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食用菌工厂化栽培自动化包装技术研究

所属栏目:包装论文 发布日期:2020-10-15 09:32 热度:

   在工厂化栽培的食用菌包装中,人工包装在工厂成本的占比呈现增高的趋势,因此根据食用菌的生物特点,提升包装技术,研制高速度、高质量的食用菌栽培后的自动化包装技术、设计自动化生产线是食用菌抢占市场份额的迫切需求。以香菇工厂化栽培的包装为背景,研究包装技术的自动化问题,根据需求设计的自动化生产线,对香菇工厂化栽培包装自动化技术进行试验检测,对降低食用菌包装的劳动成本,延长食用菌保鲜期,增加食用菌的市场竞争力具有重要意义。

食用菌工厂化栽培自动化包装技术研究

  1食用菌工厂化栽培的包装技术分析

  1.1食用菌工厂化栽培的包装技术发展概况

  食用菌产业发展以来,为了贮存和销售的需要,已经进行了简单的包装工作,形成了原始的包装技术。但是由于食用菌生物特性的特殊性,使得原始的包装不能满足食用菌产业日益发展的需求,而粗简的包装形式不仅损害了食用菌的产品性质,更有造成食用菌产生有毒物质的隐患。自动化包装技术是近年来迅猛发展的一种生产方式,能够提高包装食用菌的质量、提高包装产量、降低生产成本。但由于其对组织管理的要求高以及经济条件的限制,至今还未能在食用菌工厂化栽培的包装中得以大范围运用。不同食用菌生物特性的不同,也对包装技术提出了不同的要求,还需要持续的研究和发展。

  1.2食用菌工厂化栽培的包装自动化现状

  食用菌工厂化栽培包含2个方面的内容,即食用菌的自动化栽培和自动化加工[1]。食用菌工厂化栽培的自动化之所以能够按照一定的程序进行工作,在于其能够在现有包装技术的基础上设计一套完整的自动化生产线,对食用菌工厂化栽培包装的各个系统进行控制。目前,我国食用菌工厂化栽培已经有了相当大的规模,在云南、浙江、福建、黑龙江、江苏等地都有多家食用菌栽培工厂。在这些工厂中,不同技术水平的食用菌包装也开始在工厂化生产中发挥重要作为,为食用菌栽培取得了良好的经济效益[2]。食用菌工厂化栽培的包装生产线上,食用菌产品按照设定的工艺流程,各个自动机械装置之间协调地开展自动化包装工作,保证食用菌工厂化栽培包装的产能效率,减少了人工包装的成本[3]。其中食用菌包装技术的自动化并非完全地取消人为参与,而是食用菌工厂工人的职能发生极大转变,工人参与食用菌包装自动化的程度直接关系到食用菌包装水平的程度。这一切都是为了促进食用菌包装成本的降低,从而为工厂化食用菌企业带来良好的经济效益。

  2食用菌工厂化栽培包装自动化的技术基础

  2.1冷藏冷冻技术

  冷藏冷冻技术主要是采用将食用菌置于低温空间中,以此减缓食用菌的新陈代谢和酶化反应,以此达到延长食用菌新鲜期的目的,抑制食用菌出菇后微生物的生长[4]。食用菌无论是生长还是成品,对温度的要求都比较高,各个食用菌品种对温度的要求也不尽相同。低温包装的情况下,除了草菇以外大部分食用菌的保鲜周期都有明显延长,因此低温冷藏甚至冷冻技术常常被用于食用菌工厂化栽培的包装技术中[5]。在进行食用菌工厂化栽培包装的自动化技术系统设计时,要考虑不同种类食用菌含水量的情况以及食用菌预冷与进入冷藏包装之间的时效关系。在进行工厂化栽培包装技术研究时,如果要采用冷藏冷冻的手段,预冷时间至关重要,而且食用菌一旦离开低温环境,就需要尽快食用。因此冷藏冷冻包装技术只能用于短途间点对点的包装运送,不适合长期性的储存销售。

  2.2气调包装技术

  气调包装技术,是在普通薄膜包装方式不能维持食用菌新鲜度的基础上,研究发现的一种食用菌包装技术。其旨在通过改变包装环境的气体成分,增加或减少包装内氧气或二氧化碳的浓度,来使包装更加适合食用菌的保存[6]。气调包装技术有点类似于真空包装,但又与真空包装不同,且包装成本远远低于真空包装,根据不同食用菌对气体环境的要求,通过对食用菌包装袋内的空气进行置换,来达到对食用菌保质保鲜的目的[7]。在食用菌工厂化栽培的自动化包装中,又可分为主动气调包装、被动气调包装和复合气调包装[8]。其中复合气调包装是自动化包装中常采用的方式,在结合食用菌对保鲜环境要求的基础上,还要注重食用菌包装膜的气体透过性。

  2.3辐射技术

  辐射技术是通过穿透力极强的辐射穿透食用菌包装,杀死影响食用菌品质的微生物,降低食用菌菇体的酶活性,以此降低酶化反应,达到食用菌新陈代谢速度的减慢而保证品质的目的[9]。在食用菌工厂化栽培的辐射包装技术中,经过β射线辐射的包装食用菌,一般保鲜期能够延长6d~12d,破膜、开伞、鲜重等食用菌包装损失都明显减少[10]。但在食用菌工厂化栽培包装的自动化设计中,在辐射包装环节,需要对辐射量进行严格控制,要保持食用菌的新鲜并不意味着需要大量的射线辐射。对一些食用菌,如双孢蘑菇来说,低剂量率的辐射比高剂量率的辐射能够取得更好地保鲜效果,也能更好地保证食用菌细胞膜的完整性,减少食用菌的褐变或腐烂[11]。

  2.4化学贮存技术

  化学贮存技术是近年来在食用菌工厂化栽培包装中尤为重视的一种食用菌包装技术。所谓化学贮存,就是通过研究与食用菌变质、褐变、腐烂相关的物质,在食用菌包装过程中,根据其活性变化加入配备好的化学保鲜剂,减低活性物质对食用菌的影响[12]。但化学贮存的技术,需要根据对食用菌有影响的活性物质的不同,来进行不同于市场上一般食品保鲜剂的化学保鲜剂的研发,因此在食用菌工厂化栽培包装的自动化过程中,化学贮存技术的普及程度还有待提升。

  3不同包装技术对香菇产品影响分析

  3.1香菇工厂化栽培包装自动化生产线的构成

  3.1.1计量系统计量系统是食用菌工厂化栽培包装自动化生产线重要的构成环节,是食用菌包装生产的基础[13]。只有通过计量食用菌份额,才能在运用各种包装技术时准确把握各项数据计算,如在进行气调包装时,才能根据食用菌生物活性,满足其气体置换的需要。又如在进行化学贮存时,才能根据食用菌的数量来正确配比化学保鲜剂[14]。计量系统的运用能够满足食用菌工厂化栽培的自动化包装精确度的需要,在自动化包装过程中,使得包装技术能够准确地运用到食用菌的包装中,提升包装的效率,减少包装的失误。3.1.2上袋系统在食用菌工厂化栽培后后续自动化包装过程中,上袋系统占据了重要的地位,食用菌的半自动包装和全自动包装系统的区别就在于上袋系统[15]。半自动包装系统需要由操作人员手工将包装袋装在机械上,然后由工作人员给出上袋指令,才能完成食用菌的填充。食用菌包装的速度就与工作人员的操作有直接的关系。而全自动包装系统则由上袋机械自动完成,操作人员只需将所用的包装袋放进袋仓中就可以了。食用菌的全自动包装机器包装速度快,能够满足食用菌工厂化栽培后的效益需要。3.1.3封口系统封口的目的就是为了将食用菌的包装袋闭合,防止食用菌产品的泄露,最主要的还是和包装技术一起,形成一个完整的食用菌包装件,便于食用菌的运输、仓储和销售[16]。食用菌工厂化栽培的包装自动化生产线中,在称重和上袋后,通过封口输送机将需要闭合的食用菌包装袋送入闭合机中,完成食用菌包装的折边和缝合工作,最终完后食用菌自动化包装系统的工作过程,由输送机送至下一工序。

  3.2香菇工厂化栽培包装自动化技术的测定

  3.2.1理化指标测定在香菇工厂化栽培包装技术的自动化生产线中,包装技术对食用菌产品后续的保鲜起着重要的作用,其中不仅要保证香菇的新鲜,同时要保证各项理化指标的稳定。通过运用食用菌包装技术,对各项指标进行测定,来分析筛选出最适宜香菇的包装技术,为推进工厂自动化提供数据参考[17]。选用同类香菇材料,将其分别进行冷藏冷冻、气调置换、射线辐射、化学保鲜的包装,并运用各种包装技术后,在14d内对香菇的失重率、呼吸强度、褐变度等指标进行测定,结果见图1。以14d为测定周期,由图1可以发现,随着时间的延长,香菇生物活性由0增长到5%~6%,从第4天开始,所有的包装技术均开始出现大幅度的上升情况。其中香菇的气调包装技术对香菇生物活性的增加影响最大,因此在观测期内相对于其他几种包装技术来说也就最有效。化学贮存技术一直呈现上升趋势,但在第14天时呈现和气调包装趋于一致的趋势为5%。辐射技术一致呈现不断上升的趋势,到第12天活性值到达6%后出现香菇活性趋缓,最终在第14天活性值只有6.1%。冷藏冷冻技术是其中变化幅度最大的,最高达到6.5%,随着时间延长,冷藏冷冻技术相较于其他几种方法,对香菇活性影响最小,也就是说,香菇的冷藏冷冻包装技术对香菇产品保鲜的作用稍弱。因此在香菇工厂化栽培的包装技术运用过程中,气调包装应该是首选的包装方式,其次是化学贮存技术和辐射技术,最后才是冷藏冷冻技术。

  4结论

  当前食用菌包装自动化的现状还处于初级发展的阶段,食用菌包装自动化的普及性还有待提高。以香菇产品的自动机包装技术为例,通过测定其在冷藏冷冻技术、气调保鲜技术、辐射技术和化学贮藏技术等不同包装下的生物活性变化情况,来对不同的包装技术进行判断。发现气调包装技术较为适用香菇工厂化栽培后的包装自动化,它通过置换气体来对香菇达到保鲜的作用,比目前的保鲜薄膜的包装方式更能延长香菇的新鲜度和质量,且气调包装成本适中,安全无污染,能够满足群众对食用菌栽培出菇鲜品的需求。但食用菌种类的不同,使得不同的包装技术影响因素复杂多样,因此在实际的包装技术运用过程中,还需要结合具体情况来确定实际的包装方法[18]。

  《食用菌工厂化栽培自动化包装技术研究》来源:《中国食用菌》,作者:周砚钢 陈莹燕

文章标题:食用菌工厂化栽培自动化包装技术研究

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