Kader(1987)的研究表明果蔬的呼吸作用是通過由一系列酶參與的生化反應(yīng)來實現(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制，運用酶動力學(xué)方程來描述果蔬的呼吸強度是可行的。早在1984年Stanbury和Whitaker就成功地運用米氏方程描述了工業(yè)發(fā)酵上微生物的呼吸強度同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）正式運用米氏方程描述果蔬呼吸強度與MA包裝中O2、CO2濃度的關(guān)系，從此，有關(guān)果蔬呼吸強度的酶動力學(xué)模型的報道相繼見報(Lee 等，1991；Peppelen-bos等，1996)。

　　雖然到目前為止尚無哪一個模式可以包攬所有的影響因素，成為理想的MA包裝設(shè)計的數(shù)學(xué)模式，但非常明確的是，用計算機進(jìn)行MA包裝設(shè)計的數(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度特性。世界著名的采后技術(shù)專家Kader在指出MA包裝技術(shù)領(lǐng)域中今后需進(jìn)一步加強研究的幾個主題時，就把薄膜的透氣性與MA條件下果蔬的呼吸特性的測定和數(shù)據(jù)積累列為首要的兩條（Kader，1989），說明了這兩個參數(shù)在MA包裝設(shè)計中的重要地位。

　　薄膜的透氣性是包裝材料性能的一個重要指標(biāo)，準(zhǔn)確測定果蔬包裝用薄膜的透氣性是果蔬包裝研究的一個重要領(lǐng)域。目前市售的果蔬包裝用薄膜，一般只提供厚度，而沒有透氣性的數(shù)據(jù)。即使有也只限于單一溫度和低相對濕度下測得的數(shù)據(jù)，并不客觀反映實際包裝條件下的透氣性。筆者通過計算機和人工檢索相關(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，測定薄膜透氣性的方法主要有等壓法(流動法和靜止法)和不等壓法(壓差法和容積法)兩種。美國材料試驗協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)(ASTM D1432－82)的DOW CELL法(Scorer，1990)和我國國家標(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，使被測薄膜試樣兩側(cè)保證一定的氣體壓差，通過測量低壓側(cè)的氣體壓力變化來計算薄膜的透氣系數(shù)。在用上述方法測定薄膜的透氣性時，高壓側(cè)的氣體必須是單一氣體。這樣測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的透氣性是否一致，仍不清楚。而且該方法只能測定低相對濕度下薄膜的透氣性（其中DOW CELL法測定的濕度條件為0%）。近年來，葉保平等(1994)，李路平(1996)利用不等壓原理設(shè)計的測定方法，能夠模擬各種濕度條件來測定薄膜的透氣性，對修訂國家標(biāo)準(zhǔn)具有一定的參考作用。

　　但是在用不等壓法測定時，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薄膜的，實際這種情況類似于真空包裝。而MA包裝一般是包裝內(nèi)外壓力相等的，因此用不等壓法測定的結(jié)果不能真實反映薄膜在MA包裝條件下的透氣性。

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

　　然而，用等壓流動法來測定薄膜的透氣性時，薄膜兩側(cè)的氣體均在流動，而在實際MA包裝條件下是無明顯氣流的，當(dāng)O2透過薄膜后要從薄膜的表面脫離出來，有無氣流會對被測氣體的脫離速度產(chǎn)生一定的影響(韓雪山，2000)，因此用等壓流動法測定的透氣性并不客觀反映實際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－等壓靜止法來測定硅橡膠薄膜透氣性。該方法可以實現(xiàn)三種組分(O2、CO2和N2)透氣性的一次性高精度測定。與等壓流動法相比，避開了小流量或小濃度差的高精度測量難題，其對壓力及容積的測量容易保證高精度。同時靠控制測試時間間隔來保證濃度的變化幅度，從而提高了測試精度。但是這種方法目前還只限于硅膜的透氣性測定上。

　　薄膜包裝中果蔬的呼吸強度是進(jìn)行薄膜包裝設(shè)計的一個重要參數(shù)。對于許多種果蔬產(chǎn)品，現(xiàn)有的呼吸強度數(shù)據(jù)，往往是在空氣中或者某一CA條件下測得的，用這些數(shù)據(jù)來進(jìn)行MA包裝設(shè)計，必然會引起不小的偏差。在生產(chǎn)實踐中由于缺乏可靠的依據(jù)，因設(shè)計失誤引起MA包裝中缺O(jiān)2或由于CO2濃度過高引起果蔬傷害，造成很大損失的事例屢見不鮮。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題時我們通常將果蔬的呼吸強度和呼吸商作常數(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)計時，果蔬呼吸強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)的呼吸強度的測定方法是將包裝在薄膜中的果蔬放在可開閉的密封容器中，密閉一定時間后，根據(jù)呼吸罐中O2或CO2濃度的變化來計算其呼吸強度（簡稱密閉法）。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)果蔬的呼吸強度與包裝內(nèi)外O2和CO2氣體的透過速度達(dá)到一致后進(jìn)行測定的，它只能測定系統(tǒng)達(dá)到相對平衡時果蔬的呼吸強度，因此使得該法測定所得值低于真實值(徐步前等，2000)。另外，用密閉法測定果蔬呼吸強度時，密閉時間的長短也是憑研究者的經(jīng)驗來確定的，密閉時間過長，則改變了MA包裝的貯藏環(huán)境條件，密閉時間過短，由于氣體的微量變化而導(dǎo)致試驗儀器無法檢測出氣體濃度的變化。

　　徐步前等(2000)開發(fā)出一種能客觀反映MA包裝中果蔬呼吸強度的新方法，并將其成功地應(yīng)用于番茄呼吸強度的測定上。即將要測算的果蔬呼吸強度預(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，用計算機算出袋內(nèi)O2和CO2的氣體濃度，再將氣體濃度的計算值與實測值加以比較，當(dāng)它們之間的差值的平方數(shù)最小時，所預(yù)測的呼吸強度的假定值即作為要求的果蔬呼吸強度值。由于該方法可在果蔬包裝后的任意時間抽取氣樣，因此也實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度測定法存在著一定的局限性，本論文首先研究了更接近于MA包裝實際條件下薄膜透氣性新的測定方法。在用新方法測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)對薄膜透氣性的影響。其次，以香蕉果實為例，用已測得透氣系數(shù)的LDPE來進(jìn)行香蕉的MA包裝設(shè)計。根據(jù)MA包裝系統(tǒng)物質(zhì)收支平衡原理，用數(shù)理法來測算香蕉MA包裝平衡狀態(tài)下的呼吸強度。并將數(shù)理法的測定結(jié)果與傳統(tǒng)密閉法的測定結(jié)果進(jìn)行比較。同時分析探討了不同溫度、薄膜透氣性對香蕉呼吸強度的影響，為香蕉的MA包裝最適化設(shè)計提供理論依據(jù)和應(yīng)用參考。
（待續(xù)）