真空預(yù)冷技術(shù)在果蔬保鮮體系中的應(yīng)用

真空預(yù)冷技術(shù)在果蔬保鮮體系中的應(yīng)用摘要：近年來，隨著高質(zhì)量的冷凍食品需求的增長，真空預(yù)冷技術(shù)被越來越多地應(yīng)用到食品保鮮領(lǐng)域中。本文在簡要介紹了真空預(yù)冷的原理、特點和裝置的基礎(chǔ)上，進行了果蔬真空預(yù)冷過程的理論分析，概述了真空預(yù)冷技術(shù)在果蔬保鮮體系中的應(yīng)用，分析了該技術(shù)目前存在的一些問題，以便于真空預(yù)冷技術(shù)的進一步研究與推廣。關(guān)鍵字：真空預(yù)冷果蔬保鮮0前言果蔬的一個重要質(zhì)量指標就是鮮度，而且消費者對其鮮度的要求也越來越高。常溫保存已不能滿足人們對其鮮度的要求。降低溫度是一種普遍采用的有效辦法。果蔬收獲后，如何迅速消除田間熱，使其溫度（中心溫度）降至接近冰點，是關(guān)鍵的一步[1]。真空預(yù)冷正是實現(xiàn)這種預(yù)冷的好方法。它是目前技術(shù)含量最高的果蔬類預(yù)冷技術(shù)。在歐美、日本等發(fā)達國家，真空預(yù)冷技術(shù)已經(jīng)被廣泛用于果蔬的保鮮。實際上，真空冷卻已經(jīng)受到了極大的關(guān)注，它的應(yīng)用延伸到了花卉、蘑菇、魚、肉、火腿等產(chǎn)品加工上[2]。本文將對真空預(yù)冷技術(shù)在果蔬保鮮體系中應(yīng)用的研究成果和現(xiàn)狀作一較全面的綜述，以利于進一步推動真空預(yù)冷在該領(lǐng)域中的應(yīng)用。1真空預(yù)冷技術(shù)的原理水在一個大氣壓下，沸點為100℃，蒸發(fā)潛熱為2256kJ/kg，降低氣壓時，水的沸點也隨之降低。當氣壓為613Pa時，水的沸點為0℃，蒸發(fā)潛熱為2500kJ/kg。真空預(yù)冷是利用降壓來降低水的沸點，靠水份氣化帶走果蔬產(chǎn)品熱量的冷卻方法。因此，只要維持一定的真空度，果蔬的水分就會在低溫下氣化，同時消耗較多的熱量，所需潛熱絕大部分來自于物品本身釋放的顯熱量，結(jié)果導(dǎo)致物品能極其迅速地低溫冷卻[3]。其中絕大部分的水在果蔬外表面氣化，也有可能一部分的水（自由水）在細胞之間氣化[4]。2真空預(yù)冷的特點果蔬冷卻的傳統(tǒng)方法有：強制通風(fēng)冷卻、差壓通風(fēng)預(yù)冷、冰水冷卻等方法。其共同的特點是處理時間長、溫度均勻性差、對果蔬有局部損傷、處理量有限等不足之處[5]。相比之下，真空預(yù)冷具有如下優(yōu)點：（1）降溫速度快。冷卻時間只需20～30min?？梢钥焖俚匾种乒叩暮粑饔?，控制溫度[5]，如用冷藏庫則需10～12h。（2）冷卻均勻。由于預(yù)冷箱內(nèi)各點的壓力均衡，果蔬個體本身都形成了類似的冷卻系統(tǒng)，而且果蔬處于真空與較低溫度下，冷卻時各部分溫度梯度較小。因此，冷卻比較均勻。（3）效果好。真空環(huán)境可以殺菌，果蔬的潔凈度高；真空預(yù)冷處理時間短，果蔬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)并未破壞，也不會產(chǎn)生局部變形，保持原有的形態(tài)和風(fēng)味；有研究表明：真空預(yù)冷后，果蔬的保鮮期更長，適合較長時間貯藏及長途運輸，可在更大的范圍內(nèi)銷售。同時，也存在一些問題：（1）真空預(yù)冷設(shè)備價格較高，一次性投資較大。（2）對于表面積相對小的果蔬，如黃瓜、西紅柿，冷卻效果不理想，不適合采用此冷卻方式。（3）采用真空預(yù)冷卻時，最好使被冷卻物質(zhì)(特別是蔬菜)表面的傳熱速率與其內(nèi)部的傳熱速率相近。否則，如果勉強用一般的真空冷卻方法冷卻，必將造成冷卻速率提高不大，干耗增加的后果。雖然可以采用真空加水冷卻的辦法來減少干耗，但不是最好的辦法。3真空預(yù)冷裝置真空預(yù)冷裝置由真空容器、抽氣系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)組成。真空容器是用來盛放果蔬的器具，它必須能承受外壓105Pa。通常有箱形和圓筒形兩種，內(nèi)側(cè)進行防腐處理，外側(cè)噴涂高強度防銹材料[6]。制冷系統(tǒng)起著把從果蔬中氣化出來的水蒸汽冷卻成水滴的作用。水在655.6Pa和1℃時變成水蒸氣，其體積增大近19萬倍。系統(tǒng)中增加了制冷設(shè)備，就可以保持真空槽內(nèi)穩(wěn)定的真空度[7]。對小型真空預(yù)冷裝置應(yīng)選擇水冷或風(fēng)冷的氟利昂冷凝機組，大型真空預(yù)冷裝置則可以采用氨系統(tǒng)。扇抽氣系統(tǒng)的關(guān)巴鍵部件是真空舅泵，它需要將壘真空室的壓力麥從常壓灶在買2誕0挪～押30mi雄n朵內(nèi)抽灣至膛665Pa粗[3]章。選用時應(yīng)該僚綜合考慮抽氣棵速率、功率、裝噪音、振動等化因素。杠控制系統(tǒng)有手作動、自動之分頑。主要對溫度已和壓力進行控全制，實現(xiàn)節(jié)能括和防凍害。如蹈采用微型計算設(shè)機及定序器等魔則可實現(xiàn)全自饅動運行流[8]右。駛為了優(yōu)化運行易與管理，真空舅預(yù)冷裝置分為誓間歇式、連續(xù)烈式、移動式?？骈g歇式真空預(yù)芬冷裝置一般用盼于小規(guī)模生產(chǎn)愉，連續(xù)式真空母預(yù)冷裝置用于嘩大型加工廠，涌移動式真空預(yù)川冷裝置便于異沙地使用爭[6]具。庸4瓣揮果蔬真空預(yù)冷承過程的理論分業(yè)析朋4.1托富真空預(yù)冷過程爛果蔬在真空室賊內(nèi)的預(yù)冷大致儲可以分成三個跌階段，現(xiàn)以菜診心預(yù)冷過程曲惕線圖廊[9]棕為例加以說明塑。奴（濾1方）抽真空階段彎。從一個大氣順壓抽至果蔬溫近度對應(yīng)的飽和式蒸汽壓力。如套圖仗2夕所示，這個過胸程中盡管壓力勁迅速降低，但嘆果蔬的溫度并構(gòu)沒有明顯下降抄，質(zhì)量也無明疏顯變化。此階設(shè)段歷時抗約博9mi占n費，占整個預(yù)冷系過程時間酷的里5乎9失％左右?？郏?戚）冷卻階段。絨果蔬中的水份危不斷氣化。如言圖益2蝕所示，在這個花過程中壓力繼佳續(xù)緩慢降低，暗溫度發(fā)生明顯喉下降，菜心質(zhì)餃量也在這個階召段中出現(xiàn)減少賞。此階段歷時魯約玉5mi渡n泳，占整個預(yù)冷娛過程時間宮的牧3情3鄙％左右。惜（悠3沈）復(fù)壓階段。修壓力急劇恢復(fù)將到常壓。如彎圖伴2島所示，在這個所過程中由于直珍接從外界環(huán)境瘋吸入空氣，物堵料終溫有所回鄭升，菜心的葉其溫回升較大，球而莖溫幾乎不伙變。此階段歷刃時講約蓮1.2mi破n近，占整個預(yù)冷鈔過程時間劫的蛇8汪％左右。臉4.2葛霧真空預(yù)冷效果戴及加水預(yù)冷技手術(shù)胖在減壓過程中該，水份越容易雁氣化的果蔬，賄冷卻效果越好摘。貫Nobel灶[10]敞認為果蔬的外窩表面積與其體芝積之比、果蔬灣本身組織構(gòu)造裝的粗密、自由化水含量的多少異決定了其真空疼冷卻的效果。便也就是說，外蜘表面積與體積批之比越大，組村織構(gòu)造越粗糙遺，自由水含量斬越高，就越適并合于用真空冷毅卻。根據(jù)果蔬禿的物理性質(zhì)和噸組織結(jié)構(gòu)可將者果蔬真空預(yù)冷各對象分為三類姻：烈A改類果蔬冷卻至巨0趴℃互附近時大約帳需娃1弦0舌～山20mi須n氧。幾乎都是葉牢菜類，這類果憐蔬的特點是表崇面積比較大、鈴組織柔軟、其花結(jié)構(gòu)有利于水率分散發(fā)。剪B嗎類果蔬冷卻速擾度較慢，如菜啄豆、草莓與菜施花，表面積相浙對小，組織堅士硬。尤C纖類果蔬包括黃勉瓜、番茄、桃俊子、馬鈴薯等艙在真空預(yù)冷中捉效果最差。這造類果蔬的特點能是表面積相對祝小、表皮厚、背組織較致密，資水分氣化困難瀉[3]粘。因而不適宜肚用真空冷卻精。漂殿真空預(yù)冷時，杰一般要求果蔬久水份損失不超撈過南3乒%幫，否則將造成管保鮮品萎縮。萌為了保持真空絮預(yù)冷冷卻速度互快的優(yōu)點，又測要克服干耗大似的弊端，在果壘蔬表面補水，恭讓其代替果蔬著內(nèi)部的水分氣葛化，這就是真捷空加水預(yù)冷技頌術(shù)。它是通過蛙真空室中的噴柜淋裝置向果蔬歪噴水，抽真空爭時水分氣化吸到熱對果蔬進行行間接冷卻的方率法。加水過程宮又分抽真空前陶預(yù)加水和抽真曾空中加水兩種健方法跑[11]史。試驗表明蛙[12]河，后一種加水謹方法的冷卻效隸果高于前一種挨加水方法，特口別是對番茄的踩冷卻效果更為餅明顯。在這種曬方法中，噴水搭時刻是在真空喪室壓力約明為貴1333P燕a欄時，噴水多次之，每次屯約螺1喜0廚秒種。另外，亡也可以在果蔬乘采收爐前毯1緒～速2逝天田間澆一次沸水，使菜本身劇有足夠的水量少[13]萄。因5糟饅真空預(yù)冷技術(shù)筐在果蔬保鮮體籍系中的應(yīng)用繁歐美、日本等杰發(fā)達國家為了盈獲得高質(zhì)量的惰速凍產(chǎn)品，已喪把真空預(yù)冷作眠為果蔬采摘后判，必須進行的念第一道工序辰[1]群。在國內(nèi)，目膏前尚處于起步飄階段，隨著對勻外交往與人們余生活水平的提旱高，真空預(yù)冷壟必將越來越被謠重視。其次，愈合肥工業(yè)大學(xué)克的周永安等人飯[14]傻對果蔬真空預(yù)蜓冷保鮮作出了艱經(jīng)濟效益分析嗓，文中以預(yù)冷閉無花果為例，芝指出果蔬真空黑預(yù)冷保鮮可以假同時獲得經(jīng)濟啞效益和社會效忠益，具有廣闊偉的發(fā)展前景。稼真空預(yù)冷技術(shù)詞的應(yīng)用研究比睡較豐富，但還塔是以蔬菜研究商為主。就國內(nèi)緊而言，相關(guān)研目究也比較多。腔上海市蔬菜公沫司的任鐵華怎[15]拐研究了多種蔬臺菜的真空預(yù)冷姜，指出應(yīng)根據(jù)巾蔬菜品種貯藏瓣要求和貨架壽外命，決定是否棄噴淋和噴淋的治水量與時間；浪華南農(nóng)業(yè)大學(xué)儲的陳羽白等人趙[9]惡采用實際生產(chǎn)嚷使用的真空預(yù)賣冷設(shè)備對菜心抓進行小批量的傭真空預(yù)冷試驗頭，考察了預(yù)冷邊過程中菜心的蚊質(zhì)量損失、溫泡度隨時間的變動化情況及相互汽關(guān)系，以及真曲空預(yù)冷對菜心津品質(zhì)的影響；喊臺北科技大學(xué)低的鄭鴻斌等人徐[16]昌利用自行開發(fā)蚊的全自動化的桂真空預(yù)冷機進安行實驗，并指筑出將葉菜仔類頂(奮小白菜、青蔥裂、空心菜、菠約菜型等付)托吼置于真空腔進赤行抽真空進行牛實驗，發(fā)現(xiàn)罩在祖7隨分鐘左右各類結(jié)蔬菜的溫度降復(fù)至考4杰℃次左右，又將液肝態(tài)水置于真空準腔后進行抽真?zhèn)z空，發(fā)現(xiàn)等在襪1殿3獵～挑1央4投分鐘后其溫度測會下降至胸0菠℃副以下。青同時，也出現(xiàn)群了一些將真空叼預(yù)冷技術(shù)和其紹它技術(shù)相結(jié)合倦的保鮮方法。輔洛陽工學(xué)院的是王志華等人荒[17]姜介紹了花卉果盆蔬的真空預(yù)冷日和預(yù)冷氣調(diào)保葡鮮貯藏，指出下該技術(shù)與其它胸的保鮮貯藏技糊術(shù)相比，具有匹明顯的優(yōu)勢。廣閩西大學(xué)的石雄小瓊等人希[18]類將真空預(yù)冷技平術(shù)配合塑料薄守膜袋包裝應(yīng)用鼻于冷藏保鮮子使芋的預(yù)處理，佳研究表明是可狡行的，為提高抱子芋冷藏的保工鮮效果提供了捏一個技術(shù)措施慧；譚經(jīng)望莖[19]鏡指出采用真空音預(yù)冷和簡易氣謠調(diào)包裝相結(jié)合冊的方法控制環(huán)慣境氣體組分，痕形成簡易氣調(diào)乞狀態(tài)。娛6鄉(xiāng)壺真空預(yù)冷技術(shù)封的展望招縱觀國內(nèi)外關(guān)拉于真空預(yù)冷的司研究，不難發(fā)厘現(xiàn)，對真空預(yù)燭冷技術(shù)的研究罰還存在一些問織題，例如：這圣些研究大多強足調(diào)和重視應(yīng)用蕉，缺乏對真空脊冷卻機理的基照礎(chǔ)研究；對真夫空預(yù)冷過程中泛內(nèi)部的熱質(zhì)傳漂遞研究比較少腥；對溫度和壓徐力的準確控制洪、濕度和果蔬刑重量變化規(guī)律誕、復(fù)壓時間的就影響和過程的蜜能耗等研究也淹比較少。只有寒上述問題都得點到充分的研究棕后，再結(jié)合仿晨真模擬，才能爆優(yōu)化運行管理肌，設(shè)計出高效車節(jié)能型的真空態(tài)預(yù)冷設(shè)備，特菜別是對真空冷說卻過程的仿真劇模擬研究能夠略減少實驗投入蕩、縮短實驗周新期，具有重要舟的理論意義和拔現(xiàn)實意義祖[20]晉。孝同時，為了使耗該技術(shù)能夠更訂具有實用性，棍需要社會對食底品安全的要求斗，設(shè)備設(shè)計應(yīng)陷符燭合建HACC哀P下（危害分析和竊關(guān)鍵點控制）廈要求：對于果限蔬保鮮體系中份確證有危害的嫂環(huán)節(jié)，建立關(guān)旦鍵控制點，找灣到關(guān)鍵控制點曉以后，必須確隙定該控制點的扛限度，建立檢爸測控制點的具封體措施，采取巷糾正措施的行剝動方案，并有共完全的文檔記繩錄膨[21]溉。沫在設(shè)備方面，昂可以嘗試開發(fā)擋真空預(yù)冷、真鞭空低溫干燥、秘冷凍干燥等多視功能于一體的豬裝置上[22]奪。會可見，對于真發(fā)空預(yù)冷技術(shù)的午研究還有很大犬空間，隨著研慎究的深入，將辟會進一步促進侮其在果蔬保鮮城體系中的應(yīng)用題。參考文獻伙[1]跨店王如林，夏睿鼠．真空預(yù)冷技猛術(shù)的開發(fā)和應(yīng)距用．廣州食品陳工業(yè)科技池，嫌199毯9寫，需15(1):槐5巴4腸～含55翼[2]Su眉nD怖W堂，聾WangL全湯J磁．清Heatt艦ransfe從rchar功acteri娘stics澇ofcoo夾kedme鑄atsus蛇ingdi特fferen躬tcooli嘆ngmet卵hod延s良．硬Intern借ationa冶lJour也nalof粉Refri深gerati獎o女n耗，翅200采0去，售23(7攤)牽：定50鑒8窩～鞠516鈴[3]肚某丁正斌等．果萌蔬真空預(yù)冷．悅冷藏技術(shù)政，狐1998(4紫):4竊0若～品42,47闊[4]揉變鄧東泉等．真庭空預(yù)冷技術(shù)的施現(xiàn)狀和發(fā)展前蛇景．食品工業(yè)衫科技真，勾200隆2銹，困23(7):謊7嶄3寸～真75箱[5]雖幟周永安，陳長拔琦．真空預(yù)冷儲裝置的研究．旦真空與低溫彈，最199爺5淋，僑1(4):1暮9桐6瑞～柳198撒[6]醬愿韋公遠．果蔬紹真空預(yù)冷裝置進．保鮮與加工率，幣2002(3掛)踐：芽31廢[7]扎毯徐世瓊．新編裁制冷技術(shù)問答捉．農(nóng)業(yè)出版社劈，鳴1999糟[8]兆嚷翟家佩，蘇樹歌強．果蔬真空滑預(yù)冷裝置的設(shè)寒計與研究．真極空國，礙2001(2富):2她5秩～值29攪[9]之劈陳羽白等．菜菜心真空預(yù)冷效豪果的試驗研究云．農(nóng)業(yè)工程學(xué)候報內(nèi)，些200葉3悉，咱19(5):相16閃1勒～挎165兇[10]N撕oble,央R.完A圣．碌review劇ofva須cuumco謹oling慘ofmus珍hroom牢s福．買Mushro約omJou趙rna呢l考，庫1985(1惕49虛)詳：憶16聰8夫～緊170柜[11]腔寨杜建通，張榮蓋玲．果蔬真空栽預(yù)冷裝置的技皮術(shù)發(fā)展前景．欠真空與低溫意，兩199正9孝，脹5(3):1名7碧5沖～攀179,18晉5遙[12]J芬ame竭s老，假S.J.闖)俱．尋Coolin才gsyst江emfor仰ready謊meals任andc跳ooked蠟produc朋ts.In夠R栗．袖W革．漠Fiel甘d幅，爺＆辜斤we毫H塔，析Proces癥sEngi腫neerin郊gint冤heFoo列dIndu螺stry憶2池：找Conven蘭ience彈Foods寺andQu側(cè)ality尼Assura概nc毫e哈，嫌1990b:碼8耐8硬～決9栗