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水果保鲜方法及保鲜瓦楞纸箱简述

据农业部的资料显示 ,中国的水果产量目前世界排名第一。然而我国每年有8000万吨的水果腐烂,损失总价值近800亿元。其中,造成水果腐烂损失的最重要原因是提高服务能力和水平包装不当。

据专家估计到2010年,我国水果产后处理率要达到45%音箱线255%左右[ 2 ]。因此,保鲜成了水果产业链中重要的环节。保鲜的根本目标是减少采后腐烂损失,满足市场需要。分析了影响水果鲜度的因素,简述了目前国内外常用的水果保鲜技术,简单介绍了几种可能使水果包装用瓦楞纸箱兼具保鲜功能的方法。提出了在瓦楞纸箱内表面涂饰一种具有保鲜功能的材料,从而使普通包装用瓦楞纸箱兼具保鲜功能的方法。

1 影响水果保鲜的因素

采收后的水果仍是一个生命刻刀的有机体,要不断地进行呼吸,吸入氧气,放出二氧化碳,同时释放热量,使产品对不良环境和致病微生物具有抵抗能力。这些都与水果鲜度密切相关,影响和制约着水果的贮藏寿命。影响水果新陈代谢活动及贮藏效果的因素,主要分外界因素和水果本身的因素两类[ 3 ]。外界因素主要有温度、气体组分和湿度。低温可以抑制水果呼吸和其它的代谢过程,从而延缓衰老。在不发生冷害的前提下,应采用尽可能低的温度来延长贮藏期;气体组分对水果保鲜也有重要影响,改变周围环境中的气体组成,例如降低氧气含量,增加二氧化碳含量可以减慢新陈代谢速度,都能延长水果贮藏时间;采收后的水果吸收植物根部水分的过程终止,可以引起结构、质地和表面的变化,因此保持一定的湿度,减少水分损失对于保持水果鲜度和质量同样起着关键的作用。

水果本身的因素主要指水果种类。不同品种的水果呼吸强度差异很大。如浆果类果实呼吸强度大于柑橘类和仁果类果实,早熟品种的呼吸强度大于晚熟品种[ 3 ]。由呼吸强度的差异产生的催熟乙烯量也有很大差异[ 4 - 5 ] 。Kidd和West[ 4 ]证明在水果采摘后的确有大量的乙烯产生, Biale也证明乙烯量的增加,加快了水果的成熟和腐烂,且仅仅是0. 1 ×10 - 6的乙烯就能加快水果的成熟[ 6 ] 。这些都说明乙烯气体能促进蔬菜水果老化,并使呼吸作用加快。是促进水果成熟腐烂的决定性因素。

2 常用的水果保鲜技术

目前用于水果保鲜方法主要有物理和化学方法2种,分别控制“山东石墨烯工程技术研究院是在国家‘千人计划’专家、山东南大学学国家胶体材料工程技术研究中心特聘教授侯士峰的指点下建立的水果腐烂的外界因素和自身因素。

物理方法主要有:低温贮藏、气调贮藏、减压贮藏、电磁辐射贮藏等[ 7 ]。其中,较先进的保鲜技术主要有临界低温高湿保鲜、细胞间水结构化气调保鲜、臭氧气调保鲜、低剂量辐射预处理保鲜、高压保鲜、细胞膨压调控保鲜等。这些保鲜方法虽然应用广泛,但是需要特殊的设备、操作复杂、成本高、大范围内使用有一定的困难。

化学方法主要指保鲜剂保鲜。目前常见的保鲜剂有:涂料涂膜剂、乙烯处理剂(吸收剂) [ 8 ]、杀菌防腐保鲜剂[ 9 ]等。其中,涂料涂膜剂主要是利用在水果表面覆膜达到限抑制水果呼吸和抑制微生物活动的作用。广泛应用于苹果保鲜的涂膜材料有糖类、蛋白质、多糖类蔗糖脂、聚乙烯醇、单甘酯,以及多糖、蛋白质和脂类组成的复合膜, 还有壳聚糖类化合物[ 10 ] ,涂蜡,涂中草药等方法。

乙烯处理剂又包括乙烯生物合成抑制剂与乙烯吸收剂。乙烯生物合成抑制剂有氨基乙氧基甘氨酸(AVG) 、氨基乙酸(AOA) 、环丙烯类化合物( 1 - MCP) [ 11 ]。乙烯吸收剂有活性炭,天然沸石、活性白土、以载体KMnO4 等氧化剂的制剂。杀菌防腐剂有硼砂、碳酸钠、二氧化硫、邻苯基苯酚钠、促丁胺、联苯、2, 4 - D、三氯化氮、氨及胺化合物、苯并咪唑类杀菌剂、噻菌灵( TB2) 、苯菌灵(苯莱特) 、多菌灵和甲基托布津。典型无机杀菌剂有亚硫酸盐、焦硫酸盐、二氯化钙、二氯化锌等。

3 具有保鲜功能的水果包装用瓦楞纸箱

以上所提的各种方法中物理方法保鲜效果比较明显,但对于水果经销商和消费者来说,成本相对较高。尤其是其中较为先进的物理保鲜更是如此。化学方法中涂膜保鲜目前的发展趋势是绿色环保,但其本身并连衣裙不适用于大规模的水果保鲜;环丙烯类化合物效果显著,成本高;吸收剂以物理吸附为主,存在脱吸的危险;杀菌防腐剂多用于在水果表面喷洒,保鲜效果并不特别长久。同时水果采摘下来到消费者手中都需要保鲜,这就需要一个包装运输同时兼具保鲜的介质(即包装容器或材料) 。目前社会上广泛使用的包装容器见表1。

表1 包装容器种类、材料及适用范围

Tab. 1 Varieties, material and application range of packages

种类材料使用量

纸箱板纸果蔬

塑料箱高密度聚乙烯任何果蔬

钙塑箱聚乙烯碳酸钙果蔬

板条箱木板条果蔬

筐竹子任何果蔬

加固竹筐筐体竹皮任何果蔬

袋天然纤维或合成纤维不易擦伤含水量少的水果

从表1可以看出用于包装的材料很多,能用于远距离运输的以前2种为佳。数据显示:在包装市场中,纸及纸板占30%,塑料占25%[ 12 ] 。纸箱在环保方面的优势也明显高于塑料。因此保鲜瓦楞纸箱有广阔发展空间。

目前已经有的瓦楞纸箱主要有隔热功能的保鲜瓦楞纸箱、控制气体功能的保鲜瓦楞纸箱和整体渗入的保鲜瓦楞纸箱[ 13 ] 。

3. 1 隔热功能的保鲜瓦楞纸箱

具有隔热功能的瓦楞纸箱有很好的保鲜功能。这种瓦楞纸箱是在传统纸箱内、外包装衬上复合树脂和铝蒸镀膜,或在纸芯中加入发泡树脂。这种瓦楞纸箱具有优良的隔热性,能防止流通途中水果自身温度的升高。

3. 2 控制气体功能的保鲜瓦楞纸箱

具有控制气体功能的瓦楞纸箱是在纸箱内装衬和外装衬中夹进保鲜膜或在造纸阶段混入能吸附乙烯气体的多孔质粉末。这种瓦楞纸箱具有气体阻隔性,防止水果的水分蒸发,取得控制气体舱门所用Baytherm Microcell材料的隔热保温性能比现有标准高出10%含量的效果,从而保持水果的鲜度。

3. 3 整体渗入的保鲜瓦楞纸箱

整体渗入的保鲜瓦楞纸箱是在包装纸板中渗入不同保鲜作用的液体成分。在制成包装后,用进口坚果于包装产品时,所渗入到包装上的成分发挥不同的保鲜作用。

整体渗入保鲜主要是利用了纸质所具有的吸水性,同时使具有保鲜功能的物质经溶解,渗入到纸质中的内部间隙。该技术的关键是针对不同的水果选择不同的渗入物质成分。这些物质成分包括憎水、憎油、抗氧化等特殊物质。

以上所提到的3种方法均有一定的优势,但一个装满水果的瓦楞纸箱就可视为一个独立微环境。瓦楞纸箱本身也有一定的隔热功能,且纸箱内部的氧气量相对低于外界。若能利用瓦楞纸箱的这2个特点,就等于在一定程度上同时达到了隔热功能和控制气体功能的效果。采用造纸过程中的表面涂布处理技术,通过在其内表面进行涂饰具有保鲜功能的涂料后,使其保鲜功能加强,再结合目前广泛采用的物理保鲜方法,就可以很有效的延长水果保鲜的周期,不仅能使远距离运输高鲜度的水果成为可能,同时也在一定程度上能降低水果的成本,降低消费者的购买成本。

3. 4 内表面涂饰处理的保鲜瓦楞纸箱

本文所指的发展保鲜用瓦楞纸箱,主要是在纸箱内表面进行涂饰处理。从造纸工艺角度来考虑,这种方法在造纸过程中便于实施。

这种瓦楞纸箱是将可以释放具有防腐功能气体的化学物质,抑菌剂,以及可以吸收乙烯气体的乙烯吸收剂等物质复配制成功能性涂料,通过内表面涂饰的方式在瓦楞纸箱内表面形成保鲜涂层。在水果包装贮运的过程中,乙烯吸收剂可以通过吸附纸箱微环境中水果呼吸时表面蒸发的水分,来有效地吸收呼吸中产生的乙烯,同时能提高二氧化碳的浓度,在一定程度上达到气调的效果。保鲜涂层在纸箱微环境下缓慢释放出气体,以抑制水果腐败,控制水果的新陈代谢速度,并抑制细菌的繁殖,从而更好巩固水果保鲜的效果。

由于只是对纸箱内表面进行涂饰处理,在赋予纸箱保鲜功能的同时并不会影响瓦楞纸箱的强度和原有的功能,而且处理工艺相对比较简单,容易实施,因此这种经过内表面涂饰处理的保鲜用瓦楞纸箱具有广阔的开发、应用前景。

4 结 语

随着科学技术的飞速发展,水果保鲜方法已经趋于多样化。在追求低成本、高保鲜效果的同时也应该兼顾到绿色环保的因素。在采用冷藏技术等保鲜效果较好的保鲜方法的同时,开发并使用文中正在研究的通过内表面涂饰处理的水果保鲜包装纸箱,对促进我国水果保鲜物流业的发展将有一定的积极作用。

转载自： 包装工程