水果气调包裝的基础理论与实验科学研究

中国的果蔬产量连续几年居世界第一。然而，由于缺乏有效的收获后包装和保鲜措施，果蔬产品每年因此损失的经济价值高达数百亿元。由于不使用化学试剂和高效的保鲜性能，气调包装已广泛应用于水果的储存、运输和销售环节。气调包装的效率和性能主要取决于对

包装水果生理特性的正确理解和包装本身的合理设计。尽管国内外对鲜果气调包装做了大量的研究，并取得了丰硕的成果。然而，仍然存在以下理论和技术瓶颈制约着气调包装的工程应用:(1)现有水果呼吸速率模型形式复杂，参数多，预测精度低，可预测变量少；(2)对

一些鲜果品种在气调环境胁迫下的呼吸特性和响应还没有系统的实验研究；(3)气调包装的设计理论和设计方法仍处于科学研究阶段，工程应用方面还没有气调包装的设计理论和方法。

本文以番石榴、杨桃、荔枝和木瓜为研究对象。在深入理解和把握呼吸代谢本质的基础上，将化学动力学理论和人工神经网络建模方法引入鲜果呼吸速率预测领域。分别构建了形式简单、预测精度高的呼吸速率数学模型和四元变量可预测的人工神经网络呼吸速率模型。

此外，本文还系统研究了温度和空调环境对番石榴、杨桃和荔枝呼吸特性的影响，提出了一种工程应用的气调保鲜包装设计方法。本文的主要内容和结论。

运用人工神经网络的理论和方法，建立了番木瓜成熟度、温度、CO2浓度和O2浓度四元呼吸速率预测模型，并与四元二次多项式呼吸速率模型进行了性能分析和比较。研究了木瓜呼吸行为对四种影响因素的敏感性和响应曲线。结果表明，四次二次多项式方程的预测性能超

出了可接受的范围。该人工神经网络呼吸速率模型具有良好的预测精度和模型效率，可用于模拟木瓜呼吸对四个变量综合刺激的响应。木瓜呼吸速率对四个影响因素的敏感性如下:温度、成熟度、O2浓度、CO2浓度，四个影响因素对木瓜呼吸速率有非线性影响。呼吸速率

与温度、成熟度和O2浓度呈正相关，但与CO2浓度呈负相关。木瓜的呼吸速率对15到25摄氏度之间的温度、4到8个成熟度之间的成熟度、21到15%之间的氧气浓度和4%以上的二氧化碳浓度敏感。