速冻白芦笋在冻结物冷藏间脱水的研究 - 食品科学网

348 2007, Vol. 28, No. 06
食品科学
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录存储和处理。经标定，测量精度较高，能满足实验 要求。实验中设定为巡回检测温度，每周期巡回检测 记录存储时间为 2 m i n 。 1.1 周期波动的非稳定温度场的模拟
目前，绝大多数低温库采用停开机双位控制库温。 库房内呈现周期性波动的非稳定温度场，受冷库保温、 配机容量和运行管理等条件的影响，温度波动周期从 2～6h 不等。实验中选用 2m × 3m × 2.2m 装配式冷库， 库板保温层为 1 5 c m 厚的硬质聚氨酯泡沫塑料，库内温 度波动曲线如图１所示。
(b) 靠近右边（温度低）结霜少 图 5 速冻白芦笋在一维稳定线性温度场中不同的结霜情况 Fig.5 Different frosting conditions of quick frozen white asparagus in one-dimensional steady linear temperature field
低) 脱水，其数量占了总量的 9 9 . 3 % 。 从表 1 实验数据可知，半解冻与未解冻白芦笋的
平均脱水率相差不大，仅增加(18.01 － 14.38)/18.01 × 100% ≈ 20.1%，但实际生产中如果不能及时再冻结或速 冻加工中未冻透，平均脱水率将会更大。
半解冻：在－ 11.0～－ 9.0℃温度环境下慢速微解冻 1.5h；严重解冻：先在－ 11.0～－ 9.0℃温度环境下慢速 微解冻 1.5h，然后在 30.8℃的室温下再解冻 3min。实 验结果具体见表 2 。
历时 30d，实验结果：在稳定温度场环境中的实验 样品脱水微弱，包装袋内表面结霜极少，如图 6 所示。 而处于周期波动非稳定温度场的未解冻、半解冻和严重 解冻的样品脱水都较严重，包装袋内表面结霜明显较 多，如图 7 所示。
2 实验观察、数据采集与分析
实验中的样品选用某速冻厂当年刚生产的速冻白芦 笋，生产时间 1 8 d 。规格：长 1 7 0 . 2 c m ，直径 1 0 m m 。
剔除部分过粗过细或明显畸形的样品，并确保实验样品 无初期脱水现象。 2.1 未解冻和半解冻白芦笋在一维稳定渐变温度场的对 比实验
采用图 2 所示的热电制冷模拟的一维稳定温度场。 两只硬质纸盒的四面保温层分别内衬聚乙烯薄膜防止水 汽渗透，然后分别装载事先备好的速冻白芦笋，具体 如表 1。其中半解冻为：在温度－ 11～－ 9℃环境慢速微 解冻 1 . 5 h 。实验历时 3 0 d 。
showed that the existence of the temperature field is the ultimate cause of the water uneveness in the local mini-fields and also
the cause of harmful dehydration of the quick frozen white asparagus.
改革开放以来，我国各类速冻食品发展迅猛，出 口剧增，但产品质量仍然不尽人意。 其中速冻食品的表 面脱水问题始终困扰着人们，对于此类生产实际问题至 今仍然缺乏有针对性的实验研究作为指导。许多生产企 业管理者仅凭有限的管理经验个例指导生产，对问题的 解决存在着较大的盲目性。
本课题组在调研中对冷加工企业低温库中速冻白芦 笋脱水的现场进行分析，结果表明包装箱中的速冻白芦 笋的脱水和水分迁移在几何空间分布上与温度分布密切
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Fig.4
温度(℃)
－16.0 －16.5 －17.0 －17.5 －18.0 －18.5 －19.0
0
盒A
盒B
10
20
30
测温点位置(mm)
图 4 一维稳定线性温度场实测温度 Measured temperature of one-dimensional steady linear
Key words：dehydration；weight loss；temperature field；white asparagus；frozen storage
中图分类号：TS205
文献标识码：A
文章编号：1002-6630(2007)06-0347-05
速冻食品在冻结物冷藏间的脱水常称为干耗，是速 冻食品的表面结晶水在低温下升华、迁移的结果。在 冻结物冷藏间，速冻食品因表面脱水而引发的质量问题 给冷加工企业带来的经济损失不容忽视。干耗的英文即 重量损失(weight loss)，冻结食品在冻结物冷藏间和冷 藏运输下温度、湿度、风速对干耗的影响作了研究[1-6]， 但在这个问题上以往的研究更关注的是速冻食品因表面 脱水而引起的数量上的损失。在诸多影响速冻食品表面 脱水的因素中，稳定温度场和周期波动的非稳定温度场 对速冻食品的影响未见专题实验与理论研究。
经过一个月的实验观察，无论是在硬纸盒 A 或 B 内，靠近左边( 温度高) 的芦笋结霜结晶颗粒较粗且量 多，如图 5(a)所示；而纸盒中靠近右边(温度低)的结霜 结晶颗粒较细且量少，如图 5(b)所示。结霜与脱水呈现 明显的方向性。
仔细观察每根白芦笋个体的表面，发现绝大多数左 侧(在温度场中温度较高)结霜而右侧(在温度场中温度较
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速冻白芦笋在冻结物冷藏间脱水的研究
(1.漳州职业技术学院，福建 漳州
韩耀明 1 ，林志强 2
363000；2.美龙冷冻食品有限公司，福建 漳州
363000)
摘 要：模拟冻结物冷藏间稳定温度场和周期波动的非稳定温度场，在其中对半解冻和未解冻的速冻白芦笋分别 进行脱水实验。理论分析和实验结果证实，温度场的存在是造成冻藏局部小环境水分浓度不平衡而引发速冻白芦笋 脱水危害的根本原因。 关键词：脱水；干耗；温度场；白芦笋；冻藏
temperature field
(a) 靠近左边（温度高）结霜多
表 1 未解冻和半解冻白芦笋在一维稳定线性温度场的对比实验
Table 1 Comparison between half-thawed and non-thawed white asparagus in one-dimensional steady linear temperature field
1
3
2
4 5 4
3
1.左铝板；2.右铝板；3.隔热材料；4.热电制冷器；5.一维稳定渐变温 度场。
图 2 采用热电制冷模拟的一维稳定线性温度场 Fig.2 One-dimensional steady linear temperature field
simulated by thermoelectric refrigerator
组别 解冻情况 初始质量(g) 结束质量(g) 脱水量(g) 平均脱水率(g/kg)
盒 A 未解冻 2127.5
2096.9
30.6
14.38
盒 B 半解冻 2132.1
2093.7
38.4
18.01
2.2 周期波动的非稳定温度场与稳定温度场的对比实验 本实验中白芦笋分为未解冻、半解冻和严重解冻
组，采用聚乙烯包装袋良好包装并封口。分别置于上 述周期波动的非稳定温度场与稳定温度场做交叉对比实 验，历时 3 0 d 。其中半解冻和严重解冻的解冻情况分 别是。
文献[5]中对速冻白芦笋是否冻透及包装的影响做了 对比实验。本研究针对未冻透食品在冻结物冷藏间堆垛 缓慢释放冻结余热而形成的稳定温度场和间歇停开机等 因素引发的非稳定温度场的影响，模拟设计了周期波动 的非稳定温度场、稳定等温温度场和一维稳定渐变温度 场，在其中对半解冻和未解冻的速冻白芦笋分别进行脱 水实验。
363000, China；
2.Meilong Frozen Foodstuff Co.Ltd, Zhangzhou 363000, China)
Abstract：Steady temperature field and unsteady temperature field with periodic temperature variations were simulated
相关，呈现很强的规律性。在冻结物冷藏间周期波动 的非稳定温度场和稳定温度场对速冻食品品质的影响很 有必要深入分析研究。
在众多速冻食品中选择速冻白芦笋作为研究对象除 了考虑其商品价值高，目前是我国速冻蔬菜主要出口品 种之一外，更主要是考虑到白芦笋外形呈圆柱形，形 状规则，其脱水问题更具有典型性和代表性。
左
右Biblioteka Baidu
1
1
2
3
3
2
Fig.3
AC 220V 1 . 热电制冷器；2 . 变流器；3 . 调压器。
图 3 一维稳定线性温度场控制电路 Control circuit diagram of one-dimensional steady linear
temperature field
对硬质纸盒从左至右等距离分布四只热电偶传感 器，温度实测值如图 4 所示。可见，实验中温度场呈 现线性分布。实验中一维稳定渐变温度场温度梯度指向 左侧。
Experimental Study on Dehydrating Quick-Frozen White Asparagus in Frozen Food Storage Room
HAN Yao-ming1，LIN Zhi-qiang2
(1.Zhangzhou Institute of Technology, Zhangzhou
1 测试仪表选择与实验装置设计
实验采用杭州威博控制技术研究所研制的 TC-3A 15 路温度测试仪进行温度巡回检测记录，测量精度为 0 . 5 级。其串行通信接口可与计算机对接输出测试数据并记
收稿日期：2006-10-27 基金项目：漳州市重点支持科研项目(Z05038) 作者简介：韩耀明 (1950-)，男，副教授，主要从事制冷工程与制冷工艺研究。
respectively in the frozen storage fields. The experiments of the dehydrating process of half-thawed and non-thawed quick
frozen white asparagus were carried out respectively in different temperature fields. Theoretical analysis and experimental results
× 5 0 c m × 4 8 c m ，仅利用其壳体和保温层，不接电源。 冰柜内温度随时间变化曲线见图 1 。经实测，在装配库 温度波动 2.4℃时，冰柜内温度波动仅± 0.05℃，在应 用研究范围视为稳定等温温度场。模拟稳定等温温度场 用于本实验可满足要求。 1.3 一维稳定渐变温度场的模拟
选用 3 0 m m × 2 2 m m × 1 0 m m 的硬质纸盒，左右板 掏空贴上铝板,在左右铝板上各敷设四只型号为 12704 的 热电制冷器，左右两面各自呈串联连接。其余各面用 10m m 厚的聚苯乙烯泡沫塑料保温。其结构如图 2 所示。 控制电路如图 3 ，通过调压器调节输入变流器的交流电 压可实现分别微调供给左右两面热电制冷器的直流电 压，从而微调其工作电流达到控制左右两面温度的目 的。模拟的一维稳定渐变温度场置于稳定等温温度场 中，在实验中各测点温度波动也仅± 0 . 0 5 ℃。
时刻
图 1 冰柜内稳定温度场与冷库内周期波动的非稳定温度场 Fig.1 Steady temperature field in frozen cabinet and unsteady
temperature field with periodic variation in cold storage
1.2 稳定等温温度场的模拟 在上述装配库内放置一冰柜，冰柜内尺寸为 100cm
－ 15
冰柜内
冷库内
－ 16
－ 17
温度(℃)
－ 18
－ 19
－ 20
－ 21
－ 22 08:400:82:9480:83:1560:93:4040:93:6120:93:9200:94:128:0494:36:0497:440:94:9521:05:2001:05:5081:05:7171:00:0251:00:333:06