第一章低温处理食品

1、第一章食品(shpn)低温处理和保藏共九十页教学目的和要求 掌握低温对微生物及酶的影响 掌握冻结速度与冰晶体关系，贮藏时间、贮藏温度与品质关系 了解干耗产生的原因及预防措施 了解食品的冷藏(lngcng)和冻藏的技术管理，在此期间发生的变化共九十页教学重点和难点重点： 低温对酶活性及微生物的影响 影响食品冷却过程的因素 食品冻结理论 食品在冷藏和冻藏期间发生的变化(binhu)难点： 冷却过程中能量消耗，冷却速度和时间的计算 食品冻结过程中能耗计算 冷藏食品回热时空气状态在H-d图上的变化共九十页主要(zhyo)内容 低温处理对微生物及酶活性的影响(yngxing) 食品的冷却 食品的冻结 食

2、品的冷藏和冻藏食品的回热和解冻共九十页第一节食品的低温处理和保藏(bocng)概述食品低温(dwn)保藏降低食品温度，并维持低温水平或冻结状态，以延缓或阻止食品的腐败变质，达到食品远途运输和短期或长期贮藏的目的的保藏方法。定 义共九十页共九十页共九十页食品(shpn)低温处理的目的 保藏(bocng)手段加工处理手段 制成新产品 使食品加工处理比较方便改善食品性状，提高食品的价值延长食品货架期共九十页 食品(shpn)低温保藏也称冷冻保藏，分为冷却贮藏和冻结贮藏。冷却贮藏 T冻结点 温度范围：-215 短期或长期贮藏冻结贮藏 T冻结点 温度范围： -12-30 长期贮藏共九十页冷 藏： 将食品

3、温度维持在恒定的某一冰点以上温度的保藏过程（04）冻 藏： 将食品温度维持在恒定的某一冰点以下(yxi)温度的保藏过程（-15-18）解 冻： 将食品温度由冰点以下温度提高到冰点以上的温度，并使冰变为水的过程回 热：食品温度由冰点以上温度升温至室温以下的过程共九十页低温(dwn)对酶及微生物的影响 低温(dwn)对酶活性的影响在一定温度范围内，酶活性随温度升高而升高，温度过高，酶即变性失活。可以用温度系数Q10来衡量酶活性因温度而发生的变化共九十页K1-温度(wnd)为t时，酶促反应的化学反应速率常数K2-温度为t+10时，酶促反应的化学反应速率(sl)常数在一定温度范围内，大多数酶的Q值为2

4、-3，即温度每下降10，酶的活性就会削弱至原来的1/21/3。低温可抑制酶活性。 共九十页食品加工中，为了将酶活性引起的不良变化降到最低，食品常经短时间热烫（预煮），将酶活性钝化，然后再进行处理。检验酶是否钝化的标准(biozhn)为：过氧化物酶是否残留活性共九十页低温(dwn)对微生物的影响任何(rnh)微生物都有一定的正常系列的温度范围，温度降低，其活动能力变微弱，当温度降低到微生物最低生长温度，微生物停止生长。温度降低到微生物最低生长温度以下，微生物死亡。共九十页共九十页微生物低温(dwn)致死的原因温度下降，微生物细胞内酶活性降低，物质代谢反应速度降低，微生物生长繁殖下降酶的温度系数（

5、Q10）值不同，破坏各生化反应一致性，破坏微生物新陈代谢细胞内原生质上升，胶体吸水性降低，蛋白质分散度改变，最后导致不可逆蛋白质凝固，破坏其物质代谢正常运行，严重损害细胞。食品冻结时，冰形成，使细胞内原生质/胶体脱水，细胞内溶质浓度(nngd)上升，使蛋白质变性使微生物细胞受到机械性的破坏共九十页影响(yngxing)微生物低温致死的因素温度(wnd) 降温速度 结合水分和过冷状态 介质 贮藏期共九十页影响微生物低温致死(zh s)的因素1.温度冰点以上：微生物仍然具有一定的生长繁殖能力，虽然只有部分能适应低温的微生物和嗜冷菌逐渐增长，但最后(zuhu)也会导致食品变质。18 -8-12，尤其

6、-2-5（冻结温度）,微生物的活动会受到抑制或几乎全部死亡。 当温度急剧下降到-20-30时，所有生化变化和胶体变性几乎完全处于停顿状态.共九十页共九十页共九十页影响微生物低温致死(zh s)的因素2.降温速度冻结前，降温越快，微生物的死亡率越大。 在迅速降温过程中，微生物细胞内的新陈代谢所需的各种生化反应的协调(xitio)一致性被迅速破坏。冻结时，缓冻将导致大量微生物死亡，而速冻则相反。213.结合状态和过冷状态 急速冷却时，如果水分能迅速转化成过冷状态，避免结晶形成固态玻璃体，就有可能避免因介质内水分结冰所遭受的破坏作用。 微生物细胞内原生质含有大量结合水分时，介质极易进入过冷状态，不再

7、形成冰晶体，有利于保持细胞内胶体稳定性。4.介质 高水分和低pH值的介质会加速微生物的死亡，而糖、盐、蛋白质、胶体、脂肪对微生物则有保护作用。5.贮存期 低温贮藏时微生物一般随贮存期的增长而减少；但贮藏温度越低，减少量越少，有时甚至没减少。 贮藏初期微生物减少量最大，其后死亡率下降。共九十页共九十页思考题食品冷冻的目的有哪些(nxi)？影响微生物低温致死的因素有哪些？如何影响？共九十页第二节食品(shpn)的冷却食品冷却即通过人工或自然的方法将食品由较高温度降至食品冻结点以上的某一温度的过程。冷却是食品冷藏前的阶段。食品冷却过程中的冷却速度和冷却终了温度是抑制食品本身的生化变化和微生物的生长繁

8、殖，防止(fngzh)食品质量下降的决定性因素。共九十页影响食品冷却(lngqu)过程因素冷却介质(jizh)性质二者之间温差及接触方式 食品物料性状食品的厚度与物理性质（质量热容，热导率） 冷却介质的相态物理性质 冷却介质的运动状态和速度冷却介质与食品的温差 共九十页二、冷却(lngqu)方法（一）固体物料(w lio)的冷却接触冰（碎冰）冷却冷风（空气）冷却冷水冷却真空冷却26（二）液体食品物料的冷却特点间接冷却间歇式、连续式共九十页冷却方法(fngf)的特点冷风(lngfng)冷却 使用范围广，缺点，易干耗 碎冰冷却简易，冷却效果好，可避免干耗 冷水冷却冷却速度快缺点：产品易受微生物污染

9、 真空冷却（减压冷却）蔬菜快速冷却缺点：投资大，操作成本高 共九十页共九十页共九十页共九十页干 耗 食品无包装或用可透蒸汽的保护膜包装时，用冷空气冷却时，食品除散热，还向外蒸发水分，使食品失水(sh shu)干缩，俗称冷却干耗。 总体来说，干耗是一种不良现象。但肉类快速冷却时，内层水分不易(b y)向表面扩散，表层水很快蒸发，在肉表面形成一层坚质的干燥膜，防止微生物入侵繁殖，而且可减少干耗。 共九十页思考题影响(yngxing)食品冷却过程的因素有哪些？ 共九十页第三节食品(shpn)的冻结食品冻结即将食品的温度降低到食品冻结点以下的某一预定温度。一般要求食品的中心温度达到(d do)-15或

10、以下，使食品中的大部分水分冻结成冰晶体。 共九十页一、食品(shpn)冻结的理论1、冻结点或冰点（freezing point)： 冰晶开始(kish)出现的温度称之为冻结点。一般食品的冻结点为-0.63。 34（一）冻结点与冻结率共九十页拉乌尔（Raoult）稀溶液定律： 与固态纯溶剂成平衡的稀溶液的凝固点Tf比相同压力下纯溶剂的凝固点T*f低，实验结果表明，凝固点降低的数值与稀溶液中所含溶质的数量成正比，即kf叫凝固点下降系数它与溶剂性质有关而与溶质性质无关。冻结点的降低，与其物质的浓度成正比， 每增加1mol/L溶质，冻结点就会下降1.86。因此食品(shpn)物料要降到0以下才产生冰晶

11、。35共九十页36共九十页2、冻结(dngji)率冻结率（结冰率）：食品(shpn)冻结过程中，在某一温度时（冻结点与共晶点之间的任意温度）食品中的水分转化成冰晶体的量与同一温度时食品内所含水分和冰晶体的总量之比。其近似值可用下式计算：K=100（1TD/TF） TD和TF分别为食品的冻结点及其冻结终了温度37共九十页38共九十页第一阶段（二）冻结过程(guchng)与冻结曲线第二阶段第三阶段共九十页第一阶段冻结(dngji)曲线 第一阶段：温度由食品初温降至食品冻结点，放出显热，此热量较少，降温速度(sd)快，曲线较陡。共九十页冻结(dngji)曲线 第二阶段第二阶段，温度由食品(shpn)

12、冻结点降至-5，大部分水变成冰，放出潜热，此热较多，降温速度慢，曲线平坦。 共九十页冻结(dngji)曲线 第三阶段 第三阶段，温度由-5降至终温，少量水冻结(dngji)，水放热降温热较少，降温速度快，曲线较陡。共九十页共九十页液体温度降至冻结点时，液相与结晶相处于平稳，液体如想结晶，必须破坏这种平衡(pnghng)，必须使液相温度降到稍低于冻结点，造成液体过冷。过冷现象是水中有冰结晶生成的先决条件。 结晶(jijng)过程物质温度由冰点降至形成冰结晶临界温度，但尚未冻结的现象。（三）冰结晶条件及结晶过程共九十页结晶(jijng)过程降温过程(guchng)中，水的分子运动逐渐减慢，其逐渐趋

13、向于形成近似结晶体的稳定性聚集体。温度继续降至冰晶形成时或在振动促进下，水就成冰并释放出潜热，使温度回升至水的冰点。水在降温过程中开始形成稳定性晶核时的温度或在开始回升的最低温度称过冷临界温度或过冷温度。 过冷温度总比冰点低 共九十页结晶(jijng)过程当温度回升至冰点后，只要液态水仍冻结，并放出潜热，冰水混合物温度0，只有全部水分都冻结（低熔共晶(n jn)点？）后，温度才会继续下降。在降温过程中，食品组织内溶液浓度增加到一定程度后不再改变，水和它所溶解的盐类共同结晶并冻结成固体时的温度。食品的低熔共晶点为-55-65。共九十页47温度(wnd) 冻结时间/h冻结温度(wnd)曲线和冻结水

14、分量共九十页水在结晶过程中有两种现象发生：1、晶核形成；2、以晶核为中心晶体生长。 随着温度(wnd)降低，晶核生成数和晶体的成长有着各不相同的速度。结晶(jijng)曲线共九十页当温度较高时，产生(chnshng)晶核数少，结晶成长速度较快，晶体产生(chnshng)速度晶体成长速度，此温度下形成少量的大型结晶。大量(dling)较小的冰晶玻璃体状态，形成极少量晶核，不存在成长。大量晶核及大小不一结晶共九十页食品成分复杂，其温度低于0才有冰晶产生。一般食品冻结(dngji)点为0.6-3。大量形成冰结晶的温度范围称为冰结晶最大生成带。大多数食品的水分在-1-5的温度范围内冻结。共九十页总结：

15、1、过冷现象是水中有冰结晶生成的先决条件。 2、水或水溶液结冰时，被称为“冰结晶之芽”的晶核的形成(xngchng)是必要条件。51共九十页（四） 冻结(dngji)膨胀当0的水变成同温度的冰时，其体积会增大到4时水的1.09倍，增大9%。食品冻结时表面水分首先冻结成冰，然后冰层逐渐向内部延伸。当内部的水分冻结膨胀时，会受到外部冻结层阻碍(z i)，于是产生内压，即冻结膨胀压。当外层受不了这样的内压时，就会破裂。在食品通过-1-5冰结晶最大生成带时，冻结膨胀压升高到最大值。食品厚度大，含水率高，表面温度下降极快时易产生龟裂。共九十页共九十页（五）冻结速度(sd)评价食品的冻结速度对食品品质影响

16、很大。冻结速度快，食品组织细胞内向细胞外转移的水分少。使细胞内尚处于原来状态的汁液迅速形成大量细小的冰结晶。冻结速度慢，则食品组织细胞内向细胞外转移的水分多。形成冰结晶多存在于细胞间隙，且颗粒大，细胞内的溶液浓缩。 对冻结食品而言，大粒冰结晶和浓缩引起的危害都很大，因此快速冻结是保证(bozhng)冻结食品质量的重要因素。 共九十页快速冻结优点 食品冻结后形成的冰晶体颗粒小，对食品组织破坏性小 组织细胞内水分向外转移少，对细胞内汁液的浓缩程度较小 温度(wnd)迅速降低至微生物的最低生长温度(wnd)下，阻止微生物，酶活性，提高食品稳定性 一般冻结时通过冰结晶最大生成带的时间在30min内就认

17、为达到速冻要求。共九十页共九十页吹风(chu fng)冻结装置 平板冻结(dngji)装置低温液体冻结装置超低温液体冻结装置二、食品冻结装置共九十页吹风(chu fng)冻结装置共九十页共九十页平板冻结(dngji)装置共九十页思考题名词：冻结点、冻结率、低熔共晶点、过冷现象、冰结晶最大生成带等结晶生长曲线-不同的结晶条件(tiojin)下形成的冰晶的形状及数量如何，冰晶如何分布。结晶过程共九十页第四节食品(shpn)的冷藏和冻藏冷藏：将经过冷却的食品放在高于食品冻结点的某一合适温度下贮藏。冷藏温度一般为-215，而-18则为常用的冷藏温度。冻藏：将经过冻结的食品放在低于食品冻结点的某一合适温

18、度下贮藏。有生命力食品：适宜冷藏，要通风(tng fng)换气无生命力食品：冻藏，不透气材料包装共九十页一、食品在冷藏(lngcng)和冻藏中的变化 食品在冷藏过程(guchng)中的变化肉类成熟寒冷收缩微生物增值淀粉老化脂类变化干 耗冷 害串 味后熟作用共九十页共九十页共九十页食品(shpn)在冻藏过程中的变化重结晶干耗和冻结(dngji)烧变色脂肪变色 蔬菜变色 红肉变色 鱼肉绿变 虾黑变 共九十页二、食品在冷藏和冻藏过程(guchng)的管理温度(wnd)：尽量避免温度波动空气湿度：根据各食品性质不同而定，以不发霉、不失水干耗为基本要求空气流速：低速循环共九十页三、冻藏食品(shpn)的

19、贮藏期1、高品质寿命(shumng)（High quality life, HQL ）在所使用冻藏温度下的冻结食品与在-40温度下的冻藏食品相比较，当采用科学的感官鉴定方法刚能判定出二者差别时，所经历的时间。2、实用贮藏期(practical storage life, PSL) 经冻藏的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时，所经过的冻藏时间。共九十页共九十页 以冻结状态流通的冻结食品(shpn)，其品质主要取决于四个因素：原料固有品质冻结前后的处理和包装冻结方式冻结产品在流通过程中所经历的温度和时间共九十页冻结食品TTT概念（time-temperature tol

20、erance） 冻结食品的可接受性与冻结温度，冻藏时间的关系。由TTT概念可知： 品质(pnzh)优秀的冻结食品品质(pnzh)变化主要取决于冻藏温度，冻结温度越低，食品优秀品质(pnzh)保持时间越长。大多数冻结食品的品质(pnzh)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增大。 共九十页共九十页共九十页食品生产出来后，一般都在包装上印有生产日期，但消费日期距离生产日期短并不能保证冻结食品质量一定好。为保证冻结食品优秀品质，冻结食品从生产到消费之间的各个环节都保持在适当(shdng)的低温状态。这种从生产到消费之间的连续低温处理环节叫冷链共九十页习题(xt)1、食品在冷藏过程中发生

21、的变化及相关概念2、食品在冻藏过程中发生的变化及相关概念3、高品质寿命(shumng)？食用贮藏期？3、T.T.T.？共九十页第五节低温食品(shpn)的回热和解冻冷藏食品出冷藏室前，保证空气中的水分不会在冷藏食品表面冷凝的条件下，逐渐提高冷藏食品温度，最后(zuhu)达到使其与外界空气温度相同的过程。是冷却的逆过程。 回热过程中，暖空气的相对湿度不宜过高（冷凝），也不宜过低（干耗）。 冷藏食品的表面温度应高于空气露点温度，以防止冷凝水出现。实际应用时，食品温度回升到比外界空气温度低3-5即可。冷藏食品的回热共九十页使冻藏食品内冻结的水分重新(chngxn)变成液态，恢复食品的原有状态和特征的

22、过程。 汁液(zhy)流失-影响因素安全问题-解冻温度、水分凝结 解冻终温-介质温度不宜超过10-15 1、解冻注意问题 冻藏食品解冻共九十页 解冻曲线与冻结曲线呈大致(dzh)对称的形状。 由于冰的导热系数远大于水的导热系数，随着解冻过程的进行，向深层传热的速度越来越慢，解冻速度也随之减慢。 与冻结过程相类似，-1 -5是冰晶最大融解带，应尽快通过，以免食品品质的过度下降。2、解冻(ji dng)温度曲线共九十页3、 解 冻 方 法共九十页定义：由空气将热量传给冻品，使冻品升温、解冻。（1）间歇式解冻：相对湿度95-98，风速2 m/s、温度为0 - -5 的加湿空气，解冻时间约14-15

23、h。（2）连续式解冻：有-调温调湿装置，解冻量达1 t/h；风量600m3/min,设备占地面积大。（3）加压解冻：通入压力为(2-3)105 Pa、温度为15-20 空气，因为压力升高(shn o)，食品的冻结点降低，缩短了解冻时间，食品质量较好。（4）气液接触式：经过处理的洁净低温高湿空气与冻品接触后，水蒸气即在表面凝结成水，放出潜热使冻品解冻。无表面干燥或失重。80空气(kngq)解冻共九十页81共九十页水解冻(ji dng)适用于带皮或有薄膜包装的食品。静水解冻：解冻终温较低。流水解冻：水流定时换向流动。喷淋水解冻：卫生质量较好。盐水解冻：盐水浓度23%，可防止某些海鱼的鱼皮褪色。碎冰(su bn)解冻：用于大型鱼类，防止已解冻部分腐败变质。水蒸气解冻：用减压控制水在1520 沸腾，水蒸气在温度更低的冻品表面冷凝并放出热量。82共九十页83共九十页接触式解冻(ji dng)装置与平板