果蔬低溫減壓貯藏技術(shù)的研究

果蔬低溫減壓貯藏技術(shù)的研究

傳統(tǒng)的食品新鮮冷凍技術(shù)或藥物新鮮保護(hù)不符合環(huán)境保護(hù)的要求?；蛘哌\(yùn)營成本高，難以普及。減壓低溫保鮮技術(shù)不僅可以精確控制氧的含量,還可排除各種有害氣體、進(jìn)行自動(dòng)環(huán)保滅蟲,具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢;同時(shí),該技術(shù)應(yīng)用時(shí)的初投資成本雖然較高,但在使用過程中,不再需要藥物、氮?dú)?、分子篩或乙烷的投入,所以隨著使用時(shí)間的延長,性能價(jià)格比反而大大降低。因此,該種技術(shù)具有貯藏時(shí)間長、保存質(zhì)量好、節(jié)能經(jīng)濟(jì)、綠色環(huán)保、應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。1系統(tǒng)和循環(huán)工藝的低溫減壓保存1.1空氣氣回收。在充放電的充放電系統(tǒng)設(shè)置氣運(yùn)低溫減壓保鮮貯藏技術(shù)源于20世紀(jì)60年代,其原理是將果蔬置于密閉容器內(nèi),并抽出部分空氣,使氣壓降同時(shí)經(jīng)過壓力調(diào)節(jié)器輸送相對濕度為80%至100%的濕空氣,使整個(gè)系統(tǒng)不斷地進(jìn)行氣體交換,以維持儲(chǔ)藏容器內(nèi)的壓力動(dòng)態(tài)平衡,并保持一定濕度環(huán)境。低溫減壓保鮮貯藏實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)原理如圖1所示。1.2低溫減壓保藏實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)低溫減壓保鮮貯藏實(shí)驗(yàn)裝置包括低壓系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和測量系統(tǒng)四個(gè)部分,具有抽空和制冷兩大基本功能。1.2.1把握好貯藏環(huán)境實(shí)驗(yàn)裝置的低壓條件需依靠低壓系統(tǒng)來完成,此外在貯藏的過程中,裝置漏氣、材料生成氣、食品水分蒸發(fā)和其他揮發(fā)成分都會(huì)使得環(huán)境的壓力發(fā)生變化,要保持環(huán)境壓力恒定,必須依靠低壓系統(tǒng)隨時(shí)對貯藏環(huán)境進(jìn)行抽空。低壓系統(tǒng)包括低壓泵、低壓橡膠及低壓蝶閥等元件組成。低壓冷藏的壓力一般要求只有幾千帕到幾萬帕,屬于粗低壓范圍,用普通的機(jī)械低壓泵就可以滿足要求。低壓泵抽空能力的大小應(yīng)根據(jù)低壓工作方式要求以及減壓冷藏箱容積的大小選擇。1.2.2引進(jìn)新鮮空氣所帶來的熱量制冷系統(tǒng)主要用于向冷藏箱提供冷量,使之保持恒定的低溫環(huán)境。制冷系統(tǒng)的熱負(fù)荷主要包括以下幾部分:食品從室溫降到冷藏溫度通過換熱方式帶走的那部分熱量;生體食品的呼吸作用所產(chǎn)生的呼吸熱;為了保證食品的新鮮需要而引進(jìn)的新鮮空氣所帶入的熱量;以及外界環(huán)境通過箱體壁、密封門及其他管道與導(dǎo)線導(dǎo)熱而形成的熱負(fù)荷等。1.2.3制系統(tǒng)為了防止貯藏環(huán)境條件波動(dòng)過大而影響食品的保存質(zhì)量,需要一個(gè)良好的控制系統(tǒng)以使環(huán)境壓力和溫度的波動(dòng)控制在盡可能小的范圍內(nèi)?？刂葡到y(tǒng)主要有低壓系統(tǒng)中的壓力控制器和制冷系統(tǒng)中的溫度控制器,此外還有低壓泵電機(jī)的電流保護(hù)器、壓縮機(jī)電機(jī)的過流保護(hù)和壓縮機(jī)的高低壓保護(hù)及各種電磁閥等。1.2.4冷藏箱品質(zhì)測定冷藏過程中果蔬內(nèi)部各點(diǎn)的溫度和水分含量的變化,冷藏箱中壓力、溫度、濕度和箱內(nèi)換氣速率等參數(shù)需要通過各種儀器才能測得。測量的器件主要有真空表熱電偶、智能溫度儀、濕度儀和電子天平等。1.3保護(hù)裝置內(nèi)藏箱低溫減壓保鮮貯藏實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)工藝流程如下:實(shí)驗(yàn)對象裝入貯藏箱后,啟動(dòng)低壓泵和制冷系統(tǒng),開啟制冷劑和低壓系統(tǒng)中的各種閥門,對貯藏箱進(jìn)行抽空,降低環(huán)境壓力。當(dāng)裝置內(nèi)環(huán)境壓力達(dá)到規(guī)定的下限時(shí),停止低壓泵的運(yùn)行;當(dāng)壓力達(dá)到上限時(shí),啟動(dòng)低壓泵,繼續(xù)對系統(tǒng)進(jìn)行抽空。通過熱力膨脹閥的開啟度,調(diào)節(jié)低壓貯藏箱的溫度,維持需要的溫度。為防止溫度波動(dòng)過大,當(dāng)冷藏箱內(nèi)的溫度過低時(shí),關(guān)閉電磁閥。為了在貯藏的過程中盡量減少果蔬水分的損失,在整個(gè)貯藏的過程中,裝置內(nèi)果蔬都處在85%～90%的高濕度環(huán)境下貯藏。2成品真空冷藏實(shí)驗(yàn)對象采用黃金梨。挑選外觀近似球形,大小、成熟度一致、無病蟲害、無機(jī)械損傷的果實(shí)。為了在最大程度上保持水果的原狀和風(fēng)味,采購后2小時(shí)內(nèi)進(jìn)庫真空冷藏。實(shí)驗(yàn)工況選取了78kPa、55kPa和10kPa三個(gè)壓力,1℃、5℃兩個(gè)溫度進(jìn)行低溫減壓貯藏實(shí)驗(yàn)。2.1不同溫度下黃金梨貯藏好果率的變化如圖2、圖3所示,冷藏溫度分別為1℃、5℃時(shí),不同壓力下的好果率比較。由圖可見,同一溫度下,壓力較低時(shí)黃金梨貯藏的好果率相對較高;同一壓力下,溫度較低時(shí)黃金梨貯藏的好果率相對較高。比較而言,黃金梨在低溫低壓環(huán)境(10kPa、1℃)中的貯藏時(shí)間較長。2.2黃金梨的硬度硬度是果蔬耐貯藏的一個(gè)重要指標(biāo),硬度越大越耐貯藏,且貯藏后效果越好。冷藏溫度分別為1℃、5℃時(shí),不同壓力下黃金梨硬度的變化情況如圖4、圖5所示。比較圖4、圖5可以看出,當(dāng)溫度相同時(shí),梨的硬度隨著壓力的降低而降低得緩慢,比較而言,壓力為10kPa時(shí)梨的硬度較大,貯藏效果較好。當(dāng)貯藏溫度不同時(shí),貯藏溫度越高,藏后梨的硬度下降劇烈,說明1℃時(shí)黃金梨的貯藏效果較好。2.3冷藏過程中溫度和時(shí)間對外觀效果的影響在相同的濕度范圍內(nèi),不同的貯藏溫度、壓力下,低溫減壓保鮮貯藏后,黃金梨的不同外觀效果如表1所示。分析表1可知,在相同冷藏壓力下,溫度較低貯藏后的外觀效果較好;在相同冷藏溫度下,壓力較低貯藏后的外觀效果較好。比較而言,貯藏條件為溫度1℃,壓力為10kPa時(shí),低溫減壓保鮮貯藏的效果最好。3降低氧值的影響從實(shí)驗(yàn)結(jié)果的角度看,低溫減壓保鮮貯藏的壓力和溫度越低越好;但是從食品科學(xué)的角度看并非如此。一方面,隨著壓力的降低,貯藏環(huán)境中的氧氣濃度也越低,當(dāng)氧氣的濃度降低到一定的程度時(shí),貯藏的水果或活食品在這種低氧的環(huán)境下無法生存。根據(jù)已有的科學(xué)研究,當(dāng)氧氣含量達(dá)到2%～2.5%時(shí),活水果的生理作用處于最低的能量損耗,所以當(dāng)空氣中的氧氣濃度達(dá)到此濃度時(shí)最符合活植物體的貯藏要求。另一方面,當(dāng)溫度降低到一定值時(shí),果蔬體內(nèi)和空中的水分就會(huì)結(jié)冰,甚至引起果蔬發(fā)生冷害,使得果蔬內(nèi)部結(jié)構(gòu)受到損傷,而不利于貯藏。當(dāng)溫度到0℃以下時(shí),對于梨這一品種來說是不利的,所以對于溫度在更低的情況,沒必要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。4不同貯藏溫度、壓力、溫度對黃金梨貯藏效果的影響對低溫減壓保鮮貯藏條件下,黃金梨在不同壓力、溫度下貯藏的好果率、硬度、外觀效果三方面進(jìn)行了對比研究,得到以下結(jié)論:1)從好果率、硬度、外觀效果三方面比較而言,果蔬貯藏的溫度和壓力相對越低,貯藏效果越好。2)從實(shí)驗(yàn)結(jié)果看,低溫減壓保鮮貯藏溫度為1℃、壓力為10kPa時(shí),黃金梨的貯藏效果最好。3)因果蔬在貯藏中需要一定濃度的氧氣來維持生命,同時(shí),當(dāng)溫度過低時(shí),會(huì)引起果蔬內(nèi)部結(jié)冰而發(fā)生冷害,因此,低溫減壓保鮮貯藏的壓力、溫度不可能無限降低。低溫減壓保鮮技術(shù)雖有許多優(yōu)點(diǎn),但也存一些問題:如真空貯藏的建筑費(fèi)用