[农林牧渔]第四章 食品的冷加工原理与冷冻保藏技术.ppt

第四章 食品的冷加工原理与 冷冻保藏技术 食品保藏原理 *1 食品保藏原理 概 论 冷藏（冷却）制品，主要指将食品原料和配料经过前 处理例如清洗、分割、包装或加工处理后，在-1 8储藏的制品； 冻藏（冻结）制品，主要是指将食品原料经过前处理 加工，在-30以下快速冻结，经包装后，在-18以 下低温储藏和流通的食品。 Date2 食品保藏原理 低温保藏食品历史： 公元前1000多年天然冰记载； 19世纪冷冻机发明； 1877年氨水吸收式冷冻机首次商业应用； 20世纪初，冻结食品厂出现； 60年代冷藏链的出现； 国内：70年代开始起步，80年代普及，90年代冷链出 现。 Date3 食品保藏原理 一、低温对微生物的影响 根据微生物的适宜生长温度范围： 嗜冷菌最低生长温度-105 ，最适1020； 嗜温菌最低生长温度 1015 ，最适2540； 嗜热菌最低生长温度 4045 ，最适5575； 大多数动物性食品(肉、禽、鱼)的嗜冷菌主要是好 氧性的；大多数蔬菜上的嗜冷菌为细菌和霉菌，而 水果上主要是霉菌和酵母。 第一节 食品低温保藏基本原理 Date4 食品保藏原理 二、低温对酶活力的影响 1、低温可抑制酶的活性，但不使其钝化。 2、大多数酶活性化学反应的Q10值为23，也就是 说温度每下降10，酶活性就削弱1/21/3。 3、一般在-18以下，酶的活性才会受到较强的抑 制。但是某些脂酶、胰蛋白酶甚至在-29时还能 起催化作用产生游离脂肪酸。 Date5 食品保藏原理 三、低温对其他变质因素的影响 低温能使其他各类作用或反应的速率减小。如氧化作用 、生理作用、蒸发作用、机械损害等。 无论是微生物引起的食品变质，还是酶促反应引起的变 质，亦或是其他反应引起的变质，在低温环境下，都只可能 延缓或减弱它们的作用，而不能完全抑制，因此在低温下进 行长期储藏的食品，其质量仍然有所下降的。 食品低温保藏就是利用低温以控制微生物生长繁殖、酶 活动及其他非酶变质因素的一种方法。 Date6 食品保藏原理 一、食品的冷却 1、食品冷却目的 对动物食品有利于抑制分解蛋白质酶的作用， 有利于抑制细菌的生长繁殖，速冷甚至能使部分细 菌休克死亡。 对植物性食品有利于排除呼吸热和田间热，延 长植物性食品的贮藏期。 第二节 食品的冷却和冷藏 Date7 食品保藏原理 2、冷却的方法 （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。 果蔬：1-2m/s，相对湿度85%-95%，温度-5-10； 畜肉：0.5-1.5m/s，相对湿度90%-98%，温度0； 禽肉：1-1.2m/s，相对湿度80%-85%，温度2-3； Date8 食品保藏原理 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。 冷水冷却通常用于鱼类、某些水果和蔬菜，但容 易造成食品间带病菌交叉感染。 冷水冷却一般采用喷淋式或浸渍式。 （2）冷水冷却 Date9 食品保藏原理 （3）碎冰冷却法 这种冷却效果是靠冰的融解潜热（334.920 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，避免干 耗。 这种方法经常用于冷却鱼、叶类蔬菜和一些水果 。 实际应用时还会使用水冰冷却。 Date10 食品保藏原理 （4）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热（ 约2.49kJ/kg），由于汽化热的作用使蔬菜自身的温度下降 ,一般冷却时间只需1020min。 （5）蒸发冷却法 让干燥空气在湿润的食品表面上通过而使之冷却的简 单过程。产品先用水雾喷湿，然后再用干燥空气通过。 Date11 食品保藏原理 二、食品的冷藏 1、空气冷藏法 （2）机械空气冷藏法 （1）自然空气冷藏法 利用自然的低温空气来储藏食品。一般用来冷藏果蔬。 利用蒸汽压缩式氨冷气机进行冷藏。 （3）气调冷藏 所谓气调冷藏即是人工调节储藏环境中O2及CO2的比例。 Date12 食品保藏原理 2、空气冷藏工艺 冷藏温度： 在保证食品不冻结的情况下，冷藏温度越接近冻结 温度则储存期就越长;不同食品的冻结温度不同。 贮藏温度是冷藏工艺中最重要的因素。 Date13 食品保藏原理 空气相对湿度 含水食品宜在较高湿度，而干态食品则要求空气湿度很 小,一般大多数水果为85%-90%，叶类蔬菜为90%-95%， 坚果在70%。 空气流速 空气流速越大，食品水分蒸发率也越高。如果过大， 也会造成干耗。所以只要空气流速刚好能把食品产生的热 量带走，并保证室内温度均匀分布即可。 Date14 食品保藏原理 三、食品在冷藏过程中的质量变化 （1）水分蒸发（干耗） 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。 Date15 食品保藏原理 （2）冷伤害 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，称为冷害。 最明显的症状是在表皮出现软化斑点和心部变色。 Date16 食品保藏原理 （3）后熟作用 后熟作用指是果实离开母体或植株后向成熟转化的过 程。通常，为了延长食品的储存期，可以延长后熟阶段。 （4）移臭和串味 如果将强烈气味的食品与其它食品放在一起冷藏，这 些强烈气味就会串给其它食品。冷藏库长期使用后，也会 有特殊的冷藏臭，也会转移到食品中。 Date17 食品保藏原理 （5）脂肪的氧化 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”。 （6）淀粉老化 食品中的淀粉中以 -淀粉的形式存在，在接近0的低 温范围中，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。 Date18 食品保藏原理 四、食品冷藏条件的改善 1、光线 冷藏库内必须黑暗，可以延缓马铃薯等的发芽 ；紫外线有抑制生物生长的作用，但也会起催化氧化得 作用。 2、热烫 热烫后可以破坏酶的活性，适用于水果。 3、表面涂层 一些水果和蔬菜冷藏前经过表面涂蜡可以减 少脱水，改善外观；带壳的鸡蛋在生下后12-24小时内 浸于油中可大大延长贮藏期。 Date19 食品保藏原理 第三节 食品的冻结与冻藏 1、何为冻结与冻藏？ 2、冻藏温度？ 3、常见冻藏制品 Date20 食品保藏原理 一、冻结前对原料的预处理 v（1）蔬菜 v清理和清除杂质在100热水或蒸气中进行预煮 立即将原料冷却到10以下。 Date21 食品保藏原理 （2）水果 清理和清洗低浓度糖浆（添加柠檬酸、抗坏血酸 和二氧化硫）冻制。 Date22 食品保藏原理 （3）肉制品。一般在冻制前并不需要特殊加工处理 。 （4）家禽制品。冻制结果的品质与时间有关。 Date23 食品保藏原理 冻结点：冰晶开始出现的温度； 食品的冻结点低于纯水的冰点； 食品种类不同冻结点也不一样。 1、食品的冻结点（冰点） 食品中水分含量越低，形成冰晶体的温度越低，即 冻结点温度越低。 二、食品的冻结 Date24 食品保藏原理 2、冻结过程与冻结曲线 （1）冻结过程 水的冻结包括两个方面：降温和结冰。 结冰包括晶核的形成和冰晶体的增长两个过程 。 Date25 食品保藏原理 （2）冻结温度曲线和冻结率 冻结曲线 初阶段 中阶段 终阶段 Date26 食品保藏原理 水分冻结量即冻结率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）。 要将食品内的水分全部冻结，温度最后要降低到 60 （共晶点），但实际上冻藏温度一般仅-18左右 即可，故冻藏食品中的水分实际上并未完全凝结固化。 Date27 食品保藏原理 3、冻结速度与冻结时间 （1）冻结速度 时间划分 食品中心温度从-1下降至-5所需时间在 30min以内为快速冻结，超过30min则为慢速冻结。 Date28 食品保藏原理 （2）距离划分 单位时间内-5的冻结层从食品表面向食品内部 延伸的距离。 表示方法：v=520 cm/h 快速冻结 v= 15 cm/h 中速冻结 v=0.11cm/h 慢速冻结 Date29 食品保藏原理 （2）冻结速度与冰晶分布的关系 冻结速度快冰晶的性状越细小，针状结晶体数量多 。 可见，冻结速度越快，冻藏后的食品越接近原食品 ，形成冰晶对细胞的破坏性也比较小，其品质越好。 冻结速度慢形成较大的冰晶体且分布不均匀。 Date30 食品保藏原理 （1）冻结对食品组织结构的影响 机械性损伤；细胞的溃解；气体膨胀 （2）化学变化 蛋白质变性；变色； 4、冻结及冻结速度对冻品质量的影响 Date31 食品保藏原理 4、食品常用的冻结方法（略 ） （1）空气冻结法 :静止空气冻结法、鼓风 冻结法 （2）间接接触冻结法：板式冻结法（立式 、卧式） （3）直接接触冻结法 Date32 食品保藏原理 三、食品的冻藏 1、冻藏温度 应综合考虑食品物料的品质和经济成本。 （1）-12：食品冻藏的安全温度，有效地抑制微生 物的生长繁殖； （2）-18以下：抑制酶活、降低化学反应，更好保 持食品品质。 Date33 食品保藏原理 2、冻藏时间 与食品物料的种类、冻藏的温度有关。 （1） 冻藏食品原料 冻藏过程在同一条件下完成。 （2） 冻藏销售食品 冻藏过程是在生产、运输、贮藏库、销售等冷链环节 中完成。 Date34 食品保藏原理 冷链TTT a. 冷链：从冷冻食品的生产到运输、销售等 各个环节组成的一个完整的物流体系。 b. TTT：时间-温度-品质耐性 表示相对于品质的允许时间与温度的程度。 Date35 食品保藏原理 c. TTT的计算： . 了解冻藏食品物料在不同温度Ti下的品质保持时间（ 贮藏期）Di； . 计算在不同温度下食品物料在单位贮藏时间（如1天 ）所造成的品质下降程度di1/Di； . 根据冻藏食品物料在冷冻链中不同环节停留的时间ti ，确定冻藏食品物料在冷链各个环节中的品质变化tidi ； . 确定冻藏食品物料在整个冷链中的品质变化tidi ，tidi 1即是允许的贮藏期限。 Date36 食品保藏原理 Date37 食品保藏原理 Date38 食品保藏原理 （一）食品在冻结过程中的物理和化学变化 1. 体积的变化 2. 水分的重新分布 3. 机械损伤 4. 非水相组分被浓缩 四、食品在冻结、冻藏过程中的质量变化 Date39 食品保藏原理 （二）食品在冻藏过程中的物理和化学变化 1.重结晶 是指冻藏过程中食品物料中冰结晶的大小、形状、 位置等都发生了变化，冰结晶的数量减少、体积增 大的现象。 2. 冻干害 又称为冻烧、干缩，这是由于食品物料表面脱水（ 升华）形成多孔干化层，物料表面的水分可以下降 到1015%以下，使食品物料表面出现氧化、变 色、变味等品质明显降低的现象。 Date40 食品保藏原理 3. 脂类的氧化和降解 冻藏过程中食品物料中的脂类会发生自动氧化作用，结 果导致食品物料出现油哈味。此外脂类还会发生降解， 游离脂肪酸的含量会随着冻藏时间的增加而增加。 4. 蛋白质溶解性下降 冻结的浓缩效应往往导致大分子胶体的失稳，蛋白质分 子可能会发生凝聚，溶解性下降，甚至会出现絮凝、变 性等。 5. 其他变化：如pH、色泽、风味和营养成分等的变化 。 Date41 食品保藏原理 五、一些食品物料冻结及冻藏工艺及控制 1.果蔬冻结与冻藏工艺及控制 要求在适合食用的成熟度成熟度采收； 一般采用速冻工艺，速冻温度速冻温度视果蔬种类而定； 不同果蔬对低温冻结的承受力承受力有较大的差别； 果蔬冻藏过程的温度愈低温度愈低，对果蔬品质的保持效果愈好。 Date42 食品保藏原理 Date43 食品保藏原理 2.畜禽肉类的冻结与冻藏工艺及控制 畜肉采用空气冻结法经一次冻结工艺或两次冻结工艺完 成； 畜肉冻藏温度-20-18，相对湿度95%- 100%，空气流速0.2-0.3m/s； 禽肉采用冷空气或液体冻结法； 禽肉冻藏温度-20-18，相对湿度95%- 100%，空气流速0.2-0.3m/s； Date44 食品保藏原理 Date45 食品保藏原理 3.鱼类的冻结与冻藏工艺及控制 畜肉采用空气、金属平板或低温液体冻结法完成； 鱼的冻藏期与鱼的脂肪含量有很大关系，多脂鱼-18仅 能贮藏2-3个月，一般在-29以下；少脂鱼在-18仅能贮 藏4个月，一般贮藏-2318；部分肌肉红色的冻藏温度 低于-30. Date46 食品保藏原理 o多脂鱼 鲭鱼 大马哈鱼 鲱鱼 Date47 食品保藏原理 o少脂鱼鳕鱼 比目鱼 鲈鱼 绿鳕 Date48 食品保藏原理 六、食品的解冻 解冻是冻制食品消费前或进一步加工前必经的步骤 。冻制食品的解冻就是使食品内冰晶体状态的水分转化 为液态，同时恢复食品原有状态和特性的工艺过程。可 视为冻结的逆过程。 解冻时必须尽最大努力恢复加工时必要的品质，使品 质的变化或数量上的损耗都减少到最小的程度。 Date49 食品保藏原理 1、解冻过程 解冻时，首先是冻制品表层的冰融解成水，随着解 冻的进行，融解逐渐向内部延伸，由于导热系数冰是水 的4倍，因此，解冻的速度随着解冻的进行而逐渐下降 ，解冻所用时间就比冻结时间长。 Date50 食品保藏原理 空气解冻法：经济，不用消耗能源，但是解冻缓慢，易受空气 中微生物的污染。 水解冻：将冷冻品浸在水中解冻，可以避免质量损失，但食品 中的可溶性物质易流失，吸水后会膨胀，解冻水中的微生物污 染。 真空水蒸气凝结解冻：亦称真空解冻。 电解冻： 微波解冻等。 2、食品的解冻方法 Date51