園產品預冷處理與冷鏈管理介紹 - 農業知識入口網

一、前言
臺灣地處熱帶及亞熱帶，不但適合種植多種品質良好的熱帶水果，也種植高山丘嶺地區生產溫帶水果供應消費者，近幾年來政府積極將臺灣的水果藉由外銷方式推向世界各地，同時利用土壤及氣候特性將毛豆與生菜萵苣外銷日本；然而臺灣特有的品種及栽培技術，如鳳梨、芒果和番石榴等，皆已在中國大陸與東南亞國家逐漸增加栽培面積，不但將衝擊內銷市場，未來更將與我國外銷之水果產業競爭，因此臺灣除了加強生產栽培方式外，更應注重採收後處理之貯運保存，以減少蔬果低溫貯運後之寒害情形發生。
採收後的蔬果雖然離開植物本體，但其生命仍然存在，因此仍需呼吸來進行代謝作用，因此果實採收時度越高，呼吸作用就越旺盛。且溫度越高因蒸氣壓差關係，果實脫水情形也會較為嚴重，因此為了避免脫水並目的性減緩老化，且降低病害發生，溫度的控制就顯得十分重要。相同的，無論是葉綠素與維生素C等品質決定要素，也因溫度的差異而有了明顯的變化。因此，如想長期維持品質並藉以調整供應時間，溫度的控制是不可或缺的一環。

因此大部分之農產品採收時宜於清晨至中午前氣溫較低時以人工進行採收，以避免田間熱（field heat）之累積，且減少因果實進行呼吸作用而造成之品質下降。果實之呼吸作用主要是吸收氧氣並釋放二氧化碳，同時並耗損果實內的貯藏性醣類、蛋白質與脂質也隨之變化，且因溫度較高使得呼吸作用旺盛，呼吸作用產生之熱能也造成果實維持較高溫度，貯藏壽命也隨之降低，因此採收時間宜於氣溫較低時採收。然而採收過後又該如何維持高品質農產品呢？此時預冷處理（precooling）便派上了用場。

二、預冷種類與方式
為了避免田間熱與輸送過程中產品品質的劣變及微生物的危害，「預冷處理」（pre-cooling treatment）就顯得十分重要，良好的「預冷處理」可快速降低產品的溫度減少失水情形，並節省冷藏庫之能源使用，因此預冷處理隊對很容易老化或腐損，及採收後壽命很短或需經長途運輸才能到達市場的園產品特別需要。而預冷通常為了考量時間與成本，許多產品冷卻至5～10℃即可，但有寒害疑慮的農產品只能冷卻至寒害溫度的上限，如熱帶果樹蓮霧就僅至13℃左右即可。目前預冷的方式有室冷（room cooling）、強制風冷（force air cooling）、水冷（hydrocooling）、碎冰預冷（icing cooling），真空預冷（vacuum cooling）等五種為主，其中在園產品生產種類目前常使用的有強制風冷、水冷、碎冰預冷、真空預冷等方式。
以下為常用之預冷處理方式：
（一） 室冷：室冷是最簡單的預冷方法，主要原理是將產品放置於冷庫中讓冷空氣與產品接觸，堆放時需稀疏以便冷空氣與產品接觸，且冷空氣需有適當循環，但此種方式常因容器材料與容器內空氣等因素造成很大的傳導阻力，速度緩慢是其缺點，但是好處是任何產品均能適用。
（二） 水冷：指用冷水淋洗或短時間浸泡園產品藉以降溫，好處是冷水可直接與產品完全接觸，因水的比熱較大因此能帶走的熱能也較多，其速率較室冷更快，但缺點為並非所有園產品均可以水冷方式預冷，處理後反而會造成貯放時間縮短，如葡萄等。
（三） 碎冰預冷：於產品裝箱時碎冰加入其上或產品裝箱後再加入碎冰方式預冷稱之，目前加州地區另有使用半冰半水之方式由產品堆上或側邊的開口進行澆灌，又稱作liquid icing cooling，效果快速且可大量處理。缺點則是非每種農產品均可使用此法，目前多使用於易於老化或可耐低溫之青花菜、青蔥及甜玉米，國內則使用於長豇豆與蘆筍等，且碎冰預冷也易於運輸途中即拍賣販賣時回溫而有冰水滲出造成地面濕滑，而經處理打蠟過後的包裝容器如為紙箱則回收再次使用機率低，製造成本也較高，但於舊金山蔬果批發市場所見則是將廢棄之紙箱與蔬果殘渣回收製成堆肥，以減少環境汙染。
（四） 強制風冷：又稱為壓差預冷，與室冷類似的情形是同樣利用冷空氣在冷庫內預冷，但是藉由入風口與出風口之壓力差使得強迫空氣由一邊吹入容器中，與產品直接接觸然後由容器另一開口出去，差別的部分則是在室冷冷空氣多只在容器的表面通過。壓差的形成方式目前多是以一邊靠著機器進風口造成負壓，另一方面則是以帆布或厚塑膠布將上方與前方蓋住，因此操作時就形成容器內低壓而使得冷空氣強制流入，此事需注意的地方則是容器左右前後的通風口大小、堆疊方式、高度、數量、抽風強度與冷氣溫度等均有關，而通常開孔面積約為5%到10%左右，目前多間公司如Driscoll's莓類生產公司、Ocean Mist company與Mountain View Cold Storgae公司均有見到相關處理方式。
（五） 真空預冷：真空預冷原理為將園產品至於接近真空環境（4.6mmHg）中，使原本於一大氣壓下（760mmHg）沸點為100℃的水轉變為0℃，由於水氣化時需要吸收大量的汽化熱 （latent heat of vaporization），因此園產品便可藉由水分迅速汽化達到降溫的效果。目前使用真空運冷方式以葉菜類等表面積大的蔬菜為最多，每當降低11℉（6℃）需要耗損1%植株重量，所以之後又開發了於真空預冷前先噴灑水後再行施作的Hydrovacuum cooling系統，真空預冷方式可大量且快速（20～30分鐘）將園產品降低至目標溫度，不但外葉且心葉也同時冷卻，但缺點則在於設備昂貴且葉菜類等較為適用。
預冷處理對易腐爛老化的園產品而言需求最大，但就實際操作面而言，成本與操作方便簡易也需考量入內，成本也往往反映了售價與業主的收益，因此就販賣商品獲利上，除了對該園產品選取最好的預冷處理方式外，園產品特性與操作模式，及售價對預冷及低溫貯藏的費用也須列入考量。

三、蔬果採收與分級：
果品採收時易碰撞損壞者大部分以人工方式採收，依據果實大小與特性則有不同採收模式與運輸方式，通常採收時不會等待至果實完全成熟，而是以符合運輸標準（耐貯運）為主，不合標準者則於田間直接進行首次篩選剔除，僅選取適當成熟度與大小之果實。選別時則多利用重量及甜度選別機器，主要以非破壞性監測為主，但如要貯藏較長時間之果實則會定時抽取測試以即時調查果實品質之變化，利用選別機器主要因素為節省人力及增加速度，但於後續品管和包裝部分則仍須以人力方式進行。
蔬菜採收上則特別注意食品安全，以生菜萵苣為例，於田間去除靠近土壤之葉片後，隨即送上清洗及包裝產線進行盒裝，值得注意的是會以100～200ppm次氯酸鈉溶液進行切口清洗，並去除表面雜質，並以透明盒裝進行包裝，之後分為超市與運送至他州不同需求作不同箱裝。另蔬菜部分多以採收專用機具配合20～30位採收人員為一組進行採收，基本上是於田間便完成採收、清洗、消毒、分級、包裝、裝箱等步驟，近幾年更開發田間預冷等設施，可於包裝後直接於田邊進行預冷暫貯藏，旋即配合冷鏈體系以冷藏車輛載運出貨，更能減少貯運損失與增加櫥架壽命。

四、冷鏈管理運輸與食品安全：
「冷鏈管理」（cold-chain management，中國大陸稱為冷鏈運輸或冷鏈物流，稱為冷鏈管理原因為從產地到市場甚至消費者的手上均須處於低溫且能維持良好品質的狀態下，除了溫度調整外，濕度與包裝等其他因素都需要進行協同管理，故稱之），而從預冷處理後產品放置冷藏庫內貯藏，包裝後經過運送至販售的流程，均維持在「穩定」的低溫環境中則稱為冷鏈（cold-chain），整個的控管流程就稱為冷鏈管理。Railex公司主要為一家生鮮農產品運輸物流公司之分公司，因產業之需求因此於2006年重新將農產品再以鐵路運輸，據該公司內部資料評估以鐵路運輸可節省三倍之燃料成本，且因運輸過程中未離開“main train line”（主鐵路幹線）因此不須中間停靠各站，更可節省時間與成本，並配合冷鏈管理減少園產品貯運過程之耗損。目前主要於農產品生產大洲-加州與華盛頓州設有接駁車站，從加州至華盛頓州約兩日，再由華盛頓州送至東岸約3日，因此流程約5日即可完成；車站內除了以卡車運送產品過來後冷藏之冷藏庫外，尚有具“冷鏈系統”之冷藏火車廂專用月台（同樣維持低溫），因此農產品於運送包裝及入火車期間均處於40℉（約5℃）的環境底下，可避免回溫與冷凝水的產生，減少呼吸熱及避免失水，該列車也是專門設計成低溫冷藏之車廂，平均運送速度為70英里/小時。此種運輸模式可將生鮮農產品自採收後均處於冷鏈系統下運輸，且可降低運輸成本、時間及風險。

美國FDA 2011年統計資料顯示，從1996年到2009年所發生的532件食品安全問題來說，有70.1%是細菌所造成的，其餘則是化學物質與毒素17.5%，病毒為4.5%，寄生蟲為4.1%，其餘4%為未知，此項資料可能與國外食用生菜之習慣有關，另外歐洲也爆發了E. Coli污染小黃瓜與豆芽事件，造成數十人喪生，也使得政府機關更加重視農產品食用安全。因此除了採收前的田間衛生管理外，維持低溫操作與貯藏也可避免微生物大量增生，整廠區維持在10℃以下，甚至有的維持在0～4℃，部分廠房甚至要求穿上特定服裝避免外界汙染，且於進入前先行詳閱資料與簽注個人無健康疑慮與疾病的，一再都是為了保證產品安全無虞。

五、結論
國際貿易逐年擴增，臺灣每年對園產品進口需求量也逐年擴大，如何增加我國農產品外銷是目前重要的政策之一。而預冷處理近年來推展迅速，除國內自產地運送到市場外（西螺至臺北果菜市場），外銷果品與蔬菜更是缺其不可，再再都顯示了預冷對維持品質的重要性。如未來考量選定大量出口之蔬果，建議應選擇供貨期長且品質較為穩定與量大之作物，或生產時間錯開其他國家生產時間（反季節），以及相關法令允許設置採後處理農業設施與設備購買補助等配套措施，結合試驗單位朝向「耐貯運」之品種選拔，生產品質穩定且不易劣化之蔬果，如此方能建立品牌提升商譽。此外觀察美國許多包裝與低溫貯藏生鮮蔬果廠商，發現均會於分級包裝前進行消毒（多以次氯酸鈉為主），目的在於確保產品安全與後續病害之抑制發病，以確保品質安全。但回過頭來觀察國內廠商僅有少部分有此設施，或是需到截切產品、加工食品廠等才有部分使用，如需外銷至美加、東南亞或中東地區，回溫後的病腐情況造成櫥架壽命縮短，反而造成外銷受限的因素之一，如何搭配技術與相關設備的開發或引入，以及配合國內法規的制定，都是未來應該克服的問題。

參考文獻與網站
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●Postharvest technology center （http://postharvest.ucdavis.edu/）
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●陳思如. 2011. 美國加州園產品採後處理-低溫鏈與壓差預冷. 高雄區農情月刊. 第166期.

文圖/徐敏記 農業試驗所作物組