氣調包裝的效果和質量取決于包裝容器內氣體成分、溫濕度的調節(jié)。它受多種因素的影響，主要包括果蔬產(chǎn)品的呼吸速率、產(chǎn)品質量和尺寸、原始氣體組成、包裝薄膜的特性、包裝容量大小以及貯藏溫度、濕度等。同時氣體成分的調節(jié)是一個動態(tài)過程，它包括果蔬的呼吸和氣體對薄膜的滲透兩個環(huán)節(jié)，氣調包裝的機理、果蔬包裝模型的建立和表征是氣調包裝的關鍵。

1  果蔬產(chǎn)品呼吸速率模型

1．1  果蔬產(chǎn)品呼吸速率理論模型

    在氣調包裝模型中，呼吸速率的表征至關重要。它是氣調包裝技術機理的基礎。自從20世紀60年代起，國外開始建立模型來分析氣調包裝中的微氣氛動力過程。但由于果蔬產(chǎn)品整個呼吸過程的復雜性、實驗測定的誤差等因素，限制了理論模型的建立。實際氣調包裝建模中要把呼吸過程中所有的因素都考慮進去是很困難的，甚至是不可能的。因此通常采用的辦法是對每一種產(chǎn)品建立經(jīng)驗模型。一些學者針對具體的果蔬產(chǎn)品進行了研究，并提出了表征這些產(chǎn)品呼吸過程的具體方程，但都只限制在解釋產(chǎn)品的呼吸過程，而缺乏理論基礎。直到20世紀80年代后期，人們應用酶動力理論與Langmuir吸收理論來建立果蔬產(chǎn)品的呼吸模型。

1．1．1  以酶動力理論為基礎建立模型

    1988年Yang和Chinnanm首先提出的動力酶原理可適用于模擬產(chǎn)品呼吸的推想，但未作進一步研究。1991年Lee等團認為新鮮果蔬可能受到酶反應、alloster-IC酶的催化作用及反饋抑制的限制，植物組織中的0₂和C0₂的可溶性和擴散性可能限制了呼吸速率。因此推斷果蔬呼吸與微生物呼吸具有相似性，繼而提出Michaelis-Menten方程式可用于模擬果蔬的呼吸。在不考慮C0₂抑制情況下，依賴0₂的呼吸速率可表示為：

   
    式中,R是果蔬呼吸速率；[0₂]為包裝內部的氧氣濃度；Vm是果蔬的最大呼吸速率；Km是米氏常數(shù)。

    大量的研究表明，降低O₂濃度或者升高C0₂濃度可抑制果蔬的呼吸作用，因此果蔬的呼吸速率應受0₂和C0₂濃度的影響。為此一些學者開始關注C0₂對呼吸速率的影響。

    Lee等首先提出把C0₂作為0₂的非競爭抑制建立了果蔬呼吸速率方程(假定在有氧呼吸的條件下)：

    
    [CO₂]是包裝內部的C02濃度；Ku是C0₂非競爭抑制系數(shù)。

    同時Lee等利用此前一些試驗研究結果(3)、(4)，對上述模型進行驗證，結果表明實驗結果與模型有很好的一致性。此后一些學者應用上述模型進行了果蔬呼吸速率的描述和驗證。

1．1．2  以Langmuir吸收理論為基礎建立模型

    Makino等認為果蔬產(chǎn)品實際的呼吸過程包含了多步新陳代謝反映，繼而認為酶動力模型可能不適合描述果蔬呼吸。為此他們基于Langmuir吸收理論提出了一數(shù)學模型用于描述0₂的消耗速率：

    
    式中，Po是包裝內O₂的分壓；b是最大O₂消耗速率；a是方程系數(shù)，a=SK_aK_d^-1,S，K_a,K_d，罡d為比例常數(shù)。

    同時Makino等將此模型應用于切制萵苣、花椰菜、香蕉等的氣調包裝，理論計算與實驗結果符合得較好，但這一模型未得到其他學者的研究證實。