水果是人們生存的主要食物和營養(yǎng)來源之一。在保鮮和貯藏過程中，其營養(yǎng)成分、色澤等都會發(fā)生各種變化。要控制不利因素造成的影響，如保質(zhì)期縮短、發(fā)生腐敗變質(zhì)、營養(yǎng)成分損失、風(fēng)味和色澤變差、質(zhì)構(gòu)變質(zhì)等。需要建立適合果蔬保鮮貯藏的冷鏈存儲環(huán)境。
冷鏈存儲是以制冷技術(shù)為基礎(chǔ)，以制冷技術(shù)為手段的低溫存儲過程。適合果蔬保鮮貯藏的冷鏈貯藏環(huán)境主要是指溫度、濕度、氣體成分等軟硬系統(tǒng)及其控制要素。我們希望通過對果蔬保鮮技術(shù)、冷鏈存儲流程及其控制因素的研究和分析，完善冷鏈存儲的高效運(yùn)作模式，如包裝和存儲形式、存儲和管理手段、溫濕度監(jiān)測和單元操作控制系統(tǒng)、冷鏈數(shù)據(jù)管理平臺等，有效改善和優(yōu)化冷鏈存儲管理流程，使其符合相關(guān)法律和標(biāo)準(zhǔn)。 使企業(yè)在經(jīng)營成本和質(zhì)量控制之間找到最佳平衡點(diǎn)，從而充分保證果蔬質(zhì)量，保障食品安全，調(diào)整產(chǎn)銷，平衡市場，減少流通環(huán)節(jié)。
一、果蔬的特點(diǎn)及保鮮貯藏方法
根據(jù)果蔬產(chǎn)品的特點(diǎn)，目前有四種保鮮貯藏方法:普通冷藏、氣調(diào)貯藏、減壓貯藏和冰溫貯藏。接下來我們就一一介紹。
1.溫度特性
溫度是果蔬冷鏈貯藏中最重要的環(huán)境因素，它不僅影響果蔬的各種理化過程，還影響微生物的活動。冷藏果蔬的品質(zhì)變化主要取決于溫濕度的變化范圍，貯藏果蔬的溫度變化，甚至果蔬表面溫度和內(nèi)部溫度之間的溫度梯度都會影響其品質(zhì)。
一般來說，氣溫升高，果蔬的呼吸作用、蒸騰作用、水解作用、后熟和衰老作用都會增強(qiáng)，缺氧呼吸的比例增加，部分果蔬跳峰出現(xiàn)的時間會提前。對于呼吸高峰的果蔬，抑制或延遲呼吸高峰可以控制后熟，延長貯藏期。在適當(dāng)?shù)牡蜏?、冷卻方式和單位包裝要求的條件下，保持果蔬各代謝環(huán)節(jié)間原有的協(xié)調(diào)和平衡，獲得最合理的貯藏保鮮環(huán)境條件。經(jīng)常改變溫度對果蔬的保鮮和儲存有害，刺激果蔬和微生物的新陳代謝，引起空氣濕度的波動。因此，在果蔬的保鮮和貯藏過程中，保持低溫和相對穩(wěn)定是十分必要的。
普通冷藏，也稱低溫儲藏，是指在0℃至10℃的環(huán)境條件下儲藏的方法。這種方法是依靠低溫來抑制微生物的繁殖，削弱果蔬的生理活性，達(dá)到減緩其呼吸作用的目的。冷庫是應(yīng)用最廣泛的低溫儲藏設(shè)施，適合儲藏的果蔬種類繁多。不受自然條件限制，簡單易操作，可長期保存。
2.濕度特性
在保鮮果蔬的冷鏈儲存環(huán)境中，相對濕度一方面影響果蔬的蒸騰作用，另一方面影響微生物的活動，從而降低蒸騰作用。為了防止水果和蔬菜的萎蔫和起皺，應(yīng)保持高濕度。而空氣濕度越高，越有利于微生物活動，越容易引起果蔬的病害和腐敗。因此，在實(shí)際的果蔬可控冷鏈貯藏環(huán)境中，必須全面系統(tǒng)地考慮溫濕度的影響，保持濕度在一個合適的水平。而且為了防止果蔬出汗，需要降低或消除溫差，獲得相對穩(wěn)定的冷鏈儲存溫度。
3.氣體成分特征
改變冷鏈儲存環(huán)境中的空氣成分，適當(dāng)降低O2分壓或適當(dāng)提高CO2分壓，可以抑制植物的呼吸強(qiáng)度，延緩衰老進(jìn)程，防止水分蒸發(fā)，抑制微生物活動等，從而達(dá)到減少損耗，延長貯藏期的效果。
氣體的最佳組成因果蔬的種類和品種而異，也因水果的發(fā)育階段、生理狀態(tài)和貯藏溫度而異。對于一般的果蔬，O2濃度保持在2% ~ 5%左右為宜，CO2濃度等于或略高于O2。應(yīng)建立適當(dāng)?shù)目諝鈨艋胧?，以降低水果和蔬菜釋放的揮發(fā)物的有害濃度和不利影響。氣調(diào)與冷藏相結(jié)合是國內(nèi)外果蔬貯藏的主要方法之一。
氣調(diào)貯藏是指在低溫貯藏的基礎(chǔ)上，通過控制和改變貯藏室內(nèi)的空氣成分、濃度和溫度，可以有效抑制果蔬的呼吸，防止有害氣體(如乙烯)的產(chǎn)生，一定程度上減少蒸發(fā)和微生物的生長，具有延緩呼吸躍變開始的作用，使果蔬保持最低的生命活性， 延長果蔬的新鮮度，使某些果蔬保持堅硬，從而達(dá)到延長其貯藏期的目的。
減壓儲藏又稱低壓儲藏、負(fù)壓儲藏或真空儲藏，是在冷藏、氣調(diào)儲藏的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種特殊的氣調(diào)儲藏方法。在低壓條件下，能抑制果蔬的呼吸作用，降低空氣中的氧含量，防止果蔬貯藏過程中乙烯、乙醇等有害氣體的積累，從而延長果蔬的貨架期。
4.低溫儲存和電池特性。
溫度是指從0℃到生物的凍結(jié)溫度(即冰點(diǎn))的溫度范圍。細(xì)胞內(nèi)溶解有糖、酸、鹽、多糖、氨基酸、肽、可溶性蛋白質(zhì)等多種成分，冰點(diǎn)低于純水，在-0.5℃至-3.5℃之間。在冰溫倉如此狹窄的控制溫區(qū)內(nèi)，倉內(nèi)平均溫度波動應(yīng)小于1℃，倉內(nèi)最大溫差應(yīng)小于1℃，甚至可以精確控制在果蔬存放的特定溫區(qū)內(nèi)，這是有利的，但細(xì)胞內(nèi)的各種天然大分子物質(zhì)及其化合物以空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)存在，阻礙了水分子的運(yùn)動和接近，導(dǎo)致凍避。
因此，果蔬在0℃至冰點(diǎn)的狹窄溫度范圍內(nèi)仍能維持細(xì)胞活性，呼吸代謝受到抑制，衰老減緩。在這個溫度范圍內(nèi)保存水果和蔬菜可以在收獲后保持新鮮。因此，該技術(shù)成為繼冷藏、冷凍之后的第三代保鮮技術(shù)。
二、根據(jù)果蔬品種的特點(diǎn)，確定處理工藝。
工藝條件的控制因素包括:冷鏈儲存的工藝水平、包裝條件和清潔度。以組裝式氣調(diào)庫為例，其主要性能指標(biāo)為:庫內(nèi)溫度-2℃至15℃可調(diào)，相對濕度RH75%~95%至95%可調(diào)，O2含量1%至10%可調(diào)，CO2含量1%至10%可調(diào)，乙烯含量10PPM以下，氣密性指標(biāo)(國內(nèi))限定庫內(nèi)壓力為1025mm水柱。
冷庫出口與發(fā)貨平臺之間是貨場，主要用于貨物進(jìn)出的通道和貨物的分揀、挑選;制冷系統(tǒng)采用乙二醇水溶液間接冷卻方式，與直接蒸發(fā)系統(tǒng)相比具有溫度調(diào)節(jié)靈活的特點(diǎn)?？諝饫鋮s器用于倉庫制冷，地板空氣冷卻器用于氣調(diào)室內(nèi)。在氣調(diào)系統(tǒng)中，采用中空纖維膜制氮機(jī)、二氧化碳去除器和離心噴霧加濕器，并利用氣調(diào)站在各個氣調(diào)室內(nèi)進(jìn)行集中調(diào)節(jié)和分配。貨場空調(diào)采用一次回風(fēng)的送風(fēng)方式，新風(fēng)和室內(nèi)回風(fēng)經(jīng)風(fēng)柜處理后由風(fēng)管送出。
大白菜、大蒜、洋蔥、菠菜的適宜保鮮溫度通常為-1℃ ~ 1℃，相對濕度通常為90% ~ 95%。甜椒、蕓豆、黃瓜、西紅柿的適宜保鮮溫度稍高，一般為7℃ ~ 13℃，相對濕度應(yīng)控制在85% ~ 95%。蘋果保鮮溫度控制在-1℃ ~ 1℃，相對濕度85% ~ 90%。柚子的冷藏溫度應(yīng)控制在0℃ ~ 10℃，具體保鮮溫度應(yīng)根據(jù)柚子的不同品種進(jìn)行調(diào)整。相對濕度通常為85% ~ 90%。梨的冷藏溫度通常為0.5℃ ~ 1.5℃，相對濕度為85% ~ 90%。
果蔬保鮮貯藏的工藝參數(shù)是廣譜的，必須根據(jù)果蔬的具體品種和品質(zhì)、倉庫設(shè)備配置、冷鏈管理和運(yùn)營模式等合理制定和實(shí)施。
三、溫濕度監(jiān)控及機(jī)組運(yùn)行控制系統(tǒng)
在果蔬保鮮貯藏的冷鏈存儲環(huán)境中，對溫度和濕度的要求非常高，這與冷庫的恒溫恒濕環(huán)境密不可分。每個冷藏室的溫度可以自動檢測和控制。根據(jù)蒸發(fā)器的結(jié)霜情況，倉庫內(nèi)的冷風(fēng)機(jī)可以定期自動或手動指令熱氟除霜，并提前自動開啟和關(guān)閉相應(yīng)排水管內(nèi)的電加熱器。當(dāng)一臺空冷器除霜時，其他空冷器應(yīng)保持制冷，從而確保貨物的安全儲存。
冷庫溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)是集GPS/溫度檢測技術(shù)、電子地圖、無線傳輸技術(shù)于一體的開放式定位監(jiān)管平臺。該系統(tǒng)采用無線自組網(wǎng)通信技術(shù)，配備精確的溫濕度傳感器，組成實(shí)時傳感無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，提供冷庫實(shí)時溫濕度數(shù)據(jù)監(jiān)測、報警服務(wù)和調(diào)度控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)冷庫溫度數(shù)據(jù)的采集、傳輸、記錄、超限報警、控制和操作，為冷庫管理者提供了一種高效、靈活的管理工具。
四、影響果蔬保鮮貯藏的軟硬件因素
1.存儲設(shè)備
倉儲設(shè)備的數(shù)量和質(zhì)量，其在倉庫中的布局，控制管理模式，儲運(yùn)工具等。對果蔬的保鮮和儲存有積極的影響。根據(jù)制冷手段和工藝選擇合適的冷鏈倉儲設(shè)備，確保冷鏈倉儲環(huán)境符合環(huán)境溫度、濕度、氣體成分、衛(wèi)生等要求。同時，冷鏈倉儲設(shè)備應(yīng)與貨物的信息化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、自動化等現(xiàn)代倉儲物流服務(wù)相結(jié)合，形成完整的果蔬保鮮冷鏈倉儲設(shè)備及其管理系統(tǒng)。
在保鮮冷庫中，貯藏設(shè)備的質(zhì)量及其管理的規(guī)范性會影響果蔬的保鮮期。因為冷庫內(nèi)的溫度和濕度頻繁波動，會加快果蔬的新陳代謝，從而加快果蔬的腐敗變質(zhì)。
存儲設(shè)備質(zhì)量差，制冷慢，保溫性能差，貨架布局和存儲的貨物阻礙冷空氣的正常流動等。，這些都會造成倉庫內(nèi)溫度波動頻繁，溫度分布不均勻，不利于果蔬的長期保存。但如果冷庫管理不規(guī)范，開門時間長，容易造成庫溫波動，或者不定期對變質(zhì)的果蔬進(jìn)行取樣剔除，其他優(yōu)質(zhì)果蔬的交叉感染，肯定會導(dǎo)致在庫的封閉環(huán)境中發(fā)生腐敗變質(zhì)。
2.搬運(yùn)設(shè)備
冷庫中的搬運(yùn)功能設(shè)備與常溫庫類似，只是由于冷庫的特殊環(huán)境，要求設(shè)備耐低溫，包括外部材料和內(nèi)部原器件的具體選擇要求。
常用的搬運(yùn)設(shè)備包括托盤車、叉車、AGV、穿梭巴士、起重機(jī)、立式倉庫堆垛機(jī)等。在一般的柔性冷庫中，托盤車和叉車被廣泛使用。隨著自動化裝卸設(shè)備的普及，梭式車、AGV、堆垛機(jī)及其配套的輸送線和提升機(jī)的使用越來越多。
3.管理信息系統(tǒng)
果蔬保鮮貯藏冷鏈倉儲管理系統(tǒng)一般包括產(chǎn)品入庫、入庫、盤點(diǎn)等功能模塊。對于第三方運(yùn)營的蔬菜保鮮物流中心，還可以定制開發(fā)相關(guān)功能模塊，如:貨主管理、商品管理、板位管理、倉庫管理、合同管理、靈活調(diào)價管理、結(jié)算收款、搬運(yùn)作業(yè)管理、庫區(qū)規(guī)劃等。
4.人為條件
人為條件的控制因素包括:管理模式、快遞和照顧食物等。其中有些因素相互影響，需要加強(qiáng)培訓(xùn)，規(guī)范操作行為。
5.其他條件
儲存貨物的生化特性、冷卻方法和冷藏工藝條件等。，如人工調(diào)節(jié)冷鏈儲存環(huán)境中O2和CO2的比例，從而減緩生鮮產(chǎn)品的生理作用和生化反應(yīng)速度，延長儲存商品的貨架期。
五、果蔬保鮮貯藏鋼架結(jié)構(gòu)的配置
如前所述，貨架等貯藏設(shè)備對果蔬的保鮮貯藏有著重要的影響。在建設(shè)適合果蔬保鮮貯藏的冷鏈貯藏環(huán)境時，要根據(jù)貯藏物品的品種類別和單元化尺寸系列，建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化的貯藏單元，預(yù)留適當(dāng)?shù)目諝鈱α?、物流等物理?guī)劃布局空間，分析建筑層高、建筑樓層承重和地面不均勻沉降要求、建設(shè)運(yùn)營成本、作業(yè)效率和庫區(qū)貯藏裝卸設(shè)備的可靠性配置，合理確定鋼貨架的結(jié)構(gòu)尺寸、節(jié)點(diǎn)形式和備件配置。
在鋼貨架結(jié)構(gòu)的設(shè)計規(guī)劃之初，就確定了鋼貨架結(jié)構(gòu)的材料選擇、表面處理工藝、荷載作用、結(jié)構(gòu)影響因素等細(xì)節(jié)的特點(diǎn)，并根據(jù)相應(yīng)的鋼貨架設(shè)計規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計選擇和檢查評定。在沒有設(shè)計依據(jù)原則的前提下進(jìn)行必要的試驗驗證和評估，合理設(shè)計結(jié)構(gòu)連接節(jié)點(diǎn)和構(gòu)件，保證鋼貨架結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，評估鋼貨架結(jié)構(gòu)的設(shè)計優(yōu)化和細(xì)節(jié)調(diào)整，以滿足客戶的適用性。
果蔬保鮮貯藏冷鏈貨架一般以駛?cè)胧截浖芎屯斜P式貨架為基礎(chǔ)，根據(jù)果蔬保鮮貯藏冷庫的特點(diǎn)精心打造。鋼制貨架必須能夠承受低溫和低濕度。常用的冷藏貨架有:駛?cè)胧截浖堋⑼迫胧截浖?、托盤貨架(窄巷貨架)、疊層貨架、電動移動貨架、穿梭貨架、自動化立體倉庫等。
根據(jù)果蔬保鮮庫的功能分區(qū)和布局，儲存單元的特點(diǎn)等。，合理規(guī)劃貨架品類、物流走向、倉儲效率，根據(jù)溫濕度等實(shí)際應(yīng)用環(huán)境條件進(jìn)行測試評估，實(shí)施合理布局和空間調(diào)整。合理模擬分析鋼貨架結(jié)構(gòu)系統(tǒng)果蔬保鮮儲藏的一致性，冷風(fēng)流量的分布、對流均勻性、溫度波動盡量小，為客戶提供性價比高。
