真空預冷處理提高草莓與蟠桃的冷藏品質

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，品質下降愈明顯.真空預冷能快速移除田間熱，它與低溫冷藏相結合，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.真空預冷是通過果蔬自身水分蒸發而降低其溫度的冷卻方法，對比表面積較大的葉菜類及質地疏松的菌菇類產品十分有效［1－3］.目前，國內外果蔬真空預冷工藝和預冷效果方面的研究主要針對葉薄、含水率高且易蒸發的蔬菜，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部滲透，提高冷卻速度，降低干耗，可采用真空噴水預冷技術，在果蔬表面噴水，抽真空時利用水分蒸發實現間接冷卻.對蘆筍、芹菜、花椰菜、甜玉米、豌豆及番茄等進行的研究表明，預冷前適當噴水可提高預冷效果，減少水分散失［15］.

草莓與蟠桃均屬球果類產品，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，故可采用真空預冷，并利用真空噴水冷卻方式改善其預冷效果.目前針對這2種產品的真空預冷工藝參數以及預冷后冷藏過程中果實品質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冷效果對比數據.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，設置不同的預冷終溫和終壓，測定真空冷卻過程中果實內部溫度隨時間的變化規律和失水率，將預冷后的果蔬和未經預冷的對照組一起置于4 ℃下冷藏，測定冷藏期間果實硬度、Vc含量等品質指標的變化情況，分析比較不同真空預冷處理條件對其降溫特性和貯藏品質的影響，以尋求合適的真空預冷工藝參數，為真空冷卻技術在此類產品上的實際應用提供參考.

1 設備與方法

1.1 主要儀器及設備

試驗真空預冷裝置采用VCE－15型真空預冷機（上海錦立新能源科技有限公司），其系統結構如圖1 所示.果實硬度測試采用質構儀（日本SHIMADZU 公司），果實質量測試采用電子天平（精度0.01g）.

圖1 VCE－15型真空預冷機的系統結構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冷參數（預冷終溫、終壓）分為3個試驗組，進行不噴水真空預冷試驗.設定草莓和蟠桃的預冷終溫分別為1 ℃和5 ℃，對應每個預冷終溫，分別設定3個預冷終壓，試驗條件如表1所示.測定不同預冷終溫、終壓下，果實內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為草莓8個、蟠桃6個，取平均值作為測試結果.

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

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

c.對于草莓和蟠桃，分別設定一個預冷終壓，進行噴水真空預冷試驗.記錄并對比噴水、不噴水條件下果實內部的降溫過程，分析真空噴水預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，由計算機數據采集系統自動記錄真空預冷過程中果實內部溫度的變化，每組重復試驗2～3次，取平均值.用電子天平測量預冷前、后草莓的質量，按下式計算失水率（X）：

式中，m 為預冷前質量；m1為預冷后質量［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，用質構儀穿刺，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 結果與討論

2.1 不噴水真空預冷過程中果實內部溫度及失水率的變化

2.1.1 不同預冷終壓下草莓和蟠桃的降溫曲線及草莓失水率

圖2顯示不噴水真空預冷過程中，預冷終溫不變，不同預冷終壓下草莓和蟠桃內部溫度變化趨勢相似.抽真空后由于真空室內壓力迅速降低，水分蒸發量增大，蒸發帶走的熱量增多，故預冷初期果實溫度下降很快；壓力降低至終壓時，真空室內壓力不再下降而保持相對穩定，且隨著水分蒸發，果實內部的自由水不斷減少，蒸發越來越困難，蒸發帶走的熱量減少，果實溫度降低速率減小，故預冷后期溫度曲線趨于平緩.

由圖2（a）可見，草莓在終壓300Pa 下經過11min即達到1 ℃預冷終溫，而其在終壓500，700Pa下分別需14，17min.圖2（b）顯示，蟠桃在終壓300Pa下預冷至5℃用了25min，相比其在終壓600，900Pa下預冷至5 ℃耗時短.無論草莓還是蟠桃，在相同的預冷時間內，預冷終壓越低，則預冷結束時果實的溫度越低，其達到相同預冷終溫的時間就越短，降溫速率越快.試驗結果顯示，草莓和蟠桃在最低預冷終壓300Pa下的降溫速率最快，冷卻效果最佳.

圖2 不同預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）為常規真空預冷后草莓的失水情況.預冷終壓越低，達到1℃預冷終溫時草莓的失水率就越少.在真空預冷過程中，果實內部的自由水在真空室內蒸發，帶走果實熱量，使其溫度下降，達到預冷目的.草莓在300Pa預冷終壓下失水率最少，保鮮效果最佳.

2.1.2 不同預冷終溫下草莓的降溫曲線及失水率

設置預冷終壓為500Pa，將草莓分別預冷至3，5，7，8 ℃終溫，其內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 ℃預冷至3 ℃僅用了8min.對于相同的預冷終壓，設定的預冷終溫越低，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，在預冷終壓500Pa下，將草莓分別預冷至3，5，7，8 ℃終溫，其失水率分別為2.92‰，2.88‰，2.86‰，2.85‰.

2.2 真空預冷處理對果實貯藏品質的影響

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預冷終壓處理的草莓軟化最慢，其次為300，700Pa預冷終壓處理組.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，蟠桃硬度不斷下降，其硬度下降的速率基本一致，未出現像草莓那樣明顯的時間分界點，且從不同預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.冷藏初期預冷處理組草莓Vc含量下降較快，而后逐漸減慢.預冷終壓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含量值高于預冷處理組.在8d冷藏期內，該值雖仍高于預冷組，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；冷藏結束時，3組Vc含量隨時間的變化曲線趨于重合，說明真空預冷處理對蟠桃Vc含量的影響不大.

2.3 噴水真空預冷對果實降溫速率的影響

圖6（a）為草莓在預冷終壓500Pa，噴水和未噴水真空預冷時的降溫過程.在噴水真空預冷時的降溫速率明顯快于未噴水預冷時的.初始溫度相近的草莓，在相同預冷時間內，噴水處理組的預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），說明所噴的水在預冷過程中被蒸發了，用于帶走草莓的熱量，使其迅速降溫.對草莓噴水預冷有利于減少草莓內部自由水的損失，避免其因失水而造成萎縮，有利于草莓的貯藏保鮮.

3 結 論

a.草莓和蟠桃組織柔嫩、皮薄多汁、水分易蒸發，適合采用真空預冷作為貯前處理手段.預冷終壓越低，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，真空預冷條件對其貯藏品質的影響更為顯著.

b.采用噴水真空預冷可明顯提高草莓的降溫速率，減少果實內部水分的散失，有利于其貯藏保鮮.真空預冷終溫設置越低，預冷時間越短，果實失水率就越小.

c.經過真空預冷的果實在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預冷處理的對照組.草莓Vc含量的降低速率比蟠桃快，經過500Pa預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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