Која је оптимална концентрација заштитне фолије коју формира ПВП у очувању воћа и поврћа?

Дебљина формираног ПВП филма и ефекат очувања воћа и поврћа нису „што је дебљи, то боље“, већ постоји „одговарајући опсег дебљине“ – дебљина мора да избалансира „физичка баријерна својства“ и „пропустљивост филма“. И превише танки и превише дебели филмови ће ослабити ефекат очувања и чак изазвати негативне проблеме. Конкретна зависност може се анализирати из три димензије: „превише танко, одговарајуће и превише дебело“, а основна логика може се објаснити у комбинацији са карактеристикама воћа и поврћа и сценаријима примене:

I. Основни принцип: Дебљина треба да избалансира „баријерна својства“ и „пропустљивост“

Суштина очувања филма ПВП је „умерена заштита“: мора спречити губитак воде и продирење спољашњег кисеоника кроз густу структуру (одлажући испаравање, дисање и оксидацију), а истовремено задржати одређени степен пропустљивости за ваздух (омогућавајући воћу и поврћу да нормално ослобађају угљен-диоксид и избегавају анаеробно дисање). Стога је „одговарајућа дебљина“ кључ за постизање ове равнотеже, обично у микрометарском (μм) опсегу (конкретна вредност варира у зависности од врсте воћа и поврћа, генерално између 1 и 5 μм).

II. Утицај различитих интервала дебљине на ефекат очувања

1. Филм је превише танак (обично < 1 μм, или слој филма је прекидан): ефекат очувања је значајно недовољан

Када дебљина PVP мембране не достигне критичну вредност „непрекидне густе мембране“, структура мембране је склона формирању пора, пукотина или локалних недостатака, што доводи до отказивања функције очувања језгра. Конкретно, то се огледа у:

· Лоше баријерне карактеристике, вода и кисеоник лако пролазе:

Поре у филму узрокују брзо испаравање унутрашње влаге из воћа и поврћа (на пример, краставци и зелен лубеница вену у року од 1-2 дана), док велика количина спољашњег кисеоника улази, убрзавајући дисање (трошење шећера и појава безвкусног укуса) и реакције оксидације (губитак витамина Ц и потамњивање коже, као што је брза промена боје јабуке након исецкања), значајно скраћујући рок трајања.

Филм има слабу адхезију и склон је одвајању и отказивању.

Када је филм превише танак, површина везивања са кожом воћа и поврћа је мала, а ефекат водоничне везе слаб. Током транспорта, прања или благог ширења и скупљања самог воћа и поврћа (као што је деформација коже услед флуктуација температуре током складиштења), филм је склон пуцању и одвајању, губећи своју континуирану заштитну функцију.

За листно поврће (као што је купус), ако је дебљина филма мања од 0,8μm, стопа губитка масе након 3 дана складиштења може достићи више од 15% (око 20% у необрађеној групи, док је само 8% у групи са одговарајућом дебљином филма), па предност чувања није очигледна.

2. Оптимална дебљина филма (обично 1-5μm, континуирана, густа и контролабилна пропустљивост): максимизира ефекат чувања

PVP folija u ovom rasponu debljine istovremeno može zadovoljiti zahteve „efikasnog barijera“ i „sigurne prozračnosti“, što predstavlja optimalno stanje efekta konzervacije. Konkretni prednosti uključuju:

· Vrlo efikasno zadržavanje vode, održavajući svežinu i soc voća i povrća:

Neprekidna i gusta folija može značajno smanjiti stopu isparavanja vode. Na primer, naranže tretirane PVP folijom debljine 2μm imaju gubitak mase od samo 5% do 8% nakon 20 dana skladištenja (15% do 20% u netretiranoj grupi) i mogu dugo zadržati elastičnu kožicu i sočnu pulpu.

· Umerena izolacija kiseonika radi usporavanja disanja i oksidacije:

Sloj folije može smanjiti koncentraciju kiseonika oko epidermisa (sa 21% u vazduhu na 5%-10%), što ne samo usporava potrošnju šećera i organskih kiselina disanjem (na primer, paradajz i dalje zadržava kiselo-slatki ukus nakon skladištenja), već takođe smanjuje oksidativni gubitak vitamina C i karotenoida (na primer, stopa zadržavanja vitamina C kod zelenog paprike je za 15%-25% viša u odnosu na grupu bez tretmana).

· Propustljiv i kontrolisan, izbegava rizik od anaerobnog disanja:

Иако је мембрана величине микрона густина, ипак има трагове пора (или микрозазоре у PVP молекулском ланцу), који омогућавају да се угљен-диоксид који настаје због дисања воћа и поврћа споро испушта, чиме се избегава анаеробно дисање изазвано „потпуним запечативањем“ (што доводи до стварања алкохола и ацеталдехида, узрокујући непријатне мирисе код воћа и поврћа и труљење воћке. На пример, анаеробно дисање код јагода може изазвати мирис попут „вина“ и убрзати развој плесни).

Након што су јабуке третиране PVP филмом дебљине 3μm, стопа задржавања чврстоће након 30 дана складиштења достигла је 80% (само 60% у нетретираној групи), без укуса алкохола, са текстуром која је близу текстури свеже бербених јабука.

3. Превелика дебљина филма (обично > 5μm, или слагање више слојева филма): ефекат очувања се смањује, а може чак доћи и до погоршања квалитета

Када дебљина PVP филма премаши одговарајући опсег, „дефект пропуштања ваздуха“ филма ће постати главни проблем и уместо тога оштетити квалитет воћа и поврћа. Конкретни проблеми укључују:

· Нагли пад пропусности за ваздух, што изазива анаеробно дисање:

Превелика дебљина филма значајно ће блокирати канале за вентилацију, услед чега је тешко да кисеоник уђе, а угљен-диоксид изађе. Као резултат тога, формира се средина са „низким нивоом кисеоника и високим нивоом угљен-диоксида“ унутар воћа и поврћа, што покреће анаеробно дисање. На пример, ако је дебљина филма на јагодама већа од 6μm, садржај производа анаеробног дисања (алкохол) може достигнути више од 0,3% након 5 дана чувања (мање од 0,1% у групи са одговарајућом дебљином), са израженим мирисом сличним мирису вина, меком текстуром и повећаном стопом труљења.

Физички текстурни слој филма је очигледан, што утиче на искуство једења:

Превелика дебљина PVP филма (посебно када је већа од 8μm) може створити благи осет „лиепљиве“ или „восане“ текстуре на површини воћа и поврћа (мада PVP сам по себи нема мирис, може се опипати када се дебљина накупи), чиме уништава оригиналну текстуру коже воћа и поврћа (на пример глатки осећај цитрусове коре и храпаву текстуру јабуке).

· Повећани трошкови + ниска ефикасност сушења, недостатак практичности:

Дебели филмови захтевају више PVP сировина (када се дебљина филма удвостручи, потрошња PVP-а се повећа око 1,8 до 2,2 пута), а време сушења је значајно продужено (на пример, 5μm филмови направљени методом квања морају се сушити 2 до 3 сата, а 10μm филмови 5 до 6 сати), што повећава производно време и трошкове. Уз то, продужено сушење може довести до губитка сопствене влаге воћа и поврћа (што узрокује супротан ефекат закључавања воде који филм треба да има).

Након што су брескве третиране PVP филмом дебљине 8μm и чуване 10 дана, стопа гнијења достигла је 20% (само 5% у групи одговарајуће дебљине), а кожа је имала изражен лепљив осет, због чега је смањена прихвата код потрошача.

III. Кључни фактори који утичу на „одговарајућу дебљину“ (потребно динамичко подешавање)

„Одговарајућа дебљина“ PVP филма није фиксна вредност и мора се прилагођавати карактеристикама воћа и поврћа и процесу примјене. Основни утицајни фактори укључују:

1. Карактеристике коже воћа и поврћа:

Воће и поврће са дебелом кожом и малим стомима (као што су јабуке и цитрусно воће): Могу да поднесу нешто дебље филмове (3-5μm). Због лоше пропустљивости коже према ваздуху, дебели филмови неће превише утицати на општу пропустљивост.

За воће и поврће са танким кожицама, великим стоматима или длакавим површинама (као што су јагоде и бресква): Потребна је тања филмска заштита (1-2μm) како би се спречило блокирање стомата или притисак на длаке, што може довести до оштећења кожице и гнијења.

2. Процес наношења:

o метод квања: Тешко је прецизно контролисати дебљину филма. Филм може постати превише дебел због предугог времена квања (нпр. > 10 минута) или превише високе концентрације PVP-а (нпр. > 0,5%). Потребно је ускратити време квања (5-8 минута) или смањити концентрацију (0,1-0,3%).

o метод прскања (нпр. ултразвучно прскање): Дебљина филма се може прецизно контролисати регулацијом притиска прскања (0,2-0,4MPa) и растојања млазнице (15-20cm), чиме је лакше постићи одговарајући опсег од 1-3μm.

3. Услови складиштења:

У срединама са високом температуром и влажношћу (као што је складиштење при нормалној температури током лета): потребан је нешто тањи филм (1-2μm) како би се побољшала пропустљивост за ваздух и спречило накупљање угљен-диоксида.

У срединама са ниском температуром и влажношћу (као што је ланцирано хлађење на 0-4℃): филм може бити нешто дебљи (3-4μm), јер ниске температуре успоравају процес дисања, а дебљи филм боље задржава воду (губитак воде је већи у срединама са ниском влажношћу).

IV. Како контролисати „одговарајућу дебљину“ у практичној примени

1. Подешавање преко повезивања концентрације ПВП-а и параметара процеса:

Концентрација o је основа: 0,1%-0,4% PVP раствор (што одговара претходно поменутој оптималној концентрацији), у комбинацији са конвенционалним уронањем (5-8 минута) или прскањем (притисак 0,3MPa), обично може формирати одговарајућу дебљину филма од 1-3μm. Ако је потребан дебљи слој (на пример, код цитруса), концентрација се може повећати на 0,3%-0,5%, али истовремено треба скратити време квашења.

2. Проверите дебљину помоћу метода детекције

У индустрији се често користе „мерачи дебљине филма“ (на пример, ласерски мерачи дебљине) како би се директно измерила дебљина филма, или да би се индиректно одредила преко „покушаја са губитком тежине“ – ако је почетни губитак тежине током складиштења мањи од 1% дневно и ако нема знакова анаеробне респиранције (мирис алкохола), онда је дебљина у основи одговарајућа.

3. Спровести тестове са градијентима за одређено воће и поврће:

За нове сорте воћа и поврћа (као што су боровнице и вишње), прво треба испробати три градијента дебљине: 1μм, 2μм и 3μм. Треба пратити стопу губитка тежине, интензитет респирације и стопу гнијења у временском периоду од 7 до 10 дана, а затим изабрати дебљину са најбољим комбинованим показатељима.

РЕЗИМЕ

Кључна веза између дебљине формиране PVP фолије и ефекта очувања воћа и поврћа је „равнотежа баријере и пропустљивости за ваздух“:

· Превише танко → Неуспех баријере, кратак рок трајности;

· Прикладно (1-5μм) → Кombинује задржавање воде, изолацију кисеоника и проветравање, максимизујући ефекат очувања;

· Превелика дебљина → Недовољна пропустљивост за ваздух, изазива анаеробну респирацију и погоршавање квалитета.

У пракси је неопходно комбиновати врсту воћа и поврћа, процес и услове складиштења, регулисати дебљину кроз „концентрацију + процес“ и проверити кроз претходне експерименте, како би се постигао најбољи ефекат очувања.