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2025-09-29
季节性水果和蔬菜是非常易腐烂的商品,因为在收集之后,它们继续散发出乙烯(一种刺激生长的激素),通过提高呼吸速率来加速成熟,从而会缩短货架期。乙烯也可加速叶菜类蔬菜和水果的叶绿素降解率。在成熟过程中,这些新鲜食物中存在的天然酸代谢转化为糖类等基本化合物,不断提高pH,从而有利于腐败微生物的生长。为了延长这种新鲜产品的保质期,必须减缓其成熟速度,而这可以通过降低乙烯的浓度来实现,并且还需要控制包装内的气体浓度。
1.用乙烯清除剂减缓成熟速率
高锰酸钾(KMnO4)一直被用来作为乙烯清除剂,一般的方法是将高锰酸钾放在小袋中,然后把小袋放在包装里面。然而,由于高锰酸钾有毒且呈紫色,因此,基于高锰酸钾的产品不能被集成到与食品接触的材料中。人们用一些矿物(如沸石、黏土或纳米黏土和日本大谷)制成粉末添加到薄膜中,作为替代高锰酸钾的乙烯清除剂。虽然大多数测试的薄膜是不透明的,不如高锰酸钾那样吸收很多的乙烯,但是这些薄膜的普及程度却越来越高,有的已经商品化。图4-2是一个清除水果包装中乙烯的示意图。这种商业智能包装技术的应用有Evert Fresh(美国Evert Fresh 有限公司)、Orega 塑料薄膜(韩国有限公司)和Peakfresh™(澳大利亚)。Evert Fresh 是一种用能够吸收乙烯气体的矿物[叫作大谷(oya),与沸石非常相似]浸渍的低密度聚乙烯薄膜。Orega 是一种聚乙烯膜,其中分散了沸石、活性炭和金属氧化物。这种乙烯吸收膜在韩国用于包装水果和蔬菜,可以增加草莓、莴苣、花椰菜和其他乙烯敏感产品的保质期。现在,乙烯清除剂没有广泛使用,可能是因为它们的吸收能力不足。但可能在不久的将来,乙烯清除剂技术将有助于提高新鲜农产品的货架期,并且促进这种技术在合适的条件下进行商业化应用。

图4-2 新鲜果物产生的乙烯分子被分散在包装壁中的沸石吸收的示意图
2.控制气体浓度:CO2 控制器(https://www.chuimin.cn)
如前所述,收获后的新鲜果蔬仍然具有生物活性。随着新陈代谢过程中气体和水分的产生,包装内的空气不断变化。水果和蔬菜继续消耗包装顶部空间的氧气,而CO2 的浓度不断增加。每种新鲜食品都有自己的最佳气体成分,需要研究和正确设计最佳的包装。根据产品的呼吸速率和对CO2 具有透气性的包装材料,可以采用释放或吸收二氧化碳的方法。因此,二氧化碳释放/吸收也是一种具有应用前景的智能包装技术。这项技术超越了简单的气调材料包装系统,它利用材料的气体渗透性,包括包装材料壁上吸收/释放特定的气体,最终达到控制气体浓度的目的。到目前为止,大部分控制CO2 技术都是基于小包装袋的形式。但也有一些公司推出了新的智能包装形式。对于二氧化碳发生器来说,人们最常使用的是碳酸钠。最近,CO2®技术公司已经推出了商业化应用的二氧化碳排放垫,用于新鲜的产品,如草莓。利用这种技术,在保持水果新鲜度和纹理特征的同时,实现了对气体释放的控制。相对于二氧化碳发生器,CO2 吸收技术则大多采用含有氢氧化钙的小包装形式。
目前,已开发出与吸收乙烯相同的技术的吸收膜,即将沸石分散在聚合物材料中。这些物质吸附气体并达到平衡,所以在这种情况下,包装顶部空间的CO2 浓度如果降低,那么气体就会从吸收剂流入包装内部的空间。因此,人们称其为CO2 控制器。
3.其他新鲜产品的智能技术
与aw结合起来,存储环境的相对湿度(RH)对于食品中微生物的生长起着非常重要的作用。通常,由于新鲜农产品的呼吸作用而使得食品包装中产生过剩的水分。吸湿剂是另一种智能聚合物技术,可以用来避免新鲜农产品包装中存在多余的水分。
针对水果和蔬菜,人们开发出了几种抗菌薄膜。对于水果包装,抗菌化合物可以被掺入可食用薄膜中或者被浸涂/喷涂在水果上。由壳聚糖生产的商业抗真菌涂料被用作新鲜水果的保质期延长剂。
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