基 金項目 十三五 國家重點研發(fā)計劃項目 2018YFD0401300 作者簡介 郭風軍 1986 男 漢族 碩士 工程師 研究方向 農產加工及貯藏工程 通訊作者 張長峰 博士 教授 研究方向 農產品保鮮貯藏 發(fā)育生物學 保鮮與加工 Storage and Process 2019 19 6 197 203 210 果蔬保鮮包裝技術及其研究進展 郭風軍 1 2 張長峰 1 2 姜沛宏 1 2 張玉華 1 2 陳東杰 1 2 1 山東省農產品貯運保鮮技術重點實驗室 山東 濟南 250103 2 國家農產品現(xiàn)代物流工程技術研究中心 山東 濟南 250103 摘 要 果蔬保鮮包裝技術是一類應用性較強的現(xiàn)代保鮮技術 該技術能夠更好地保持產品品質 降 低果蔬損耗率 在過去的幾十年 果蔬保鮮包裝技術得到了較快的發(fā)展 近年來 隨著生鮮電子商務新 業(yè)態(tài)的出現(xiàn)及快速發(fā)展 消費者對果蔬品質的要求不斷提高 使得市場對保鮮包裝性能提出了新需 求 這就促使果蔬保鮮包裝技術呈現(xiàn)出更多元化的發(fā)展趨勢 本文介紹了氣調包裝 活性包裝和智能 包裝等果蔬包裝技術的概念及原理 綜述了其研究進展 并對果蔬保鮮包裝技術進行了展望 關鍵詞 氣調包裝 活性包裝 智能包裝 保鮮 研究進展 Preservation Packaging Technology of Fruits and Vegetables and Research Progress GUO Feng jun 1 2 ZHANG Chang feng 1 2 JIANG Pei hong 1 2 ZHANG Yu hua 1 2 CHEN Dong jie 1 2 1 Shandong Key Laboratory of Storage and Transportation Technology of Agricultural Products Jinan 250103 China 2 National Engineering Research Center for Agricultural Products Logistics Jinan 250103 China Abstract Preservation packaging technology of fruits and vegetables is a kind of modern preservation technology with strong application which can maintain product quality and reduce loss rate of fruits and vegetables In the past few decades the packaging technology has been developed rapidly In recent years the emergence and rapid devel opment of fresh products electronic commerce and the constantly improvement of consumers requirements for the quality of fruits and vegetables have made the market put forward new demands for the performance of fresh keep ing packaging which has prompted the diversified development of fruit and vegetable packaging technology This paper introduces the concepts and principles of fruit and vegetable preservation packaging technology such as modi fied atmosphere packaging active packaging and intelligent packaging reviews the research progress of above tech nologies and prospects new preservation packaging technology of fruits and vegetables Key words modified atmosphere packaging active packaging intelligent packaging preservation research progress 專 題 論 述 中圖分類號 TS206 TS255 3 DOI 10 3969 j issn 1009 6221 2019 06 031文獻標識碼 A 新鮮的水果和蔬菜含有豐富的碳水化合物 維生 素及礦物質等營養(yǎng)物質 是人類飲食的重要組成部 分 從產地采后到消費者的整個供應鏈中 果蔬產品 因腐爛等原因會產生 10 20 的損耗率 較高的損 197 保 鮮與加工 Storage and Process 聯(lián)系郵箱 bxyjg 2019 年第 6 期 耗率是世界各國普遍存在的問題 而如何降低果蔬損 耗率一直是研究的熱點之一 1 采用合理的保鮮包裝 技術是降低果蔬損耗率 延長保鮮期的重要手段之 一 另外 隨著生鮮電子商務的快速發(fā)展 消費者對果 蔬保鮮品質的要求不斷提高 這使得市場對保鮮包裝 性能的要求也在提升 保鮮包裝技術不僅能夠改變和 監(jiān)控包裝內的環(huán)境 如 O 2 CO 2 和 C 2 H 4 等氣體濃度及 相對濕度 并且可保護包裝內的果蔬產品免受外界環(huán) 境 如氣體 微生物 異味 光或機械損傷等 的影響 2 在狹義概念上 果蔬保鮮包裝技術可分為氣調包 裝 Modified Atmosphere Packaging MAP 技術 活性 包裝 ActivePackaging AP 技術和智能包裝 Intelligent Packaging IP 或 Smart Packaging SP 技術等 2 4 與傳 統(tǒng)果蔬保鮮包裝技術相比 現(xiàn)代果蔬保鮮包裝技術既 要有阻隔果蔬免受環(huán)境污染的作用 也要在保障果蔬 的質量 安全和延長貨架期等方面有積極作用 2 3 本文介紹了氣調包裝 活性包裝和智能包裝等果 蔬包裝技術的概念及原理 綜述了其研究進展 并對 果蔬保鮮包裝技術進行了展望 以期為該技術在果蔬 保鮮上的應用提供參考 1 果蔬保鮮氣調包裝技術 1 1 果蔬保鮮氣調包裝技術的概念及原理 氣調包裝的英文含義是改善氣氛的包裝 果蔬保 鮮氣調包裝技術是通過改變包裝內的氣氛 使新鮮果 蔬處于有別于空氣組分的氣氛環(huán)境中而延長其貯藏 期的保鮮包裝技術 2 5 氣調包裝通常在冷藏的基礎上 將新鮮果蔬密封 于具有一定透氣性的包裝內 果蔬通過呼吸作用消耗 包裝內的氧氣 釋放二氧化碳 這樣包裝內部的氧氣 分壓 或濃度 逐漸降低 二氧化碳分壓 或濃度 逐漸 升高 包裝內外的氣體開始形成分壓差 或濃度差 在分壓差 或濃度差 的作用下 包裝外部的氧氣滲透 擴散至包裝內部 而包裝內部的二氧化碳滲透擴散至 包裝外部 在貯藏初期 包裝內外的氣體分壓差 或濃 度差 較小 氧氣的消耗速率大于滲入速率 二氧化碳 的釋放速率大于滲出速率 隨著貯藏時間的增加 包 裝內外的氣體分壓差 或濃度差 增大 氣體的滲透速 率也相應加快 而低氧高二氧化碳環(huán)境會抑制果蔬的 呼吸作用 氧氣的消耗速率和二氧化碳的釋放速率有 所減弱 當氧氣的消耗速率等于滲入速率 二氧化碳 的釋放速率等于滲出速率時 包裝內建立起低氧高二 氧化碳的氣調動態(tài)平衡環(huán)境 2 6 簡而言之 在新鮮果 蔬與包裝材料的相互作用下 包裝內建立了適合果蔬 保鮮的氣調環(huán)境 在適宜的氣調環(huán)境下 可以延緩果 蔬的后熟與衰老 達到延長保鮮期的目的 另外 氣調 環(huán)境的低氧高二氧化碳具有抑菌作用 可抑制果蔬采 后病害的發(fā)生 7 9 氣調包裝包括自發(fā)氣調包裝和充氣氣調包裝兩 大類型 10 自發(fā)氣調包裝主要依靠果蔬與包裝薄膜的 相互作用 自發(fā)地建立氣調環(huán)境 充氣氣調包裝則是 先將包裝內的空氣抽走 再充入特定比例的混合氣 體 形成目標氣調環(huán)境 與自發(fā)氣調包裝相比 充氣氣 調包裝借助外力可快速建立特定的氣調環(huán)境 2 7 1 2 果蔬保鮮氣調包裝技術的研究進展 國內外的果蔬保鮮氣調包裝技術發(fā)展較為成熟 現(xiàn)已廣泛應用于獼猴桃 草莓 梨及蒜薹等果蔬 也大 量應用在鮮切西蘭花 鮮切洋蔥 鮮切胡蘿卜及鮮切 甘藍等鮮切果蔬的保鮮方面 4 10 11 改善氣調包裝材料 的性能 如透氣率和透濕率 和氣調包裝的優(yōu)化設計 等方面是近年來氣調包裝技術的研究熱點 添加特定的填料 如金屬及金屬氧化物 黏土等 無機納米顆粒 纖維素 殼聚糖等有機納米顆粒 或打 孔等方式可改善氣調包裝材料的性能 羅自生等 12 研 究了納米 TiO 2 改性低密度聚乙烯 LDPE 薄膜包裝 對采后草莓的保鮮效果 結果表明 納米 TiO 2 改善了 薄膜的力學性能 透氧量 透濕量及透光率 改性薄膜 包裝有利于保持草莓的貯藏品質 Serrano 等 13 比較 了大孔 微孔及無孔聚丙烯薄膜包裝貯藏鮮切西蘭花 的效果 結果表明 保鮮 28 d 的微孔 無孔包裝組均 好于大孔包裝組 氣調包裝優(yōu)化設計的目的是最大限度地縮短達 到適宜氣氛的平衡時間 并保持包裝處于適宜的氣 氛 由于影響氣調包裝的因素較多 試驗法費時費力 理論模型法成為目前果蔬氣調包裝設計的主要方 法 14 15 萬森 16 建立了二次多項式方程 非競爭性米氏 方程和化學動力學方程三種菠菜呼吸速率模型 并以 預測準確性較高的化學動力學方程呼吸速率模型對 菠菜氣調包裝進行了設計 Castellanos 等 17 建立了聚 丙烯 PP 聚乳酸 PLA 和 LDPE 三種打孔氣調包裝 的數(shù)學模型 準確地預測了番茄包裝內的 O 2 和 CO 2 的濃度 隨著計算機技術的快速發(fā)展 計算機輔助設 計技術開始被引入到果蔬氣調包裝設計中 基于 MATLAB 平臺 段華偉 15 開發(fā)了鮮果氣調包裝計算機 輔助設計軟件 設計并驗證了番石榴氣調包裝 Mahajan 等 18 以現(xiàn)有的 75 個呼吸速率模型和 27 種薄 膜透過率的數(shù)據(jù)庫為基礎 開發(fā)了果蔬氣調包裝輔助 設計軟件 并在芒果 甘藍等果蔬產品上得到了很好 198 投 稿平臺 2019 年第 6 期 的驗證 2 果蔬保鮮活性包裝技術 2 1 果蔬保鮮活性包裝技術的概念及原理 歐盟法規(guī)規(guī)定 活性材料用于延長食品貨架期 維持或改變或提升食品包裝條件 19 換言之 果蔬保 鮮活性包裝技術是指一類通過維持或改變包裝內部 條件而延長果蔬貨架期的包裝技術 2 果蔬保鮮活性包裝技術利用吸收 釋放 遷移氣 體或物質 如吸收或釋放 O 2 CO 2 C 2 H 4 等氣體 釋放 抗菌物質等 改變果蔬貯藏條件 從而達到保持果蔬 品質和延長貨架期的目的 2 通常 果蔬保鮮活性包裝 技術采用的方式為將活性材料以小袋或復合紙片等 形式放入包裝袋內 噴涂到包裝薄膜內表面 以某種 方式植入包裝薄膜內部 19 20 按照活性材料的功能 食品活性包裝可分為 O 2 吸收 釋放包裝 CO 2 吸收 釋放包裝 C 2 H 4 吸收 釋放 包裝 控濕 防霧包裝 抗菌包裝 除味 香味釋放包 裝 紫外線吸收包裝及乙醇釋放包裝等 2 19 可用于果 蔬保鮮的活性包裝主要有 O 2 吸收 釋放包裝 CO 2 吸 收 釋放包裝 C 2 H 4 控制包裝 控濕 防霧包裝及抗菌 包裝等 19 21 2 2 果蔬保鮮活性包裝技術的研究進展 近二十多年來 全球果蔬保鮮活性包裝技術發(fā)展 較為迅速 并已出現(xiàn)了多種形式的商業(yè)化應用 日本 美國和澳大利亞三國的果蔬保鮮活性包裝技術最為 發(fā)達 歐盟次之 我國的果蔬保鮮活性包裝技術落后 于歐美等發(fā)達國家 尚處于研究開發(fā)階段 目前 我國 商業(yè)化應用較為普遍的是 1 甲基環(huán)丙烯 1 MCP 和 SO 2 小袋 2 2 1 O 2 吸收 釋放包裝技術 O 2 吸收 釋放包裝主要是利用脫氧劑部分脫除包 裝內的 O 2 縮短包裝內氣體平衡時間 常見的脫氧劑 有鐵粉 抗壞血酸 兒茶酚 感光染料 酶和不飽和脂 肪酸等 目前 各國學者對此研究較少 這可能與鐵系 脫氧劑在較低溫度下脫氧速率緩慢有關 盛娜 22 研究 了脫氧活性包裝保鮮楊梅試驗 認為優(yōu)化合理的脫氧 活性包裝可有效保持楊梅的硬度和糖度 延長其貨架 期 Charles 等 23 結合蔬菜的呼吸速率 薄膜透氣性和 脫氧劑的動力學方程對蔬菜活性氣調包裝優(yōu)化設計 并 以番茄為研究對象進行驗證 結果表明 脫氧劑可快速 降低包裝內氧氣濃度 較好地抑制了番茄的呼吸速率 2 2 2 CO 2 吸收 釋放包裝技術 在 CO 2 吸收 釋放包裝方面 CO 2 吸收劑一般采 用氫氧化鈣 氫氧化鈉及氧化鈣等強堿或堿金屬氧化 物吸收包裝內多余的 CO 2 消除其對果蔬產品的傷 害 CO 2 釋放劑多采用碳酸鹽或碳酸氫鹽與有機酸反 應的方式釋放 CO 2 抑制果蔬的呼吸作用 CO 2 吸收 劑適合用于保鮮對 CO 2 敏感的果蔬產品 郭風軍 24 研 究了 CO 2 吸收劑 活性炭和氫氧化鈣的混合物 對冬 棗的保鮮效果 結果表明 該活性包裝的保鮮效果好 于普通組 挽口組和 MAP 組 Charles 等 25 研究了 CO 2 吸收劑對菊苣保鮮效果的影響 認為 CO 2 吸收劑脫除 了包裝內的 CO 2 但未延長菊苣的貨架期 通常 CO 2 釋放劑與脫氧劑聯(lián)合使用 可抑制果蔬的呼吸作用 盛娜 22 采用了 CO 2 釋放劑加脫氧劑的活性包裝保鮮 楊梅 以延長楊梅保鮮期 2 2 3 C 2 H 4 控制包裝技術 C 2 H 4 作為一種氣態(tài)的天然植物激素 普遍存在 于各類果蔬產品中 即使較低濃度的 C 2 H 4 也可加速 果蔬的成熟與衰老 特別是番茄 梨 香蕉 桃及獼猴 桃等 8 10 C 2 H 4 控制包裝主要采用 C 2 H 4 吸收劑 競爭 性抑制劑等方式達到保鮮的目的 將高錳酸鉀固定在 氧化鋁 二氧化硅等多孔材料中可制成 C 2 H 4 吸收劑 21 Chamara 等 26 研究了高錳酸鉀制成的乙烯吸收劑對 Kolikuttu 香蕉品質的影響 結果表明 乙烯吸收劑結 合 0 075 mm 厚的 LDPE 薄膜包裝可延長該品種香蕉 的保鮮期 與高錳酸鉀相比 Terry 等 27 研發(fā)的改進 型鈀粉末乙烯吸收劑具有很強的乙烯吸附能力 在 20 相對濕度接近 100 的條件下 乙烯吸附量為 4 162 L g 能快速吸收香蕉 鱷梨產生的乙烯 且在 移除后不影響果蔬的后熟 近年來 將黏土 沸石和 活性炭等多孔物質分散到聚乙烯薄膜中 制成可脫 除乙烯的活性包裝 在美國 澳大利亞 韓國和以色 列等國已有商業(yè)化產品 21 C 2 H 4 競爭性抑制劑是減 少果蔬產品中 C 2 H 4 生成的另一種方式 有效成分主要 為 1 MCP 它與 C 2 H 4 受體的親和力約為 C 2 H 4 的 10倍 所以低濃度 1 MCP 可抑制果蔬內源乙烯的合成 延 長果蔬的后熟與衰老 28 20 世紀 90 年代 Sisler 和 Blankenship 發(fā)現(xiàn) 1 MCP 是 C 2 H 4 抑制劑 而后學者對 1 MCP 進行了大量而深入的研究 并使得 1 MCP 迅 速商業(yè)化 28 2 2 4 控濕 防霧包裝技術 如果貯藏期間包裝內的相對濕度較低 那么果蔬 容易失水萎蔫 保鮮期縮短 如果貯藏期間包裝內的 相對濕度過高 水分容易在包裝材料及果蔬產品表面 凝結 致病微生物極易繁殖生長 導致果蔬產品腐爛 新鮮果蔬產品對包裝內的相對濕度要求較為苛刻 使 郭風軍 等 果蔬保鮮包裝技術及其研究進展 199 保 鮮與加工 Storage and Process 聯(lián)系郵箱 bxyjg 2019 年第 6 期 用硅膠 高嶺土 氧化鈣等干燥劑難以控制濕度 控濕 防霧通常采用由透水層 吸水層和阻水層等多層結構 薄膜或控濕小袋來控制包裝內部的相對濕度 防止包 裝內結露或結霧 主要有氯化鈉 聚丙烯酸鈉 聚乙 烯醇 纖維素 甘油酯類 聚甘油酯類 醇乙氧基化合 物 山梨酸酯類及其乙氧基化合物等親水性材料 29 Patterson 等 30 發(fā)明了一種用于包裝園藝產品的雙層 包裝薄膜 其內層含纖維素或聚乙烯醇等親水材料 外層為阻水高聚物材料 Rux 等 31 研發(fā)了一類由氯化 鈉 發(fā)泡型離聚物和聚乙烯組成的控濕包裝 結果表 明 所有的控濕包裝可將相對濕度控制在 89 8 99 6 但是產品的失重率略高 2 2 5 抗菌包裝技術 新鮮果蔬易遭受病原微生物的侵染而腐爛變質 這是影響果蔬保鮮的重要因素之一 8 抗菌包裝可延 長微生物的生長停滯期或降低活菌數(shù)量 從而抑制或 殺死病原微生物 按照作用機制的不同 抗菌包裝可 分為釋放型 吸收型和固定型 3 種類型 32 通?？咕?包裝由抗菌劑 包裝和果蔬產品組成 其中抗菌劑發(fā) 揮了抗菌功能 抗菌劑種類較多 一般分為無機和有 機兩大類 33 無機抗菌劑主要有抗菌性金屬離子 如銀 鋅和 銅等 金屬氧化物 如 ZnO TiO 2 等 SO 2 及 ClO 2 等 其中 抗菌性金屬離子與微生物的活性酶中心有很強 的結合力 使酶等蛋白質失活 抑制或殺死微生物 TiO 2 則通過光催化產生強氧化物質 殺死微生物 將 銀 鋅或銅加入到具有多孔結構的沸石作為優(yōu)良的抗 菌劑 在日本 這類抗菌劑以 1 3 比例添加到塑料 中制成抗菌塑料包裝薄膜 這既不影響薄膜的透明 度和熱封性 也能表現(xiàn)出良好的抗菌性和乙烯吸附 能力 32 Costa 等 34 采用銀 蒙脫土 Ag MMT 納米顆 粒作為抗菌材料來保鮮水果沙拉 結果表明 Ag MMT 活性包裝可抑制微生物的生長繁殖 有利于延 長水果沙拉的貨架期 SO 2 可抑制霉菌的生長 有效 降低葡萄的采后腐爛率 商業(yè)上 二氧化硫緩釋劑 以 焦亞硫酸鈉為主要成分 常以小袋或襯墊的形式用于 葡萄保鮮 35 ClO 2 是一種廣譜殺菌劑 可破壞微生物 的細胞膜 影響營養(yǎng)物質的運輸 最終殺滅微生物 MicroActive 公司設計的二氧化氯緩釋劑可通過溫濕 度控制二氧化氯的釋放速率 可以以添加粉末 涂層 及混入薄膜等多種方式用于食品保鮮 21 有機抗菌劑包括有機酸 酯及其鹽類 酶 細菌 素 殺菌劑 如苯菌靈 抑霉唑等 聚合物 天然提取 物等 32 Sayanjali 等 36 制備了含有山梨酸鉀的羧甲基 纖維素膜 并對新鮮的阿月渾子進行保鮮試驗 結果 顯示 該薄膜能夠抑制黃曲霉 寄生曲霉的生長 Duran 等 37 以殼聚糖作為乳鏈菌肽 那他霉素 石榴和 葡萄籽提取物的載體用于保鮮草莓 結果表明 那他 霉素 殼聚糖可有效保持 pH 總可溶性固形物和水分 活度 抑制微生物的生長 那他霉素 殼聚糖和石榴籽 提取物 殼聚糖對嗜中溫細菌 酵母菌和霉菌的抑制 效果最好 Ben Yehoshua 等 38 發(fā)現(xiàn) 含有抑霉唑的塑 料薄膜可通過緩釋作用有效地抑制青霉菌 蒂腐病菌 和鏈格孢菌 降低柑橘的腐爛率 且有持續(xù)的抗菌作 用 Sangsuwan 等 39 對比了市售拉伸膜 殼聚糖 甲基 纖維素復合膜和殼聚糖 甲基纖維素 香草醛復合膜 保鮮鮮切甜瓜和菠蘿的效果 認為兩種復合膜均對大 腸桿菌有抑制作用 并能減少接種在甜瓜和菠蘿上的 釀酒酵母的菌落總數(shù) 但是香草醛膜組的 VC 含量明 顯下降 另外 葡萄籽 肉桂 甜胡椒 丁香 百里香 迷 迭香 洋蔥 大蒜 蘿卜 芥菜 辣根及牛至等的天然提 取物也有一定的抑菌活性 40 3 果蔬保鮮智能包裝技術 3 1 果蔬保鮮智能包裝技術的概念 歐盟法規(guī)規(guī)定 智能材料用于監(jiān)控食品包裝內部 條件或外部環(huán)境 19 果蔬保鮮智能包裝技術是一類在 果蔬產品流通與銷售過程中監(jiān)測包裝產品的環(huán)境條 件和獲得果蔬產品的質量與安全信息 并將信息傳遞 給管理者或消費者的包裝技術 2 智能包裝技術主要分為指示標簽技術 射頻識別 技術和傳感器技術等 也可分為診斷或檢測技術和信 息技術等 2 41 指示標簽技術分為溫度指示標簽技術 新鮮度指示標簽技術和氣體指示標簽技術 傳感器技 術分為生物傳感器技術和氣體傳感器技術 41 3 2 果蔬保鮮智能包裝技術的研究進展 3 2 1 指示標簽技術 由微生物或生物化學引起的食品劣變大都遵循 與反應速率和溫度相關的阿倫尼烏斯方程 一般情況 下 時間 溫度指示標簽 Time Temperature Indicators TTIs 技術采用符合阿倫尼烏斯方程的物理或化學反 應使標簽出現(xiàn)機械形變或顏色的位移 變化等不可逆 現(xiàn)象 從而向消費者傳遞所對應食品的品質或剩余貨 架期等信息 通常 TTIs 標簽分為臨界溫度指示標簽 Critical Temperature Indicators CTI 臨界溫度 時間 指示標簽 Critical Temperature Time Integrators CTTI 和時間 溫度指示標簽 Time Temperature Integrators or Indicators 32 200 投 稿平臺 2019 年第 6 期 合理的數(shù)學模型可描述果蔬品質變化與 TTIs 標 簽溫度敏感性反應的動力學關系 實現(xiàn) TTIs 對果蔬 貨架期的匹配 現(xiàn)已有 Innolabel Timestrip R CoolVu Food R CheckPoint R Fresh Check R 和 MonitorMark R 等多個商業(yè)化品牌 但在實際應用上仍存在一定的限 制 Bobelyn 等 42 采用多種數(shù)學模型描述了恒溫和變 溫情況下蘑菇品質變化和市售酶 TTIs 反應的動力學 行為 發(fā)現(xiàn)兩者的反應速率常數(shù)和基礎動力學機制不 盡相同 仍需要進一步優(yōu)化設計 TTIs 以使兩者的動 力學行為相匹配 當?shù)陀谂R界溫度后 部分產品會發(fā) 生冷害甚至凍害 這時需要選擇合理的 CTTI 指示果 蔬的貯藏溫度是否低于臨界溫度 氣體指示標簽技術用于監(jiān)測包裝內部的氣體濃 度 可評估活性包裝的氧氣或二氧化碳吸收劑的效 率 監(jiān)測包裝是否泄漏 41 目前 氧氣指示標簽和二氧 化碳指示標簽應用最為廣泛 氣體指示標簽技術在果 蔬保鮮上應用較少 通常新鮮度指示標簽的原理是基于微生物或果 蔬自身代謝物與指示劑之間的反應 與時間 溫度指 示標簽 氣體指示標簽不同 新鮮度指示標簽直接指 示果蔬產品的質量 43 目前 新鮮度指示標簽技術主 要應用于肉類 水產品和乳制品等 在果蔬產品上的 應用較少 新西蘭的 ripeSense R 新鮮度指示標簽可與 梨果后熟時揮發(fā)出的芳香物質發(fā)生顏色反應 該指示 標簽最初為紅色 隨著梨的后熟逐漸變?yōu)槌壬?最終 變?yōu)辄S色 通過指示標簽的顏色和飲食偏好 消費者 可選擇相應成熟度的梨 43 3 2 2 射頻識別技術 射頻識別 Radio Frequency Identification RFID 技術又稱電子標簽 是目前最先進的數(shù)據(jù)載體技術 44 電子標簽由標簽 閱讀器和天線等部分組成 它分為 主動型和被動型兩種 前者需要電池 電子標簽在果蔬的冷鏈物流監(jiān)測和貨架期預測 方面可能有著很好的應用前景 在歐洲開展此類研究 的機構多達十幾家 45 Jedermann 等 46 通過調整小型 化 RFID 溫度記錄儀 分析了局部偏差量 檢測溫度 梯度 并估算在卡車或集裝箱內進行可靠監(jiān)控所需的 傳感器的最優(yōu)數(shù)量 Potyrailo 等 47 設計了一種對食物 新鮮度和細菌生長具有高靈敏度和選擇性檢測的無 電池 RFID 傳感器 成本相對較低 Vergara 等 48 研發(fā) 的一款帶金屬氧化物傳感器的微型 RFID 閱讀器可 監(jiān)測運輸和銷售過程中的水果變化 Todorovic 等 49 采 用 RFID 技術聯(lián)合集成傳感器方式構建監(jiān)測系統(tǒng) 解 決了運輸中在不打開密封容器的情況下評估密封容 器易腐貨物的狀態(tài) Abad 等 50 設計了一種集成氣體 傳感器和 RFID 的半主動標簽 可監(jiān)測物流中的食品 品質變化 3 2 3 傳感器技術 傳感器技術通過檢測被測物質 并將其信息按照 一定規(guī)律轉換成電信號等形式 實現(xiàn)對被測物質的定 性或定量分析 同時滿足信息的傳輸 處理 存儲 顯 示 記錄和控制等要求 可應用于智能包裝的傳感器 主要有生物傳感器和氣體傳感器 41 生物傳感器以 DNA RNA 酶 抗原或抗體 細胞 器 噬菌體以及微生物等生物組分作為感測裝置 可 用于識別和測量過敏原和目標物質 如糖 氨基酸 醇 類 脂質和核苷酸等 但在果蔬包裝上應用較少 45 近 年來 非破壞性的微型氧氣和二氧化碳等氣體傳感器 成為研究的熱點之一 Von B ltzingsl觟wen 等 51 研發(fā)了 可用于氣調包裝的二氧化碳光學傳感器 結果表明 該傳感器具有較好的穩(wěn)定性 CheckPack 傳感器是一 種光學傳感器 可集成到食品包裝 用于檢測食品的 腐敗程度 通過揮發(fā)性化合物濃度 并檢查食品包裝 的完整性 通過 CO 2 和 O 2 濃度 45 4 展望 隨著當今社會科技和經濟的快速發(fā)展 消費者對 生鮮果蔬品質和安全的要求也在不斷提高 在過去的 幾十年里 果蔬保鮮包裝技術得到了較快的發(fā)展 研 究人員開發(fā)了一系列的技術成果 這促使果蔬保鮮包 裝技術在未來呈現(xiàn)出多元化的發(fā)展趨勢 1 改善包裝材料性能的技術手段多樣化 往往 單一的包裝材料難以滿足實際需求 添加納米尺寸的 填料 物理打孔或復合包裝等手段可適當改善包裝材 料的性能 尋求低成本 高性能的綠色包裝材料替代 傳統(tǒng)包裝材料也是解決這一問題的手段之一 2 氣調包裝理論和計算機輔助設計軟件將深入 發(fā)展 不同的果蔬產品需要特定的氣調參數(shù) 那么必 須根據(jù)果蔬產品的生理特性科學設計氣調包裝 合理 優(yōu)化包裝參數(shù) 52 計算機輔助設計軟件可減少計算 量 降低設計難度 有利于包裝設計方法的推廣 3 活性包裝劑隱形化 果蔬保鮮包裝技術功能 化 將活性包裝劑摻入包裝膜內或貼合到包裝膜上 實現(xiàn)包裝具有抗菌 防霧等特定功能 同時降低消費 者對活性包裝技術的抵觸 32 如將抗菌劑摻入包裝膜 內制成抗菌包裝膜 降低果蔬的腐爛率 延長產品的 貨架期 4 智能包裝技術潛力巨大 未來發(fā)展快速 隨著 郭風軍 等 果蔬保鮮包裝技術及其研究進展 201 保 鮮與加工 Storage and Process 聯(lián)系郵箱 bxyjg 2019 年第 6 期 研究的深入 更多基于新原理研發(fā)的 TTIs 將會出現(xiàn)并 商業(yè)化 油墨技術和印刷技術的進步有助于 RFID 技 術降低成本 實現(xiàn)單個 RFID 具有可追溯 新鮮度 包 裝泄漏監(jiān)測 指示剩余貨架期等多個功能 伴隨電子 技術和包括生物傳感器 免疫診斷學在內的生物技術 的發(fā)展和應用 智能包裝的概念也會發(fā)生新的變化 32 參考文獻 1 PALIYATH G MURR D P HANDA A K et al Postharvest biology and technology of fruits vegetables and flowers M Hoboken Wiley Blackwell 2009 DOI 10 1016 j posthar vbio 2008 11 006 2 徐文達 食品軟包裝新技術 氣調包裝 活性包裝和智能 包裝 M 上海 上?？茖W技術出版社 2009 3 DAINELLI D GONTARD N SPYROPOULOS D et al Active and intelligent food packaging legal aspects and safety concerns J Trends in Food Science Technology 2008 19 103 112 DOI 10 1016 j tifs 2008 09 011 4 BLAKISTONE B A Principles and applications of modified atmosphere packaging of foods M Boston Springer 1999 DOI 10 1007 978 1 4615 6097 5 5 OORAIKUL B STILES M E Modified atmosphere packaging of food M Boston Springer 1991 DOI 10 1007 978 1 4615 2117 4 6 黃俊彥 韓春陽 姜 浩 氣調保鮮包裝技術的應用 J 包 裝工程 2007 28 1 44 48 DOI 10 3969 j issn 1001 3563 2007 01 016 7 TUCKER G S Food preservation and biodeterioration M New Jersey John Wiley Sons 2016 8 田世平 羅云波 王貴禧 等 園藝產品采后生物學基礎 M 北京 科學出版社 2011 9 馬惠玲 宋淑亞 馬艷萍 等 自發(fā)氣調包裝對核桃青果的 保鮮效應 J 農業(yè)工程學報 2012 28 2 262 267 DOI 10 3969 j issn 1002 6819 2012 02 045 10 羅云波 蔡同一 生吉平 等 園藝產品貯藏加工學 貯藏篇 M 北京 中國農業(yè)大學出版社 2001 11 ARVANITOYANNIS I Modified atmosphere and active pac kaging technologies M Boca Raton CRC Press 2012 12 羅自生 葉輕飏 李棟棟 納米二氧化鈦改性 LDPE 薄膜包 裝對草莓品質的影響 J 現(xiàn)代食品科技 2013 29 10 2340 2344 13 SERRANO M MARTINEZ ROMERO D GUILL魪N F et al Maintenance of broccoli quality and functional properties during cold storage as affected by modified atmosphere pac kaging J Postharvest Biology and Technology 2006 39 1 61 68 DOI 10 1016 j postharvbio 2005 08 004 14 盧立新 果蔬氣調包裝理論研究進展 J 農業(yè)工程學報 2005 21 7 175 180 DOI 10 3321 j issn 1002 6819 2005 07 040 15 段華偉 鮮果氣調包裝的理論與試驗研究 D 南京 江南 大學 2010 16 萬 森 菠菜氣調包裝數(shù)學模型的理論與試驗研究 D 天 津 天津科技大學 2012 17 CASTELLANOS D A CERISUELO J P HERNANDEZ MU譙OZ P et al Modelling the evolution of O 2 and CO 2 concentrations in MAP of a fresh product Application to tomato J Journal of Food Engineering 2016 168 84 95 DOI 10 1016 j jfoodeng 2015 07 019 18 MAHAJAN P V OLIVEIRA F A R MONTANEZ J C et al Development of user friendly software for design 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