張慧濤

果蔬的一個重要質量指標就是鮮度，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，是關鍵的一步。真空預冷正是實現這種預冷的好方法。它是目前技術含量最高的果蔬類預冷技術。在歐美、日本等發(fā)達國家，真空預冷技術已經被廣泛用于果蔬的保鮮。實際上，真空冷卻已經受到了極大的關注，它的應用延伸到了花卉、蘑菇、魚、肉、火腿等產品加工上。本文對真空預冷技術在果蔬保鮮體系中應用的研究成果和現狀作了較為全面的綜述，以利于進一步推動真空預冷技術在該領域中的應用。

1. 真空預冷技術的原理

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?？梢钥焖俚匾种乒叩暮粑饔?，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，果蔬的內部結構并未破壞，也不會產生局部變形，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（特別是蔬菜）表面的傳熱速率與其內部的傳熱速率相近。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，內側進行防腐處理，外側噴涂高強度防銹材料。

3.2抽氣系統(tǒng) 抽氣系統(tǒng)的關鍵部件是真空泵，它需要將真空室的壓力在20～30分鐘內從常壓抽至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，實現節(jié)能和防凍害。如采用微型計算機及定序器等則可實現全自動運行。

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 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，讓其代替果蔬內部的水分氣化，這就是真空加水預冷技術。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.真空預冷技術的展望

縱觀國內外關于真空預冷的研究，不難發(fā)現，對真空預冷技術的研究還存在一些問題，例如：這些研究大多強調和重視應用，缺乏對真空冷卻機理的基礎研究；對真空預冷過程中內部的熱質傳遞研究比較少；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實意義。

同時，為了使該技術能夠更具有實用性，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)，建立關鍵控制點，找到關鍵控制點以后，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?，對于真空預冷技術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。