微孔氣調(diào)包裝理論及其在高呼吸速率果蔬包裝中的應(yīng)用研究.pdf

1、氣調(diào)包裝是目前國(guó)內(nèi)外使用最有效的果蔬保鮮技術(shù)之一，該技術(shù)根據(jù)果蔬自身的生理特性，用一定組成比例組成的混合氣氛來(lái)代替包裝內(nèi)原來(lái)的氣氛，并且通過(guò)選擇合適的透氣性薄膜來(lái)調(diào)節(jié)包裝內(nèi)的氣體組分。但是目前市場(chǎng)上常見(jiàn)包裝薄膜的透氣性普遍較低，特別是對(duì)于一些高呼吸速率的果蔬，極少能夠滿足其氣調(diào)包裝的要求，于是便出現(xiàn)了在薄膜上打制出不同規(guī)格的微孔或小孔來(lái)提高薄膜透氣性的解決方法。所以研究微孔膜的透氣機(jī)理及設(shè)計(jì)合適的微孔膜氣調(diào)保鮮技術(shù)成為了目前果蔬保鮮包裝

2、的研究方向之一。
　　 本文針對(duì)微孔膜氣體傳遞理論及其應(yīng)用進(jìn)行廣泛調(diào)研與總結(jié)，并以高呼吸速率的香菇和菠菜為研究對(duì)象，系統(tǒng)的研究了微孔膜氣調(diào)包裝的理論及其在高呼吸速率果蔬中的應(yīng)用，具體內(nèi)容包含以下五部分:
　　 1)微孔膜氣調(diào)包裝內(nèi)外氣體交換數(shù)學(xué)模型的建立及其試驗(yàn)驗(yàn)證。理論分析氣體通過(guò)微孔膜的擴(kuò)散機(jī)理，分別建立基于努森擴(kuò)散、過(guò)渡擴(kuò)散、費(fèi)克擴(kuò)散及Stephan-Maxwell理論的微孔膜氣調(diào)包裝內(nèi)外氣體交換的數(shù)學(xué)模型。采用無(wú)

3、產(chǎn)品的預(yù)置氣氛氣調(diào)包裝加封不同規(guī)格的微孔膜，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證基于費(fèi)克擴(kuò)散理論的數(shù)學(xué)模型，并在此基礎(chǔ)上探討了微孔參數(shù)(孔徑、孔數(shù)及孔長(zhǎng))對(duì)氣體交換的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)基于費(fèi)克擴(kuò)散理論的數(shù)學(xué)模型預(yù)測(cè)值與實(shí)驗(yàn)值吻合度較高，孔徑與孔數(shù)影響顯著，孔長(zhǎng)影響不顯著。
　　 2)香菇、菠菜呼吸速率的測(cè)定及表征。采用密閉系統(tǒng)法測(cè)算香菇、菠菜的呼吸速率，應(yīng)用酶-動(dòng)力(Enzyme-kinetic)模型的米氏(Michaelis-Menten)方程表征。并將

4、模型值與試驗(yàn)測(cè)量值相比較，結(jié)果模型值與試驗(yàn)值比較吻合。
　　 3)微孔膜果蔬氣調(diào)包裝內(nèi)外氣體交換數(shù)學(xué)模型的建立及其試驗(yàn)驗(yàn)證。在微孔膜氣調(diào)包裝內(nèi)外氣體交換的數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)上，考慮果蔬產(chǎn)品的呼吸作用。結(jié)合米氏方程模型建立相應(yīng)的氣體交換數(shù)學(xué)模型。以香菇為研究對(duì)象，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證模型。結(jié)果發(fā)現(xiàn)模型與實(shí)驗(yàn)值有較高的吻合度。
　　 4)微孔膜氣調(diào)包裝系統(tǒng)設(shè)計(jì)程序。確定果蔬包裝的相關(guān)初始條件，基于包裝內(nèi)氣體濃度穩(wěn)定時(shí)的動(dòng)態(tài)平衡導(dǎo)出關(guān)于微

5、孔參數(shù)的數(shù)學(xué)方程。依據(jù)方程解出合適的微孔膜特征參數(shù)，根據(jù)實(shí)際情況選擇最為合適的微孔薄膜，確定微孔膜特征參數(shù)方案。最終建立一個(gè)理論上的微孔膜氣調(diào)包裝設(shè)計(jì)的流程。
　　 5)微孔膜氣調(diào)包裝的應(yīng)用。以高呼吸速率的菠菜為研究對(duì)象，依據(jù)微孔膜氣調(diào)包裝系統(tǒng)的設(shè)計(jì)程序，設(shè)計(jì)出合適的方案，在此微孔參數(shù)條件下進(jìn)行菠菜包裝的實(shí)際應(yīng)用，以無(wú)微孔膜密封包裝為對(duì)照組。在規(guī)定的間隔時(shí)間內(nèi)分別考察其外觀、失重率、色差、葉綠素含量等品質(zhì)變化，并將實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組