真空預冷對卷心菜預冷過程及貯藏后品質的影響

謝思蕓，鐘瑞敏，朱建華，黃華，劉曉明，廖彩虎

（韶關學院英東食品科學與工程學院，廣東韶關512005）

真空預冷對卷心菜預冷過程及貯藏后品質的影響

謝思蕓，鐘瑞敏，朱建華，黃華，劉曉明，廖彩虎*

（韶關學院英東食品科學與工程學院，廣東韶關512005）

測定預冷過程中卷心菜不同部位（表面、二分之一、四分之一）的溫濕度變化情況以及貯藏過程中的相關指標來評價不同預冷方式對卷心菜的影響。結果表明，真空預冷的降溫速率明顯大于風冷的降溫速率，降溫速率快以及內外溫差大是導致卷心菜真空預冷過程中不同部位產生大量“水珠”且水分損失較大的主要原因。綜合評價，真空預冷后的卷心菜在貯藏過程中其VC含量、呼吸率等指標上要優于風冷。

真空預冷；卷心菜；重量損失；降溫速率

真空預冷是通過降低壓強來降低水的沸點，利用物料表面或內在的水分在較低溫度下蒸發而帶走物料自身熱量，實現降溫目的的一種常用的冷卻方式。目前，真空預冷常用于花卉、葉菜和真菌類等產品，此類產品多具備良好的孔隙結構、表面積大和含水量多的特點，通過真空預冷，能夠快速消除田間熱、降低果蔬呼吸強度、保持新鮮度和延長果蔬貨架期，是目前非常有效的預冷手段［1-3］。

卷心菜，是一類比表面積大，含水量高（達90%）的葉菜，從理論上說，是非常適合于真空預冷。目前對于卷心菜真空預冷的研究多側重于兩個方面，其一是如何加快降溫速率，其二是如何改善真空預冷后卷心菜品質，但是對真空預冷導致卷心菜水分損失較大的原因研究較少。同時，前期大量研究發現真空預冷后卷心菜易在表面形成大量的水珠。而該水珠的形成會不會是導致其水分損失更大（相比于理論水分損失量）的原因鮮見報道。因此，本文創新性地在卷心菜不同部位（表面、二分之一、四分之一）處放置溫濕度記錄儀，利用溫濕度儀記錄預冷過程中卷心菜不同部位的溫濕度變化情況，旨在通過測定卷心菜在真空預冷過程中溫濕度的變化情況，從宏觀角度探討卷心菜水分損失的內在原因。同時，測定預冷后貯藏過程中的VC、呼吸率、頂端氣體比例等指標，討論不同預冷方式對卷心菜品質的影響［4-6］。

1材料與方法

1.1原輔材料

卷心菜購自廣東省韶關市第二農貿市場，選取當天采摘，新鮮度高，大小適中（直徑13.5 cm～14.5 cm，重量940 g～960 g），色澤均勻一致，無機械損傷的。

1.2儀器設備

KM-50真空預冷機：東莞科美斯制冷設備有限公司；Testo175-T2溫度計：德國德圖公司；Testo174H溫濕度記錄儀：德國德圖公司；Center309溫度計：臺灣群特公司；Geotech-CO2分析儀-G100：英國Geotech公司。

1.3方法

利用不同的預冷方式（風冷和真空預冷）對卷心菜進行預冷。風冷方式是直接采用冷庫（-2℃～2℃，風速為0.5 m/s～1 m/s，相對濕度為95%～100%）來對卷心菜進行預冷；真空預冷方式是采用抽氣速率指數為0.315/min（抽氣速率指數由1 000 mbar降至6.5 mbar所需時間計算而得1 mbar=100 Pa）來對卷心菜進行預冷，則每次平行試驗有兩組樣品。每組含8個卷心菜樣品，其中1個樣品用于重量變化檢測，1個樣品用于溫度變化檢測（利用臺灣群特溫度計記錄，溫度探頭插入卷心菜幾何中心），3個樣品用于做溫濕度檢測（分別將德圖溫濕度計放入卷心菜中心、四分之一、表面處來記錄），3個樣品分別于第2、4、6天進行檢測。每組試驗平行3次，數據結果用平均值±方差表示。同時，真空預冷機冷媒介質的溫度設為-10℃～-5℃。真空預冷和風冷均將卷心菜中心溫度冷至5℃，然后密封包裝。

1.4指標測定

1.4.1失重率的測定

采用電子天平（精確到0.001 g）稱量好鮮切蓮藕的重量m1，待預冷后再稱量鮮切蓮藕的重量m2，平行樣做3次。

1.4.2德圖溫濕度值的測定

采用Testo174H溫濕度計來進行測定。試驗時選取3個大小及重量較一致的卷心菜。其中一個用鋒利小刀將卷心菜對半切開，并挖出一個大小長×寬×高（8 cm×4 cm×2 cm）的槽來填放溫濕度計；另外兩個卷心菜分別在四分之一處與表面采用同樣的方法放入溫濕度計。每個樣品均平行測定3次，并取其平均值進行比較。

1.4.3呼吸率的測

采用靜置法測定，同時參考楊振生［7］等的方法。

1.4.4VC含量的測定

參考Martinon［8］等的方法。

1.5數據處理

測定和分析結果采用SPSS 13.0 for Windows、TA Universal analysis和Excel 2003進行處理。

2結果與分析

2.1不同預冷方式對卷心菜質量及壓強變化曲線

圖1顯示了不同預冷方式對卷心菜質量及壓強的變化。

圖1　不同預冷方式對卷心菜質量及壓強變化曲線Fig.1Variation curve of weigh and pressure reduction of iceberg lettuce by different cooling ways

不難發現，真空預冷過程的卷心菜質量下降曲線與風冷過程的卷心菜質量下降曲線明顯不同，風冷過程中，質量基本沒有變化，而真空預冷的質量下降程度則比風冷的大得多，其原因可能是在真空條件下，當箱體內絕對壓強達到該溫度下卷心菜所對應的飽和蒸汽壓，卷心菜表面與內部的水分開始蒸發，溫度開始下降，隨著壓強持續降低，蒸發程度加劇，降溫速率增大，水分損失增大，卷心菜重量下降程度增大。風冷和真空預冷最終的水分損失分別為0.89%和3.78%，其原因可能是真空預冷降溫速率快，導致物料表面與內部溫差較風冷方式大，易出現內部水分蒸發所產生的水蒸氣在傳遞至蒸發表面時遇冷而形成冷凝水，而冷凝水在抽真空過程中，以液態形式離開物料，導致水分損失。為了進一步探討水分損失的內在原因，有必要對預冷過程中水分與溫度變化情況進行研究。

2.2不同預冷方式對卷心菜溫濕度變化的影響

圖2是不同預冷方式對卷心菜不同部位的溫濕度變化影響曲線。

圖2　不同預冷方式都卷心菜不同部分的溫濕度變化圖Fig.2Variation of Temperature and relative humidity of iceberg lettuce’s different placeby different cooling ways

真空預冷不同部位（表面、四分之一和二分之一）的溫濕度曲線趨勢基本一致，主要表現為不同部位物料溫度均同時下降，不存在延滯性，說明真空預冷對卷心菜不同部位的降溫是同時進行的；但是下降程度存在著明顯的差異，其原因可能是與飽和蒸汽分壓Psat和絕對壓強Pv的差值有關，差值越大，動力越大，蒸發的水分越多，較為明顯的是卷心菜表面靠近真空環境，差值越大；卷心菜內部在密閉的環境反而導致水蒸氣不易傳遞，差值越小。所以卷心菜不同部分降溫雖然是同時的，但降溫的大小與水蒸氣的傳遞至真空環境有關。該結論與前期金聽祥［9］就有關熟肉降溫模型中降溫是通過水蒸氣傳遞有關，同時傳遞初期存在著壓力差，也與圖4的水珠形成結論有關。由于需要插入溫濕度計，故樣品的二分之一、四分之一及表面均被切開后再重新組裝過，故溫度下降速率要較未切開的預冷速率快。

2.3不同預冷方式對卷心菜不同部位溫度變化的影響

圖3描述了不同預冷方式對卷心菜不同部位的溫度變化的比較。

圖3　不同預冷方式對卷心菜不同部位的溫度變化圖Fig.3Variation of Temperature of iceberg lettuce’s differentplaceby different cooling ways

由圖3可知，真空預冷對卷心菜不同部位的降溫速率均比風冷對卷心菜不同部位的降溫速率快，兩種預冷方式都是表面降溫速率最快，中心（即二分之一處）溫度下降最慢。不難發現，真空預冷對卷心菜降溫速率雖然遠大于風冷，但表面形成了大量的“水珠”（如圖4所示，圖中紅色的點為試驗后立即用紅色染料標記的，環境溫度5℃，相對濕度95%）。而水珠的產生一般認為由如下兩方面的原因形成：其一是溫差（卷心菜內外溫差）；其二是單位時間內蒸發的水分。由此說明，該真空預冷抽氣速率不僅形成了溫差，同時也在較短的時間內形成了大量的水蒸氣。不難推測，如果選擇合適的抽氣速率則有可能獲得較快預冷的同時又不至于使得卷心菜表面產生大量的水珠，畢竟水珠的產生是由于內部短時間內產生的大量水蒸氣在沒有被抽走時就被已冷卻的卷心菜外表面冷凝成液體水反而阻礙了溫度的下降。卷心菜僅被熱電偶插入至指定位置，試驗前樣品未被切開或破壞。

圖4　不同預冷方式對卷心菜內部水珠分布圖Fig.4Scattered drop of water of inner of iceberg lettuce by different cooling ways

2.4不同預冷方式下的卷心菜在貯藏過程中的VC變化

不同預冷方式對卷心菜貯藏過程中VC的變化見表1。

表1　不同預冷方式對卷心菜貯藏過程中VC的變化Table 1Variation of vitamin C of iceberg lettuce during cold storage by different cooling ways

從表1中的數據可以看出，真空預冷對卷心菜預冷后的VC均高于風冷，且差異性顯著（P＜0.05）。產生這個現象的原因可能是真空預冷降溫速率比風冷快，能較快降低卷心菜的呼吸作用（如表2所示），減緩卷心菜自身代謝，有利于減少VC的損失。

2.5不同預冷方式下的卷心菜在貯藏過程中的呼吸率值變化影響

不同預冷方式對卷心菜在貯藏過程中呼吸率變化情況見表2。

表2　不同預冷方式對卷心菜貯藏過程中的呼吸率變化Table 2Variation of respiratory rate of iceberg lettuce during cold storage by different cooling ways

由表2中可知，真空預冷對卷心菜預冷后貯藏過程中呼吸率均明顯低于風冷，且差異性顯著（P＜0.05）。其原因可能是真空預冷降溫速率明顯比風冷降溫速率快，快速降低甚至抑制卷心菜的呼吸作用，同時，真空預冷在后續的貯藏過程中出現呼吸率逐步上升的趨勢，有可能是因為卷心菜對周圍環境的適應，需要調整自身呼吸代謝，雖然第6天的呼吸速率增大，但是相對風冷而言，仍然處于較低的呼吸水平，說明真空預冷對其呼吸作用有很好的抑制作用。

3結論

采用真空預冷方式對卷心菜進行預冷不僅能夠實現快速降溫的目的，同時在后續貯藏過程中相關指標檢測結果均優于風冷，說明真空預冷是比較適用于卷心菜的一種預冷降溫的方式。但是，此方法也存在一定的不足之處，即在預冷過程中，由于內外溫差大導致“水珠”形成，水分損失較嚴重，因此，后續的試驗將著重研究在獲得較好的預冷速率的前提下，盡可能地減少水分損失，采用調節抽氣速率、補水等是后續研究討論的重點。

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Effect of Vacuum Cooling on Cooling Process and Quality of Iceberg Lettuce after Storage

XIE Si-yun，ZHONG Rui-min，ZHU Jian-hua，HUANG Hua，LIU Xiao-ming，LIAO Cai-hu*
（Yingdong College of Food Science and Engineering，Shaoguan University，Shaoguan 512005，Guangdong，China）

Some critical indexes including the change of the temperature and humidity in different position of the material（surface，half，quarter）during precooling and storage process were detected to evaluate the effect of different cooling ways on the iceberg lettuce.The experimental results showed that vacuum cooling was more effective to remove this heat than cold room cooling.However，more larger temperature difference between different position of iceberg lettuce and faster cooling rate during vacuum cooling was the main reason for the formation of drop water and for the lager water loss.It seems that the probable reason for this phenomenon was the inner water vapour didn't transfer from the inner of iceberg lettuce to the ourer vacuum environment but condense in the surface of iceberg lettuce during vacuum cooling.In a word，vacuum cooling in some physical and chemical indexes such as vitamin C concentration and respiration rate and so on was better than cold room cooling.

vacuum cooling；iceberg lettuce；weight loss；temperature reduction rate

10.3969/j.issn.1005-6521.2015.16.040

2015-08-11

謝思蕓（1987—），女（漢），實驗師，碩士，研究方向：農副產品深加工。

廖彩虎（1984—），男（漢），講師，碩士，研究方向：農副產品深加工。