鄂曉雪， 柳建華， 王 融， 張 威， 劉寶林

（上海理工大學 能源與動力工程學院，上海 200093）

新鮮果蔬含水量大，常溫下呼吸強度大，耐貯性較差，且其采后距離冷卻的時間愈長，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和酶的活性，降低呼吸作用，延緩果實后熟衰老，延長保鮮期.真空預(yù)冷是通過果蔬自身水分蒸發(fā)而降低其溫度的冷卻方法，對比表面積較大的葉菜類及質(zhì)地疏松的菌菇類產(chǎn)品十分有效［1－3］.目前，國內(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］，對非葉菜類產(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，抽真空時利用水分蒸發(fā)實現(xiàn)間接冷卻.對蘆筍、芹菜、花椰菜、甜玉米、豌豆及番茄等進行的研究表明，預(yù)冷前適當噴水可提高預(yù)冷效果，減少水分散失［15］.

草莓與蟠桃均屬球果類產(chǎn)品，雖然其比表面積相對較小，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)冷后冷藏過程中果實品質(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條件下的預(yù)冷效果對比數(shù)據(jù).因此，本文選取草莓、蟠桃為研究對象，在不噴水和噴水條件下，設(shè)置不同的預(yù)冷終溫和終壓，測定真空冷卻過程中果實內(nèi)部溫度隨時間的變化規(guī)律和失水率，將預(yù)冷后的果蔬和未經(jīng)預(yù)冷的對照組一起置于4 ℃下冷藏，測定冷藏期間果實硬度、Vc含量等品質(zhì)指標的變化情況，分析比較不同真空預(yù)冷處理條件對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)在此類產(chǎn)品上的實際應(yīng)用提供參考.

1 設(shè)備與方法

1.1 主要儀器及設(shè)備

試驗真空預(yù)冷裝置采用VCE－15型真空預(yù)冷機（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.果實硬度測試采用質(zhì)構(gòu)儀（日本SHIMADZU 公司），果實質(zhì)量測試采用電子天平（精度0.01g）.

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

1.2 材料與方法

試驗采用市場上剛從田園采摘的新鮮草莓和蟠桃，將其運回到試驗室后置于25 ℃室溫下，即刻挑選大小一致、無損傷的果實，按以下條件和步驟進行試驗：

a.將2種被測果實按不同真空預(yù)冷參數(shù)（預(yù)冷終溫、終壓）分為3個試驗組，進行不噴水真空預(yù)冷試驗.設(shè)定草莓和蟠桃的預(yù)冷終溫分別為1 ℃和5 ℃，對應(yīng)每個預(yù)冷終溫，分別設(shè)定3個預(yù)冷終壓，試驗條件如表1所示.測定不同預(yù)冷終溫、終壓下，果實內(nèi)部溫度隨時間的變化和失水率.每組處理重復的果實個體數(shù)為草莓8個、蟠桃6個，取平均值作為測試結(jié)果.

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

b.將預(yù)冷處理組（經(jīng)過真空預(yù)冷處理）果實與對照組（未預(yù)冷）果實一起裸置于溫度設(shè)為4℃的冰箱內(nèi)冷藏8d，測定冷藏期間果實硬度、Vc含量等品質(zhì)指標的變化情況.

c.對于草莓和蟠桃，分別設(shè)定一個預(yù)冷終壓，進行噴水真空預(yù)冷試驗.記錄并對比噴水、不噴水條件下果實內(nèi)部的降溫過程，分析真空噴水預(yù)冷對球形水果冷卻速率的影響.

1.3 測定方法

1.3.1 果實內(nèi)部溫度的測定

將1～4號熱電偶分別插入不同的果實個體中心處，由計算機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)自動記錄真空預(yù)冷過程中果實內(nèi)部溫度的變化，每組重復試驗2～3次，取平均值.用電子天平測量預(yù)冷前、后草莓的質(zhì)量，按下式計算失水率（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 果實硬度和Vc含量的測定

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

2 結(jié)果與討論

2.1 不噴水真空預(yù)冷過程中果實內(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及草莓失水率

圖2顯示不噴水真空預(yù)冷過程中，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)冷初期果實溫度下降很快；壓力降低至終壓時，真空室內(nèi)壓力不再下降而保持相對穩(wěn)定，且隨著水分蒸發(fā)，果實內(nèi)部的自由水不斷減少，蒸發(fā)越來越困難，蒸發(fā)帶走的熱量減少，果實溫度降低速率減小，故預(yù)冷后期溫度曲線趨于平緩.

由圖2（a）可見，草莓在終壓300Pa 下經(jīng)過11min即達到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 ℃耗時短.無論草莓還是蟠桃，在相同的預(yù)冷時間內(nèi)，預(yù)冷終壓越低，則預(yù)冷結(jié)束時果實的溫度越低，其達到相同預(yù)冷終溫的時間就越短，降溫速率越快.試驗結(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Fig.2 Temperature curve of strawberries and flat peaches under different final vacuum cooling pressure

表2（見下頁）為常規(guī)真空預(yù)冷后草莓的失水情況.預(yù)冷終壓越低，達到1℃預(yù)冷終溫時草莓的失水率就越少.在真空預(yù)冷過程中，果實內(nèi)部的自由水在真空室內(nèi)蒸發(fā)，帶走果實熱量，使其溫度下降，達到預(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)冷處理對果實貯藏品質(zhì)的影響

2.2.1 冷藏期間果實硬度的變化

圖4為4℃冷藏期間草莓和蟠桃硬度的變化曲線.冷藏初期，草莓的呼吸作用較強，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，而對照組草莓的硬度仍保持較快的下降速率.在整個冷藏過程中，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間分界點，且從不同預(yù)冷終壓下處理的蟠桃對比來看，其硬度變化差異不明顯.

2.2.2 冷藏期間果實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.草莓個體間Vc含量的差異先增后減，而蟠桃個體間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.冷藏開始前，對照組草莓的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，3組Vc含量隨時間的變化曲線趨于重合，說明真空預(yù)冷處理對蟠桃Vc含量的影響不大.

2.3 噴水真空預(yù)冷對果實降溫速率的影響

圖6（a）為草莓在預(yù)冷終壓500Pa，噴水和未噴水真空預(yù)冷時的降溫過程.在噴水真空預(yù)冷時的降溫速率明顯快于未噴水預(yù)冷時的.初始溫度相近的草莓，在相同預(yù)冷時間內(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)冷時的溫度變化曲線.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，其溫度仍有明顯下降的趨勢，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Fig.6 Temperature curve of strawberries and flat peaches during vacuum precooling with／without water spraying

由表3可見，噴水處理組的失水率遠高于未噴水組（前者約為后者的10倍），說明所噴的水在預(yù)冷過程中被蒸發(fā)了，用于帶走草莓的熱量，使其迅速降溫.對草莓噴水預(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，果實個體直徑越小，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)冷時間越短，果實失水率就越小.

c.經(jīng)過真空預(yù)冷的果實在4 ℃下冷藏期間，其果實硬度和Vc含量的降低速度均低于未經(jīng)預(yù)冷處理的對照組.草莓Vc含量的降低速率比蟠桃快，經(jīng)過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較好.

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