微孔氣調包裝理論及其在高呼吸速率果蔬包裝中的應用研究.pdf

1、氣調包裝是目前國內外使用最有效的果蔬保鮮技術之一，該技術根據果蔬自身的生理特性，用一定組成比例組成的混合氣氛來代替包裝內原來的氣氛，并且通過選擇合適的透氣性薄膜來調節(jié)包裝內的氣體組分。但是目前市場上常見包裝薄膜的透氣性普遍較低，特別是對于一些高呼吸速率的果蔬，極少能夠滿足其氣調包裝的要求，于是便出現了在薄膜上打制出不同規(guī)格的微孔或小孔來提高薄膜透氣性的解決方法。所以研究微孔膜的透氣機理及設計合適的微孔膜氣調保鮮技術成為了目前果蔬保鮮包裝

2、的研究方向之一。
　　 本文針對微孔膜氣體傳遞理論及其應用進行廣泛調研與總結，并以高呼吸速率的香菇和菠菜為研究對象，系統(tǒng)的研究了微孔膜氣調包裝的理論及其在高呼吸速率果蔬中的應用，具體內容包含以下五部分:
　　 1)微孔膜氣調包裝內外氣體交換數學模型的建立及其試驗驗證。理論分析氣體通過微孔膜的擴散機理，分別建立基于努森擴散、過渡擴散、費克擴散及Stephan-Maxwell理論的微孔膜氣調包裝內外氣體交換的數學模型。采用無

3、產品的預置氣氛氣調包裝加封不同規(guī)格的微孔膜，進行實驗驗證基于費克擴散理論的數學模型，并在此基礎上探討了微孔參數(孔徑、孔數及孔長)對氣體交換的影響。結果發(fā)現基于費克擴散理論的數學模型預測值與實驗值吻合度較高，孔徑與孔數影響顯著，孔長影響不顯著。
　　 2)香菇、菠菜呼吸速率的測定及表征。采用密閉系統(tǒng)法測算香菇、菠菜的呼吸速率，應用酶-動力(Enzyme-kinetic)模型的米氏(Michaelis-Menten)方程表征。并將

4、模型值與試驗測量值相比較，結果模型值與試驗值比較吻合。
　　 3)微孔膜果蔬氣調包裝內外氣體交換數學模型的建立及其試驗驗證。在微孔膜氣調包裝內外氣體交換的數學模型基礎上，考慮果蔬產品的呼吸作用。結合米氏方程模型建立相應的氣體交換數學模型。以香菇為研究對象，進行實驗來驗證模型。結果發(fā)現模型與實驗值有較高的吻合度。
　　 4)微孔膜氣調包裝系統(tǒng)設計程序。確定果蔬包裝的相關初始條件，基于包裝內氣體濃度穩(wěn)定時的動態(tài)平衡導出關于微

5、孔參數的數學方程。依據方程解出合適的微孔膜特征參數，根據實際情況選擇最為合適的微孔薄膜，確定微孔膜特征參數方案。最終建立一個理論上的微孔膜氣調包裝設計的流程。
　　 5)微孔膜氣調包裝的應用。以高呼吸速率的菠菜為研究對象，依據微孔膜氣調包裝系統(tǒng)的設計程序，設計出合適的方案，在此微孔參數條件下進行菠菜包裝的實際應用，以無微孔膜密封包裝為對照組。在規(guī)定的間隔時間內分別考察其外觀、失重率、色差、葉綠素含量等品質變化，并將實驗組和對照組