《水產(chǎn)品加工學》教學課件-第5章-冷凍水產(chǎn)品加工工藝

第五章冷凍水產(chǎn)品加工工藝為什么要學習冷凍水產(chǎn)品加工工藝？

從前面的章節(jié)學習我們知道，水產(chǎn)品水分含量高，鮮度下降快，物流半徑短，非沿海、沿江人們要想吃到新鮮的水產(chǎn)品，僅靠活魚運輸途徑是遠遠滿足不了需求的。目前已經(jīng)證實，低溫加工是保持水產(chǎn)品新鮮度最重要的技術(shù)手段。本章主要知識點如冷凍水產(chǎn)品的加工方法、快速凍結(jié)、水產(chǎn)品的冷鏈流通等將有助于您更好地探索冷凍水產(chǎn)品加工的奧秘。學習目標能用簡潔、專業(yè)的語言講述清楚冷凍水產(chǎn)品加工的原理；能區(qū)分水產(chǎn)品冷卻與凍結(jié)、冷藏與凍藏的概念；分別指出3種水產(chǎn)品的冷卻方法與凍結(jié)方法；比較緩慢凍結(jié)與快速凍結(jié)的差異及對水產(chǎn)品品質(zhì)的影響；能分析蛋白質(zhì)冷凍變性的原因，并列出3種以上的控制措施；能闡釋汁液流失的原因，并列出5種以上的控制措施；能依據(jù)基本技術(shù)參數(shù)計算水產(chǎn)品凍結(jié)過程中的冷耗量；能通過調(diào)研總結(jié)冷凍水產(chǎn)品加工存在的主要問題；能通過有效交流討論，分析如何發(fā)展水產(chǎn)品的冷鏈流通；能通過現(xiàn)代信息手段獲取水產(chǎn)品冷凍新技術(shù)及其研究進展；一、冷凍對水產(chǎn)品微生物的影響（一）微生物的耐冷性

微生物耐冷性因種類而異，一般地，球菌類比G-桿菌更耐冷，而酵母和霉菌比細菌更耐冷。對于同種類的微生物，它們的耐冷性則隨培養(yǎng)基組成、培養(yǎng)時間、冷卻速度、冷卻終溫及初始菌數(shù)等因素而變化。第一節(jié)冷凍水產(chǎn)品加工原理（二）冷凍對微生物的抑制作用

梭子蟹菌落總數(shù)在不同貯藏溫度下的變化二、冷凍對水產(chǎn)品酶活性的影響溫度對血紅素和過氧化物酶催化愈創(chuàng)木酚氧化反應速度的影響1．過氧化物酶2．血紅素冷凍條件下，與腐敗變質(zhì)的相關(guān)的酶活性可顯著降低，從而保持水產(chǎn)品品質(zhì)。低溫對酶活性的抑制作用因酶的種類而有明顯差異三、冷凍對水產(chǎn)品氧化的影響水產(chǎn)品中不飽和脂肪酸含量高，在貯藏與加工過程更易氧化變質(zhì)。水產(chǎn)品脂肪氧化會加速蛋白質(zhì)氧化，引起蛋白質(zhì)變性，低溫可延緩氧化作用四、冷凍對水產(chǎn)品品質(zhì)的影響（一）水分蒸發(fā)水產(chǎn)品在冷凍貯藏與加工過程中，其水分會不斷向環(huán)境空氣蒸發(fā)而逐漸減少，導致重量減輕，這種現(xiàn)象就是水分蒸發(fā)；影響水分蒸發(fā)的因素很多，比如環(huán)境濕度、包裝、凍結(jié)方式、凍藏溫度、水產(chǎn)品溫度、水產(chǎn)品與環(huán)境的溫差、水產(chǎn)品的形狀與特性、分割程度等。（二）蛋白質(zhì)凍結(jié)變性水產(chǎn)品在冷凍貯藏與加工過程中，造成蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)改變，導致蛋白質(zhì)的ATPase活性減小、肌動球蛋白溶解性降低、持水力下降等凍藏溫度對魚肌鹽溶性蛋白的影響（三）汁液流失冷凍水產(chǎn)品在解凍時，冰晶融解產(chǎn)生的水分沒有完全被組織吸收重新回到凍前狀態(tài)，其中有一部分水分就從水產(chǎn)品內(nèi)分離出來，此種現(xiàn)象就稱為汁液流失。汁液流失受到許多因素的影響，主要有原料種類、凍結(jié)前處理、凍結(jié)時原料新鮮度、凍結(jié)速度、凍藏時間、凍藏期間對溫度的管理及解凍方法等。凍藏溫度對蝦汁液流失的影響（四）脂肪酸敗脂肪酸敗就是脂肪的氧化過程，是引起水產(chǎn)品發(fā)粘、風味劣變等變質(zhì)現(xiàn)象的主要原因。脂肪酸敗有兩種類型，即水解酸敗和氧化酸敗。引發(fā)反應：RH→R·+H·連鎖反應：R.+O2→ROO·ROO·+RH→ROOH+R·終止反應：R·+R·→R-RR·+ROO·→ROORROO·+ROO·→ROOR+O2（五）冷凍水產(chǎn)品變色由于水產(chǎn)品自身成分方面的特殊性，加上微生物、酶、氧化作用等因素的影響，使得水產(chǎn)品在冷凍貯藏與加工過程中發(fā)生諸多的變色現(xiàn)象，如紅肉魚褐變、旗魚綠變、貝類紅變、蝦的黑變等。有效地防止水產(chǎn)品變色的方法：采用新鮮度高的水產(chǎn)品；凍結(jié)之前去掉內(nèi)臟；捕獲之后立即放血，快速凍結(jié)及低溫凍藏；真空包裝或采用充入惰性氣體的包裝；包冰衣；添加抗氧化劑等。第二節(jié)冷凍水產(chǎn)品加工方法與設備一、水產(chǎn)品的冷卻與凍結(jié)（一）水產(chǎn)品的冷卻水產(chǎn)品冷卻的本質(zhì)是一種熱交換過程，是讓水產(chǎn)品的熱量傳遞給周圍的低溫介質(zhì)，在盡可能短的時間內(nèi)，使水產(chǎn)品溫度降低到高于其凍結(jié)點的某一預定溫度，以便及時的抑制其體內(nèi)的生化變化和微生物的生長繁殖過程。1.空氣冷卻法空氣冷卻法是將水產(chǎn)品放置于冷卻空氣中，通過冷卻空氣的不斷循環(huán)帶走水產(chǎn)品熱量，從而使水產(chǎn)品獲得冷卻的方法，其冷卻效果主要取決于空氣溫度、循環(huán)速度及相對濕度等因素。2.水冷卻法水冷卻法是將水產(chǎn)品直接與低溫的水接觸而獲得冷卻的方法。水冷卻法的優(yōu)點是冷卻速度快、避免了干耗、占用空間少等，但存在損害水產(chǎn)品外觀、易發(fā)生交叉污染及水溶性營養(yǎng)素流失等缺陷。3.碎冰冷卻法碎冰冷卻法即碎冰直接與水產(chǎn)品接觸，吸收融解熱后變成水，同時使水產(chǎn)品冷卻的方法。（二）冷卻方法與設備（三）水產(chǎn)品的凍結(jié)水產(chǎn)品凍結(jié)過程中的水分轉(zhuǎn)移1.水產(chǎn)品的冰點隨著水產(chǎn)品溫度的降低，我們可以觀察到在某個溫度下水產(chǎn)品中的水分開始結(jié)冰，此溫度即為水產(chǎn)品的冰點或凍結(jié)點。2.凍結(jié)過程與凍結(jié)曲線凍結(jié)曲線可分成AB、BC及CD三個階段，其中AB階段是冷卻過程，而BC和CD兩階段為凍結(jié)過程，BC階段相當于冰點tf～-5℃的溫度變化，假如水產(chǎn)品的冰點為-1℃，則BC階段相當于80％的凍結(jié)率，也就是說大多數(shù)水分是在BC階段變成冰晶的，我們把BC階段所對應的溫度區(qū)間-1～-5℃稱為最大冰晶生成帶。凍結(jié)速度，是指水產(chǎn)品內(nèi)某點的溫度下降的速度或水產(chǎn)品內(nèi)某種溫度的冰鋒向內(nèi)擴展的速度3.凍結(jié)速度凍結(jié)速度冰晶的狀態(tài)冰鋒前進速度V冰和水分移動速度V冰之關(guān)系形狀數(shù)量大?。ㄖ睆健灵L寬）數(shù)秒針狀無數(shù)1～5μm×5～10μmV冰＞＞

V水1.5min桿狀很多0～20μm×20～50μmV冰

＞V水40min柱狀少數(shù)50～100μm×100μmV冰

＜V水90min塊粒狀少數(shù)50～200μm×200μm以上V冰＜＜

V水凍結(jié)速度與冰晶狀態(tài)之間的關(guān)系（四）凍結(jié)方法與設備1.空氣凍結(jié)法空氣凍結(jié)法是用低溫空氣作為介質(zhì)以帶走水產(chǎn)品的熱量，從而使水產(chǎn)品獲得凍結(jié)的方法。隧道式凍結(jié)器1．絕熱外殼2．蒸發(fā)器3．承水盤4．可逆轉(zhuǎn)的風機5．擋風隔板6．小貨車螺旋帶式凍結(jié)器1．出料傳送帶2．絕熱箱體3．轉(zhuǎn)筒4．蒸發(fā)器5．風機6．控制箱7．進料口8．傳送帶清洗器2.平板凍結(jié)或間接接觸凍結(jié)法平板凍結(jié)或間接接觸凍結(jié)法是通過冷的金屬表面與水產(chǎn)品接觸來完成凍結(jié)的方法。臥式平板凍結(jié)器1．支架2．鏈環(huán)螺栓3．墊塊4．水產(chǎn)品5．平板6．液壓缸7．液壓桿件3.噴淋或浸漬凍結(jié)法噴淋或浸漬凍結(jié)法是將包裝或未包裝的水產(chǎn)品與液體制冷劑或載冷劑接觸換熱，從而獲得凍結(jié)的方法。液氮凍結(jié)器1．進口2．食品3．風機4．噴嘴5．N2供液管6．傳送帶7．出口二、水產(chǎn)品的包裝與冷凍貯藏凍結(jié)水產(chǎn)品的包裝不僅可以保護凍結(jié)水產(chǎn)品的質(zhì)量，防止其變質(zhì)，還可以使冷凍水產(chǎn)品的生產(chǎn)更加合理化，提高生產(chǎn)效率。另外，科學合理的包裝還可以給消費者衛(wèi)生感、營養(yǎng)感、美味感和安全感，從而提高冷凍水產(chǎn)品的商品價值，促進冷凍水產(chǎn)品的銷售與消費。

（一）水產(chǎn)品的包裝冷藏是將冷卻的水產(chǎn)品置于水產(chǎn)品冰點以上某一個溫度（-1.5～10℃）保藏水產(chǎn)品的方法。（二）水產(chǎn)品冷藏空氣冷藏法的貯藏效果與冷藏溫度、相對濕度、空氣循環(huán)、包裝等有關(guān)。（三）水產(chǎn)品凍藏凍藏是將凍結(jié)的水產(chǎn)品置于水產(chǎn)品冰點以下某一個溫度（-1.5～-23℃）保藏水產(chǎn)品的方法。冷凍水產(chǎn)品的貯藏質(zhì)量受凍藏溫度、相對濕度及空氣循環(huán)等因素的影響。三、水產(chǎn)品冷鏈流通（一）水產(chǎn)品冷鏈組成水產(chǎn)品冷鏈一般由以下環(huán)節(jié)組成：水產(chǎn)品原料、冷凍加工、冷凍貯藏、冷凍運輸、冷凍銷售及冷凍消費環(huán)節(jié)組成1.冷凍加工冷凍加工包括各種水產(chǎn)品原料的預冷卻、各種冷凍水產(chǎn)品的加工與加工品的速凍等。2.冷凍貯藏冷凍貯藏包括水產(chǎn)品原料及其加工品的冷藏和凍藏，主要涉及各類冷藏庫。3.冷凍運輸冷凍運輸包括水產(chǎn)品低溫狀態(tài)下的中、長途運輸及短途配送等物流環(huán)節(jié)。主要涉及鐵路冷藏車、冷藏汽車、冷藏船、冷藏集裝箱等低溫運輸工具。4.冷凍銷售冷凍銷售包括冷凍水產(chǎn)品的批發(fā)及零售等，由生產(chǎn)廠家、批發(fā)商和零售商共同完成。（二）水產(chǎn)品冷鏈相關(guān)設備1.固定冷凍設備冷凍貯藏是水產(chǎn)品冷鏈中的一個重要環(huán)節(jié)，主要涉及各類冷藏庫，另外還涉及冷藏陳列柜和家用冰箱等。制冷系統(tǒng)示意圖1．壓力表2．壓力表3．冷凝水入口4．冷凝水出口5．冷凝器6．制冷劑7．壓縮機8．調(diào)節(jié)閥9．蒸發(fā)器2.冷凍運輸設備冷凍運輸是水產(chǎn)品冷鏈中的一個重要環(huán)節(jié)，由冷凍運輸設備來完成。冷凍運輸設備是指本身能造成并維持一定的低溫環(huán)境以運輸冷凍水產(chǎn)品的設施及裝置，包括冷藏汽車、鐵路冷藏車、冷藏船和冷藏集裝箱等機械制冷冷藏汽車示意圖（三）水產(chǎn)品冷鏈發(fā)展趨勢1.發(fā)展先進的冷凍運輸裝備2.建立冷鏈物流體系和信息一體化體系3.發(fā)展第三方冷鏈物流4.培養(yǎng)冷鏈物流人才第三節(jié)冷凍水產(chǎn)品加工實例冷凍魚片包括冷凍淡水魚片和冷凍海產(chǎn)魚片，二者的工藝流程基本相同。對于不同的魚種，在操作細節(jié)上會有略微的差異。冷凍魚片的基本工藝流程及工藝要點如下：原料選擇→前處理→剖片挑刺→稱重裝盤→速凍→脫盤→包裝檢驗→成品凍藏。一、冷凍魚片加工（1）原料選擇（2）前處理（3）剖片挑刺（4）稱重裝盤（5）速凍（6）脫盤、包裝、檢驗、貯藏二、冷凍蝦仁加工冷凍蝦仁加工是蝦蟹類冷凍產(chǎn)品加工中的重要組成部分，加工的工藝流程及工藝要點如下：原料選擇→前處理→加工處理→洗滌控水→稱重裝盤→速凍→制作冰被→脫盤→鍍冰衣→包裝檢驗→成品凍藏。（1）原料選擇（2）前處理（3）加工處理（4）速凍（6）脫盤、鍍冰衣（7）包裝、檢驗、凍藏總結(jié)冷凍水產(chǎn)品加工原理冷凍條件下水產(chǎn)品中的腐敗微生物生長代謝受阻；冷凍條件下水產(chǎn)品中的腐敗相關(guān)酶活性下降；冷凍條件下水產(chǎn)品中的各類化學反應速度變慢；冷凍條件抑制水產(chǎn)品中的腐敗因子，保持了水產(chǎn)品良好品質(zhì)；水產(chǎn)品冷卻讓水產(chǎn)品的熱量傳遞給周圍的低溫介質(zhì)，從而降低水產(chǎn)品溫度的方法(冰點以上溫度)；冷卻方法有空氣冷卻法、水冷卻法和碎冰冷卻法；水產(chǎn)品凍結(jié)讓水產(chǎn)品的熱量傳遞給周圍的低溫介質(zhì)，從而降低水產(chǎn)品溫度的方法(冰點以下溫度)；凍結(jié)方法有空氣凍結(jié)法、平板凍結(jié)或間接接觸凍結(jié)法及噴淋或浸漬凍結(jié)法；蛋白質(zhì)凍結(jié)變性水產(chǎn)品蛋白冷凍變性時，其結(jié)構(gòu)改變，ATPase活性減小、肌動球蛋白溶解性降低、持水力下降；原因可能是離子強度和pH值發(fā)生變化，因鹽析作用而變性；冰晶擠