低温保藏.ppt

3食品的低温保藏,3.1 低温防腐的基本原理3.2 食品的冷藏3.3 食品的冷冻保藏,概念 食品的低温保藏即降低食品温度，并维持低温水平或冰冻状态，阻止或延缓它们的腐败变质，从而达到远途运输和短期或长期贮藏的目的过程。早在古代，人们就懂得了用天然降温的方法延缓食品的腐败变质，如利用天然冰、山洞、地窖及地下水降温，这种方法在那些没有人工制冷的地区至今仍在使用。直到1875年人工制冷的出现，才为大量易腐食品较长期的贮藏、运输创造了良好条件。随后冷藏库、冷藏车和冷藏船相继出现，并成为贮运食物原料和易腐食品的重要手段。,3.1 食品低温保藏的原理,3.1.1 低温对酶活性的影响酶的活性和温度有密切的关系大多数酶的适宜温度为30-40，动物体内的酶需稍高的温度，植物体内的酶需稍低的温度。随着温度的升高和降低，酶的活性均下降。,图31温度对酶活性的影响,酶的活性与温度的关系常用温度系数Q10来衡量。低温虽然能显著降低酶的活性，但不能使酶完全失活，在长期的冷藏过程中，酶的作用仍可引起食品的变质。即使是温度低于-18时，酶的催化作用也未停止，只是非常缓慢而已。例如，胰蛋白酶、脂肪分解酶。,基质浓度和酶浓度对催化反应速度影响也很大。例如，在食品冻结时，当温度降至-1-5时，有时会呈现酶催化反应速度比高温时快的现象。为了防止酶对食品品质的影响，某些食品在冻结前通常采用短时间的预煮的方法进行酶的钝化处理。,3.1.2低温对微生物的影响,任何微生物都有其适宜的生长活动温度范围,表33微生物的生长温度,温度对微生物的生长繁殖影响很大 大多数腐败菌最适宜的繁殖温度为25-37。温度在6时几乎能阻止所有食物中病原菌的生长。最低生长温度低温至死的速度,图3-2 温度对微生物繁殖数量的影响,微生物对低温有较强的抵抗力，特别是在形成孢子的情况下抵抗力更强。某些微生物（如霉菌、酵母菌）耐低温能力很强，其最低生长温度低于0，有的甚至可低达-8。微生物对低温的抵抗力因菌种、菌龄、培养基、污染量和冻结等条件而有所不同。,长期处于低温中的微生物能产生新的适应性。,表3-5 微生物生长的适应性,3.1.3 低温对其它的变质因素的影响,在低温的环境下，可以延缓、减弱非酶褐变、氧化反应、食品成分与包装容器的反应等的作用，从而达到贮藏的目的。,3.2食品的冷藏,3.2.1冷藏食品物料的选择和前处理3.2.2预冷或冷却3.2.3食品冷藏工艺3.2.4食品在冷藏过程中的质量变化3.2.5冷藏食品的回热,3.2.1冷藏食品物料的选择和前处理,冷藏食品物料的选择 植物性食品物料一般应选择达到采收成熟度、且成熟度较低的果实；原料应新鲜；应无机械伤、无病虫害；同一批冷藏的食品物料的成熟度、个体大小等应尽量均匀一致；同种果蔬的不同品种的耐藏性不一样，应选择耐藏品种进行贮藏。动物性食品物料一般应选择动物屠宰或捕获后的新鲜状态进行冷藏。食品物料冷藏前的处理 植物性食品的前处理：挑选、去杂、分级和包装等。动物性食品物料的前处理:清洗去除血污以及其他一些在捕获和屠宰过程中带来的污染物，同时降低原料中初始微生物数量。,3.2.2预冷或冷却,概念 冷却是指在贮藏运输之前将食品温度降到冷藏温度，从而能及时地抑制食品中的微生物的生长繁殖和生化反应，以较好地保持原有产品品质，延长食品贮藏期的一种措施。,时机新鲜食品的变质速度是很快的。只要在收获或屠宰与冷藏之间有数小时的延缓显著的变质现象。特别是某些采收后仍具有代谢活性的水果、蔬菜，不仅通过呼吸放热，而且代谢物从一种形式转化为另一种形式。梨采后24小时冷却0储藏5周不腐烂；采后经96小时才冷却0下储藏周有30%腐烂。甜玉米甜度下在l天内丧失8%，在4天内丧失22%；20下1天内丧失25%，炎热的夏天还要远远超过此数值。冷却应在植物性食品采收后、动物性食品捕获或屠宰后尽快地进行冷却。,冷却方式传导 当产品的几何形状适合于与固体冷却器件接触时，可以采用热传导方式。对流 大多数食品以对流或对流传导方式冷却的。辐射 辐射冷却在食品加工中占有一定地位，例如巧克力和糖果生产中的冷却隧道通常采用辐射冷却。蒸发,3.2.2.1固体食品的冷却空气冷却法固体食品冷却最经常使用的方法。常用于冷却果蔬、鲜蛋、乳品以及畜禽肉等冷藏、冻藏食品的预冷处理。特别是青花菜、绿叶类蔬菜等经浸水后品质易受影响的蔬菜产品，适宜于用空气冷却法。自然通风冷却最简单易行，常用于果蔬，即将采后果蔬放在阴凉通风的地方，使产品所带的田间热散去。特点：冷却的时间较长，难以达到产品所需要的预冷温度，在没有更好的预冷条件时不失为一种有效的方法。强制通风冷却工艺效果主要取决于空气的温度、相对湿度和流速等因素。工艺条件的选择根据食品的种类、有无包装、是否干缩、是否快速冷却等来确定。,冷水冷却法用冷水喷淋产品或将产品浸泡在冷却水（淡水或海水）中，使产品降温的一种冷却方法。冷却水温度：一般0左右。冷却水可循环使用，但须加少量次氯酸盐消毒，以消除微生物或某些个体食品对其他食品的污染。特点冷水和冷空气相比有较高的传热系数，可以大大缩短冷却时间，而不会产生干耗，费用也低。并不是所有的食品都可以直接与冷水或其他冷媒接触。适合采用水冷法冷却的蔬菜有甜瓜、甜玉米、胡萝卜、菜豆、番茄、茄子和黄瓜等。,冰冷却法是在装有果蔬、鱼、畜禽肉等的容器中放入冰块使产品降温的冷却方法。适用范围 只适用于那些与冰接触后不会产生伤害的产品。特点 能使食品迅速冷却（其相变潜热为334.9kJkg-1）；冷却时食品温度不会低于0。渔获物进行冰冷却时，可采用的方式碎冰冷却（干式冷却）：碎冰冷却法特别适宜于鱼类的冷却，它不仅能使鱼冷却、湿润、有光泽，而且不会发生干耗现象。水冰冷却（湿式冷却）：水冰冷却法易于操作、用冰量少，冷却效果好，但鱼在冰水中浸泡时间过长，易引起鱼肉变软、变白。因此，该法主要用于鱼类的临时保鲜。,真空冷却法是把食品物料放在可以调节空气压力的密闭容器中，使产品表面的水分在真空负压下迅速蒸发，带走大量汽化潜热，从而使食品冷却的方法。适用范围：适用于叶菜类，对葱蒜类、花菜类、豆类和蘑菇类等也可应用，某些水果和甜玉米也可用此方法预冷。但对表面积小、组织致密的蔬菜不大适宜。特点 降温速度快、冷却均匀；食品干耗大、能耗大，设备投资和操作费用都较高。,3.2.2.2液体食品的冷却大多数液体冷却系统采用热交换器，热量的传递通过热交换器两面的液体对流和金属壁的传导作用进行。热交换器可以是板式的、套管式的、降膜（或表面）式的、刮板式的，或者是盘管冷却器。,3.2.3食品冷藏工艺,传统冷藏法即空气冷藏法，是以空气作为冷却介质来维持冷藏库的低温，在冷藏过程中，冷空气以自然对流或强制对流的方式与食品接触。空气冷藏的方法自然空气冷藏法利用自然的低温空气来储藏食品的方法。机械空气冷藏法利用制冷机械冷却的空气来储藏食品的方法。食品冷藏的工艺效果主要决定于储藏温度、空气湿度和空气流速等。表3 7,3.2.3.1储藏温度食品的储藏期是储藏温度的函数（一般）在保证食品不至于冻结的情况下，冷藏温度越接近冻结温度则储藏期越长。有些食品对储藏温度特别敏感，如果温度高于或低于某一临界温度，常会有冷藏病害出现。冷藏室内温度应严格控制，减小其波动幅度和次数。任何温度变化都有可能对食品造成不良后果引起空气中水分在食品表面凝结，并导致发霉。,3.2.3.2空气相对湿度及其流速 相对湿度冷藏室内空气既不宜过干也不宜过于潮湿;大多数水果85-90%；叶菜、根菜以及脆质蔬菜90%-95%，坚果70%下比较合适；干态颗粒食品如乳粉、蛋粉及吸湿性强的食品相对湿度50%以下。空气流速确定空气流速的原则是：要及时将食品所产生的热量（如生化反应热或呼吸热和外界渗入室内的热量）带走，保证室内温度均匀分布，同时将冷藏食品脱水干耗现象降到最低程度。冷藏食品若覆有保护层，相对湿度和空气流速则不再成为影响因素。,3.2.4食品在冷藏过程中的质量变化,水分蒸发 冷害后熟移臭和串味肉的成熟 寒冷收缩 脂肪的氧化微生物的增殖其他变化,3.2.4.1水分蒸发,条件 当冷空气中水分的蒸汽压低于食品表面水分蒸汽压时，食品表面的水分还会向外蒸发。后果 失水干燥会导致食品质量损失（俗称干耗），亦会导致食品的品质恶化。水果、蔬菜失去水分重量减少、失去新鲜饱满的外观；鸡蛋失去水分会气室增大、质量减轻、品质下降。肉类食品发生干耗质量减轻，肉的表面还会形成干燥皮膜，肉色也发生变化。,影响水分蒸发的因素 食品的种类、食品和冷却介质空气的温差、空气介质的湿度和流速及冷却冷藏的时间。各种水果、蔬菜因表皮成分、厚度及内部组织结构不同，水分蒸发情况有很大差别。果蔬的成熟度亦会影响水分的蒸发，一般未成熟的果蔬蒸发量大，随着成熟度的增大，蒸发也逐渐减少。肉类水分蒸发量与肉的种类、单位质量表面积的大小、表面形状、脂肪含量等有关。在冷却冷藏的初期食品水分蒸发的速度较大。,3.2.4.2冷害,概念有些果蔬在冷却冷藏过程中，当储温低于某一温度界限时，其正常的生理机能就会因受到障碍而失去平衡，引起一系列生理病害，这种由于低温造成的生理病害现象称为冷害。现象 冷害的症状主要是局部组织坏死，表现为表皮凹陷、干疤、斑点、水渍状、内部褐变、黑心等。有些果蔬在冷藏后从外观上看不出冷害的现象，但如果再放到常温下，却不能正常的成熟。,影响冷害发生的因素果蔬的种类储藏温度和时间发生冷害的程度与采用的温度冷害临界温度的程度和时间长短有关。温度临界温度低得越多，冷害发生的情况就越严重。果蔬冷害的出现需要一定的时间，如果在冷害临界温度下经历时间较短，一般不会出现冷害。,防止和减轻冷害的措施,适温贮藏温度锻炼间歇升温变温处理热处理气体处理气调贮藏湿度调节化学处理激素控制,3.2.4.3后熟作用,水果和蔬菜常在尚未完全成熟时进行采收在低温下贮藏或运输在贮藏和运输的过程中逐渐成熟。果蔬在采收后向成熟转化的过程称为后熟。成熟的主要表现可溶性糖含量升高糖酸比例趋于协调可溶性果胶含量增加果实香味变得浓郁颜色变红或变艳硬度下降等,影响后熟速度的因素果实种类、品种和储藏条件 温度会直接影响果蔬的后熟，采用较低的贮藏温度可以推迟后熟，但应根据品种而定，既要防止冷害，又不能产生高温病害，否则果蔬会失去后熟能力。香蕉的最适贮藏温度是15-20，在30时会产生高温病害，12以下又会出现冷害。未成熟的果蔬风味较差。低温冷藏的有呼吸高峰的水果（如：香蕉、弥猴桃等）在销售、加工之前需要对其进行人为控制的催熟，以满足适时的加工或鲜货上市需要。,3.2.4.4移臭和串味,各种食品的气味不同，在混合储藏过程就有一个串味的问题。对于那些在冷藏中容易放出或吸收气味的食品，即使储藏期很短，也不宜将它们一起存放。例如，大蒜与苹果等水果一起存放（大蒜的臭味）；梨和苹果与土豆冷藏在一起（土腥味）；柑桔或苹果不能与肉、蛋、牛奶冷藏在一起，否则将互相串味。凡是气味相互影响的食品应分开储藏，或包装后进行储藏。冷藏库长期使用后会有一种特有的冷藏臭，也会转移给冷藏食品。,3.2.4.5肉的成熟,刚屠宰后动物的肉是柔软的，并具有很高的持水性，经过一段时间后，肉质会变得粗硬，持水性大大降低，再继续放置，尸僵开始缓解，肉的硬度降低，保水性有所恢复，使肉变得柔软、多汁，风味得到改善，这个变化过程称为肉的成熟。肉成熟的速度与温度有关。温度低（0-4），肉成熟的速度慢，但肉质好，耐贮藏；温度高（20以上），肉成熟需时虽短，但肉质差，易腐败。动物的种类不同，成熟作用的重要性也不同。牛、绵羊、野禽等成熟作用十分重要，对其肉质软化与风味增加有显著的效果。,3.2.4.6寒冷收缩,畜禽屠宰后在末出现僵直前如果进行快速冷却，肌肉会发生显著收缩，以后即使经过成熟过程，肉质也不会十分软化，这种现象叫寒冷收缩。后果肉类在冷却时若发生寒冷收缩，其肉质变硬、嫩度差，如果再经冻结，在解冻后会出现大量的汁液流失。一般来说，如果牛肉在宰后10小时内，pH降到6.2以前，肉温降到8以下，就容易发生寒冷收缩。成牛与小牛，或者同一头牛的不同部位出寒冷收缩的时间和温度也有差异。成牛出现寒冷收缩的温度是8以下，而小牛则是4以下。,3.2.4.7脂肪的氧化,后果导致食品风味变差，味道恶化，出现变色、酸败、发黏等现象。,3.2.4.8微生物的增殖,在冷却贮藏的温度下，微生物特别是低温细菌的繁殖和分解作用并没有充分被抑制，只是速度变得缓慢些，时间一长，低温细菌的增殖会导致食品发生腐败变质。低温细菌的繁殖在0以下变得缓慢，但如果要停止繁殖，般来说温度需降到-l0以下，个别低温细菌在-40的低温条件下仍有繁殖能力。,3.2.4.9食品在冷却冷藏中的其他变化,在冷却冷藏中，还可能发生一些其他不良变化，如：淀粉的老化风味物质的丧失红肉色泽的变化鱼组织软化和出现淌液营养成分的损耗变色等,3.2.5冷藏食品的回热,在保证空气中的水分不会在冷藏食品表面上冷凝的前提下，逐渐提高冷藏食品的温度，使其最终与外界空气温度一致的操作过程称为回热。不回热的后果带灰尘和微生物的水分在其冷表面上凝结 例如：经冷藏的蛋，如果未经过升温而直接出库，鲜蛋突然退热，蛋壳表面就会凝结水珠（俗称“出汗”），容易造成微生物的繁殖蛋变坏。技术关键：必须使与冷藏食品的冷表面接触的空气的露点温度始终低于冷藏食品的表面温度。,设和冷藏食品表面相接触的空气状态在图上为点4，若它与温度为T1的食品干表面接触，；如果上述空气与温度为T2的食品干表面相接触，则空气温度就会继续降至食品温度T2；若食品干表面的温度更低为T3，。,实际上冷藏食品的表面未必是干表面。在回热过程中，食品在吸收暖空气所提供的热量的同时也向空气中蒸发了水分，这样空气为了避免回热过程中食品表面出现水分的冷凝，在实际操作中，当暖空气状态降至2时，就需重新加热，,回热过程中暖空气的相对湿度不宜过高，也不宜过低。相对湿度过高，空气中的水分容易出现冷凝现象；相对湿度过低，容易引起回热过程中食品的干缩。回热时食品物料出现干缩，不仅会影响食品物料的外观，而且会加剧氧化作用。,3.3食品的冷冻保藏,食品冻藏就是采用缓冻或速冻方法将食品冻结，而后在能保持食品冻结状态的温度下贮藏的保藏方法。常见的冻藏食品经过初加工的新鲜状态的果蔬、果汁、浆果、肉、禽、水产品和去壳蛋等;加工品，如面包、点心、冰淇淋；预煮和特种食品、膳食用菜肴等。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。冻藏是易腐食品长期贮藏的重要保藏方法。,3.3.1冷冻食品物料的选择和前处理,任何冻制食品最后的品质及其耐藏性决定于：原料的成分和性质原料的严格选用、处理和加工冻结方法贮藏的情况冷冻食品物料的选择只有新鲜优质原材料才能供冻制之用。对于水果、蔬菜来说，必须选用适宜于冻制的品种，并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。,冷冻食品物料的前处理,蔬菜原料冻制前首先应进行清洗、除杂。需要将其在100热水或蒸汽中进行预煮。预煮后应立即将原料冷却到10以下。水果水果也要进行清理和清洗；水果不宜采用预煮的方法来破坏酶的活力，因为这会破坏新鲜水果原有的品质；为了有效地控制氧化，在冻制水果中常加有以浸没水果为度的低浓度糖浆，有时还另外添加柠檬酸、抗坏血酸和二氧化硫等添加剂以延缓氧化作用。,肉类 一般在冻制前并不需特殊加工处理。在国外,为了适应消费者的消费要求，牛肉一般须先冷藏进行酶嫩化处理；生产中有时还会在冻制前对水产品和肉类采用加盐处理。对于虾、蟹等冻结时容易氧化而变色、变味的水产品，可以加入水溶性或脂溶性的抗氧化剂。对于家禽，为了提高肉的品质，应先经短时间的冷藏后再冻结。液态食品如经浓缩后再冻结，则冻结对食品中胶体物质的影响较小、解冻后容易复原。在冻结前通常还采用不透气的包装材料对食品物料进行包装。,3.3.2 食品的冻结,冻结是食品冻藏前的必经阶段，亦是生产冻制品的关键阶段。食品的冻结或冻制即运用现代冷冻技术，在尽可能短的时间内将食品温度降低到其冻结点以下预期的冻藏温度，使食品所含的全部或大部分水分随着食品内部热量的外散形成冰晶体，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。此外，冻结技术也常用于特殊食品的制造如冰淇淋、冷冻脱水食品及食品水分的分离和溶液的浓缩等。,水的冰点即水和冰之间处于两相平衡时的温度；两相处于平衡时，两相的蒸汽压相等。水冰平衡时，若在水中溶入非挥发性溶质，则溶液的蒸汽压就会下降，冰的蒸汽压水的蒸汽压，此时，若温度维持不变，冰块水。如果降低温度促使冰的蒸汽压，直至再次建立溶液和冰之间的相互平衡，那末冰即不再消失，即整个体系的温度达到了和溶液浓度相适应的新的冻结点。溶液的浓度不同，所对应的冰点温度也不同。水溶液冰点的降低值与溶质的浓度成正比。溶液浓度每增加1molL-1，溶液冰点下降1.86。,一些食品的冻结点,3.3.3食品的冻结规律和水分冻结量,冻结规律不论是固体还是液体，冻结时水分不会同时立即从液态转变成为固态。冷却界面附近的液体首先被冻结，而且最初完全是自由水分形成冰晶体。随着冰晶体的不断形成，未冻结食品中的无机盐类、蛋白质、乳糖和脂肪等含量相应地增加，冻结温度亦随之下降。随着冻结过程的进行，冻结温度逐渐下降，含有溶质的溶液也就随之不断被冻结，未冻结溶液的浓度亦随之愈益增浓此现象叫冻结浓缩现象。,以含NaCl的水溶液为例，说明冻结过程中溶液的温度和浓度的变化关系。A点是1atm下纯水的冰点；E点是低共熔点。曲线AE反映了溶液冰点降低的性质。如果溶液初始浓度较大，且降温速率极高，溶液来不及析出冰，溶液温度被降至TE，甚至低于了TE，就可能使溶液非晶态固化。,NaCl-水溶液的冻结曲线,水分冻结量（）水分冻结量（）是冰晶体重量占食品中水分总含量的比例，即：冻结前，水分冻结量的数值为零；冻结过程中，它是随着温度下降而逐渐增长的；当温度降到低共熔点或更低一些时，水分冻结量达到最高值，等于1.0，即食品内全部水分形成冰晶体。,3.3.4影响冻结速度的因素,冻结速度常用下列两种方式表达：冰晶体形成速度界面位移速度,3.3.4.1 食品成分对冻结速度的影响,冻结对食品的导热性影响很大。冰的导热性(2.324 W/mK)比水的导热性(0.604 W/m K)大。食品冻结时，由于大量水分转化为冰晶体，其导热性迅速增加。不同的食品成分具有不同的导热性，在其他条件不变的情况下，食品的导热性愈强，冻结速度愈快。水的导热性（1W/mK)脂肪的导热性(0.15 W/mK)空气的导热性(0.066 W/mK)。含空气和脂肪较多的食品的冻结速度比较缓慢。即使食品的化学组成相同，如结构不同，也有可能对冻结速度产生影响。例,3.3.4.2 非食品成分对冻结速度的影响,（1）传热介质传热介质与食品间温度差越大，冻结速度愈快。例：在隧道式冻结设备内，空气温度从-18下降至-29，小块片食品的冻结时间就由40min缩短到20min左右；如果采用液氮喷淋冻结，液氮温度为-196，冻结时间可以缩短到2min以下。随着冻结设备温度的下降，温度差对冻结速度的影响减小。当温度下降到低于-46时可以很明显地观察到这种现象。常用的传热介质温度为-30至-40。若选用过低的传热介质温度，需要比较复杂的机械制冷设备，为制冷而消耗的能量也将显著增加，经济上并不合算。,3.3.4.2 非食品成分对冻结速度的影响,（2）空气或制冷剂循环的速度 空气或制冷剂循环的速度愈快，冻结速度愈快。在-18静止的空气中，水果和小块鱼片等小型食品的冻结时间约需3h，若将空气流速增加到1.25m/s，冻结时间将下降到1h左右，如空气流速再进一步增加到5m/s，则冻结时间也将进一步缩短到40min左右。加速冷空气或制冷剂的流动，能保持传热介质和食品间较大的温差；能提高传热系数。,3.3.4.2 非食品成分对冻结速度的影响,（3）食品的厚度 食品愈厚，冻结速度愈慢。因为食品愈厚，热阻愈大（传热阻力：1/K=1/+x/）。随着食品厚度的增大，放热系数或空气流速对冻结速度的影响也将减小。,冻结速度和食品厚度及冻结工艺间的关系,3.3.4.2 非食品成分对冻结速度的影响,（4）冷冻系统的几何特性制冷剂和食品紧密接触程度、搅拌情况连续冷却和冻结系统中循环空气的流向和食品走向间相互关系（如顺流或逆流）制冷面与呈一定结构状态的食品的接触方向等。食品和冷却介质间紧密接触程度愈高，愈有利于传热，冻结速度愈快。如果在冻结过程中，对制冷剂或传热介质加以搅拌，则冷冻速度更快。,3.3.5 冻结对食品品质的影响,冻结食品时，如操作处理不当会引起食品组织瓦解、质地改变、乳化液被破坏、蛋白质胶体变性以及其它一些物理化学变化。为此，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。冻制对食品品质的影响大致有下列几个方面：冻结时食品容积的变化冻结对溶液内溶质重新分布的影响冰晶体对食品的危害性浓缩的危害性,3.3.6 速冻与缓冻3.3.6.1 冻结速度对食品的影响,冻结速度还可以按食品中心温度下降所需的时间将冻结过程划分为快速冻结和缓慢冻结。食品中心温度从-l下降至-5所需的时间在30 min以内，属于快速冻结，超过30min则属于缓慢冻结。一般来说，速冻食品的质量高于缓冻食品速冻形成的冰晶体颗粒小，对细胞的破坏性也比较小。冻结时间短，允许盐分扩散和分离出水分的时间也随之缩短，浓缩的危害性也随之而下降到最低的程度。将食品温度迅速降低到微生物生长活动温度以下，同时降低酶的活性，能及时地阻止冻结时食品分解。,3.3.6.2缓冻方法,缓冻方法 将食品放在绝热的低温室内(室温一般为-18-40，常用温度为-23-29)，并在静态的空气中进行冻结的方法。特点：费用低，冻结速度慢。冻结时间：约需3小时3天。适用性：常在缓冻室内冻结的食品有牛肉、猪肉(半胴休)、箱装家禽、盘装整条鱼、大容器或桶装水果、5千克以上包装的蛋品(蛋白、蛋黄、全蛋)等。,3.3.6.3速冻方法,鼓风冻结间接接触冻结法直接接触冻结法,鼓风冻结法,概念 即采用鼓风的方法使低温空气强制流动，并和食品物料充分接触，促使食品快速散热，以达到提高冻结速度、缩短冻结时间的目的。工艺参数 空气温度-29-46，空气流速 3-15ms。空气流动方式 空气可从食品上面流过，也可从食品的下面流过，还有流经食品堆层的。冻结方式 分为间歇冻结和连续冻结,（2）间接接触冻结法,概念：即用制冷剂或低温介质冷却的金属板和食品密切接触，使食品冻结的方法。传热方式：传导方式适用性：可用于冻结未包装的和用塑料袋、玻璃纸或纸盒包装的食品。常用设备：平板速冻装置、钢带式冻结装置、回转式冻结装置,(3)直接接触冻结,即包装或未包装食品与低温介质或超低温制冷剂直接接触下进行冻结的方法,在这类冻结方式中食品表面与冷冻介质之间没有屏障。,图311直接接触冷冻方式示意图,常用方法：喷淋、浸渍法或者两种方法同时使用。对低温或超低温介质的要求：未包装食品要求：无毒、纯度高、清洁、无异味、无外来色素或漂白作用等。包装食品：介质必须无毒并对包装材料无腐蚀作用。常用的低温介质：氯化钠、甘油和丙二醇溶液常用的超低温制冷剂：液氨、液态CO2,浸渍法,特点：a.低温液体的传热性能很好，液态介质还能和形态不规则的食品密切接触冻结速度很快，若对低温液体再加以搅拌，则冻结速度还可进一步提高。b.直接接触冻结时，食品表面会有薄层冰衣形成，可防止未包装食品的干缩；c.采用此法，食品和空气接触时间少，适用于冻结易氧化食品；d.低温介质冻结未包装食品时，在渗透压的作用下，食品内汁液会向介质渗出，以致介质污染和浓度降低，并导致低温介质冻结温度上升。,喷淋法,注：装置外形呈隧道状，中间是不锈钢丝制的网状传送带，食品随带在隧道内依次经过预冷区、冻结区、均温区、冻结完成后到出口处。液氮的冻结速度极快，在食品表面与中心会产生极大的瞬时温差，造成食品龟裂，所以过厚的食品不宜采用，厚度一般应小于10cm。特点：液氮冻结装置构造简单、使用寿命长，可实现超快速冻结，而且食品几乎不发生干耗，不发生氧化变色，很适宜于冻结个体小的食品，主要问题是冻液的成本高。,图337喷淋式液氮冻结装置1.风机 2.进料口 3.搅拌风机 4.风机 5.液氮喷雾器 6.出料口,钢带式冻结装置,主要特点：连续流动运行；干耗较少；能在几种不同的温度区域操作；与平板式、回转式相比，带式冻结装置结构简单，操作方便。改变带长和带速，可大幅度地调节产量。占地面积大。返回,3.3.7冻制食品的贮藏和解冻,冻制食品贮藏的任务是尽可能地阻止冻藏过程中食品的各种变化。,3.3.7.1食品在冻藏中的变化,冻藏食品的冰结晶成长冻藏食品的干耗和冻结烧冻藏食品的化学变化,3.3.7.2 冻结食品的冻藏(1)冻藏温度,冷冻食品食用时的品质受冻结过程和贮藏条件的影响。冻藏温度越低，冻藏食品的品质变化越小。在确定冻藏温度时，要平衡质量与成本的关系。从保证冻藏食品品质的角度看，冻藏温度一般要低于-10才能有效地抑制微生物的生长繁殖；而要有效地控制酶反应，温度必须降低到-18以下。一般食品短期冻藏温度为-12-18，长期冻藏温度为-18-23。我国目前对冻结食品采用的冻藏温度大多为-18。在国际上，食品冻藏温度目前趋向于更低的温度。,(2)冻结食品的T.T.T概念,冻藏食品的品质主要取决于原料固有的品质、冻结前后的处理和包装、冻结方式、流通中各个环节所经历的温度和时间。作为商品销售的冻藏食品，在到达消费者手中之前，要经历生产、运输、贮藏、销售等冷链环节。不同环节的冻藏条件可能有所不同，其贮藏期要综合考虑各个环节的情况而确定，为此出现了冷链中的T.T.T概念。冷链（Cold chain）是指从食品的生产到运输、销售等各个环节组成的一个完整的低温物流体系。冻结食品的T.T.T（Time-Temperature-Tolerance）即冻结食品的可接受性与冻藏温度、冻藏时间的关系。用以衡量处于冷链中的食品的品质变化，并可根据不同环节及条件下冻藏食品品质的下降情况，确定食品在整个冷链中的贮藏期限。,冻藏食品的“T.T.T”研究常用感官评价（organoleptic test）配合理化指标来测定，通过感官评价能感知食品品质的变化。高品质寿命(high quality life，简写为HQL)指采用科学的感官鉴定方法将某冻藏温度下的冻结食品与在-40温度下的冻藏食品相比较，刚刚能够判定出二者的差别时，此时冻结食品所经过的冻藏时间。实用贮藏期(practical storage life，简写为PSL)指冻藏食品仍保持着对一般消费者或作为加工原料使用无妨的感官品质指标的最长冻藏时间。,1972年国际制冷学会(I.I.R)所推荐的各种冻结食品的冻藏温度与实用贮藏期如表l l 25所示。,大多数冻结食品的品质稳定性或实用贮藏期是随着冻藏温度的降低而呈指数关系地增大。,图3310冻结食品的T.T.T曲线1.多脂肪鱼和炸仔鸡 2.少脂肪鱼 3.四季豆和汤菜 4.青豆和草莓 5.木梅,冻藏食品品质下降量的计算：假定某冻结食品在某一冻藏温度下的实用贮藏期(PSL)为A天，那么在此温度下，该冻结食品的每天的品质下降量为1/A。当冻品在该温度下实际贮藏了B天时，则该冻结食品的品质下降量为。若该冻结食品在不同的冻藏温度下贮藏了若干不同的时间，则该冻结合品的累计品质下降量为：,综上所述，冻结食品从生产到消费的时间长短并不能说明冻结食品的质量。如果将冻结食品处于不适宜的温度下流通，冻结食品的质量会很快下降。为了使冻结食品的优秀品质一直持续到消费者手中，就必须使冻结食品从生产到消费之间的各个环节处于适当的低温状态下。,某冻结食品在流通期间温度、时间与品质的关系,3.3.7.3冻制食品的解冻,解冻：即使冻藏食品内冻结的水分重新变成液态，恢复食品的原有状态和特性的过程。从某种意义上讲，解冻实际上是冻结的逆过程，但解冻所需时间比冻结时间长。,某肉类食品的冻结和解冻曲线 肉表面深1cm；肉中间深2.5cm，距A面 2.5cm；肉中心深2.5cm，距A面5cm,解冻所需时间比冻结时间更长的原因,解冻时冻结品处在温度比它高的介质中，其外层的冰首先被融化，供热过程必须先通过这个冰晶体已融化的物体层；虽然冰的比热容只有水的一半，热导率却为水的4倍。因此，在解冻过程中，很难达到高的复温速率，且解冻速度随着解冻的进行而逐渐下降。在冻结过程中，人们可以将低温介质温度降得很低以增大它与食品材料的温度差，从而加强传热、提高冷却速率。可是在解冻过程中，高温介质温度受到食品材料的限制，否则将导致组织破坏。为避免表面首先解冻的食品被微生物污染和变质，解冻的温度梯度也远小于冻结的温度梯度。,解冻的方法,（1）空气解冻 空气解冻法不需要特殊设备，适用于任何大小和形状的食品，不消耗能源，最为经济。（2）水解冻水解冻法是冻结食品浸渍在静止水、流动水中或采用喷淋水的方法进行解冻的方法。存在的问题食品中的可溶性物质流失；食品吸水后膨胀；食品被解冻水中的微生物污染等。,（3）电解冻 低频（5060 Hz）解冻将冻结食品视为电阻，利用电流通过电阻时产生的热使冰融化。高频（150 MHz）和微波（915MHz或2450 MHz）解冻在交变电场作用下，利用冻结食品中的极性基团，尤其是水分子随交变电场变化而旋转的性质，相互碰撞，产生摩擦热使食品解冻。高压静电（电压5000105V；功率3040W）解冻 即高压电场作用于冰冻的食品物料，电能转变成热能将食品物料加热解冻的方法。,（4）真空水蒸汽凝结解冻 真空解冻是英国Torry研究所发明的一种解冻方法。水在真空室中沸腾时形成的水蒸汽遇到温度更低的冻结食品时就在其表面凝结成水珠，蒸汽凝结时所放出的潜热，被冷冻品吸收，使冻品温度升高而解冻。（5）加压空气解冻加压空气解冻是根据压力升高，冰点下降的原理，在铁制的容器内，通入压缩空气，使食品在同样解冻介质温度下易于融化。该法解冻时间短，解冻品质量好。单独使用某种方法进行解冻时往往存在一定的缺点，如将上述一些方法进行组合使用，可以起到扬长避短的作用。,食品解冻时应注意的问题,（1）尽可能恢复水分在食品未冻结前的分布状态大部分食品冻结时，水分或多或少会从细胞内向细胞间隙转移，若解冻不当，极易引起食品汁液大量流失。实际上要使冻结食品的水分恢复到未冻结前的分布状态并非易事。细胞受到冰晶体的损害后，显著降低了其原有的持水能力；细胞的化学成分，主要是蛋白质的溶胀力受到了损害；冻结使食品的组织结构和介质的pH发生了变化，同时复杂的大分子有机物质有一部分分解为较为简单的和持水能力较弱的物质。,食品解冻时的汁液流失量的影响因素,冻结食品解冻时的汁液流失量与很多因素有关，如：食品冻结的速度、食品的种类及成熟度、解冻速度的快慢、冻藏温度等。冻结速度的影响：食品种类及成熟度的影响：,解冻时的汁液流失量的影响因素,解冻速度的快慢的影响：冻藏温度的影响：,（2）解冻过程中应尽量将微生物的活动和食品的品质变化降低最缓慢的程度。食品解冻时，由于食品温度的升高以及空气中的水分在冻结食品冷表面上的凝结，会加剧微生物的生长繁殖，加速生化变化，而且这些变化远比未冻结食品强烈得多。首先，必须尽可能地降低冻结食品的污染程度；其次，在缓慢解冻时尽可能采用较低的解冻温度。虽然缓慢解冻允许胶质体或蛋白质有充分的时间重新吸回解冻时融化的水分，从而有利于使汁液流失降低到最低程度，但考虑到微生物的活动、生化反应引起的变质和浓缩的危害，目前关于解冻速度的观点已倾向快速解冻。,回转式冻结装置,主要特点：占地面积小，结构紧凑；冻结速度快，干耗小；连续冻结；生产率高。返回,平板速冻装置,工作原理将食品放在各层金属平板之间，并借助油压系统使平板与食品紧密接触，空心金属平板的通道内流动着低温介质(氨、氟利昂或盐水)，由于金属平板有良好的导热性能，被夹紧的食品可被迅速冻结。平板式冻结装置的特点 a.对厚度小于50mm的食品来说，冻结快、干耗小，冻品质量高；b.在相同的冻结温度下，平板冻结装置的蒸发温度可比吹风式冻结装置提高5-8，而且不用配置风机，电耗比吹风式减少30-50；c.可在常温下工作，改善了劳动条件；d.占地少，节约了土建费用，建设周期也短。e.厚度超过90mm以上的食品不能使用；f.未实现自动化装卸的装置仍需较大的劳动强度。分类：卧式平板冻结装置和立式平板冻结装置,卧式平板冻结装置,卧式的主要用于冻结分割肉、肉制品、鱼片、虾及其小包装食品物料的快速冻结。,立式平板冻结装置,适用性：最适用于散装冻结无包装的块状产品，如整鱼、剔骨肉和内脏，但也可用于包装产品。返回,图334立式平板冻结装置1机架 2、4橡胶软管 3供液管 5吸入管 6冻结平板 7定距螺杆 8液压装置,间歇冻结,设备：分批冻结的鼓风速冻室 返回,连续冻结装置,隧道式冻结装置传送带式冻结装置螺旋式冻结装置流态化冻结装置,隧道式冻结装置,适用性：是一种多用途的冻结装置，特别适用于产品品种繁多的生产单位。,传送带式冻结装置,适用性：适用于场地狭小的工厂，其典型产品是鱼条、鱼块、各种土豆制品、玉米粒等未经包装的散状食品。风向：这种冻结装置是利用垂直冷气流强制通过食品，与之进行良好的热交换。由生产线来的食品应厚薄均匀地加到最上层的传送带。否则易造成气流短路。食品流向：食品由进料口最上层传送带，经受冷气流的快速冷却第二层传送带上，又往回传送到末端滑入第三层传送带上，直至冻好后从出料滑槽输出。,螺旋式冻结装置,适用性：适用于冻结时间为10min3h以内的各种食品，如肉馅饼、鱼糕、鱼条、鸡块、鱼块、盘菜、水果馅饼、汉堡鸡、纸杯冰淇淋等。风向：冷风垂直向下吹过所有各层传送带，且直接从食品表面吹过。物料流向：特点：占地面积小；干耗比一般冻结装置减少约50。,流态化冻结装置,适应性：食品单体速冻 即把食品一个个地冻结，而不互相冻成一团，产品的质量好，分装和销售都比较方便。在隔热的壳体中设置了长条形的金属制槽道，槽道底面开有许多小孔。槽道的侧面或下方设有蒸发器组和离心风机，-30左右的冷风以68m/s的风速从槽底小孔吹出，置于槽道内的待冻食品(形状和大小应比较均匀)被上升的冷气流吹动，悬浮在气流中而彼此分离，呈翻滚浮游状态，出现流态化现象。在一定的风速下，冷空气形成气垫，悬浮的食品颗粒好像流体般自由流动。返回,奶油 奶油的脂肪为连续相而水分为分散相。奶油冻结时分散的水滴就会越过奶油层聚合在一起形成冰晶体，因此奶油解冻后就会出现水孔和脱水的现象。,冰淇淋 缓冻制成的冰淇淋不仅因形成大粒冰晶体使质地呈粗糙感，不象速冻制成的那样细腻，而且冰晶体将破坏冰淇淋内的气泡，使其在部分解冻时或在贮藏中出现容积缩小的现象。返回,水分向细胞外扩散,结果 随着食品温度不断地下降，存在于细胞与细胞间隙内的冰晶体就不断地增大（直至它的温度下降到足以使细胞内部所有汁液转化成冰晶体为止）。大的冰晶体对细胞产生机械挤压，破坏了食品组织，失去了复原性。冻结速度愈缓慢，这种水分重新分布现象愈益显著。以细胞收缩，过度脱水。如果不的渗透率很高，细胞壁可能被撕裂和折损。返回,冻晶体的形成速度,即在物体任何单位容积内或任意点上单位时间内的水分冻结量，d/dt。冻结物体在最终温度时的水分冻结量(终)和物体降温到同一最终温度时所需要时间的比值（终/t终）就是冰晶体的平均形成速度。返回,界面位移速度,界面位移速度就是食品内未冻结层和冻结层间的分界面在单位时间内从物体表面向中心位移的距离，dx/dt。,界面位移速度的计算式表示如下：X从食品表面到分界面的冻结层厚度，m 形成X米冻结层厚度所需的冻结时间，hT周围介质温度，K T冻冻结食品的温度，K冻冻结过程中冻结初温和终温间单位重量食品所放出的全部热量，kJ/kg食品密度，kg/m3T食品冻结初温度和终温间平均温度条件下冻结食品的导热系数，W/mK冻结食品表面和周围介质间的放热系数，W/m2K,食品冻结速度取决于传热推动力（T冻T）和热阻总值两个可变因数。传热推动力即（T冻T）与冻结速度成正比。热阻总值与空气流速（放热系数）、食品厚度、系统几何特性，以及食品成分