真空冷凍干燥整套工藝淺探析

　　摘要： 我國(guó)果菜品種多，種植面積大，冷藏庫(kù)容量也有很大的增加，但冷藏技術(shù)仍以普通冷藏為主。果菜采后損耗大，貯藏品質(zhì)不高，有的地區(qū)又盲目投產(chǎn)氣調(diào)庫(kù)，造成投資浪費(fèi)。本文介紹了目前世界上幾種先進(jìn)冷藏技術(shù)的特點(diǎn)和適應(yīng)性，提出應(yīng)根據(jù)果菜品種和保鮮要求，選擇適當(dāng)?shù)睦洳胤椒?，才能達(dá)到良好的保鮮效果和經(jīng)濟(jì)效益。

　　

　　關(guān)鍵詞： 真空冷凍干燥 保鮮 冷藏技術(shù)

　　

　　我國(guó)果菜品種多，種植面積大，冷藏庫(kù)容量也有很大的增加，但冷藏技術(shù)仍以普通冷藏為主。果菜采后損耗大，貯藏品質(zhì)不高，有的地區(qū)又盲目投產(chǎn)氣調(diào)庫(kù)，造成投資浪費(fèi)。本文介紹了目前世界上幾種先進(jìn)冷藏技術(shù)的特點(diǎn)和適應(yīng)性，提出應(yīng)根據(jù)果菜品種和保鮮要求，選擇適當(dāng)?shù)睦洳胤椒ǎ拍苓_(dá)到良好的保鮮效果和經(jīng)濟(jì)效益。

　　

　　果菜保鮮 冷藏加工

　　

　　我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，是世界上蔬菜種類z*多、種植面積z*大的國(guó)家。目前，人們的飲食已由溫飽型向營(yíng)養(yǎng)型過渡，而經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家已進(jìn)入了以保健食品為主的時(shí)期[1]；保鮮果菜的需求量、消費(fèi)量大幅增長(zhǎng)，新一輪農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整為果菜生產(chǎn)提供了良好的發(fā)展機(jī)會(huì)。果菜易變質(zhì)和腐敗，在無保鮮處理的情況下，收獲后的損耗率達(dá)20％以上；果菜無保鮮貯運(yùn)進(jìn)入城市，又會(huì)給城市增添大批的生物垃圾，造成能源和人力的浪費(fèi)。因此，加強(qiáng)果菜保鮮工作，逐步做到果菜采后預(yù)冷、加工、包裝和保鮮，實(shí)現(xiàn)凈菜上市，是"菜藍(lán)子工程"實(shí)施過程中一個(gè)重要環(huán)節(jié)；另外，我國(guó)加入WTO后，將取消農(nóng)產(chǎn)品的補(bǔ)貼，農(nóng)產(chǎn)品要在國(guó)際農(nóng)業(yè)貿(mào)易自由化市場(chǎng)中生存并發(fā)展，也必須提高農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)；除了從選種、育種、種植方面改良外，還需對(duì)農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)行適當(dāng)保鮮加工，保證貯運(yùn)后農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)、增加農(nóng)產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)、國(guó)際市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)能力。

　　

　　冷藏加工是對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的物理加工過程(不加任何添加劑和化學(xué)物品)，合理選擇冷加工工藝可z*大限度地保存食品的營(yíng)養(yǎng)成分和色、香、味、形，滿足人們對(duì)綠色食品的需求。我國(guó)果菜的冷藏始于1968年，三十年來冷庫(kù)數(shù)量及總?cè)萘坑辛溯^大的發(fā)展，但目前仍以普通冷藏庫(kù)為主，應(yīng)用真空預(yù)冷、濕冷預(yù)冷、氣調(diào)貯存、減壓低溫貯存等先進(jìn)的冷加工技術(shù)的冷庫(kù)為數(shù)不多，影響了果菜保鮮質(zhì)量和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力；另一方面，有些地區(qū)不顧產(chǎn)品特點(diǎn)，盲目投產(chǎn)氣調(diào)冷藏庫(kù)，造成投資浪費(fèi)[2]。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，以及日益擴(kuò)大的果菜出口貿(mào)易，無疑對(duì)果菜冷藏工藝提出更高的更求，我們應(yīng)吸取國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)，同時(shí)根據(jù)果菜品種特點(diǎn)和保鮮要求選擇合適的冷藏加工工藝，以獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益，使果菜保鮮加工質(zhì)量更上一個(gè)臺(tái)階。

　　

　　一、預(yù)冷

　　

　　新鮮果菜采收后是仍然有生命的有機(jī)體，仍進(jìn)行著旺盛的呼吸和蒸發(fā)，分解和消耗自身的營(yíng)養(yǎng)成分，并放出呼吸熱；同時(shí)，新鮮果菜從田間采收后還要釋放大量的田間熱，兩者令摘后果菜周圍的環(huán)境溫度迅速升高，加速成熟衰老，隨之鮮度和品質(zhì)明顯下降。因而必須在果菜采收后的z*短時(shí)間內(nèi)，在原料產(chǎn)地，將其冷卻到規(guī)定的溫度，使果菜維持低生命水平，延緩衰老，這一冷卻過程稱之為預(yù)冷。目前在國(guó)外經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家，已把預(yù)冷作為果菜采收后加工的第一道工序。

　　

　　果菜預(yù)冷的方法有空氣預(yù)冷、冷水預(yù)冷、冰預(yù)冷、真空預(yù)冷和濕冷預(yù)冷五種。前三種我國(guó)已有應(yīng)用，后兩種起步比較晚，應(yīng)用較少。空氣預(yù)冷方法簡(jiǎn)易，成本低，是早期普通的冷卻方法，但冷卻速度慢，一次需12-24小時(shí)，易造成果菜表面干縮。冷水預(yù)冷設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，冷卻速度快，無干耗，成本低，缺點(diǎn)是果菜易受冷卻水中細(xì)菌的污染，并造成水溶性營(yíng)養(yǎng)成分的流失。由于冰的吸熱量大(與冷水相比)，所以冰預(yù)冷冷卻速度快，食品無干耗，但制冰設(shè)備占地面積大，初投資高，一般只用于水產(chǎn)加工或冷藏運(yùn)輸。果菜類采用冰預(yù)冷，溫度不易調(diào)節(jié)，容易造成冷害，溫度也不易均勻，一般少用[3]。

　　

　　濕冷預(yù)冷是采用機(jī)械制冷、蓄積冷量的方法得到0.5℃的冷水，然后通過換熱器使庫(kù)內(nèi)空氣與冷水進(jìn)行直接接觸的熱、質(zhì)交換，獲得接近冰點(diǎn)溫度的高濕空氣，再經(jīng)強(qiáng)制通風(fēng)用這高濕空氣來冷卻物料，冷卻速度比常規(guī)空氣冷卻方法快1倍以上[2]；保鮮效果好，能同時(shí)提供高濕、低溫而利于果菜貯藏的綜合條件；可以有效地抑制生物體的呼吸作用和微生物的繁殖，防止物料在冷藏期間失水萎蔫，有利于保持果菜的新鮮程度；適用于多數(shù)果菜的預(yù)冷和儲(chǔ)藏保鮮，果菜對(duì)濕冷預(yù)冷方法的適應(yīng)率高于空氣冷卻、冷水冷卻和真空冷卻方法[2]；濕冷系統(tǒng)采用間接冷卻方法，具有蓄冷作用，可降低制冷機(jī)組裝機(jī)容量，電能消耗低；濕冷保鮮庫(kù)造價(jià)低，產(chǎn)品可隨進(jìn)隨出，使用方便。濕冷系統(tǒng)目前主要用于果菜的預(yù)冷和短期保鮮貯藏(1～2周)，魚、肉的微凍保鮮，要實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期保鮮，還需設(shè)紫外線照射等其它殺菌消毒的輔助手段。

　　

　　真空預(yù)冷就是將果菜放在真空預(yù)冷室內(nèi)，用真空泵抽真空，造成一個(gè)低壓環(huán)境，使果菜內(nèi)部水份得以蒸發(fā)，由于吸收蒸發(fā)潛熱，果菜自身被冷卻。真空預(yù)冷方法冷卻速度快，失水少，一般在20-30分鐘，就可將果菜冷卻到3℃，而果菜自身只失去1-3％，的水分，冷卻均勻，無污染，保鮮效果z*好，缺點(diǎn)是成本較高，對(duì)于有較大表面積的葉菜、鮮花類及細(xì)胞組織疏松的草莓、芹菜等冷卻效果極佳；但對(duì)于表面積較小，表皮厚、組織較致密的果菜，如黃瓜、番茄、馬鈴薯等，水分蒸發(fā)困難，冷卻速度慢，加工成本高[4]。

　　

　　經(jīng)預(yù)冷→冷藏加工的果菜具有鮮活程度高，無需解凍、復(fù)水，食用方便等優(yōu)點(diǎn)，適用于短距離或短期保鮮的食品。為降低加工貯運(yùn)成本，國(guó)內(nèi)銷售果蔬傳統(tǒng)的保鮮方法是：空氣預(yù)冷→高溫冷藏，由于蔬菜表面積大，表面組織疏松，空氣預(yù)冷時(shí)間長(zhǎng)，令蔬菜長(zhǎng)時(shí)間處于強(qiáng)呼吸狀態(tài)，易造成蔬菜干萎、變黃，對(duì)低值產(chǎn)品，較經(jīng)濟(jì)的做法可改用濕冷空氣預(yù)冷或冷水預(yù)冷。加工價(jià)值高的名優(yōu)品種或出口果菜，采用真空預(yù)冷具有很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，是z*好的預(yù)冷保鮮方法。

　　

　　二、速凍

　　

　　食品速凍是指食品降溫時(shí)，30分鐘內(nèi)迅速通過z*大冰晶生成帶，并使中心溫度達(dá)到-15℃以下。速凍食品分速凍果蔬食品、速凍畜禽食品、速凍水產(chǎn)食品及速凍調(diào)理食品等。速凍水產(chǎn)食品隨著國(guó)內(nèi)水產(chǎn)資源衰減，加工前景不妙；國(guó)外消費(fèi)者認(rèn)為畜禽食品高蛋白、高脂肪，長(zhǎng)期食用造成令人擔(dān)擾的肥胖病、速凍畜禽食品受到冷落；而速凍果蔬食品與速凍調(diào)理食品消費(fèi)量持續(xù)高速增長(zhǎng)。速凍食品加工工藝過程包括：前處理→預(yù)冷→速凍→包裝→低溫冷藏。

　　

　　速凍食品與普通凍結(jié)食品相比，由于凍結(jié)速度快，冰晶數(shù)量廣，粒子小(直徑要求在100μm以下)，分布均勻，不會(huì)損傷細(xì)胞組織，當(dāng)食品解凍時(shí)，冰晶融化的水分能迅速被細(xì)胞所吸收而不至于產(chǎn)生汁液流失。因此，速凍食品能z*大限度地保持了天然食品原有的新鮮度、色澤和營(yíng)養(yǎng)成份。速凍后食品在-18℃低溫下貯藏，比預(yù)冷-冷藏加工的食品保鮮貯藏時(shí)間長(zhǎng)，長(zhǎng)期冷藏成本低，是目前世界上采用z*多的一種長(zhǎng)期冷藏保鮮方法。適用于需長(zhǎng)時(shí)間貯存的食品，如出口日本的果菜[5]。速凍果菜必須注意冷藏、運(yùn)輸、銷售及家庭貯存等環(huán)節(jié)，始終保持在-18℃以下的恒定低溫下，避免由于溫度波動(dòng)造成冰晶長(zhǎng)膨大而破壞細(xì)胞組織。速凍果菜亦要重視解凍方法，使果菜不會(huì)在解凍時(shí)造成質(zhì)量下降，利用微波內(nèi)部加熱方式，解凍速度快，能使凍品較均勻地整體加熱升溫，且可比常規(guī)解凍方法有更佳的加工狀態(tài)[6]。

　　

　　三、真空冷凍干燥

　　

　　西歐以進(jìn)口脫水蔬菜為主[5]，脫水蔬菜可以直接加入方便食品中，作為方便面、方便米飯等方便食品配餐佐料，也可作為進(jìn)一步深加工的原料。脫水蔬菜的加工工藝如下：前處理→干燥→包裝→貯存。脫水蔬菜的干燥方法有熱風(fēng)干燥、遠(yuǎn)紅外干燥、微波干燥、真空冷凍干燥及膨化干燥等。真空冷凍干燥是將切制好的物料在密封的容器內(nèi)凍結(jié)，使所含的水變成冰，然后在較高真空度下加熱，使物料內(nèi)部的冰晶直接升華成水蒸氣排出的干燥方法。與其它干燥方法相比，真空冷凍干燥技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是熱量消耗少，復(fù)水時(shí)間短，還原性質(zhì)好，干燥后產(chǎn)品的營(yíng)養(yǎng)成分、色澤、味道、形狀等變化小，避免了因傳統(tǒng)脫水方法而帶來的變色、變味、成份流失、干縮無法還原等缺陷，其產(chǎn)品質(zhì)量高[7]。當(dāng)前國(guó)際上脫水蔬菜正向真空冷凍脫水蔬菜發(fā)展，缺點(diǎn)是設(shè)備較復(fù)雜，加工成本昂貴。但真空冷凍干燥后的產(chǎn)品重量輕(失去95％-97％的水分)，運(yùn)輸方便，干后物料中缺水，細(xì)菌不能生長(zhǎng)繁殖，包裝后可在常溫下長(zhǎng)時(shí)間貯存，達(dá)1至數(shù)年[8]，其貯運(yùn)費(fèi)用低，一定程度上補(bǔ)償了加工費(fèi)昂貴的不足，是當(dāng)今食品保鮮中的z*佳方法之一。適用于需要長(zhǎng)期貯存或遠(yuǎn)途運(yùn)輸?shù)漠a(chǎn)品以及旅游、登山、航海、宇航等食品的加工；含脂肪過多的食品不易凍干[8]，不宜選用。

　　

　　四、氣調(diào)保鮮

　　

　　氣調(diào)冷藏是在冷藏的基礎(chǔ)上對(duì)果菜貯藏環(huán)境的氣體成份進(jìn)行人工控制，從而取得果菜貯藏的更佳效果的冷藏方法。氣調(diào)冷藏已被公認(rèn)為目前世界上z*先進(jìn)的果蔬保鮮貯藏方法。與普通冷藏相比，其貯存期延長(zhǎng)1倍，果蔬出庫(kù)后擺架期可延長(zhǎng)至21-28天，是普通冷藏的3-4倍[9]，使果蔬保持鮮度的脆性，營(yíng)養(yǎng)成份及硬度、色澤、重量等與新采摘狀態(tài)相差無幾，具有極佳的貯存效果。

　　

　　氣調(diào)庫(kù)貯存的產(chǎn)品需采用整進(jìn)整出的進(jìn)出庫(kù)方式，對(duì)大批量、長(zhǎng)時(shí)間貯存的果蔬(如反季節(jié)銷售產(chǎn)品，用于渡淡的產(chǎn)品)用專用氣調(diào)冷藏庫(kù)貯存，易于對(duì)貯存環(huán)境進(jìn)行氣體成份檢測(cè)和調(diào)控。但由于氣調(diào)庫(kù)房比普通冷庫(kù)造價(jià)高，需增加價(jià)格昂貴的氣調(diào)成套設(shè)備，目前國(guó)內(nèi)氣調(diào)貯存僅用于蘋果、梨等需長(zhǎng)期貯存及在普通高溫庫(kù)難以貯存的彌猴桃等水果品種。

　　

　　對(duì)于品種繁多，批量小，短期保鮮貯藏的即銷果菜也可采用：預(yù)冷→真空包裝或氣調(diào)保鮮包裝→高溫冷藏(0～4℃)的加工工藝；其小包裝可直接擺架(冷藏柜)銷售。真空包裝技術(shù)與設(shè)備已較成熟，氣調(diào)保鮮包裝的保鮮期是真空包裝的2～2.5倍，在20天左右，我國(guó)已研制出多種氣調(diào)包裝機(jī)投放市場(chǎng)[10]，在包裝速度方面有待進(jìn)一步提高。

　　

　　氣調(diào)保鮮包裝同樣適用于鮮花和冷卻肉。近年來隨著生活水平的提高，國(guó)內(nèi)貿(mào)易市場(chǎng)凍結(jié)肉銷售量有所下降，冷卻肉成為新的消費(fèi)要求，經(jīng)冷空氣強(qiáng)制冷卻的冷卻肉采用真空包裝或氣調(diào)保鮮包裝，其貨架期可達(dá)兩至三周，可滿足省內(nèi)外貯運(yùn)銷售要求，較之凍結(jié)肉有更佳的保鮮效果和低成本。

　　

　　五、減壓貯藏保鮮

　　

　　減壓貯藏保鮮也稱低壓貯藏保鮮或真空貯藏保鮮，是氣調(diào)貯藏的發(fā)展，是將果菜及其它鮮活食品置于密閉庫(kù)房(容器)內(nèi)，在降溫的過程中將貯藏庫(kù)(容器)內(nèi)的空氣抽出，進(jìn)行減壓降氧，隨著壓力的不斷降低，一些對(duì)貯物有害的氣體(如乙稀)也隨之減少或基本消失，為果菜的長(zhǎng)期貯藏保鮮創(chuàng)造了有利的條件。與氣調(diào)貯藏不同的是，減壓貯藏只改變貯藏環(huán)境中空氣的總含量和密度，不改變空氣成分和組合比例。減壓庫(kù)在正常運(yùn)行中可同時(shí)和連續(xù)完成真空預(yù)冷、減壓冷藏過程，減少了貯藏工藝環(huán)節(jié)；由于庫(kù)內(nèi)所貯果菜無需氣密包裝，庫(kù)內(nèi)可很方便的采用臭氧連續(xù)消毒，滅菌、抑霉[11]，滿足了果菜貯藏中：低溫、高濕、低氧、高效防腐的四大要素，貯藏保鮮期比普通冷藏延長(zhǎng)1-2倍[12]。減壓冷藏庫(kù)不僅可貯存保鮮果菜、肉類、水產(chǎn)、花卉還可貯藏高級(jí)生物制品和檔案、膠卷、文物等不宜在常溫常壓下貯藏的物品，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，成為世界科學(xué)家們研究的熱點(diǎn)，目前減壓庫(kù)造價(jià)與氣調(diào)庫(kù)造價(jià)基本接近。

　　

　　我國(guó)果菜冷藏技術(shù)已有幾十年的歷史，但多數(shù)是普通冷藏庫(kù)，今后發(fā)展上應(yīng)注意引入世界先進(jìn)的冷藏技術(shù)，提高果菜保鮮貯藏質(zhì)量，提高果菜的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力；同時(shí)，果菜的品種繁多，應(yīng)根據(jù)不同的品種特點(diǎn)和貯藏要求，選擇合適的冷加工技術(shù)，以獲得z*佳的冷藏效果和經(jīng)濟(jì)效益；有關(guān)部門應(yīng)盡快制定一套與國(guó)際接軌的冷藏保鮮質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；大力促進(jìn)農(nóng)業(yè)與工業(yè)相結(jié)合，提高農(nóng)產(chǎn)品的附加值，以發(fā)展現(xiàn)代新型農(nóng)業(yè)。