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我国的果品和蔬菜的总产量居世界第一，随着果蔬种类的增加、产量的扩大，对于果蔬的贮藏保鲜技术要求越来越高。随着城镇生活水平的提高，人们对农产品在安全性、新鲜度等诸多方面的要求越来越高。由于农产品本身的特点，以及产、销地的相对分散，加之，我国农产品采后加工技术相对薄弱，对农产品物流的要求比较高。 要做到“旺季不烂,淡季不淡”,果蔬贮藏保鲜技术也越来越受到人们的重视，现在已经成为各个国家的热门研究项目。
1.果蔬贮藏目的及原理
通过应用贮藏保鲜技术创造适合果蔬保鲜的外界环境,以抑制微生物的活动和繁殖、调节果品本身的生理活动,从而减少腐烂,延缓成熟,保持果蔬的鲜度和品质。水果和蔬菜采后仍然是活体，含水量高，营养物质丰富，保护组织差，容易受机械损伤和微生物侵染，属于易腐商品。要想将新鲜水果和蔬菜贮藏好，除了做好必要的采后商品化处理外，还必须有适宜的贮藏设施，并根据水果和蔬菜采后的生理特性，创造适宜的贮藏环境条件，使水果和蔬菜在维持正常新陈代谢和不产生生理失调的前提下，最大限度地抑制新陈代谢，从而减少水果和蔬菜的物质消耗、延缓成熟和衰老进程、延长采后寿命和货架期；有效地防止微生物生长繁殖，避免水果和蔬菜因浸染而引起的腐烂变质。因此，选择贮藏方式和设施，维持贮藏环境的适宜温湿度或气体成分是我们首先要考虑的问题。
由于物理技术较之传统的化学技术在食品贮藏与果蔬保鲜中的应用，在达到同样的技术效果情况下，有成本低、省时、省工，处理条件易于控制，受外界环境影响小，特别是没有化学污染及不破坏食品营养结构和自然风味等诸多优点，所以物理技术在食品贮藏与果蔬保鲜中的应用应该引起物理学工作者及食品保鲜工作者的高度重视和关心。
2.果蔬贮藏物理方法
合理的贮藏工艺可控制果蔬以较低的呼吸速率维持生命正常的代谢过程, 推迟呼吸高峰的到来。我国的果蔬贮藏工艺经历了由简到繁的发展, 可大致分为常规贮藏、降温贮藏机械冷藏到气调贮藏的过程[1] 。大量的研究和实验表明,气调贮藏是目前国际上使用最先进、最有效的贮藏保鲜技术之一, 可大大延长果蔬的贮藏期限和大幅度降低由于微生物和生理病害造成的损失, 能保持果蔬的营养和品质[2],[3] 。
气调贮藏是在冷藏的基础上, 将果蔬放在密封库房内, 同时改变贮藏环境的气体成分的一种果蔬保鲜技术。其原理就是通过改变贮藏环境的气体成分, 降低O2含量, 增加CO2含量, 减弱鲜活食品的呼吸强度, 降低营养成分生化反应的速度, 抑制微生物的生长繁殖和乙烯的产生, 以达到减少物质消耗、延长贮藏期和提高贮藏效果的作用。研究发现, 当O2浓度为3%-5%、CO2浓度为2%-5%的气调介质对果蔬呼吸作用的抑制效果最好, 有利于果蔬的贮藏[4] 。
近年来电、磁、微波、辐射和超高压技术在食品贮藏与果蔬保鲜中有广泛的应用。下面就简单介绍一下。
2.1电离辐射技术的应用
利用电离辐射保藏食品是一种发展很快的新技术，经过辐射处理可以延缓果实成熟，并具有杀虫、杀菌、消毒及防腐作用，既不破坏外形，又能保持食品原有色、香、味及营养成份，并在常温下保存期长，且节约能源，更没有化学药剂的残留。大量实验证明，采用小剂量照射谷物、果实、种子、蔬菜、鲜肉等食品，可以杀死寄生在其中的各种害虫及细菌［5］。例如，采用0.8kGy的γ射线照射果品及蔬菜害虫，可使害虫彻底死亡而对果品蔬菜无任何影响［6］。
目前，世界上已有30多个国家批准了500多种辐照食品在市场上销售。自20世纪80年代以来，我国辐照加工技术得到迅速发展，到目前为止，我国在食品辐射贮藏上先后通过技术鉴定的农副产品有大米、马铃薯、大蒜、洋葱、香肠、猪肉、苹果、生姜、人参等，当然，应用该技术也存在一些缺点，例如辐照剂量过大可能会加速食品的衰老，过小又起不到灭菌保鲜的效果。
最近，一种新型食品加工辐照技术—软电子束辐照技术正在被越来越多的的人所认识。该技术是采用低能电子束照射食品，进而达到杀菌保鲜的目的。与普通射线相比，该电子束射线穿透深度小，它不仅可使被处理的食品表面为无菌状态，而且它不会深入食品内部而影响食品的质量，同时它的安全性极好，便于推广应用。有研究表明应用该技术处理黑米、小麦、黑胡椒、白胡椒、罗勒等食品，杀菌效果明显，可大大延长食品的贮存时间［7］。
2.2微波技术的应用
微波是指频率在300MHz-30GHz之间的电磁波。微波保鲜技术主要是利用其热效应和非热效应使食品中的微生物体内的蛋白质和生理活性物质发生变异或破坏，从而导致生物体生长发育异常，直至死亡。目前，国内外应用微波进行食品保鲜的研究已取得了很大进展，并已大规模地应用于食品工业生产中。
瑞典、德国和丹麦均使用微波对切片面包杀菌防霉保鲜的工业化生产，其保鲜期由原来的3-4天延长到30-40天。荷兰一食品公司对盒装茄汁鱼块、牛肉等8个品种食品作微波杀菌保鲜处理，储于冷藏柜中，保存42天以上仍风味不变［8］。在我国，吴晖等人利用微波处理豆腐3.5min，在25℃下可保鲜三天，而对照组仅保鲜0.5天［9］。当然，目前的微波保鲜技术也还存在一些不足，例如它对某些肉食品保鲜效果不明显，对某些食品的营养成分也有一些影响。
2.3高压脉冲电场技术
高压脉冲保鲜技术与一般加热杀菌保鲜技术有着本质区别，它主要是利用强电场脉冲的介电阻断原理，对微生物产生抑制作用，它可克服加热引起的蛋白质变性和维生素破坏。它主要用于液态食品的杀菌保鲜，基本操作为将液体食品送入装有相互平行的两个脉冲管间，触点接通后电容器通过一对碳极放电，当液体食品（如牛奶、果汁等）流经高压脉冲电场时，它可有效地杀灭其中的微生物，而食品本身的温度无明显变化（<10℃），因而最大限度地保证了食品中原有的营养成分不被破坏。
国内外很多学者的研究都证明高压脉冲电场对食品中的酵母、各类格兰氏阴性菌、格兰氏阳性菌、细菌孢子等菌类有明显的抑制作用。抑菌效果可达到4-6个对数周期[10]。同时，该项技术处理时间也非常短，一般在几微秒到几毫秒，最长不超过1s，并且处理后食品的感官质量及理化指标（总酸、总糖、维生素C）与对照组无明显差别，有实验证明经高压脉冲电场加工的橘汁中气味物质损失率为3%，而采用加热方法加工后损失率为22%，另有实验证明经高压脉冲电场处理后的香蕉汁中所含的五种典型香味成分及维生素C含量均优于热处理组。
当然，该技术目前还存在一些缺点，如处理装置造价较高，理效果易受食品的电阻、温度、粘度、等条件的影响，还需要今后进一步深入研究，以使该技术早日大规模地应用于食品工业。
2.4静电技术的应用
近年来，静电技术已被越来越多地应用于食品储藏与果蔬保鲜，很多实验都证明应用静电场处理食品与果蔬，不仅能起到对其消毒灭菌的作用，而且可保持其原色泽、原品味和不降低其维生素C及氨基酸等的含量。例如，山西农业大学采用80kV/m的高压静电场处理红星苹果1min，然后储藏3个月（0℃，湿度90%），
其硬度、可溶性固型物含量分别比对照组提高10%和1.8%，呼吸强度降低约20%［11］
；另有研究证明经静电场处理后再储藏的鸭梨、西瓜、桃和黄瓜在一定时间内其腐烂率均比对照组低，延长了其保鲜期。
对于静电保鲜的机理现在还不很清楚，一些学者认为静电场是通过改变果蔬细胞膜的跨膜电位，进而影响其生理代谢，使之能存放更久，也有一些学者认为静电场是通过对果蔬内部呼吸系统的电子传递体的影响而减缓了生物体内的氧化还原反应，来达到保鲜目的的，还有一些学者认为静电场是通过使果蔬内部水发生共鸣现象，引起水结构及水与酶的结合状态发生变化，最终导致酶的失活而
达到保鲜目的的［12］
。
另外，利用高压负静电场还可使空气电离产生空气负氧离子和一定程度的臭氧，空气负氧离子可使果蔬进行代谢的酶钝化，从而降低果蔬的呼吸强度，减弱果蔬催熟剂乙烯的生成；同时，臭氧经分解可放出新生态原子氧，因此具有极强的消毒杀菌作用，能杀死残留于果蔬表皮及储藏空间的细菌和霉菌，减少果蔬的霉烂率，臭氧还可以抑制并延缓果蔬内有机物的水解，从而延长果蔬贮藏期。内蒙古大学应用静电产生臭氧处理河套密瓜进行保鲜实验，处理后可使密瓜糜烂率下降94%，效果十分明显，静电处理装置大都采用直流高压发生器输出高电压，再将其加在具一定间距的两平行铝板上，形成一定强度的电场，因此，目前的静电保鲜技术只能用于小批量的食品保鲜处理［13］。
2.5超高压技术的应用
超高压技术已被越来越多地应用于食品加工保鲜业，应用超高压技术作用食品不仅可有效杀死食品内的各种微生物，而且能使在超高压环境中的淀粉成糊状，蛋白质成胶凝状，获得与加热处理不一样的食品风味。超高压保鲜灭菌的机理是通过破坏食品内菌体蛋白中的非共价键，如氢键、二硫键和离子键等，使蛋白质的高级结构被破坏，基本物性发生改，从而导致蛋白质的凝固及酶的失活。超高压还可造成菌体细胞膜破裂，使菌体内的化学组分产生外流等多种细胞损伤。以上这些因素综合作用的结果导致了食品内部的微生物死亡。
应用超高压技术进行食品加工与保鲜时间短、效果好、杀菌均匀，对某些高粘度热敏性食品进行杀菌处理时，食品中的维生素C的保存率可达95%以上。美国学者应用高压技术对天然果汁进行杀菌处理，也取得了满意的结果。总之，应用该技术对果蔬或果汁进行杀菌保鲜处理既不会破坏食品原有的成分结构和风味，又能有效地杀灭食品中的微生物而达到保鲜的目的，目前，超高压技术已被大规模地应用于食品工业中［14］。
2.6磁场技术的应用
大量实验证明低频磁场对微生物有很强的影响，它能促进或抑制微生物的生长、繁殖，于是一种新的食品保鲜技术—低频磁场保鲜技术便在最近几年悄然诞生了。低频磁场保鲜技术主要是利用它对微生物的抑制作用来实现保鲜的。与传统的保鲜方法相比，这种方法有很多的优点，它不会损失食物的营养成分和改变其质量特性，更不会污染食物，避免了对人体产生不良影响，同时也更加安全。因为在强度不超过2T的交变磁场的作用下，微生物在很大程度上就被杀死了。
海南师范学院的邢诒存等人采用频率为416kHz、强度为40T的磁场处理橘子汁，经处理后，其所含微生物几乎全被杀灭。也有研究发现将食品放入一定强度的恒定磁场中也可对食品起到灭菌消毒的效果，并对食品的营养成分与风味无任何影响。据云南师范大学的刘剑虹等人报道，采用一定强度的恒定磁场作用于番茄能明显地抑制其呼吸强度，减少其水份的蒸发，减缓其霉变过程。另外，一些经磁处理水浸泡过的水果蔬菜，其贮存时间和保鲜效果也优于未浸泡组。
目前，磁场保鲜技术尚处在实验研究阶段，所用的实验装置也主要是将具有一定强度的永磁铁或电磁铁平行放置，利用其N极与S极之间所形成的磁场来处理食品，因而还不能将该技术大规模地应用于食品工业生产中［15］。
3.展望
物理杀菌保鲜技术是一种崭新的杀菌保鲜技术，它是在克服加热杀菌保鲜与化学杀菌保鲜的不足之处的基础上，运用物理手段，在低温或常温下达到杀菌保鲜目的的方法。与传统保鲜技术相比，物理技术大都能充分保留食品的营养成分和原有风味，甚至产生某些令人喜爱的特殊风味，而且效果明显，处理时间短，保鲜时间长。因而，物理技术在食品贮藏与果蔬保鲜方面的应用有着诱人的前景与潜力，它将为解决食品贮藏与果蔬保鲜方面目前存在的问题提供重要启示，提供新的机会与希望。
同时，我们也应该认识到，很多物理保鲜技术尚处于实验研究阶段，对其中的杀菌保鲜原理尚不很清楚，因而限制了它们的应用。而其他物理保鲜技术也需作进一步研究，以便更透彻地了解其杀菌保鲜机理和影响因素，取得最佳的保鲜效果。综上所述，今后应着重研究：物理保鲜技术的作用机理、影响因素和适用条件等；进一步降低成本；不同的物理保鲜技术实现技术组合以取得最佳保鲜效果。物理杀菌保鲜技术作为一种新兴的杀菌保鲜技术虽已取得了很多成果，但还存在很多不足之处，特别是在我国，由于起步晚、研究队伍分散、研究设备落后及科研经费紧缺等诸多原因，使大部分物理保鲜技术还处在实验室阶段。
因此，今后首先应加大对这一研究领域的投入，还要加强各研究队伍间的交流与合作，力争早日将更多的研究成果应用到大规模的食品保鲜生产中去。可以相信，随着食品工业的发展，物理保鲜技术必将发挥越来越大的作用，人们将享受到品质更好、更安全、更新鲜的食品。
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