差壓預(yù)冷對(duì)夏秋蔬菜預(yù)冷效果評(píng)價(jià)

白宇皓，李 超，張曉宇，杜靜婷，張京社

（山西農(nóng)業(yè)大學(xué)（山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院）食品科學(xué)與工程學(xué)院，山西太原030031）

山西省夏秋季氣候涼爽，7月平均氣溫25℃左右，適宜喜溫蔬菜和喜涼蔬菜生長[1]，被農(nóng)業(yè)農(nóng)村部劃定為黃土高原夏秋蔬菜重點(diǎn)區(qū)域，主要生產(chǎn)蘿卜、白菜、芹菜、生菜及茄果類、豆類、瓜類等果蔬，在夏秋季供應(yīng)長江下游和華南地區(qū)淡季市場(chǎng)，起到重要的供應(yīng)保障和市場(chǎng)調(diào)節(jié)作用。由于調(diào)運(yùn)距離普遍在1 500～2 000 km，在夏秋季氣溫較高的環(huán)境條件下，調(diào)出的蔬菜品種需要進(jìn)行預(yù)冷處理和保溫運(yùn)輸，以保證貯運(yùn)品質(zhì)。

目前生產(chǎn)中多采用機(jī)械冷庫對(duì)蔬菜預(yù)冷后進(jìn)行保溫運(yùn)輸，預(yù)冷和運(yùn)輸時(shí)間一般在48～72 h，貯運(yùn)效率不高，由此引起的果蔬平均損耗率達(dá)20%～30%[2]。從預(yù)冷效率的提升入手，解決目前預(yù)冷時(shí)間長、預(yù)冷效果差的問題，對(duì)于提升蔬菜流通領(lǐng)域整體效率和貯運(yùn)品質(zhì)有現(xiàn)實(shí)意義。已在菠菜、菜心、茭白、油麥菜、西蘭花、蒜薹、白蘿卜、卷心菜、芹菜等品種[3-12]中開展了差壓預(yù)冷、水預(yù)冷、真空預(yù)冷等快速預(yù)冷的研究，但多集中于實(shí)驗(yàn)室條件下預(yù)冷方式對(duì)中長期貯藏品質(zhì)影響或差壓預(yù)冷參數(shù)優(yōu)化方面，在實(shí)踐中進(jìn)行預(yù)冷方式對(duì)比和保溫運(yùn)輸回溫情況的研究尚未見報(bào)道。

本研究通過在2種山西省外運(yùn)蔬菜中采用不同預(yù)冷方式（差壓快速預(yù)冷技術(shù)與普通預(yù)冷技術(shù)）進(jìn)行效果對(duì)比，并對(duì)長途運(yùn)輸過程中保溫包裝箱內(nèi)蔬菜回溫情況進(jìn)行分析，旨在為山西省外運(yùn)蔬菜提質(zhì)增效提供建議。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料及設(shè)備

白菜用吸水紙包裹后，在泡沫箱中擺放2層，下層平放，上層立放。上層15個(gè)，下層8個(gè)。尖椒分層平鋪在泡沫箱中。

1.1.1 試驗(yàn)材料2種夏秋蔬菜，白菜品種為夏陽白，尖椒品種為衢州1號(hào)，2019年8月10日采收自長治市上黨區(qū)。預(yù)冷包裝采用白色泡沫箱，壁厚為20 mm，箱體尺寸為590 mm×350 mm×290 mm。每箱可裝菜品26 kg。

1.1.2 冷庫和差壓預(yù)冷設(shè)備 在正常運(yùn)行的一間冷庫中進(jìn)行試驗(yàn)。冷庫內(nèi)部尺寸為17.8 m×11.9 m×5.5 m，庫容1 160 m3，庫溫設(shè)置為0℃。單元式差壓預(yù)冷箱由山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品貯藏保鮮研究所研制，規(guī)格為1 700 mm×1 370 mm×550 mm，由靜壓箱、卷簾苫布、控制系統(tǒng)等組成，配置有額定功率2.2 kW的軸流風(fēng)機(jī)1臺(tái)，風(fēng)量18 000 m3/h。

1.1.3 溫度記錄設(shè)備 雙通道自動(dòng)記錄式溫濕度記錄儀SSN-22（深圳市源恒通科技有限公司）。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 預(yù)冷處理 差壓預(yù)冷處理要先在泡沫箱長邊上開圓形孔，孔距200 mm，孔直徑30 mm，兩面各4孔。蔬菜裝箱后封蓋。在差壓預(yù)冷箱兩邊各碼垛12箱（3排，每排4箱），共24箱。普通預(yù)冷按實(shí)際生產(chǎn)中各箱十字形碼垛，泡沫盒揭蓋。每垛高4層，每2垛之間留通風(fēng)道150 mm。

1.2.2 蔬菜回溫試驗(yàn) 在一輛大型半掛貨車上進(jìn)行，該車由山西長治發(fā)往福建泉州，全程用時(shí)49 h左右。運(yùn)輸品種為夏陽白白菜，整車核定載質(zhì)量為30 t，裝車1 148箱，每箱平均凈質(zhì)量26 kg，實(shí)際裝車29 820 kg。包裝為泡沫箱，裝車前在平板掛車上鋪設(shè)內(nèi)襯保溫棉被的2層塑料布，泡沫箱按照由前向后、由低到高的順序碼垛，共7層。分別在頂層（第1層）、中層（第4層）和底層（第7層）隨機(jī)選擇3個(gè)泡沫箱設(shè)置溫度記錄儀，記錄儀放在泡沫箱中間位置記錄箱內(nèi)溫度。

1.3 測(cè)定指標(biāo)及方法

隨機(jī)選擇3箱蔬菜測(cè)定預(yù)冷過程及運(yùn)輸過程中的箱內(nèi)溫度，每5 min記錄1次，取平均值作為此時(shí)蔬菜品溫。用1/2冷卻時(shí)間和7/8冷卻時(shí)間衡量差壓預(yù)冷和對(duì)照普通預(yù)冷之間預(yù)冷速度的差異[13]。隨機(jī)選擇3箱蔬菜在預(yù)冷前后稱質(zhì)量，取平均值，計(jì)算預(yù)冷后的失質(zhì)量率。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同預(yù)冷方式對(duì)夏陽白預(yù)冷效果的影響

一般情況下，長途運(yùn)輸?shù)氖卟似胀A(yù)冷時(shí)間為48 h左右，菜品中心溫度可以降到10℃以下。從圖1可以看出，與普通預(yù)冷相比，差壓預(yù)冷方式處理的夏陽白果心溫度下降速率較高：差壓預(yù)冷15 h后，果心溫度已經(jīng)趨于穩(wěn)定，為4.1℃，普通預(yù)冷果心溫度為15.1℃；預(yù)冷50 h后普通預(yù)冷的果心溫度為8.2℃，差壓預(yù)冷的果心溫度為3.7℃。差壓預(yù)冷的1/2冷卻時(shí)間（品溫14.4℃，冷風(fēng)溫度2℃）和7/8冷卻時(shí)間（品溫5.1℃）分別為160、415 min。普通預(yù)冷的1/2冷卻時(shí)間和7/8冷卻時(shí)間分別為615、2 935 min（圖2）；差壓預(yù)冷與對(duì)照普通預(yù)冷相比，1/2冷卻時(shí)間和7/8冷卻時(shí)間分別下降74.0%和85.7%。2種預(yù)冷方式溫度變化率均呈現(xiàn)隨著時(shí)間增加而逐漸下降的趨勢(shì)，差壓預(yù)冷溫度變化曲線在溫度達(dá)到停機(jī)溫度時(shí)，有一個(gè)明顯的拐點(diǎn)。此時(shí)，差壓風(fēng)機(jī)的溫度傳感器檢測(cè)到果心溫度達(dá)到目標(biāo)溫度停止工作，果心溫度保持穩(wěn)定。

2.2 不同預(yù)冷方式對(duì)夏陽白失質(zhì)量率的影響

失質(zhì)量率主要反映蔬菜水分含量的變化情況，是評(píng)價(jià)蔬菜品質(zhì)的重要指標(biāo)之一。特別是葉菜類蔬菜，失水超過5%，就會(huì)發(fā)生萎蔫，商品性會(huì)受到較大影響。差壓預(yù)冷增加了蔬菜表面空氣流速，與普通預(yù)冷相比，單位時(shí)間的失質(zhì)量率有一定程度的增加。由圖3可知，差壓預(yù)冷處理的夏陽白失質(zhì)量率為2.13%，高于普通預(yù)冷處理的0.78%。但均低于葉菜類一般差壓預(yù)冷失水率4%[14]的平均水平。實(shí)際生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，夏陽白預(yù)冷時(shí)每顆菜包裹3～5層吸水紙，一方面避免在預(yù)冷過程中冷風(fēng)直接吹到菜葉上導(dǎo)致凍傷，另一方面防止運(yùn)輸過程中菜與菜之間摩擦導(dǎo)致?lián)p傷。吸水紙包裹避免干燥冷氣直接接觸白菜，從而減少了失水。

2.3 不同預(yù)冷方式對(duì)衢州1號(hào)預(yù)冷效果的影響

從圖4可以看出，差壓預(yù)冷方式處理的尖椒果心溫度下降速率顯著高于對(duì)照普通預(yù)冷方式。差壓預(yù)冷4 h后，果心溫度已經(jīng)降至目標(biāo)溫度（0.1℃），普通預(yù)冷果心溫度為10.4℃。差壓預(yù)冷的1/2冷卻時(shí)間（品溫10.5℃，冷風(fēng)溫度0℃）和7/8冷卻時(shí)間（品溫1.3℃）分別為90、154 min；普通預(yù)冷的1/2冷卻時(shí)間和7/8冷卻時(shí)間分別為295、1 980 min（圖5）；差壓預(yù)冷與對(duì)照普通預(yù)冷相比，1/2冷卻時(shí)間和7/8冷卻時(shí)間分別下降69.5%和92.2%。

2.4 不同預(yù)冷方式對(duì)衢州1號(hào)失質(zhì)量率的影響

從圖6可以看出，普通預(yù)冷處理的尖椒失質(zhì)量率高于差壓預(yù)冷。普通預(yù)冷處理的尖椒失質(zhì)量率為2.03%，差壓預(yù)冷尖椒失質(zhì)量率為0.77%。原因有以下幾點(diǎn)：一是差壓預(yù)冷達(dá)到目標(biāo)溫度所需的時(shí)間短。尖椒差壓預(yù)冷處理4 h左右果心溫度即降到目標(biāo)溫度，為普通預(yù)冷時(shí)間的1/10，預(yù)冷完畢后包裝箱密封，減緩了水分喪失；二是普通預(yù)冷時(shí)需要打開泡沫箱蓋，以利空氣流通散熱，同時(shí)尖椒因其表皮強(qiáng)度相對(duì)較高，預(yù)冷時(shí)一般直接碼放，不加額外包裝，菜品直接與空氣接觸，長時(shí)間處于冷庫低濕環(huán)境中，導(dǎo)致普通預(yù)冷后尖椒失水量多于差壓預(yù)冷處理。

2.5 運(yùn)輸結(jié)束蔬菜的回溫情況

由圖7可知，預(yù)冷結(jié)束后箱內(nèi)溫度為3.5℃左右，運(yùn)輸48 h后，上層、中層、下層溫度分別上升至12.5、5.3、17℃，變化率分別為257.1%、51.4%、385.7%。處于車廂不同位置的蔬菜溫度有明顯差異，上、下層貨物受環(huán)境溫度影響較大；下層貨物呼吸熱不能有效釋放，因此，溫度增加最快，增幅最大，上層次之；中層貨物周圍有低溫貨物箱形成的保溫箱群與外界環(huán)境隔絕，溫度上升幅度最小。

3 結(jié)論與討論

在目前夏秋蔬菜“打冷鮮銷”模式下，蔬菜在商品化處理（采收、分選、預(yù)冷、包裝）這一環(huán)節(jié)耗時(shí)約48 h，占總流通環(huán)節(jié)耗時(shí)的50%左右。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，受采收、轉(zhuǎn)運(yùn)、包裝效率和冷庫預(yù)冷能力的制約，一般采用分批入庫、邊預(yù)冷邊進(jìn)新貨的方式，引起的庫溫波動(dòng)和品溫波動(dòng)較大，從而導(dǎo)致預(yù)冷至穩(wěn)定溫度用時(shí)進(jìn)一步增加。因此，差壓預(yù)冷等快速預(yù)冷技術(shù)的應(yīng)用，有利于減少預(yù)冷環(huán)節(jié)耗時(shí)，提升貯運(yùn)品質(zhì)。差壓預(yù)冷技術(shù)與其他快速預(yù)冷技術(shù)（真空預(yù)冷、水噴淋預(yù)冷）相比，在保證預(yù)冷效率的同時(shí)，前期投入和使用成本相對(duì)較低，普通冷庫進(jìn)行簡單改造就可以升級(jí)成差壓預(yù)冷庫。

本研究應(yīng)用差壓預(yù)冷技術(shù)實(shí)現(xiàn)了2種夏秋蔬菜的快速預(yù)冷，同時(shí)預(yù)冷過程中菜品的失質(zhì)量率控制在2.5%以下；2種蔬菜預(yù)冷后的失質(zhì)量情況有區(qū)別，差壓預(yù)冷夏陽白的失質(zhì)量率大于普通預(yù)冷，而尖椒的失質(zhì)量率小于普通預(yù)冷。一般認(rèn)為，差壓預(yù)冷引起的蔬菜失水率比普通冷庫預(yù)冷高，特別是葉菜類蔬菜等比表面積大且沒有蠟質(zhì)層保護(hù)的蔬菜，極易發(fā)生失水。差壓預(yù)冷過程中蔬菜失水的原因主要是差壓預(yù)冷增加了蔬菜表面干燥空氣的通過量，但與傳統(tǒng)冷庫預(yù)冷相比，預(yù)冷時(shí)間的減少使蔬菜在冷庫干燥環(huán)境中暴露的時(shí)間更短，因此，差壓預(yù)冷蔬菜的失質(zhì)量率并不一定大于普通預(yù)冷。對(duì)于外表皮結(jié)構(gòu)致密、平均密度較小的蔬菜，在預(yù)冷時(shí)間大幅縮短的前提下，差壓預(yù)冷失水率甚至小于普通冷庫預(yù)冷，更適宜使用差壓預(yù)冷技術(shù)達(dá)到快速降溫的目的。

長途運(yùn)輸過程中每個(gè)包裝箱內(nèi)的蔬菜因預(yù)冷均勻度不同、個(gè)體差異等原因，形成一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的微環(huán)境。箱體因其所在位置不同，受周圍環(huán)境因素影響也有很大區(qū)別。本研究發(fā)現(xiàn)，保溫箱內(nèi)蔬菜回溫情況與其在貨廂中的位置有明顯相關(guān)，上、下層貨物回溫幅度較大，中層貨物較小。溫度是蔬菜品質(zhì)能否保持的重要影響因素之一，而在實(shí)際生產(chǎn)中，由于不同裝車位置的貨物回溫情況不一，同車的貨物在到達(dá)銷地市場(chǎng)后就不能確保每箱預(yù)冷蔬菜品質(zhì)的一致性，因此，針對(duì)不同位置的貨物采取不同的保溫措施，對(duì)提高長途運(yùn)輸過程中預(yù)冷蔬菜品質(zhì)一致性有重要作用。建議位于車輛貨廂底部貨物換用更厚的保溫箱、放置蓄冷冰瓶；在車廂頂部鋪設(shè)反光隔熱材料，通過以上措施加強(qiáng)回溫程度高的車廂位置的隔熱保溫，對(duì)長途運(yùn)輸預(yù)冷蔬菜的貯運(yùn)效果將有明顯提升。