预冷技术在果蔬采后保鲜中的应用研究

预冷技术在果蔬采后保鲜中的应用研究内容摘要：

第 30 卷 第 3 期 北京工商大学学报( 自然科学版) Vol. 30 No. 3 2012 年 5 月 Journal of Beijing Technology and Business University( Natural Science Edition) May 2012 65 文章编号: 1671-1513( 2012) 03-0065-04 预冷技术在果蔬采后保鲜中的应用研究 李 1， 2 2 健 ， 姜微波 ( 1． 北京工商大学 食品学院 / 食品添加剂与配料北京高校工程研究中心 / 食品风味化学北京市 重点实验室，北京 100048; 2． 中国农业大学 食品科学与营养工程学院，北京 100083) 要: 预冷是在低温贮运或冷冻加工前利用低温水或空气等介质迅速降温除去田间热的过程． 预冷技术具有无毒，无残留和易操作等特点，已经应用到众多果蔬的保鲜中． 综述了预冷在果蔬流 摘 通领域中的作用，并介绍了几种常见的预冷方式． 关键词: 预冷; 果蔬; 保鲜 中图分类号: TS255. 3 文献标志码: A 我国果蔬在采后流通过程中损失十分严重，据 估计，每年腐烂损耗的果蔬几乎可以满足我国 2 亿 ［1］ 人口的基本营养需求 ． 温度过高是造成果蔬加速 损失的重要原因，研究发现，菠菜等一些蔬菜的维 C 及其他营养成分含量在 30 ℃ 中存放 24 h 后就会减 ［2 － 3］ ． 低温贮藏可有效抑制新鲜果蔬的呼吸 少 90% 温度迅速升高，升高的温度会进一步加强呼吸作用． 因此，在采收后几小时内迅速预冷是降低呼吸强度 ［9］ 的一个有效途径 ． 实验表明，风预冷可抑制“黑宝 ［10］ 石”和“安哥诺”李的呼吸作用 ，真空预冷能显著 ［11］ ［12］ 降低芦笋 和白蘑菇 的呼吸强度． 1. 2 延缓果蔬品质下降 作用，较好地保持果蔬的新鲜度 ． 因此，果蔬采后 迅速冷却至低温并贮藏是保持其品质的关键． 预冷处理能有效抑制乙烯的产生，降低贮藏期 的呼吸强度，从而能减少果蔬自身有机物的消耗，有 预冷是指采收后的果蔬在贮藏或运输之前，迅 ［4］ 速将其温度降低至规定温度的作业 ． 果蔬采后入 利于其品质的保持． 快速预冷能减缓贮藏期杨梅果 肉硬度的下降速度，减少可溶性总糖、可滴定酸和维 ［3］ ［5］ 库预冷间隔时间越短越有利于其品质的保持 ． 研 究表明，在整个冷藏链中，不经预冷处理的蔬菜在流 通中损失约为 25% ～ 30% ，而预冷蔬菜的损失率仅 ［6］ 为 5% ～ 10% ． ［13］ 生素 C 的损失，显著延缓贮藏期品质的下降 ． 刘 ［14］ 升等 通过对绿芦笋预冷的研究发现，预冷处理可 以减少绿芦笋的失重率和顶端鳞片松散率，而且能 减少其可溶性固形物、维生素 C 和糖含量的损失． 预冷还可以锻炼果实抗低温冲击的能力，减轻或推 ［4］ 1 预冷在果蔬贮运中的作用 1. 1 抑制乙烯产生，降低产品的呼吸强度 预冷能有效抑制果蔬乙烯的产生，降低高峰期 乙烯生成量，研究发现，经预冷的青花菜小花乙烯释 ［7］ 放量明显低于未预冷者 ． 预冷还可能一定程度上 迟冷害症状的发生 ，进而延缓果实品质的下降． 1. 3 控制包装袋内结露现象，抑制微生物生长 果蔬若不预冷直接扎口码垛存放冷库，这时果 蔬内部温度很高，呼吸强度与蒸发速度迅猛，袋内蒸 汽压迅速上升． 经冷却后，袋内温度逐渐降低，当达 改变组织对乙烯感受模式， 推迟乙烯跃变峰出现 ． 到袋内蒸汽露点温度后，过饱和水蒸汽在袋内或果 蔬表面形成结露，并产生大量冷凝结露水，为微生物 果蔬采后携带的田间热及采收过程中的机械伤 会促使其呼吸作用加快，释放出大量的呼吸热，果蔬 ［15］ 繁殖创造了有利条件 ． 预冷则可以使果蔬温度 迅速下降，因而形成的过饱和水蒸汽会扩散到预冷 ［8］ 收稿日期: 2011-11-17 作者简介: 李 健，男，讲师，博士，主要从事食品科学与工程方面的研究; 姜微波，男，教授，博士，主要从事果蔬衰老机理与控制技术方面的研究． 通讯作者． 66 库中，预冷结束后，再扎口，则不会出现结露现象，果 ［3］ 蔬表面的微生物繁殖就会受到抑制． 李国锋等 指 出压差预冷可以很好抑制花椰菜发生腐烂． 同样， ［14］ 刘升等 也发现预冷能减少绿竹笋的腐烂率． 1. 4 2012 年 5 月 北京工商大学学报( 自然科学版) 装箱，冷风不易从箱的开口穿过，冷却时间长． 研究 20 min 就能冷却，而包装后 显示，鲜切花不经包装， ［4］ 需要 2 d 或更长时间才能预冷到贮藏温度 ． 2. 4 减少设备制冷负荷 压差预冷 压差预冷是利用包装箱一侧的轴流风机的抽吸 果蔬采后携带田间热相当大，如 1 t 绿叶蔬菜的 作用在其两侧形成压力差，迫使冷空气从包装箱两 4 温度由 25 ℃ 降到贮藏温度 0 ℃ ，释放 10 × 10 kJ 以 侧的开孔进入箱内，与产品充分接触，进行强烈的热 ［16］ ，这需要制冷设备具有较大的制冷量，才 能使果蔬迅速降温． 而果蔬在贮藏过程中保持恒定 上热量 温度，所需制冷量较低，此时会造成设备部分制冷量 ［17］ 的浪费 ． 果蔬经特定预冷库预冷后，可降低蔬菜 ［21］ 交换，从而达到冷却产品的目的 ． 差压预冷是通 过加大冷空气流经果蔬表面的速度，提高果蔬与冷 ［22］ 空气间的热交换来实现快速降温 ，差压预冷所用 ［23］ 的时间一般只占普通冷却时间的 1 /4 ～ 1 /10 ． 差 在流通和贮藏过程中对设备冷源的要求． 另外，预 压预冷在降低蔬菜温度的同时，也会增加蔬菜表面 冷还可避免不同温度果实贮藏到同一个冷库引起库 温波动，从而起到减少设备制冷负荷的作用． 水分的流失，一般失 水 3% ～ 5% 就 出 现 萎 蔫 和 皱 2 2. 1 差压风机等设备，投资比强制通风预冷略高． 常见预冷方式 2. 5 真空预冷 真空冷却是利用抽真空的方法，使物料内水分 冰预冷 冰冷是将冰块连同果蔬一起放入包装箱中，或 将冰水混合物直接注入包装箱中，利用冰融化吸收 热量，对果蔬进行预冷的一种方法． 冰预冷方法简 单、成本低廉，适合于需要在田间立即进行预冷的产 品． 冰冷的缺点是: 冷却不均匀，温度不易控制，在 盛冰容器表面冷凝的水会加速果蔬微生物的繁殖， 此外，冰占据大量体积，一般占据 25% ～ 50% ，减少 ［18］ 货物的装载容量 ． 因此，现在加冰冷却主要应用 ［19］ 在短途运输过程中产品低温的保持上 2. 2 缩， 引起产品鲜度的降低． 此外，压差预冷需要增加 ． 冷水预冷 冷水预冷是以水为介质，将产品直接浸没于冷 水中，或用冷水对货物喷淋冷却的一种方法． 由于 水的换热系数比空气大，所以冷水比冷风冷却速度 在低压状态下蒸发，水在蒸发过程中要消耗较多热 ［24］ ，从而使食品的品温快速下降的一 量的基本原理 ［25］ ． 真空预冷对于单位质量表面积较 种冷却方式 大的叶菜类果蔬特别有效，其冷却速度远大于其他 预冷方法，一般 20 ～ 30 min 就可以使温度降至 4 ～ 5 ℃ ，而其他冷却方法达到同样效果需要几个小时甚 ［26］ 至几十个小时 ． 而且在真空环境下冷却，可以杀 灭果蔬中躲藏的害虫和致病菌，因而可以起到良好 的保鲜效果． 失水是在进行真空预冷操作时需要面 对的一个严峻问题，研究表明，果蔬产品从 25 ℃ 真 ［27］ 空预冷到 1 ℃ ，将会失水 4% 左右 ． 另外，真空预 ［18］ 冷设备的投资大、成本高 ，且对单位质量表面积 较 小 的 果 菜 类 和 根 菜 类 来 说，冷 却 效 果 不 太 理 快，有研究发现，在相同的流速和温差下，冷水冷却 ［4］ 速度是冷风的 15 倍 ． 冷水预冷还不会引起果蔬 想 失水干耗，适合预冷雨中采摘的产品和根菜类产品， 但不适合叶菜类的预冷，因叶片残留的水分很难去 3 ［26］ ，这也是目前影响其普遍使用的最大障碍． 预冷方式的选择 在进行预冷方式的选择时，首先要考虑果蔬的 除． 由于冷水是循环使用，所以其可能被病原菌污 ［20］ 染，从而引起果蔬腐败，造成商品价值损失 ． 另 种类． 叶菜类产品适宜选用真空预冷和压差预冷， 外，冷水预冷还会造成产品水溶性营养成分流失． 根茎类产品如马铃薯、木薯等可采用冷水和强制通 2. 3 风进行预冷，蘑菇类和草莓类产品可以使用真空预 强制通风预冷 强制通风预冷是将果蔬放置在冷库内，利用通 风机产生的空气对流带走热量的冷却方法． 该法简 冷和压差预冷，苹果、梨和葡萄等以包装箱包装的产 单可 行，费 用 低，是 国 外 最 早 使 用 的 一 种 冷 却 方 ［18］ 式 ，适用于不包装且不易腐败的产品． 但若有包 有几种适宜的预冷方式，需要考虑自身的实际情况， 品最好采用压差预冷． 一般来说，同一种产品可能 ［17］ 根据资金情况和市场需求确定合适的预冷方式 ． 第 30 卷 第 3 期 李 健等: 预冷技术在果蔬采后保鲜中的应用研究 67 藏对芦笋采后生理变化的影响［J］． 中国食品学报， 4 总结与展望 2007( 4) : 85-90． ［12］ Tao F，Zhang M，Yu H Q，et al． Effects of different 预冷可降低产品的呼吸作用，减缓果实的新陈 代谢和成熟衰老速度，还可抑制微生物繁殖，从而减 少果实因腐烂而造成的损失． 预冷已经成为果蔬流 ［28］ 通过程中保证质量的首要措施 ． 现如今，欧美、 日本等国家已经把预冷作为果蔬采摘后必不可少的 工序． 我们应该重视预冷在果蔬贮藏中的重要作 用， 建立完善的冷链系统，要针对不同的产品特点，选 择不同的预冷方式， 最终达到提高产品质量的目的． 由于预冷过程是复杂的传热过程，在对产品预 冷规律进行研究时，应通过实验和数学模拟的方法， 确定果蔬预冷过程的传热规律． 另外，影响预冷的 因素很多，包括预冷介质的温度和速度、产品的堆码 方式、包装箱的开口率和开口形状等，应结合预冷效 率、产品质量和预冷能耗确定预冷过程的最佳工艺 参数，设计出合理的预冷装置． storage conditions on chemical and physical properties of white mushrooms after vacuum cooling ［J］． Journal of Food Engineering，2006，77: 545-549． ［13］ 陈文烜，郜海燕，房祥军，等． 快速预冷对杨梅采后