冷配送烹饪莴笋的真空冷却技术研究 现代食品科技 Modern Food Science and Technology 2014, Vol.30, No.5 李汴生，张晓银，阮征，黄智君 （华南理工大学轻工与食品学院,广东广州 510640） 摘要：本文以盘装的热烫烹饪莴笋为研究对象，对其真空冷却过程中的影响因素以及温度、失重率的变化规律进行研究。结果表明：真空冷却过程中盘装烹饪莴笋的中心和表面位置的温差非常小，不大于1.73 ，冷却至10 时盘装莴笋的中心与表面温差仅为0.23 。另外，真空冷却过程中单位质量烹饪莴笋的冷却速率随着冷凝温度的降低、冷却量的增大而增大。其中当冷却量（37.5 kg）增大3倍（150 kg）时，单位质量莴笋冷却时间有效的缩短了46.34%。同时真空冷却也造成烹饪莴笋质量的损失。1%的烹饪莴笋失重率约能带来7的温度下降。另外，本文提出一种分段式真空冷却模式，通过实验验证，该冷却模式能够有效地降低能耗，仅为传统真空冷却方式耗能的47.29%。且通过降低冷却过程中最大冷凝负荷，达到降低冷凝系统制冷能力要求。 关键词：烹饪莴笋；真空冷却；冷凝温度；冷却量；失重率；分段式真空冷却 文章篇号：1673-9078(2014)5-167-171 Effect of Vacuum Cooling Treatment on Cold-chain Cooking Lettuce LI Bian-sheng, ZHANG Xiao-yin, RUAN Zheng, HUANG Zhi-jun (College of Light Industry and Food Sciences, South China University of Technology, Guangzhou 510640, China) Abstract: Effect of vacuum cooling treatment on blanched cooking lettuce in tray was researched in this paper. Results showed that during the vacuum cooling process, the temperature difference between the center and the surface of cooked lettuce in tray was very small, not more than 1.73 , and the temperature difference was only 0.23 when cooked lettuce temperature reached 10 . In addition, the cooling rate of cooked lettuce per 1 kg increased with the increase of condensation temperature and cooling capacity. When cooling capacity increased from 37.5 kg to 150 kg, the cooling time was effectively shortened by 46.34%. Vacuum cooling also caused weight loss of cooked lettuce, and 1% of weight loss bring about 7 temperature decline. This research proposed a two-step vacuum cooling mode to effectively reduce energy consumption, which was only 47.29% of energy consumption of traditional vacuum cooling, and also lower condensate system equipment requirements by reducing the maximum condensate load. Key words: cooking lettuce; vacuum cooling; condensation temperature; cooling capacity; weight loss rate, two-step vacuum cooling mode 冷配送菜肴是指烧煮后菜肴的中心温度迅速降至10 以下，并且在保持菜肴中心温度10 以下的条件下对菜肴进行分装、贮存、运输、分销和零售等1，以避开微生物易繁殖温度区间2。国标GB/T 27306- 20083及上海地标DB 31/160-20051规定冷配送菜肴中心温度须在2小时内下降至10 以下。英国卫生部要求10 mm和40 mm厚度的食品需1.5 h内降到3 ，而80 mm厚度的食品需2.5 h时间内降到10 4。 目前食品工业上采取的快速冷却方式主要是冷风 真空冷却技术主要是冷却方式5和真空冷却方式69。 通过降低系统绝对压力来降低物料水分的沸点温度， 收稿日期：2013-12-11 基金项目：广东省天然产物绿色加工与产品安全重点实验室资助项目（2010A060801004） 作者简介：李汴生（1962-），男，教授，加工与保藏方向 水分汽化带走大量热量，从而使物料被快速冷却。不 同压力状态下水的沸点不同，见图17。Noble10采用真空冷却技术对新鲜蘑菇进行处理，研究发现蔬菜内部结构、自由含水量、相对表面积均是影响冷却效果的重要因素。Desmond11和Sun12等人采用真空冷却、风冷却、慢空气冷却等技术对熟肉进行处理，结果表明物料的真空冷却速率远远大于风冷却速率和慢空气冷却速率。Donald7等人对冷却后食物进行气相色谱分析和感官鉴定，其结果表明采用真空冷却技术冷却的焙烤制品的风味变化不大。目前对真空冷却研究主要是在新鲜果蔬、花卉1314以及肉类方面，对烹饪后菜肴的真空快速冷却研究很少。烹饪莴笋是具有代表性的一道常见的绿色菜肴。其烹饪后色泽鲜亮、稳定，口感爽脆，且具有较高的营养价值，深受人们喜好。实验以盘装的热烫烹饪莴笋为对象，研究真空冷却条件对其冷却效果以及失重率的影响，为冷配送菜肴的 167 现代食品科技 Modern Food Science and Technology 2014, Vol.30, No.5 真空冷却技术提供理论基础和指导。 图1 水的沸点温度随绝对压力的变化曲线 Fig.1 The curve of water boiling temperature changing with the absolute pressure 均相差0.18 。因此本次实验不考虑个片莴笋的内外温度差。 本实验将盘装莴笋看作一个整体，其温度测定仅考虑盘装莴笋的盘子几何中心及表面位置的莴笋温度，以下均称为盘装莴笋的中心温度、盘装莴笋的表面温度。 冷却过程的传热情况均采用TrackSense Pro型无线测温系统（丹麦Ellab A/S公司）进行温度的实时测定。测定时将无线测温系统一个探头插入盘装莴笋的几何中心位置，实时记录整个冷却过程中盘装菜肴的中心温度的变化情况；另一个探头置于盘装莴笋的表面位置以记录表面温度变化情况15。 1.5 冷却过程的失重率 采用电子天平称量，盘装菜肴冷却前质量M1(kg)，冷却后质量M2(kg)，铁盘质量M3(kg)。菜肴真空冷却过程失重率的计算公式为： 失重率/%=(M1?M2)/(M1?M3)100% 1 材料与方法 1.1 材料 新鲜莴笋、水、食用油、调味料等。 1.2 烹饪方法 对莴笋进行削皮、初洗、切分、清洗、沥水。采用热烫烹饪方式进行烹饪。将水加热至沸腾，将处理后莴笋放入水中热烫，起锅后淋上热油和预先配好的调味汁，搅拌使其与莴笋混合均匀后进行冷却。其中烹饪后莴笋水分含量为96.42%，厚度约45 mm，直径为2550 mm的圆形切片。 1.6 数据分析 本文数据应用SPSS 17.0和Excel软件进行处理分析。 2 结果与讨论 2.1 真空冷却过程中盘装烹饪莴笋的降温曲线 实验对真空冷却过程中盘装烹饪莴笋的温度变化进行研究，其冷却总量约150 kg，冷凝温度为2.5 。由实验结果可知真空冷却过程中盘装烹饪莴笋的几何中心和表面位置的温差非常小，不大于1.73 ，冷却至10 时盘装莴笋的中心与表面温差仅为0.23 。 1.3 真空冷却方式 采用真空冷却装置（日本株式会社，S-100-C）对热烫烹饪莴笋进行快速冷却。真空泵抽速为42 m3/h， 真空冷却室分为四层，每两层间真空室容积0.55 m3。 间隔为0.16 m。将盘装的烹饪莴笋（规格为0.57 m0.40 m0.10 m，食物重约18.5 kg）置于真空室中，敞口冷却。当冷却总量为150 kg、75 kg、37.5 kg时，烹饪莴笋的装盘数分别为8盘、4盘、2盘。如冷却量为150 kg时，盘装烹饪莴笋共8盘，分成四层，每层两盘，装入真空冷却室中，其中各层间空隙为0.06 m。 1.4 冷却过程的传热记录 由于切片莴笋的厚度较小，实验在冷凝温度为2.5 ，冷却量为150 kg的条件下，对盘装莴笋真空冷却34 min，停机，采用热电偶（台湾群特公司，C-309）快速测定盘装莴笋的表层、中层、底层中个片莴笋的中心及表面温度，其中个片莴笋的中心温度为9.990.22 ，表面温度为9.810.28 ，两者非常接 168 图2 真空冷却过程中盘装烹饪莴笋的冷却曲线 Fig.2 Cooling curves of blanching cooking lettuce in the vacuum cooling process 由图2可知烹饪莴笋的真空冷却过程可分成3个阶段：平缓阶段、快速冷却阶段、慢速冷却阶段。在 现代食品科技 Modern Food Science and Technology 2014, Vol.30, No.5 真空冷却初期盘装莴笋的中心温度曲线接近平台，这是由于真空冷却刚开始，系统内部的绝对压力较高，其压力下降至菜肴水分汽化所对应的压力需要一段时间，在这一阶段内烹饪莴笋温度变化非常小。随着压力下降至莴笋初始温度对应的饱和压力，进入快速冷却阶段。菜肴内外压差变大，其水分短时间内剧烈汽化，带走大量热量，从而使得莴笋温度快速降低。其后随着绝对压力下降变缓，烹饪莴笋的真空冷却速率减小，进入慢速冷却阶段，温度缓慢下降。 空冷却过程中，通过降低冷凝温度能够有效提高烹饪莴笋的冷却速率。 2.3 冷却总量对盘装烹饪莴笋真空冷却效果的影响研究 真空室内的总压可视为空气和水蒸汽压力之和，即P总=P空气+P水蒸气16。真空冷却过程中菜肴水分汽化产生蒸汽，从而使P总升高。由于蒸汽量与菜肴冷却总量成正比，冷却总量越大，P水蒸气越大，系统的绝对压力越大，因此烹饪莴笋的真空冷却效果受到冷却总量的影响。 2.2 冷凝温度对盘装烹饪莴笋真空冷却效果的影响研究