第二章-食品的低温处理与保藏课件.ppt

Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,03-,*,Click to edit Master title style,第二章 食品的低温处理与保藏,畜产品加工系,杜鹏,rocgin,食品楼413,Tel:[phone],1,Contents,食品在低温保藏中的品质变化,2,食品解冻技术,4,食品低温保藏的概念和分类,3,1,食品低温保藏技术,3,3,食品的冷链流通,3,5,2,古代：天然制冷延缓食品的腐败变质；,1875年出现人工制冷，迅速发展；,19世纪下半期，出现鱼、肉、禽；,1930年，Birdseye Clarence和Tressler D.K.）冻制或速冻蔬菜；,1973年，引进螺旋式速冻装置，,20世纪80年代后，引进速冻设备，速冻食品的品种和产量开始较大幅度地增加。,目前我国冷冻食品的总产量已达800-1000万吨。,2.1 食品低温保藏的概念和分类,3,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。,美国,58,欧盟,24.5,日本,15.24,台湾,15,部分国家和地区冷冻方便食品年人均消费量,2.1 食品低温保藏的概念和分类,4,水产类,畜禽类,果蔬类,调理食品,合计,美国,110,299,751,490,1650,欧盟,113.3,182.9,405,255.8,957,日本,10,2,86,117,215,冷冻食品消费种类分布(万吨),2.1 食品低温保藏的概念和分类,5,世界冷冻食品产品品种结构图,2.1 食品低温保藏的概念和分类,6,2.1 食品低温保藏的概念和分类,9,一、食品低温保藏概念,利用低温技术将食品温度降低并为此食品在低温（冷却或冻结）状态，以阻止食品腐败变质，延长食品保存期。,低温保藏不仅可以用于新鲜食品物料的保藏，也可用于食品加工品、半成品的贮藏。,2.1 食品低温保藏的概念和分类,10,二、食品低温保藏的分类,食品低温保藏可分为两大类：,冷藏（cold storage）：,在高于食品物料冻结点的温度下进行保藏，其温度范围一般为,-215,，常用,48,。贮藏期为几天到数周，冷藏库又叫“高温（冷）库”,Cooling：,-215,，植物性食品；,Chilling：,-22,，动物性食品。,冻藏（frozen storage）：,食品物料在冻结的状态下进行的贮藏。一般冻藏温度范围为,-30-12,，常用,-18,。适合长期贮藏，贮藏期为十几天至几百天。冷藏库一般标为“低温（冷）库”。,2.1 食品低温保藏的概念和分类,11,2.1 食品低温保藏的概念和分类,12,2.1 食品低温保藏的概念和分类,三、冷冻食品的特点,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。,13,一、水分蒸发（干耗）,二、汁液流失,三、冷害,四、寒冷收缩,五、蛋白质冻结变性,六、脂肪的酸败,七、蛋黄的凝胶化,八、冰晶生长和重结晶,九、冷冻食品的变色,十、淀粉老化,十一、移臭（串味）,2.2 食品在低温保藏中的品质变化,14,2.2 食品在低温保藏中的品质变化,一、水分蒸发(干耗),食品在低温保藏(包括冷藏和冻藏)过程中，其水分会不断向环境空气蒸发而逐渐减少，导致重量减轻。这种现象就是水分蒸发，俗称“干耗”。,15,（一）干耗的机理,干耗是由食品表面与其周围空气之间的水蒸气压差来决定的，压差越大，则单位时间内的干耗也越大；,单有水蒸气压差的存在，干耗还不会产生。只有供给足够的热量才能使水蒸发或使冰晶升华。,2.2 食品在低温保藏中的品质变化,16,干耗的过程：,当食品吸收了蒸发潜热或升华潜热之后，水分即蒸发或者冰晶即升华形成水蒸气，并且在水蒸气压差的作用下向空气转移，吸收了水分的空气由于密度变轻而上升，与蒸发器接触，水蒸气即被凝结成霜。脱湿后的空气由于密度变大而下沉，再与食品接触，重复上述过程。如此循环往复，使食品的水分不断丧失，重量不断降低。,2.2 食品在低温保藏中的品质变化,17,（二）干耗的方式,自由干耗,：无包装的食品直接与空气接触时产生的干耗。食品的干耗将持续不断地进行下去,包装中的干耗,：包装中存在空气而引起的干耗。由于包装与食品的间隙一般都比较小，其中的空气吸湿能力有限，且作为冷却面的包装材料的除湿能力也不如冷却设备。,包装中的干耗要比自由干耗小得多。包装中的空隙越小，则干耗越少。采用气密性包装，即可大大地减少干耗。,2.2 食品在低温保藏中的品质变化,18,（三）影响干耗的因素,库外导入的热量,堆跺密度,装载量,冷藏或冻藏条件,空气流速,冷库的建筑结构,冷库内所使用的冷却设备,2.2 食品在低温保藏中的品质变化,19,（四）干耗对食品品质的影响,重量损失和外观变化,：,冷藏果蔬的萎蔫及变色、冷藏肉类的变色等。,冻结烧(Freeze burn),：,冻结食品发生干耗后，由于冰晶升华后在食品中留下大量缝隙，大大增加了食品与空气接触面积，并且随着干耗的进行，空气将逐渐深入到食品内部，引起严重的氧化作用，从而导致褐变的出现及味道和质地的严重劣化。食品出现冻结烧后，即已失去食用价值和商品价值。,2.2 食品在低温保藏中的品质变化,20,水果蔬菜的水分蒸发特性,水分蒸发特性,水果蔬菜的种类,A型(蒸发量小),苹果、橘子、柿子、梨、西瓜、葡萄(欧洲种)、马铃薯、洋葱,B型(蒸发量中等),白桃、李子、无花果、番茄、甜瓜、莴苣、萝卜,C型(蒸发量大),樱桃、杨梅、龙须菜、葡萄(美国种)、叶菜类、蘑菇,21,冷却及贮藏中食肉胴体的干耗,时间,牛(%),小牛(%),羊(%),猪(%),12小时,2.0,2.0,2.0,1.0,24小时,2.5,2.5,2.5,2.0,36小时,3.0,3.0,3.0,2.5,48小时,3.5,3.5,3.5,3.0,8天,4.0,4.0,4.5,4.0,14天,4.5,4.6,5.0,5.0,22,（五）减少干耗的方法,良好的包装；,冷库温度低且稳定；,提高冷库的相对湿度；,修建夹套式冷库。,2.2 食品在低温保藏中的品质变化,23,二、汁液流失,（一）概念,冻结食品在冻结时或解冻后，会渐渐流出一些液体来，这就是流失液(drip)。流失液是由于冻结食品解冻时，冰晶融解产生的水分没有完全被组织吸收重新回到冻前状态，其中有一部分水分就从食品内部分离出来成为流失液。此种现象就称为汁液流失。,2.2 食品在低温保藏中的品质变化,24,（二）汁液流失的原因,蛋白质、淀粉等大分子在冻结及冻藏过程中发生变性，使其持水力下降，因而融冰水不能完全被这些大分子吸回，恢复到冻前状态；,水变成冰晶使食品的组织结构受到机械性损伤，在组织的结合面上留下许多缝隙，那些未被吸回的水分，连同其他水溶性成分一起，由缝隙流出体外，成为自由流失液。当组织所受损伤极为轻微时，由于毛细作用的影响，流失液被滞留在组织内部，成为挤压流失液。,2.2 食品在低温保藏中的品质变化,25,（三）影响因素,不同种类的冻结食品的流失液有明显差异。,含水量多及组织脆嫩者流失液多。叶菜类的流失液比豆类的多；冻鱼比冻肉的流失液多,原料鲜度越低则流失液越多,。,冻藏温度越低或冻藏时间越短则汁液流失少。,原料冻结前处理对汁液流失有较大影响。,添加甘油、糖类及硅、磷酸盐时流失液将减少，而原料分割得越细小，则流失液越多。,2.2 食品在低温保藏中的品质变化,26,（四）防止汁液流失的方法,使用新鲜原料；,快速冻结；,降低冻藏温度并防止其波动；,添加磷酸盐、糖类等抗冻剂。,2.2 食品在低温保藏中的品质变化,27,三、冷害,冷害是由水果和蔬菜组织冰点以上的不适低温造成的伤害。,（一）冷害的机理,在低温条件下，生物膜的相转移是冷害的首要原因。膜的相变使正常的代谢受阻，刺激乙烯合成并使呼吸强度增高。,细胞膜中的脂肪受冷害后，变成固态，使细胞膜发生相变。,膜发生相变以后，随着在冷害温度下时间的延长，脂质凝固粘度增大，原生质流动减缓或停止。膜的相变引起膜吸附酶活化能增加，加重代谢中的能负荷，造成细胞的能量短缺。,膜透过性增大，导致了溶质渗漏及离子平衡的破坏，导致代谢失调。,2.2 食品在低温保藏中的品质变化,28,（二）影响冷害的因素,种类及品种,成熟度,果实大小,冷藏温度,冷藏时间,不饱和脂肪酸含量,2.2 食品在低温保藏中的品质变化,29,水果蔬菜冷害的界限温度和症状,种类,界限温度(),症状,种类,界限温度(),症状,香蕉,11.7-13.8,果皮变黑,马铃薯,4.4,发甜、褐变,西瓜,4.4,凹斑、风味异常,番茄(熟),7.2-10,软化、腐烂,黄瓜,7.2,凹斑、水浸状斑点腐败,番茄(生),12.3-13.9,催熟果颜色,茄子,7.2,表皮变色、腐败,不好、腐烂,30,（三）冷害的防止方法,适温下贮藏,温度调节和温度锻炼,间歇升温,变温处理,调节贮藏环境中的气体成分,化学处理,2.2 食品在低温保藏中的品质变化,31,四、寒冷收缩,牛、羊和仔鸡肉等在 pH 值尚未降到 5.96.2 之前，即在僵直之前，就将其温度降到 10以下，肌肉会发生强烈收缩变硬的现象，即寒冷收缩,。,在牛、羊及仔鸡等肉类在冷却过程中常发生的生化变质现象。,显著区别于死后僵直等肌肉收缩，属于异常收缩。它不但更为强烈，而且不可逆。,寒冷收缩后的肉类，即使经过专门的成熟和烹煮，也仍然十分老韧。,2.2 食品在低温保藏中的品质变化,32,（一）寒冷收缩的机理,一般认为是离子平衡被破坏的结果。Ca,2+,从肌质网体(线粒体)中游离出来后使肌浆中的 Ca,2+,浓度大大增加，而此时肌质网体吸收和贮存 Ca,2+,的能力已遭到破坏，从 而使肌质网体与肌浆之间的Ca,2+,平衡被打破，导致肌肉发生异常收缩。,2.2 食品在低温保藏中的品质变化,33,（二）防止寒冷收缩的方法,增加冷却前的 ATP 和糖原的分解,：,将肉类在,15,下存放几个小时；,电刺激，适当的电刺激可以强迫肌肉痉挛，加快肌肉中的生化反应，迅速形成乳酸使,pH,值下降。,阻止肌肉纤维的收缩,：,用特殊方法悬挂胴体；,机械拉伸等。,缓慢降温,。,2.2 食品在低温保藏中的品质变化,34,五、蛋白质冻结变性,含蛋白质的食品如动物肉类、鱼贝类等在冻结贮藏后，其所含蛋白质的 ATPase 活性减小，肌动球蛋白的溶解性下降，即,蛋白质冻结变性,。,（一）蛋白质冻结变性的机理,冻结使肌肉中的水溶液的盐浓度升高，离子强度和 pH 值发生变化，使蛋白质因盐析作用而变性；,蛋白质中的部分结合水被冻结，破坏了其胶体体系，使蛋白质大分子在冰晶的挤压作用下互相靠拢并聚集起来而变性。,2.2 食品在低温保藏中的品质变化,35,（二）影响蛋白质冻结变性的因素,冻结及冻藏温度影响；,盐类、糖类和磷酸盐类的影响；,脂肪的影响；,食品冻结前的鲜度也是影响蛋白质冻结变性的重要因素。,2.2 食品在低温保藏中的品质变化,36,（三）防止蛋白质冻结变性的方法,快速冻结、低温贮藏；,在冻结前添加糖类，磷酸盐类，山梨醇，氨酸、天冬氨酸等氨基酸，柠檬酸等有机酸，氧化三甲胺等物质；,羟基（-OH）较多的糖类，防止蛋白质变性的效果也较好。,2.2 食品在低温保藏中的品质变化,37,六、脂肪的酸败,（一）脂肪酸败分类,水解酸败,：,由于酶类等因素的作用而引起，在冷藏和冻藏食品中缓慢的进行，使脂肪逐渐被分解成游离脂肪酸。而游离脂肪酸可作为催化剂，促进脂肪氧化酸败。,氧化酸败,：,通常指脂肪自动氧化，还包括酶引起的氧化、风味逆转及乳脂和乳制品的氧化气味等不同形式。自动氧化是常见于各种含脂食品加工与贮藏过程中的变质现象。,2.2 食品在低温保藏中的品质变化,38,（二）影响自动氧化的因素,脂肪酸的不饱和度；,食品与光和空气接触面的大小；,温度；,铜、铁、钴等金属；,肌红蛋白及血红蛋白；,食盐及水分活度等；,2.2 食品在低温保藏中的品质变化,39,（三）低温下的食品酸败,低温可以推迟酸败，但是不能防止酸败。,与水解酸败相比，氧化酸败对冻结食品质量的损害更为严重。,油烧。,2.2 食品在低温保藏中的品质变化,40,2.2 食品在低温保藏中的品质变化,油烧,含脂较多的鱼类在长期冻藏过程中，如果没有适当的防护措施，则会在腹部等处出现黄色甚至橙红色，这种现象称做油烧(Rusting)。,油烧的原因与酸败一样都是脂肪的自动氧化。,酸败：风味异变，但无变色现象；,油烧：风味劣化，伴有变色现象,。,在脂肪氧化酸败进行到一定程度后，如果有氨、胺类、血红素、碱金属氧化物及碱等中的任何一种参与作用时，都会导致油烧。,油烧中已知着色物的母体是脂肪氧化酸败时生成的,羰基化合物,，但着色物的化学结构尚未确定。,41,七、蛋黄的凝胶化,贮藏于-6下的冷冻蛋黄在解冻后，其粘度远大于未冻结的鲜蛋黄。蛋黄这种流动性的不可逆变化即所谓的凝胶化（Moran）。,凝胶化将会损害蛋黄的功能性质，如用凝胶化蛋黄制作的蛋糕的体积小得多。,2.2 食品在低温保藏中的品质变化,42,（一）凝胶化机理,由于冻结和解冻，低密度脂蛋白颗粒失去其赖以稳定的表面组分，并诱导低密度脂蛋白的结构重排和凝聚，从而导致了网状凝胶结构的形成。,（二）影响凝胶化的因素,冷冻速度,冻藏温度,冻藏时间,解冻速度,2.2 食品在低温保藏中的品质变化,43,（三）防止凝胶化的方法,添加化学保护剂,。糖类、甘油（5%）或 NaCl（510%）等；,加入某些酶类,。番木瓜酶或胰蛋白酶等蛋白酶类。但是蛋黄乳化作用下降。,均质作用和胶体磨,。均可减轻凝胶化而不能防止凝胶化。,2.2 食品在低温保藏中的品质变化,44,八、冰晶生长和重结晶,在冻藏过程中，未冻结的水分及微小冰晶会有所移动而接近大冰晶与之结合。或者互相聚合而成大冰晶。但这个过程很缓慢，若冻藏库温度波动则会促进这样的移动，尤其细胞间隙中大冰晶成长即加快。这就是,重结晶现象,。,加剧组织机械损伤，导致汁液流失增加。,2.2 食品在低温保藏中的品质变化,45,九、冷冻食品的变色,(一)冷冻果蔬的变色,苹果、梨、桃及香蕉等水果在冷冻、冷藏及解冻过程中，其切割面将发生褐变。褐变的原因是有氧条件下，果实中的单宁物质受多酚氧化酶的作用而生成褐色物质所致,。,通过烫漂、盐水、糖溶液、亚硫酸盐水溶液等处理来破坏酶的活性，或真空包装以隔绝空气可减轻褐变；,蔬菜在冷冻、冷藏及解冻过程中的变色主要是由叶绿素、类胡萝卜素等色素的变化而引起的,；,采用烫漂、真空包装、调节 pH 值及添加护色剂等方法可以防止或减轻蔬菜的变色,2.2 食品在低温保藏中的品质变化,46,(二)禽类在冻藏中的变色,放血不彻底，使表皮变红；,表皮破损后，渗出的淋巴液使禽体表皮呈现褐色斑点；,表层形成大冰晶，使入射光线穿透皮肤，从而呈现出暗红色的肌肉色素；,受冻结的破坏，骨骼细胞释放出血红蛋白，氧化后变成褐色；,发生冻结烧而使禽体表面出现灰黄斑点；,防止冻禽变色的方法有,：,快速冻结，采用低且稳定的温度和尽可能高的相对湿度进行冻藏；,用不透气的材料紧缩包装或真空包装,2.2 食品在低温保藏中的品质变化,47,(三)肉类的变色,肉类在冻藏过程：,紫红色,亮红色,褐色,的变化。,因为肌红蛋白和血红蛋白被氧化，生成了变性肌红蛋白和变性血红蛋白所致；,变性肌红蛋白的形成速度与环境中氧的分压有密切的关系。,肉类受到微生物的破坏时，其产物可与肌红蛋白化合，或者使肌红蛋白分解，产生绿色、黄色等颜色。,2.2 食品在低温保藏中的品质变化,48,(四)鱼贝类在冻藏中的变色,红肉鱼的褐变,白肉鱼的褐变,旗鱼的绿变,红色鱼的褪色和冷冻贝类的红变,虾类的黑变,脂肪参与的变色,2.2 食品在低温保藏中的品质变化,49,普通淀粉（,）,20%直链淀粉和80支链淀粉,适当温度下，在水中溶胀,糊状溶液（,）,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,淀粉的-化（淀粉的老化）,低温条件下，-淀粉的分子又自动排列，形成致密的高度晶化的不溶性淀粉分子,2.2 食品在低温保藏中的品质变化,十、淀粉老化,50,十、淀粉老化,在接近0的低温范围中，食品中糊化了的,-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,化，这就是,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。,淀粉老化作用最适温度是24。,2.2 食品在低温保藏中的品质变化,51,十一、移臭（串味）,有强烈香味或臭味的食品，与其他食品放在一起冷却贮藏，这香味或臭味就会传给其他食品。,例如洋葱与苹果放在一起冷藏，葱的臭味就会传到苹果上去。这样，食品原有的风味就会发生变化，使品质下降。,冷藏室内放过具有强烈气味的物质后，在室内留下的强烈气味会串给接下来放入的食品。,冷藏库还具有一些特有的臭味，俗称冷臭，这种冷臭也会串给冷却食品。,2.2 食品在低温保藏中的品质变化,52,2.2 食品在低温保藏中的品质变化,一间冷藏室内放过具有强烈气味的物质后，在室内留下的强烈气味会串给接下来放入的食品。如放入洋葱后，虽然洋葱已出库，但其气味会串给随后放入的苹果。,要避免上述二种情况，就要求在管理上做到专库专用，或在一种食品出库后严格消毒和除味。另外，冷藏库还具有一些特有的臭味，俗称冷臭，这种冷臭也会串给冷却食品。,53,2.3 食品低温保藏技术,2.3.1 食品冷却保藏技术,一、原料及其处理,二、食品的冷却,三、食品的冷藏,2.3.2 食品冻结保藏技术,一、食品的冻结,二、食品的冻结保藏,54,2.3.1 食品冷却保藏技术,一、原料及其处理,（一）植物性原料及其处理,用于冷藏的植物性原料主要是水果、蔬菜，应是外观良好、成熟度一致、无损伤、无微生物污染、对病虫害的抵抗力强、收获量大且价格经济的品种,植物性原料在冷却前的处理主要有：剔除、分级、整理、包装。,（二）动物性原料及其处理,畜肉类及禽类：静养、空 腹及屠宰等处理；,水产类：清洗、分级、剖腹去内脏、放血等步骤；,蛋类：外观检查以剔除、分级和装箱等过程；,动物性原料的处理必须在卫生、低温下进行，以免污染微生物，导致制品在冷藏过程中变质腐败。,55,2.3.1 食品冷却保藏技术,二、食品的冷却,(一)冷却的目的,降低食品的温度以抑制微生物和酶等变性剂的作用，延长食品的保质期。,对于植物性食品来说，冷却还可使呼吸作用受到抑制，将其新陈代谢活动维持在较低水平上进行，从而延缓植物性食品的衰老过程。,56,2.3.1 食品冷却保藏技术,（二）冷却方法,食品冷却的方法常用的有：,空气冷却法,水冷却法：,浸渍式和喷淋式,冰冷却法,真空冷却法,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。,57,食品冷却保藏方法比较,冷却介质,优点,缺点,适用范围,空气冷却法,空气,简便易行，适用范围广,速度慢，干耗较大及冷风分配不均匀,动物性食品（温度）,水冷却法,清洁无污染的水,速度快、,无干耗、占用空间少,损害外观、易发生污染及水溶性营养素流失,水产、水果、蔬菜,冰冷却法,清洁无污染的海水冰或淡水冰,速度快，外观,好，无干耗,及时补充冰和排除融,冰水，否则脱冰和相,互污染,鱼类,、水果及蔬菜,真空冷却法,水在真空条件下沸点降低,速度最快，外观新鲜饱满,成本较高，少量冷却时不经济,表面积大的,蔬菜、蘑菇,58,食品冷却保藏方法比较,59,1.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。,60,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1.55.0m/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。,61,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,机械制冷,冰冷,62,2.水冷法,低温水：,冰水。,优点：干耗低，速度快，空间少，质量好。,缺点：,适用范围窄。,应用：,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。,63,3.接触冰冷却,冷却效果：冰的融解潜热（约334720 kJ/kg）。,特点：直接接触，速度快，融冰使产品表面保持湿润。,应用：鱼、叶类蔬菜和水果，午餐肉加工。,牛奶冰锥,64,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。,65,4.真空冷却,原理：低压下蒸发时吸取汽化潜热（约2520kJ/kg）,水的来源：食品本身，或事先加入。,应用：叶类蔬菜、蘑菇、消毒牛奶、烹调后的土豆丁的瞬间冷却。,优点：最迅速,66,2.3.1 食品冷却保藏技术,三、食品的冷藏,(一)空气冷藏法,将冷却(也有不经冷却)后的食品放在冷藏库内进行保藏。其效果主要决于:,冷藏温度,相对湿度,空气循环。最大循环速度30min通过。,Plank表示法：单位时间内-5的冰峰向内部推进的距离,。,快速冻结：冻结速度为520cm/h；,中速冻结：冻结速度为15cm/h；,缓慢冻结：冻结速度为0.11cm/h。,国际制冷学会表示法,：食品表面温度达0后，食品中心温度点与其表面间的最短距离和食品中心温度降到比食品冰点低10 时所需时间之比。,缓慢冻结：冻结速度W,40min,细胞内,柱状,501001000以上,少数,IW,90min,细胞内,块粒状,50200200以上,少数,IW,冻结速度与结晶冰形状之间的关系,2.3.2 食品冻结保藏技术,78,4.冻结速度与冰晶分布之关系,缓慢冻结：,胞内电解质浓度高，冰点低，故冰晶通常首先在细胞间隙形成。在细胞间隙形成冰晶后，由于细胞内外水蒸汽压差的作用，细胞内的水分通过细胞壁或膜迁移到细胞外，并在细胞外变成冰晶，并不断增大，而胞内还未达到冰点。结果使细胞严重脱水造成质壁分离，细胞外形成较大型的冰晶。,快速冻结：,冰晶趋向于在细胞内外同时形成。由于食品中成分迁移较少，细胞因内外冰晶产生的膨胀和挤压作用可部分或全部抵销，对细胞所受损害较轻。,2.3.2 食品冻结保藏技术,79,速冻和缓冻对肌肉组织的影响,2.3.2 食品冻结保藏技术,大,冰,晶,80,5.冻结速度对食品质量的影响,冻结速度越快，则形成的冰晶越细小，分布也越均匀，食品受到的损伤就越小。为了得到高质量的冻结食品，必须进行快速冻结。,原料特性、辅助处理、冻藏条件等都会对冻结食品质量产生较大的影响。,单纯强调冻结速度，并不一定能得到高质量的冻结食品。,2.3.2 食品冻结保藏技术,81,6.速冻与缓冻的比较,速冻食品的质量总是高于缓冻食品！,速冻的主要优点：,形成的冰晶体颗粒小，对细胞的破坏性也比较小；,冻结时间越短，允许盐分扩散和分离出水分以形成纯冰的时间也随之缩短；,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分解；,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。故浓缩的危害性也随之下降。,2.3.2 食品冻结保藏技术,82,冷却时间,冻结时间,缩短冻结时间的有效方法：,减小冻结食品的厚度,增大表面传热温差,增大表面对流换热系数,（三）食品的冷冻时间,83,食品冻结的冷耗量就是冻结过程中食品在它降温范围内所放出的热量。,冻结过程中食品的放热量大致可以区分为三个部分,冻结前冷却时的放热量（,Q,1,）,冻结时形成冰晶体的放热量（,Q,2,）,冻结食品降温时的放热量（,Q,3,）,此外，冷耗量还要加上安全系数、人员进出、灯光等的冷耗量。,（四）食品冻结的冷耗量,84,冻结前冷却时的放热量,Q,1,=mC,0,（T,初,-T,冻,）,其中C,0,温度高于冻结点时的比热kJ/(kgK),冻结时形成冰晶体的放热量,Q,2,=mW,冰,其中：最终冻结食品温度时水分冻结量（在总水分含量中水分冻结量 占的百分比）,冰：,水分形成冰晶体时放出的潜热(334.72 kJ/kg),冻结食品降温时的放热量,Q,3,=mC,i,（T,冻,-T,终,）,其中C,i,温度高于冻结点时的比热kJ/(kgK),冷耗量Q=（Q,1,+Q,2,+Q,3,+Q,门（人员进出）,+Q,灯光及其他电器,+Q,货架和包装,+Q,生化热和其它,）安全系数,2.3.2 食品冻结保藏技术,85,例:,现有牛肉10t，其水分含量为68.6%，蛋白质含量20.1%，脂肪含量10.2%，其冰点温度为-1。如将最初温度为5的牛肉在冻结室内冻结并降温到-20，试计算牛肉冻结89.24%时的冷耗量。己知C,o,，C,i,分别为3.3594和 2.035kJ/(kgK)。,2.3.2 食品冻结保藏技术,86,解：,冷耗量：,Q=(Q,1,+Q,2,+Q,3,),=2.6410,6,(kJ),Q,1,=mC,0,（T,初,-T,冻,）,=2.0210,5,(kJ),Q,2,=mW,冰,=,2.05 10,6,(kJ),Q,3,=mC,i,（T,冻,-T,终,）,=3.87 10,5,(kJ),若假设冻结时间为20h，则平均冷耗量,Q=Q/20,=1.3210,5,kJ/h,=36.63 kW(1W=1 kJ/s),2.3.2 食品冻结保藏技术,咋算呢！,87,（五）常用的食品冻结技术及设备,冻结技术设备,1.吹风冻结,2.金属表面接触冻结,3.浸渍冻结,A.隧道式冻结器,B.螺旋带式冻结器,C.流化床冻结器,A.钢带式冻结器,B.平板式冻结器,A.与载冷剂接触冻结,B.超低温液体冻结,C.筒式冻结器,88,1.吹风冻结,A 隧道式冻结器,优点：劳动强度小、易实现机械化、自动化、冻结量较大、成本较低。,缺点：冻结时间较长，干耗较多，风量分布不太均匀。,2.3.2 食品冻结保藏技术,89,B 螺旋带式冻结器,优点:速度快；冻结量大，占地面积小；工作条件好；干耗小于隧道式冻结；自动化程度高；适应范围广，各种有包装或无包装的食品均可使用。,缺点:是能量消耗较多。在量小、间断性的冻结条件下使用时不经济。,2.3.2 食品冻结保藏技术,90,C.流化床冻结器,是利用一定流速的冷空气流自下向上吹入放置在筛网上的颗粒状或块片状食品中，使之形成沸腾状态，像流体一样运动，并在运动中被迅速冻结。,食品层内的传质与传热十分迅速，实现了食品单体快速冻结。,2.3.2 食品冻结保藏技术,91,2.金属表面接触冻结,产品与金属表面接触进行热交换，金属表面则由制冷剂的蒸发或载冷剂的吸热来进行冷却。,优点：传热效果好；不需配置风机。,缺点：不适用于不规则形状产品的冻结。,可分为三种主要类型：,A 钢带式冻结器,B 平板式冻结器,C 筒式冻结器,2.3.2 食品冻结保藏技术,92,3.浸渍冻结,A 与载冷剂接触冻结,浸渍式、喷淋式或二者结合式等几种类型。,将食品包装在不渗透的包装内，产品必须完全浸入冻结介质中。,盐水为冻结介质，冷冻速度快。,产品不能完全浸泡在冻结介质中，应用喷淋的方法将液体喷在未浸入的部分上。,2.3.2 食品冻结保藏技术,93,B 超低温液体接触冻结,采用液氮（-195.8）或液态二氧化碳（-78.9）作为制冷剂；,常用于：1）小批量生产，2）新产品开发，3）季节性生产，和4）临时的超负荷状况。,优点：冻结速度快，质量好；,缺点：设备投资和运行费用较高。,2.3.2 食品冻结保藏技术,94,龙须菜的冻结速度与冰晶大小的关系,冻结方法,冻结温度（）,冻结速度（cm/h）,冰晶（）,厚,宽,长,液氮,-196,10-100,0.55,0.55,515,干冰+乙醇,-80,10左右,6.1,18.2,29.2,盐水,-18,6左右,9.1,12.8,29.7,平板,-40,2-4,87.6,163.0,320.0,空气,-18,0.08-0.2,324.4,544.0,920.0,2.3.2 食品冻结保藏技术,95,4.其他冻结方法,冰壳冻结法(Capsule Packed Freezing)，也称 CPF 法,包括冰壳成形、缓慢冷却、快速冷却及冷却保冷 4 个连续过程。,特点：产生的冰晶小，一般冰晶的大小不会超过 10m 的范围。,均温冻结法(Homonizing Process Freezing)，也叫 HPF 法,是将冻结过程中产生的食品内部的膨胀压进行扩散的方法。,特点：该法尤其适合于冻结大型食品,2.3.2 食品冻结保藏技术,96,（一）冻结食品的包装,合理的包装就能显著减少冻制食品的脱水干燥、控制食品氧化和微生物引起的腐败变质。,用于包装速冻产品的包装必须用能在-40-50的环境中保持柔软，不致发脆、破裂的材料制成，常用的有EVA薄膜和线性聚乙烯等。,二、食品的冻藏,97,冻结过的水果和蔬菜包装的特点如下：,（1）冻结以后产品的体积增加；,（2）冻结以后包装的产品散装容重比事先包装的显然要低；,（3）材料应能抵御弱酸并不漏液体；,（4）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；,（5）所有产品都需要用不透水蒸汽的材料包装；,2.3.2 食品冻结保藏技术,98,产 品,包 装,冻结前包装,（,kg/dm,3,）,冻结后包装,（,kg/dm,3,）,豌豆,0.60,0.40,豆类,0.48,胡萝卜丁,0.50,切开的菠菜,0.93,草莓,0.94,0.38,李子,0.57,0.43,木莓,0.35,覆盆子、葡萄干、醋栗,0.53,0.42,未去核的酸樱桃,0.70,一些零售包装产品的散装容重,99,贮藏温度,空气相对湿度,空气流速,（二）冻结食品的贮藏,100,贮藏温度,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。,2.3.2 食品冻结保藏技术,101,2.3.2 食品冻结保藏技术,102,2.3.2 食品冻结保藏技术,103,空气相对湿度,冷藏室内空气中水分含量对食品的耐藏性有直接的影响。,冻结食品在贮藏时，可采用相对湿度（RH）接近饱和的空气，以减少干耗和其他质量损失。,2.3.2 食品冻结保藏技术,104,空气流速,空气流速越大，食品水分蒸发率也越高。,为了保证贮藏室温度均匀，应保持速度最低的空气循环。,带包装的食品不受空气湿度和流速的影响。,2.3.2 食品冻结保藏技术,105,肉类水分蒸发的量与冷却贮藏室的空气温度、湿度及流速有关外，还与：,肉的种类；,单位重量表面积的大小；,表面形状,脂肪含量有关。,2.3.2 食品冻结保藏技术,106,常用的冻藏温度为,-1223,而以,-18,为最适用。,冻藏适用于长期贮藏，短达数日，长可经年；,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；,冻藏食品一般只要解冻和加热后即可食用。,与干制品相比；,与罐藏制品相比；,冻藏食品需要大量制冷设备、冻藏设施和专门的商品销售网，因而也有其局限性。,（三）冻藏食品的特点,107,（四）冻结食品的 TTT 概念,1.初期质量和最终质量,初期质量：冻结食品刚生产出来时的品质。主要取决于原料品质(Product)、冷冻加工工艺(Processing)、包装(Package)，即P.P.P条件;,最终质量：到达消费者手中的冻结产品所具有的质量,P.P.P.因素决定冷冻产品的最初质量，那么，冻结产品的最终质量由哪些因素决定呢?,108,2.TTT 概念,Arsdel提出了冻结食品的最终质量(可接受性)与冻藏温度、冻藏时间密切相关，这就是冻结食品的T-TT(Time-Temperature Tolerance)；,从TTT概念可知，品质优良的冻结食品的品质变化主要取决于贮藏温度，冻藏温度越低，则优秀品质保持的时间越长。,2.3.2 食品冻结保藏技术,109,3.TTT曲线,大量试验表明，大多数冷冻食品的品质稳定性是随着食品温度的降低而呈指数关系增大。在-30-10的实用冻藏温度范围内，基本上是呈倾斜的直线形状，称TTT曲线。,2.3.2 食品冻结保藏技术,110,TTT概念指出：,冷冻食品在流通过程中因时间、温度的经历而引起的品质降低量是累积的，也是不可逆的，但与所经历的顺序无关。,例:,把相同的冷冻食品先放在-10下贮藏1个月，再放在-30下贮藏5个月，与先放在一30下贮藏5个月，再放在-10下贮藏1个月，这两种场合贮藏6个月后，所引起的质量降低是相等的。,2.3.2 食品冻结保藏技术,111,4.TTT的计算,把某个冷冻食品在实际流通过程中所经历的温度和时间记录下来，根据它的TTT曲线，按照顺序算出各个阶段的品质降低量，然后就能确定该冷冻食品的品质变化，这种方法就叫TTT计算法。,2.3.2 食品冻结保藏技术,112,从TTT曲线中查出某温度下的最大贮藏期（,t,1,），则冻结食品每日损失（,L,i,）为：,冻结食品在,t,1,温度下实际贮存,i,天，在该时间内质量损失,（,L,i,）为：,如经历多种温度-时间变化，则总损失（,L,）：,2.3.2 食品冻结保藏技术,113,【例】,某冻结食品生产出后，经历了冻藏、运输、中间冻藏、运输及商业冷柜中陈列待售等环节，各环节T-T数据见表，计算冻结食品的质量损失。假如中间冻藏温度改为-25，试问在质量不变的前提下，允许的中间冻藏时间是多少？,2.3.2 食品冻结保藏技术,114,流通环节,温度,实际贮藏时间/天,最大允许贮藏时间/天,每日质量损失/,每环节质量损失/,生产冷库,-25,310,520,1.9210,-,0.60,冷藏车,-15,5,220,4.54 10,-,0.02,分配冷库,-18,60,310,3.2210,-,0.19,运输,-12,1,110,9.0910,-,0.01,超市零售,-12,10,110,9.0910,-,0.10,总损失,0.92,2.3.2 食品冻结保藏技术,115,解：,设质量不变前提下，允许的中间冻藏时间为,3,，得：,将已知条件带入上式，可得：,3,520(0.92-0.60-0.02-0.01-0.1)=98.8(天),即此种情况下冻藏时间不能超过98天。,2.3.2 食品冻结保藏技术,116,5.TTT 概念的例外情况,当冻结食品直接与空气接触，受光照等的影响，会干燥、变色等，此时的质量损失比TTT计算结果大；,温度反复波动，引起重结晶和冰晶生长现象，引起质地的严重破坏；,在-10以上的温度放置时间较长；,腌制冷冻品，贮藏温度下降，保藏期限反而缩短。,117,一些食品在冰箱中的保存期,鲜蛋：冷藏3060天,熟蛋：冷藏67天,牛奶：冷藏56天,酸奶：冷藏710天,鱼类：冷藏12天,冷冻90180天,牛肉：冷藏12天冷冻90天,肉排：冷藏23天，冷冻270天,香肠：冷藏9天，冷冻60天,鸡肉：冷藏23天，冷冻360天,罐头食品：未开罐冷藏360天,花生酱、芝麻酱：已开罐冷藏90天,咖啡：已开罐冷藏14天,苹果：冷藏712天,柑桔：冷藏7天,梨：冷藏12天,熟西红柿：冷藏12天,菠菜：冷藏35天,胡萝卜、芹菜：冷藏714天,剩饭别吃3天,酱料能放两月。,果蔬最多一周。,118,2.4 食品的解冻技术,1.解冻曲线,2.解冻方法,3.影响因素,一、冷藏食品的回热,二、冻藏食品的解冻,A.空气解冻,B.水解冻,C.水蒸气解冻,D.接触解冻,E.微波解冻,119,一、冷藏