气调贮藏：让食品留存更久的保鲜技术

（一）概况

1.概念

气调贮藏是指任何农产品在一个不同于周围大气（如21%O2，0.03%CO2）的环境中贮藏。按技术水平分两种方法。

（1）控制气调，CA（Control Atmosphere Storage）

设置在自然呼吸或人工条件下产生低浓度O2和（或）高浓度CO2的气体环境，然后在整个贮藏期内通过一系列测量和调整来加以控制，气体的组成浓度一直保持在恒定的某一水平。该气调方式的一般使用场合被限制于固定式贮藏库、批量海运和具有气调能力的运输容器中。

（2）修饰气调，MA（Modified Atmosphere Storage）

在其贮藏期内不进行气体测量和调节。所需的气体靠呼吸作用或预充混合气体来产生。这种混合气体组成被期望在整个贮藏期内有效。这个定义被用来描述零售包装的农产品，即通常所说的包装气调，MAP（Modified Atmosphere Packaging）。这是通过用具有适合气体交换特性的包装材料，来实现气体控制目标。包装气调（MAP）是一门正在迅速发展的技术。其可用于海运容器，即用这个方法给运载集装箱充入混合气体并使其维持整个旅程。活性MA（Active MA）是指通过人为一次性调节气体组成浓度或在系统内部加入O2、CO2或C2H4吸收剂来调节气体组成浓度，使系统维持一定的浓度水平，达到延长产品寿命的目的。自发MA（Generative MA）是对果蔬产品而言的，它是指利用果蔬本身的呼吸作用消耗O2，呼出CO2，使系统内部O2浓度降低，CO2浓度升高，从而反过来抑制果蔬的呼吸作用及乙烯产生，达到延缓果蔬成熟衰老的目的。自发MA与活性MA的根本区别在于系统内部气体浓度达到平衡时所需的时间长短不一样。活性MA虽然会增加投资，但是它可快速建立气调环境，因此效果要比自发MA好。

2.气调应用

（1）果蔬气调保鲜

气调保鲜起源于果蔬保鲜。气调保鲜降低了果蔬的呼吸强度，延长了果蔬的活体寿命，从而延长了其货架期。此类产品既可用CA技术，也可用MA技术，前者主要用于长期贮藏，后者用于短期贮藏及长途运输。目前我国市场上的配菜，也就是切割蔬菜，就是使用一种MA保鲜技术。还有超市里的包装西芹也是一种MA保鲜蔬菜。

（2）肉类气调保鲜

这类产品采用气调保鲜主要是为了抑制微生物的腐败作用。此类产品贮藏寿命不长，所以强调的是延长产品货架寿命。此类产品通常使用MA技术。气调包装可以延长鲜肉的保质期，如一般鲜肉货架寿命在14℃时只有24h，而在75%O2+25%CO2环境中时货架寿命可达120～144h。肉类气调包装内需要高O2浓度的原因是要维持肉的鲜红色。高浓度O2存在时，氧合肌红蛋白呈现鲜红色。气体浓度配比与鲜肉气调保鲜货架期的关系见表1-7。

表1-7　气体浓度配比与鲜肉气调保鲜货架期的关系

（3）焙烤类气调保鲜

此类产品常运用MA技术，例如面包、蛋糕、饼干处于高浓度的CO2环境时可以抑制微生物的生长（主要是霉菌），延缓发霉时间。月饼等烘烤食品保质期仅15天，而使用吸氧剂抑制霉菌，可延长其保质期至原来的8倍。另外充气可以防止食品之间的挤压碰撞，维持较好的外观形状，有利于销售。

（4）其他制品气调保鲜

如米、面之类的谷物食品采用MA保鲜技术，可以防霉、防止陈化。

（二）气调贮藏的原理

食品的气调保鲜基本原理是：在一定的封闭体系内通过各种调节方式得到不同于正常大气组成或浓度的调节气体（通常组成为低浓度O2、高浓度CO2、N2、CO），以此来抑制食品本身引起的食品劣变的生理生化过程或抑制作用于食品的微生物活动过程。

1.抑制微生物

高浓度CO2对大多数微生物都有抑制作用，且大多数的腐败微生物都是好氧的，因此可利用低浓度O2和高浓度CO2的调节气体对肉、鱼、禽等易发生腐败变质的食品进行保鲜处理，这样能延长货架寿命。对于含水较高的焙烤制品等，气调能很好抑制霉菌生长。

假如某种果蔬能够经受高浓度的CO2而未受其伤害，那么可以使用10%以上CO2的气调来降低多种腐败性细菌的活性。芦笋在5℃以上易遭受细菌性软腐病害，而7%CO2能使之减轻，低于5%的CO2则无效；达到或超过10%则产品会受伤害。如果在芦笋的贮运过程中不能应用气调，则可把冷却了的嫩茎在20%CO2中处理24h，这样也能减轻随后的软腐病。

作为寄主的果蔬，在成熟和衰老的过程中对病原菌的抵抗力逐渐降低，而提高CO2浓度或降低O2浓度能抑制果蔬的成熟和衰老，从而提高其抗病能力，以减少腐烂。低浓度O2和高浓度CO2可以延缓和减轻果蔬的腐烂败坏程度。蒜薹在限气贮藏中，一旦薄膜袋破裂，茎苞和薹梢便很快变黑长霉，这是破裂后CO2浓度降低、O2浓度增高的缘故。

2.抑制不良化学变化

焙烤食品的油脂氧化、酶促褐变的加工品褐变与氧有关，填充不含O2（通常为纯N2或N2+CO2）的充气包装可以延缓此类产品的氧化变质过程。但是果蔬有生命，不可O2浓度过低，CO2浓度过高。

3.抑制生理代谢

对于有生命的食品，气调贮藏能够降低呼吸强度（减少能量消耗），阻止绿色果蔬的叶绿素降解（与黄化相关），阻止原果胶的分解（与硬度有关），抑制乙烯的产生（成熟催化剂），从而使果蔬后熟过程减慢。气调贮藏对果蔬的效果有：降低了果蔬的呼吸强度，减少了营养物质的消耗，有利于果蔬的营养品质的保持；抑制果蔬内源激素乙烯的产生，延缓果蔬的后熟和衰老过程，有利于保鲜；控制果蔬贮藏中病原菌的生长和活动，减少腐烂消耗，提高好果率；延缓果蔬叶绿素降解过程，减轻酶褐变；发挥后续作用，使出库果蔬有较长的货架期。

（1）抑制呼吸

对于有生命的食品，例如果蔬、谷类、蛋，CO2浓度的增大和O2浓度的减小对呼吸作用和其他代谢作用分别会产生极大的影响。例如20℃时的香蕉，正常空气中的呼吸强度是3%O2+5%CO2+92%N2中的5倍。呼吸作用的消耗能量减少，成熟、衰老就慢。气调对果蔬和蛋类的呼吸影响很大。果蔬的O2浓度减少到10%以下才会对呼吸作用产生一些阻滞。

发生无氧呼吸时的O2的临界浓度与多种因素有关。①与温度有关，温度越高，O2的临界浓度越大。②与种类有关，不同的果蔬对低O2浓度的忍耐量差别很大。③与贮藏时间有关，较短的贮藏期允许较低的O2临界浓度。④与CO2的浓度有关，贮藏环境缺乏CO2或CO2浓度较低时，果蔬能较好地忍耐较低的O2浓度，对低O2浓度反应很好。当CO2浓度过高时，也会产生类似无氧呼吸的作用。不同品种的果蔬对CO2浓度的增大有不同的反应，其差别比对O2浓度减小的反应的差别大很多。

气调抑制呼吸有后效，这也有利于延长产品的货架寿命。气调不但降低果蔬的呼吸强度，还推迟呼吸跃变的启动。降低环境中的O2浓度，可能造成有效ATP减少，从而使跃变的启动推迟；增加CO2浓度则可能降低细胞pH值，从而降低酶活性。

（2）维持正常色泽

绿叶蔬菜的叶绿素在低浓度O2下，或高浓度CO2下破坏较少，能更好地保持绿色。低浓度O2和含有15%CO2，能抑制马铃薯在日光下变绿。

气调抑制果蔬褐变。结球生菜在2～5℃的贮藏或运输中，其球叶的中肋常发生褐变。2%O2或6%O2气调贮藏，可以减轻病情，但如果O2低于1%，产品会受伤，高于8%则气调无效；高浓度CO2不仅不能防止这种病害，还会引起另外的障碍。褐变的主要原因是酚类物质的生物氧化，绝大多数酚类物质在天然状态下以苷或酯的形态存在，在贮藏或衰老时，这些物质发生水解，在组织中积累有毒物质，使细胞致死，或成为酶褐变反应的底物。正常的细胞内部保持着还原状态，不会发生褐变；而当细胞受伤，例如割伤、烫伤、冻伤及病害损伤和由不合适的贮藏条件所引起的生理损伤等都会使细胞内部的这种还原态受到破坏，从而迅速发生褐变。降低O2浓度会抑制多酚氧化酶的活性，因此可以抑制蔬菜组织的褐变。如果有足够的O2以供氧化，无论是在与空气接触的表面，还是在组织内部，都可以发生褐变。低浓度O2能减轻果蔬褐变程度，但由高浓度的CO2和过低浓度的O2招致代谢失常，也会产生组织褐变。

（3）维持硬度

高浓度CO2能抑制果胶质的分解，保持果蔬较硬的质地，防止果蔬变软，抑制不溶性的原果胶向果胶转化。同时也抑制木质化，防止芦笋等老化。芦笋的老化主要是纤维增加而变硬。气调贮藏时，在10%～14%CO2和高湿度条件下，这种硬化过程可以得到缓解。此时温度不可高于4℃，以免发生伤害。这种作用在绿花椰菜上更为明显。绿花椰菜在10%CO2中组织变得比采时更嫩，在5℃下贮藏2周后组织的“抗切入力”仅为采收时的70%～80%。这可能是气调提高了组织酸度的结果，贮存2天就可以体现出来。但一旦转入空气环境中，其组织马上又会变硬。

（4）减轻冷害

冷害是指在冰点以上不适宜低温所造成的生理病害，气调贮藏可以减轻冷害是因为排除了组织内积累的乙醛、乙醇等对组织有毒的物质。用气调贮藏的果蔬的乙醇和乙醛的含量要比贮藏在空气中的含量低得多，这也正是气调环境中果蔬耐藏性好的原因之一。气调并非通过促进不饱和脂肪酸合成减轻冷害。脂类在大多数果蔬中含量不到1%，它们集中在果蔬表面的保护皮层和细胞膜中。较长时间贮藏在较高浓度CO2下，产品中游离脂肪酸相对增加，角质层物质的生物合成加强，硬蜡合成加强，不饱和化合物的数量减少。但当降低O2浓度时，各种生物合成过程都减慢了，不饱和脂肪酸的生物合成亦受到抑制，角质层蜡的生物合成过程也缓慢多了。值得注意的是，易遭冷害的作物采用气调贮藏时必须避免冷害温度，因为低浓度O2和高浓度CO2常常会加重作物的冷害敏感性。

（5）抑制乙烯生物合成延缓果蔬后熟

抑制乙烯的生物合成会延缓果蔬的成熟。在适宜的低温条件下，降低O2浓度，可以抑制乙烯的产生，减弱乙烯的生物作用；利用高CO2浓度也能阻止乙烯产生和拮抗乙烯生理效果，延缓果蔬的成熟和衰老过程，达到延长果蔬贮藏寿命的目的。因此，用于气调贮藏的果蔬应在尚未进入呼吸跃变期时采收，已经充分成熟了的果蔬，气调作用有限。乙烯加速蔬菜成熟和叶子脱落，而CO2延缓蔬菜成熟和叶子脱落。无论是乙烯的生物合成作用，还是表现乙烯的生物作用，必须有高浓度的O2分压。降低O2分压会导致以上过程减慢。在O2含量较低时，可补充少量乙烯以促进果蔬成熟。

（6）其他生理

降低O2的浓度会抑制淀粉向糖转化，有助于较经济地消耗碳水化合物。但有时候低O2浓度会增强碳水化合物的厌氧分解。

（三）气调贮藏技术

1.影响气调贮藏的因素

（1）O2浓度

气调库采用外部气体发生器，使库内的O2迅速地下降到所需的低浓度，然后保持住这个浓度。低浓度O2主要有如下作用：①降低呼吸强度和底物的氧化作用；②延缓叶绿素分解；③减少乙烯生成量；④提高抗坏血酸保存率；⑤使溶性果胶物质分解变慢；⑥提高不饱和脂肪酸的比率；⑦延缓后熟，延长产品的贮藏寿命。

当O2浓度高于正常空气的含量时，并不一定会促进产品后熟，然而低O2浓度则肯定有抑制后熟的作用。果蔬呼吸产生的CO2，随空气中O2含量下降而减少，但达到某个最低点后，如果O2含量继续下降，则CO2因无氧呼吸发酵作用反而增多。这个O2的临界浓度因果蔬种类而不同，O2临界浓度为2%～2.5%。在这个浓度以上，从普通空气的21%下降过程中，呼吸和后熟的受抑制作用并不是直线式变化的；在O2浓度达7%以上时，呼吸和后熟虽有所改变，但不明显；到7%以下则有明显变化。所以O2浓度抑制呼吸的阈值（无CO2存在时）约为7%。有些作物，如绿熟番茄或香蕉，可用极低浓度O2（＜1%）或绝氧作短时间处理，可使后熟受抑，且转入空气中后后熟仍较缓慢。在实际应用时需要先实验，各水果和蔬菜气体要求见图1-2。

图1-2　水果和蔬菜的气体要求

（2）CO2浓度

过量的CO2则由空气洗涤器除去。CO2浓度增高，溶于细胞的或与细胞中某些成分结合的CO2也增多。CO2浓度增高的生理反应有如下方面：①降低果蔬成熟过程中的某些合成反应，如蛋白质、色素的合成；②抑制某些酶的活性，如琥珀酸脱氢酶、细胞色素氧化酶等；③干扰有机酸代谢，尤其是积累的琥珀酸；④减少挥发性物质的生成；⑤使果胶物质分解缓慢；⑥抑制叶绿素的合成而褪绿，尤其是采收早的蔬菜；⑦改变不同糖类间的比例，如板栗经过低温和高浓度CO2贮藏后会变甜。

适量CO2会抑制某些真菌孢子的萌芽生长，但需要CO2浓度高达20%～50%才起到抑制作用。而这样高浓度的CO2是大多数果蔬所不能忍受的，细胞会被杀死，反而有助于真菌的侵染。许多果蔬在CO2浓度达到或超过15%时风味就会恶化，可能是积累了乙醛、乙醇所致，可能引起褐变或其他中毒症状。因此在气调贮藏过程中有时宁愿单独应用低浓度的O2也不使CO2积累，以避免风险。对有些确能忍受高浓度CO2的产品，也可作短时间的高浓度CO2处理，以减少运输中的变质损耗。如短时25%～35%的CO2对菜豆无不良影响，又可阻止真菌和细菌生长；菠菜在10%CO2中可避免黄化，甚至可忍受40%的CO2，其他如辣椒、蘑菇、黄秋葵等也可在运输前作高浓度CO2处理，以减少运输过程中的损耗。

（3）温度

降低环境温度可以减缓呼吸作用。根据果蔬的种类、品种、产地和成熟度等不同条件，气调贮藏的温度有所差异。气体调节贮藏通常都与低温贮藏配合起来。

（4）相对湿度

在气调贮藏过程中，空气中较高的相对湿度也是维持所贮藏的果蔬品质的重要因素之一。通常气调贮藏的温度比普通冷库贮藏高1℃。在产品贮藏所要求的高相对湿度下，由于绝热而不易出现水分的凝结。空气中维持较高的相对湿度，可使果蔬中的水分不至于过多地散失，因而果蔬新鲜壮实、抗病力强。气调大库的相对湿度要比普通库高些，一般在90%～93%为最佳。

（5）乙烯

果蔬在贮藏过程中除排出CO2外，还有其他气体，如乙烯和一定量的芳香物质等。在贮藏过程中，果蔬产生的许多挥发性化合物会积聚起来，最常见的是乙烯。当乙烯积累到一定的浓度时，就会降低果蔬的贮藏寿命，因此一定要加以分离。虽然低浓度O2或增加CO2贮藏，可减少乙烯的产生，但是一般用乙烯吸附剂和脱乙烯机来分离乙烯。脱乙烯机是利用高温并在催化剂的作用下，将循环通过的气体中的乙烯氧化，放出CO2和水，来达到降低库内乙烯浓度的目的。同时也抑制α-法呢烯的积累等，防止苹果虎皮病的发生，延长贮藏寿命。目前，大型现代化苹果气调库均安装有乙烯脱除机，国际上流行乙烯脱除洗涤器和乙烯催化脱除器。在气调和冷藏中均有必要脱除乙烯。也可以利用贮藏室外面的空气进行通风，因为大气中的乙烯浓度通常都低于0.01mL／L。但是，通风只有在室内外温差不大时才能运用，如果温差很大，则户外空气必须先冷却后才能引入贮藏室。

臭氧（O3）是消除乙烯的很好的氧化剂。它易于由大气中的O2通过放电或紫外线照射产生。因为它是气态，所以易于与乙烯混合，并使之氧化成CO2和水。使用臭氧时必须采取一些预防措施，因为它是活性很强的物质，能够腐蚀贮藏库中制冷设备的金属管道和部件。即使在较低的浓度下，也易于使产品受到伤害，并对人体有毒。这些问题的存在使臭氧的使用一直受到很大的限制。在国外，使用臭氧时的这些困难已通过利用两种特定波长的紫外线照射加以克服。引入波长为185nm和254nm的辐射线，就能产生原子氧，原子氧比臭氧更活泼，能够更迅速地与引入反应室内的乙烯和其他挥发性化合物反应，而多余的原子氧则迅速变成O2。另外可用高锰酸钾（KMnO4）来消除乙烯，由于高锰酸钾是不具挥发性的，所以能够把它与所贮藏的产品隔开，以排除化学损伤的危险。为了有效地消除乙烯，必须使贮藏环境的气体尽量与高锰酸钾接触，通常采用的方法是将高锰酸钾的饱和溶液涂在一种惰性的、多孔性的无机载体上。例如，在美国，利用多孔的三氧化二铝经过高锰酸钾溶液处理，然后干燥至4%～5%的含水量。据报道，该物质1g就能吸附30mL的乙烯。乙烯被三氧化二铝吸附后，受到高锰酸钾的氧化，便失去了它原有的生物作用。

（6）贮藏前化学处理来防腐和防生理病

冷藏和气调贮藏常结合化学处理，以延长贮藏期。用二苯胺（DPA）杀菌剂浸泡防止出现真菌引起腐烂的问题；为对付苹果虎皮病，运用乙氧基喹啉抗氧化剂。但在处理前，应查询当地是否允许处理及允许处理的浓度。

（7）环境因素的综合影响

环境因素对所储藏产品的影响，大致可分为两种情况。①是相互促进作用，促进正的或负的效应，例如低浓度的O2抑制呼吸和后熟、衰老，加上适量CO2则作用更好。某种蔬菜因CO2浓度过高而中毒，温度太低则中毒更加重了。②是相互弥补或抵消作用。例如由于控制了合适的气体成分，气调贮藏的温度可比常规冷藏的温度稍微提高一些，这样可更好地防止冷害，且不会因温度提高促进后熟衰变。

2.气调注意事项

气调贮藏并不适用于所有的果蔬，例如对于组织致密的根菜类蔬菜效果就不大；另外，气调贮藏中气体组成的调节和要求相当严格，如果气体组成不当或管理不严，甚至可能招致惨重损失。而所谓的气体组成，特别是O2和CO2的适宜指标，不仅因作物种类而异，且随品种、产地、年份而不同。绿花椰菜是高度适于气调贮藏的蔬菜，只有在O2浓度低于0.25%或CO2超过20%时才对其有伤害，而与其亲缘极近的花椰菜，在5%CO2的环境中即受伤害，其对低浓度O2也同样极为敏感。带荚嫩豌豆，在0℃下经MA贮藏后，煮熟时变黄褐色并有明显酸味。在气调贮藏中有机酸的累积可能是由于呼吸消耗的酸减少。胡萝卜等在气调贮藏时有琥珀酸积累，特别是在CO2高浓度时积累最多。而这种酸的累积对细胞是有毒害的。琥珀酸的累积是由于琥珀酸氧化酶对高浓度的CO2敏感，当CO2浓度超过0.03%时，琥珀酸脱氢酶活性受到抑制而导致这一现象发生。这种情况属于气调所产生的副作用之一。

（四）气调贮藏的设备

目前生产上常用的气调贮藏设备有两类：气调库和薄膜气调。

1.气调库

质轻、气密、隔热性能好的彩色镀锌聚氨酯（聚苯乙烯）夹心板，简称彩镀夹心板，已广泛用于气调库的围护结构；空气分离技术的最新成果——膜分离技术和膜分离材料（中空纤维膜分离），也已被移植到气调设备上；电子计算机在制冷、气调装置的自动控制和运行管理中，实现了温、湿度和气体成分的自动检测和自动调节，使气调贮藏更容易操作。

气调库设备主要包括库体和门（隔热隔气，耐一定压力）、压力平衡设备、制冷设备、制氮机或脱氧机、CO2吸附机、除乙烯机、加湿器、电脑自动控制系统、O2和CO2分析测试仪。参数检测和调控设备主要有各种探测器、加湿器、CO2洗涤器、制氮机、乙烯脱除机、PLC电脑控制系统等。

现代化气调库内要求的贮藏参数（温度、湿度、CO2、O2、C2H4）的调控均由计算机自动控制系统完成，所形成的气体环境演变和维持是一个动态和连续的过程。气调库在建筑结构上分为砖混结构和组合式结构。组合式气调库全部壁板使用预制夹心板或聚氨酯泡沫塑料，板块裁截组装后，可以形成任意大小的气调库。这两种材料具有良好的隔热、防潮性和气密性。气调库贮藏设备主要有隔热、制冷等方面的结构，基本与常规冷库相同，只是为了调气，密封程度要好。库内的气体成分、贮藏温度和湿度能够根据设计水平自动精确控制。

（1）库体结构

①贮藏室

把总贮藏室分成多个小贮藏室是可取的，但这会提高成本。如果采用大贮藏室，应在2～3天内装满同样或相应种类的农产品，当取空贮藏室后，水果在5～7天内被分级包装后运往市场。在英国，一般苹果贮藏室容量大约为100t，即在50～200t；在欧洲大陆，容量约为200t，而蔬菜在200～500t；在北美，容量更大，一般在600t左右。在贮藏室设计中要考虑布局和间距，前者要考虑箱子要求，后者要考虑空气循环效果。

在欧洲，气调贮藏室一般采用带金属外壳的绝热面板，并附有密封锁定系统。气密结合处通常涂上一层柔韧可塑的油漆。在地面与墙及墙和天花板结合处也采用这种措施。应特别注意密封所有内部设备和管道电线的入口。去除冷凝水的排水管道设计应确保水分排出而不破坏贮藏室的密封性。

在北美，常采用木质框架、木质胶合板、混凝土块或倾斜的混凝土墙。库体用聚氨酯（表面涂上防火剂）来密封和绝热。为能迅速降温并保持库内温度的相对稳定，气调库的围护结构应具有良好的隔热性。气密层的材料和结构有多种，早先大多用镀锌铁片或薄钢板焊接密封，后来用高密度胶合板和铝箔夹心板以达更好的气密性。但这些隔汽层（热侧）容易出现裂缝而透进水汽，以致隔热层内凝水而腐蚀铁板。近年来则采用预制夹心板（两面用金属板或胶合板，中夹10cm厚的聚苯乙烯泡沫塑料）或硬质聚氨酯泡沫塑料，同时起到隔热、隔汽、保证气密性三方面的作用。

②气密门

每个气调间都要设置一个气密门。门扇应有良好的隔热功能和气密性，其内部用钢骨架支撑，表面用彩镀钢（铝）板封闭，中间的空隙用聚氨酯泡沫塑料发泡填充。在气调库封门后的长期贮藏过程中，一般不允许随便开启气密门，以免引起库内温度、特别是气体成分的波动。为方便管理人员观察了解水果的贮藏质量，并能在不开启气密门的情况下，进库检修和取水果样品检验，通常在气密门的下部再设置一个小门。小门的洞口尺寸为600mm×600mm。小门门扇的外框为金属构件，中间用双层玻璃镶嵌，透过玻璃就可清楚地观察到库内门口处摆放的水果样品。取水果样品时，通过小门出入。为防止两层玻璃之间的空气所含水蒸气结露，应事先在玻璃夹层的空隙中放置干燥剂。为保证小门关闭后门缝处不漏气，在门的周围采用橡胶密封垫。当门关上时，用螺杆拧紧来密封。一些新式门的密封采用打气密封方式。

气调间的门洞尺寸，应满足库内运输堆码机械出入库房的要求，其宽度和高度分别不得小于2m和2.5m。气密门扇通常做成滑动启闭式，在门洞旁的外墙面上，装有上下两根水平导向滑轨，滑轨的形状、构造应能承受门扇重量，控制门扇运动轨迹，保持门扇在运动过程中的稳定，不摇晃摆动、不脱轨。门扇上装有上下滑轮，分别搁置在上下滑轨上，依靠滑轮在滑轨上滚动来带动门扇左右移动。在开关过程中，受滑轨构造的控制，门扇始终悬空并与墙面保持一定的间隙，这样可避免门密封条与墙面、地面的摩擦。只有当门扇完全关闭时，受滑轨的控制和门扇的自重的影响，门扇才有一个落座在地坪上和紧贴门框的动作。门扇的内侧和下侧装有密封条，门扇的左右两侧和门框的相应部位装有扣紧装置，封门时，用扣紧装置把门扇紧紧地扣在门框上，并借助密封条将门缝封死。在门扇下落、扣紧及相反的过程中，门下侧的密封条要与地面摩擦，这也是气密门不宜频繁地开闭的一个原因。

为防止叉车在出入库门时碰撞门扇、门框和门口处的设备支架，应在门洞内外设置防撞柱。防撞柱用直径为300mm左右的钢管制成，管内用钢筋混凝土填实，高出地坪表面600mm左右。防撞柱应在库内地坪施工时与地坪一道做。

旧式气调库或用冷藏库改建的气调库，气密门常用双道门。外面的一道门就是普通的冷藏门；内面的一道门通常用钢门，钢门上开有活动小门，其作用同上述的玻璃中空小门。外门起隔热保温作用，内门起气密作用。与上述的气密门相比，这种门的造价较低，用冷藏库改建气调库时，增加一道钢门就可以了，不用换门。缺点是开库或封库时操作比较麻烦。(www.xing528.com)

气密门只是在水果入库和出库时开启，在长期的贮藏过程中一直是封闭的。因此，门口处库内外的热湿交换没有冷藏库那样频繁和严重，没有必要在门洞上方安装空气幕和在门洞内侧设置回笼间。由于气调间的冷却设备通常安装在门洞内侧的上方，在入、出库期间，开门时进入库内的热空气很快被冷却设备吸入并冷却，对围护结构不会带来霜、露损害。

③观察窗

观察窗镶嵌在技术走廊内的气调间外墙上，为固定式、双层玻璃中空透明窗。形状有方、有圆，圆形采用半球形，球面向库内凸，可增大观察视线范围，大小为500mm×500mm或相同尺寸的直（球）径。每个气调间一般只设一个观察窗。透过该窗，可以观察库内水果蔬菜的贮藏情况，以及冷却设备、加湿设备的运行状况和制冷盘管上冰的增加状况。观察窗中心距技术走廊地坪1.5m左右，堆放水果时，靠近窗口的包装物应低于窗口，否则会挡住视线。国外有些贮量很大的气调库，索性将观察窗改为带固定观察口的气密门，门的宽窄高低以能通过一人为限。必要时，管理人员可以从此门进入库内，沿库内专门架设的高空走道巡视情况和检修设备。这给管理工作带来极大的便利。

④安全阀

安全阀是为保障围护结构的安全而专门设置的安全装置。安全阀由连通的内腔和外腔组成。内腔用管道与库内相通，外腔与大气相通。使用时，往腔中注入一定高度的液体，形成液封，将内外腔隔断，库内的压力因某种原因升高或降低时，围护结构两侧就会形成压差，一旦压差值大于液柱高时，库内外的气体就会通过安全阀窜流，直到压差值等于或小于液柱高为止。安全阀的这种作用，把库内外的压差始终控制在某一范围内。安全阀的内腔上，还装有库内气体取样阀和显示库内外压差值的U形微压计。安全阀的安装位置很重要。因为冷却设备运行时，强迫库内气体循环流动，造成库内各点的气体压力不一致。如将安全阀装在气压过大或过小的地方，都可能引起安全阀误动作，造成不必要的气体窜流，引起库内气体成分波动。通常，将安全阀装在气流干扰较小的位置，才能较准确地反映库内外的真实压差，如冷风机背面的墙壁上。此阀门可将压力限制在设计的安全范围内，典型的压差范围是±190Pa。许多传统的冷库设计的最大承受压差为±125Pa，因此在没有根本修改时不适于当气调室用。

图1-3为一种简化的液封式安全阀。除此之外，还有机械式安全阀，其构造原理类似于压缩机的吸、排气装置。吸排气阀片的开关动作压差值，在出厂时都经过严格的调定，当库内外的压差值超过调定值时，阀片会自动开启，进行排气或吸气。安全阀与库内连接的管道的通径大小与气调间的容积有关。当库内外压差超过规定值时，应保证能在很短的时间内完成库内外气体的窜流。通常采用内径为100mm的管道。调节安全阀的液柱高度，就能改变拟保持的库内外最大压差。液柱高度应根据工艺要求和围护结构实际所能承受的压力来确定，必须严格控制，不能随便增大或减小。假如将液柱高度增大，有可能使库内外压差超过围护结构的承受能力，造成围护结构变形和损坏；如将液柱高度降得过低，虽然有利于保障围护结构的安全，但又会引起安全阀频繁动作，造成库内气体成分波动。

图1-3　液封式安全阀及其构造原理

水果冷藏工艺要求贮藏温度控制的静态偏差不超过±0.5℃，这个标准同样适用于水果的气调贮藏。大多数水果的冷藏和气调贮藏的贮藏温度不会低于0℃。如将气调间的贮藏温度设定为0℃，±0.5℃的温度波动就意味着围护结构两侧的压差可达18.7mmHg。实际上，由于围护结构不可能达到绝对气密状态，当库温由0℃波动±0.5℃时，围护结构两侧的压差值将小于18.7mmHg，根据贮藏温度波动的静态偏差要求，同时又考虑到减少安全阀的气体窜流，给围护结构的承压能力设有一定的安全系数，将安全阀的液柱高度定为20mmHg是较为合适的。

⑤调气袋

气调贮藏室是完全密封的，因为受结构的限制，室内气压差不应超过180Pa。调气袋可用来消除或缓解库内外压差。只要贮藏温度稍有波动，但还未达到静态偏差值时，所产生的压差就可以随时用调气袋来调节，使库内外的压差减小或趋向于零，消除或缓解压差对围护结构的作用力。

调气袋要用气密性好且具有一定抗拉强度的柔性材料制成，例如用不透气的橡胶布或塑料复合布等。调气袋通常装在围护结构顶和屋面板之间的空隙里，上端吊在屋架上，并使其自然垂悬，下端留有一小口，用管道使其与库内相通。当库内压力稍高于大气压力时，库内部分气体进入调气袋；当库内压力稍低于大气压力时，调气袋内的气体便自动补入气调间。调气袋把库内温度变化所引起的压力变化，转换为气体体积的变化，从而消除和缓解库内压力变化对围护结构的气密层和结构本身带来的不利影响。

调气袋的容积可以用理想气体状态方程式和气体状态变化过程方程式来计算。查利定理说明了压力恒定时体积直接与绝对温度成比例。在典型的气调贮藏中，在放满农产品时，气体体积几乎是空库体积的70%。如果在0℃时气温上升1℃，其体积变化ΔV为：ΔV=ΔT×V／T=1×0.7×V／（0+273）=0.26%V（空库体积）。有的资料提出调气袋的容积按气调间的公称容积的1%～2%确定。

调气袋试压和检漏

（2）典型的降氧设备

商业气调贮藏所采用的具有代表性的降氧设备有以下几种。

①碳分子筛制氮机。这是目前国内主要的降氧设备。它用焦炭分子筛进行物理吸附，焦炭分子筛是煤经精选、粉碎、成型、干燥、活化和热处理等工艺加工而成的，是一种新型高效的、非极性和疏水性吸附剂，具有超微孔的结晶结构。焦炭分子筛能进行氧氮分离。它对不同气体分子具有不同的吸附能力，同时，不同直径的分子在其微孔中扩散的速度存在差异。分子筛对氧、氮的吸附率存在差异，短时间内直径较小的氧分子的扩散速度较快，而直径较大的氮分子扩散速度较慢。两者相差400倍，氧分子被分子筛大量吸附。故只要选择最佳的吸附时间进行切换，就可以获得源源不断的富氮。国内生产的用于气调贮藏的碳分子筛制氮机的吸附压力一般控制在0.3MPa。

②中空纤维制氮机。用聚砜、乙基纤维素、三醋酸纤维素、磺化聚砜及聚硅氧烷—聚砜等制作中空纤维膜复合膜。中空纤维制氮机的膜分离器的原理是根据气体对膜的渗透系数不同，把渗透系数大的气体称为“快气”，把渗透系数小的气体称为“慢气”。混合气体中的快气组分富集在膜的低压侧；慢气组分富集在膜的高压侧。当压缩空气从一端进入分离芯的中空纤维管内，O2（快气）从管内很快透过管壁富集在管与钢壳的间隙内。由于两端头的管间隙被封死，O2只能从中部的出口排出，N2（慢气）则穿过中空纤维管由另一端的富N2口输出。中空纤维管本身有一定的耐压强度，超过耐压强度就会使中空纤维管损坏。因此压缩空气的压力（表压）一般应限制在1MPa之内。

（3）降CO2设备

气调贮藏要控制的另一个指标是CO2浓度。增加气调库内的CO2浓度，完全依靠水果蔬菜呼吸时所释放的CO2。适量的CO2对水果有保护作用，能取得良好的贮藏保鲜效果。但是CO2浓度过高，又会对水果造成伤害。因此，脱除、洗涤过量的CO2，调节和控制CO2浓度，对水果蔬菜的贮藏保鲜是十分重要的。

能吸收CO2的物质很多，有液态的，也有固态的。在气调贮藏中曾使用的吸收剂有消石灰、水、乙醇胺溶液、碱溶液和盐溶液等，现在已经被碳酸钾、分子筛等代替。

①碳酸钾吸收装置。该装置采用碳酸钾溶液作为吸收剂。碳酸钾与CO2反应，生成结构极易分解的碳酸氢钾。不稳定的碳酸氢钾可在常温下用空气再生。碳酸钾溶液无毒、无气味，且在正常工作温度下对普通钢材无腐蚀作用。倘若不被污染，则可无限循环使用。即使掺杂了灰尘等沉积物，也可以过滤后使用。碳酸钾吸收装置的构造和工作过程与水吸收装置类似。由于碳酸钾溶液具有吸收CO2量大、可用空气再生及使用寿命长等许多优点，碳酸钾吸收装置得到普遍应用。

②活性炭吸附装置。气调库CO2吸附装置常用活性炭。活性炭具有多孔结构，因而吸附表面较大。气调贮藏所采用的活性炭，是一种经特殊浸渍处理过的活性炭，可用空气在一般温度下再生，而且再生后滞留在多孔结构空隙中的O2很少。普通的活性炭，由于其吸附O2的能力大，再生后滞留在体内的O2多，当再次与库内气体接触吸附时，其体内滞留的O2会跟随气体进入库房，使库内O2浓度上升。而经特殊浸渍处理过的活性炭，只能将库内过量的CO2吸附并排出，不会使库内O2浓度升高。以活性炭做吸附剂的CO2吸附装置在工作时，吸附和脱附交替进行。库内气体被抽至吸附装置中，经活性炭将其所含的CO2吸附后再送回库房；当活性炭吸附达到饱和状态（或吸附固定时间）后，停止吸附并用空气再生。再生时，将空气抽入吸附装置，使被吸附的CO2脱附，并随空气排至室外。为加快CO2的脱除速度，进行连续吸附，可采用双室吸附装置，一个室进行吸附的同时，另一个室进行再生，然后两个室进行同步切换。同步切换由控制装置和多路阀（或阀门组）完成。

早期吸收CO2设备

（4）硅橡胶袋气调装置

硅橡胶袋气调装置是法国人发明的，已在法国的气调库中得到广泛应用。它属于膜分离范畴，是利用硅橡胶织物的单面硅胶涂层，针对混合气体中各组分气体有选择性渗透的特性，制成气体交换—扩散装置。采用该装置的气调库，不用另设降O2和脱除CO2的装置，而依靠水果的呼吸耗O2，即自然降O2；待库内CO2浓度上升到某一浓度值后，才启用该装置，对库内的气体成分进行调节和控制。该装置中唯一的机电设备，是一个普通的封闭式风机。该装置具有设备简单、操作管理简便、耗能少、投资和运行费用低、可靠性强等许多优点。如果配合快速降氧装置使用，就能取得更加理想的贮藏效果。

这种装置可直接装在穿堂或技术走廊的墙面上，不需设置气调机房，从而节省占地面积，而且还可缩短气调管道。

①硅橡胶膜。硅橡胶膜是硅橡胶涂层在织物表面凝固后的产物。硅橡胶是一种有机硅高分子聚合物，由具有取代基的硅氧烷单体聚合而成，如聚二甲基硅氧烷基硅酮橡胶。各单体以硅氧链相连接，形成柔软易曲的长链，诸长链间以弱电性交连在一起。这种结构使它具有特殊的透气性。当硅橡胶膜两侧的O2、CO2和N2浓度不一样时，各气体从浓度高的一侧，通过硅橡胶膜向浓度低的一侧渗透，并且各气体的渗透速度和方向彼此独立，互不干扰。CO2的渗透系数最大，N2渗透系数最小。硅橡胶膜的这一特性，对于气调贮藏十分有利，在气密充分的条件下，库内的CO2浓度由水果蔬菜呼吸而越来越高，可以利用硅橡胶膜的这一特性来脱除过量的CO2，同时又不会引起库内O2浓度太大的波动（透过膜的O2量小）。这样，就能将库内的气体成分调节到所要求的“双低气体浓度指标”。早年用过中科院兰州化物所研制的FC-8型布基硅橡胶膜，目前认为三甲基硅橡胶膜透气性最好。

②硅橡胶袋气调装置。将硅橡胶做成袋，装上微压计、加气阀（当库内缺氧时，给库内加氧用）、调节阀（根据库内CO2浓度过量多少，调整袋投入运行的数量）。硅橡胶袋气调装置安装在库外。硅橡胶袋气调的保鲜效果稍差一些，主要是因为从开始气调到气体成分达到规定值时所需的时间较长，其中自然降氧约需10天时间，启动硅橡胶袋气调又需10～15天。其达到规定指标比快速降氧方式要多20天左右。如果以快速降氧加CO2脱除气调方式贮藏7～8个月的水果保鲜质量为标准，则硅橡胶袋气调方式的贮藏保鲜期为5～6个月，纯粹自然降氧气调方式的贮藏期更短（库内O2和CO2分别调节到12%和9%左右）。

（5）除乙烯装置

乙烯的分子结构有碳碳双键的存在，使乙烯具有很大的活性。利用乙烯的这一特性，可以通过加成反应，将双键打开而除掉；也可以用吸附法除乙烯。

①加成反应：乙烯容易与卤素进行加成反应，在室温下即可顺利进行。如将含有乙烯的气体通入溴中，即可生成1，2-二溴乙烷；又如在采用催化剂和一定的温度和压力条件下，乙烯与氯进行加成反应，生成1，2-二氯化烷。乙烯碳碳双键的活泼性还表现为容易氧化。如用碱性的、稀的、冷的高锰酸钾水溶液做氧化剂，则打开双键，氧化生成乙二醇。以特殊的活性银（含有氧化钙、氧化钡和氧化锶）作催化剂，乙烯可被空气中的氧直接氧化，生成环氧乙烷。

②吸附：用吸附剂虽能吸附乙烯，但因库内乙烯浓度太低，实践证明吸附效果不大。

将高锰酸钾溶液浸泡多孔材料，如碎砖块，然后将吸收高锰酸钾溶液的材料直接放入库内。也可以采用活性氧化铝作为载体，吸收高锰酸钾，然后用像前述的消石灰吸收CO2的闭式循环系统清除乙烯。化学除乙烯法虽简单，但存在除乙烯效率低，需经常更换多孔载体材料等缺陷。

气调库的除乙烯装置是根据上述的乙烯在催化剂和高温下，与O2反应生成CO2和水的原理制成的。该装置的核心部分是选用的催化剂，以及一个从外到里能形成15℃—80℃—150℃—250℃的温度梯度的变温度场电热装置。它能使除乙烯装置的进、出口温度不高于15℃，使中心的氧化反应温度达到250℃。这样才能得到较理想的反应效果而又不给库房增加热负荷。为进一步降低进入库内气体的温度，除乙烯装置的气体进出为间断交替式，即进入出气管道每隔几分钟调换一次，进气管改为出气管，出气管改为进气管。据报道，该装置可将猕猴桃贮藏间的乙烯浓度控制在0.02ppm以下。此外，该装置由于中心部位的温度高，在除乙烯的同时，还能对库内气体进行高温杀菌消毒，可大大减少水果在贮藏中的霉变。该装置还能除掉水果蔬菜所释放的酯类、醛类、酮类和烃类等挥发性物质，减轻芳香气体对水果所产生的促成熟、促衰老的不良影响。

上述各种除乙烯的方法，只有高锰酸钾溶液和空气氧化除乙烯装置具有实用性。

（6）加湿设备

气调库的加湿主要采用超声波加湿器雾化后喷出方式。

（7）气体成分检测装置

检测装置的设置是为了准确及时了解库内气体成分的变化。根据检测结果来决定是否要对库内气体成分进行必要的调节，以使库内气体成分始终稳定在所要求的范围内。

①奥氏气体分析仪：用于O2和CO2浓度检测，原理是气体吸收引起体积变化。

②O2和CO2气体测定仪：用于O2和CO2浓度检测，其原理是氧电极（O2）和惠斯顿电桥（CO2）。其速度快，用气少。

③气相色谱仪：用于O2、CO2和乙烯浓度的检测，微量的乙烯只有用气相色谱仪之类的精密气体分析仪器才能测出来。测乙烯时用氢焰；测O2、CO2时用热导。

（8）气调保鲜贮藏库实时测控系统

现代气调库为了稳定运行，添加了气调库环境因子实时测控系统。该主从式系统以PC机为上位机，以单片机系统为下位机，实现了对温度、湿度、氧气、二氧化碳多路模拟量信号的数据采集，以及压缩机、加湿机等执行机构的状态信号的自动监测和控制。

2.薄膜气调

气调贮藏包括气调库贮藏（CA）和自发（塑料袋、塑料大帐等）气调贮藏（MA）。调节气体成分贮藏，又叫控制大气贮藏法，是人为改变贮藏环境中气体成分的贮藏方法，目前被世界果蔬商所广泛采用。

（1）薄膜帐（袋）气调保鲜法原理

该方式主要是依靠果实本身的呼吸作用达到降O2、增大CO2浓度的目的，并利用塑料薄膜对气体的透性，改变贮藏环境气体组成，实现自发气调。硅窗帐（袋）即镶嵌有一定面积的硅橡胶膜的塑料大帐或塑料袋。通过硅橡胶膜对气体分子的选择通透，自发调节塑料帐（袋）内的气体组成比例。由于硅橡胶膜的型号和帐（袋）贮果量的不同，使用硅橡胶膜时，其面积大小一定要经过实验和计算来确定。例如，贮量为1000kg的大帐，硅窗袋的面积以0.3～0.6m2为宜。在5～10℃条件下可使O2保持在2%～4%的浓度，CO2保持在3%～5%的浓度。硅窗袋一般采用0.06mm厚的聚乙烯薄膜制成规格32cm×36cm×79cm（放在筐或木箱内），中部胶粘硅窗。硅橡胶膜对CO2的通透性比O2大5～6倍，因此，它有自动调节帐内气体成分的功能。为了准确掌握帐内气体成分变化，每1～2天应取气体做一次测定，若发现CO2浓度过高，应及时补充新鲜空气，调节帐内气体成分。薄膜包装贮藏可以减少水分蒸腾，保护产品，防止机械损伤。

（2）薄膜大帐封闭系统

①塑料薄膜大帐气调法：在产品堆垛的上下四周用薄膜包围封闭。利用塑料薄膜对O2和CO2有不同渗透性和对水透过率低的原理来抑制果蔬在贮藏过程中的呼吸作用和水分蒸发作用。由于塑料薄膜对气体进行选择性渗透，袋内的气体成分自然地形成气调贮藏状态，从而推迟果蔬营养物质的消耗和延缓衰老。产品一般都先用容器包装再堆成垛，或堆放在菜架上，先在垛底或架底铺垫底薄膜，码垛或放上菜架。产品摆放好后，罩上薄膜帐子，将帐子和垫底膜的四边叠卷、压紧即可。在这种方式中，蔬菜的贮藏量少则一二千斤，多则可达万斤以上。可将这种封闭垛设置在普通的冷藏室内。由于果蔬呼吸作用仍然存在，帐内CO2浓度会不断升高，其控气方法主要是每隔几天测定气体浓度，进行换气。将封闭袋口打开，换入新鲜空气，再行封闭。放风周期的长短按允许的O2低限或CO2高限而决定。在每个放风周期内，O2和CO2都有一次大幅度变动。也可在包装内放入消石灰以降低帐内CO2浓度，在包装内放入小袋装的铁粉以降低帐内O2浓度，由此可调节所需的合适的气体成分，从而减少人工定期放风次数。

②大帐充N2降O2气调法：用真空泵抽除富氧的空气，然后充入N2，抽气、充气过程交替进行，以使帐内O2含量降到要求值，所用N2的来源一般有两种：一种用液氮钢瓶充氮；另一种用碳分子筛制氮机充氮。

③硅橡胶膜大帐气调法：根据不同的果蔬及贮藏的温湿条件，选择面积不同的硅橡胶织物膜热合于用聚乙烯或聚氯乙烯制成的贮藏帐上，作为气体交换的窗口，简称硅窗。硅橡胶膜对O2和CO2有良好的透气性和适当的透气比，一般对O2和CO2的渗透率比为1∶6，渗透系数比聚乙烯大200～300倍。选用合适的硅窗面积制作的塑料帐，其气体成分可自动衡定在O2含量为3%～5%，CO2含量为3%～5%。国内外在水果和蔬菜贮藏上，都有硅窗袋出售和应用，其可包装2.5～20kg。这是MAP的一种方法。在硅窗贮藏法中，所需用硅窗的面积可用下式进行计算：

式中：S——硅窗面积（米2）；

M——贮藏物重（吨）；

rCO2——放出CO2量［升／（吨·天）］；

PCO2——硅窗对CO2的渗透系数；

Y——该贮存物理想的CO2浓度。

（3）小包装MAP（Modified Atmosphere Packaging）保鲜

与大帐保鲜原理类似，但是小包装一般不换气，因此需要选择合适的包装薄膜。在小包装MAP保鲜中，新鲜果蔬的薄膜包装是一个动态系统，同时发挥着产品呼吸和薄膜渗气两种主导作用。所谓产品呼吸，即消耗O2而释放出CO2、C2H4、H2O及其他挥发物，从而改变了包装内部原先的气体组成，并在包装内外出现分压差。由于每种气体组分在包装内外都有一定的分压差，它们都要通过薄膜来进行内外交换，即薄膜透气。产品呼吸和薄膜渗气都受到诸多变动因素的影响。影响呼吸的变动因素有产品种类、品种、数量、成熟度、温度、气体（O2和CO2）分压、乙烯浓度、光照及其他因素；影响气体透过薄膜的变动因素有薄膜性质、成分、结构、厚度、面积、温度及气体种类和内外分压差等。

透气性关系到包装系统内能否保持比较适宜的气体组成。不同的薄膜其特性差异很大，有人认为，薄膜的透气性取决于其结构中结晶部分同非结晶部分的比例及薄膜材料对气体分子的溶解性。气体在渗透过程中，首先是气体分子在高分压一侧被吸附并溶解在薄膜表面，然后沿着薄膜内聚合部分的空隙扩散，移动到另一侧逸出。气体扩散所通过的那些空隙，就是薄膜中非结晶的松弛部分，气体分子在结晶部分是不能通过的。而各种不同的薄膜因其加工工艺不同，其结构中结晶比例不同，亦即密度不同。根据上述气体渗透原理，非结晶部分比例大的低密度薄膜要比结晶部分比例大的高密度薄膜透气性大。对于常用的聚乙烯薄膜而言，密度在0.91～0.94者为低密度和中密度薄膜，其透气较大；密度在0.94～0.97者为高密度薄膜，透气较小。薄膜材料对气体分子的溶解性，是影响薄膜透气的另一重要因素。溶解性越大，薄膜的透气性也越大。气体通过薄膜的渗透作用，遵循费克—亨利定律，可用下述公式来表示：N／t=Pg·A（P1-P2）／T

式中：N／t——气体渗透速度（厘米3／秒）；

Pg——气体渗透系数（厘米3·厘米／厘米2·秒·厘米汞柱）；

A——薄膜面积（厘米2）；

P1-P2——薄膜两侧气体分压差（厘米汞柱）；

T——薄膜厚度（厘米）。

根据费克—亨利定律，混合气体中的各组分，渗透速度和方向互不干扰。一种气体对一种薄膜的渗透系数是恒定的，但随温度上升而增大。不同的气体对同一种薄膜的渗透系数往往相差很大，少至几倍多至几十倍，一般是CO2＞O2＞N2，这对果蔬的贮藏保鲜是极为重要的。

MAP气调时，根据果蔬所需的CO2和O2及呼吸强度，使呼吸产生的CO2和薄膜透出的CO2相等就可以了。果蔬贮藏所需的包装材料应该是那些透气性较高而透湿性较低的薄膜，如低密度聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯等。贮运和零售小包装最常用的是低密度聚乙烯。贮运包装用的聚乙烯其厚度一般为0.03～0.06mm，零售包装用的更薄些，目前国内外用于零售小包装的聚乙烯薄膜其厚度仅0.01～0.03mm，但薄膜太薄很易破裂，对限气贮藏（MA）不太可靠。

包装系统内外气体交换的另一重要措施是在封闭薄膜上有供气体自由通过的孔道。常用的办法是应用打孔薄膜，孔径为几微米至几毫米。孔径大小和开孔数目依作物种类和使用条件、要求等来调节，直至能满足换气要求。然而，不论孔径多大，打孔总是破坏了薄膜特有的选择透气性，气体移动变成了单纯的扩散过程，薄膜对不同气体不再有选择性。因此，当达到扩散平衡时，包装内外O2和CO2的分压差基本相同，即包装内的气体组成不是低浓度O2高浓度CO2，就是高浓度O2低浓度CO2，且两者之和接近21%。

薄膜包装贮藏的方式可大致分为如下几种：

①衬垫包装。在纸箱或木箱内铺衬薄膜（或用薄膜袋），将果蔬装入后将薄膜边角或袋口折叠但不密封，保持一定的通气性以防止果蔬因蒸腾脱水失鲜。

②袋装。用薄膜袋装产品，扎紧袋口或热合封闭。袋的大小规格不一，小袋装果蔬200～300g，直接作为零售包装；大袋可装20～30kg，用于运输或贮藏。因袋子封闭，故对果蔬同时起着保持水分和限气贮藏（MA）的作用。

③紧缩包装。不少聚合薄膜，如聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等，在制作过程中可使之具有热收缩性。使用这种薄膜包装单个果蔬，如整理好的甘蓝、花椰菜、黄瓜等，或以成套筒状包封用托盘装的蔬菜，甚至可以将蔬菜包在纸匣外面。然后在热合机中于130℃左右放置几秒钟，薄膜便紧缩并紧贴于被包装物。这种包装方式既起到和袋装同样的作用，还可使产品固定而在搬动和处理中不致滚动受伤。

（4）存在问题

①果蔬需要的是透气性很足的薄膜，然而目前市售的包装薄膜几乎很少符合要求，因而需要研制出透气性高而又价格低廉的新型薄膜。聚氯乙烯薄膜的透气性较小，加上早期生产的聚氯乙烯薄膜的增塑剂毒性争议，因而很少应用。最近日本生产一种新型塑料薄膜叫作醋酸乙烯树脂（EVA），其透气性和透湿性都比低密度聚乙烯好，这是一种较理想的贮藏包装用膜，用它来包装果蔬，袋内不会出现水滴，也比较不易发生CO2中毒。

②只有耐低浓度O2和高浓度CO2力强的果蔬才较适合于薄膜包装，特别是那些贮运期长的果蔬。

③置于冷库的封闭系统，其内部温度总要稍高于库温，这是因为有薄膜的阻隔，产品的呼吸热散逸较慢。由于封闭系统内外存在着一个温差，封闭薄膜正处于热冷的界面上，加上封闭薄膜的透湿性很低，薄膜的内侧面会有水珠凝结。这种凝水滴落入果蔬中，将会促使病菌扩大感染果蔬。

④由于不能使包装系统直接取得最适气体组成，必须要研究出简单有效的人工和自动调气措施。

⑤薄膜贮存法所采用的薄膜几乎全部为人工合成的多聚物。目前这类多聚物存在一个普遍的问题，即难以被微生物所分解，会产生较多垃圾。