第三章 食品的低温保藏1

1、第三章第三章 食品的低温保藏食品的低温保藏 引起食品腐败变质的原因？ 食品在低温条件下可较长期储藏而不会腐败变质。 低温保藏的分类冷却冷却冷藏冷藏（冷藏（冷藏食品）食品）低温低温保藏保藏冻结冻结保藏保藏（冷冻（冷冻食品）食品） 冷冻食品和冷藏食品 冷冻食品又称冻结食品，是冻结后在低于冻结点的温度保藏的食品。 冷藏食品不需要冻结，是将食品的温度降到接近冻结点，并在此温度下保藏的食品。 冷冻食品和冷藏食品可按原料及消费形式分为果蔬类、水产类、肉禽蛋类、调理方便食品类这四大类。冷冻和冷藏食品的特点 易保藏，广泛用于肉、禽、水产、乳、蛋、蔬菜和水果等易腐食品的生产、运输和贮藏 营养、方便、卫生、经济

2、市场需求量大，在发达国家占有重要的地位，在发展中国家发展迅速低温保藏食品的历史 公元前一千多年，我国就有利用天然冰雪来贮藏食品的记载。 冻结食品的产生起源于19世纪上半叶冷冻机的发明。 1834年，Jacob Perkins（英）发明了以乙醚为介质的压缩式冷冻机。 1860年，Carre（法）发明以氨为介质，以水为吸收剂的吸收式冷冻机。 1872年，David Boyle（美）和Carl Von Linde（德）分别发明了以氨为介质的压缩式冷冻机，当时主要用于制冰。 1877年，Charles Tellier（法）将氨-水吸收式冷冻机用于冷冻阿根廷的牛肉和新西兰的羊肉并运输到法国，这是食品冷冻

3、的首次商业应用，也是冷冻食品的首度问世。 20世纪初，美国建立了冻结食品厂。 20世纪30年代，出现带包装的冷冻食品。 二战的军需，极大地促进了美国冻结食品业的发展。 战后，冷冻技术和配套设备不断改进，出现预制冷冻制品、耐热复合塑料薄膜包装袋和高质快速解冻复原加热设备，冷冻食品业成为方便食品和快餐业的支柱行业。 20世纪60年代，发达国家构成完整的冷藏链。冷冻食品进入超市。 冷冻食品的品种迅猛增加。冷冻加工技术从整体冻结向小块或颗粒冻结发展。 我国在20世纪70年代，因外贸需要冷冻蔬菜，冷冻食品开始起步。 80年代，家用冰箱和微波炉的普及，销售用冰柜和冷藏柜的使用，推动了冷冻冷藏食品的发展；出

4、现冷冻面点。 90年代，冷链初步形成；品种增加，风味特色产品和各种菜式；生产企业和产量大幅度增加。一、食品低温保藏原理 概述 低温对微生物的影响 低温对酶活性的影响 低温对非酶作用的影响概述 食品原料有动物性和植物性之分。 食品的化学成分复杂且易变。 食品因腐烂变质造成的损失惊人。 引起食品腐烂变质的三个主要因素。（一）低温对微生物的影响 微生物按生长温度分类微生物类型温度最低最适最高嗜冷微生物-10510202040嗜温微生物101525404050嗜热微生物404555756080部分微生物生长和产生毒素的最低温度微生物最低生长温度产毒素最低温度食物中毒性微生物肉毒杆菌A10.010.0肉

5、毒杆菌B肉毒杆菌C-肉毒杆菌D3.03.0梭状荚膜产气杆菌1520-金黄色葡萄球菌6.76.7沙门氏杆菌6.7不产外毒素粪便指示剂微生物埃希氏大肠杆菌35产气杆菌0大肠杆菌类35肠球菌0低温对微生物的作用 低温可起到抑制微生物生长和促使部分微生物死亡的作用。但在低温下，其死亡速度比在高温下要缓慢得多。 一般认为，低温只是阻止微生物繁殖，不能彻底杀死微生物，一旦温度升高，微生物的繁殖也逐渐恢复。降温速度对微生物的影响 冻结前，降温越迅速，微生物的死亡率越高； 冻结点以下，缓冻将导致剩余微生物的大量死亡，而速冻对微生物的致死效果较差。（二）低温对酶活性的影响 酶作用的效果因原料而异 酶活性随温度的

6、下降而降低 一般的冷藏和冻藏不能完全抑制酶的活性（三）低温对非酶因素的影响 各种非酶促化学反应的速度，都会因温度下降而降低二、食品的冷却和冷藏二、食品的冷却和冷藏指降低食品的温度，使其达到高于冻结温度的预定温度的热交换过程。冷却是冷藏和冻藏前必经阶段。 冷却冷却指在低于常温、不低于食品冰点温度的条件下贮藏食品的过程。冷藏温度一般为-2-15，其中4-8则是最常用的冷藏温度，冷藏室的湿度需根据各种食品的实际需要进行调整。冷藏冷藏1、食品的冷却（1）冷却的目的 植物性食品的冷藏保鲜 肉类冻结前的预冷 分割肉的冷藏销售 水产品的冷藏保鲜（2）冷却的方法空气冷却法冷水冷却法碎冰冷却法真空冷却法 空气冷

7、却法空气冷却法 1室内空气冷却法2隧道冷却法室内空气冷却法的优点室内空气冷却法的优点 食品可以冷却并随后贮藏在同一个地 方，无需再次搬运，冷却操作无需特殊 设备； 食品工厂的设计及运营较简单； 由于食品冷却的速度相对较低，对冷冻箱体系的最大压力小于速冻法。室内空气冷却法的缺点室内空气冷却法的缺点 (1)室内冷却所需的时间较长，终点控制技术难度较大； (2)食品最初非常热或者冷却箱之间的空隙不够，会使食品在冷却时变质腐烂； (3)集装箱外部温度比内部低得多，导致较冷食 品表面的湿度增大，从而造成水汽凝结，使食品易腐；(4)需要预冷食品的不断加入，会使贮藏库里 的温度升高和相对湿度降低，温度和湿度

8、的不 断变化会降低食品品质；(5)在较慢的冷却过程中、呼吸速度快的食品会产生大量的热量，进一步降低了冷却速度。隧道冷却法的优点隧道冷却法的优点 (1)减少了食品在较热时发生腐烂变质的时间，能够满足迅速装运的需要；(2)空气通常从上风向的较冷产品向下风向的较热产品流动，避免了水汽凝结；(3)能够在不规则的地方为某一特定体积的产品冷却，从而减少了首次成本和冷冻损失；(4)现有的室内冷却装置通常能够被改装成隧道冷却设备，而且所需费用不多。隧道冷却法的缺点隧道冷却法的缺点 (1)需要将食品作进一步搬运；(2)必须保持冷却箱的通风，空气从其顶部的流通不能受到覆盖物或分割物的阻挡，也不能受到产品特性的阻碍

9、；(3)随着空气在冷却箱中通过，冷却效果将越来越不均等。位于上风向的食品实际上在很短的时间内就被冷却到同空气一样的温度，而下风向的食品则需较长的时间。冷水冷却法冷水冷却法 利用大容量水泵将机械制冷或冰块降温后的水喷淋在食品上进行冷却。喷淋式喷淋式冷水冷却冷水冷却浸渍式浸渍式碎冰冷却 特点 冰的种类（淡水冰和海水冰） 分类及操作要点 适用（鱼类）碎冰冷却法碎冰冷却法真空冷却法真空冷却法 原理 也叫减压冷却，是根据水分在不同的压力下有不同的沸点。食品真空冷却的优缺点优点：优点：(1)所有预冷方法中最迅速、清洁的方法 (2)果蔬的干耗较少；(3)操作方便；(4)预冷处理后鲜度及口感好。缺点：缺点：设

10、备成本投资较高，操作消耗也高。 2、食品的冷藏 不同温度下某些动植物的平均货架寿命食品名称平均货架寿命（天）02238肉鱼家禽鱼干和肉干水果水果干叶菜块茎植物干种子610275181000或10002181000或1000320903001000或1000111350或350120350或35017750350或350111100或10017100或10013220100或100资料来源：食品科学第五版（美）Norman N.Potter 等著，王璋等译，2001冷藏方法自然空气机械空气自然降氧快速降氧混合降氧减压降氧（1）空气冷藏法 自然空气冷藏法自然空气冷藏法机械空气冷藏法制冷剂有： 氨

11、氟利昂 二氧化碳 甲烷等 空气冷藏工艺空气冷藏工艺(1)(1)储藏温度储藏温度1 (2)(2)空气循环空气循环有助于食品表面热量移动 (3)(3)湿度控制湿度控制大多数:80%90%；某些叶菜或脆性蔬菜:90%95%；坚果类:70%以下；某些干粉类食品:50%以下。影响食品工艺冷藏工艺效果的因素：影响食品工艺冷藏工艺效果的因素：课后作业1 1、试述引起食品腐败变质的生物学因素及其特性。 2、试述引起食品腐败变质的化学因素及其特性。课后作业2 1、食品低温保藏的原理是什么？ 2、食品的冷却目的和方法有哪些？(2)、气调冷藏法、气调冷藏法 在冷藏的基础上，利用调整环境气体来延长食品寿命和货架寿命的

12、方法。气调冷藏法的原理与特点 原理 在一定的封闭体系内，通过各种调节方式得到不同于正常大气组成的调节气体，以此来抑制食品本身引起食品劣变的生理生化过程或抑制作用于食品的微生物活动过程。特点特点 抑制果蔬的后熟 减少果蔬损失 抑制果蔬的生理病害 抑制真菌的生长和繁殖 防止老鼠的危害和昆虫的生存使用气调冷藏时需要注意的问题使用气调冷藏时需要注意的问题 氧浓度过低或二氧化碳浓度过高会引起果蔬发生异常代谢，使其腐烂或中毒 不同品种的果蔬应单独存放，因而需要建多个库房 适于气调储藏的果蔬品种有限 气调储藏库投资较高气调冷藏的方法 自然降氧法（MA储藏） 快速降氧法（CA储藏） 混合降氧法 减压降氧法自然

13、降氧法（MA） 果蔬原料贮藏于密封的冷藏库中（气调库），果蔬本身的呼吸作用使库内的氧量减少，二氧化碳量增加。 用吸入空气来维持一定的氧浓度。 用气体洗涤器来除去过多的二氧化碳。 碱式，让气体通过45%的NaOH； 水式，让气体通过低温的流动水； 干式，让气体通过消石灰填充柱。快速降氧法（CA ） 在气体发生器中用燃烧C3H8的方法来制取低O2高CO2的气体； 将气体通入冷藏库中； 库中常保持负压。 待藏原料入库时，即处于最适贮藏气体氛围，特别适用于不耐藏但经济价值高的原料，如草莓。混合降氧法 先用快速降氧法将冷藏库内的氧气降低到一定程度； 原料入库，利用自然降氧法使氧的含量进一步降低。 既可控

14、制易腐原料的初期快速腐烂，又降低生产成本。减压降氧法 利用真空泵，对储藏室进行抽气，形成部分真空，室内空气各组分的分压都相应下降。气调冷藏工艺 注意各种果蔬的“临界需氧量”，保证气调储藏室内的氧浓度不低于临界需氧量，同时，也要注意防止二氧化碳浓度过高而引起果蔬伤害。3、冷藏中的变化及技术管理（0）. 简述（1）、冷藏时的变化 （2）、冷藏技术管理（0）. 简述 由于原料性质不同，组成成分不同，冷藏前的加工工艺不同，食品在冷藏时所发生的变化也不尽相同。 除了肉类在冷藏过程中的成熟作用外，其它所有变化均会使食品的品质下降。 采取一定的措施可以减缓变化速度（控制温度和湿度，采用合适的包装，采用冷藏结

15、合气调 储藏等）。（1）、冷藏时的变化 水分蒸发 冷害 串味 生理作用 脂类变化 淀粉老化 寒冷收缩1）水分蒸发 食品在冷却时及冷藏中，因为温湿度差而发生表面水分蒸发。 水分蒸发不仅造成重量损失（俗称干耗），而且使果蔬类食品失去新鲜饱满的外观。 减重达到5%时，水果、蔬菜会出现明显的凋萎现象。 肉类食品因水分蒸发而发生表面收缩硬化，形成干燥皮膜，肉色也有变化。 鸡蛋因水分蒸发而造成气室增大。 一些果蔬的水分蒸发特性冷却及贮藏中食肉胴体的干耗 水果蔬菜的水分蒸发特性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

16、 (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、蘑菇冷却及贮藏中食肉胴体的干耗冷却及贮藏中食肉胴体的干耗时间时间牛牛(%)小牛小牛(%)羊羊(%)猪猪(%)12小时小时2.02.02.01.024小时小时2.52.52.52.036小时小时3.03.03.02.548小时小时3.53.53.53.08天天4.04.04.54.014天天4.54.65.05.02）冷害 在冷藏时，果蔬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。 冷害的各种症状见后页表。 虽然在外观上没有症

17、状，但冷藏后再放至常温中，就丧失了正常的促进成熟作用的能力，这也是冷害的一种。 需要在低于界限温度的环境中放置一段时间，才会出现冷害。 水果蔬菜冷害的界限温度和症状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3）串味 具有强烈气味的食品与其它的食品放在一起进行冷却和贮藏，这些易挥发的气味就会被吸附在其它的食品上。甚至存放过有强烈气味的食品（如洋葱）的库房中再贮藏

18、其它的食品时，仍会有串味现象发生。4）生理作用 水果、蔬菜在收获后仍是有生命的活体。在冷藏过程中，果蔬的呼吸作用和后熟作用仍在继续进行，机体内所含的成分也不断发生变化。 淀粉、糖、酸间的比例，果胶物质的变化，维生素C的减少等。 肉类在冷藏中的成熟作用。5）脂类的变化 冷却贮藏过程中，食品中所含的油脂会发生水解，脂肪酸氧化、聚合等复杂的变化，使得食品的风味变差，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，俗称为“油烧”。6）淀粉老化 老化的淀粉不易为淀粉酶作用， 所以也不易被人体消化吸收。 淀粉老化作用的最适温度是：24。 例如面包在冷却贮藏时淀粉迅速老化，松软的质感不复存在

19、；土豆在冷藏陈列柜中贮存时，也会有淀粉老化现象发生。 什么温度不发生老化？什么温度不发生老化？ 当贮存温度当贮存温度低于-20或高于60时，均不会发生淀粉老化的现象。因为低于均不会发生淀粉老化的现象。因为低于 -20时，淀粉分子间的水分急速冻结，时，淀粉分子间的水分急速冻结，形成的冰结晶阻碍了淀粉分子间的相互形成的冰结晶阻碍了淀粉分子间的相互靠近而不能形成氢键。靠近而不能形成氢键。7）寒冷收缩 畜禽屠宰后在未出现僵直前快速冷却，肌肉发生显著收缩，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。 一般来说，宰后10h内，肉温降到8以下，容易发生寒冷收缩。 肉类在冷却时若发生寒冷收缩

20、，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。 当肉的pH值低于6时极易出现寒冷收缩。（2）冷藏技术管理 冷藏温度 冷藏间相对湿度 冷藏间空气流速冷藏温度 冷藏温度应根据具体的原料来确定。 冷藏温度越接近原料的冻结温度，贮藏期越长（香蕉、瓜类、马铃薯等在临界温度下有冷害的除外）。 应严格控制冷藏室温度。温度波动会使空气中的水分冷凝在食品表面，导致发霉。空气相对湿度 若湿度过高，食品表面就会有水分冷凝，不仅容易发霉也容易腐烂。 若湿度过低，则食品因水分迅速蒸发而发生萎蔫。 冷藏时适宜的湿度： 水果，85-90% 蔬菜，90-95% 坚果，70% 干燥制品， 50%空气流速 为

21、了保证贮藏室内温度均匀，应保持最低速度的空气循环。 空气流速越大，食品水分蒸发率越高。 带包装的食品不受空气相对湿度和空气流速的影响。三、食品的冻结过程（一）冻结点与冻结率（二）冻结过程与冻结曲线（三）冻结速度（四）冻结时间（五）冻结方法简介（六）冻结与冻藏时的变化及技术管理（一）、冻结点与冻结率 冻结点（冰点）：冰晶开始出现的温度 食品冻结的实质是其中水分的冻结 食品中的水分并非纯水 根据拉乌尔法则，冻结点的降低，与其物质的浓度成正比，每增加1 mol/L溶质，冻结点就会下降1.86。因此食品物料要降到0以下才产生冰晶。 表表3-7： 几几 种种 常常 见见 食食 品品 的的 冻冻 结结 点

22、点品 种 冻 结 点（ ）含 水 率（ %）品 种 冻 结 点（ ）含 水 率（ %）牛 肉 -0.6 -1.771.6葡 萄 -2.281.5猪 肉 -2.860苹 果 -287.9鱼 肉 -0.6 -27085青 豆 -1.173.4牛 奶 -0.588.6橘 子 -2.288.1蛋 白 -0.4589香 蕉 -3.475.5蛋 黄 -0.6549.5 温度-60左右，食品内水分全部冻结。 在-18 -30时，食品中绝大部分水分已冻结，能够达到冻藏的要求。低温冷库的贮藏温度一般为-18 -25。 冻结率：冻结终了时食品内水分的冻结量（%），又称结冰率。（二）、冻结过程与冻结曲线 冻结过程晶

23、核的形成冰晶体的增长 水的冻结包括：降温与结晶两个过程 游离水和结合水的冻结 冻结膨胀压 冻结曲线表示了冻结过程中温度随时间的变化。 过冷现象，过冷临界温度。 冷冻曲线的三个阶段： 初始阶段，从初温到冰点， 中间阶段，此阶段大部分水分陆续结成冰， 终了阶段，从大部分水结成冰到预设的冻结终温。（三）冻结速度1. 速冻的定性表达：外界的温度降与细胞组织内的温度降不等，即内外有较大的温差；而慢冻是指外界的温度降与细胞组织内的温度降基本上保持等速。2. 速冻的定量表达： 以食品中心温度下降的时间划分 以冻结层伸延的距离划分两种方法。(1)按时间：按时间： 食品中心温度从食品中心温度从-1降到降到-5所

24、需的时所需的时间，间， 在在30 min内，快速冻结，内，快速冻结， 超过超过30 min，慢速冻结。，慢速冻结。 (2)按距离：按距离： 以以-5的冻结层在单位时间内从食品表的冻结层在单位时间内从食品表面向内部推进的距离为标准：面向内部推进的距离为标准： 缓慢冻结缓慢冻结 V=0.11 cm/h 中速冻结中速冻结 V=15 cm/h 快速冻结快速冻结 V520cm/h3.国际制冷学会的冻结速度定义：食品表面与温度中心点间的最短距离，与食品表面达到0后至食品中心温度降到比食品冻结点低10所需时间之比。v =食品表面与中心点的最短距离食品表面与中心点的最短距离表面表面0到中心比冻结点低到中心比冻

25、结点低1010所需时间所需时间 例如：食品中心与表面的最短距离为10 cm，食品冻结点为-2，其中心降到比冻结点低10即-12时所需时间为15 h，其冻结速度为V=10/15=0.67 cm/h。 根据这一定义，食品中心温度的计算值随食品冻结点不同而改变。如冻结点-1时中心温度计算值需达到-11，冻结点-3时其值为-13。4. 各种冻结器的冻结速度： 通风的冷库，0.2 cm/h 送风冻结器，0.53 cm/h 流态化冻结器，510 cm/h 液氮冻结器，10100 cm/h5. 冻结速度与冰晶 冻结速度快，食品组织内冰层推进速度大于水移动速度，冰晶的分布接近天然食品中液态水的分布情况，冰晶数

26、量极多，呈针状结晶体。 冻结速度慢，细胞外溶液浓度较低，冰晶首先在细胞外产生，而此时细胞内的水分是液相。在蒸汽压差作用下，细胞内的水向细胞外移动，形成较大的冰晶，且分布不均匀。除蒸汽压差外，因蛋白质变性，其持水能力降低，细胞膜的透水性增强而使水分转移作用加强，从而产生更多更大的冰晶大颗粒。6. 最大冰晶生成带：指-1 -5的温度范围，大部分食品在此温度范围内约80%的水分形成冰晶。研究表明，食品冻结应以最快的速度通过最大冰晶生成带。7. 冻结速度对食品品质影响 速冻形成的冰结晶多且细小均匀，水分从细胞内向细胞外的转移少，不至于对细胞造成机械损伤。冷冻中未被破坏的细胞组织，在适当解冻后水分能保持在原来的位置，并发挥原有的作用，有利于保持食品原有的营养价值和品质。 缓冻形成的较大冰结晶会刺伤细胞，破坏组织结构，解冻后汁液流失严重，影响食品的价值，甚至不能食用。（四）冻结时间影响冻结时间的因素 产品的大小和形状，尤其是产品的厚度 产品的初温和终温 冷却介质的温度 产品表面的传热系数 热焓的变化 产品的热导率（五）冻结方法简介1 空气冻结法空气冻结法是用冷却管在室内作个棚架，并摆上要进行冻结的食品，在温度为-23-38的绝热室中进行深层冷冻的方法。这种方法属于直接冻结。冻结速度慢，冰的结晶大，质量低劣。此时在棚架的一端安上送风机，可使冻结速度加快，叫做半鼓风冻结法。