真空預冷技術在果蔬保鮮系統(tǒng)中的應用

真空預冷技術在果蔬保鮮體系中的應用摘要：近年來，隨著高質(zhì)量的冷凍食品需求的增長，真空預冷技術被越來越多地應用到食品保鮮領域中。本文在簡要介紹了真空預冷的原理、特點和裝置的基礎上，進行了果蔬真空預冷過程的理論分析，概述了真空預冷技術在果蔬保鮮體系中的應用，分析了該技術目前存在的一些問題，以便于真空預冷技術的進一步研究與推廣。關鍵字：真空預冷果蔬保鮮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，是關鍵的一步[1]。真空預冷正是實現(xiàn)這種預冷的好方法。它是目前技術含量最高的果蔬類預冷技術。在歐美、日本等發(fā)達國家，真空預冷技術已經(jīng)被廣泛用于果蔬的保鮮。實際上，真空冷卻已經(jīng)受到了極大的關注，它的應用延伸到了花卉、蘑菇、魚、肉、火腿等產(chǎn)品加工上[2]。本文將對真空預冷技術在果蔬保鮮體系中應用的研究成果和現(xiàn)狀作一較全面的綜述，以利于進一步推動真空預冷在該領域中的應用。1真空預冷技術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真空預冷的特點果蔬冷卻的傳統(tǒng)方法有：強制通風冷卻、差壓通風預冷、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，真空預冷具有如下優(yōu)點：（1）降溫速度快。冷卻時間只需20～30min。可以快速地抑制果蔬的呼吸作用，控制溫度[5]，如用冷藏庫則需10～12h。（2）冷卻均勻。由于預冷箱內(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；真空預冷處理時間短，果蔬的內(nèi)部結(jié)構并未破壞，也不會產(chǎn)生局部變形，保持原有的形態(tài)和風味；有研究表明：真空預冷后，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）真空預冷設備價格較高，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真空預冷裝置真空預冷裝置由真空容器、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]。賢制冷系澇統(tǒng)起著燈把從果揮蔬中氣菊化出來翅的水蒸盜汽冷卻艷成水滴勿的作用飯。水踏在濤655湯.6P競a緒和魚1糟℃市時變成砍水蒸氣詞，其體士積增大棋近枯1況9稱萬倍。聰系統(tǒng)中饞增加了閑制冷設欺備，就向可以保雁持真空液槽內(nèi)穩(wěn)沾定的真彩空度牽[7]追。對小弱型真空止預冷裝租置應選披擇水冷握或風冷葵的氟利們昂冷凝圈機組，逮大型真澇空預冷房裝置則浙可以采植用氨系終統(tǒng)。秀抽氣系麗統(tǒng)的關誤鍵部件壇是真空圣泵，它饒需要將殖真空室逮的壓力恢從常壓臘在獸2冶0斤～狡30m槐i趴n蔥內(nèi)抽純至利665界Pa午[3]皆。選用猾時應該儉綜合考漲慮抽氣洪速率、半功率、岡噪音、呈振動等疊因素。充控制系領統(tǒng)有手但動、自棚動之分粒。主要叉對溫度思和壓力秩進行控偶制，實集現(xiàn)節(jié)能傭和防凍麻害。如柏采用微魔型計算駕機及定訂序器等叢則可實姓現(xiàn)全自鑄動運行瓜[8]行?？茷榱藘?yōu)駁化運行師與管理奧，真空上預冷裝品置分為退間歇式校、連續(xù)貿(mào)式、移紹動式。詳間歇式掠真空預罪冷裝置草一般用貪于小規(guī)齡模生產(chǎn)技，連續(xù)速式真空飄預冷裝掙置用于宗大型加配工廠，圍移動式貼真空預刮冷裝置爛便于異靜地使用粱[6]炎。講4繩軋果蔬真獅空預冷泛過程的陜理論分憑析振4.1鴿煌真空預意冷過程調(diào)果蔬在牢真空室愧內(nèi)的預鳥冷大致蒙可以分撈成三個用階段，添現(xiàn)以菜膽心預冷蘆過程曲紗線圖沃[9]幣為例加泡以說明羊。環(huán)（困1卻）抽真名空階段偵。從一殃個大氣慌壓抽至凳果蔬溫沾度對應搶的飽和某蒸汽壓幸力。如饒圖算2壩所示，放這個過紙程中盡聯(lián)管壓力朵迅速降你低，但竊果蔬的匯溫度并嗚沒有明魂顯下降稿，質(zhì)量澡也無明怒顯變化設。此階議段歷時灰約舊9m讀i鄉(xiāng)n片，占整用個預冷端過程時廁間屋的養(yǎng)5姓9賢％左右傍。艦（首2瓣）冷卻宮階段。殖果蔬中土的水份航不斷氣惑化。如鉆圖丘2昆所示，向在這個豬過程中墓壓力繼攻續(xù)緩慢菠降低，前溫度發(fā)合生明顯偷下降，慧菜心質(zhì)否量也在滲這個階私段中出儀現(xiàn)減少飯。此階泰段歷時仆約蹈5mi夾n嗓，占整么個預冷溜過程時槳間侍的則3旅3希％左右虧。謊（須3腿）復壓告階段。泄壓力急次劇恢復君到常壓鞏。如豬圖樂2麻所示，期在這個氣過程中呢由于直些接從外龜界環(huán)境蠅吸入空襖氣，物點料終溫站有所回究升，菜姑心的葉捐溫回升冒較大，蟲而莖溫總幾乎不序變。此精階段歷航時運約淡1.2調(diào)mi遍n莊，占整歪個預冷興過程時漿間聚的玩8替％左右慢。騙4.2澡嗓真空預缺冷效果便及加水催預冷技掩術思在減壓放過程中囑，水份給越容易循氣化的穿果蔬，浴冷卻效調(diào)果越好總。身Nob癥el稠[10三]輩認為果胸蔬的外陪表面積扇與其體壓積之比艷、果蔬子本身組皇織構造懷的粗密爪、自由歉水含量融的多少謀決定了犧其真空陵冷卻的扔效果。真也就是腹說，外老表面積主與體積癥之比越侵大，組雖織構造濤越粗糙端，自由正水含量軌越高，包就越適滋合于用幟真空冷燥卻。根超據(jù)果蔬初的物理譯性質(zhì)和英組織結(jié)務構可將肅果蔬真功空預冷旁對象分啞為三類奇：功A習類果蔬刻冷卻方至爹0炭℃赤附近時脊大約嶄需騙1鏡0肝～辣20m損i只n杯。幾乎龍都是葉趟菜類，焰這類果擁蔬的特客點是表偏面積比降較大、尚組織柔賤軟、其寇結(jié)構有些利于水里分散發(fā)拒。買B拐類果蔬次冷卻速彼度較慢找，如菜裁豆、草沈莓與菜鵝花，表羞面積相衡對小，波組織堅遮硬。兇C身類果蔬局包括黃鼓瓜、番嘉茄、桃犧子、馬涂鈴薯等油在真空瞞預冷中駛效果最揚差。這碎類果蔬太的特點逝是表面超積相對墾小、表激皮厚、宋組織較毀致密，懂水分氣起化困難茄[3]胡。因而攏不適宜銷用真空給冷卻柄。古門真空預勁冷時，勺一般要字求果蔬睛水份損緞失不超擊過插3議%弦，否則聞將造成威保鮮品知萎縮。巴為了保滾持真空欠預冷冷午卻速度藍快的優(yōu)牙點，又烈要克服菠干耗大震的弊端遵，在果稀蔬表面斥補水，幕讓其代棄替果蔬蓄內(nèi)部的游水分氣蝦化，這蔽就是真掛空加水休預冷技版術。它押是通過慕真空室迅中的噴調(diào)淋裝置釀向果蔬移噴水，看抽真空宇時水分蔥氣化吸沿熱對果災蔬進行腳間接冷與卻的方杯法。加報水過程肆又分抽懷真空前雨預加水尾和抽真尸空中加素水兩種茄方法抖[11約]藍。試驗雅表明耗[12怒]鎮(zhèn)，后一傻種加水渣方法的箏冷卻效興果高于供前一種變加水方芒法，特溜別是對幸番茄的媽冷卻效苗果更為鐵明顯。但在這種汽方法中安，噴水子時刻是橡在真空遞室壓力強約宗為量133釣3P婆a釘時，噴歐水多次漁，每次銀約化1句0瓣秒種。寺另外，兇也可以處在果蔬揮采收巧前曬1納～繼2流天田間決澆一次涼水，使益菜本身潤有足夠代的水量姻[13詠]紙?；?敗己真空預稍冷技術姐在果蔬楚保鮮體塘系中的諷應用瓣歐美、毀日本等蔥發(fā)達國捧家為了猛獲得高休質(zhì)量的倦速凍產(chǎn)載品，已橫把真空撓預冷作漂為果蔬撐采摘后延，必須江進行的寄第一道啟工序賴[1]壘。在國程內(nèi)，目向前尚處兆于起步迎階段，忘隨著對繳外交往仆與人們就生活水坊平的提丈高，真渾空預冷少必將越劫來越被練重視。兆其次，竟合肥工俘業(yè)大學漏的周永家安等人喂[14灘]螺對果蔬織真空預最冷保鮮擊作出了和經(jīng)濟效看益分析蔑，文中梯以預冷上無花果伶為例，亡指出果吐蔬真空貍預冷保以鮮可以掀同時獲煎得經(jīng)濟竿效益和然社會效挎益，具嘩有廣闊餓的發(fā)展嚇前景。還真空預標冷技術寬的應用聰研究比伶較豐富安，但還截是以蔬攀菜研究獨為主。意就國內(nèi)幻而言，病相關研謝究也比賤較多。漢上海市字蔬菜公軋司的任當鐵華社[15插]個研究了感多種蔬給菜的真那空預冷蹈，指出章應根據(jù)幸蔬菜品遞種貯藏宰要求和臣貨架壽結(jié)命，決度定是否捷噴淋和息噴淋的紗水量與領時間；澆華南農(nóng)父業(yè)大學昌的陳羽降白等人緊[9]梯采用實暫際生產(chǎn)值使用的患真空預號冷設備尤對菜心元進行小蠟批量的練真空預予冷試驗嶼，考察沙了預冷嘉過程中黃菜心的說質(zhì)量損閉失、溫論度隨時蹲間的變值化情況借及相互狹關系，蘿以及真改空預冷怨對菜心擱品質(zhì)的售影響；鄙臺北科胖技大學太的鄭鴻俯斌等人達[16良]框利用自掩行開發(fā)聾的全自性動化的淹真空預肢冷機進燃行實驗旺，并指凳出將葉任菜旺類細(厲小白菜完、青蔥單、空心倆菜、菠焦菜密等網(wǎng))妄煙置于真億空腔進應行抽真府空進行纖實驗，詠發(fā)現(xiàn)句在示7受分鐘左顏右各類史蔬菜的棉溫度降香至坊4熱℃奉左右，江又將液釣態(tài)水置歉于真空奇腔后進壯行抽真坐空，發(fā)途現(xiàn)雄在四1劍3盟～霧1棍4禿分鐘后畏其溫度民會下降法至胸0彎℃伐以下。殖同時，磁也出現(xiàn)猴了一些燙將真空哭預冷技汽術和其漸它技術譯相結(jié)合蔬的保鮮燃方法。尺洛陽工集學院的繪王志華活等人冬[17紋]舞介紹了奉花卉果州蔬的真沃空預冷學和預冷溫氣調(diào)保拔鮮貯藏磨，指出氏該技術辦與其它央的保鮮忍貯藏技核術相比割，具有祝明顯的突優(yōu)勢。陡閩西大確學的石港小瓊等隸人早[18姻]首將真空宣預冷技嫩術配合爹塑料薄它膜袋包派裝應用手于冷藏星保鮮子奪芋的預旋處理，冤研究表倘明是可朗行的，藥為提高斤子芋冷蔥藏的保臘鮮效果健提供了棗一個技額術措施擾；譚經(jīng)臣望痛[19探]鍛指出采計用真空將預冷和甩簡易氣窮調(diào)包裝桶相結(jié)合猶的方法趨控制環(huán)饅境氣體配組分，提形成簡蘆易氣調(diào)撲狀態(tài)。魯6縫皇真空預芳冷技術岡的展望幟縱觀國去內(nèi)外關碎于真空眨預冷的羽研究，壇不難發(fā)蛙現(xiàn)，對骨真空預棗冷技術添的研究誠還存在根一些問院題，例總?cè)纾哼@短些研究展大多強桌調(diào)和重焰視應用芹，缺乏傍對真空福冷卻機日理的基倒礎研究搖；對真蛙空預冷混過程中端內(nèi)部的碼熱質(zhì)傳己遞研究復比較少鍋；對溫牲度和壓致力的準翻確控制區(qū)、濕度脅和果蔬疑重量變付化規(guī)律另、復壓驗時間的替影響和魔過程的忽能耗等峽研究也罩比較少章。只有庫上述問主題都得淺到充分授的研究巴后，再徑結(jié)合仿反真模擬廢，才能先優(yōu)化運忽行管理相，設計景出高效駱節(jié)能型沒的真空愈預冷設泰備，特罰別是對癢真空冷芬卻過程譯的仿真拘模擬研港究能夠脂減少實扯驗投入昆、縮短潤實驗周壞期，具免有重要攻的理論巴意義和陜現(xiàn)實意東義涂[20巖]瓦。鉗同時，糖為了使增該技術頸能夠更搏具有實飽用性，擦需要社跪會對食飽品安全遞的要求叉，設備帖設計應深符土合止HAC但C陷P衛(wèi)（危害漸分析和懇關鍵點晝控制）贏要求：坡對于果突蔬保鮮斜體系中竊確證有炸危害的朱環(huán)節(jié)，末建立關布鍵控制個點，找挎到關鍵儉控制點荷以后，但必須確適定該控針制點的草限度，趟建立檢乎測控制暢點的具礙體措施云，采取歉糾正措活施的行后動方案勸，并有調(diào)完全的統(tǒng)文檔記捉錄院[21喂]件。輪在設備培方面，現(xiàn)可以嘗岡試開發(fā)缺真空預鞭冷、真趙空低溫跡干燥、劃冷凍干泳燥等多胞功能于思一體的紫裝置您[22榆]鋼。壟可見，殊對于真躺空預冷黃技術的灰研究還合有很大忙空間，描隨著研忠究的深詳入，將列會進一渣步促進私其在果柳蔬保鮮蹲體系中惹的應用膀。書參考文斧獻腳[1]浮叔王如林施，夏睿霉．真空壁預冷技蜘術的開爪發(fā)和應君用．廣驕州食品昂工業(yè)科片技太，需199嚴9槐，息15(驚1):迅5聲4扎～鍋55隨[2]修Su勸nD嘉供W菠，畏Wan邊gL殿狹J風．踏Hea探tt唯ran鬧sfe孝rc偷har誕act勁eri瞇sti葛cs胳of赴coo鬧ked幕me命ats線us府ing悲di欲ffe葉ren油tco屯oli脾ng離met辯hod塔s仔．雹Int爹ern擁ati揀ona飽lJ赤our唉nal變of灣Re縣fri真ger眼ati勢o嗓n財，浩200位0郊，蝦23(痛7寸)呈：拐50跌8終～即516巷[3]押倚丁正斌覺等．果綢蔬真空揉預冷．紅冷藏技活術蕩，筑199汗8(4摘):黨4跌0強～倦42,持47俯[4]歪由鄧東泉述等．真睬空預冷騾技術的枕現(xiàn)狀和撤發(fā)展前勺景．食商品工業(yè)愿科技絹，奧200趕2明，滅23(達7):膊7蓮3說～供75鑰[5]神忌周永安痛，陳長酷琦．真饒空預冷惱裝置的裳研究．侄真空與勤低溫捐，尖199庸5疏，隸1(4李):1慈9走6妙～吉198普[6]勤派韋公遠羽．果蔬腥真空預尊冷裝置概．保鮮校與加工括，東200役2(3豆)蔥：蒼31書[7]匯預徐世瓊灣．新編獅制冷技涉術問答粱．農(nóng)業(yè)互出版社敗，時199吧9塞[8]激溉翟家佩雄，蘇樹艇強．果聰蔬真空古預冷裝刺置的設備計與研醒究．真渾空水，反200五1(2猾):2泡5禾～幟29鋪[9]升沖陳羽白味等．菜銅心真空買預冷效壓果的試半驗研究飽．農(nóng)業(yè)衡工程學痰報刻，噴200娃3免，沒19(儀5):彎16拘1侍～別165攔[10巡]N法obl鳥e,翠R.寬A貫．訊rev漁iew漂of還va蠢cuu瓣mco部oli座ng串of是mus娃hro吉om躁s嫂．率Mus湊hro弦om疑Jou總rna箏l奶，撫198宗5(1危49碧)型：愁16嚷8似～粥170求[11懇]封微杜建通果，張榮煉玲．果慮蔬真空直預冷裝賤置的技計術發(fā)展昂前景．概真空與面低溫刻，驗199磚9革，帥5(3沃):1桃7成5鳥～征179海,18臟5紐[12郊]J決ame修s暗，趁S.J孟.宋)書．監(jiān)Coo嚴lin諸gs滔yst群em捷for剖re粘ady產(chǎn)me碎als配an岡dc朽ook趴ed赴pro緞duc扶ts.擊In樸R陡．晃W攤．周Fie梳l尼d滾，碼＆雄J.A交.Ho腐we蠢H屯，奉Pro尸ces料sE鳳ngi暖nee害rin腦gi樓nt蜻he氧Foo哈dI鴉ndu賴str啄y抄2斷：燕Con桑ven銳ien搭ce棟Foo唉ds占and園Qu序ali恒ty繞Ass洲ura祖nc泰e到，請199茅0b:故8清8碼～抓9怖7送．刃Lon道do格n遷：