摘要: 本文簡要介紹了果蔬保鮮、常用貯藏方法、及其機(jī)理,并詳細(xì)介紹了如何在低溫貯藏環(huán)境中準(zhǔn)確獲得保鮮膜的阻隔性數(shù)據(jù)。
果蔬保鮮,低溫,阻隔性,數(shù)據(jù)擬合
在購買食品時(shí),我們往往習(xí)慣于注重食品的保質(zhì)期,保質(zhì)就是保證食品的安全性,未超出保質(zhì)期的食品可以安全食用。但是,隨著生活水平的提高,我們開始關(guān)注自己所吃的食品是否新鮮,于是“保鮮"的概念應(yīng)運(yùn)而生。所謂“保鮮"是指食品在保證安全的基礎(chǔ)上,還能在營養(yǎng)、色澤、質(zhì)地和風(fēng)味等方面都能得到保證,比保質(zhì)更上一個(gè)檔次。
1、果蔬保鮮
果蔬是目前時(shí)令性zui強(qiáng)、需求較大的農(nóng)作物。很多文獻(xiàn)都指出,果蔬采摘后保存不當(dāng)是果蔬損耗的主要原因,然而現(xiàn)在 果蔬季節(jié)性明顯淡化是與果蔬保鮮技術(shù)的普遍運(yùn)用息息相關(guān)的。
果蔬貯藏方法很多, 目前常用的保鮮或保質(zhì)方法主要有:化學(xué)保鮮,冷凍保鮮,抽真空高溫滅菌保質(zhì),抽真空充氮保鮮,復(fù)合氣調(diào)保鮮,天然生物保鮮。
2、保鮮理論
果蔬貯藏過程中有兩個(gè)主要影響因素,即需氧菌和氧化反應(yīng),兩者均需要 O2。因此,要延長貨架期或保持果蔬的品質(zhì),就需要降低環(huán)境的O2 含量。然而當(dāng)包裝新鮮果蔬時(shí),O2 又是*的,因?yàn)楣卟墒蘸蟊仨氝M(jìn)行呼吸作用(如消耗O2 和產(chǎn)生CO2),并且如果缺少O2 將進(jìn)行厭氧呼吸,這樣將加速果蔬的變質(zhì)。通過對(duì)貯藏環(huán)境中溫濕度、氧氣、二氧化碳和乙烯濃度等條件的控制,實(shí)現(xiàn)抑制果蔬的呼吸作用,減緩新陳代謝,減少腐爛及病蟲害,減少水份喪失,zui大限度地保持果蔬產(chǎn)品的新鮮度和商品性,延長貯藏期和銷售貨架期。
3、低溫保鮮膜的透氣性測試
目前市場上銷售的保鮮膜主要有三種: PVDC、PE和PVC,PE主要用于水果蔬菜等果蔬包裝,PVC和PVDC主要用來包裝冷的熟食。依靠保鮮膜的透氣性,zui大限度地利用果蔬呼吸消耗降低 O2(氧氣濃度不能過低以至于果蔬進(jìn)行厭氧呼吸),提高CO2,抑制果蔬自身呼吸消耗,延緩衰老,達(dá)到保鮮的目的。
保鮮膜的應(yīng)用領(lǐng)域與它的阻隔性參數(shù)密切相關(guān),選擇合適的保鮮膜并結(jié)合冷藏存儲(chǔ)是常用的果蔬保鮮方式。保鮮膜阻隔性是否合適對(duì)于控制保鮮成本以及確保保鮮質(zhì)量都是至關(guān)重要的。果蔬有抗冷的,也有怕冷的,但是能夠在常溫下保存的還是少數(shù), 0℃~5℃是常用的存儲(chǔ)溫度。除非特別指明測試條件,我們通常獲得的薄膜透氣性都是在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下(23℃)測得的。由于溫度變化會(huì)顯著影響材料的阻隔性測試(詳細(xì)介紹可 參閱 2005年2月21日蘭光實(shí)驗(yàn)室論壇文章《溫度變化對(duì)材料阻隔性的影響》), 因此常溫下檢測的保鮮膜阻隔性數(shù)據(jù)并不能代表它在儲(chǔ)藏環(huán)境中的阻隔性。
盡管有些阻隔性檢測設(shè)備的使用溫度下限可以達(dá)到 0℃左右,但試樣和設(shè)備的狀態(tài)都多少會(huì)受到低溫的影響,而且試驗(yàn)人員也無法在低溫環(huán)境中進(jìn)行試驗(yàn)。這樣,如何準(zhǔn)確獲知保鮮膜在低溫存儲(chǔ)環(huán)境中的阻隔性數(shù)據(jù)對(duì)于果蔬保鮮研究領(lǐng)域而言是一個(gè)急需解決的難點(diǎn)。
現(xiàn)在,要獲得低溫下阻隔性數(shù)據(jù)可以通過 Labthink VAC-V1的數(shù)據(jù)擬合功能輕松實(shí)現(xiàn)。數(shù)據(jù)擬合不是一種簡單的數(shù)學(xué)估算,而是對(duì)已有常溫試驗(yàn)條件下的試驗(yàn)數(shù)據(jù)通過擬合算法求得特殊溫度下的阻隔性參數(shù)值的數(shù)學(xué)計(jì)算過程。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是它無須在低溫下進(jìn)行試驗(yàn),用于擬合的數(shù)據(jù)全部可以在一般的試驗(yàn)條件下得到,而且 擬合功能對(duì)材料沒有選擇性。例如,在通常試驗(yàn)環(huán)境下: 30℃、35℃、40℃(VAC-V1的自控溫功能可實(shí)現(xiàn)這些溫度的穩(wěn)定保持),使用設(shè)備Labthink VAC-V1氣體滲透儀 檢測 125μm厚的PC膜的氧氣滲透性測試,試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表1:
表 1. PC膜測試數(shù)據(jù)
測試溫度(℃) | O2 滲透量(cm3/m2·24h·0.1MPa) | O2 滲透系數(shù)(10 -11 cm3·cm/cm2·s·cmHg) |
30 | 608.748 | 11.59 |
35 | 700.118 | 13.33 |
40 | 753.23 | 14.34 |
由以上數(shù)據(jù)擬合得到 0℃的O2滲透系數(shù)是5.62×10 -11cm3·cm/cm2·s·cmHg,O2滲透量是295.441cm3/m2·24h·0.1MPa。與30℃時(shí)PC膜的氧氣阻隔性相比,0℃時(shí)的阻隔性大約提高了2倍。將擬合得到的 -20℃~50℃(253K~323K)PC薄膜氧氣滲透量數(shù)據(jù)導(dǎo)入Excel并作圖,可得圖1。從圖1的曲線走勢可以看出隨著溫度的降低PC膜的阻隔性提高的速度逐漸減慢。
圖 1. PC膜氧氣滲透量與溫度的曲線
但是并非所有的薄膜在0℃時(shí)的阻隔性都是30℃時(shí)阻隔性的2倍。例如使用VAC-V1在23℃、30℃、35℃、40℃、45℃的條件下檢測薄膜A(材質(zhì)未知)的氧氣滲透性,數(shù)據(jù)詳見《溫度變化對(duì)材料阻隔性的影響》,以這些數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)擬合得到薄膜A在0℃的O2 滲透系數(shù)是0.0697×10 -11 cm3·cm/cm2·s·cmHg, O2 滲透量是5.717cm3/m2·24h·0.1MPa??杀∧在3 0℃時(shí)的O2 滲透系數(shù)是0.3150×10 -11 cm3·cm/cm2·s·cmHg, O2 滲透量是25.862cm3/m2·24h·0.1MPa,隨著溫度降低到0℃,薄膜A的阻隔性比在30℃時(shí)提高了4倍多。
隨著溫度的降低,薄膜的阻隔性一般都是呈增長趨勢的,但是增長的速度不盡相同,有的增長的快,也有的很平穩(wěn),因此僅僅獲得常溫下的保鮮膜的阻隔性數(shù)據(jù)對(duì)整體評(píng)價(jià)果蔬保鮮的指導(dǎo)意義十分有限。
4、總結(jié)
保鮮膜是常用的果蔬保鮮方法之一,而且其多結(jié)合低溫冷藏一起使用,因此準(zhǔn)確獲得低溫下的保鮮膜阻隔性數(shù)據(jù)對(duì)于研究保鮮機(jī)理以及保鮮效果都是十分重要的。
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