冬枣真空预冷预处理方法的筛选

闫静文，王雪芹，刘宝林，*，刘 升

(1.上海理工大学低温生物与食品冷冻研究所，上海200093; 2.国家蔬菜工程技术研究中心，北京市农林科学院蔬菜研究中心，北京100097)

冬枣真空预冷预处理方法的筛选

闫静文1，王雪芹1，刘宝林1，*，刘 升2

(1.上海理工大学低温生物与食品冷冻研究所，上海200093; 2.国家蔬菜工程技术研究中心，北京市农林科学院蔬菜研究中心，北京100097)

冬枣由于其比表面积小、有表皮保护，内部组织致密等特点，采用常规的真空预冷工艺效果并不明显。本文通过预冷前浸水处理和湿纱布包裹处理，从失水率、降温速率、相对能耗等方面研究了不同预处理对冬枣真空预冷效果的影响。结果表明:湿纱布包裹处理可以显著提高降温速率，终温为2℃时仅需12.5min，比直接预冷时间缩短了72%;能耗比直接预冷减少约60%，失水率小于1%，为后期保持其贮藏期的品质，延缓其衰老速度，提供了一种简便省时又节能的方法。

冬枣，真空预冷，能耗，失水率

1.1 材料与仪器

供试冬枣 采自山东省枣庄市，当天运至上海理工大学低温生物与食品冷冻研究所，挑选果实饱满、无明显外伤和病虫害，大小均匀的新鲜冬枣作为供试材料;实验用纱布 单层脱脂棉纱，产地浙江绍兴，密度32s×32s，具有良好的吸水和透气性。

VCE-15型真空预冷机 上海锦立新能源科技有限公司研制的，结构示意图如图1所示。该设备真空室有效容积为0.2m3，由lCy18M9Ti不锈钢板焊接而成，外用扁钢加强，内壁经抛光处理。真空泵采用XD-200旋片真空泵，极限压力为200Pa，抽气速率 20m3/h;蔬菜的重量由电子称测得，量程为0～10kg，精度0.1%;温度的测量采用铂温度传感器Pt100和T型热电偶，测温范围分别为-50～180℃和-200～350℃。压力的采集选用电容薄膜式压力变送器，测压范围为10Pa～10kPa，湿度传感器选用S302H3K型湿度模块，通过转换模块7520、A/D模块7019、热电阻A/D专用模块7015，将采集的数据在计算机上实时显示出来，分别是电流、湿度、压力和8个温度数据及过程曲线，采集的数据自动存储于txt文件中。

图1 VCE-15型真空预冷机示意图

1.2 实验方法

将冬枣样品分为三组，每组重量约为1kg。第1组为空白对照组(CK)，采用常规预冷工艺，直接放入真空预冷机预冷;第2组采用浸水处理，将冬枣先在水中浸泡1h后，捞出晾干表面水分再进行真空预冷;第3组采用湿纱布包裹处理，将冬枣样品放在盘中，将纱布剪裁成面积大小刚好覆盖样品表面一周，且能将其完全包裹住。纱布用室温蒸馏水湿润，湿度为轻拧不滴水。

设定预冷终温为2℃，在预实验的基础上设定预冷终压范围为660～700Pa，并通过数据采集和控制系统实时记录预冷过程的温度和能耗变化。同时将预冷前、后的冬枣分别称重，失水率按照公式(1)进行计算。

其中:G0-冬枣预冷前起始重量，g;G-冬枣预冷后实测重量，g。

2 结果与讨论

2.1 不同预处理下对冬枣真空预冷降温速率的影响

冬枣在不同预处理方式下的降温曲线如图2所示。从图中可以看出，用湿纱布包裹的补水方式所用的预冷时间最少，浸水方式次之，对照组时间最长。相同重量的冬枣从初温为25℃附近降低到2℃左右，湿纱布包裹补水所需的时间仅需12.5min，比对照组45min和浸水预冷42.5min时间分别缩短了72%和70%，降温速率大大提高。

图2 不同预处理下冬枣真空预冷的降温曲线

这是因为真空预冷过程中，水分的蒸发是从果蔬表面开始，使表皮温度在短时间内迅速降低，而内部温度的降低则主要依靠导热作用，同时伴随有少部分的水(自由水)通过细胞之间的多孔结构向外扩散，带走热量。Noble［9］认为果蔬的比表面积(外表面积与其体积之比)、果蔬本身组织构造的粗密、自由水含量的多少决定了其真空冷却的效果。也就是说，比表面积越大，组织构造越粗糙，自由水含量越高，就越适合于用真空冷却。由于冬枣表面积较小，且存在表皮保护层，组织致密，表面水分少，故不进行预处理直接预冷时，表面水分蒸发的速率较慢，故降温速率也慢;浸水处理虽然给其内部补充了水分，但是十分有限，而且冬枣内部水分的蒸发速率远小于表面水分的蒸发速率，主要依靠导热作用带走热量，故对降温速率的提高有些作用，但效果并不明显;而湿纱布包裹处理，相当于在体表面覆盖了一层具有孔隙均匀、通透性良好的水膜，使水分十分贴合地附着在枣体表面，使冬枣表面自由水分含量增大，加快了表面水分的蒸发，短时间内可以从枣体带走较多的热量，所以降温速率得到了很大提高。

2.2 不同预处理下对冬枣真空预冷失水率的影响

冬枣在不同预处理方式下的失水率变化如图3所示。图3说明了直接进行真空预冷的冬枣失水严重，失水率达到5.19%，冬枣商品价值下降［10］;浸水处理对防止失水有一定的作用，但作用较小;湿纱布包裹处理可有效防止预冷过程中的失水问题，失水率大大降低，仅为0.934%。

图3 不同预处理下冬枣真空预冷失水率的变化

究其原因，湿纱布包裹的冬枣，由于表面的水分蒸发带走大部分热量，而内部水分蒸发很少，故失水最小;同时湿纱布的包裹相当于在枣体表面形成了一个相对封闭的高湿度环境，同样避免产品内部水分蒸发而引起的表皮皱缩和褐变;浸水处理，虽然向枣体补充了水分，由于补水量小，表面水分蒸发带走的热量有限，需要枣体内部的水分蒸发来吸热，故失水较大。

2.3 不同预处理下对冬枣真空预冷相对能耗的影响

能耗是指该过程消耗的电力，为功率和时间的乘积，截取冬枣从初始温度25℃左右预冷至终温2℃的实验过程为研究对象，根据数据采集模块采集的电流、功率表采集的功率数据，进行计算，根据实验结果，以能耗最大值的为基准，得出相对能耗的比较如表1所示。

相对能耗(%)=能耗/能耗最大值×100%

表1 冬枣真空预冷相对能耗的比较

从表1可知，湿纱布包裹处理的冬枣相对能耗最低，水处理次之，直接预冷的能耗最大。这是因为湿纱布包裹大大缩短了预冷的时间，从而大大降低了能量消耗，提高了生产效率。

2.4 湿纱布包裹处理的缺点

湿纱布具有良好的吸水和透气性，能在真空预冷过程中使水分粘附在枣体表面，加快水分蒸发，提高降温速率。但是在实际操作过程中也存在着一些不便之处，例如，不同的果蔬预冷时，纱布包裹的厚度和层数是不同的;同时单位面积纱布的加水量仍需探讨，若加水过多会造成果蔬冻伤，若加水过少又起不到加快水分蒸发的作用。

3 结论

3.1 湿纱布包裹冬枣进行真空预冷，可以有效提高降温速率，缩短预冷时间，且纱布廉价实用，可重复使用，故该处理方法简便省时，有助于实际生产中使用。

3.2 湿纱布包裹冬枣进行真空预冷，实现了对冬枣的充分补水，失水率仅为0.943%，且将相对能耗降低到直接预冷的38.76%，大大降低了失水率和能源消耗，为将真空预冷应用于根果类蔬菜提供了一种有效的途径。

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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

冬枣(Dongzao jujube)皮薄肉脆，风味独特，营养价值丰富［1］，在我国已有3000多年栽培历史。但冬枣采收后极易失水，营养物质大量损失，造成商品价值和使用价值的下降，冬枣的采后预冷保鲜问题成为冬枣产业发展的主要制约因素。目前关于冬枣的预冷保鲜方式中，主要采用气调保鲜［2］、减压冷却保鲜［3-5］等，但关于冬枣真空预冷后再进行保鲜的研究尚未见报道。由于前人的大量研究表明［6-8］，叶菜类蔬菜最适合真空冷却，有表皮且组织致密的蔬菜不适合真空冷却，为了进一步推广真空预冷技术的适用范围，本实验研究了不同预处理(浸水和湿纱布包裹)对冬枣真空预冷效果的影响，以期找到适合根果类蔬菜真空预冷的途径，为冬枣真空预冷保鲜技术提供技术依据。

1 材料与方法

2010-03-03 *通讯联系人

闫静文(1987-)，女，硕士研究生，研究方向:真空预冷。

国家863计划项目(2008AA100803);教育部新世纪优秀人才计划(07-0559);上海市重点学科建设项目(S30503)。