張慧濤

果蔬的一個重要質(zhì)量指標就是鮮度，而且消費者對其鮮度的要求也越來越高。常溫保存已不能滿足人們對其鮮度的要求。降低溫度是一種普遍采用的有效辦法。果蔬收獲后，如何迅速消除田間熱度，使其溫度（中心溫度）降至接近冰點，是關(guān)鍵的一步。真空預冷正是實現(xiàn)這種預冷的好方法。它是目前技術(shù)含量最高的果蔬類預冷技術(shù)。在歐美、日本等發(fā)達國家，真空預冷技術(shù)已經(jīng)被廣泛用于果蔬的保鮮。實際上，真空冷卻已經(jīng)受到了極大的關(guān)注，它的應用延伸到了花卉、蘑菇、魚、肉、火腿等產(chǎn)品加工上。本文對真空預冷技術(shù)在果蔬保鮮體系中應用的研究成果和現(xiàn)狀作了較為全面的綜述，以利于進一步推動真空預冷技術(shù)在該領域中的應用。

1. 真空預冷技術(shù)的原理

真空預冷是利用降壓來降低水的沸點，靠水分氣化帶走果蔬產(chǎn)品熱量的冷卻方法。因此，只要維持一定的真空度，果蔬的水分就會在低溫下氣化，同時消耗較多的熱量，所需潛熱絕大部分來自于物品本身釋放的顯熱量，結(jié)果導致物品能極其迅速地降溫冷卻。其中絕大部分的水在果蔬外表面氣化，也有可能一部分的水（自由水）在細胞之間氣化。

2. 真空預冷的優(yōu)點及存在問題

2.1真空預冷的優(yōu)點 降溫速度快。冷卻時間只需20～30分鐘。可以快速地抑制果蔬的呼吸作用，控制溫度，如用冷藏庫則需10～12小時；冷卻均勻。由于預冷箱內(nèi)各點的壓力均衡，果蔬個體本身都形成了類似的冷卻系統(tǒng)，而且果蔬處于真空與較低溫度下，冷卻時各部分溫度梯度較小。因此，冷卻比較均勻；效果好。真空環(huán)境可以殺菌，果蔬的潔凈度高。真空預冷處理時間短，果蔬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)并未破壞，也不會產(chǎn)生局部變形，保持原有的形態(tài)和風味。有研究表明：真空預冷后，果蔬的保鮮期更長，適合較長時間貯藏及長途運輸，可在更大的范圍內(nèi)銷售。

2.2真空預冷存在的問題 真空預冷設備價格較高，一次性投資較大；對于表面積相對小的果蔬，如黃瓜、西紅柿，冷卻效果不理想，不適合采用此冷卻方式；采用真空預冷卻時，最好使被冷卻物質(zhì)（特別是蔬菜）表面的傳熱速率與其內(nèi)部的傳熱速率相近。否則，如果勉強用一般的真空冷卻方法冷卻，必將造成冷卻速率低，干耗增加的后果。雖然可以采用真空加水冷卻的辦法來減少干耗，但不是最好的辦法。

3 .真空預冷裝置

真空預冷裝置由真空容器、抽氣系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)組成

3.1真空容器 用來盛放果蔬的器具，它必須能承受外壓105Pa。通常有箱形和圓筒形兩種，內(nèi)側(cè)進行防腐處理，外側(cè)噴涂高強度防銹材料。

3.2抽氣系統(tǒng) 抽氣系統(tǒng)的關(guān)鍵部件是真空泵，它需要將真空室的壓力在20～30分鐘內(nèi)從常壓抽至665Pa。選用時應該綜合考慮抽氣速率、功率、噪音、振動等因素。

3.3制冷系統(tǒng) 制冷系統(tǒng)起著把從果蔬中氣化出來的水蒸氣冷卻成水滴的作用。水在655.6Pa和1℃時變成水蒸氣，其體積增大近19萬倍。系統(tǒng)中增加了制冷設備，就可以保持真空槽內(nèi)穩(wěn)定的真空度。對小型真空預冷裝置應選擇水冷或風冷的氟利昂冷凝機組，大型真空預冷裝置則可以采用氨系統(tǒng)。

3.4控制系統(tǒng) 控制系統(tǒng)有手動、自動之分。主要對溫度和壓力進行控制，實現(xiàn)節(jié)能和防凍害。如采用微型計算機及定序器等則可實現(xiàn)全自動運行。

4. 果蔬真空預冷過程的理論分析

4.1 真空預冷過程 抽真空階段。從一個大氣壓抽至果蔬溫度對應的飽和蒸汽壓力。這個過程中盡管壓力迅速降低，但果蔬的溫度并沒有明顯下降，質(zhì)量也無明顯變化。此階段歷時約9 分鐘，占整個預冷過程時間的59％左右；冷卻階段。果蔬中的水分不斷氣化。在這個過程中壓力繼續(xù)緩慢降低，溫度發(fā)生明顯下降，菜心質(zhì)量也在這個階段中下降。此階段歷時約5分鐘，占整個預冷過程時間的33％左右；復壓階段。壓力急劇恢復到常壓。在這個過程中由于直接從外界環(huán)境吸入空氣，物料終溫有所回升，菜心的葉溫回升較大，而莖溫幾乎不變。此階段歷時約1.2分鐘，占整個預冷過程時間的8％左右。

4.2 真空預冷效果及加水預冷技術(shù) 在減壓過程中，水分越容易氣化的果蔬，冷卻效果越好。果蔬的外表面積與其體積之比、果蔬本身組織構(gòu)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，外表面積與體積之比越大，組織構(gòu)造越粗糙，自由水含量越高，就越適合于用真空冷卻。 真空預冷時，一般要求果蔬水分損失不超過3%，否則將造成保鮮品萎縮。為了保持真空預冷冷卻速度快的優(yōu)點，又要克服干耗大的弊端，在果蔬表面補水，讓其代替果蔬內(nèi)部的水分氣化，這就是真空加水預冷技術(shù)。它是通過真空室中的噴淋裝置向果蔬噴水，抽真空時水分氣化吸熱對果蔬進行間接冷卻的方法。加水過程又分抽真空前預加水和抽真空中加水兩種方法。試驗表明，后一種加水方法的冷卻效果高于前一種加水方法，特別是對番茄的冷卻效果更為明顯。在這種方法中，噴水時刻是在真空室壓力約為1333Pa時，噴水多次，每次約10秒種。另外，也可以在果蔬采收前1～2天向田間澆一次水，使蔬菜本身有足夠的水量。

5.真空預冷技術(shù)的展望

縱觀國內(nèi)外關(guān)于真空預冷的研究，不難發(fā)現(xiàn)，對真空預冷技術(shù)的研究還存在一些問題，例如：這些研究大多強調(diào)和重視應用，缺乏對真空冷卻機理的基礎研究；對真空預冷過程中內(nèi)部的熱質(zhì)傳遞研究比較少；對溫度和壓力的準確控制、濕度和果蔬重量變化規(guī)律、復壓時間的影響和過程的能耗等研究也比較少。只有上述問題都得到充分的研究后，再結(jié)合仿真模擬，才能優(yōu)化運行管理，設計出高效節(jié)能型的真空預冷設備，特別是對真空冷卻過程的仿真模擬研究能夠減少實驗投入、縮短實驗周期，具有重要的理論意義和現(xiàn)實意義。

同時，為了使該技術(shù)能夠更具有實用性，滿足社會對食品安全的要求，設備設計應符合HACCP（危害分析和關(guān)鍵點控制）要求。對于果蔬保鮮體系中確證有危害的環(huán)節(jié)，建立關(guān)鍵控制點，找到關(guān)鍵控制點以后，必須確定該控制點的限度，建立檢測控制點的具體措施，采取糾正措施的行動方案，并有完全的文檔記錄。

在設備方面，可以嘗試開發(fā)真空預冷、真空低溫干燥、冷凍干燥等多功能于一體的裝置?？梢姡瑢τ谡婵疹A冷技術(shù)的研究還有很大空間，隨著研究的深入，將會進一步促進其在果蔬保鮮體系中的應用。