真空預(yù)冷處理提高草莓與蟠桃的冷藏品質(zhì)

鄂曉雪， 柳建華， 王 融， 張 威， 劉寶林

（上海理工大學(xué) 能源與動(dòng)力工程學(xué)院，上海 200093）

新鮮果蔬含水量大，常溫下呼吸強(qiáng)度大，耐貯性較差，且其采后距離冷卻的時(shí)間愈長(zhǎng)，品質(zhì)下降愈明顯.真空預(yù)冷能快速移除田間熱，它與低溫冷藏相結(jié)合，可有效抑制微生物生長(zhǎng)和酶的活性，降低呼吸作用，延緩果實(shí)后熟衰老，延長(zhǎng)保鮮期.真空預(yù)冷是通過(guò)果蔬自身水分蒸發(fā)而降低其溫度的冷卻方法，對(duì)比表面積較大的葉菜類(lèi)及質(zhì)地疏松的菌菇類(lèi)產(chǎn)品十分有效［1－3］.目前，國(guó)內(nèi)外果蔬真空預(yù)冷工藝和預(yù)冷效果方面的研究主要針對(duì)葉薄、含水率高且易蒸發(fā)的蔬菜，如生菜、雞毛菜、茼蒿、卷心菜及杏鮑菇等［4－14］，對(duì)非葉菜類(lèi)產(chǎn)品，由于其比表面積較小，且組織較為致密，為了使低壓壓力更容易向其內(nèi)部滲透，提高冷卻速度，降低干耗，可采用真空噴水預(yù)冷技術(shù)，在果蔬表面噴水，抽真空時(shí)利用水分蒸發(fā)實(shí)現(xiàn)間接冷卻.對(duì)蘆筍、芹菜、花椰菜、甜玉米、豌豆及番茄等進(jìn)行的研究表明，預(yù)冷前適當(dāng)噴水可提高預(yù)冷效果，減少水分散失［15］.

草莓與蟠桃均屬球果類(lèi)產(chǎn)品，雖然其比表面積相對(duì)較小，但組織柔軟、含水豐富、水分容易蒸發(fā)，故可采用真空預(yù)冷，并利用真空噴水冷卻方式改善其預(yù)冷效果.目前針對(duì)這2種產(chǎn)品的真空預(yù)冷工藝參數(shù)以及預(yù)冷后冷藏過(guò)程中果實(shí)品質(zhì)變化等方面的研究較缺乏，尤其缺少草莓與蟠桃在不同處理?xiàng)l件下的預(yù)冷效果對(duì)比數(shù)據(jù).因此，本文選取草莓、蟠桃為研究對(duì)象，在不噴水和噴水條件下，設(shè)置不同的預(yù)冷終溫和終壓，測(cè)定真空冷卻過(guò)程中果實(shí)內(nèi)部溫度隨時(shí)間的變化規(guī)律和失水率，將預(yù)冷后的果蔬和未經(jīng)預(yù)冷的對(duì)照組一起置于4 ℃下冷藏，測(cè)定冷藏期間果實(shí)硬度、Vc含量等品質(zhì)指標(biāo)的變化情況，分析比較不同真空預(yù)冷處理?xiàng)l件對(duì)其降溫特性和貯藏品質(zhì)的影響，以尋求合適的真空預(yù)冷工藝參數(shù)，為真空冷卻技術(shù)在此類(lèi)產(chǎn)品上的實(shí)際應(yīng)用提供參考.

1 設(shè)備與方法

1.1 主要儀器及設(shè)備

試驗(yàn)真空預(yù)冷裝置采用VCE－15型真空預(yù)冷機(jī)（上海錦立新能源科技有限公司），其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1 所示.果實(shí)硬度測(cè)試采用質(zhì)構(gòu)儀（日本SHIMADZU 公司），果實(shí)質(zhì)量測(cè)試采用電子天平（精度0.01g）.

圖1 VCE－15型真空預(yù)冷機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)Fig 1 System structure of VCE－15type vacuum cooling unit

1.2 材料與方法

試驗(yàn)采用市場(chǎng)上剛從田園采摘的新鮮草莓和蟠桃，將其運(yùn)回到試驗(yàn)室后置于25 ℃室溫下，即刻挑選大小一致、無(wú)損傷的果實(shí)，按以下條件和步驟進(jìn)行試驗(yàn)：

a.將2種被測(cè)果實(shí)按不同真空預(yù)冷參數(shù)（預(yù)冷終溫、終壓）分為3個(gè)試驗(yàn)組，進(jìn)行不噴水真空預(yù)冷試驗(yàn).設(shè)定草莓和蟠桃的預(yù)冷終溫分別為1 ℃和5 ℃，對(duì)應(yīng)每個(gè)預(yù)冷終溫，分別設(shè)定3個(gè)預(yù)冷終壓，試驗(yàn)條件如表1所示.測(cè)定不同預(yù)冷終溫、終壓下，果實(shí)內(nèi)部溫度隨時(shí)間的變化和失水率.每組處理重復(fù)的果實(shí)個(gè)體數(shù)為草莓8個(gè)、蟠桃6個(gè)，取平均值作為測(cè)試結(jié)果.

表1 草莓和蟠桃不噴水真空預(yù)冷試驗(yàn)設(shè)計(jì)Tab.1 Vacuum precooling test design for strawberries and flat peaches without water spraying

b.將預(yù)冷處理組（經(jīng)過(guò)真空預(yù)冷處理）果實(shí)與對(duì)照組（未預(yù)冷）果實(shí)一起裸置于溫度設(shè)為4℃的冰箱內(nèi)冷藏8d，測(cè)定冷藏期間果實(shí)硬度、Vc含量等品質(zhì)指標(biāo)的變化情況.

c.對(duì)于草莓和蟠桃，分別設(shè)定一個(gè)預(yù)冷終壓，進(jìn)行噴水真空預(yù)冷試驗(yàn).記錄并對(duì)比噴水、不噴水條件下果實(shí)內(nèi)部的降溫過(guò)程，分析真空噴水預(yù)冷對(duì)球形水果冷卻速率的影響.

1.3 測(cè)定方法

1.3.1 果實(shí)內(nèi)部溫度的測(cè)定

將1～4號(hào)熱電偶分別插入不同的果實(shí)個(gè)體中心處，由計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)自動(dòng)記錄真空預(yù)冷過(guò)程中果實(shí)內(nèi)部溫度的變化，每組重復(fù)試驗(yàn)2～3次，取平均值.用電子天平測(cè)量預(yù)冷前、后草莓的質(zhì)量，按下式計(jì)算失水率（X）：

式中，m 為預(yù)冷前質(zhì)量；m1為預(yù)冷后質(zhì)量［16］.

1.3.2 果實(shí)硬度和Vc含量的測(cè)定

在冷藏期間，每2d測(cè)量1次果實(shí)硬度和Vc含量，每個(gè)指標(biāo)重復(fù)測(cè)量3次，取平均值.Vc含量采用2.6－二氯靛酚滴定法測(cè)量［17］.測(cè)量草莓硬度時(shí)，選用直徑為5mm 的圓柱探針，分別從正面、側(cè)面刺入草莓個(gè)體，探針以0.5mm／s的速度勻速下移，以刺入過(guò)程中所需最大力作為草莓硬度測(cè)值，并取2次測(cè)定的平均值.測(cè)量蟠桃硬度時(shí)，把桃截成兩半，取出桃仁，用質(zhì)構(gòu)儀穿刺，測(cè)量在穿刺深度1cm 過(guò)程中的最大力作為蟠桃硬度測(cè)值，取3 次測(cè)定的平均值.

2 結(jié)果與討論

2.1 不噴水真空預(yù)冷過(guò)程中果實(shí)內(nèi)部溫度及失水率的變化

2.1.1 不同預(yù)冷終壓下草莓和蟠桃的降溫曲線(xiàn)及草莓失水率

圖2顯示不噴水真空預(yù)冷過(guò)程中，預(yù)冷終溫不變，不同預(yù)冷終壓下草莓和蟠桃內(nèi)部溫度變化趨勢(shì)相似.抽真空后由于真空室內(nèi)壓力迅速降低，水分蒸發(fā)量增大，蒸發(fā)帶走的熱量增多，故預(yù)冷初期果實(shí)溫度下降很快；壓力降低至終壓時(shí)，真空室內(nèi)壓力不再下降而保持相對(duì)穩(wěn)定，且隨著水分蒸發(fā)，果實(shí)內(nèi)部的自由水不斷減少，蒸發(fā)越來(lái)越困難，蒸發(fā)帶走的熱量減少，果實(shí)溫度降低速率減小，故預(yù)冷后期溫度曲線(xiàn)趨于平緩.

由圖2（a）可見(jiàn)，草莓在終壓300Pa 下經(jīng)過(guò)11min即達(dá)到1 ℃預(yù)冷終溫，而其在終壓500，700Pa下分別需14，17min.圖2（b）顯示，蟠桃在終壓300Pa下預(yù)冷至5℃用了25min，相比其在終壓600，900Pa下預(yù)冷至5 ℃耗時(shí)短.無(wú)論草莓還是蟠桃，在相同的預(yù)冷時(shí)間內(nèi)，預(yù)冷終壓越低，則預(yù)冷結(jié)束時(shí)果實(shí)的溫度越低，其達(dá)到相同預(yù)冷終溫的時(shí)間就越短，降溫速率越快.試驗(yàn)結(jié)果顯示，草莓和蟠桃在最低預(yù)冷終壓300Pa下的降溫速率最快，冷卻效果最佳.

圖2 不同預(yù)冷終壓下草莓和蟠桃溫度的變化曲線(xiàn)Fig.2 Temperature curve of strawberries and flat peaches under different final vacuum cooling pressure

表2（見(jiàn)下頁(yè)）為常規(guī)真空預(yù)冷后草莓的失水情況.預(yù)冷終壓越低，達(dá)到1℃預(yù)冷終溫時(shí)草莓的失水率就越少.在真空預(yù)冷過(guò)程中，果實(shí)內(nèi)部的自由水在真空室內(nèi)蒸發(fā)，帶走果實(shí)熱量，使其溫度下降，達(dá)到預(yù)冷目的.草莓在300Pa預(yù)冷終壓下失水率最少，保鮮效果最佳.

2.1.2 不同預(yù)冷終溫下草莓的降溫曲線(xiàn)及失水率

設(shè)置預(yù)冷終壓為500Pa，將草莓分別預(yù)冷至3，5，7，8 ℃終溫，其內(nèi)部溫度變化和失水情況如下頁(yè)的表3和圖3所示.在500Pa終壓下，草莓從18 ℃預(yù)冷至3 ℃僅用了8min.對(duì)于相同的預(yù)冷終壓，設(shè)定的預(yù)冷終溫越低，草莓失水越多，其冷卻速率越大，溫度下降越迅速.

表2 草莓在不同終壓下預(yù)冷至1 ℃時(shí)的失水率Tab.2 Moisture loss ratio of strawberries under different final vacuum cooling pressureat1 ℃

表3 草莓噴水／未噴水真空預(yù)冷后的失水率Tab.3 Moisture loss ratio of strawberries after vacuum precooling with／without water spraying

圖3 草莓在不同終溫下的溫度變化曲線(xiàn)Fig.3 Temperature curve of strawberries at different final cooling temperature

由圖3可以看出，在預(yù)冷終壓500Pa下，將草莓分別預(yù)冷至3，5，7，8 ℃終溫，其失水率分別為2.92‰，2.88‰，2.86‰，2.85‰.

2.2 真空預(yù)冷處理對(duì)果實(shí)貯藏品質(zhì)的影響

2.2.1 冷藏期間果實(shí)硬度的變化

圖4為4℃冷藏期間草莓和蟠桃硬度的變化曲線(xiàn).冷藏初期，草莓的呼吸作用較強(qiáng)，硬度下降較快.貯藏4d之后，預(yù)冷處理組草莓的硬度下降變慢，而對(duì)照組草莓的硬度仍保持較快的下降速率.在整個(gè)冷藏過(guò)程中，500Pa預(yù)冷終壓處理的草莓軟化最慢，其次為300，700Pa預(yù)冷終壓處理組.對(duì)照組草莓的硬度降低速率最大，其軟化腐爛速度也最快.在12d冷藏期內(nèi)，蟠桃硬度不斷下降，其硬度下降的速率基本一致，未出現(xiàn)像草莓那樣明顯的時(shí)間分界點(diǎn)，且從不同預(yù)冷終壓下處理的蟠桃對(duì)比來(lái)看，其硬度變化差異不明顯.

2.2.2 冷藏期間果實(shí)Vc含量的變化

圖4 冷藏期間草莓與蟠桃硬度的變化Fig.4 Hardness change of strawberries and flat peaches during cold storage

圖5 冷藏期間草莓與蟠桃Vc含量的變化Fig.5 Vc content change of strawberries and flat peaches during cold storage

如圖5所示，冷藏期間草莓和蟠桃的Vc含量均有所減少.草莓個(gè)體間Vc含量的差異先增后減，而蟠桃個(gè)體間Vc含量的差異一直減小.草莓的Vc含量的降低速率快于蟠桃的.冷藏初期預(yù)冷處理組草莓Vc含量下降較快，而后逐漸減慢.預(yù)冷終壓500 Pa試驗(yàn)組的Vc含量保持較高，且下降速度最慢，其次為300，700Pa處理組.冷藏開(kāi)始前，對(duì)照組草莓的Vc含量值高于預(yù)冷處理組.在8d冷藏期內(nèi)，該值雖仍高于預(yù)冷組，但在后期冷藏中，對(duì)照組草莓Vc含量損失速度加快，其下降速率快于預(yù)冷處理組.

蟠桃冷藏期間各組Vc含量的變化差異不明顯，其Vc含量的下降速率隨Vc含量減少而降低.冷藏初期Vc含量較高，降速較快；冷藏結(jié)束時(shí)，3組Vc含量隨時(shí)間的變化曲線(xiàn)趨于重合，說(shuō)明真空預(yù)冷處理對(duì)蟠桃Vc含量的影響不大.

2.3 噴水真空預(yù)冷對(duì)果實(shí)降溫速率的影響

圖6（a）為草莓在預(yù)冷終壓500Pa，噴水和未噴水真空預(yù)冷時(shí)的降溫過(guò)程.在噴水真空預(yù)冷時(shí)的降溫速率明顯快于未噴水預(yù)冷時(shí)的.初始溫度相近的草莓，在相同預(yù)冷時(shí)間內(nèi)，噴水處理組的預(yù)冷終溫低于未噴水處理組的.圖6（b）為蟠桃在某一真空壓力下，噴水與未噴水預(yù)冷時(shí)的溫度變化曲線(xiàn).噴水處理組蟠桃溫度下降較快，其溫度可降低至5～6 ℃，未噴水組蟠桃的溫度始終高于10 ℃，其在預(yù)冷18min后溫度曲線(xiàn)趨于水平，溫度降低緩慢.噴水處理組蟠桃在預(yù)冷到20 min時(shí)，其溫度仍有明顯下降的趨勢(shì)，始終保持較快的降溫速率.

圖6 草莓和蟠桃噴水／未噴水真空預(yù)冷的降溫曲線(xiàn)Fig.6 Temperature curve of strawberries and flat peaches during vacuum precooling with／without water spraying

由表3可見(jiàn)，噴水處理組的失水率遠(yuǎn)高于未噴水組（前者約為后者的10倍），說(shuō)明所噴的水在預(yù)冷過(guò)程中被蒸發(fā)了，用于帶走草莓的熱量，使其迅速降溫.對(duì)草莓噴水預(yù)冷有利于減少草莓內(nèi)部自由水的損失，避免其因失水而造成萎縮，有利于草莓的貯藏保鮮.

3 結(jié) 論

a.草莓和蟠桃組織柔嫩、皮薄多汁、水分易蒸發(fā)，適合采用真空預(yù)冷作為貯前處理手段.預(yù)冷終壓越低，果實(shí)個(gè)體直徑越小，其溫度下降越快.與蟠桃相比，草莓具有更加良好的傳熱性能，真空預(yù)冷條件對(duì)其貯藏品質(zhì)的影響更為顯著.

b.采用噴水真空預(yù)冷可明顯提高草莓的降溫速率，減少果實(shí)內(nèi)部水分的散失，有利于其貯藏保鮮.真空預(yù)冷終溫設(shè)置越低，預(yù)冷時(shí)間越短，果實(shí)失水率就越小.

c.經(jīng)過(guò)真空預(yù)冷的果實(shí)在4 ℃下冷藏期間，其果實(shí)硬度和Vc含量的降低速度均低于未經(jīng)預(yù)冷處理的對(duì)照組.草莓Vc含量的降低速率比蟠桃快，經(jīng)過(guò)500Pa預(yù)冷處理后的草莓在冷藏期間其Vc含量及硬度保持相對(duì)較好.

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