真空预冷技术在果蔬保鲜体系中的应用

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1、0前言果蔬的一个重要质量指标就是鲜度，而且消费者对其鲜度的要求也越来越高。常温保存已不能满足人们对其鲜度的要求。降低温度是一种普遍采用的有效办法。果蔬收获后，如何迅速消除田间热，使其温度（中心温度）降至接近冰点，是关键的一步[1]。真空预冷正是实现这种预冷的好方法。它是目前技术含量最高的果蔬类预冷技术。在欧美、日本等发达国家，真空预冷技术已经被广泛用于果蔬的保鲜。实际上，真空冷却已经受到了极大的关注，它的应用延伸到了花卉、蘑菇、鱼、肉、火腿等产品加工上[2]。本文将对真空预冷技术在果蔬保鲜体系中应用的研究成果和现状作一较全面的

2、综述，以利于进一步推动真空预冷在该领域中的应用。1真空预冷技术的原理水在一个大气压下，沸点为100℃，蒸发潜热为2256kJ/kg，降低气压时，水的沸点也随之降低。当气压为613Pa时，水的沸点为0℃，蒸发潜热为2500kJ/kg。真空预冷是利用降压来降低水的沸点，靠水份气化带走果蔬产品热量的冷却方法。因此，只要维持一定的真空度，果蔬的水分就会在低温下气化，同时消耗较多的热量，所需潜热绝大部分来自于物品本身释放的显热量，结果导致物品能极其迅速地低温冷却[3]。其中绝大部分的水在果蔬外表面气化，也有可能一部分的水（自由水）在细胞

3、之间气化[4]。2真空预冷的特点果蔬冷却的传统方法有：强制通风冷却、差压通风预冷、冰水冷却等方法。其共同的特点是处理时间长、温度均匀性差、对果蔬有局部损伤、处理量有限等不足之处[5]。相比之下，真空预冷具有如下优点：（1）降温速度快。冷却时间只需20～30min。可以快速地抑制果蔬的呼吸作用，控制温度[5]，如用冷藏库则需10～12h。（2）冷却均匀。由于预冷箱内各点的压力均衡，果蔬个体本身都形成了类似的冷却系统，而且果蔬处于真空与较低温度下，冷却时各部分温度梯度较小。因此，冷却比较均匀。（3）效果好。真空环境可以杀菌，果蔬的

4、洁净度高；真空预冷处理时间短，果蔬的内部结构并未破坏，也不会产生局部变形，保持原有的形态和风味；有研究表明：真空预冷后，果蔬的保鲜期更长，适合较长时间贮藏及长途运输，可在更大的范围内销售。同时，也存在一些问题：（1）真空预冷设备价格较高，一次性投资较大。（2）对于表面积相对小的果蔬，如黄瓜、西红柿，冷却效果不理想，不适合采用此冷却方式。（3）采用真空预冷却时，最好使被冷却物质(特别是蔬菜)表面的传热速率与其内部的传热速率相近。否则，如果勉强用一般的真空冷却方法冷却，必将造成冷却速率提高不大，干耗增加的后果。虽然可以采用真空加水

5、冷却的办法来减少干耗，但不是最好的办法。3真空预冷装置真空预冷装置由真空容器、抽气系统、制冷系统以及控制系统组成。如图1所示。图1真空预冷装置结构示意图真空容器是用来盛放果蔬的器具，它必须能承受外压105Pa。通常有箱形和圆筒形两种，内侧进行防腐处理，外侧喷涂高强度防锈材料[6]。制冷系统起着把从果蔬中气化出来的水蒸汽冷却成水滴的作用。水在655.6Pa和1℃时变成水蒸气，其体积增大近19万倍。系统中增加了制冷设备，就可以保持真空槽内稳定的真空度[7]。对小型真空预冷装置应选择水冷或风冷的氟利昂冷凝机组，大型真空预冷装置则可以

6、采用氨系统。抽气系统的关键部件是真空泵，它需要将真空室的压力从常压在20～30min内抽至665Pa[3]。选用时应该综合考虑抽气速率、功率、噪音、振动等因素。控制系统有手动、自动之分。主要对温度和压力进行控制，实现节能和防冻害。如采用微型计算机及定序器等则可实现全自动运行[8]。为了优化运行与管理，真空预冷装置分为间歇式、连续式、移动式。间歇式真空预冷装置一般用于小规模生产，连续式真空预冷装置用于大型加工厂，移动式真空预冷装置便于异地使用[6]。4果蔬真空预冷过程的理论分析4.1真空预冷过程I—抽真空阶段II—冷却阶段III

7、—复压阶段图2菜心真空预冷质量、温度和压力的变化曲线果蔬在真空室内的预冷大致可以分成三个阶段，现以菜心预冷过程曲线图[9]为例加以说明。（1）抽真空阶段。从一个大气压抽至果蔬温度对应的饱和蒸汽压力。如图2所示，这个过程中尽管压力迅速降低，但果蔬的温度并没有明显下降，质量也无明显变化。此阶段历时约9min，占整个预冷过程时间的59％左右。（2）冷却阶段。果蔬中的水份不断气化。如图2所示，在这个过程中压力继续缓慢降低，温度发生明显下降，菜心质量也在这个阶段中出现减少。此阶段历时约5min，占整个预冷过程时间的33％左右。（3）复压

8、阶段。压力急剧恢复到常压。如图2所示，在这个过程中由于直接从外界环境吸入空气，物料终温有所回升，菜心的叶温回升较大，而茎温几乎不变。此阶段历时约1.2min，占整个预冷过程时间的8％左右。4.2真空预冷效果及加水预冷技术在减压过程中，水份越容易气化的果蔬，冷却效果越好。Nob