果蔬低温减压贮藏技术的研究

果蔬低温减压贮藏技术的研究

传统的食品新鲜冷冻技术或药物新鲜保护不符合环境保护的要求。或者运营成本高，难以普及。减压低温保鲜技术不仅可以精确控制氧的含量,还可排除各种有害气体、进行自动环保灭虫,具有明显的技术优势;同时,该技术应用时的初投资成本虽然较高,但在使用过程中,不再需要药物、氮气、分子筛或乙烷的投入,所以随着使用时间的延长,性能价格比反而大大降低。因此,该种技术具有贮藏时间长、保存质量好、节能经济、绿色环保、应用范围广等优点。1系统和循环工艺的低温减压保存1.1空气气回收。在充放电的充放电系统设置气运低温减压保鲜贮藏技术源于20世纪60年代,其原理是将果蔬置于密闭容器内,并抽出部分空气,使气压降同时经过压力调节器输送相对湿度为80%至100%的湿空气,使整个系统不断地进行气体交换,以维持储藏容器内的压力动态平衡,并保持一定湿度环境。低温减压保鲜贮藏实验系统原理如图1所示。1.2低温减压保藏实验系统低温减压保鲜贮藏实验装置包括低压系统、制冷系统、控制系统和测量系统四个部分,具有抽空和制冷两大基本功能。1.2.1把握好贮藏环境实验装置的低压条件需依靠低压系统来完成,此外在贮藏的过程中,装置漏气、材料生成气、食品水分蒸发和其他挥发成分都会使得环境的压力发生变化,要保持环境压力恒定,必须依靠低压系统随时对贮藏环境进行抽空。低压系统包括低压泵、低压橡胶及低压蝶阀等元件组成。低压冷藏的压力一般要求只有几千帕到几万帕,属于粗低压范围,用普通的机械低压泵就可以满足要求。低压泵抽空能力的大小应根据低压工作方式要求以及减压冷藏箱容积的大小选择。1.2.2引进新鲜空气所带来的热量制冷系统主要用于向冷藏箱提供冷量,使之保持恒定的低温环境。制冷系统的热负荷主要包括以下几部分:食品从室温降到冷藏温度通过换热方式带走的那部分热量;生体食品的呼吸作用所产生的呼吸热;为了保证食品的新鲜需要而引进的新鲜空气所带入的热量;以及外界环境通过箱体壁、密封门及其他管道与导线导热而形成的热负荷等。1.2.3制系统为了防止贮藏环境条件波动过大而影响食品的保存质量,需要一个良好的控制系统以使环境压力和温度的波动控制在尽可能小的范围内。控制系统主要有低压系统中的压力控制器和制冷系统中的温度控制器,此外还有低压泵电机的电流保护器、压缩机电机的过流保护和压缩机的高低压保护及各种电磁阀等。1.2.4冷藏箱品质测定冷藏过程中果蔬内部各点的温度和水分含量的变化,冷藏箱中压力、温度、湿度和箱内换气速率等参数需要通过各种仪器才能测得。测量的器件主要有真空表热电偶、智能温度仪、湿度仪和电子天平等。1.3保护装置内藏箱低温减压保鲜贮藏实验系统工艺流程如下:实验对象装入贮藏箱后,启动低压泵和制冷系统,开启制冷剂和低压系统中的各种阀门,对贮藏箱进行抽空,降低环境压力。当装置内环境压力达到规定的下限时,停止低压泵的运行;当压力达到上限时,启动低压泵,继续对系统进行抽空。通过热力膨胀阀的开启度,调节低压贮藏箱的温度,维持需要的温度。为防止温度波动过大,当冷藏箱内的温度过低时,关闭电磁阀。为了在贮藏的过程中尽量减少果蔬水分的损失,在整个贮藏的过程中,装置内果蔬都处在85%～90%的高湿度环境下贮藏。2成品真空冷藏实验对象采用黄金梨。挑选外观近似球形,大小、成熟度一致、无病虫害、无机械损伤的果实。为了在最大程度上保持水果的原状和风味,采购后2小时内进库真空冷藏。实验工况选取了78kPa、55kPa和10kPa三个压力,1℃、5℃两个温度进行低温减压贮藏实验。2.1不同温度下黄金梨贮藏好果率的变化如图2、图3所示,冷藏温度分别为1℃、5℃时,不同压力下的好果率比较。由图可见,同一温度下,压力较低时黄金梨贮藏的好果率相对较高;同一压力下,温度较低时黄金梨贮藏的好果率相对较高。比较而言,黄金梨在低温低压环境(10kPa、1℃)中的贮藏时间较长。2.2黄金梨的硬度硬度是果蔬耐贮藏的一个重要指标,硬度越大越耐贮藏,且贮藏后效果越好。冷藏温度分别为1℃、5℃时,不同压力下黄金梨硬度的变化情况如图4、图5所示。比较图4、图5可以看出,当温度相同时,梨的硬度随着压力的降低而降低得缓慢,比较而言,压力为10kPa时梨的硬度较大,贮藏效果较好。当贮藏温度不同时,贮藏温度越高,藏后梨的硬度下降剧烈,说明1℃时黄金梨的贮藏效果较好。2.3冷藏过程中温度和时间对外观效果的影响在相同的湿度范围内,不同的贮藏温度、压力下,低温减压保鲜贮藏后,黄金梨的不同外观效果如表1所示。分析表1可知,在相同冷藏压力下,温度较低贮藏后的外观效果较好;在相同冷藏温度下,压力较低贮藏后的外观效果较好。比较而言,贮藏条件为温度1℃,压力为10kPa时,低温减压保鲜贮藏的效果最好。3降低氧值的影响从实验结果的角度看,低温减压保鲜贮藏的压力和温度越低越好;但是从食品科学的角度看并非如此。一方面,随着压力的降低,贮藏环境中的氧气浓度也越低,当氧气的浓度降低到一定的程度时,贮藏的水果或活食品在这种低氧的环境下无法生存。根据已有的科学研究,当氧气含量达到2%～2.5%时,活水果的生理作用处于最低的能量损耗,所以当空气中的氧气浓度达到此浓度时最符合活植物体的贮藏要求。另一方面,当温度降低到一定值时,果蔬体内和空中的水分就会结冰,甚至引起果蔬发生冷害,使得果蔬内部结构受到损伤,而不利于贮藏。当温度到0℃以下时,对于梨这一品种来说是不利的,所以对于温度在更低的情况,没必要进行实验研究。4不同贮藏温度、压力、温度对黄金梨贮藏效果的影响对低温减压保鲜贮藏条件下,黄金梨在不同压力、温度下贮藏的好果率、硬度、外观效果三方面进行了对比研究,得到以下结论:1)从好果率、硬度、外观效果三方面比较而言,果蔬贮藏的温度和压力相对越低,贮藏效果越好。2)从实验结果看,低温减压保鲜贮藏温度为1℃、压力为10kPa时,黄金梨的贮藏效果最好。3)因果蔬在贮藏中需要一定浓度的氧气来维持生命,同时,当温度过低时,会引起果蔬内部结冰而发生冷害,因此,低温减压保鲜贮藏的压力、温度不可能无限降低。低温减压保鲜技术虽有许多优点,但也存一些问题:如真空贮藏的建筑费用