shz第五章 果蔬速冻保藏

第三章果蔬速冻

一、本章学习目标

1、理解果蔬速冻的基本原理及速冻对果蔬的影响；

2、掌握果蔬速冻的工艺流程及操作要点；

3、了解果蔬速冻的生产应用；4、对速冻、冰点、晶核、冰晶体、解冻等专业术语活学活用。二、本章内容概述

速冻是近代食品工业中发展迅速的一种新技术，在食品保存方法中占重要地位。速冻比其它方法更能保持食品的新鲜色泽、风味和营养成分。

速冻

是以迅速结晶的理论为基础，在30分钟或更少的时间内将果蔬及其加工品，于-35℃下速冻，使果蔬快速通过冰晶体最高形成阶段(0℃--5℃)而冻结，是现代食品冷冻的最新技术和方法。第四章果蔬速冻保藏第一节概述

第二节速冻原理第三节速冻工艺第四节速冻方法与设备

第五节果蔬解冻方法第一节概述一、冷冻食品和冷却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；速冻食品（Quick-frozenfoods），是指将食品原料经预处理后，采用快速冻结的方法使之冻结，并在适宜低温下（-18---20℃）进行贮存；

冷却食品不需要冻结，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。

二、冷冻和冷却食品的特点

易保藏，易运输和贮藏，营养、方便、卫生、经济市场需求量大，在发达国家占有重要的地位，在发展中国家发展迅速。三、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，JacobPerkins（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，DavidBoyle（美）和CarlVonLinde（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，CharlesTellier（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。20世纪60年代，发达国家构成完整的冷藏链。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、果蔬冻藏机理（一）低温抑制了微生物的活动

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。第二节冷冻原理（二）低温抑制了酶活性

酶作用的效果因原料而异酶活性随温度的下降而降低一般的冷藏和冻藏不能完全抑制酶的活性。（三）低温抑制了非酶引起的氧化变质

各种非酶促化学反应的速度，都会因温度下降而降低。二、食品原料的冻结（一）冻结点与冻结率1.冻结点：冰晶开始出现的温度。

Raoult稀溶液定律（拉乌尔第二法则）：ΔTf=KfbB，Kf为与溶剂有关的常数，水为1.86。即质量摩尔浓度每增加1mol/kg，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。果蔬活组织的冰点温度低于死组织。

种类

冰点温度/℃

种类冰点温度/℃

最高

最低苹果梨杏桃李酸樱桃葡萄草莓甜橙-1.40-1.50-2.12-1.31-1.55-3.38-3.29-0.85-1.17-2.78-3.16-3.25-1.93-1.83-3.75-4.64-1.08-1.56番茄圆葱豌豆花椰菜马铃薯甘薯青椒黄瓜芦笋-0.9-1.1-1.1-1.1-1.7-1.9-1.5-1.2-2.2表7-1几种果蔬的冰点温度

2.冻结率：冻结终了时食品内水分的冻结量（%），又称结冰率。

K=100（1－TD/TF）

TD：冻结点温度

TF：冻结终了温度二、冻结速度与产品质量（一）冻结速度

1.定量法

速冻的定量表达：以时间划分或以推进距离划分两种方法。按时间：食品中心温度从-1℃降到-5℃所需的时间，在3~20min内，快速冻结，在20~120min内，中速冻结，超过120min，慢速冻结。

按推进距离：以-5℃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：缓慢冻结：

V=0.1~1cm/h，中速冻结：

V=1~5cm/h，快速冻结：

V=5~15cm/h，超速冻结：

V>15cm/h。国际制冷学会的冻结速度定义：食品表面与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。

各种冻结器的冻结速度：通风的冷库，0.2~0.4cm/h；送风冻结器，0.5~3cm/h；流态化冻结器，5~10cm/h；液氮冻结器，10~100cm/h。2.定性法

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；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。速冻是指以最快的冻结速度通过食品的最大冰晶生成带（-1--5℃）的冻结过程。（二）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。1.最大冰晶生成带（Zoneofmaximumicecrystalformation）：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，应以最快的速度通过最大冰晶生成带。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。2.冻结曲线

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。3.冻结时间

缩短冻结时间应从这三方面加以考虑：减小食品厚度，增大放热系数（采用强制循环，采用液体介质等）降低冷冻温度。

4.冻结速度对产品质量的影响

冻结速度越快，形成的冰晶体就越细小、均匀，而不至于刺伤组织细胞造成机械伤。缓慢冻结形成的较大的冰晶体会刺伤细胞，破坏组织结构，对产品质量影响较大。

食品速冻是指运用适宜的冻结技术，在尽可能短的时间内将食品温度降低到其冰点以下的低温，使其所含的全部或大部分水分随着食品内部热量的散失而形成微小的冰晶体，最大限度地减少生命活动和生化变化所需要的液态水分，最大限度地低保留食品原有的天然品质，为低温冻藏提供一个良好的基础。5.优质速冻食品应具备以下五个要素：

(1)冻结要在—18一30℃的温度下进行，并在20min内完成冻结。

(2)速冻后的食品中心温度要达到—18℃以下。

(3)速冻食品内水分形成无数针状小冰晶，其直径应小于100μm。

(4)冰晶体分布与原料中液态水分的分布相近，不损伤细胞组织。

(5)当食品解冻时，冰晶体融化的水分能迅速被细胞吸收而不产生汁液流失。

三、冷冻量的要求产品由原始初温降到冷藏温度应排除的热量包括三个部分：

(1)产品由初温降到冰点温度释放的热量：产品在冰点以上的比热×产品的重量×降温的度数(由初温到冰点的度数)。

(2)由液态变为固态冰时释放的热量：产品的潜热×产品的重量。

(3)产品由冰点温度降到冷藏温度时释放的热量：冻结产品的比热×产品的重量×降温度数。

维持冷藏库低温贮存需要消除的热量，包括墙壁、地面和库顶的漏热，例如墙壁漏热的计算如下：墙壁漏热量＝(导热系数×24×外壁的面积×冷库内外温差)十绝热材料的厚度其他热源：包括电灯、马达和操作人员等工作时释放的热量：电灯每千瓦小时释放热能3602．3kJ；马达每小时每千瓦释放热能4299．3kJ；库内工作人员每人每小时释放热能约385．84kJ。上述三部分热源资料是食品冷冻设计时需要的基本参考资料，在实际应用时，将上述总热量增加10％比较妥当。第三节果蔬速冻工艺

原料→剔选→清洗→去皮、切分→烫漂→冷却→沥干→速冻→包装→成品关键工艺：速冻（快速冻结）在很短的时间内（<20min）迅速通过最大冰晶形成区（-1~-5℃），冻品的中心温度<-18℃。第四节速冻方法与设备按生产过程的特性分，冻结系统可分为批量式、半连续式和连续式三类。批量式冻结器：先装载一批产品，然后冻结一个周期，冻结完毕后，设备停止运转并卸货。半连续式冻结器：将批量式冻结器的一个较大的批量分成几个较小的批量，在同一个冻结器内进行相对连续的处理。连续式冻结器：产品连续地或有规律间断地通过冻结器，采用机械化而且经常是全自动化的系统。有规律间断与半连续式的区别在于：一次装运产品的数量（有规律间断时是一袋、一纸盒或一盘，半连续式则是含许多袋、盘、纸盒的一辆车或一个货架），装货与等待的时间（有规律间断往往只有几秒钟，不影响流水线的运行，而半连续式则需要较长的时间，形成明显的中断）。

按从产品中取出热量的方式，冻结方式可分为吹风冻结、表面接触冻结和低温冻结这三种基本类型，以及它们的组合方式（如先经过低温处理，然后经机械制冷装置完成冻结过程）。1、吹风冻结

吹风式冻结装置用空气作为传热介质。早期的吹风式冻结装置是一个带有冷风机及制冷系统的冷库。通过对气流控制技术和产品传送技术的不断改进，现在有了各种水平的冻结设备。可分为批量式（冷库，固定的吹风隧道，带推车的吹风隧道）和连续式（直线式、螺旋式和流化床式冻结器）1冷库2）固定的吹风隧道3）带推车的吹风隧道4）直线式冻结器5）螺旋式冻结器1、转筒；2、螺旋输送带；3、风机；4、制冷盘管。6）流化床冻结器2、金属表面接触冻结

产品与金属表面接触进行热交换，金属表面则由制冷剂的蒸发或载冷剂的吸热来进行冷却。冻结方式与吹风冻结相比有两个优点：传热效果好；不需配置风机。但这种方式不适用于不规则形状产品的冻结。按照结构形式，金属表面接触冻结装置可分为三种主要类型：带式，板式和筒式。1）钢带冻结器：适用于未包装的鱼片、咖

啡提取物、熟土豆泥、汉堡牛排、各种

调味汁和蔬菜泥。因为产品只是一面接

触金属表面，食品层应当薄一些，常控制在20~25mm。喷淋盐水（氯化钙或丙二醇）的温度通常为-35~-40℃，冻结时间约为30min。

钢带冻结器的主要优点：连续运行；便于清洗和保持卫生；能分段控制温度（如对于咖啡提取物）；干耗较少。2）平板冻结器：广泛用于形状为扁平状且厚度也有限制的小包装水产品和肉类制品。3）圆筒冻结器：通常用于冻结液体食品，产品在圆筒的内表面或外表面冻结，并被连续地刮除，因而具有强烈的热交换和很高的冻结速度。3、低温冻结低温冻结采用液氮或液态二氧化碳作为制冷剂，常用于：1）小批量生产，2）新产品开发，3）季节性生产，和4）临时的超负荷状况。相对较低的温度可以使产品快速冻结，对保证产品质量和降低干耗都是十分有利的；但设备投资和运行费用较高。低温冻结设备则可以是箱式，直线式，螺旋式或浸液式。

液氮冻结器