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草莓真空预冷及冷藏实验研究

2017-09-30 vacooler
通过实验研究了真空预冷对草莓的低温冷藏的影响作用。主要是测定在不同真空预冷条件下和4℃下冷藏处理后草莓的品质指标。对草莓的内部温度变化及失水情况进行比较,探讨草莓能尽快降温和
最少失水的条件,以寻求最佳的环境真空压力和最小能耗。
[ 关键词] 真空预冷;冷藏;草莓;球状果蔬;最适压力;保鲜
 果蔬真空预冷机
 引言
草莓属蔷薇科,多年生常绿草本植物。其果实为浆果,含水量大、果皮极薄、组织娇嫩、柔软多汁,缺乏坚硬外皮保护,耐贮藏性差。草莓在常温下呼吸强度较大,而且在收获和运输过程中极易受伤害和遭受微生物侵染,一般在常温下1~2天就变色、变味和软化腐烂,失去商品价值。因此,寻找适宜的草莓贮藏保鲜技术,延长草莓果实的贮藏期或货架寿命,成为草莓远销和草莓种植业规模化发展亟待解决的问题,而真空预冷与低温贮藏相结合是解决这一问题的有效手段。
目前果蔬类预冷技术在菜叶类蔬菜上应用较普遍,对球形果蔬则有很高的要求才能达到预冷目的。真空预冷是依靠果蔬内的水分蒸发吸热来带走果蔬反应热,使果蔬温度降低。预冷终压越低,果蔬温度下降越快,反之,预冷终压越高,果蔬温度下降越慢。另外,在真空预冷过程中,果蔬的失水是不可避免,而失水过多会造成果蔬萎缩,失去原有风味。果蔬终温设置的越低,预冷时间越短,果蔬失水率就越小,如何在保证降温速率的前提下减少果蔬内部水分散失是目前的研究热点。本研究以草莓为例,探索在真空预冷过程中,草莓表面及的内部温度变化、水分损失、真空室温度变化和能量消耗情况,寻求预冷的最佳条件,拓展真空预冷技术的应用范围。同时,将经过真空预冷后的草莓置于4℃下冷藏,测定其在贮藏期内的维生素含量、硬度等品质指标的变化情况,以进一步探讨真空预冷结合低温贮藏的的保鲜效果,为真空预冷和冷藏保鲜技术在草莓等球状果贮藏保鲜领域的大规模推广应用提供参考。
1 实验研究
1.1 实验装置
本实验的真空预冷装置采用上海锦立新能源科技有限公司生产的VCE- 15型真空预冷机
真空预冷机
其主要技术参数和系统结构如表1和图1所示。
1.2 实验条件
实验采用市场上刚从田园采摘的新鲜草莓。将草莓放在不同终压下(300 Pa、500 Pa、700 Pa)进行真空预冷,最后达到相同的终温为1℃。因此,将真空预冷实验分成三组,如表2所示。真空预冷结束后,把此三组草莓与作为对照组的未经过真空预冷的草莓一起置于4℃冰箱内冷藏。
1.3 实验方法
本实验主要研究真空冷却过程中,草莓的表面及内部温度变化和失水率、真空室温度变化和能量消耗,及冷藏期间草莓果实的Vc含量、硬度等指标随时间的变化情况。各主要参数的测定方法如下:
(1) 果实表面温度、内部温度及真空压力:由真空预冷机自动显示;
(2) Vc含量测定:2,6-二氯靛酚钠法;
(3) 果实硬度测定:采用食品物性测试仪(质构仪),测试仪速率为50mm/min(SHIMADZU公司生产,日本)。
1.4 实验步骤
每隔一定时间,用真空预冷实验机本身检测草莓中失水情况,实验步骤如下:
(1) 把0-3号热电偶分别插在不同草莓个体的中心附近,测量草莓预冷的温度变化,用2号热电阻测量真空室(环境)温度,并对测量结果进行记录,每组重复实验2-3次。
(2) 测量能量消耗时,主要测定真空预冷机的电量消耗情况。
(3) 测定草莓硬度和Vc含量变化。将三组经过真空预冷的草莓与作为对照组的未预冷草莓一起放在温度为4℃的冰箱内贮藏,每两天测定一次草莓的Vc含量和硬度随时间的变化情况,每组至少重复测量三次,求取平均值。在测定草莓硬度时,将草莓放在质构仪上,测量从正面、侧面穿透草莓所需的力,以最大的力来衡量草莓硬度。
2 实验结果及讨论
按照以上方法进行草莓真空预冷和冷藏实验,实验结果表示,即使同一组在同一时间内的实验,不同草莓个体之间也存在差异。草莓在真空预冷过程中,传热与个体形状的大小有一定关系,但在同一组内,它们的温度曲线变化的趋势大体相同,绝大部分温度曲线变化的趋势相近。从热电阻2 纪录的真空室温度变化看出,在三种不同的终压下,真空室温度变化的趋势相近,在实验即将结束时,真空室内最终温度相差不大。
(1)在终压300 Pa、500 Pa、700 Pa 下,失水率分别为5.1‰、6.2‰、7.5‰。草莓中的水在真空室中蒸发,带走草莓的热量,导致草莓温度下降,达到真空预冷的目的。所以,压力相对越大,失水率越高。对于一般制冷系统中的含油量标准,因含油量引起的流量降低可以忽略。
(2)随着冷却液中含油量的增加,热源表面温度呈微小下降趋势,这一现象在热流密度越高时越明显。润滑油的存在使得流动沸腾得到强化,虽然热流密度较高时,会使得表面张力增加,不利于雾滴破碎成更小的颗粒,但是相比热流密度增加带来换热系数提高要小,使得换热过程得到强化。
(3)随冷却液中含油量的增加,换热系数呈增大趋势,在含油量达到7.2%时,换热系数增加了3000W/m2 K。上述研究结果表明,冷却液中存在润滑油,会增大冷却液流经喷嘴过程中的阻力,减小流量,但根据本系统的应用情况,可以忽略;含有一定量的润滑油可以降低热源表面温度,提高换热能力,使得系统的散热能力得到提高,更有利于在高功率电子产品的散热领域应用。
 
结论:
对真空预冷过的三组和未经预冷的对照组草莓,置于4℃冷藏温度下的实验结果进行比较分析表明,草莓在终压越低情况下,失水越少,其温度下降的就越快,预冷时间越短。预冷过的草莓,初期Vc 下降的速率较快,而后就逐渐减慢。初期终压700 Pa 预冷含量最低,初期终压300 Pa 预冷下降速率最快。在整个实验过程中,终压500 Pa 下预冷草莓,硬度及Vc 含量下降的速率最慢,硬度下降速率最小,腐败软化最慢,是预冷效果相对最好的一组。


上海锦立作为中国真空冷却设备制造的先驱企业,拥有十多年的真空预冷机制造和维护经验,拥有多项真空冷却核心专利技术、创新技术和材料的应用使上海锦立真空冷却设备降温更快,能耗更低。技术是体现设备价值的核心,我们就是以突出的技术优势生产一流的配置。
 

    

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