食品加工技术冷冻保藏gu

食品加工技术冷冻保藏gu 本章的主要内容及重点: 本章的主要内容及重点: 食品低温保藏的基本原理 ——低温保藏原理以及不同低温条件下影响食 品贮藏的主要因素 食品的冷藏 ——不同食品原料在冷藏过程中的控制方法和 特点，冷藏对食品品质的影响 食品的冻藏 ——冻结过程及其规律、冻结速度和解冻速度 对冻藏食品品质的影响，冰结晶与食品品质的关 系，冻结和冻藏所引起的食品品质的变化 食品的低温处理与保藏: 食品的低温处理与保藏: 冷藏制品( 1?--10?) 冷藏制品(-1?--10?) --10? 18?) 冻藏制品 (<-18?) 冷冻食品消费种类分布(万吨) 冷冻食品消费种类分布(万吨) 水产类 畜禽类 果蔬类 调理食品 合计 美国 110 299 751 405 86 490 255.8 117 1650 957 215 欧共体 113.3 182.9 10 2 日本 冷冻保藏的优越性: 与罐藏比，不经高温处理保持着食品原有品质; 与干藏比，具有较好的复原性; 与化学保藏比，食品内无任何残留添加剂; 与生物化学法比，较多地保留了食品的固有成 分。 冷冻保藏能最大程度地保持食品的新鲜度、营 养价值和原有风味。 结论:冷冻保藏是对食品品质影响最小的，安 全性高的保藏方法。 冷冻保藏的发展: 天 然 冰 雪 —— 已 醚 制 冷 剂 —— 氨 制 冷 剂——制冰再用冰保藏食品——氨吸收 式冷冻机直接冻藏(冰箱)——液态氨、 液态氟里昂、液态二氧化碳直接喷洒制 冷装置(深冷程度)。 对农业和商业的发展有巨大的影响，离 开了机械冷冻运输过程，全球范围内有 关易腐食品的贸易就无法展开。 冷藏技术的发展打破了食品供应的季节 性。 冷藏与冻藏的差别: 冷藏——保藏温度高于冰点，在16~-2oC之间。 主要用于贮藏水果、蔬菜、禽蛋类食品，或短 期贮藏畜、禽、肉、鱼等。 冻藏——在保藏温度下，食品处于冻结状态，18oC或更低。 差别:微生物具有不同的活性。 大多数食品腐败菌在10oC以上生长旺盛，但有 些微生物在0oC以下仍能生长，只要体系中有 非冻结水。 食品冷冻保藏就是利用低 温以控制微生物生长繁殖和酶 活动的一种方法。 冷冻食品具有营养、方便、卫生和经济等特点， 是50、60年代发展起来的新型加工食品。它70 年代迅速发展，80年代在世界上普及，成为发 展最迅速的食品产业，到90年代，冷冻方便食 品的产量和销量在有的发达国家如美国已占全 部食品的50%以上，逐步取代罐头食品的首要 地位，跃居加工食品榜首。 目前世界冷冻食品总产量已经超过5000 万吨，人均消费约10公斤。发达国家的 冷冻食品已形成规模化的工业生产，在 市场上普及，成为消费者生活中不可缺 少的食品。发展较快的国家有美国，欧 共体13国，日本和澳大利亚等国。 我国冷冻食品的发展较晚，70年代初开始上海 生产速冻蔬菜和点心，80年代国内冷冻小包装 分割肉、禽、水产和速冻点心等产品出口与内 销陆续增加。 特别是90年代以来，应超市发展的需要，冷冻 食品迅速发展，企业数和生产规模成倍增加。 目前，全国有冷冻食品企业1000余家，产量约 300万吨，品种发展到100余种。 随着我国经济发展，城镇化趋势加速，消费者 对方便食品需求日益增加，食品工业开始重视 方便食品开发，上海、天津、宁波、青岛、大 连、广州相继成立冷冻食品专业公司，从事冷 冻方便食品的生产和内外销，产量大增，品种 也从传统的分割肉、禽、水产及传统中式点心、 速冻水饺、包子、汤圆、烧卖等扩展到冷冻方 便主食、各种菜肴、预制主副食及各类小吃等 等。 第一节 食品低温保藏的基本原理 一、低温对生化反应速度的影响 反应速率随温度的变化可用温度商数Q 示: 反应速率随温度的变化可用温度商数Q10表示: Q10= Kt10/Kt 式中: 温度t 式中:Kt,温度t时的反应速度 温度为10? 10?时的反应速度 Kt10,温度为10?时的反应速度 温度商数Q10表示温度每升高10?时反应 速度所增加的倍数。 低温保藏的目的是抑制反应速度，所以 温度商数越高，低温保藏的效果就越显 著。 二、低温对微生物的影响 任何微生物都有一定正常生长和 繁殖的温度范围。温度越低， 繁殖的温度范围。温度越低，它们 的活动能力也越弱。 的活动能力也越弱。 温度下降，酶活性随之下降，物质代谢减缓， 温度下降，酶活性随之下降，物质代谢减缓， 微生物的生长繁殖就随之减慢。 微生物的生长繁殖就随之减慢。 由于各种生化反应的温度系数不同， 由于各种生化反应的温度系数不同，降温破 坏了原来的协调一致性， 坏了原来的协调一致性，影响微生物的生活 机能。 机能。 降温时，微生物细胞内原生质粘度增加， 降温时，微生物细胞内原生质粘度增加， 胶体吸水性下降，蛋白质分散度改变， 胶体吸水性下降，蛋白质分散度改变， 还可能导致不可逆性蛋白质变性， 还可能导致不可逆性蛋白质变性，从而 破坏正常代谢。 破坏正常代谢。 冷冻时介质中冰晶体的形成会促使细胞 内原生质或胶体脱水， 内原生质或胶体脱水，使溶质浓度增加 促使蛋白质变性。 促使蛋白质变性。同时冰晶体的形成还 会使细胞遭受机械性破坏。 会使细胞遭受机械性破坏。 1. 低温与微生物的关系 (1)任何微生物都有一定的正常生长和繁殖的 温度范围。温度越低，它们的活动能力也越弱。 故降温就能减缓微生物生长和繁殖的速度。 温度降低到最低生长点时，它们就停止生长并出现 死亡。 根据微生物的适宜生长温度范围可将微生物分为三 大类，嗜热菌、嗜温菌和嗜冷菌。在低温贮藏的实 际应用中，嗜温菌、嗜冷菌是最主要的。 对于引起食品腐败和食物致毒的嗜温菌，在低 于3 ?情况下即不产生毒素，个别菌种例外。 对于嗜冷菌，一般在,10,,12 ?时停止生长。 酵母与霉菌的生长受温度影响情况与细菌相似。 最低生长温度:细菌为,5,,10 ? ;酵母为 ,10,,12 ? ;霉菌为,15,,18 ? 。 ,12 ?以下即可长期贮藏冻结食品。 在实际工作中，不能指望利用冻结低温对污染 食品进行杀菌。 (2)长期处于低温中的微生物能产生新的 适应性，这是长期低温培育中自然选育 后形成了多少能适应低温的菌种所得的 结果。 这种微生物对低温的适应性可以从微生 物生长时出现的滞后期缩短的情况加以判断。 2. 低温导致微生物活力减弱和死亡的原因 微生物的生长繁殖是和活动下物质代谢 的结果。因此温度下降，酶活性随之下 降，物质代谢减缓，微生物的生长繁殖 就随之减慢。 在正常情况下，微生物细胞内总生化变 化是相互协调一致的。但降温时，由于 各种生化反应的温度系数不同，破坏了 各种反应原来的协调一致性，影响了微 生物的生活机能。 3. 影响微生物低温致死的因素 (1)温度 冰点以上: 冰点以上:微生物仍然具有一定的生长 繁殖能力， 繁殖能力，虽然只有部分能适应低温的 微生物和嗜冷菌逐渐增长， 微生物和嗜冷菌逐渐增长，但最后也会 导致食品变质。 导致食品变质。 -8,-12?，尤其 ,-5?(冻结温 , ? 尤其-2, ? )，微生物的活动会受到抑制或几乎 度)，微生物的活动会受到抑制或几乎 全部死亡。 全部死亡。 当温度急剧下降到-20,-30?时，所有 , 当温度急剧下降到 ? 生化变化和胶体变性几乎完全处于停顿 状态. 状态 (2)降温速度 冻结前，降温越快，微生物的死亡率越大。 冻结时，缓冻将导致大量微生物死亡，而 速冻则相反。 (3)结合状态和过冷状态 ) 急速冷却时， 急速冷却时，如果水分能迅速转化成过冷状 避免结晶形成固态玻璃体， 态，避免结晶形成固态玻璃体，就有可能避免 因介质内水分结冰所遭受的破坏作用。 因介质内水分结冰所遭受的破坏作用。 微生物细胞内原生质含有大量结合水分时， 微生物细胞内原生质含有大量结合水分时， 介质极易进入过冷状态，不再形成冰晶体， 介质极易进入过冷状态，不再形成冰晶体，有 利于保持细胞内胶体稳定性。 利于保持细胞内胶体稳定性。 (4)介质 ) 高水分和低pH值的介质会加速微生物 高水分和低 值的介质会加速微生物 的死亡，而糖、 蛋白质、胶体、 的死亡，而糖、盐、蛋白质、胶体、脂 肪对微生物则有保护作用。 肪对微生物则有保护作用。 (5)贮存期 ) 低温贮藏时微生物一般随贮存期的增长 而减少;但贮藏温度越低，减少量越少， 而减少;但贮藏温度越低，减少量越少， 有时甚至没减少。 有时甚至没减少。 贮藏初期微生物减少量最大， 贮藏初期微生物减少量最大，其后死亡 率下降。 率下降。 冻制食品中病原菌控制问题: 冻制食品并非无菌，因而就有可能含病原菌， 如肉毒杆菌、金黄色葡萄球菌、肠球菌、溶血 性链球菌、沙门氏菌等，因此病原菌的控制是 一个重要问题。 肉毒杆菌对低温有很强的抵抗力。 能产生肠毒素的葡萄球菌也常会在冻制蔬菜中 出现，但若将解冻温度降低至4.4~10?，则无 毒素出现。 三、低温对酶的影响 低温降低了生物化学反应的速度， 低温降低了生物化学反应的速度，但并未 使酶的活性消失。 使酶的活性消失。 某些脂酶甚至在, C时还能起催化作用 时还能起催化作用， 某些脂酶甚至在,29oC时还能起催化作用， 产生游离脂肪酸。 产生游离脂肪酸。 对于某些冷冻食品， 对于某些冷冻食品，必要时查在冷却前进 行预煮处理，使食品中的酶钝化。 行预煮处理，使食品中的酶钝化。 低温可抑制酶的活性，但不使其钝化。 低温可抑制酶的活性，但不使其钝化。故 冻制品解冻后酶将重新活跃，使食品变质。 冻制品解冻后酶将重新活跃，使食品变质。 温度越低和贮藏期越长的规律并不是对所有原 料都适用。 有些原料会产生生理性伤害，如马铃薯、香蕉、黄瓜 等。 由于冷冻或冷藏不能破坏酶的活性，冻制品解 冻后酶将重新活跃，使食品变质。 有些速冻制品为了将冷冻、冻藏和解冻过程中食品内 不良变化降低到岁低限度，会采用先预煮，破坏酶 活性，然后再冻制。 第二节 食品的冷藏 冷藏是将食品温度降低到接近冰点 而不冻结的一种食品保藏方法。 而不冻结的一种食品保藏方法。冷藏温 度一般为15?， 8?则为常用 度一般为-2,15?，而4,8?则为常用 的冷藏温度。 的冷藏温度。此冷藏温度的冷库通常称 为高温库。 为高温库。 冷藏制品是否能成功地推向消费者除了 本身质量以外，最重要的是冷藏链是否 完善。冷藏链涉及到冷冻设备、高温库、 冷冻运输及冷柜零售。特别是一些低酸 性食品如新鲜或低温预煮的肉制品(如 西式火腿)、比萨饼、未包装的面团等， 它们极易被致病菌污染，因此必须在严 格控制的条件下制造、储藏和运输、销 售。 一、冷却方法 接触冰冷却法 空气冷却法 水冷法 真空冷却法 人们根据食品的种类及冷却要 求的不同，选择其适用的冷却 方法。 1.接触冰冷却 接触冰冷却 这种冷却效果是靠冰的融解潜热(约 334720 kJ/kg)。 用冰直接接触，从产品中取走热量，除 了有高冷却速度外，融冰可一直使产品 表面保持湿润。 这种方法经常用于冷却鱼、叶类蔬菜和 一些水果，也用于一些食品如午餐肉的 加工。 食品冷却的速度取决于食品的种类和大 小、冷却前食品的原始温度、冰块和食 品的比例以及冰块的大小 食品冷却时的 用冰量可以根据食品放热量进行推算。 食品的原始温度、气候状况、运输距离、 冷却方法，以及对食品质量的要求等在 确定用冰量时都是必须考虑的因素。 2. 空气冷却法 降温后的冷空气作为冷却介质流经食品 时吸取其热量，促使其降温的方法称为 空气冷却法。 在应用空气冷却时，主要 的空气参数是温度、速度和相对湿度。 温度视食品的具体要求而定 相对湿度因种类、是否有包装而异 在食品无包装的情况下，因为存在干耗问题， 空气的相对湿度应当尽可能高。 风速一般1.5~5.0m/s。 空气冷却法中的热交换速率是随着风速的提 高而增加的，但动力消耗也与风速成正比， 所以高风速所需要的动力明显增加。虽然产 品表面传热系数只与风速成正比，但厚的产 品因为有较高的占控制地位的内部热阻，所 以冷却时单纯强调提高风速未见得能奏效， 故一般风速不大于2-3米/秒。 空气冷却一般适合于冷却果蔬、肉及其 制品、蛋品、脂肪、乳制品、冷饮半制 品及糖果等。 为了抑制霉菌，必要时冷却前或冷却时 可在设施中进行果蔬烟熏。 冷空气降温方法 C C 机械制冷 冰冷 3. 水冷法 冷水冷却是通过低温水将需要冷却的食品冷却到指定 温度的方法。 冷水冷却比空气冷却有一些重要的优点，如避免干耗， 冷却速度快得多，需要的空间减少，对于某些产品， 成品质量较好。 但是大多数产品不允许用冷水冷却，因为外观会受到 损害，同时冷却以后难以储藏。 冷水冷却通常用于禽类、鱼类、某些水果和蔬菜。 冷却水中的微生物可以通过加杀菌剂如含氧化合物的 方法进行控制。 4.真空冷却 真空冷却 真空冷却的依据是水在低压下蒸发时要吸取汽化潜热 (约2520kJ/kg)，并以水蒸汽状态，按质量传递方式 转移此热量的，所蒸发的水可以是食品本身的水分， 或者是事先加进去的。 汽化要求使水沸腾。因为在常压下水的沸点是100?， 低的沸腾温度只有用抽真空的办法才能取得。 这种方法主要用于叶类蔬菜和蘑菇。消毒牛奶和烹调 后的土豆丁的瞬间冷却也要靠真空冷却。 这种方法是目前所有冷却方法中最迅速的。 二、影响冷藏效果的因素 C C C C C C 制品种类 加工时微生物去除的程度及酶失活的程度 加工及包装时的卫生控制状况 包装的阻隔能力 运输、储藏及零售时的温度状况 冷却方法 1.影响新鲜制品冷藏效果的因素 1.影响新鲜制品冷藏效果的因素 食品原料的种类、 食品原料的种类、生长环境 制品收获后的状况 运输、储藏及零售时的温度、 运输、储藏及零售时的温度、湿度状况 冷却方法及冷藏工艺条件(贮藏温度、 冷却方法及冷藏工艺条件(贮藏温度、 空气相对湿度、空气流速) 空气相对湿度、空气流速) 2.影响加工制品冷藏效果的因素 影响加工制品冷藏效果的因素 制品的种类及冷却方法 加工时微生物去除的程度及酶失活的程度 加工及包装时的卫生控制状况 包装的阻隔能力 运输、 运输、储藏及零售时的温度状况 冷藏条件(贮藏温度、相对湿度、流速) 冷藏条件(贮藏温度、相对湿度、流速) 冷藏工艺条件: 贮藏温度 C C C 贮藏温度是冷藏工艺中最重要的因素。 食品的贮藏期是贮藏温度的函数。 冷藏室的温度必须严格控制。任何温度变化 都有可能对食品造成不良后果。 空气相对湿度 C C 冷藏室内空气中水分含量对食品的耐藏性有 直接的影响。 冷藏时适宜的湿度。 三、食品冷藏时的变化 食品在冷却冷藏时，由于植物性食品、动物性 食品及加工制品的性质不同，组成成分不同， 所以发生的变化也不一样。其变化程度与冷却 方法、冷却温度、食品的种类、成分等都有关。 所有变化除了肉类在冷却储藏过程中的成熟作 用外，其他均会使食品的品质下降。当然采取 一定的措施可以减缓变化速度。比如采用合适 的包装，对易于变化的新鲜果蔬及新鲜鱼肉类 制品采用冷藏结合气调储藏等。 1.水分蒸发 食品在冷却时，不仅食品的温度下降， 而且食品中所含汁液的浓度增加，表面 水分蒸发，出现干燥现象。 当食品中的水分减少后，不但造成重量 损失(俗称干耗)，而且使水果、蔬菜类食 品失去新鲜饱满的外观。 表4-4 水果蔬菜的水分蒸发特性 水分蒸发特性 A型(蒸发量小) B型(蒸发量中等 ) C型(蒸发量大) 水果蔬菜的种类 苹果、橘子、柿子、梨、西瓜、葡萄(欧洲 种)、马铃薯、洋葱 白桃、李子、无花果、番茄、甜瓜、莴苣、 萝卜 樱桃、杨梅、龙须菜、葡萄(美国种)、叶菜 类、蘑菇 表4-5 冷却及贮藏中食肉胴体的干耗 时间 12小时 小时 24小时 小时 36小时 小时 48小时 小时 8天 天 14天 天 牛(%) 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 小牛(%) 小牛 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.6 羊(%) 2.0 2.5 3.0 3.5 4.5 5.0 猪(%) 1.0 2.0 2.5 3.0 4.0 5.0 2.冷害 在冷却贮藏时，有些水果、蔬菜的品温虽然在 冻结点以上，但当贮藏温度低于某一温度界限 时，果、蔬的正常生理机能受到障碍，失去平 衡，称为冷害。 冷害的各种现象，最明显的症 状是在表皮出现软化斑点和心部变色，像鸭梨 的黑心病，马铃薯的发甜现象都是低温伤害。 表4-6列举的是一些果、蔬冷害的界限温度与 症状。 表4-6水果蔬菜冷害的界限温度和症状 水果蔬菜冷害的界限温度和症状 种 类 香 蕉 西 瓜 黄 瓜 茄 子 界限温 度(?) 11.7-13.8 4.4 7.2 7.2 症状 果皮变黑 凹斑、风味异 常 凹斑、水浸状 斑点腐败 表皮变色、腐 败 种类 马铃 薯 番茄( ( 熟) 番茄( 生) 界限温 度(?) 4.4 7.2-10 12.313.9 症状 发甜、 褐变 软化、 腐烂 催熟果 颜色 不好、 腐烂 3.生化作用 水果、蔬菜在收获后仍是有生命的活体。 为了运输和贮存的便利，一般在收获时 尚未完全成熟，因此收获后还有个后熟 过程。在冷却贮藏过程中，水果、蔬菜 的呼吸作用，后熟作用仍能继续进行， 体内所含的成分也不断发生变化。 C 例 4.脂类的变化 冷却贮藏过程中，食品中所含的油脂会 发生水解，脂肪酸会氧化、聚合等复杂 的变化，同时使食品的风味变差，味道 恶化，出现变色、酸败、发粘等现象。 这种变化进行得非常严重时，就被人们 称之为“油烧”。 5.淀粉老化 普通的淀粉大致由20%直链淀粉和80%支链淀 粉构成，这两种成分形成微小的结晶，这种结 晶的淀粉叫β-淀粉。它在适当温度下，在水中 溶胀分裂形成均匀糊状溶液，这种作用叫糊化 糊化 作用。 作用。糊化作用实质上是把淀粉分子间的氢键 断开，水分子与淀粉形成氢键，形成胶体溶液。 糊化的淀粉又称为α-淀粉。 食品中的淀粉中以α-淀粉的形式存在。 但是在接近0?的低温范围中，糊化了的 α-淀粉分子又自动排列成序，形成致密 的高度晶化的不溶性淀粉分子，迅速出 现了淀粉的β化，这就是淀粉的老化 淀粉的老化。 淀粉的老化 老化的淀粉不易为淀粉酶作用，所以也 不易被人消化吸收。 淀粉老化作用最适水分含量。 淀粉老化作用最适温度是2,4?。 6.微生物增殖 水果、蔬菜 肉类 鱼类 在冷却贮藏的温度下 7. 寒冷收缩 四、低温气调贮藏 气调贮藏即人工调节贮藏环境中氧气及二氧化 气调贮藏即人工调节贮藏环境中氧气及二氧化 碳的比例， 碳的比例，以减缓新鲜制品的生理作用及生化 反应的速度，比如呼吸作用， 反应的速度，比如呼吸作用，从而达到延长货 架期的目的的保藏方法。 架期的目的的保藏方法。 低温气调储藏一般采用比普通冷藏更高的相 低温气调储藏一般采用比普通冷藏更高的相 对湿度( , )，这可以延缓新鲜制品 对湿度(90,95%)，这可以延缓新鲜制品 )， 的皱缩并降低重量损失。 的皱缩并降低重量损失。 目前已经商业化应用气调储藏的制品主 要有:新鲜的肉制品、鱼制品、水果及 蔬菜，焙烤制品及干酪。 第三节 食品的冻藏 冻藏是采用缓冻或速冻方法将食品 冻结， 冻结，而后再在能保持食品冻结状态的 温度下贮藏的保藏方法。 温度下贮藏的保藏方法。 常用的贮藏温度为-12, 23?， 常用的贮藏温度为-12,-23?，最 适用温度为-18?。冻藏适用于长期贮藏。 适用温度为-18?。冻藏适用于长期贮藏。 常见的冻藏方便食品，不仅有需要保持新鲜状 态的果蔬、果汁、浆果、肉、禽、水产品等， 而且还有不少预制食品，如面包、点心、冰淇 淋以及品种繁多的预煮和特种食品，膳食用菜 肴。 合理冻结和贮藏的食品在大小、形状、质地、 色泽和风味方面一般不会发生明显的变化，而 且还能保持原始的新鲜状态。 一、冻制或冻结前对原料加工的工艺要求 任何冻制食品最后的品质及其耐藏 性决定于下列各种因素: 冻制用原料的成分和性质; 冻制用原料的严格选用、处理和加工; 冻结方法; 贮藏情况。 只有新鲜优质原才能供冻制之用。 就水果来说，还必须选用适宜于冻制的 品种，有些品种不宜冻制，否则不是冻 制品品质低劣便是不耐久藏。冻制用果 蔬应在成熟度最高时采收，此外，为了 避免酶和微生物活动引起不良变化，采 收后应尽快冻制。 果蔬冻制前都应先加工处理。 就蔬菜来说，原料表面上的尘土、昆虫、 汁液等杂质被清理和清除后，还需要在 100?热水或蒸气中进行预煮，以破坏蔬 菜中原有酶的活力，因为低温并不能破 坏酶的活力，仅能减少它的活力。预煮 时大部分酶的活力破坏掉后，就可以 显 著地提高冻制蔬菜的耐藏性。 肉制品一般在冻制前并不需要特殊加工 处理。 当然，目前美国及部分欧洲国家在冻制 肉之前为了防止肉的冷收缩以提高肉的 嫩度，普遍使用电刺激手段处理。 国外，为了适应他们烹调特点和口味的 要求，牛肉一般须先冷藏进行酶嫩化处 理。不过，如果冷藏期超过6、7天以上， 这就会对冻肉制品在冻藏时的耐藏性发 生影响。 就家禽来说，试验表明，凡是屠宰后 12,24小时内冻结的，其肉质要比屠宰 后立即冻结的具有较好的嫩度。如屠宰 后超过24小时才冻结，肉的嫩度无明显 改善，而贮藏期却反而缩短。 对于预煮 的制品或一些调理制品，则采用合适包 装后，即可冻制。 二、食品的冻结及其质量 食品冻结是食品冻藏前的必经阶段，冻结技术 对冻藏品质量及其耐藏性有相当的影响。 食品的冻结或冻制就是运用现代冻结技术(包 括设备和工艺)在尽可能短的时间内，将食品 温度降低到它的冻结点(即冰点)以下预期的冻 藏温度，使它所含的全部或大部分水分，随着 食品内部热量的外散而形成冰晶体，以减少生 命活动和生化变化所必需的液态水分，并便于 运用更低的贮藏温度，抑制微生物活动和高度 减缓食品的生化变化，从而保证食品在冷藏过 程中的稳定性。 食品的冻结点: 食品的冻结点: 众所周知，水的冰点是0?，而水中溶入糖、 盐一类非挥发性物质时，冰点就会下降。 食品一般都是由动植物来源的原料制成，动植 物原料则是由大量细胞构成，在细胞中含有大 量有机物质和无机物质，包括水、盐、糖及复 杂的蛋白质、核糖核酸等，有些还溶有气体。 不仅原料如此，在加工过程中，大部分食品， 特别是预制食品，还要添加盐类、糖类、油脂 等等辅料，使食品体系更为复杂。因此，食品 的冻结点低于纯水的冰点。 当然由于水分和溶有固形物的种类及其数量各 有差异，食品的冻结点也不一样。 如肉类-1.7,-2.2?，鱼-1.0,-2.2?，蛋-1.7 -2.2 -1.0 -2.2 0.56?，葡萄-2.5,-3.9?，花生-8.3?。 这些食品在同一冻结条件下冻结时，时间就会 不同。 纯水冻结，冰点是固定不变的。 食品冻结点随水分冻结量的增加，温度 不断下降。 水分冻结量指食品冻结时它的水分转化 成冰晶体的形成量，也就是一定温度时形成 的冰晶体重量与在同一温度时食品内所含水 分和冰晶体的总重量之比(即冰晶体重量占 食品中水分总含量的比例)。 少量未冻结的高浓度的高浓度溶液只有 温度降低到低共熔点时，才会全部凝结 成固体。 食品的低共熔点大约为-55~-65?左右， 冻藏温度一般仅-18?左右，故冻藏食品 中的水分实际上并未完全凝结固化。 冻结速度: 冻结速度快或慢的划分，目前还未统一。 现通用的方法有按时间和距离两种划分 方法。 (1)按时间划分 (2)按距离划分 冻结速度有两种不同的表达方式:界面位移速 度和冰晶体形成速度。 C C 界面位移速。 冰晶体的形成速度 一般讲冻结速度以快速为好，因鱼肉肌球蛋白 在-2,-3?之间变性最大。 淀粉的老化在 +1,-1?之间进行最快，所以必须快速通过1,-5?温度区域。 所以为了保证食品的品质，应该尽可能快地通 过-1,-5?这个最高冰晶体形成温度带。 影响冻结速度的因素: C C 食品成分; 非食品成分如传热介质、食品厚度、放热系 数(空气流速、搅拌)以及食品和冷却介质 密切接触程度等 冻结速度与冰晶分布的关系: 冻结速度与冰晶分布的关系: 冻结速度快，组织内冰层推进速度大于水分移动 速度时，冰晶分布越接近天然食品中液态水的分 布情况，且冰晶的针状结晶体数量多。 大多数食品是在温度降低到-1?以下才开始冻结， -1 然而温度降低到-46?时，尚有部分高浓度的汁 液仍未冻结。 大多数冰晶体都是在-1~-4?( -1,-5? )间形 成，这个温度区间称为最高冰晶体形成阶段。 冻结速度慢，由于细胞外溶液温度低，冰晶首 先在这里产生，而此时细胞内的水分还以液相 残存着。同温度下水的蒸汽压总高于冰，在蒸 汽压作用下细胞内的水向冰晶移动，形成较大 的冰晶体且分布不均匀。水分转移除蒸汽压差 外还因动物死后蛋白质的保水能力降低，细胞 膜的透水性增强而加强。 实际上被冻物总有一定体积，冻结速度从表面 到中心明显在变慢，要保持同一冻速是困难的， 而这种由于冻速差别引起的质量变化如在允许 限度内，则冻速稍慢些也可以。 冻结不仅仅涉及把食品冻结起来这一工序，还 依赖储藏流通环节对冻结的保持。流通中温度 波动就会产生重结晶从而使冰晶变大。 这样看来似乎速冻的意义是有条件的，从提高 食品质量这一角度看，只有迅速冻结把食品冻 结体的状态牢靠地保持在-18?以下的储藏条 件下才能得到稳定的速冻食品质构，才能抑制 微生物活动、延缓生化反应，才能得到较高质 量的制品。 三、冻结方法 速冻主要有三类: 速冻 鼓风冻结——采用连续不断的低温空气在物 料周围流动; 平板冻结或接触冻结——物料直接与中空的 金属冷冻盘接触，其中冷冻介质在中空的盘 中流动; 喷淋或浸渍冷冻——物料直接与冷冻介质接 触 C 冷冻过程中物料冰晶体前沿的 运动速率 冰晶体前沿的运动速率 (cm h-1) 0.2~0.4 0.5~3.0 5.0~10.0 10~100 冷冻设备类型 冷藏 平板冻结机或鼓风冻 结机 鼓风冻结机和流化床 冻结机 液氮和干冰冻结机 冻结方法 1.速冻 速冻 ?鼓风冻结 ?平板冻结或接触冻结 ?喷淋或浸渍冷冻 组织内冰层推进速度大于水分移动 速度， 速度，冰晶分布接近天然食品中液态水 的分布，且冰晶的针状结晶体数量多。 的分布，且冰晶的针状结晶体数量多。 2.缓冻 缓冻 食品放在绝热的低温室中( 食品放在绝热的低温室中(-18,, 40?，常用 ? 常用-23,-29?)，并在静态的 , ?)，并在静态的 空气中进行冻结的方法。 空气中进行冻结的方法。 冻结时，冰晶首先在细胞外产生， 冻结时，冰晶首先在细胞外产生，而 此时细胞内的水分还以液相残存。 此时细胞内的水分还以液相残存。同温 度下水的蒸汽压总高于冰，在蒸汽压作 度下水的蒸汽压总高于冰， 用下细胞内的水向冰晶移动， 用下细胞内的水向冰晶移动，形成较大 的冰晶体且分布不均匀。 的冰晶体且分布不均匀。 速冻食品的质量总是高于缓冻食品 速冻形成的冰晶体颗粒小， 速冻形成的冰晶体颗粒小，对细胞的破坏 性也比较小; 性也比较小; 冻结时间短， 冻结时间短，允许盐分扩散和分离出水分 以形成纯冰的时间也缩短; 以形成纯冰的时间也缩短; 将食品温度迅速降低到微生物生长活动温 度以下，能及时阻止冻结时食品的分解; 度以下，能及时阻止冻结时食品的分解; 速冻时，浓缩的溶质和食品组织、 速冻时，浓缩的溶质和食品组织、胶体以 及各种成分相互接触的时间也显著缩短。 及各种成分相互接触的时间也显著缩短。 龙须菜的冻结速度与冰晶大小的关系 冻结方法 冻结温度 ? -196 -80 -18 -40 -18 冻结速度 cm/h 冰晶( ) 冰晶(μ) 厚 宽 0.5~5 18.2 12.8 163.0 544.0 长 5~15 29.2 29.7 320.0 920.0 液氮 干冰+乙醇 干冰 乙醇 10-100 10左右 左右 6左右 左右 2-4 0.08-0.2 0.5~5 6.1 9.1 87.6 324.4 盐水 平板 空气 四、冻结及冻藏对食品品质的影响 冻结食品会发生食品组织瓦解、质地改变、 乳状液被破坏、蛋白质变性等 因此，合理控制冻 制对食品品质的影响是保证冻制食品品质的重要 条件 1.冻结对食品物理性质的影响 1.冻结对食品物理性质的影响 比热下降 导热系数增加 热传导系数增加 体积增大 2.冻结对食品组织状态的影响 冻结对食品组织状态的影响 冻结对食品内溶质重新分布的影响 浓缩的危害性 冰晶体对食品的机械损伤 冷耗及干耗 冷耗及干耗 变色 解冻时的液汁损失 五、冻制品的包装和贮藏 1.包装 1.包装 采用能在-40, 50?的环境中保持柔软 的环境中保持柔软， 采用能在-40,-50?的环境中保持柔软， 不致发脆、破裂的包装材料， 不致发脆、破裂的包装材料，常用的有 EVA薄膜和线性聚乙烯等 薄膜和线性聚乙烯等。 EVA薄膜和线性聚乙烯等。 针对冻结过的果蔬包装的特点合理包装 冻鱼为抗干燥通常采用包冰衣的方法。 冻鱼为抗干燥通常采用包冰衣的方法。 冻结过的果蔬的包装特点: 冻结过的果蔬的包装特点: 冻结后产品的体积增加; 冻结后产品的体积增加; 冻结后包装的产品散装容重比事先包装的 显然要低; 显然要低; 包装材料应能抵御弱酸并不漏液体; 包装材料应能抵御弱酸并不漏液体; 易于褐变和失去香味的水果， 易于褐变和失去香味的水果，特别需要能 隔绝氧气及其它气体的材料包装; 隔绝氧气及其它气体的材料包装; 所有产品需用不透水蒸汽的材料包装。 所有产品需用不透水蒸汽的材料包装。 冻制食品的贮藏: 冻制食品的贮藏: C C 冻制四品贮藏的任务，就是尽一切可能阻止食品中 各种变化，以达到长期贮藏的目的。 食品贮藏的工艺条件如温度、相对湿度和空气流速 是决定食品贮藏期和品质的重要因素。 贮藏温度 冻藏食品的重结晶 冻藏食品的干缩 六、冻结制品的解冻 影响解冻的因素: 影响解冻的因素: 动物组织宰后的成熟度 冻藏温度? 冻藏温度 冻藏温度? -1~-5 冻结方法 -3~-9 解冻速度 -19 肉汁损耗量, 肉汁损耗量, 12~17 8 3 -20?冻结的肉块在不同温度中冻藏3天 20?冻结的肉块在不同温度中冻藏3 冻结的肉块在不同温度中冻藏 后，在空气中缓慢解冻时肉汁的损耗量 大部分食品冻结时，或多或少会有水分从细胞 内向细胞或纤维间的间隙内转移，为此，尽可 能恢复冻结前水分在食品内的分布状况是解冻 过程中的重要课题。若解冻不当，极易出现严 重的食品汁液流失。 影响解冻的因素: (1) 缓慢冻结的食品经过长期冻藏后，在 解冻时就会有大量的水分析出。 表:不同温度的空气中冻结的肉块在20?空气 中解冻时肉汁损失 冻结温度(?) -8 -20 -43 肉汁损耗量(原重中 所占的百分率) 11 6 3 (2) 冻藏温度对解冻肉汁损耗量也有影响。 表:-20?时冻结的肉块在不同温度中冻藏3天后， 在空气中缓慢解冻时肉汁损耗量 冻藏温度(?) -1~-5 -3~-9 -19 肉汁损耗量(原重中 所占的百分率) 12~17 8 3 长期在不良条件下冻藏的冻制品解冻后，汁液流失量可达原重的1516% (3) 动物组织宰后的成熟度(pH)在解冻时对汁液流失有很大影响 C 肉蛋白的等电点为5.4，越接近等电点，汁液损失越 大 C 表 pH对肉汁液流失的影响 试样性质 肉的水提 Kg/cm2压力下肉馅的汁 取液的 液流失(在原重所占百分 pH 率) 5.6 9.8 5.9 8.8 屠宰24小时后 冻结 屠宰72小时后 冻结 解冻速度对肉汁损失也有影响: 缓慢解冻，汁液损失少; 不过缓慢解冻也存在着浓缩危害、微生物繁殖、 品质下降等不利因素; 解冻时温度的提高以及低温食品遇高温、高湿 空气以致它表面上有冷凝水出现，都将会加剧 微生物的生长活动，加速生化反应; 国外已有良好的迅速解冻技术，不但有效地缩 短了解冻时间，而且也消除了微生物生长活动 的可能性。 解冻方法 以提供热量的方式分: 以提供热量的方式分: ?预先加热到较高温度的外界介质向食品 表面传递热量， 表面传递热量，而后热量再从食品表面 逐渐向食品中心传递。,热传导、 。,热传导 逐渐向食品中心传递。,热传导、对流 ?高频或微波场中食品内部各个部位上同 高频或微波场中食品内部各个部位上同 时受热。 时受热。 从外界介质和食品热交换的方式分: 从外界介质和食品热交换的方式分: C C C C 空气解冻法:又分0~4?缓慢解冻、 15~20?迅速解冻以及25~40?空气蒸汽混 合介质解冻。 水或盐水解冻法:用4~20?水或盐水介质 浸没式或喷淋式解冻法 。 在冰块中的解冻法 。 在加热金属面上的解冻法。 零售包装的水果应当在不敞开的容器中解冻，可在冰 箱中用3,5?的温度解冻6,12小时，也可以在空气中 解冻3,6小时，在0,10?的温度范围内可以获得最好 的外观、质地和最好的风味。 如果将冻水果缓慢解冻并达到室温，这些水果可能溃 烂，顶层可能变色并缺原有风味，尤其是在事先打开 的容器中更是如此。 未加糖的水果可以撒上糖，或浸泡在糖浆中，放在一 个有盖的容器内解冻。这不仅可缩短解冻时间，而且 明显增进了水果风味，容易褐变的水果可以在0.1, 0.5%抗坏血酸的溶液中或在糖浆中解冻。也可推荐真 空蒸汽解冻。 至于冻结蔬菜，如果不经解冻就烹煮，大多数能保持 较大体积、较好形态和质地。大多数冻结蔬菜所需要 的烹调时间比相应的新鲜蔬菜少三分之一，烹调时应 尽可能少加水。 解冻对136kg全蛋冻制品内微生物的影响 解冻对136kg全蛋冻制品内微生物的影响 136kg 解冻方法 26.7?空气解冻 21.1?空气解冻 7.2?空气解冻 16.6?流水解冻 21.1? 流水解冻 15.6?搅拌水解 冻 微波加热解冻 解冻需时 解冻时微生物增量 (h) (%) 23 1000 36 750 63 225 15 250 12 300 9 40 15min 几乎没有