食品保藏與加工原理第三章食品冷凍保藏

第三章食品的低溫處理和保藏

第一節(jié)概述:一.食品低溫保藏的定義、原理和內(nèi)容:1.定義:食品低溫保藏就是利用低溫技術(shù)將食品溫度降低并維持食品在低溫（冷卻或凍結(jié)）狀態(tài)以阻止食品腐敗變質(zhì)，延長食品保存期。2.原理:

①冷藏:生機(jī)原理（如氣調(diào)保藏）冷藏是在高于食品物料的凍結(jié)點(diǎn)的溫度下進(jìn)行保藏，其溫度范圍一般為﹣2～15℃，而以4～8℃為常用的冷藏溫度。(如氣調(diào)保藏：新鮮果蔬保藏)②凍藏:假死原理凍藏是指食品物料在凍結(jié)的狀態(tài)下進(jìn)行的貯藏.其溫度范圍一般為﹣12～﹣30℃，而以﹣18～﹣23℃為常用的凍藏溫度，最常用的為﹣18℃。(速凍食品)這兩者都是通過控制溫度來實(shí)現(xiàn)保藏目的。3.內(nèi)容:

①食品冷卻、凍結(jié)、冷藏和凍藏的方法。②食品在冷卻、凍結(jié)、冷藏和凍藏的過程中所發(fā)生的變化。③回?zé)?、解凍技術(shù)和解凍過程中食品所發(fā)生的的變化。二.發(fā)展和趨勢:

公元前一千多年，我國就有利用天然冰雪來貯藏食品的記載。凍結(jié)食品的產(chǎn)生起源于19世紀(jì)上半葉冷凍機(jī)的發(fā)明。1834年，JacobPerkins（英）發(fā)明了以乙醚為介質(zhì)的壓縮式冷凍機(jī)。1860年，Carre（法）發(fā)明以氨為介質(zhì)，以水為吸收劑的吸收式冷凍機(jī)。1872年，DavidBoyle（美）和CarlVonLinde（德）分別發(fā)明了以氨為介質(zhì)的壓縮式冷凍機(jī)，當(dāng)時主要用于制冰。1877年，CharlesTellier（法）將氨-水吸收式冷凍機(jī)用于冷凍阿根廷的牛肉和新西蘭的羊肉并運(yùn)輸?shù)椒▏?，這是食品冷凍的首次商業(yè)應(yīng)用，也是冷凍食品的首度問世。20世紀(jì)初，美國建立了凍結(jié)食品廠。20世紀(jì)30年代，出現(xiàn)帶包裝的冷凍食品。二戰(zhàn)的軍需，極大地促進(jìn)了美國凍結(jié)食品業(yè)的發(fā)展。戰(zhàn)后，冷凍技術(shù)和配套設(shè)備不斷改進(jìn)，出現(xiàn)預(yù)制冷凍制品、耐熱復(fù)合塑料薄膜包裝袋和高質(zhì)快速解凍復(fù)原加熱設(shè)備，冷凍食品業(yè)成為方便食品和快餐業(yè)的支柱行業(yè)。20世紀(jì)60年代，發(fā)達(dá)國家構(gòu)成完整的冷藏鏈。冷凍食品進(jìn)入超市。冷凍食品的品種迅猛增加。冷凍加工技術(shù)從整體凍結(jié)向小塊或顆粒凍結(jié)發(fā)展。我國在20世紀(jì)70年代，因外貿(mào)需要冷凍蔬菜，冷凍食品開始起步。80年代，家用冰箱和微波爐的普及，銷售用冰柜和冷藏柜的使用，推動了冷凍冷藏食品的發(fā)展；出現(xiàn)冷凍面點(diǎn)。90年代，冷鏈初步形成；品種增加，風(fēng)味特色產(chǎn)品和各種菜式；生產(chǎn)企業(yè)和產(chǎn)量大幅度增加。Ｐerkins的乙醚壓縮制冷機(jī)壓縮機(jī)吸氣管排氣管冷凝器膨脹閥蒸發(fā)器水制冰箱蒸汽吸收式冷凍機(jī)

蒸汽壓縮式冷凍機(jī)原理冷凝器蒸發(fā)器高壓高溫區(qū)低壓低溫區(qū)膨脹閥壓縮機(jī)等溫等壓等壓等熵等焓1.簡史:①冷凍食品的形式，不斷得到改進(jìn)：食品從大塊→小塊。包裝從大包裝→小包裝。②凍結(jié)方式的改進(jìn)（即制冷設(shè)備的改進(jìn)）:由間接生產(chǎn)到連續(xù)生產(chǎn)。③制冷劑的改進(jìn)(冷源)：④冷凍食品形成了一條冷鏈（冷鏈的形成）：2.趨勢：世界上三大食品：罐頭、飲料和速凍食品冷凍食品的品質(zhì)是第一位，其次是熱加工（罐頭），最差是干藏食品三.食品保藏的目的：防止和延緩食品的腐敗與變質(zhì)，增加食品的貯存期。冷藏：食品貯藏期一般為幾小時～十幾天，但氣調(diào)保藏時間長可以達(dá)到半年以上。凍藏：食品貯藏期一般為十幾天～幾百天，有時一年以上。第二節(jié)低溫防腐的基本原理冷藏:生機(jī)原理凍藏:假死原理一.低溫對酶活性的影響:Q10（溫度系數(shù)）

=K2/K1=2~3溫度下降→酶的活性受到抑制→一般在（－15℃）以下食品中酶的活性就會受到很大程度的抑制。采用前處理工藝使酶活性鈍化→熱燙或預(yù)煮，主要是使過氧化酶鈍化。酶作用的效果因原料而異酶活性隨溫度的下降而降低一般的冷藏和凍藏不能完全抑制酶的活性二.低溫對微生物的影響:1.低溫和微生物的關(guān)系:每一種微生物都有最適宜的生長溫度。嗜溫菌和嗜冷菌微生物對食品的破壞作用。微生物在食品中生長的主要條件：液態(tài)水分pH值營養(yǎng)物溫度分類

最低溫度舉例

低溫的作用降溫速度微生物按生長溫度分類微生物類型溫度℃最低最適最高嗜冷微生物-7~515~2025~30嗜溫微生物10~1530~4040~50嗜熱微生物30~4550~6075~80低溫對微生物的作用低溫可起到抑制微生物生長和促使部分微生物死亡的作用。但在低溫下，其死亡速度比在高溫下要緩慢得多。一般認(rèn)為，低溫只是阻止微生物繁殖，不能徹底殺死微生物，一旦溫度升高，微生物的繁殖也逐漸恢復(fù)。2.低溫導(dǎo)致微生物活力減弱或死亡的原因：①微生物的生長繁殖是酶活動下物質(zhì)代謝的結(jié)果溫度下降↓→酶的活性下降↓→[S]降低↓→各種生化反應(yīng)降低↓→微生物繁殖速度下降↓。②由于各種生化反應(yīng)的Q10不相同,當(dāng)溫度下降,各種生化反應(yīng)協(xié)調(diào)一致性被破壞,導(dǎo)致微生物代謝下降,從而死亡加快.③溫度下降,導(dǎo)致蛋白質(zhì)的變性，破壞其物質(zhì)代謝的正常運(yùn)行。④冰晶體的機(jī)械作用。3.影響微生物活力下降或死亡的因素:

①溫度的高低：可以用冰點(diǎn)（凍結(jié)點(diǎn)）來作為分界線。②降溫速度：③結(jié)合水和過冷狀態(tài)：④介質(zhì)：高水分，低PH⑤貯藏期：⑥交替解凍：4.低溫對病原菌的影響

①肉毒桿菌

②腸毒素的葡萄球菌：前處理—熱燙或預(yù)煮③凍制食品中病原菌的如何控制a)前處理：b)杜絕生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)和銷售過程中一切可能的污染源。如生產(chǎn)環(huán)境衛(wèi)生、原料清洗、個人衛(wèi)生等。部分微生物生長和產(chǎn)生毒素的最低溫度微生物最低生長溫度℃產(chǎn)毒素最低溫度℃食物中毒性微生物肉毒桿菌A10.010.0肉毒桿菌B肉毒桿菌C---肉毒桿菌D3.03.0梭狀莢膜產(chǎn)氣桿菌15~20---金黃色葡萄球菌6.76.7沙門氏桿菌6.7不產(chǎn)外毒素糞便指示劑微生物埃希氏大腸桿菌3~5產(chǎn)氣桿菌0大腸桿菌類3~5腸球菌0第三節(jié)低溫保藏食品的工藝要求：一.分類:工藝過程:①冷（卻冷）藏：食品前處理→預(yù)冷→冷卻→冷藏→回?zé)釡囟确秶鸀?2~12℃，常用范圍為4~8℃，一般在0℃以上。食品內(nèi)的水分沒有凍結(jié)，H2o(l).②凍（結(jié)凍）藏：食品前處理→預(yù)冷→冷卻→凍結(jié)→凍藏→解凍溫度范圍為-12~-25℃，常用范圍為(-18~-23℃)。食品內(nèi)的水分為凍結(jié)狀態(tài)，H2o(s)。③半凍結(jié)貯藏（-2~-3℃）二.低溫保藏與食品的適應(yīng)性:

1.冷（卻冷）藏：多用于保藏有生命力的食品（如新鮮果蔬），生機(jī)原理。2.凍（結(jié)凍）藏：多用于保藏?zé)o生命力的食品（如肉類、魚類和果蔬加工制品等），假死原理。3.冷藏和凍藏的比較：①相同點(diǎn)：溫度降低（通過控制溫度來實(shí)現(xiàn)）②不同點(diǎn)：冷藏凍藏保藏溫度不同:-2~12℃-12~-25℃

原理不同：生機(jī)原理假死原理

食品中水分存在狀態(tài)不同：液態(tài)(l)固態(tài)(s)

適應(yīng)性不同：有生命力無生命力保藏時間不同：短長

(幾小時～十幾天)(十幾天～幾百天)

采用包裝材料不同：透氣性材料

不透氣性材料

第四節(jié)食品的冷藏一.食品的冷卻1.目的及要求:P6①目的就是使食品溫度降低到高于食品凍結(jié)溫度或冷藏溫度的預(yù)定溫度（即冷卻終了溫度）。②要求快速的降溫至凍結(jié)點(diǎn)溫度冷卻速度：快速最終冷卻溫度2.影響食品冷卻過程的因素：P7①冷卻介質(zhì)的相態(tài)②冷卻介質(zhì)運(yùn)動的狀態(tài)和流速③冷卻介質(zhì)與食品的溫差(T食-T介)④冷卻介質(zhì)的物理性質(zhì)（熱容、熱導(dǎo)率等）。⑤食品的厚度與物理性質(zhì)（熱容、熱導(dǎo)率等）。二.冷卻的方法:碎冰冷卻法,冷風(fēng)冷卻法,冷卻水冷卻法,真空冷卻法1.碎冰冷卻法:P9冷卻速度取決于:①食品的種類和大小；②食品的初溫(T初)；③食品與冰塊的比例；④冰塊的大小。缺點(diǎn)：①食品的污染嚴(yán)重；②用冰量大；③冰晶體形狀不一，食品的組織細(xì)胞結(jié)構(gòu)易被刺破而破壞。2.冷風(fēng)冷卻法：P9自然對流:強(qiáng)制對流：低溫空氣和高溫空氣不同原料------終溫是不同的如何防止食品干縮現(xiàn)象（P14)：①對于水分不高的食品，采用高速冷空氣②對于水分高的食品，先包裝后冷卻③增加相對濕度

3.冷卻水冷卻法（液體冷卻法）冷卻速度大，冷卻后溫度大于0度，適用包裝后的食品。未包裝直接噴淋水：①造成水溶性物質(zhì)損失②造成食品風(fēng)味的改變③造成食品受到微生物污染4.真空冷卻法在高真空度（755mmgHg)條件下，原理構(gòu)造示意操作特點(diǎn)（生菜冷卻曲線）三.影響冷卻過程的因素：P71.食品體系的物理性質(zhì)—比熱和導(dǎo)熱性因?yàn)槭称分泻锌扇苄晕镔|(zhì),所以食品中水的比熱為0.5~1.02.食品的幾何形狀—傳熱速度不同3.食品的初溫、冷中溫和終溫4.食品冷卻的介質(zhì)的種類、相態(tài)、溫度、相對濕度和介質(zhì)的流度以及相對運(yùn)動狀態(tài)四.冷耗量的計算:P7,P11

第五節(jié)食品凍藏一般生產(chǎn)工藝：新鮮原料→前處理→預(yù)冷→凍結(jié)→凍藏→解凍→消費(fèi)或加工一.凍制或凍結(jié)前對原料加工的工藝要求:1.選擇適宜的原料品種:不同原料---成分不同---性質(zhì)不同---比熱不同2.合理的前處理工藝：3.選擇適宜的凍結(jié)方法:速凍4.選擇好凍藏的條件:-18~-23℃二.食品的凍結(jié)過程

首先是水分下降到凍結(jié)點(diǎn)溫度以下；然后是食品中的水分大量結(jié)晶,形成冰晶體；最后是食品繼續(xù)下降溫度至凍藏溫度。1.食品的凍結(jié)點(diǎn)(冰點(diǎn))：凍結(jié)點(diǎn)(冰點(diǎn))是食品中水分開始結(jié)晶的溫度Tf:-1~-4℃。冰晶開始出現(xiàn)的溫度,食品中的水分并非純水。共晶點(diǎn)(低溫共熔點(diǎn))：一直降溫到共晶點(diǎn)(低溫共熔點(diǎn))溫度-60℃左右，食品內(nèi)水分全部凍結(jié)。在-18~-30℃時，食品中絕大部分水分已凍結(jié)，能夠達(dá)到凍藏的要求。低溫冷庫的貯藏溫度一般為-18℃~-25℃。凍結(jié)率：凍結(jié)終了時食品內(nèi)水分的凍結(jié)量（%），又稱結(jié)冰率K=100（1－TD/TF）TD和TF分別為食品的凍結(jié)點(diǎn)及其凍結(jié)終了溫度2.凍結(jié)曲線P23

凍結(jié)曲線表示了凍結(jié)過程中溫度隨時間的變化。凍結(jié)過程（冷凍曲線的三個階段）：第一階段:A—C冷卻期（初始階段，從初溫到冰點(diǎn)）第二階段:C---D凍結(jié)期（中間階段，此階段大部分水分陸續(xù)結(jié)成冰）第三階段D---E凍結(jié)后期（終了階段，從大部分水結(jié)成冰到預(yù)設(shè)的凍結(jié)終溫）凍結(jié)曲線上圖顯示凍結(jié)期間不同深度食品層溫度均隨時間的變化（屬于非穩(wěn)態(tài)傳熱）冷凍曲線平坦段的長短與冷卻介質(zhì)的導(dǎo)熱性有關(guān)。在冷凍操作中，采用導(dǎo)熱快的冷卻介質(zhì)，可以縮短中間階段的曲線平坦段。圖中顯示，在鹽水中凍結(jié)曲線的平坦段要明顯短于在空氣中。3.過冷現(xiàn)象(結(jié)晶條件)：過冷現(xiàn)象，過冷臨界溫度。4.低共熔點(diǎn)(共晶點(diǎn))和結(jié)合水5.結(jié)晶曲線(凍結(jié)曲線)6.結(jié)冰率和最大冰晶體生成帶(區(qū))指-1~-5℃的溫度范圍，大部分食品在此溫度范圍內(nèi)約80%的水分形成冰晶。研究表明，食品凍結(jié)應(yīng)以最快的速度通過最大冰晶生成帶。7.凍結(jié)過程凍結(jié)過程和凍結(jié)曲線:A—C冷卻期快速降溫,破壞嗜冷菌生化反應(yīng)或酶的協(xié)調(diào)性C---D凍結(jié)期快速凍結(jié),快速通過冰晶最大生成帶,減小機(jī)械作用,且冰晶體細(xì)小均勻D---E凍結(jié)后期快速凍結(jié),減低酶的活性凍結(jié)過程中出現(xiàn)的現(xiàn)象

冰晶體的形成和分布)P27存在不均勻現(xiàn)象:水從高濃度到低濃度,溶質(zhì)從低濃度到高濃度導(dǎo)致凍藏品和新鮮產(chǎn)品品質(zhì)下降果汁濃縮行不通的原因:濃度達(dá)不到保藏濃度冰快中含有可溶性溶質(zhì),造成損耗三.食品凍結(jié)時的熱力學(xué)性質(zhì)的變化