Kader(1987)的研究表明果蔬的呼吸作用是通過(guò)由一系列酶參與的生化反應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，它受到底物濃度，溫度等諸多因素的影響。降低O2濃度或升高CO2濃度可以抑制果蔬的呼吸作用。Yang和Chinnan(1988)認(rèn)為基于果蔬呼吸代謝的生理機(jī)制，運(yùn)用酶動(dòng)力學(xué)方程來(lái)描述果蔬的呼吸強(qiáng)度是可行的。早在1984年Stanbury和Whitaker就成功地運(yùn)用米氏方程描述了工業(yè)發(fā)酵上微生物的呼吸強(qiáng)度同O2濃度的關(guān)系。由于果蔬的呼吸代謝與微生物的呼吸代謝具有相似性，Lee等（1991）正式運(yùn)用米氏方程描述果蔬呼吸強(qiáng)度與MA包裝中O2、CO2濃度的關(guān)系，從此，有關(guān)果蔬呼吸強(qiáng)度的酶動(dòng)力學(xué)模型的報(bào)道相繼見(jiàn)報(bào)(Lee 等，1991；Peppelen-bos等，1996)。

　　雖然到目前為止尚無(wú)哪一個(gè)模式可以包攬所有的影響因素，成為理想的MA包裝設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模式，但非常明確的是，用計(jì)算機(jī)進(jìn)行MA包裝設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模式，必須首先掌握所用薄膜的透氣性以及在MA條件下果蔬的呼吸強(qiáng)度特性。世界著名的采后技術(shù)專(zhuān)家Kader在指出MA包裝技術(shù)領(lǐng)域中今后需進(jìn)一步加強(qiáng)研究的幾個(gè)主題時(shí)，就把薄膜的透氣性與MA條件下果蔬的呼吸特性的測(cè)定和數(shù)據(jù)積累列為首要的兩條（Kader，1989），說(shuō)明了這兩個(gè)參數(shù)在MA包裝設(shè)計(jì)中的重要地位。

　　薄膜的透氣性是包裝材料性能的一個(gè)重要指標(biāo)，準(zhǔn)確測(cè)定果蔬包裝用薄膜的透氣性是果蔬包裝研究的一個(gè)重要領(lǐng)域。目前市售的果蔬包裝用薄膜，一般只提供厚度，而沒(méi)有透氣性的數(shù)據(jù)。即使有也只限于單一溫度和低相對(duì)濕度下測(cè)得的數(shù)據(jù)，并不客觀反映實(shí)際包裝條件下的透氣性。筆者通過(guò)計(jì)算機(jī)和人工檢索相關(guān)資料，結(jié)果表明，有關(guān)MA包裝條件下薄膜透氣性測(cè)定這一方面的研究非常少(主要集中于化學(xué)工業(yè)領(lǐng)域的研究)。這種現(xiàn)狀增加了MA包裝設(shè)計(jì)的難度，直接限制了MA包裝技術(shù)在果蔬貯藏上的應(yīng)用。

　　目前，在化學(xué)工業(yè)領(lǐng)域，測(cè)定薄膜透氣性的方法主要有等壓法(流動(dòng)法和靜止法)和不等壓法(壓差法和容積法)兩種。美國(guó)材料試驗(yàn)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)(ASTM D1432－82)的DOW CELL法(Scorer，1990)和我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB/T1038－1970)的壓差法屬于不等壓法。DOW CELL法和壓差法都是在一定溫度下，使被測(cè)薄膜試樣兩側(cè)保證一定的氣體壓差，通過(guò)測(cè)量低壓側(cè)的氣體壓力變化來(lái)計(jì)算薄膜的透氣系數(shù)。在用上述方法測(cè)定薄膜的透氣性時(shí)，高壓側(cè)的氣體必須是單一氣體。這樣測(cè)定出的單一氣體的透氣性，與薄膜MA包裝下混合氣體交叉滲透時(shí)的透氣性是否一致，仍不清楚。而且該方法只能測(cè)定低相對(duì)濕度下薄膜的透氣性（其中DOW CELL法測(cè)定的濕度條件為0%）。近年來(lái)，葉保平等(1994)，李路平(1996)利用不等壓原理設(shè)計(jì)的測(cè)定方法，能夠模擬各種濕度條件來(lái)測(cè)定薄膜的透氣性，對(duì)修訂國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)具有一定的參考作用。

　　但是在用不等壓法測(cè)定時(shí)，由于薄膜的兩側(cè)存在壓力差，氣體分子是在氣壓差和濃度差的雙重作用下透過(guò)薄膜的，實(shí)際這種情況類(lèi)似于真空包裝。而MA包裝一般是包裝內(nèi)外壓力相等的，因此用不等壓法測(cè)定的結(jié)果不能真實(shí)反映薄膜在MA包裝條件下的透氣性。

　　利用等壓法來(lái)測(cè)定薄膜透氣性的裝置如美國(guó)MOCON公司生產(chǎn)的透O2測(cè)試儀。它能在薄膜兩側(cè)壓力相等(O2分壓不等)的情況下來(lái)測(cè)試透O2性能。但是由于其傳感器的原因，只能測(cè)量O2的透氣性(韓雪山，2000)。另外，Merts（1996）采用等壓流動(dòng)法測(cè)定過(guò)不同溫度下LDPE的透氣性。

　　然而，用等壓流動(dòng)法來(lái)測(cè)定薄膜的透氣性時(shí)，薄膜兩側(cè)的氣體均在流動(dòng)，而在實(shí)際MA包裝條件下是無(wú)明顯氣流的，當(dāng)O2透過(guò)薄膜后要從薄膜的表面脫離出來(lái)，有無(wú)氣流會(huì)對(duì)被測(cè)氣體的脫離速度產(chǎn)生一定的影響(韓雪山，2000)，因此用等壓流動(dòng)法測(cè)定的透氣性并不客觀反映實(shí)際MA包裝條件下薄膜的透氣性。

　　侯東明等（1998）提出了一種新方法－等壓靜止法來(lái)測(cè)定硅橡膠薄膜透氣性。該方法可以實(shí)現(xiàn)三種組分(O2、CO2和N2)透氣性的一次性高精度測(cè)定。與等壓流動(dòng)法相比，避開(kāi)了小流量或小濃度差的高精度測(cè)量難題，其對(duì)壓力及容積的測(cè)量容易保證高精度。同時(shí)靠控制測(cè)試時(shí)間間隔來(lái)保證濃度的變化幅度，從而提高了測(cè)試精度。但是這種方法目前還只限于硅膜的透氣性測(cè)定上。

　　薄膜包裝中果蔬的呼吸強(qiáng)度是進(jìn)行薄膜包裝設(shè)計(jì)的一個(gè)重要參數(shù)。對(duì)于許多種果蔬產(chǎn)品，現(xiàn)有的呼吸強(qiáng)度數(shù)據(jù)，往往是在空氣中或者某一CA條件下測(cè)得的，用這些數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行MA包裝設(shè)計(jì)，必然會(huì)引起不小的偏差。在生產(chǎn)實(shí)踐中由于缺乏可靠的依據(jù)，因設(shè)計(jì)失誤引起MA包裝中缺O(jiān)2或由于CO2濃度過(guò)高引起果蔬傷害，造成很大損失的事例屢見(jiàn)不鮮。在目前的情況下，當(dāng)用到薄膜包裝貯藏的數(shù)學(xué)模型或圖表分析具體的貯藏問(wèn)題時(shí)我們通常將果蔬的呼吸強(qiáng)度和呼吸商作常數(shù)處理，這在一般情況下是可行的。但在進(jìn)行薄膜包裝設(shè)計(jì)時(shí)，果蔬呼吸強(qiáng)度和呼吸商取值的準(zhǔn)確性，將直接影響到貯藏體系中的氣體組成的合理性。

　　傳統(tǒng)的呼吸強(qiáng)度的測(cè)定方法是將包裝在薄膜中的果蔬放在可開(kāi)閉的密封容器中，密閉一定時(shí)間后，根據(jù)呼吸罐中O2或CO2濃度的變化來(lái)計(jì)算其呼吸強(qiáng)度（簡(jiǎn)稱(chēng)密閉法）。由于密閉法是以系統(tǒng)達(dá)到平衡狀態(tài)為前提，即假設(shè)果蔬的呼吸強(qiáng)度與包裝內(nèi)外O2和CO2氣體的透過(guò)速度達(dá)到一致后進(jìn)行測(cè)定的，它只能測(cè)定系統(tǒng)達(dá)到相對(duì)平衡時(shí)果蔬的呼吸強(qiáng)度，因此使得該法測(cè)定所得值低于真實(shí)值(徐步前等，2000)。另外，用密閉法測(cè)定果蔬呼吸強(qiáng)度時(shí)，密閉時(shí)間的長(zhǎng)短也是憑研究者的經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定的，密閉時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，則改變了MA包裝的貯藏環(huán)境條件，密閉時(shí)間過(guò)短，由于氣體的微量變化而導(dǎo)致試驗(yàn)儀器無(wú)法檢測(cè)出氣體濃度的變化。

　　徐步前等(2000)開(kāi)發(fā)出一種能客觀反映MA包裝中果蔬呼吸強(qiáng)度的新方法，并將其成功地應(yīng)用于番茄呼吸強(qiáng)度的測(cè)定上。即將要測(cè)算的果蔬呼吸強(qiáng)度預(yù)設(shè)假定值，根據(jù)果蔬呼吸量與薄膜透氣量之間的平衡關(guān)系，用計(jì)算機(jī)算出袋內(nèi)O2和CO2的氣體濃度，再將氣體濃度的計(jì)算值與實(shí)測(cè)值加以比較，當(dāng)它們之間的差值的平方數(shù)最小時(shí)，所預(yù)測(cè)的呼吸強(qiáng)度的假定值即作為要求的果蔬呼吸強(qiáng)度值。由于該方法可在果蔬包裝后的任意時(shí)間抽取氣樣，因此也實(shí)用于包括非平衡狀態(tài)在內(nèi)的任何階段。因此該方法的建立為完善果蔬的MA包裝設(shè)計(jì)及加快MA包裝的商業(yè)性推廣應(yīng)用提供了又一有用的手段。

　　鑒于目前薄膜透氣性及MA包裝條件下果蔬呼吸強(qiáng)度測(cè)定法存在著一定的局限性，本論文首先研究了更接近于MA包裝實(shí)際條件下薄膜透氣性新的測(cè)定方法。在用新方法測(cè)算薄膜透氣性的基礎(chǔ)上，探討了薄膜特性(材料、厚度、表面積)和外界條件(溫度、濕度和初始?xì)怏w濃度)對(duì)薄膜透氣性的影響。其次，以香蕉果實(shí)為例，用已測(cè)得透氣系數(shù)的LDPE來(lái)進(jìn)行香蕉的MA包裝設(shè)計(jì)。根據(jù)MA包裝系統(tǒng)物質(zhì)收支平衡原理，用數(shù)理法來(lái)測(cè)算香蕉MA包裝平衡狀態(tài)下的呼吸強(qiáng)度。并將數(shù)理法的測(cè)定結(jié)果與傳統(tǒng)密閉法的測(cè)定結(jié)果進(jìn)行比較。同時(shí)分析探討了不同溫度、薄膜透氣性對(duì)香蕉呼吸強(qiáng)度的影響，為香蕉的MA包裝最適化設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)和應(yīng)用參考。
（待續(xù)）