CN114258946A - 一种气调冷藏保鲜叶菜类蔬菜的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种气调冷藏保鲜叶菜类蔬菜的方法，属于蔬菜保鲜领域，解决了现有气调保鲜技术中气调库保鲜产品单一且成本高，薄膜袋气调保鲜时间不够长的技术问题。所述方法为将叶菜类蔬菜采摘，挑选，预冷，装袋，抽气，充入CO2，O2，N2三种气体组成的混合气体进行气调包装，密封，冷藏。本发明气调包装中CO2浓度为2～5％、O2浓度为6～14％、N2浓度为81～92％，冷藏温度为0～3℃，通过气调包装和低温冷藏相互配合，有效延缓了叶菜类蔬菜的变黄、萎蔫和腐烂变质现象，将叶菜类蔬菜的保鲜期延长至50天以上。且本发明叶菜类蔬菜包装后不需要对冷库的湿度进行调节控制，设备要求低，节约了设备和管理人工成本，简化了贮藏保鲜工艺。
Description
技术领域
本发明属于蔬菜保鲜技术领域，具体涉及一种气调冷藏保鲜叶菜类蔬菜的方法。
背景技术
叶菜类蔬菜富含胡萝卜素、叶黄素等维生素，钙、镁、钾等矿物质，还含有丰富的膳食纤维，因此常食叶菜类蔬菜能够保护视力，预防心脑血管疾病，有助于控制体重等，深受广大消费者的喜爱。然而由于叶菜类蔬菜新陈代谢的营养器官是叶片，其具有薄而扁平的结构和众多的气孔，适合于气体交换和水分蒸发，因此，旺盛的呼吸作用和水分蒸发使得叶菜类蔬菜采后很快发生代谢失常，具体表现为黄化、萎蔫和腐败变质。因此，研究叶菜类蔬菜的贮藏保鲜技术已经成为其生产运输中亟待解决的问题。
叶菜类蔬菜贮藏保鲜主要防止蔬菜变黄、萎蔫、腐败变质等现象发生。叶菜类蔬菜保鲜方法多种多样，主要分为机械冷藏和气调冷藏。气调冷藏是在冷藏条件下调节气体贮藏(controlled atmosphere storage)，简称气调贮藏(CA)，通过降低贮藏环境空气中O2分压和提高CO2分压，抑制果蔬和微生物的代谢活动。一般置于气调库或薄膜袋中气调，但气调库贮藏产品单一，造价高，主要用于苹果等需要长期贮藏的大宗商品，薄膜袋中气调保鲜应用更灵活，通过包装内自发气调或充入适合比例的气体如低O2高CO2达到保鲜效果。
因此，提供一种安全、低成本、保鲜效果好、贮藏时间长的叶菜类蔬菜保鲜方法，减少叶菜类蔬菜变黄、萎蔫、腐败现象，延长保鲜期，具有重要意义。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种气调冷藏保鲜叶菜类蔬菜的方法，为了解决现有气调保鲜技术中气调库保鲜产品单一且成本高，薄膜袋气调保鲜时间不够长的技术问题。本发明的方法能够延缓叶菜类蔬菜变黄、萎蔫、腐败，从而延长叶菜类蔬菜的保鲜期。
本发明的目的采用以下技术方案实现：
一种气调冷藏保鲜叶菜类蔬菜的方法，方法包括以下步骤：
步骤1选菜，在采摘时段对蔬菜进行采摘并挑选；
步骤2预冷，对步骤1选好的蔬菜在预冷条件下进行预冷储藏；
步骤3装袋，对步骤2中预冷储藏的蔬菜装袋处理；
步骤4抽气，对步骤3中装有蔬菜的袋子抽气；
步骤5充气，对步骤4抽气处理后的袋子内充入CO2，O2，N2三种气体组成的混合气体进行气调包装；
步骤6密封，对步骤5充气且气调包装后的袋子扎口密封；
步骤7冷藏，对步骤6密封好的袋子内蔬菜在冷藏温度下进行保存，以延长叶菜类蔬菜保鲜期。
优选地，方法适应的叶菜类蔬菜包括油麦菜、上海青、菜心、韭菜、小白菜、和西芹。
优选地，步骤1中的采摘时段为清晨无露水或傍晚时段。
优选地，步骤2中的预冷条件为温度0～3℃、湿度80～95％的环境中预冷 12～24h。
优选地，步骤3中采用聚乙烯薄膜袋对蔬菜装袋处理。
优选地，所述聚乙烯薄膜袋的O2透气率为3900-13000(ml/m2·24h·0.1MPa)，厚度为20～70μm。
优选地，聚乙烯薄膜袋是通过以下步骤获得的：将淀粉和水在温度为 60-80℃的条件下搅拌混合，得到淀粉水溶液，保持温度为60-80℃，向淀粉水溶液中加入壳聚糖和羧甲基纤维素，混合30-50min后停止加热，再加入聚乙烯树脂、硬脂酰胺和抗氧剂，充分混合均匀后经进料系统进入的单螺旋杆挤出吹塑机，在温度为160℃-180℃的条件下吹塑成膜。
优选地，所述淀粉水溶液中淀粉的重量份数为10-20％。
优选地，所述聚乙烯薄膜袋内放置有吸附剂，所述吸附剂包括以下重量份数的原料：活性炭10-20份、硅藻土20-30份、高锰酸钾10-15份和碳酸钙10-20 份。
优选地，所述吸附剂是通过以下步骤获得的：将高锰酸钾配制成重量份数为30-40％的高锰酸钾溶液，将硅藻土加热至60-80℃，然后置于高锰酸钾溶液中浸泡60-90min，过滤后在30-40℃将硅藻土烘干，得到改性的硅藻土，将改性硅藻土、活性炭和碳酸钙充分混合后置于无纺布袋内。
聚乙烯薄膜袋采用聚乙烯为树脂为主要原料，再添加淀粉水溶液、羧甲基纤维素、壳聚糖、硬脂酰胺和抗氧剂，得到的聚乙烯薄膜袋具有良好的杀菌、防腐和抗氧化性能。
同时在聚乙烯薄膜袋内加入吸附剂，可以吸附袋内的乙烯，避免长时间保存之后聚乙烯薄膜袋内的气体成分发生改变，即使冷链失效也能够减缓产品的腐烂。高温处理后的硅藻土能够吸附更多的高锰酸钾溶液，再添加活性炭和碳酸钙能够吸附乙烯和水汽。
优选地，步骤4为用气调包装机抽气1～9s。该抽气时间应该与袋子大小相对应，可根据实际情况相应的调整。
优选地，步骤5中CO2浓度为2～5％、O2浓度为6～14％、N2浓度为81～92％。
优选地，步骤7中冷藏温度为0～3℃。
优选地，袋中充入CO2和O2的体积浓度关系为满足式1或式2：
其中，VCO2为二氧化碳体积浓度；VO2为氧气体积浓度；
式1优度：SSE:1.638；R-square:0.9551；Adjusted R-square:0.9535； RMSE:0.2419；在可接受的氧气范围内，二氧化碳范围为1.3～7.1；
式2优度：SSE:27.25；R-square:0.9562；Adjusted R-square:0.9547；RMSE:0.9866；在可接受的二氧化碳范围内，氧气范围为0.01～22.05。
其中，优度是指拟合效果的评价，SSE为评价指标，R-Squared为拟合优度，Adjusted R-square为校正决定系数，MSE为均方误差，RMES为均方根误差， SSE-The sumofsquares due to error为误差平方和，MAE为平均绝对误差。
优选地，在步骤6与步骤7之间，将气调包装后的蔬菜扎口密封后，抽检一定比例的包装袋，进行气体泄漏率检测，在气体泄漏率的检测结果符合预定要求的情况下，再进行冷藏保存步骤。
优选地，进行气体泄漏率检测具体包括以下步骤：
①建立基于包装袋体的气体泄漏率检测装置的模型，基于包装袋体的气体泄漏率检测装置的模型，包括摄像装置、挤压装置、提升装置；
②将待检测的蔬菜包装袋体放置在检测装置模型的挤压装置上，挤压装置检测出包装袋体挤压工作前的压力传感值为n1，摄像装置在挤压开始前所检测到包装袋体的最大横截面积为s1；
③提升装置将挤压装置向上提升，提升至预设位置时停止，挤压装置检测出包装袋体挤压工作后的压力传感值为n2，摄像装置在挤压结束后所检测到包装袋体的最大横截面积为s2；
④通过建立模型可知气体泄漏率Y，Y＝(1-n2s1/n1s2)×100％；
⑤对抽检的每个包装袋体的气体泄漏率进行区别分类，在环境相同、小包装充入气体相同、大包装充入气体相同、各种外界因素均相同时，将气体泄漏率的检测结果分为优秀、合格、不合格三种。
优选地，抽检一定比例的包装袋为抽检所有包装袋中1-10％的包装袋。
优选地，抽检一定比例的包装袋为抽检所有包装袋中2-8％的包装袋。
更为优选地，抽检一定比例的包装袋为抽检所有包装袋中5％的包装袋。
优选地，气体泄漏率的检测结果符合预定要求具体为，所抽检的包装袋中 92-98％以上的包装袋的检测结果为合格。
优选地，气体泄漏率的检测结果符合预定要求具体为，所抽检的包装袋中 90-95％以上的包装袋的检测结果为优秀。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
1、本发明叶菜类蔬菜包装后不需要对冷库的湿度进行调节控制，设备要求低，节约了设备和管理人工成本，简化了贮藏保鲜工艺。
2、本发明在气调包装之前先进行抽气处理，能更好地保证袋内各气体比例，从而达到更好的保鲜效果。
3、本发明对气调参数进行优化，保鲜效果更好，将韭菜保鲜期延长至37 天，其他蔬菜保鲜期延长至50天，取得了预料不到的技术效果。
4、本发明将叶菜类蔬菜预冷后置于聚乙烯薄膜袋内进行气调冷藏贮藏保鲜，简单易操作，便于贮藏运输，有效延长了保鲜期，更有利于应用和推广。
5、本发明对包装袋的气体泄漏率进行抽检分析，根据气体泄漏率的检测结果，确定是否进行冷藏步骤，更为有效地确保蔬菜气调冷藏保鲜的效果。
附图说明
图1为本发明基于包装袋体的气体泄漏率检测装置的模型结构示意图；
图2为本发明摄像装置的模型结构示意图；
图3为本发明挤压装置的模型结构示意图；
图4为本发明提升装置的模型结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种气调冷藏保鲜叶菜类蔬菜的方法，按照如下步骤进行：
(1)在一天中温度较低的时间如清晨无露水或傍晚时采摘新鲜叶菜类蔬菜，挑选；
(2)在温度0～3℃、湿度80～95％的环境中预冷12～24h；
(3)将其装入聚乙烯薄膜袋中；聚乙烯薄膜袋是通过以下步骤获得的：将淀粉和水在温度为60-80℃的条件下搅拌混合，得到淀粉水溶液，保持温度为 60-80℃，向淀粉水溶液中加入壳聚糖和羧甲基纤维素，混合30-50min后停止加热，再加入聚乙烯树脂、硬脂酰胺和抗氧剂，充分混合均匀后经进料系统进入的单螺旋杆挤出吹塑机，在温度为160℃-180℃的条件下吹塑成膜。所述淀粉水溶液中淀粉的重量份数为10-20％。
所述聚乙烯薄膜袋内放置有吸附剂，所述吸附剂包括以下重量份数的原料：活性炭15份、硅藻土26份、高锰酸钾12份和碳酸钙15份。所述吸附剂是通过以下步骤获得的：将高锰酸钾配制成重量份数为30-40％的高锰酸钾溶液，将硅藻土加热至60-80℃，然后置于高锰酸钾溶液中浸泡60-90min，过滤后在 30-40℃将硅藻土烘干，得到改性的硅藻土，将改性硅藻土、活性炭和碳酸钙充分混合后置于无纺布袋内。
(4)用气调包装机抽气1～9s；
(5)充入CO2，O2，N2三种气体组成的混合气体进行气调包装，其中CO2浓度为2～5％、O2浓度为6～14％、N2浓度81～92％；
(6)将气调包装后的叶菜类蔬菜扎口密封；
(7)置于0～3℃冷藏。
实验测试例
一、实验概况
测试对象：气调包装贮藏的蔬菜；测试地点：上海。
为测定蔬菜的保鲜期，第一批菜分别在包装好贮藏30天、37天、44天、 50天、57天后采集蔬菜样品，测定腐烂率。第二批次菜根据贮藏情况定期测定腐烂率。
二、实验方法
2.1实验仪器
电子称，相机等。
2.2方法
2.2.1测定腐烂率
定期从试验样品里按品种抽取蔬菜3个平行样，测定完好菜重量、腐烂菜重量，单位：kg，计算得到腐烂率。
腐烂率＝腐烂菜重量/(腐烂菜重量+完好菜重量)*100％。
保鲜期定义为腐烂率不超过5％。
2.2.2记录保鲜效果
对样品拍照记录保鲜状况，同时观察记录蔬菜外观保鲜状态。
2.2.3样品准备
蔬菜经过挑选，在冷库中预冷至1℃，然后将其装在聚乙烯薄膜袋中，用气调包装机抽气5s后，再充入一定比例的CO2、O2、N2气体进行气调包装，最后将气调包装后的蔬菜置于温度为2℃的冷库中进行冷藏。
三、贮藏效果
分别在30天、37天、44天、50天、57天测定第一批蔬菜的腐烂率，结果见表1。
表1蔬菜腐烂率/保鲜期汇总表
从表1能够看出，本发明的方法对油麦菜、上海青、菜心、韭菜、小白菜、西芹均具有较好的贮藏保鲜效果，除了韭菜的保鲜期为37天外，其余种类的叶菜类蔬菜均达到了50天以上的保鲜期，这说明本发明的保鲜方法具有普适性，便于推广应用。另外，从小白菜的实施例1和实施例2来看，同样的气调包装条件下，小包装(500g)的保鲜效果好于大包装(2kg)。
实施例2
一种气调冷藏保鲜叶菜类蔬菜的方法，按照如下步骤进行：
(1)在一天中温度较低的时间如清晨无露水或傍晚时采摘新鲜叶菜类蔬菜，挑选；
(2)在温度0～3℃、湿度80～95％的环境中预冷12～24h；
(3)将其装入聚乙烯薄膜袋中；聚乙烯薄膜袋是通过以下步骤获得的：将淀粉和水在温度为60-80℃的条件下搅拌混合，得到淀粉水溶液，保持温度为 60-80℃，向淀粉水溶液中加入壳聚糖和羧甲基纤维素，混合30-50min后停止加热，再加入聚乙烯树脂、硬脂酰胺和抗氧剂，充分混合均匀后经进料系统进入的单螺旋杆挤出吹塑机，在温度为160℃-180℃的条件下吹塑成膜。所述淀粉水溶液中淀粉的重量份数为10-20％。
所述聚乙烯薄膜袋内放置有吸附剂，所述吸附剂包括以下重量份数的原料：活性炭15份、硅藻土26份、高锰酸钾12份和碳酸钙15份。所述吸附剂是通过以下步骤获得的：将高锰酸钾配制成重量份数为30-40％的高锰酸钾溶液，将硅藻土加热至60-80℃，然后置于高锰酸钾溶液中浸泡60-90min，过滤后在 30-40℃将硅藻土烘干，得到改性的硅藻土，将改性硅藻土、活性炭和碳酸钙充分混合后置于无纺布袋内。
(4)用气调包装机抽气1～9s；
(5)充入CO2，O2，N2三种气体组成的混合气体进行气调包装，其中CO2浓度为2～5％、O2浓度为6～14％、N2浓度81～92％；
(6)将气调包装后的叶菜类蔬菜扎口密封；
(7)抽检一定比例的包装袋，进行气体泄漏率检测；
(8)若气体泄漏率的检测结果符合预定要求，置于0～3℃冷藏。
根据步骤(7)对蔬菜包装袋体的气体泄漏率进行检测分析，采用自行研发设计的基于包装袋体的气体泄漏率检测装置，如图1、图2、图3、图4所示，所述的基于包装袋体的气体泄漏率检测装置，包括摄像装置1、挤压装置2、提升装置3。
所述摄像装置1位于挤压装置2正上方，包括高清摄像头11、摄像头连接板12、可调节连接板13，所述高清摄像头11安装在摄像头连接板12的一端，所述摄像头连接板12另一端与可调节连接板13连接，所述可调节连接板13上端设置多组连接孔，摄像头连接板12可根据实际需求更换连接位置从而调整高清摄像头11的高度，高度位置的改变，所监控的区域范围也相应改变，高清摄像头11将所录制到的视频、检测到的横截面积进行处理，并传至信息终端，定义：
挤压工作开始前摄像装置1所检测到包装袋体的最大横截面积：s1；
挤压工作结束后摄像装置1所检测到包装袋体的最大横截面积：s2；
所述挤压装置2包括上侧固定挡板21、上侧固定柱22、底板23、底座24、伸缩稳定柱25、伸缩连接板26、链条连接块27、挤压固定柱28、挤压板29，所述上侧固定挡板21设置在挤压装置2最上端，并且下表面与上侧固定柱22 上端连接，所述上侧固定柱22下端设置在底板23上，所述底板23对应伸缩稳定柱25的运动轨迹开设三个通孔，且通孔直径大于伸缩稳定柱25的直径，所述底座24有四个分别设置在底板23的四个角落，所述伸缩稳定柱25设置有三个，且下部可在底板23开设的三个通孔内上下滑动，最上端设置在伸缩连接板 26上，所述链条连接块27设置在伸缩连接板26左右两侧，并且与链条组33连接，所述挤压固定柱28下部设置在伸缩连接板26上，上部设置在挤压板29上，内部设有压力传感器，并与挤压板29连接实时监控挤压板29上的压力值且传输至信息终端进行分析，包装袋体放置后的挤压固定柱28中压力传感值为n1，即包装袋体挤压前的压力传感值为n1。
所述提升装置3包括固定双门架31、上链轮组32、链条组33、下链轮组34、驱动减速箱35、固定轴承座36，所述固定双门架31有两个相对设置，并且下部固定在底板23的左右两侧，上部与上链条组33连接位置设有轴承固定孔，内部放置轴承，所述上链条组33中有两个链轮分别与固定双门架31的轴承固定孔连接，所述下链轮组34中有两个链轮，一个与驱动减速箱35的输出端连接，另一个与固定轴承座36连接，所述驱动减速箱35通过两侧耳板固定在底板23的左侧，驱动减速箱35设置有电机，且内部有齿轮组，所述固定轴承座36固定在底板23右侧，且上部设置有轴承固定孔，与下链轮组34的链轮连接。
该基于包装袋体的气体泄漏率检测装置的工作原理如下：将待检测盛放有蔬菜的包装袋体放置在上侧固定挡板21的上表面，由摄像装置1记录工作开始前摄像装置1所检测到包装袋体的最大横截面积为s1，然后将包装袋体放置在挤压板29上方居中位置，驱动减速箱35的电机通电旋转工作，带动下链轮组 34转动，下链轮组34将动力由链条组33传递给上链轮组32，与上链轮组32 连接的链条连接块27跟随链条组33的运动轨迹而带动伸缩连接板26上下运动，伸缩稳定柱25保证上方整体结构运动时的稳定，伸缩稳定柱25对应的底板23 上的通孔起到了限制并运动轨迹的作用，挤压固定柱28将挤压板29与伸缩连接板26牢固的连接在一起，内部设有压力传感器，并与挤压板29连接，实时监控挤压板29上的压力值且传输至信息终端进行分析，驱动减速箱35的电机旋转驱使挤压板29向上运动，挤压至预设位置后停止，驱动减速箱35自锁，需要注意的是挤压装置2并不能在链条组33上任意位置活动，活动范围仅限制在上链轮组32一侧水平线位置与下链轮组34同样一侧水平线位置的上下高度，由摄像装置1记录工作结束后摄像装置1所检测到包装袋体的最大横截面积为s2，挤压固定柱28中压力传感值为n2，即包装袋体挤压后的压力传感值为n2，记录完成后挤压板29下降取出包装袋体。
为通过基于包装袋体的气体泄漏率检测装置计算得出气体泄漏率Y，所需公式计算方法如下：
现已知：
工作开始前摄像装置1所检测到包装袋体的最大横截面积：s1；
工作结束后摄像装置1所检测到包装袋体的最大横截面积：s2；
包装袋体工作前的压力传感值为n1；
包装袋体工作后的压力传感值为n2；
Y＝(1-n2s1/n1s2)×100％
根据每个包装袋体的气体泄漏率还可以进行区别分类，在环境相同、小包装充入气体相同、大包装充入气体相同、各种外界因素均相同时，如表2所示：
表2气体泄漏率评分标准
抽检一定比例的包装袋，具体可以为抽检所有包装袋中1-10％的包装袋，优选地，抽检所有包装袋中2-8％的包装袋，更为优选地，抽检所有包装袋中5％的包装袋。气体泄漏率的检测结果符合预定要求，具体为，所抽检的包装袋中92-98％以上的包装袋的检测结果为合格。或者气体泄漏率的检测结果符合预定要求，具体为，所抽检的包装袋中90-95％以上的包装袋的检测结果为优秀。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种气调冷藏保鲜叶菜类蔬菜的方法，其特征在于，方法包括以下步骤：
步骤1选菜，在采摘时段对蔬菜进行采摘并挑选；
步骤2预冷，对步骤1选好的蔬菜在预冷条件下进行预冷储藏；
步骤3装袋，对步骤2中预冷储藏的蔬菜装袋处理；
步骤4抽气，对步骤3中装有蔬菜的袋子抽气；
步骤5充气，对步骤4抽气处理后的袋子内充入CO2，O2，N2三种气体组成的混合气体进行气调包装；
步骤6密封，对步骤5充气且气调包装后的袋子扎口密封；
步骤7冷藏，对步骤6密封好的袋子内蔬菜在冷藏温度下进行保存，以延长叶菜类蔬菜保鲜期。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：方法适应的叶菜类蔬菜包括油麦菜、上海青、菜心、韭菜、小白菜和西芹。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤1中的采摘时段为清晨无露水或傍晚时段。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤2中的预冷条件为温度0～3℃、湿度80～95％的环境中预冷12～24h。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤3中采用聚乙烯薄膜袋对蔬菜装袋处理。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述聚乙烯薄膜袋的O2透气率为3900-13000(ml/m2·24h·0.1MPa)，厚度为20～70μm。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤4为用气调包装机抽气1～9s。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤5中CO2浓度为2～5％、O2浓度为6～14％、N2浓度为81～92％。
9.根据权利要求1或8所述的方法，其特征在于：袋中充入CO2和O2的体积浓度关系为：
其中，
为二氧化碳体积浓度；
为氧气体积浓度；且在可接受的氧气范围内，二氧化碳范围为1.3～7.1。
10.根据权利要求1或8所述的方法，其特征在于：袋中充入O2和CO2的体积浓度关系为：
其中，
为二氧化碳体积浓度；
为氧气体积浓度；在可接受的二氧化碳范围内，氧气范围为0.01～22.05。
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