梁豪，劉圣春，田懷文，楊文哲

1. 西南交通大學可視化研究中心（成都 610031）；2. 天津商業(yè)大學天津市制冷技術重點實驗室（天津 300134）

根據果蔬內部及表面水分遷移的原因可知，溫差和壓力是影響果蔬水分遷移的主要因素，其中預冷壓力起主要作用。根據水分蒸發(fā)和含水量變化失重率等計算公式及影響采摘后果蔬的因素來測不同預冷壓力對果蔬貯藏品質的影響。不同果蔬、預冷壓力、預冷溫度真空預冷后的效果不一樣[1]，但測定指標和儀器大致相同。

葉維[2]研究真空預冷對雙孢菇及其貯藏保鮮的影響；王璐等[3]研究不同真空預冷處理條件對鮮切芹菜品質的影響；謝晶[4]真空預冷和貯藏溫度對菠菜品質的影響。Liu等[5]真空預冷對采摘后萵苣葉片影響的試驗研究理論與模擬，測量值和模擬值基本相同，整體趨勢相似。研究發(fā)現真空壓力越低，萵苣葉冷卻速率和失水率越大。試驗中，預冷壓力是真空預冷過程中的重要因素。

杏鮑菇菌肉肥厚，質地脆嫩，內含大量維生素和礦物質等營養(yǎng)物質，從而受到消費者喜愛。但因為杏鮑菇本身沒有保護結構，易變質，貨架期約4 d。因此，有必要對杏鮑菇做真空預冷處理。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

杏鮑菇：田間采摘，取新鮮無損，大小、品質、顏色相近；輕放于箱體內，箱內不存放其他堅硬物品，避免果蔬在運輸途中受到物理傷害；去除其表面的雜質，避免雜質而對試驗產生的影響。

1.2 試驗方案

不同預冷壓力800，900，1 000，1 100，1 200，1 500和2 000 Pa及對照組作為樣品，對照組不經任何處理。分析真空預冷過程中各預冷組的壓力和溫度變化；分析各組樣品預冷后失重率的變化及影響；組樣品每隔2 d進行檢測，并記錄樣本的失重率、呼吸速率、硬度、細胞膜透性等指標[6]。試驗與楊俊斌[7]的試驗方案相似，并加以改進，增加更多樣本，減少試驗誤差。

1.3 檢測與儀器

1.3.1 失重率

失重率是預冷前后杏鮑菇質量損失與初始質量之比。失重率表達式如式（1）。

式中：W1為樣品原始質量，g；W2為樣品預冷后質量，g

1.3.2 質構

用硬度計來測果蔬的質構，硬度計型號為FT-02，由北京陽光億事達生產。通過將探頭均勻下壓入樣品內，測試點應該選取樣品表面光滑、肉質飽滿的合適位置。硬度計自動讀取探頭刺入過程中的最大力，即為該樣品的硬度值，并記錄數據。

1.3.3 呼吸速率

試驗操作時，直接在冰溫庫內測定。將樣品放置于細胞呼吸盒中，使用呼吸速率測定儀測定。每個蓋上有一個膠帶密封住細小的孔，用呼吸速率測定儀測定CO2含量，間隔2 d測定1次盒內CO2含量，得出杏鮑菇的呼吸速率，單位為mL/（kg·h）。呼吸速率計算如式（2）。

式中：C1為初始CO2含量，mL；C2為貯藏后CO2含量，mL；T為2次測定的間隔時間，h。

1.3.4 細胞膜透性

細胞膜透性采用電導率法測定[8]，儀器型號為DDS-307A。用刀切一個杏鮑菇切片作為樣本，每個樣本2 g左右，用電子天平稱量，可多做幾組樣本，避免試驗誤差。用蒸餾水沖洗樣本，后放入20 mL蒸餾水的燒杯中，1 h后用電導率儀來讀數，記作L1。將燒杯用保鮮膜覆蓋，放入鐵制容器中，用電磁爐煮沸，持續(xù)加熱約8 min后取出。冷卻至室溫后，再記錄數據L2。相對電導率（σ）計算如式（3）。

1.3.5 其他輔助用品電磁爐、燒杯、水果刀、菜板、標簽紙、鐵籠、保鮮膜等。

2 結果與分析

2.1 預冷過程中壓力與溫度的變化

根據壓力變化圖，如圖1所示，第1階段為抽真空階段，開始時，真空室內壓力快速下降，而杏鮑菇內部的壓力梯度小，水分蒸發(fā)少，所以其質量沒有明顯變化。此過程耗時最長，用時約5 min。第2階段為冷卻階段，這一階段可以看出溫度迅速下降，且質量損失主要發(fā)生在冷卻階段，此過程大約耗時3 min。最后為復壓階段，真空預冷結束，打開充氣閥，壓力急速上升。根據壓力變化圖，在7種不同預冷壓力處理下，壓力變化趨勢大致相同，這與真空泵相關，正是由于抽氣速率恒定不變。

圖1 不同預冷壓力下杏鮑菇的壓力變化

杏鮑菇的溫度變化如圖2所示，在抽真空階段，杏鮑菇溫度幾乎沒有太大的變化；而在冷卻階段，水分才開始蒸發(fā)，溫度急速下降，是因為杏鮑菇表面壓力率先達到其溫度對應的飽和壓力，溫度達到預定溫度4 ℃時，冷卻才逐漸停止。在第3階段，由于直接從外界吸入空氣，杏鮑菇會有微小的溫度回升。

圖2 不同預冷壓力下杏鮑菇的溫度變化

2.2 不同預冷壓力對杏鮑菇失重率的影響

失重率是檢測果蔬新鮮度的主要指標之一。圖3研究不同預冷壓力下預冷前后失重率的變化規(guī)律。在預冷壓力1 200，1 500和2 000 Pa下杏鮑菇的失重率分別為1.98%，1.89%和1.99%，說明預冷壓力在1 200～2 000 Pa時，失重率變化較小。從兩方面分析其原因，一方面杏鮑菇在真空預冷后，壓力下降，加快細胞間隙內的自由水蒸發(fā)，果蔬質量減小，失重率增大；另一方面，預冷壓力降低，果蔬呼吸強度減弱，果蔬自身的能量消耗減緩，導致失重率減小。因此，水分快速蒸發(fā)導致的失重率增大，與杏鮑菇自身呼吸速度減弱導致的失重率減小共同作用，導致預冷壓力在1 200～2 000 Pa之間失重率減小。

圖3 杏鮑菇預冷前后的失重率對比

預冷壓力在1 000～1 200 Pa之間時，失重率減少。是因為杏鮑菇自身呼吸速度減弱導致的失重率減小的程度遠大于水分快速蒸發(fā)導致的失重率增大的程度，導致預冷壓力在1 200～2 000 Pa之間失重率變化較小。

預冷壓力在800～1 000 Pa之間時，細胞呼吸速率較為緩慢，對失重率的影響減弱，但此時壓力下降加速水分蒸發(fā)，導致失重率快速增大。因此，預冷壓力800 Pa時，失重率達到最大值。此時，杏鮑菇出現萎蔫現象，分析其原因，預冷壓力越低，杏鮑菇內外壓差越大，其表面細胞組織受損可能性越大。

其中，杏鮑菇經過真空預冷處理后存在質量損失，其原因是由于壓力下降導致水分蒸發(fā)和杏鮑菇自身呼吸速度的共同作用影響。如圖3所示，在真空預冷過程中，一方面真空預冷處理后壓力下降，導致細胞間隙內自由水的蒸發(fā)，出現質量損失；另一方面，不同預冷壓力下細胞呼吸速率不同，細胞液泡內糖分結合O2生成的CO2和水分，導致能量消耗，形成質量損失。

杏鮑菇經預冷后貯藏于溫度4 ℃、濕度60%冰溫庫中。后期貯藏過程中杏鮑菇的失重率變化如圖4所示。由圖可得，7組預冷組和對照組試驗的杏鮑菇失重率都隨時間增加而增加。前4 d內，對照組的失重率低于預冷組；從第4天開始，對照組失重率開始高于預冷組。對照組失重率增速高于預冷組。在7組預冷處理試驗中，900和1 000 Pa預冷組的杏鮑菇試驗數值結果相近，最適宜的預冷終壓為900 Pa，而質量損失最大的是2 000 Pa。

圖4 不同預冷壓力處理的杏鮑菇失重率變化

水分蒸發(fā)和呼吸速率是杏鮑菇質量損失的主要原因，其中呼吸速率越快，其內部物質的損耗越大。真空預冷后的杏鮑菇呼吸速率變慢，極大地減少消耗自身的物質，因此預冷組的質量損失低于對照組。

2.3 預冷處理對呼吸速率影響

果蔬生命活動需要能量消耗，其來源于生物體中碳水化合物、脂類和蛋白質等有機物的氧化分解。果蔬進行呼吸作用的主要形式是有氧呼吸，在酶的催化下，有機物經過氧化分解，生成CO2和水，并產生大量的能量。果蔬細胞有氧呼吸的有機物主要來自細胞液泡內的淀粉。

從圖5中可以清晰地看到，杏鮑菇呼吸速率均呈現先上升后下降的變化趨勢，對照組、800 Pa和2 000 Pa預冷組在第6天就達到最大值，其中對照組和800 Pa的呼吸速率最大，而其余預冷組在第8天達到最大值，且均低于對照組和800 Pa預冷組最大值。則對照組和800 Pa預冷組保鮮效果最差。

圖5 不同預冷壓力貯藏期內杏鮑菇呼吸速率的變化

果蔬的呼吸速率越快，有機物氧化分解，消耗自身能量加快，貯藏期就越短。1 200和1 500 Pa預冷處理組最晚達到呼吸速率最大值，且呼吸速率最大值低于其他組，果蔬呼吸強度減弱，果蔬自身的能量消耗減緩，從而延長杏鮑菇的壽命，延長貯藏時間。

2.4 不同預冷壓力對杏鮑菇質構的影響

杏鮑菇由菇肉和傘柄兩部分，但菇肉部位含有營養(yǎng)物質，也是食用部位，所以主要研究菇肉部位，杏鮑菇在貯藏期內的硬度變化如圖所示。由圖6可以看出，對照組和預冷組硬度值都隨時間的延長而減小。其中，硬度值下降最快的是對照組，且低于預冷組的硬度值。預冷壓力分別為2 000，1 500和1 200 Pa的硬度值大致相同。預冷壓力為800 Pa的預冷組貯藏期內硬度值均低于其他預冷組。因此，真空預冷對杏鮑菇的質地起到一定程度保鮮效果。

結果表明，預冷壓力1 200和1 500 Pa的預冷組硬度值下降緩慢，并高于其他組。分析其原因，隨著貯藏期不斷延長，杏鮑菇逐漸衰老，其內部果膠酶含量[9]也不斷上升。預冷壓力1 200和1 500 Pa果膠酶含量較少，果膠分解緩慢，使硬度下降緩慢。

圖6 菇肉硬度變化

2.5 預冷對杏鮑菇細胞膜透性的影響

果蔬細胞膜透性與膜脂過氧化有關，膜脂質的氧化程度越大，電解質滲透速率越快，果蔬越容易變質導致腐爛[9]，喪失營養(yǎng)成分，所以果蔬加快衰老程度。相對電導率是測定果蔬衰老和受損的標準。

由圖7可以看出，電導率的變化趨勢剛開始上升較為緩慢，隨后加速上升，最后又緩慢上升。預冷組和對照組的相對電導率都隨貯藏時間延長而增大，對照組的電導率要高于預冷組。預冷壓力800，900和1 000 Pa的預冷組電導率及其相似，真空預冷對細胞膜結構破壞較小。第4天之后，其他預冷組和對照組電導率值遠大于這3組。原因可能是杏鮑菇個體細胞膜結構出現一定程度損傷，使膜滲透性變大。

圖7 杏鮑菇相對電導率的變化

2.6 結果分析

通過7種不同預冷壓力預冷組與對照組進行比較，800和900 Pa預冷組對杏鮑菇的呼吸速率和硬度影響較大，而壓力1 100，1 200，1 500和2 000 Pa的細胞膜透性損失比較嚴重，900和1 000 Pa預冷組的失重率最小，而質量損失最大的是2 000 Pa。

水分蒸發(fā)和呼吸速率是杏鮑菇質量損失的主要原因，呼吸速率越快，新陳代謝越快，消耗自身的物質越多，所以質量損失越大。杏鮑菇在真空預冷后，一方面壓力下降，使細胞間隙內自由水的蒸發(fā)加快，果蔬質量減小，導致失重率增大；另一方面，預冷壓力降低，果蔬呼吸強度減弱，果蔬自身的能量消耗減緩，導致失重率減小。因此，水分快速蒸發(fā)導致的失重率增大，與杏鮑菇自身呼吸速度減弱導致的失重率減小共同作用，得出真空預冷壓力1 000 Pa時對杏鮑菇保鮮和延長貯藏時間起到較好作用。

3 結論與討論

為測定最合適的終壓對杏鮑菇貯藏品質的影響，設定了不同預冷壓力，分析了不同預冷壓力和貯藏品質的關系，獲得了真空預冷參數與果蔬貯藏時間的耦合關系。將不同預冷壓力預冷組與對照組進行比較，在七種不同的預冷壓力處理試驗中，800和900 Pa預冷組對杏鮑菇的呼吸速率及硬度值影響比較大，而壓力1 100，1 200，1 500和2 000 Pa的細胞膜透性損失比較嚴重，900和1 000 Pa預冷組的失重率最小，而質量損失最大的是2 000 Pa。

水分蒸發(fā)和呼吸速率是杏鮑菇質量損失的主要原因，呼吸速率越快，新陳代謝越快，消耗自身的物質越多，所以質量損失越大。杏鮑菇在真空預冷后，一方面，壓力下降，使細胞間隙內自由水的蒸發(fā)加快，果蔬質量減小，導致失重率增大；另一方面，預冷壓力降低，果蔬呼吸強度減弱，果蔬自身的能量消耗減緩，導致失重率減小。因此，水分快速蒸發(fā)導致的失重率增大，與杏鮑菇自身呼吸速度減弱導致的失重率減小共同作用，最終得出真空預冷壓力1 000 Pa時對杏鮑菇保鮮和延長貯藏時間起到較好作用。