冬棗真空預冷預處理方法的篩選

閆靜文，王雪芹，劉寶林，*，劉 升

(1.上海理工大學低溫生物與食品冷凍研究所，上海200093; 2.國家蔬菜工程技術研究中心，北京市農林科學院蔬菜研究中心，北京100097)

冬棗真空預冷預處理方法的篩選

閆靜文1，王雪芹1，劉寶林1，*，劉 升2

(1.上海理工大學低溫生物與食品冷凍研究所，上海200093; 2.國家蔬菜工程技術研究中心，北京市農林科學院蔬菜研究中心，北京100097)

冬棗由于其比表面積小、有表皮保護，內部組織致密等特點，采用常規的真空預冷工藝效果并不明顯。本文通過預冷前浸水處理和濕紗布包裹處理，從失水率、降溫速率、相對能耗等方面研究了不同預處理對冬棗真空預冷效果的影響。結果表明:濕紗布包裹處理可以顯著提高降溫速率，終溫為2℃時僅需12.5min，比直接預冷時間縮短了72%;能耗比直接預冷減少約60%，失水率小于1%，為后期保持其貯藏期的品質，延緩其衰老速度，提供了一種簡便省時又節能的方法。

冬棗，真空預冷，能耗，失水率

1.1 材料與儀器

供試冬棗 采自山東省棗莊市，當天運至上海理工大學低溫生物與食品冷凍研究所，挑選果實飽滿、無明顯外傷和病蟲害，大小均勻的新鮮冬棗作為供試材料;實驗用紗布 單層脫脂棉紗，產地浙江紹興，密度32s×32s，具有良好的吸水和透氣性。

VCE-15型真空預冷機 上海錦立新能源科技有限公司研制的，結構示意圖如圖1所示。該設備真空室有效容積為0.2m3，由lCy18M9Ti不銹鋼板焊接而成，外用扁鋼加強，內壁經拋光處理。真空泵采用XD-200旋片真空泵，極限壓力為200Pa，抽氣速率 20m3/h;蔬菜的重量由電子稱測得，量程為0～10kg，精度0.1%;溫度的測量采用鉑溫度傳感器Pt100和T型熱電偶，測溫范圍分別為-50～180℃和-200～350℃。壓力的采集選用電容薄膜式壓力變送器，測壓范圍為10Pa～10kPa，濕度傳感器選用S302H3K型濕度模塊，通過轉換模塊7520、A/D模塊7019、熱電阻A/D專用模塊7015，將采集的數據在計算機上實時顯示出來，分別是電流、濕度、壓力和8個溫度數據及過程曲線，采集的數據自動存儲于txt文件中。

圖1 VCE-15型真空預冷機示意圖

1.2 實驗方法

將冬棗樣品分為三組，每組重量約為1kg。第1組為空白對照組(CK)，采用常規預冷工藝，直接放入真空預冷機預冷;第2組采用浸水處理，將冬棗先在水中浸泡1h后，撈出晾干表面水分再進行真空預冷;第3組采用濕紗布包裹處理，將冬棗樣品放在盤中，將紗布剪裁成面積大小剛好覆蓋樣品表面一周，且能將其完全包裹住。紗布用室溫蒸餾水濕潤，濕度為輕擰不滴水。

設定預冷終溫為2℃，在預實驗的基礎上設定預冷終壓范圍為660～700Pa，并通過數據采集和控制系統實時記錄預冷過程的溫度和能耗變化。同時將預冷前、后的冬棗分別稱重，失水率按照公式(1)進行計算。

其中:G0-冬棗預冷前起始重量，g;G-冬棗預冷后實測重量，g。

2 結果與討論

2.1 不同預處理下對冬棗真空預冷降溫速率的影響

冬棗在不同預處理方式下的降溫曲線如圖2所示。從圖中可以看出，用濕紗布包裹的補水方式所用的預冷時間最少，浸水方式次之，對照組時間最長。相同重量的冬棗從初溫為25℃附近降低到2℃左右，濕紗布包裹補水所需的時間僅需12.5min，比對照組45min和浸水預冷42.5min時間分別縮短了72%和70%，降溫速率大大提高。

圖2 不同預處理下冬棗真空預冷的降溫曲線

這是因為真空預冷過程中，水分的蒸發是從果蔬表面開始，使表皮溫度在短時間內迅速降低，而內部溫度的降低則主要依靠導熱作用，同時伴隨有少部分的水(自由水)通過細胞之間的多孔結構向外擴散，帶走熱量。Noble［9］認為果蔬的比表面積(外表面積與其體積之比)、果蔬本身組織構造的粗密、自由水含量的多少決定了其真空冷卻的效果。也就是說，比表面積越大，組織構造越粗糙，自由水含量越高，就越適合于用真空冷卻。由于冬棗表面積較小，且存在表皮保護層，組織致密，表面水分少，故不進行預處理直接預冷時，表面水分蒸發的速率較慢，故降溫速率也慢;浸水處理雖然給其內部補充了水分，但是十分有限，而且冬棗內部水分的蒸發速率遠小于表面水分的蒸發速率，主要依靠導熱作用帶走熱量，故對降溫速率的提高有些作用，但效果并不明顯;而濕紗布包裹處理，相當于在體表面覆蓋了一層具有孔隙均勻、通透性良好的水膜，使水分十分貼合地附著在棗體表面，使冬棗表面自由水分含量增大，加快了表面水分的蒸發，短時間內可以從棗體帶走較多的熱量，所以降溫速率得到了很大提高。

2.2 不同預處理下對冬棗真空預冷失水率的影響

冬棗在不同預處理方式下的失水率變化如圖3所示。圖3說明了直接進行真空預冷的冬棗失水嚴重，失水率達到5.19%，冬棗商品價值下降［10］;浸水處理對防止失水有一定的作用，但作用較小;濕紗布包裹處理可有效防止預冷過程中的失水問題，失水率大大降低，僅為0.934%。

圖3 不同預處理下冬棗真空預冷失水率的變化

究其原因，濕紗布包裹的冬棗，由于表面的水分蒸發帶走大部分熱量，而內部水分蒸發很少，故失水最小;同時濕紗布的包裹相當于在棗體表面形成了一個相對封閉的高濕度環境，同樣避免產品內部水分蒸發而引起的表皮皺縮和褐變;浸水處理，雖然向棗體補充了水分，由于補水量小，表面水分蒸發帶走的熱量有限，需要棗體內部的水分蒸發來吸熱，故失水較大。

2.3 不同預處理下對冬棗真空預冷相對能耗的影響

能耗是指該過程消耗的電力，為功率和時間的乘積，截取冬棗從初始溫度25℃左右預冷至終溫2℃的實驗過程為研究對象，根據數據采集模塊采集的電流、功率表采集的功率數據，進行計算，根據實驗結果，以能耗最大值的為基準，得出相對能耗的比較如表1所示。

相對能耗(%)=能耗/能耗最大值×100%

表1 冬棗真空預冷相對能耗的比較

從表1可知，濕紗布包裹處理的冬棗相對能耗最低，水處理次之，直接預冷的能耗最大。這是因為濕紗布包裹大大縮短了預冷的時間，從而大大降低了能量消耗，提高了生產效率。

2.4 濕紗布包裹處理的缺點

濕紗布具有良好的吸水和透氣性，能在真空預冷過程中使水分粘附在棗體表面，加快水分蒸發，提高降溫速率。但是在實際操作過程中也存在著一些不便之處，例如，不同的果蔬預冷時，紗布包裹的厚度和層數是不同的;同時單位面積紗布的加水量仍需探討，若加水過多會造成果蔬凍傷，若加水過少又起不到加快水分蒸發的作用。

3 結論

3.1 濕紗布包裹冬棗進行真空預冷，可以有效提高降溫速率，縮短預冷時間，且紗布廉價實用，可重復使用，故該處理方法簡便省時，有助于實際生產中使用。

3.2 濕紗布包裹冬棗進行真空預冷，實現了對冬棗的充分補水，失水率僅為0.943%，且將相對能耗降低到直接預冷的38.76%，大大降低了失水率和能源消耗，為將真空預冷應用于根果類蔬菜提供了一種有效的途徑。

［1］李曉龍，田建文.常用貯藏保鮮技術對冬棗貨架期的影響［J］保鮮與加工，2008(2):8-10.

［2］宗亦臣，王貴禧.馮雙慶，等.冬棗氣調貯藏實驗初報［J］.食品科學，2003，24(10):150-153.

［3］薛夢林，張繼澍，張平，等.減壓對冬棗采后生理生化變化的影響［J］.中國農業科學，2003，36(2):196-200.

［4］郝曉玲，王如福.減壓貯藏對鮮棗保鮮效果的影響［J］.糧油加工與食品機械，2004(6):70-72.

［5］王亞萍，梁麗松，王貴禧，等.不同減壓強度對冬棗貯藏品質變化的影響［J］.食品科學，2007，28(2):335-338.

［6］Harvey J M.Improving techniques for vacuum cooling vegetables［J］.ASHRAE Journal，1963，5:41-44.

［7］Turk R，Celik E.The effects of vacuum pre-cooling on the half cooling period and quality characteristic of iceberg lettuce［J］.Acta Horticulture，1993，343:321-324.

［8］Sun D W.Comparison of rapid vacuum cooling of leafy and non-leafy vegetables.ASAE paper No.996117，ASAE，2950 Niles Road，St.Joseph，MI 49085-9659，USA，1999.

［9］Noble R A.Review of vacuum cooling of mushrooms［J］. Mushroom Journal，1985，149:168-170.

［10］鄧東泉，孫恒，肖尤明，等.真空預冷技術的現狀和發展前景［J］.食品工業科技，2002(7):73-75.

Screening of pretreatment methods on vacuum cooled Dongzao jujube

YAN Jing-wen1，WANG Xue-qin1，LIU Bao-lin1，*，LIU Sheng2
(1.Institute of Cryobiology and Food Freezing，University of Shanghai for Science and Technology，Shanghai 200093，China; 2.National Engineering Research Center for Vegetables，Beijing Vegetable Research Center，Beijing 100097，China)

A comparison experiment on effect of vacuum cooling of Dongzao jujube under different pre-wetting methods was conducted.The results showed that vacuum cooling with a wetting gauze wrapped was the most efficient method，since the water loss during vacuum cooling was considerably reduced to 0.934，much less than the controlled group.The temperature decrease rate curves revealed that this method costed 12.5min to complete the cooling process，about 33min faster than the controlled group.It had been also found that this method can save energy by 38.4%in comparison with other pre-wetting methods.Therefore，vacuum cooling with a wetting gauze wrapped was proved to be a suitable and rapid cooling method for Dongzao jujube.

Dongzao jujube;vacuum cooling;energy saving;water loss

TS205.9

A

1002-0306(2011)03-0354-03

冬棗(Dongzao jujube)皮薄肉脆，風味獨特，營養價值豐富［1］，在我國已有3000多年栽培歷史。但冬棗采收后極易失水，營養物質大量損失，造成商品價值和使用價值的下降，冬棗的采后預冷保鮮問題成為冬棗產業發展的主要制約因素。目前關于冬棗的預冷保鮮方式中，主要采用氣調保鮮［2］、減壓冷卻保鮮［3-5］等，但關于冬棗真空預冷后再進行保鮮的研究尚未見報道。由于前人的大量研究表明［6-8］，葉菜類蔬菜最適合真空冷卻，有表皮且組織致密的蔬菜不適合真空冷卻，為了進一步推廣真空預冷技術的適用范圍，本實驗研究了不同預處理(浸水和濕紗布包裹)對冬棗真空預冷效果的影響，以期找到適合根果類蔬菜真空預冷的途徑，為冬棗真空預冷保鮮技術提供技術依據。

1 材料與方法

2010-03-03 *通訊聯系人

閆靜文(1987-)，女，碩士研究生，研究方向:真空預冷。

國家863計劃項目(2008AA100803);教育部新世紀優秀人才計劃(07-0559);上海市重點學科建設項目(S30503)。