我國地域遼闊，南北氣候差異明顯，果蔬資源豐富，但我國80％以上的果蔬以常溫物流或自然狀態(tài)物流為主，缺乏高效、實用、節(jié)能、安全的果蔬保鮮技術(shù)和裝置，使得果蔬采后損失達生產(chǎn)總量的20％～30％；再加上采后商品化處理技術(shù)落后，果蔬商品化處置率不足30％，造成農(nóng)副產(chǎn)品資源的極大浪費；另外，果蔬物流配送體系發(fā)展滯后等因素也都制約著我國果蔬的發(fā)展。因此，為了更好的維持果蔬的品質(zhì)和特性，降低季節(jié)性、地域性等外界環(huán)境條件的限制，提高產(chǎn)品經(jīng)濟效益，延長產(chǎn)品的貨架期，人們采用了各種技術(shù)方法，如低溫冷藏技術(shù)、涂膜保鮮技術(shù)、氣調(diào)包裝、化學(xué)保鮮技術(shù)等方法，來盡可能地延長果蔬貨架期的保鮮技術(shù)以滿足消費者對果蔬營養(yǎng)、美味、安全等方面的需要。
一、氣調(diào)包裝
（一）概述
氣調(diào)貯藏被稱為農(nóng)產(chǎn)品保鮮領(lǐng)域的第二次革命，其最早在農(nóng)業(yè)方面應(yīng)用的記載是羅馬時代采用地窖貯存玉米，他們利用地窖能夠形成低氧環(huán)境來抵制害蟲的生存；而現(xiàn)代氣調(diào)科學(xué)始于1819年，法國人J.E.Berdard發(fā)現(xiàn)低O2高CO2可延緩果品的后熟，此研究雖引起來科學(xué)界的注意但未獲得商業(yè)上的應(yīng)用；此后1916年和1918年，英國人F.Kidd和C.West分別研究了氣體成分對白芥種子和蘋果的影響并于1927年發(fā)表了稱為氣體貯藏的經(jīng)典研究；20世紀40年代之后各國迅速發(fā)展氣調(diào)貯藏果蔬。20世紀40年代，加拿大人Phinip首先將氣體貯藏改為氣調(diào)貯藏，簡稱CA貯藏（Controlled ATmosphere Storage）。后來又出現(xiàn)了利用包裝、薄膜等材料通過呼吸降低O2升高CO2的方法即自發(fā)性氣調(diào)包裝貯藏，簡稱為MAP。目前已在世界范圍內(nèi)使用，如英國的MAP保鮮魚已占MAP保鮮食品零售的10％；西歐和北歐在超市就可以買到各種MAP保鮮的新鮮魚；美國采用氣調(diào)貯藏蘋果的量占整個貯藏量的44％，而英國則達到80％。我國的氣調(diào)貯藏應(yīng)用歷史記載最早于公元11世紀用于荔枝、蘋果、葡萄等竹節(jié)、壇、窖貯藏。新中國成立后，我國分別于1956年、1960年、1973年對荔枝、香蕉、蘋果等方面進行了氣調(diào)研究，于1978年先后在北京、大連、青島等地建立了機械氣調(diào)庫，并于1988年由國家農(nóng)產(chǎn)品保鮮工程技術(shù)中心開發(fā)了果蔬專用PVC保鮮膜，實際應(yīng)用于蘋果、葡萄、黃瓜、蒜薹等產(chǎn)品的保鮮包裝。
氣調(diào)保鮮包含如下兩種形式。
一是氣調(diào)貯藏（CA）：適合果蔬大批量長期貯藏保鮮。工程表現(xiàn)形式是大容量的定點氣調(diào)庫或氣調(diào)集裝箱。氣調(diào)貯藏是指通過對調(diào)庫或氣調(diào)集裝箱內(nèi)氣體進行恒定的控制，并通過機械裝置和儀器來控制混合氣體的成分來實現(xiàn)的。經(jīng)過多年的研究，目前其主要技術(shù)機理與工程應(yīng)用已比較成熟。
二是氣調(diào)包裝（Modified ATmosphere Packaging），簡稱為MAP，適合長途運輸或作小包裝銷售，其定義為“在能阻止氣體進出的材料中調(diào)節(jié)食品氣體環(huán)境的包裝技術(shù)”。對于果蔬來說則是指根據(jù)果蔬產(chǎn)品的生理特性不同，采用透氣和透濕率不同的塑料膜或者容器來包裝果蔬，通過自發(fā)調(diào)節(jié)包裝內(nèi)氣體的比例來達到控制果蔬的呼吸速率，延長保鮮期和貨架期的目的。氣調(diào)包裝技術(shù)為果蔬保鮮銷售開辟了新的途徑。它不僅解決了高溫高壓、真空包裝食品的品質(zhì)劣化問題，而且也克服了冷藏、冷凍食品的貨架期短、流通成本高等缺點，同時包裝外觀好，對運輸保存、貨架展示以及產(chǎn)品銷售的增值能力等方面都有幫助。氣調(diào)包裝作為果蔬的流通包裝，具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、保鮮效果良好的特點，是一般包裝及其他保鮮包裝無法比擬的。越來越多的產(chǎn)品可以使用氣調(diào)包裝處理。
（二）氣調(diào)包裝的機理和特點
目前，氣調(diào)保鮮被認為是國際上最有效最先進的果蔬保鮮方法之一，其主要機理是：在維持果蔬生理狀態(tài)的情況下，控制環(huán)境中氣體成分。通常降低氧氣濃度和提高二氧化碳濃度，來抑制果蔬的呼吸強度，減少果蔬體內(nèi)物質(zhì)消耗，從而達到延緩果蔬衰老，延長貨架、貯藏期，使其更持久的保持新鮮和可食狀態(tài)。它的主要特點如下。
（1）能夠保持果蔬的穩(wěn)定性。在氣調(diào)貯藏環(huán)境中，通過調(diào)節(jié)各組成氣體的濃度，來降低果蔬產(chǎn)品的呼吸強度和乙烯的生成率，達到推遲果蔬后熟和衰老的目的，從而保持了果蔬產(chǎn)品的穩(wěn)定性。
（2）提高產(chǎn)品品質(zhì)，延長貨架期。在貯藏環(huán)境中，氣調(diào)包裝可以降低果蔬的生理代謝程度，減少營養(yǎng)物質(zhì)和能量的消耗，增強果蔬抵抗微生物作用的能力，從而使被包裝的果蔬能夠減少營養(yǎng)物質(zhì)的損耗，最大限度地保留原有的營養(yǎng)價值，提高產(chǎn)品質(zhì)量，延長其貯藏期。
（3）可以使果蔬包裝美觀，便于流通，且果蔬包裝方法更靈活，結(jié)構(gòu)簡單，成本低，從而提高經(jīng)濟效益。
（4）有利于無污染綠色食品的開發(fā)。產(chǎn)品在氣調(diào)貯藏過程中，無需采用任何化學(xué)藥物處理，且貯藏環(huán)境中的氣體成分組成與空氣相近，果蔬不會產(chǎn)生有害的物質(zhì)，從而更適應(yīng)現(xiàn)代人們要求的綠色食品，避免在包裝過程中對產(chǎn)品產(chǎn)生的污染。
因此，近年來氣調(diào)保鮮技術(shù)越來越受到人們的重視，已成為世界各國所公認的一種果蔬保鮮方法。
（三）果蔬氣調(diào)包裝的建立方式
果蔬氣調(diào)包裝內(nèi)氣調(diào)的建立有主動氣調(diào)和被動氣調(diào)兩種方式。
1．主動氣調(diào)
主動氣調(diào)是人為地建立果蔬氣調(diào)包裝所需的最佳氣調(diào)環(huán)境。其又分為2種：一種是將果蔬放入包裝內(nèi)，抽出其內(nèi)部空氣后再充入適合此種果蔬氣調(diào)保鮮的低O2和高CO2的混合氣體或充入N2稀釋包裝內(nèi)的殘余O2，得到低O2的氣調(diào)環(huán)境，然后密封；另一種是在包裝內(nèi)充入O2、CO2、乙烯的吸附劑或含有吸收劑的功能性塑料薄膜，快速建立低O2與高CO2的氣調(diào)環(huán)境，并消除乙烯氣體。主動氣調(diào)包裝建立氣調(diào)平衡是通過塑料薄膜與大氣之間的氣體交換來完成的。主動氣調(diào)包裝的優(yōu)點是可根據(jù)果蔬呼吸特性，充入合適的低O2和高CO2混合氣體，立即建立所需的氣調(diào)環(huán)境；缺點是需要增加配氣裝置而使包裝成本有了一定的增加。
2．被動氣調(diào)
被動氣調(diào)和主動氣調(diào)不一樣，其主要是利用果蔬呼吸作用消耗O2，產(chǎn)生CO2，逐漸構(gòu)成低O2與高CO2的氣調(diào)環(huán)境，并通過包裝容器與大氣之間氣體交換維持包裝內(nèi)的氣調(diào)環(huán)境。如果果蔬的呼吸速度與薄膜的透氣率相匹配，包裝內(nèi)將會被動地建立一個有利于果蔬儲藏的氣調(diào)環(huán)境。如果所選擇薄膜的透氣率不足，包裝內(nèi)將能被動地建立一個有害于果蔬儲藏的厭O2氣調(diào)或有害的高CO2濃度。被動氣調(diào)包裝的優(yōu)點是包裝成本較低且操作簡單，技術(shù)要求低，但對果蔬呼吸與塑料薄膜透氣性間的配合要求高，建立最佳氣調(diào)的時間較為緩慢，需在果蔬不產(chǎn)生厭氧呼吸或形成過高的CO2之前建立氣調(diào)，才能起到相應(yīng)的保護作用。
（四）影響氣調(diào)包裝質(zhì)量的因素
氣調(diào)包裝的效果和質(zhì)量取決于包裝容器內(nèi)氣體成分、溫濕度的調(diào)節(jié)。它受多種因素的影響，主要包括果蔬產(chǎn)品的物理和生理特性、外界氣調(diào)包裝環(huán)境、貯運環(huán)境等因素的影響。
1．果蔬產(chǎn)品的物理和生理特性
（1）果蔬呼吸所允許的氣體濃度。氣調(diào)包裝目的之一是降低果蔬呼吸速率。當(dāng)O2濃度降到8％以下和CO2升高到1％時果蔬呼吸速度會有敏感的變化。如果O2濃度降低或CO2濃度升高超過某種果蔬所允許的范圍，將會產(chǎn)生厭氧呼吸或因CO2濃度升高而引起的生理損傷。無氧呼吸是果蔬在不良條件下的自救方式，呼吸產(chǎn)物是酒精，再進一步氧化成乙醛、乳酸等產(chǎn)物，若組織中這些產(chǎn)物積累過多，則將導(dǎo)致細胞中毒死亡。無氧呼吸產(chǎn)生的熱量為有氧呼吸的2.5％，果蔬為了獲得維持生命活動的足夠熱量就必須分解更多的有機物質(zhì)，積累更多的毒副產(chǎn)物，從而加速組織衰老、死亡。果蔬出現(xiàn)無氧呼吸有兩種情況，一種是貯藏環(huán)境如塑料袋內(nèi)O2的濃度低于臨界指標(biāo)；另一種是環(huán)境不缺氧，但由于組織結(jié)構(gòu)原因，也能產(chǎn)生無氧傷害。如薯類，內(nèi)層組織處在氣體交換比較困難的位置，經(jīng)常缺氧。故果蔬氣調(diào)包裝應(yīng)始終保證包裝內(nèi)的氣體濃度不超出果蔬呼吸所允許的極限范圍。表5-6為常見果蔬允許的最低O2和最高CO2濃度。
果蔬氣調(diào)包裝另一目的是通過降低呼吸速度使植物的基質(zhì)消耗，減少O2消耗，CO2、C2H4、水的產(chǎn)生以及熱量的釋放，其結(jié)果是果蔬的新陳代謝活動緩慢，從而延長貯藏期。果蔬的呼吸速度和呼吸的新陳代謝通道受到內(nèi)部和外部因素影響。呼吸速度是隨著果蔬的成熟、熟化和衰老的自然過程而變化。
一般來說葉菜類和軟性水果，如水蜜桃、葡萄、番茄等呼吸速度快，脫水速度也快，極易萎蔫和腐爛，對缺氧很敏感。而硬質(zhì)水果和塊根蔬菜，如蘋果、香蕉、梨、柑橘和蘿卜、馬鈴薯、洋蔥等呼吸速度慢，不易腐爛。
（2）存在呼吸峰期的果蔬呼吸活動會產(chǎn)生乙烯，促使呼吸速率產(chǎn)生一個不可逆轉(zhuǎn)的增速和快速成熟。氣調(diào)的作用可減少乙烯產(chǎn)生，從而使此類果蔬的呼吸峰期延緩，從而延長貯藏期。對于無呼吸峰值期的果蔬，氣調(diào)也可降低其乙烯敏感和呼吸速度。
（3）果蔬的機械損傷。果蔬在采收及采后處理過程中受到機械損傷會提高呼吸強度。由于傷口加大了與空氣的接觸，促進果蔬的呼吸。同時果蔬為了產(chǎn)生愈傷組織或抵抗微生物的侵入而加快合成一些物質(zhì)，也需要提高呼吸強度，這樣就會大大加快了果蔬內(nèi)含物的損耗。
2．外界氣調(diào)環(huán)境
（1）包裝材料對氣體的選擇性透氣率。由于要在包裝內(nèi)營造一個低O2高CO2的氣體環(huán)境，包裝材料的氣體透過性必須適當(dāng)。透氣性太強，CO2很快逸出，O2比率相對增加，使呼吸作用增強，起不到保鮮作用；透氣性太低，CO2很快消耗又容易產(chǎn)生無氧呼吸導(dǎo)致腐爛。
不同的薄膜材料其透氣率不同，同一種材料因厚度不同，透氣率也不盡相同，因此都必須根據(jù)果蔬品種的呼吸強度與生理特性來選擇單膜或復(fù)合薄膜進行包裝。
由塑料薄膜進行氣調(diào)貯存和包裝的方法，之所以能夠延緩水果的熟化過程，就是因為新陳代謝的速度在很大程度上被系統(tǒng)內(nèi)部的CO2和O2的含量所控制。經(jīng)研究表明，在常溫常壓下，多數(shù)果蔬較適宜的氣體指標(biāo)為2％～5％O2，3％～6％CO2，CO2與O2的透過率（3～4）：1為宜，讓CO2氣體能較多地逸出不致造成生理性破壞。幾種果蔬氣調(diào)包裝用的塑料薄膜透氣性能見表5-7。
目前大多數(shù)的商用薄膜不能足夠地提供大氣的流動和選擇度以使包裝內(nèi)達到最佳的CO2和O2濃度。對通過設(shè)計來保持最佳O2的MAP來說，大多數(shù)滲透薄膜僅能滿足低、中等呼吸率產(chǎn)品MAP所期望的性能。僅有復(fù)合薄膜和微孔薄膜可能能夠滿足那些比較高的呼吸率的產(chǎn)品的流動和選擇度的要求。
（2）氣調(diào)包裝最佳平衡濃度在選用合適的包裝材料的同時，還必須選擇合適的氣調(diào)包裝的氣體組成，以控制果蔬的呼吸作用。如果袋內(nèi)O2含量過高會催熟，而CO2氣體過高則會抑制其呼吸，造成產(chǎn)品腐敗。確定適合某一果蔬產(chǎn)品氣調(diào)包裝的平衡氣體組分需要通過對多組氣體組分氣調(diào)包裝試驗后，對其包裝后的果蔬質(zhì)量進行綜合評價后才能確定。一般地失重率、Vc、纖維素、葉綠素及評定感官值是果蔬質(zhì)量綜合評價的基本特性參數(shù)。從表5-8中可以看出，當(dāng)氣體組成中O2為2.5％～5％、CO2為5％時，在4℃的溫度下，蘋果的保質(zhì)期可達46w。表5-9為國外各種果蔬氣調(diào)貯運的氣調(diào)條件。
（3）包裝內(nèi)濕度。如果包裝薄膜透濕性差，包裝內(nèi)部逐漸變?yōu)楦邼駹顟B(tài)，很容易在包裝內(nèi)側(cè)產(chǎn)生水霧。當(dāng)外部濕度低于包裝內(nèi)部空氣露點濕度時，就會在包裝薄膜內(nèi)壁產(chǎn)生結(jié)露。這些露水在包裝內(nèi)多形成碳酸水，易導(dǎo)致產(chǎn)品表面濕濁，使外觀變差，商品價值降低，嚴重的則導(dǎo)致微生物侵染而腐敗變質(zhì)。采用功能性保鮮膜，由于添加了防霧、防結(jié)露物質(zhì)，用于包裝可有效地防止水霧和結(jié)露現(xiàn)象。
研究發(fā)現(xiàn)目前大量單獨使用的塑料薄膜包裝，其包裝內(nèi)相對濕度不能低于100％。因此，使用水分吸收劑來控制相對濕度是一種簡單有效的方法。
3．貯運環(huán)境
（1）貯藏溫度。貯藏溫度直接決定果蔬產(chǎn)品溫度，對氣調(diào)包裝質(zhì)量至關(guān)重要。通常溫度升高，果蔬呼吸速率增大，而每升高10℃，會導(dǎo)致產(chǎn)品呼吸速率增強2～3倍。低溫可降低呼吸速率，但每種果蔬都有允許的最低溫度。低于其允許的最低溫度，會發(fā)生冷傷或凍傷、呼吸速率增加、衰老加快和果蔬的價值降低。需要說明的是最完善的氣調(diào)包裝，也只能讓某些水果和蔬菜在20℃貯存數(shù)周以上。但大環(huán)境的高溫仍會導(dǎo)致果實的呼吸和生理代謝加快、消耗果蔬營養(yǎng)、降低風(fēng)味品質(zhì)、增加腐爛變質(zhì)、降低MAP包裝的保鮮效果，因此包裝不能代替冷藏，好的包裝只有在冷藏條件下，才能長期甚至數(shù)月保持最好的果蔬品質(zhì)。
同時，貯藏溫度變化對薄膜透氣性有較大影響。通常塑料薄膜的透氣率隨著溫度升高而增加，而CO2透氣率比O2透氣率增加幅度大。這意味適合在某種溫度時的氣調(diào)包裝的薄膜并不一定適合另一種溫度時的氣調(diào)包裝，因此，氣調(diào)包裝產(chǎn)品貯藏與銷售時的溫度控制很重要。
（2）貯藏相對濕度。目前相對濕度對果蔬呼吸強度影響的研究尚不系統(tǒng)，規(guī)律也不明顯。對于有些果蔬品種而言，較低的相對濕度能夠適當(dāng)使果蔬失水，降低呼吸強度，如洋蔥、大白菜、柑橘等。對這些果蔬而言，貯藏過程中的高濕度會引起呼吸強度增大、品質(zhì)劣變。而對于另外一些果蔬，如甘薯、馬鈴薯、芋頭等，干燥反而會促進呼吸，產(chǎn)生生理傷害。另外，據(jù)報道，香蕉在相對濕度小于80％時，不能產(chǎn)生呼吸躍變與正常后熟，只有90％以上的相對濕度條件才會有正常的呼吸躍變產(chǎn)生。
貯藏相對濕度一般情況下對包裝薄膜透氣性能影響不大，而若使薄膜表面有水蒸氣冷凝則對包裝薄膜透氣性能有影響。
影響氣調(diào)包裝保鮮的因素較多，包括果蔬的呼吸速率、重量、體積；包裝膜的性質(zhì)、面積、厚度、體積；外界環(huán)境溫度、壓力、濕度等。目前存在的問題有膜對每種氣體的滲透系數(shù)不同，且差別較大，無法同時滿足氣體滲透的要求，只能滿足單一要求。另外，長期貯存包裝內(nèi)的氣體會發(fā)生變化而氣調(diào)包裝無法實現(xiàn)與果蔬呼吸代謝要求的動態(tài)平衡。
二、減壓貯藏保鮮
減壓保鮮是通過降低環(huán)境大氣壓力的方法來保鮮水果、蔬菜等易腐產(chǎn)品。它是貯藏保鮮技術(shù)的又一新發(fā)展。減壓貯藏的原理是降低氣壓，使空氣中的各種氣體組分的分壓都相應(yīng)降低。例如，氣壓降為原來的l/10時，空氣中的O2、CO2、乙烯等的分壓也都降為原來的1/10，也就是使O2的濃度雖仍為21％，但CO2分壓已降到2.1％。因此，減壓也能造成所需的氣調(diào)條件，起到氣調(diào)貯藏相同的作用。
減壓保鮮技術(shù)的特點主要如下。
（1）迅速冷卻。普通恒溫庫和CA氣調(diào)庫都沒有快速冷卻的功能，需要配備預(yù)冷設(shè)施；否則，進庫的蔬菜、“熱果”需要幾十個小時甚至幾天才能達到適宜的低溫。減壓貯藏庫因能夠創(chuàng)造較低的氣壓環(huán)境，降低了水分氣化的條件，所以整庫的產(chǎn)品只需20min就能冷卻到預(yù)定溫度，從一開始就奠定了良好的保鮮基礎(chǔ)。
（2）快速降氧，隨時凈化。降氧速度快，且只要壓力不變，低氧的濃度就能保持穩(wěn)定。由于減壓保鮮能夠?qū)⒂泻怏w隨時凈化，最大限度地保障了產(chǎn)品的生理健康，所以貯藏的產(chǎn)品不衰老、不發(fā)黃、不失重、不變質(zhì)，商品率高達98％以上。
（3）能耗低，制冷效果好，兼有冷藏冷凍雙重功能。
（4）高效殺菌，消除殘留。工業(yè)化減壓艙貯藏中，應(yīng)用臭氧進行常壓和減壓兩次殺菌，消除公害殘留，被認為是當(dāng)今較為理想的措施。臭氧是廣譜、高效殺菌劑，對食品無害，不產(chǎn)生殘留污染，在減壓狀態(tài)下使用臭氧，可對潛入皮層內(nèi)的微生物和內(nèi)吸農(nóng)藥殘留起作用，達到徹底消毒的目的，其方法簡單、成本低廉、效果良好。
采用減壓保鮮技術(shù)貯藏可將食物失重、腐爛、老化程度減到最小范圍。但是，減壓貯藏有一個明顯的缺陷，就是在減壓條件下組織水分的蒸騰損失也很快。因此，必須使貯藏保持很高的空氣濕度，一般需在95％以上。另一個缺點是從減壓中取出的果品香味很弱，但放置一段時間后即可恢復(fù)。
減壓處理基本上有兩種方式：定期抽氣式（靜止式）和連續(xù)抽氣式（氣流式）。前者是將貯藏室抽氣到要求的真空度后，便停止抽氣，以后適時補充O2及抽氣以維持穩(wěn)定的低壓。這種方式雖可使果蔬內(nèi)乙烯擴散，但環(huán)境中的乙烯濃度仍比較高。另一種方式是在減壓室的一端用抽氣泵連續(xù)抽氣，另一端則不斷輸入高濕度的新鮮空氣，控制抽氣和進氣的流量使整個系統(tǒng)保持規(guī)定的真空度。減壓貯藏系統(tǒng)的減壓范圍一般為0.533～53.329kPa，增濕程度為80％～100％，溫度范圍為2～15℃。
Co—冷卻機 P—壓力計 VP—真空泵 Dr—排水溝 Fr—果實 FM—流量計AI—氣體取樣器 CB—控制板 HIM—隔熱材料 Ra—貨架 H—濕度計 T—溫度計WS—加濕器 Wa—水 Fi—過濾器 Re—冷凍機 AO—氣窗 CRP一耐壓庫 Se—探頭
減壓貯藏氣調(diào)裝置具有價廉、質(zhì)輕、耐高壓、耐腐蝕和裝卸方便等特點，從根本上解決了限制減壓技術(shù)推廣應(yīng)用的難題。該設(shè)備可自動進行加濕，保持貯藏環(huán)境的相對濕度，防止果蔬產(chǎn)品因減壓而失水過多，能實現(xiàn)自動控制和自動檢測。
由于減壓貯藏保鮮理論和技術(shù)上的先進性，特別是在易腐難貯的果蔬保鮮方面，比普通冷藏和氣調(diào)貯藏有了明顯的進步，因而被稱為21世紀保鮮技術(shù)、保鮮史上的第三次革命。目前，該技術(shù)國內(nèi)外尚未推廣應(yīng)用，市場前景大。表5-10是果蔬冷藏與減壓貯藏貯藏期的比較。
三、輻射貯藏保鮮
輻射保鮮技術(shù)是用X射線、γ射線、β射線和電子束照射農(nóng)產(chǎn)品。X射線、γ射線、電子射線中以γ射線應(yīng)用最廣，β射線和電子束應(yīng)用較少，X射線的應(yīng)用國內(nèi)尚未報道。當(dāng)農(nóng)產(chǎn)品和食品上的微生物、昆蟲等接受照射之后，獲得了射線的能量與電荷，這種射線的能量和電荷能引起微生物、昆蟲體內(nèi)產(chǎn)生一系列的化學(xué)反應(yīng)，使新陳代謝、生長發(fā)育受到抑制和破壞，而使微生物、昆蟲等被殺死，同時也能使產(chǎn)品本身的生理活動受到抑制，以達到貯藏保鮮的目的。
（一）輻射貯藏保鮮的特點
輻射保藏屬于冷加工，是利用射線的穿透力進行殺蟲殺菌。它不會引起食物內(nèi)部溫度的明顯變化，所以可以保持食品原有的風(fēng)味，不破壞原有的包裝、外形。尤其對于不宜加熱的果蔬產(chǎn)品，輻照貯藏更有其獨到之處。
利用射線處理食品，對其營養(yǎng)成分沒有明顯的破壞。經(jīng)多年的研究證明，射線對食物的主要營養(yǎng)成分，如碳水化合物、脂肪、蛋白質(zhì)、氨基酸等都沒有明顯的影響。
利用射線可處理各種不同類型的食品，如包裝好的馬鈴薯、洋蔥、大蒜等蔬菜及各種水果，還可以處理各種方便食品及熟食品。消費者購買后稍加處理即可食用。
眾所周知，昆蟲對農(nóng)產(chǎn)品和食品的破壞是非常嚴重的。在儲過程中，對農(nóng)產(chǎn)品和食品做輻照處理，是對付害蟲的有效手段。經(jīng)過一定劑量的輻照，可以使昆蟲死亡、縮短壽命、不育、發(fā)育遲緩等。輻照殺蟲有兩種方法：直接殺死法和通過輻照使害蟲不育達到消滅害蟲的目的。微生物尤其是致病微生物是導(dǎo)致食品腐敗變質(zhì)、引發(fā)食源性疾病、影響食品安全的主要來源?？刂莆⑸锏姆椒ㄓ形锢矸ê突瘜W(xué)法。化學(xué)法主要是在食品中加入各種防腐劑，這種方法存在的缺陷是往往會造成化學(xué)殘留物而危害人體健康。而物理法中的輻照殺菌法則是一種殺菌徹底而無任何殘留的方法。
利用射線輻照保藏果蔬產(chǎn)品還可以大幅度降低能源的消耗。據(jù)研究報道，意大利曾作過計算，馬鈴薯冷藏300d，每噸消耗能量為103MJ。利用輻照常溫貯藏300d，每噸消耗67.4MJ，約為冷庫所需能量的60％。
輻照殺菌分為選擇性殺菌、針對性殺菌、輻射滅菌等幾類。選擇性殺菌是通過輻照減少現(xiàn)存細菌的數(shù)量而達到減少腐敗的目的；針對性殺菌指利用電離輻射殺死除病毒以外的各種致病菌，如沙門氏菌、李斯特菌等；輻射滅菌可以消滅食品中所有的微生物，達到細菌總數(shù)和致病菌為零的目的。這種過程要求輻照的劑量很高。
研究發(fā)現(xiàn)，利用一定的輻照劑量，可以使植物發(fā)芽的生長點細胞在休眠期受到抑制而不發(fā)芽。輻照處理的結(jié)果，可以使諸如大蒜、馬鈴薯等塊莖植物不致因發(fā)芽而損耗養(yǎng)分。另外，果蔬通過一定劑量的輻照后，新陳代謝和呼吸代謝就會受到抑制，或者推遲成熟、延長貯藏周期乃至貨架期。
（二）輻射保鮮作用
適宜劑量和劑量率的輻射能不同程度地抑制果蔬的呼吸強度和內(nèi)源乙烯的發(fā)生，調(diào)節(jié)果蔬生理活動，減緩衰老進程，增強抗逆能力，從而達到保鮮的目的。
較完整地保持果蔬固有品質(zhì)是果蔬輻射保鮮的基礎(chǔ)和前提。通常，只要劑量和計量率合理，輻射不會對果蔬的主要營養(yǎng)成分造成不良影響。不僅如此，有時輻射還能改善果蔬品質(zhì)。氫氰酸是銀杏胚里的一種有害物質(zhì)，多食會引起不適，甚至中毒。但經(jīng)1.55C/kg和3.10C/kg的60Coγ射線輻射后，氫氰酸含量顯現(xiàn)極為顯著的減少。梁山柚是四川省的優(yōu)質(zhì)水果，但略有苦味。研究發(fā)現(xiàn)，0.15關(guān)kGy的60Coγ射線輻射處理具有脫苦作用，果實中的主要苦味物質(zhì)柚苷的含量明顯下降。60Coγ射線輻射處理能夠增加荔枝和柑橘的還原糖含量。這是由于γ射線降低了多糖和寡聚糖的鍵合力，使其逐步降解為單糖和蔗糖。
（三）影響輻射保鮮效果的主要因素
1．品種
品種不同，輻射劑量要求不同；目的不同，輻照劑量的大小也不同。同時不同的水果對射線的忍受力不同，根據(jù)水果對γ射線忍受力的差異，可把水果分為忍受力強、忍受力中和忍受力差三類。
2．輻射劑量
根據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織/國際原子能機構(gòu)/世界衛(wèi)生組織（FAO/IAEA/WHO）聯(lián)合專家委員會的結(jié)論?？傮w平均吸收劑量10kGy輻射的食品沒有毒理學(xué)上的危險，用此劑量處理的食品不必做毒理學(xué)試驗，在營養(yǎng)學(xué)和微生物學(xué)上也是安全的。我國水果輻射保鮮研究中所用劑量均低于10kGy，因此一般不做毒理試驗。
果蔬的輻射保鮮必須選用適宜劑量，否則達不到理想的保鮮效果。據(jù)研究報道，用于果蔬保鮮的劑量較低，一般在0.03～1.0kGy之間；用于殺蟲防蟲的劑量一般在0.2～4kGy之間即可；用于針對性和選擇性殺菌的劑量在1～10kGy之間；用于完全滅菌的輻照劑量最低要在20kGy以上。但劑量不宜過高，否則會使水果受到輻射損傷，引起果實生理活動紊亂，出現(xiàn)內(nèi)部組織和色澤變化、異味嚴重，果實軟化、果肉細胞的細胞質(zhì)和核質(zhì)聚集成粒、細胞膜斷裂、組織透性增加等不良反應(yīng)。此外，值得特別一提的是，水果輻射的保鮮效果與輻射劑量率也有關(guān)系，相同射線、不同劑量的輻射也能得到不同的保鮮效果，為此許多文獻都對輻射劑量率加以說明。
3．溫度
輻照以后的貯藏溫度對效果有明顯的影響，如果果蔬在輻照后，能配合適當(dāng)?shù)牡蜏刭A藏，效果會很明顯。對蘋果進行試驗表明，輻照后放在-2℃的低溫下保存8個月，品質(zhì)無不良影響，如放在室溫下（一般0～25℃范圍內(nèi)變化）貯存6個月后，品質(zhì)就會明顯下降。
4．綜合措施
綜合措施處理比單一處理效果要好得多，當(dāng)前進行的輻射食品研究和應(yīng)用中，絕大多數(shù)都是綜合措施處理，如低溫、保鮮劑、保鮮膜、添加劑、適當(dāng)高溫、真空或充氨等。柑橘輻照保鮮，增加保鮮袋之后，明顯提高了貯藏效果。
5．包裝材料的選擇
目前各國都把高分子材料作為食品的主要包裝材料。由于高分子材料受輻照會引起輻照交換、輻射降解等化學(xué)變化，輻照食品包裝材料以選用聚乙烯薄膜、聚對苯二甲酸乙二酯薄膜、聚苯乙烯薄膜、聚乙烯醇薄膜和尼龍復(fù)合薄膜等較好。在應(yīng)用中，10kGy劑量以下的輻照食品對包裝材料的材質(zhì)和包裝技術(shù)，一般無特殊要求；在25kGy劑量時，聚丙烯有輻射損傷；再高的劑量，包裝材料需謹慎選擇。
（四）輻照對營養(yǎng)成分的影響
1．對碳水化合物的影響
射線對糖類有影響，單糖水溶液經(jīng)輻照后能分解，寡多糖和多糖經(jīng)輻照后能分解成單糖及類似單糖的輻解產(chǎn)物，果膠等經(jīng)輻照也能發(fā)生解聚作用。碳水化合物經(jīng)大劑量輻照后能引起氧化和分解，從而增加單糖的含量。如淀粉纖維素經(jīng)大劑量輻照后可分解成葡萄糖、麥芽糖、糊精等。但在一般情況下，它還是很穩(wěn)定的。當(dāng)前食品輻照使用的劑量都不高，這種低劑量的輻照對食品中碳水化合物不會產(chǎn)生質(zhì)量變化，對其營養(yǎng)價值也不會發(fā)生改變。
2．對維生素的影響
維生素是食品中重要的微量營養(yǎng)物質(zhì)，許多食品保藏方法都對維生素有一定的破壞，輻照處理也是如此。維生素有水溶性和脂溶性兩種。由于不同維生素的化學(xué)結(jié)構(gòu)有差異，所以各種維生素對電離輻射的反映不同，存在的條件不同，對射線的敏感性也不同。
3．對氨基酸和蛋白質(zhì)產(chǎn)生影響
氨基酸和蛋白質(zhì)經(jīng)輻射能發(fā)生變化，這種變化一般表現(xiàn)為分解，或結(jié)構(gòu)、性質(zhì)的改變等，這些變化都是對它的純品或溶液輻照后測定獲得的。蛋白質(zhì)經(jīng)輻照后的這種變化，對食品的色、香、味，甚至物理性質(zhì)都會有影響。但在食品中，輻照后測定，氨基酸和蛋白質(zhì)的變化很不明顯，甚至可以說沒有影響，特別是低劑量輻照。
四、濕冷保鮮技術(shù)
濕冷系統(tǒng)是在機械制冰和蓄冷技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一項新型技術(shù)。它通過機械制冰蓄積冷量的方法，獲取低溫的冰水經(jīng)過混合換熱器，讓冰水與庫內(nèi)空氣進行傳熱傳質(zhì)，得到接近冰點溫度的高濕空氣來冷卻果蔬。通?？刂圃谖锪侠浜c溫度以上（0.5～1℃），在相對濕度為90％～98％的環(huán)境中貯藏水果。臨界點低溫高濕貯藏的保鮮作用體現(xiàn)在兩個方面：第一，水果在不發(fā)生冷害的前提下，采用盡量低的溫度可以有效地控制果蔬在保鮮期內(nèi)的呼吸強度，使某些易腐爛的水果品種達到休眠狀態(tài)；第二，采用相對高濕的環(huán)境可以有效地降低水果水分蒸發(fā)，減少失重。從原理上說，低溫高濕貯藏既可以防止水果在保鮮期內(nèi)的腐爛變質(zhì)，又可抑制水果衰老，是一種較為理想的保鮮手段。臨界低溫高濕環(huán)境下，結(jié)合其他保鮮方式進行基礎(chǔ)研究，是水果中期保鮮的一個方向。
濕冷保鮮技術(shù)的主要技術(shù)特征為：
（1）壓縮機配套動力比常規(guī)冷庫減小30％～50％，制冷劑用量節(jié)省20％～30％；
（2）利用低谷廉價電力蓄冷，貯藏保鮮成本可下降20％～30％；
（3）免去加濕、除霜作業(yè)，庫內(nèi)溫度、濕度穩(wěn)定；
（4）采用高濕冷氣流壓差預(yù)冷，使其冷卻果蔬的速度比一般風(fēng)冷快4～6倍，并且水分損失少；
（5）產(chǎn)品可以隨時進出庫，方便連續(xù)流通。
五、化學(xué)保鮮技術(shù)
化學(xué)保鮮技術(shù)在果蔬保鮮包裝上的保鮮作用主要體現(xiàn)在對果蔬產(chǎn)生的氣體（如乙烯、乙醇等）進行抑制，降低果蔬的呼吸強度，對果蔬滋生的細菌進行限制，從而達到控制采后腐爛，延長貯藏期的目的。
（一）化學(xué)藥劑分類
化學(xué)藥劑按照功能不同分為化學(xué)防腐保鮮劑、天然防腐保鮮劑、生物防腐保鮮劑。
1．化學(xué)防腐保鮮劑
化學(xué)防腐保鮮劑又可以分為吸附型、浸泡型、熏蒸型、涂膜保鮮劑等。
（1）吸附型保鮮劑。主要用于清除貯藏環(huán)境中的乙烯，降低O2含量，控制CO2濃度，來達到抑制果蔬呼吸的作用，其主要有乙烯吸附劑、吸氧劑、CO2吸附劑，其中乙烯吸附劑利用最廣泛，原因是果蔬在成熟時會產(chǎn)生乙烯，產(chǎn)生的乙烯會反過來促進果蔬加快成熟，從而導(dǎo)致果蔬的貯藏性能降低，因此在果蔬貯藏保鮮中需除去乙烯，而目前比較多的應(yīng)用活性炭、蛭石等多孔狀物質(zhì)作為吸附劑；KMnO4、CaCl2等作為吸收劑；1-MCP（1-甲基環(huán)丙烯）等作為乙烯受體抑制劑來限制乙烯的產(chǎn)生和增加，減緩果蔬后熟。
（2）浸泡型保鮮劑。主要是通過將果蔬浸泡于保鮮劑制成水溶液中來達到防腐保鮮的目的。通過保鮮劑水溶液的浸泡能夠抑制或殺死果蔬表面或內(nèi)部的微生物，部分藥劑還具有調(diào)節(jié)果蔬的新陳代謝過程的作用。這類保鮮劑主要有防護型殺菌劑、苯并咪唑及其衍生物、植物生產(chǎn)調(diào)節(jié)劑等。由于其操作簡便、保鮮效果較為明顯，曾得到了廣泛應(yīng)用，如托布津、多菌靈等，但這種保鮮劑容易出現(xiàn)抗藥性和毒性殘留，再加上人們生活水平的提高，對果蔬質(zhì)量和衛(wèi)生安全要求越來越高，因此這種保鮮劑越來越不符合現(xiàn)代飲食質(zhì)量的要求。目前國內(nèi)外正在研究安全性較高的防腐保鮮劑如中草藥保鮮劑、肉桂精油等。
（3）熏蒸型保鮮劑。主要是通過保鮮劑的揮發(fā)，以氣體形式抑制或殺死果蔬表面的病原微生物。此種類型的保鮮劑應(yīng)用時需要空間密閉，將果蔬置于其中密封一段時間后再進行重新通風(fēng)，因此對果蔬毒害作用較少。目前用于果蔬的熏蒸劑有仲丁胺、二氧化硫釋放劑、二氧化氯等。其中應(yīng)用較多的為二氧化硫、二氧化氯。二氧化硫多用于葡萄等水果的保鮮，但是二氧化硫濃度過高時易造成果蔬表面色彩消退，影響外觀，同時殘留量過高；二氧化氯是近年來國內(nèi)外普遍關(guān)注的一種新型高效、安全無毒的消毒劑，目前廣泛應(yīng)用于葡萄、瓜果、蟠桃等果蔬保鮮。
（4）涂膜保鮮劑。涂膜劑保鮮法是采用涂膜技術(shù)進行保鮮的一種方法，目前廣泛應(yīng)用于水分較大的果蔬貯藏。涂膜技術(shù)是將蠟、脂類等成膜物質(zhì)制成一定濃度的水溶液或乳液，采用浸漬、噴涂等方法將果蔬表面覆蓋，干燥后形成一層無色透明的半透膜。其特點是這層膜能夠?qū)⑺砻鏆饪缀推た追忾]，在果蔬周圍形成具有嚴密滲透性的密閉環(huán)境，可減少病原菌對果蔬的直接侵染；阻止蒸騰引起的水分損失；保持果蔬新鮮度和硬度；推遲果蔬的后熟衰老；延長其貯藏期。采用涂膜保鮮技術(shù)可以使果蔬表面形成一個半封閉的環(huán)境，降低果蔬與外界環(huán)境的聯(lián)系；提高果蔬外觀效果，同時起到一定的保護作用。常用的果蔬涂膜保鮮劑的種類主要有：
①多糖類涂膜保鮮劑。其中研究較多的是植物多糖和微生物多糖，而包裝上最常用的是殼聚糖、淀粉、纖維素等多糖涂膜劑。
②果臘或蜂蠟。
③蛋白質(zhì)涂膜保鮮劑。蛋白質(zhì)類涂膜劑主要是指植物蛋白。
④復(fù)合涂膜保鮮劑。復(fù)合膜是由脂肪、糖、蛋白質(zhì)等物質(zhì)經(jīng)過一定的處理而形成復(fù)合性膜，能夠具有更好的特性和保鮮效果。目前國內(nèi)外掀起可食性膜研究熱潮，其具有較好的選擇透氣性、阻氣性，又具有無色、無味、無毒的優(yōu)點。目前常用的可食用膜有：甲殼素膜，纖維素膜，淀粉膜，魔芋可食用膜，海藻酸鈉膜，小麥、玉米、大豆等蛋白質(zhì)膜，復(fù)合型膜及其他一些動物蛋白膜。當(dāng)然，如何尋找天然抑菌劑，提高可食用膜的抑菌作用，將是涂膜保鮮劑的一個重要發(fā)展方向。
2．天然防腐保鮮劑
天然防腐保鮮劑主要來自于某些物質(zhì)提取物，其毒性遠低于人工合成的保鮮劑，因此受到人們的普遍歡迎。目前應(yīng)用較多的有茶多酚類、香辛料提取物、植酸、殼聚糖、復(fù)合維生素C衍生物等。
3．生物防腐保鮮劑
生物防腐保鮮劑主要是利用病原菌的非致病菌株制成，使用時將其噴布到果蔬上，達到降低病害所引起的果蔬腐爛的目的。其主要特點是不污染、不殘留、不產(chǎn)生抗藥性，費用低，所需環(huán)境小等優(yōu)點，如草莓采前噴布木霉菌，能明顯降低草莓灰霉病的發(fā)病率等。
（二）化學(xué)保鮮技術(shù)在果蔬保鮮上的應(yīng)用
在滿足食品添加劑衛(wèi)生標(biāo)準的條件下，化學(xué)保鮮具有方法簡單、易操作、成本較低等特點。在果蔬貯藏保鮮方式中，防腐保鮮劑作為一種非常有效的輔助技術(shù)可起到減緩果蔬后熟，降低呼吸強度等作用，如鈣、水楊酸、聚乙烯毗咯烷酮等。其中，鈣處理可推遲果蔬衰老、防止果實軟化；桃經(jīng)鈣處理后可減少腐爛率、降低呼吸強度。近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，二氧化硫、植酸、鈣和1-MCP（1-甲基環(huán)丙烯）等用于果蔬采后貯藏保鮮方面的研究報道越來越多。
1．鈣處理
鈣是關(guān)系到植物生長發(fā)育的營養(yǎng)元素之一，對果蔬生理過程有著重要作用。它不僅能夠延緩果蔬的后熟過程，抑制果蔬衰老相關(guān)酶活性，降低果蔬的呼吸速率和乙烯的產(chǎn)生，保持細胞膜的結(jié)構(gòu)和功能，降低膜對水的滲透性，而且采前采后用鈣處理加強了鈣離子對細胞壁和細胞膜的保護作用，增強果實的強度。另外，鈣離子還能夠參與調(diào)節(jié)細胞內(nèi)生理生化過程，抑制生理病害的發(fā)生，防止果蔬衰老，能夠明顯的改善果蔬貯藏品質(zhì)。
2．植酸
植酸（Phytic Acid），化學(xué)名為肌醇六磷酸，是從植物中提取的一種有機磷酸類化合物。由于其具有獨特的結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)，是良好的天然無毒果蔬被膜劑材料，因此植酸常被應(yīng)用于果蔬包裝上。植酸能夠抑制果蔬的氣體交換，降低呼吸強度和外界的氧化作用，減少水分的蒸發(fā)，限制微生物的生長繁殖，且生產(chǎn)成本低，原料豐富，使用方便，設(shè)備簡單，保鮮效果好，受氣候和場所的限制較小，因而得到廣泛應(yīng)用。按衛(wèi)生部頒發(fā)《食品安全國家標(biāo)準 食品添加劑使用標(biāo)準》（GB2760—2011）中規(guī)定植酸可作為加工水果、加工蔬菜和果蔬汁飲料的抗氧劑，且最大使用量為0.2g/kg。
3.1 -MCP（1-甲基環(huán)丙烯）
1-MCP是一種結(jié)構(gòu)簡單、無毒、無難聞氣味、高效、易合成、穩(wěn)定且使用濃度極低的乙烯抑制劑。果蔬成熟后產(chǎn)生促進成熟和衰老的植物激素——乙烯，從而加快果蔬的衰老和死亡，但l-MCP可以搶先與乙烯受體結(jié)合，從而阻止乙烯與其受體的結(jié)合，且這種結(jié)合不會引起成熟的生化反應(yīng)，因此經(jīng)過1-MCP處理后可保持果實貯藏期的硬度，減緩果實可滴定酸含量的損失和Vc含量的降低，延緩果實色澤的轉(zhuǎn)化以及抑制果實的呼吸強度、乙烯生成量，以及成熟衰老相關(guān)酶的活性，從而延緩果實的后熟衰老。目前1-MCP廣泛應(yīng)用于水果、蔬菜、花卉等產(chǎn)品處理。
此外，果蔬化學(xué)保鮮時，應(yīng)考慮化學(xué)藥劑的濃度，盡量采用無毒、無殘留等環(huán)保衛(wèi)生健康型藥劑，因此一些天然無毒的植物保鮮劑、天然微生物拮抗劑等結(jié)合其他方式被用于果蔬保鮮，如1-MCP加氣調(diào)包裝、CaCl2+低溫冷藏等綜合保鮮。
六、其他保鮮技術(shù)
1．靜電場果蔬保鮮
這是一種新穎的保鮮方法，可利用諸如電磁波、電磁場和壓力場等對加工對象進行節(jié)能、高效及高品質(zhì)處理。
2．臭氧及負氧離子氣體保鮮法
臭氧是一種強氧化劑、消毒劑和殺菌劑，既可殺滅消除蔬果上的微生物及其分泌毒素，又能抑制并延緩蔬果有機物的水解，從而延長蔬果貯藏期。負氧離子可以使蔬果進行代謝的酶鈍化，從而降低蔬果的呼吸強度，減弱果實催熟劑（乙烯）的生成。
3．生物技術(shù)保鮮
（1）生物防治在果蔬保鮮上的應(yīng)用。生物防治是利用生物方法降低或防治果蔬采后腐爛損失，通常有以下4種策略，即降低病原微生物、預(yù)防或消除田間侵染、鈍化傷害侵染以及抑制病害的發(fā)生和傳播。
（2）利用遺傳基因進行保鮮。通過遺傳基因的操作從內(nèi)部控制果蔬后熟；利用DNA的重組和操作技術(shù)，來修飾遺傳信息；或用反DNA技術(shù)革新來抑制成熟基因的表達，進行基因改良，從而達到推遲果蔬成熟衰敗，延長貯藏期的目的。
4．高溫貯藏技術(shù)
英國發(fā)明了一種鱗莖類蔬菜高溫貯藏技術(shù)。該技術(shù)利用高溫對鱗莖類蔬菜發(fā)芽的抑制作用，把貯藏室溫度控制在23℃，相對濕度維持在75％，這樣就可達到長期貯藏保鮮的目的。但是在這樣的溫度條件下，蔬菜易產(chǎn)生腐生性真菌，造成病斑。目前，英國正在研究如何控制這種腐生性真菌。據(jù)報道，洋蔥在這樣的條件下可貯藏8個月。
5．綜合保鮮技術(shù)
在果蔬保鮮技術(shù)上對于氣調(diào)保鮮、低溫保鮮、化學(xué)保鮮等單一保鮮技術(shù)的研究已經(jīng)比較深入且取得了一定的成果，但仍不能滿足果蔬產(chǎn)品長距離輸送以及反季節(jié)銷售的需要，而且單一的保鮮技術(shù)不可避免地存在著這樣或那樣的缺點。因此國內(nèi)外很多學(xué)者開始研究綜合保鮮包裝技術(shù)來解決這方面的難題。