫处理，并一直应用至今。近年来颇受关注的热处理保鲜方法，特别是随着农药残留问题的日益严重，人们都在注重无毒、无农药残留的保鲜方法，热处理具有杀菌、杀虫和保鲜的作用，且无农药残留，备受人们关注。如芒果用43℃热蒸汽处理8小时，可控制墨西哥实蝇，热水处理也可防治水果病害，如香蕉在52℃热水浸泡20分钟，可控制香蕉枯小实蝇和地中海实蝇。2002年，为控制木质包装中检疫性有害生物在全球范围传播扩散，国际植物保护公约组织(IPPC)通过了《国际贸易中的木质包装材料管理准则》(ISPM第15号)国际植物检疫措施标准，要求所有进境木质包装必须按照该准则进行热处理或溴甲烷熏蒸处理，规定热处理木芯最低温度不低于56℃。
1.果实采后热处理
果实采后热处理，是将采后的果实置于适当的高温下持续处理一定时间，降低果实的某些生理代谢，延迟后熟期的到来，以延长果实的保鲜期，减少果实采后腐烂。
2.热处理在果实采后保鲜上的应用
热处理在果实上的应用最早是从控制柑橘因炭疽病造成的腐烂开始，1953年Akamine等曾作了报道。1980年以后，我国开始对芒果、香蕉等热带、亚热带水果进行果实采后热处理的试验研究。用热处理方法对芒果的不同品种进行采后处理，一般52℃～55℃的温水浸泡5～10分钟，均获得有效的防腐保鲜效果，且色香味无明显变化。芒果用温度51℃～55℃、浓度5×10－4～10×10－4的苯来特或敌克松或多菌灵药液浸果5～10分钟，采后热处理保鲜期可达到15天以上。用同样的方法在柑橘、苹果、桃、甜瓜、草莓、香蕉等众多水果上实现了采后防腐保鲜。
表2－15 热处理对采后病害的防治
续表
热处理延缓苹果、香蕉、芒果、番茄、油梨等果实的呼吸高峰的到来，或呼吸高峰不出现，延迟了果蔬的后熟和衰老。热处理使果实的酸度降低，提高了糖酸比，改善了果实的品质。热处理不影响芒果、番木瓜、葡萄和草莓的风味。
(四)果蔬的电磁场保鲜技术
随着电子技术的发展和应用，改变了果蔬的品质，增强了果蔬的抗病性，提高了果蔬的产量。果蔬生物体是一个天然的生物蓄电池，带有不同的质和量的电荷，但整体处于电荷平衡状态。在电磁场的作用下，果蔬发生了各种生理变化和生化变化，如抑制果蔬呼吸、延缓后熟、减少腐烂。电磁处理方法主要有高频磁场处理和高压电场处理。
1.电磁场简介
(1)高频电磁场是利用磁场、高频电磁场、高压静电场与物质间的作用，电离和激发产生的活化原子与活化分子，使之与物质发生一系列物理、化学、生物化学变化，导致物质的降解、聚合、交联，并发生改性。
(2)电磁场具有能量与动量，它们都遵循守恒定律。能量、质量和动量是物质的主要属性，电磁场具备这些属性，电磁场是一种特殊形式的物质，电磁场是物质的一种形态。
(3)高频电磁场属于短波，波长很短，能够聚焦到非常小的一点，能产生非常短的脉冲，电场极为强大，远超过微波所能达到的强度。电子电路产生的磁场、高压静电场、高频电磁场组成了一种具有能量的电磁波谱，对被处理的物质，利用电磁能量改变物质结构的物理变化达到所需要的目的。
2.电磁场保鲜原理
(1)高频电磁场辐照食品以达到灭菌、保鲜的作用，籍以较长时间保藏各种食品。这与加热处理保藏法比较，能更好地保持食品原有的新鲜状态;和食物冷藏冷冻方法比较，则大大节约能源;与化学处理法比较，不会残留任何外来化学物质，延长货架期和贮存期，从而达到减少损失保存食品的目的。
(2)在高频电磁场产生的交变电场和磁场脉冲的辐照作用下，对食品表面的菌类细胞中的原生质产生电解作用，扼制了食品表面微生物的生成。
以西红柿的辐照处理为例，在高频电磁场辐照条件下，带电离子所产生的感应电流穿过西红柿表面微生物细胞对原生质产生电解作用，能使微生物膜过氧化，从而影响细胞的正常代谢，扼制了微生物生成，有效的杀灭蔬菜瓜果的表面污菌，最大限度的强化杀菌效果。
图2－8 经辐照处理试样
图2－9 未经辐照处理试样
(3)在高频电磁场辐照处理后，果蔬中的水分子的大分子团破裂成小分子团或单个水分子，活性增强，渗透力和溶解力加大，能溶解和渗透物质的表面，活跃表面细胞组织，长期保持食品色泽鲜亮。
图2－10 经辐照处理试样
图2－11 未经辐照处理试样
香蕉产于亚洲东南部南北纬度30°以内的热带、亚热带地区。我国香蕉主要分布在广东、广西、福建、台湾、云南、海南等地。香蕉是最难以储存的水果类。运输至北方的香蕉大都是未成熟青果，香蕉不适于低温保鲜，成熟香蕉常温保存的时间不超过两天。
3.高频电磁场保鲜技术的优点
高频电磁场保鲜技术的优点可概括为:
(1)工艺简单、容易控制;
(2)节约能源、利用电子电路产生的高频电磁场作为能源;
(3)无环境污染;
(4)在加工过程中不带入任何杂质;
(5)不改变加工物质的温度，故又称为冷加工。
高频电磁场辐照保鲜，可避免加热法引起的蛋白质变性和维生素破坏，无放射性及各种化学污染，是一种高效环保、健康型的杀菌保鲜新技术，对保障食品的安全，促进国际贸易，提高我国农业和食品业国际竞争力具有重要的意义。
(五)果蔬的钙处理保鲜
一般来说蔬菜缺钙的主要特征是:幼叶和茎、根的生长点首先出现症状，轻则呈现凋萎，重则生长点坏死，幼叶变形，叶尖往往出现弯钩状，叶片皱缩，边缘向下或向前卷曲，新叶抽出困难，叶尖相互粘连，有时叶缘呈不规则的锯齿状，叶尖和叶缘发黄或焦枯坏死，植株矮小或簇生状，早衰、倒伏，不结实或少结实。像胡萝卜是根部出现裂隙、莴苣是顶部出现灼伤。像柑桔的浮皮病，樱桃果实的开裂，番茄的软化，油梨的褐变和冷害，西瓜、黄瓜顶端生长点坏死、腐烂，香瓜发生“发酵果”，即整个瓜软腐，掀压时出现泡沫等现象，都可以通过补钙处理得到不同程度的减轻，防治病害。
1.钙处理的作用机理
钙是通过抑制呼吸作用和乙烯生成来延缓果实的成熟和衰老的，钙处理降低果实的呼吸强度，抑制乙烯释放量，提高果实品质和控制生理病害，也能抑制细胞壁的降解，保持果实的硬度，延缓果实的软化。如香蕉、杨桃、油梨、芒果、苹果和梨等，对其进行钙处理效果非常明显。钙处理对苦痘病的有效防治率达95%以上，可增产20%以上，提高一级果30%以上。活性钙具有杀菌保湿的作用，尤其是对叶类蔬菜可以控制萎缩，同时它也是对环境副作用小的抗菌剂。
活性钙可以暂时控制蔬菜的生长，抑制蔬菜的生理活性、呼吸作用和产生乙烯气体，可以在常温下贮藏保鲜。蔬菜的萎缩主要是水分蒸发、生理活性太强，因此必须从这两方面着手解决。光保湿不控制生理活性不行，光控制生理活性不保湿也不行。活性钙是天然物，安全性好，它的抗菌作用在空气中大约两周就可以消失，用于蔬菜的保鲜对环境不会产生副作用。使用活性钙保鲜过的蔬菜，洗后其味道也不改变，在有活性钙的溶液中浸渍45天的蔬菜有变硬的倾向，但是煮后又恢复原来的新鲜并且不改变味道。
2.钙处理方法
钙溶液处理的方式有三种:采前喷钙、采后钙液喷涂、浸泡等。一是把整体浸入水中或把根部浸入水中;二是把根部劈开提高吸水性;三是在叶面上喷雾。处理过的蔬菜与没处理过的蔬菜比较，看上去很新鲜，下垂的量也很少，食味和原来的新鲜蔬菜一样。目前人们是采用浓度一般为2%～12%氯化钙溶液浸泡，时间1～2分钟。利用减压渗透，使钙离子有效进入果实组织，同时将少量乙烯从组织内排出，增加果蔬组织内的钙含量，防治缺钙现象。
实训项目
1.叶状蔬菜(如菠菜、油菜、香菜等)的钙处理
叶状蔬菜水分蒸发3%～5%就会萎缩，即使补给水分也很难恢复原状，将没萎缩的叶状蔬菜在含钙2%～5%的水溶液里浸一分钟后取出、放置，实践证明叶状蔬菜在24小时内不补给水分仍然新鲜，第二天可以补给水分或再浸入含钙溶液中进行处理。含钙溶液的浓度根据叶菜的老嫩(生长时间)来进行，当叶嫩的时候，含钙溶液的浓度选大一点为好，含钙5%左右，因为叶面上的蜡质成分少;当叶老的时候，含钙溶液的浓度选小一点为好，含钙2%左右。溶剂水选用自来水就可以，但是硬度大的水不适合。
2.豆芽、草莓、西红柿、甜瓜、圆辣椒的钙处理
(1)最容易腐烂的豆芽类菜用含钙2.5%以下的溶液处理3分钟就可以。
注意:浓度不能太高，浓度高了豆芽会变褐色，应以低浓度为宜。经过处理后的豆芽，夏天也可以保鲜24小时。
(2)草莓对乙烯比较敏感，乙烯的存在可以加速其成熟，经过浓度大约5%的含钙溶液处理后，可以延长保鲜时间，在20℃条件下，成熟的草莓经过处理后可以保鲜2日，稍青一点的草莓经过处理后可以保鲜4日，活性钙可以抑制发霉。
(3)西红柿、甜瓜、圆辣椒等，其处理条件依成熟的情况而定，成熟的可以选择浓度在2%～5%左右的含钙溶液，不成熟的选择浓度2%以下的稀一点的含钙溶液。处理过的产品与没处理过的产品经过对比保存期可以延长5天。
综上所述:根菜类的土豆、芋头、大蒜等，经过活性钙溶液处理后，可以防止腐败、发芽，延长贮藏期。柑桔类经过较浓的活性钙溶液涂抹后，再与空气中的二氧化碳反应生成一层透明的薄膜，此薄膜具有抑制柑桔类的呼吸作用、抑制乙烯气的生成、防止水分的蒸发、防止腐败菌的繁殖。
三、学习果蔬涂膜、打蜡处理保鲜技术
(一)涂膜贮藏保鲜技术
涂膜贮藏保鲜技术是近年来兴起的一项新技术。涂膜处理就是在果实表面涂上一层高分子的液态膜，干燥后成为一层很均匀的膜，可以隔离果实与空气进行气体交换，从而抑制果实的呼吸作用，减少营养物质的消耗，改善果实的硬度和新鲜饱满程度，并减少病原菌的侵染而造成的腐烂。此外涂膜处理还能增加果实的光亮度，改善外观。
涂膜剂必须无毒、无异味，与果蔬接触后不产生对人体有害的物质。果蔬涂膜后，表面被一层极薄的涂层包裹着，所以有人也把这种处理称为“液体包装”。涂膜保鲜，抑制了果蔬的气体交换，降低了呼吸强度，减少了水分的蒸发，阻止了曝露于空气时的氧化作用，防止了微生物的大量生长繁殖，更好地保持了果蔬的营养成分和色、香、味，是一种行之有效的方法。
涂膜方法主要包括浸染法、喷涂法和刷涂法三种。浸染法最简单，即将涂料配成适当浓度的溶液，将果实浸入，蘸上一层薄薄的涂料，取出晾干即可。喷涂法是当果实洗净干燥后，喷上一层很薄的涂料。刷涂法则是用刷子蘸上涂料，涂到果实表面的方法。
涂膜剂的种类较多，归纳起来主要有以下3大类:
(1)蛋白质沉淀溶液涂膜剂:蛋白质沉淀溶液的制备方法是:将谷粒、大豆、干酪、小麦等含蛋白质丰富的物质碾成粉末状，然后制成相应的溶液，再向溶液中加入阴离子表面活性剂，使蛋白质产生沉淀，通过过滤或离心作用，将蛋白质沉淀提取出来，再将其溶解于氢氧化钠溶液中。用此溶液浸渍果蔬，在空气中自然晾干后，果蔬表面形成一层很薄的膜，这样便可进行贮存。多次试验证明，这种方法对果蔬保鲜效果显著。
(2)食用脂肪涂膜剂:这种涂膜剂以可食用的脂肪为基础原料，由低级脂肪、猪油、乳化剂三部分组成。低级脂肪占涂膜剂的50%～70%，它可以从某些动物脂肪中获得，如牛的脂肪;乳化剂用量不超过涂膜剂总量的1%，其作用是提高脂肪化合物与水分子之间的结合力，常使用对人体无副作用的卵磷脂，卵磷脂还可起抗氧化的作用。
(3)化学涂膜剂:这种涂膜剂以海藻酸钠、蔗糖脂肪酸酷、硬脂酸单甘醋、植酸等化学物质按一定比例与水混合均匀而制成，是目前应用较多，使用方便的一类涂膜剂。从研究和应用的情况看，它们对柑桔、苹果、香蕉、黄瓜、辣椒、樱桃等果蔬均有较好的保鲜效果。为了更好地提高涂膜剂的贮藏保鲜作用，人们已开始尝试往涂膜剂中加入某些防腐剂如山梨酸、富马酸二甲酷、对羟基苯甲酸乙醋，制成复合涂膜剂。试验表明，以复合涂膜剂处理新鲜果蔬，即使在室温下常规储藏，也具有明显的防止水分散失和抑制霉腐变质的作用。
涂膜保鲜的技术要点如下:
(1)涂膜保鲜法工艺流程:选果→预冷→浸液→晾干→涂膜→晾干→装筐→冷藏。
(2)选果和预冷:剔除破烂伤残的苹果，预冷降低苹果的呼吸强度，从而降低其所产生的呼吸热，并能抑制细菌、霉菌等微生物的生长而减少腐烂，达到保鲜的目的。
(3)浸液和晾干:将葡萄用1%的氯化锌+ 0.2%维生素C的溶液浸泡，以杀死附在果实表皮的细菌，在8℃～10℃下自然晾干，晾干时不可采用强制通风，以免造成果皮萎蔫，且时间不宜过长，当表皮光亮、表面形成一层均匀、透明的薄膜时即可。
(4)涂膜:用机械方法(磁力搅拌器)将多糖、蒸馏水、乳化剂等搅拌成粘稠状棕褐色，即成膜液，静置，放于冰箱中备用(膜液一定当天配制)。涂膜方法有浸液法和喷涂法，且要涂得均匀、全面，最好能重复一次。
(5)装筐:将处理后的苹果放入已准备好的箩筐中，厚度30～40cm为宜，冷藏。
用多糖涂膜葡萄能够在葡萄果实表面形成一层半透膜，能有效地降低果实的呼吸作用，减少贮藏期间葡萄的发汗现象及其果实表面的水珠，进而减少病原菌的侵染，抑制真菌，增强自身的抗性，基本上防止了褐变，保持了葡萄的原有风味，可食性大大增强，使在常温下葡萄的保鲜期由2～3天延长至8天。由于此法操作方便、易学、成本低，并且解决了化学保鲜法存在的毒性物质残留问题，在目前的葡萄保鲜中已得到很好的应用。
(二)打蜡处理保鲜技术
果蔬的打蜡处理，由于果实涂膜后，改善了外观品质，提高了商品价值，在采后的柑橘、苹果、番茄、黄瓜、辣椒等果蔬上普遍应用，成为商业上一种重要的竞争手段，取得了良好的效果。目前美国、日本、意大利、澳大利亚以及南非生产的柑橘，除了用于加工外，绝大部分在上市前进行打蜡处理。我国目前仍只限于部分外贸出口产品，国内市场上内销打蜡果蔬还很少见。
1.果蔬打蜡的作用
果蔬打蜡后，在表面形成一层蜡质薄膜，可改善果蔬外观，提高商品价值，阻碍气体交换，降低果蔬的呼吸作用，减少养分消耗，延缓衰老，减少水分散失，防止果皮皱缩，提高了保鲜效果，抑制病原微生物的侵入，减轻腐烂，若在涂膜液中加入防腐剂，防腐效果更佳。
2.蜡液的种类和应用效果
商业上使用的大多数蜡液是以石蜡、紫胶蜡和巴西棕榈蜡作为基础原料，因为石蜡可以很好地控制失水，而紫胶蜡和巴西棕榈蜡能使果实产生诱人的光泽。近年来，含有聚乙烯、合成树脂物质、防腐剂、保鲜剂、乳化剂和湿润剂的涂膜剂逐渐得到应用，取得了良好的效果。
3.打蜡的方法
(1)浸涂法。将蜡液配成一定浓度的溶液，把果蔬浸入溶液中，一定时间后，取出晾干即可。此法耗费涂膜液较多，而且不易掌握涂膜的厚薄。
(2)刷涂法。用细软毛刷蘸上蜡液，在果实表面涂刷以至形成均匀的薄膜，毛刷还可以安装在打蜡机上使用。
(3)喷涂法。用打蜡机在果实表面喷上一层厚薄均匀的薄膜。然后通过滚动的马鬃毛刷将蜡液均匀的刷在果实的表面，并抛光。这种方法已经在大型的水果打蜡处理生产线上普遍应用。
打蜡处理必须注意蜡液的均匀与厚薄，如果过厚，会导致呼吸代谢失调，引起生理伤害，从而加速果蔬的衰老，严重时使果蔬品质劣变，产生异味，甚至腐烂。
另外，食品保鲜膜作为一种新型卫生用品，在家庭中的使用日益普及。它在防止冰箱中各种菜肴串味、保持菜肴的新鲜度方面有一定的作用。用于果蔬保鲜的天然物质很多，如树干的干馏物、植物种子提取物、香料植物提取物、矿物质、含还原酶的天然物、谷维素、蛋白黑素、多糖(魔芋多糖)和天然抗氧化剂等，都可采用浸液和喷撒法应用于葡萄贮藏中。经实验证明这些天然的保鲜剂均能起到减少葡萄水分的散失，降低葡萄霉变，维持较高的营养成分等作用。
四、微波保鲜技术
(一)微波杀菌
微波能量转化为介质内热能，使介质温度呈现为宏观上的升高。物料即能从外部到内部同时均匀发热而干燥脱水，消毒杀毒。微波具有热效应和非热效应双重杀菌作用。
微波与无线电波、红外线、可见光一样都是电磁波，微波是指频率为300MHz～300KMHz的电磁波，即波长在1米到1毫米之间的电磁波。微波频率比一般的无线电波频率高，通常也称为“超高频电磁波”。
1.微波热效应杀菌机理
微波是指频率300兆赫至300千兆赫的电磁波。在微波电磁场作用下，介质中的极性分子从原来的热运动状态转为跟随微波电磁场的交变而排列取向。物料即能从外部到内部同时均匀发热而干燥脱水，消毒杀菌。微波介质材料由极性分子和非极性分子组成，在电磁场作用下，这些极性分子从原来的随机分布状态转向依照电场的极性排列取向。而在高频电磁场作用下，这些取向按交变电磁的频率不断变化，这一过程造成分子的运动和相互摩擦从而产生热量。此时交变电场的场能转化为介质内的热能，使介质温度不断升高，这就是微波加热的原理。红外加热只是表面加热，微波是深入内部加热。
微波具有热效应和非热效应双重杀菌作用。微波热效应杀菌的机理:由水、蛋白质、核酸、碳水化合物、脂肪和无机物等复杂化合物构成的生物细胞是一种凝结构发生变化或破坏蛋白质变性，影响其溶解度、黏度、膨胀性、稳定性，从而失去生物活性。
2.微波非热效应杀菌机理
微波非热效应杀菌机理:微波作用能改变生物性排列聚合状态及其运动规律，而且微波场感应的离子流，会影响细胞膜附近的电荷分布，导致膜的屏障作用受到损伤，影响Na－K泵的功能，产生膜功能障碍，从而干扰或破坏细胞的正常新陈代谢功能，导致细菌生长抑制、停止或死亡。另外，细胞中的核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)在微波场力作用下可导致氢键松弛、断裂或重组，诱发基因突变或染色体畸变，从而影响其生物活性的改变、延缓或中断细胞的稳定遗传和增殖。
简单地说，微波杀菌、保鲜是微波热效应和微波非热效应共同作用结果。微波的热效应主要起快速升温杀菌作用;而非热效应则使微生物体蛋白质和生亘活性物质变异，从而丧失活力或死亡。
因此微波杀菌温度低于常规方法，一般情况下，常规方法杀菌温度要求在100摄氏度以上，时间十几分钟至几十分钟，而微波杀菌温度仅70～90摄氏度，时间为几分钟。
3.微波杀菌保鲜的特点
(1)时间短、速度快。常规热力杀菌是通过热传导、对流或辐射等方式将热量从食品表面传至内部，要达到杀菌温度，往往需要较长时间。微波杀菌是微波能与食品及其细菌等微生物直接相互作用，热效应与非热效应共同作用，达到快速升温杀菌目的，处理时间大大缩短，各种物料的杀菌作用一般在3～5分钟。
(2)低温杀菌保持营养成分和传统风味。微波杀菌是通过特殊热和非热的效应杀菌，与常规热力杀菌比较，能在比较低的温度和较短的时间内获得所需的消毒杀菌效果。一般杀菌温度在75～80摄氏度就能达到效果。此外微波处理食品能保留更多的营养成分和色、香、味、形等风味，具有膨化效果。如常规热力处理的蔬菜保留的维生素C是46%～50%，而微波处理是60%～90%;常规加热猪肝维生素A保持率为58%，而微波加热为84%。
(3)节约能源。常规热力杀菌往往在环境及设备上存在热损失，而微波是直接对食品进行作用，因而没有额外的热能耗损。相比而言，一般可节电30%～50%。
(4)均匀彻底。常规热力杀菌是从物料表面开始，通过热传导至内部，存在内外温差。由于微波有穿透作用，对食品进行整体处理时，表面和内部同时达到足够温度，所以消毒杀菌均匀彻底。为了保持食品风味，可缩短处理时间。
(5)便于控制。微波干燥杀菌处理，设备能即开即用，没有常规热力杀菌的热惯性，操作灵活方便，微波功率可调，传输速度从零开始连续可调，便于操作。
(6)设备简单，工艺先进。与常规方法相比，微波设备不需要锅炉、复杂的管道系统、煤场和运输车辆，只要具备水、电等基本条件即可。
(7)改善劳动条件，节省占地面积。设备的工作环境要求低、噪音小，极大地改善了劳动条件，整套微波设备的操作只需2～3人。
4.微波技术在加热和干燥过程中具有许许多多的优势
如下所示。
(二)微波烘干杀菌在食品行业的主要用途
果蔬的微波干燥杀菌，适用于液体饮料、营养品、中草药的萃取和液体的微波杀菌。
(1)包装食品、瓶装食品、地方土特产、熟食、调味品、牛肉干、鸭、鸡肉、鱼制品等采用微波杀菌保鲜，其鲜美度、嫩度、风味均保持原味。
(2)干果、果脯、蜜饯等等采用微波进行低温干燥杀菌，延长其保质期。
(3)微波烘干杀菌比较适用于大米、豆类、五谷杂粮等等，采用微波杀菌既能快速彻底杀灭大米或稻谷中的害虫及米粒、谷粒中的虫卵(杀虫率包括杀成虫率及杀虫卵率均可达100%)，又可对粮食和环境无污染，保持了大米原有的营养、品质。
(4)微波干燥杀菌可用于盒装快餐、工作餐、营养餐的回温、二次加热和杀菌保鲜。
(5)微波干燥杀菌在调味品(鸡肉香精、牛肉香精、猪肉香精、酵母精、海鲜精、海鲜高汤精、海鲜高汤粉、排骨精、排骨高汤精、排骨高汤粉、香辛料、辣椒粉等)的加热、干燥与杀菌处理中也得到了应用。
关键术语
食品果蔬贮藏保鲜化学保鲜技术气调保鲜技术物理保鲜技术贮运管理机械冷库贮藏课后训练
学以致用
一、讨论分析题:
1.我们经常看到在方便面的包装袋上有这样的几个字“绝对不含防腐剂”，你是怎样理解这几个字的，方便面绝对不含防腐剂吗?我们是否能长期食用方便面?为什么?
2.草莓如何保鲜?请设计草莓保鲜的方案。
3.乙烯在果蔬中是怎样合成的?乙烯在果蔬贮藏保鲜中的作用是什么?
4.我们生活中的自来水是如何杀菌的?烧开的水放置两天可否再喝?
5.找找我们生活中的防腐剂、杀菌剂、抗氧化剂和脱氧剂。
二、案例分析题:
案例一:张某销售的炸鸡在制作过程中是否多放了亚硝酸钠，死者是否因吃了张某制作的肉食而身亡，在案件开庭审理时引发了激烈的争辩。据悉，徐某小孩(死者)在路过一家熟食店时，指着炸鸡想吃，于是徐某就买了7块钱的炸鸡，回到家后，让孩子吃了一点鸡肉。半小时后，孩子嘴唇发紫，她以为孩子冻着了，给孩子加了一件衣服。但是裹上衣服后，孩子嘴唇越发青紫，且身体发抖，哭闹得厉害。“到医院后也没抢救过来，医生直接说这是投毒事件，说孩子胃里的亚硝酸钠含量超过标准70%，已经不是食物中毒了，怀疑是投毒。”
问题:
(1)通过以上案例谈谈如何应用亚硝酸钠对食品保鲜?
(2)通过以上案例你受到什么启发?
案例二:美国科研人员最近发明了一种用于水果保鲜的全能保鲜液，并已获得美国专利。据介绍，这种功能齐全的保鲜液是将3%的柠檬酸或75%～80%浓度的食用级正磷酸的pH值调至3.5以下，加入30%～40%的蔗糖、0.3%以下的苯甲酸钠或抗坏血酸、0.03%的磷酸氢钙配制而成。使用该保鲜液不仅能防止水果褪色、抑制细菌繁殖，而且能防止水果皱缩、破裂，保持果肉质地不变，提高糖度且风味如新。
问题:
1.如何使用水果保鲜的全能保鲜液?
2.请用这种保鲜液保鲜一种水果。
案例三:国外的研究发现:番茄后熟过程中细胞成分变化受基因的控制，有的品种缺少衰老基因，后熟慢，在油桃中也发现有无成熟选株，能延迟脱落和着色，采后在20℃的大气中能久藏不坏。美国农业部的科学家用植物细胞壁中的一种天然糖——半乳糖注射到尚未成熟的番茄中，使其产生连锁反应，生成催熟激素，促使番茄成熟，并且这并不破坏番茄品质和味道，可大幅度降低番茄在收获、运输、销售和贮存时的损耗，使番茄长期保鲜。因此，若通过基因的操作，控制后熟，利用DNA的重组和操作技术来修饰遗传信息，或用反义DNA技术来抑制成熟基因如PG基因的表达，可达到推迟水果成熟衰老、延长保鲜期的目的。
问题:
1.请你谈谈在果蔬的贮藏保鲜中，乙烯的作用是什么?
2.请你任选一种果蔬，找出可以使用的贮藏保鲜技术有哪些?
案例四:浙江某农场使用气调保鲜包装技术和设备进行毛豆储存。2005年10月，当毛豆大量上市时，该农场储存了100吨毛豆，收购价格是1.50元/公斤。到元旦前后，拿出部分毛豆进行销售，此时批发价格已上涨至4.50元/公斤左右。到春节前，批发价格又上涨到7.00元/公斤左右。该农场通过毛豆储存反季销售每公斤获利4.00元左右，获毛利35万元左右。
问题:
1.根据以上案例谈谈气调保鲜技术的原理。
2.根据以上案例谈谈气调保鲜的意义。
案例五:在采收苹果时，发现苹果有苦痘病、水心病、痘斑病、木栓斑点病、皮孔败坏病、梨脐腐病等;在采摘大樱桃、葡萄、枣等时，发现果实的开裂，果实硬度不佳，品质很差。
问题:
1.出现这种症状的原因是什么?
2.如何处理这种症状。
案例六:将新鲜蔬菜，如西红柿、刀豆、冬瓜、辣椒、黄瓜、韭黄、莴苣等，按家庭普通方法加工，经洗、切后晾干，再倒入油锅中炒熟，分盛两碗，一碗加盖保鲜膜，另一碗则不加保鲜膜，同时放入冰箱。分别在6小时和24小时后取出，测定其维生素C含量。
问题:
1.明确指明测定结果。
2.指出苹果和涂膜苹果的区别。
3.学会芒果、柑橘的物理保鲜。
知识拓展
中国食品抗氧化剂的发展状况
中国将茶多酚用于食品添加剂中，用来替代化学合成类抗氧化剂，市场销售量可达到1 000吨/年以上。中国南方茶叶资源比较丰富，每个区乡基本上都建有茶场，而生产茶多酚的主要原料是粗老茶叶、茶叶末或修剪后的茶树枝。年产5吨茶多酚需原料170吨(干)。从各个地区的茶场情况看，粗老茶叶、茶叶末、修剪后的茶树枝可以充分保证原料供应。在生产过程中仅有少量废水(3～4吨/天)排放，废水中不含任何有毒物质，有部分茶叶渣排放，排放量为580公斤/天(干基)，茶叶渣可充分发酵用作农用优质有机肥。5吨/年茶多酚生产厂，副产1吨咖啡因，总投资为87万元，年生产总成本为155万元，茶多酚目前国内售价约500元/公斤，第一期茶多酚(不计咖啡因)年利税近100万元，一年之内即可收回全部投资，经济效益十分明显。中国南方茶叶资源丰富，特别是利用粗老茶叶与茶叶下脚料属废物利用，可以受到国家产业政策的支持，享受优惠税收，经济效益将更加可观，市场前景十分广阔。
果蔬保鲜中生物防腐剂
控制果蔬采后病害的最有效手段是冷藏结合化学杀菌剂处理，但由于化学杀菌剂残留危害人类健康及植物病原菌对化学杀菌剂产生抗药性，迫切需要研究无害高效防腐保鲜剂产品及技术，以取代化学杀菌剂的大量使用。因此寻找安全无毒的生物保鲜技术，用于取代化学保鲜方法已成为人们关注的热点。
生物防腐剂在果蔬保鲜中的应用主要包括利用微生物菌体及其代谢产物的保鲜、利用植物天然提取物的保鲜和利用动物代谢产物进行保鲜三大方面。生物防腐剂保鲜无毒、无残留、无副作用，近年来已成为保鲜业研究的热点。
生物保鲜技术应用于果蔬的保鲜，无环境污染、药物残留和连续使用的抗药性等问题，且贮藏条件易控制，处理费用低。如:将病原菌的非致病菌株喷洒到水果上，可降低病害发生所引起的水果腐烂。如将绳状青霉菌喷到菠萝上，其腐烂率大为降低;草莓采前喷木霉菌，采后灰霉病的发病率大大降低。近年来，国外发现一种特异菌株——枯草杆菌的一个变种，它可产生效力很强的抗菌素，用它来防止果生链棱盘菌所引起的桃褐腐病，效果极佳。美国科学家从酵母和细菌中分离出一种能防止水果腐烂的菌株，可防止苹果的斑烂。
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