《水产品加工学》教学课件-第5章-冷冻水产品加工工艺

第五章冷冻水产品加工工艺为什么要学习冷冻水产品加工工艺？

从前面的章节学习我们知道，水产品水分含量高，鲜度下降快，物流半径短，非沿海、沿江人们要想吃到新鲜的水产品，仅靠活鱼运输途径是远远满足不了需求的。目前已经证实，低温加工是保持水产品新鲜度最重要的技术手段。本章主要知识点如冷冻水产品的加工方法、快速冻结、水产品的冷链流通等将有助于您更好地探索冷冻水产品加工的奥秘。学习目标能用简洁、专业的语言讲述清楚冷冻水产品加工的原理；能区分水产品冷却与冻结、冷藏与冻藏的概念；分别指出3种水产品的冷却方法与冻结方法；比较缓慢冻结与快速冻结的差异及对水产品品质的影响；能分析蛋白质冷冻变性的原因，并列出3种以上的控制措施；能阐释汁液流失的原因，并列出5种以上的控制措施；能依据基本技术参数计算水产品冻结过程中的冷耗量；能通过调研总结冷冻水产品加工存在的主要问题；能通过有效交流讨论，分析如何发展水产品的冷链流通；能通过现代信息手段获取水产品冷冻新技术及其研究进展；一、冷冻对水产品微生物的影响（一）微生物的耐冷性

微生物耐冷性因种类而异，一般地，球菌类比G-杆菌更耐冷，而酵母和霉菌比细菌更耐冷。对于同种类的微生物，它们的耐冷性则随培养基组成、培养时间、冷却速度、冷却终温及初始菌数等因素而变化。第一节冷冻水产品加工原理（二）冷冻对微生物的抑制作用

梭子蟹菌落总数在不同贮藏温度下的变化二、冷冻对水产品酶活性的影响温度对血红素和过氧化物酶催化愈创木酚氧化反应速度的影响1．过氧化物酶2．血红素冷冻条件下，与腐败变质的相关的酶活性可显著降低，从而保持水产品品质。低温对酶活性的抑制作用因酶的种类而有明显差异三、冷冻对水产品氧化的影响水产品中不饱和脂肪酸含量高，在贮藏与加工过程更易氧化变质。水产品脂肪氧化会加速蛋白质氧化，引起蛋白质变性，低温可延缓氧化作用四、冷冻对水产品品质的影响（一）水分蒸发水产品在冷冻贮藏与加工过程中，其水分会不断向环境空气蒸发而逐渐减少，导致重量减轻，这种现象就是水分蒸发；影响水分蒸发的因素很多，比如环境湿度、包装、冻结方式、冻藏温度、水产品温度、水产品与环境的温差、水产品的形状与特性、分割程度等。（二）蛋白质冻结变性水产品在冷冻贮藏与加工过程中，造成蛋白质结构改变，导致蛋白质的ATPase活性减小、肌动球蛋白溶解性降低、持水力下降等冻藏温度对鱼肌盐溶性蛋白的影响（三）汁液流失冷冻水产品在解冻时，冰晶融解产生的水分没有完全被组织吸收重新回到冻前状态，其中有一部分水分就从水产品内分离出来，此种现象就称为汁液流失。汁液流失受到许多因素的影响，主要有原料种类、冻结前处理、冻结时原料新鲜度、冻结速度、冻藏时间、冻藏期间对温度的管理及解冻方法等。冻藏温度对虾汁液流失的影响（四）脂肪酸败脂肪酸败就是脂肪的氧化过程，是引起水产品发粘、风味劣变等变质现象的主要原因。脂肪酸败有两种类型，即水解酸败和氧化酸败。引发反应：RH→R·+H·连锁反应：R.+O2→ROO·ROO·+RH→ROOH+R·终止反应：R·+R·→R-RR·+ROO·→ROORROO·+ROO·→ROOR+O2（五）冷冻水产品变色由于水产品自身成分方面的特殊性，加上微生物、酶、氧化作用等因素的影响，使得水产品在冷冻贮藏与加工过程中发生诸多的变色现象，如红肉鱼褐变、旗鱼绿变、贝类红变、虾的黑变等。有效地防止水产品变色的方法：采用新鲜度高的水产品；冻结之前去掉内脏；捕获之后立即放血，快速冻结及低温冻藏；真空包装或采用充入惰性气体的包装；包冰衣；添加抗氧化剂等。第二节冷冻水产品加工方法与设备一、水产品的冷却与冻结（一）水产品的冷却水产品冷却的本质是一种热交换过程，是让水产品的热量传递给周围的低温介质，在尽可能短的时间内，使水产品温度降低到高于其冻结点的某一预定温度，以便及时的抑制其体内的生化变化和微生物的生长繁殖过程。1.空气冷却法空气冷却法是将水产品放置于冷却空气中，通过冷却空气的不断循环带走水产品热量，从而使水产品获得冷却的方法，其冷却效果主要取决于空气温度、循环速度及相对湿度等因素。2.水冷却法水冷却法是将水产品直接与低温的水接触而获得冷却的方法。水冷却法的优点是冷却速度快、避免了干耗、占用空间少等，但存在损害水产品外观、易发生交叉污染及水溶性营养素流失等缺陷。3.碎冰冷却法碎冰冷却法即碎冰直接与水产品接触，吸收融解热后变成水，同时使水产品冷却的方法。（二）冷却方法与设备（三）水产品的冻结水产品冻结过程中的水分转移1.水产品的冰点随着水产品温度的降低，我们可以观察到在某个温度下水产品中的水分开始结冰，此温度即为水产品的冰点或冻结点。2.冻结过程与冻结曲线冻结曲线可分成AB、BC及CD三个阶段，其中AB阶段是冷却过程，而BC和CD两阶段为冻结过程，BC阶段相当于冰点tf～-5℃的温度变化，假如水产品的冰点为-1℃，则BC阶段相当于80％的冻结率，也就是说大多数水分是在BC阶段变成冰晶的，我们把BC阶段所对应的温度区间-1～-5℃称为最大冰晶生成带。冻结速度，是指水产品内某点的温度下降的速度或水产品内某种温度的冰锋向内扩展的速度3.冻结速度冻结速度冰晶的状态冰锋前进速度V冰和水分移动速度V冰之关系形状数量大小（直径×长宽）数秒针状无数1～5μm×5～10μmV冰＞＞

V水1.5min杆状很多0～20μm×20～50μmV冰

＞V水40min柱状少数50～100μm×100μmV冰

＜V水90min块粒状少数50～200μm×200μm以上V冰＜＜

V水冻结速度与冰晶状态之间的关系（四）冻结方法与设备1.空气冻结法空气冻结法是用低温空气作为介质以带走水产品的热量，从而使水产品获得冻结的方法。隧道式冻结器1．绝热外壳2．蒸发器3．承水盘4．可逆转的风机5．挡风隔板6．小货车螺旋带式冻结器1．出料传送带2．绝热箱体3．转筒4．蒸发器5．风机6．控制箱7．进料口8．传送带清洗器2.平板冻结或间接接触冻结法平板冻结或间接接触冻结法是通过冷的金属表面与水产品接触来完成冻结的方法。卧式平板冻结器1．支架2．链环螺栓3．垫块4．水产品5．平板6．液压缸7．液压杆件3.喷淋或浸渍冻结法喷淋或浸渍冻结法是将包装或未包装的水产品与液体制冷剂或载冷剂接触换热，从而获得冻结的方法。液氮冻结器1．进口2．食品3．风机4．喷嘴5．N2供液管6．传送带7．出口二、水产品的包装与冷冻贮藏冻结水产品的包装不仅可以保护冻结水产品的质量，防止其变质，还可以使冷冻水产品的生产更加合理化，提高生产效率。另外，科学合理的包装还可以给消费者卫生感、营养感、美味感和安全感，从而提高冷冻水产品的商品价值，促进冷冻水产品的销售与消费。

（一）水产品的包装冷藏是将冷却的水产品置于水产品冰点以上某一个温度（-1.5～10℃）保藏水产品的方法。（二）水产品冷藏空气冷藏法的贮藏效果与冷藏温度、相对湿度、空气循环、包装等有关。（三）水产品冻藏冻藏是将冻结的水产品置于水产品冰点以下某一个温度（-1.5～-23℃）保藏水产品的方法。冷冻水产品的贮藏质量受冻藏温度、相对湿度及空气循环等因素的影响。三、水产品冷链流通（一）水产品冷链组成水产品冷链一般由以下环节组成：水产品原料、冷冻加工、冷冻贮藏、冷冻运输、冷冻销售及冷冻消费环节组成1.冷冻加工冷冻加工包括各种水产品原料的预冷却、各种冷冻水产品的加工与加工品的速冻等。2.冷冻贮藏冷冻贮藏包括水产品原料及其加工品的冷藏和冻藏，主要涉及各类冷藏库。3.冷冻运输冷冻运输包括水产品低温状态下的中、长途运输及短途配送等物流环节。主要涉及铁路冷藏车、冷藏汽车、冷藏船、冷藏集装箱等低温运输工具。4.冷冻销售冷冻销售包括冷冻水产品的批发及零售等，由生产厂家、批发商和零售商共同完成。（二）水产品冷链相关设备1.固定冷冻设备冷冻贮藏是水产品冷链中的一个重要环节，主要涉及各类冷藏库，另外还涉及冷藏陈列柜和家用冰箱等。制冷系统示意图1．压力表2．压力表3．冷凝水入口4．冷凝水出口5．冷凝器6．制冷剂7．压缩机8．调节阀9．蒸发器2.冷冻运输设备冷冻运输是水产品冷链中的一个重要环节，由冷冻运输设备来完成。冷冻运输设备是指本身能造成并维持一定的低温环境以运输冷冻水产品的设施及装置，包括冷藏汽车、铁路冷藏车、冷藏船和冷藏集装箱等机械制冷冷藏汽车示意图（三）水产品冷链发展趋势1.发展先进的冷冻运输装备2.建立冷链物流体系和信息一体化体系3.发展第三方冷链物流4.培养冷链物流人才第三节冷冻水产品加工实例冷冻鱼片包括冷冻淡水鱼片和冷冻海产鱼片，二者的工艺流程基本相同。对于不同的鱼种，在操作细节上会有略微的差异。冷冻鱼片的基本工艺流程及工艺要点如下：原料选择→前处理→剖片挑刺→称重装盘→速冻→脱盘→包装检验→成品冻藏。一、冷冻鱼片加工（1）原料选择（2）前处理（3）剖片挑刺（4）称重装盘（5）速冻（6）脱盘、包装、检验、贮藏二、冷冻虾仁加工冷冻虾仁加工是虾蟹类冷冻产品加工中的重要组成部分，加工的工艺流程及工艺要点如下：原料选择→前处理→加工处理→洗涤控水→称重装盘→速冻→制作冰被→脱盘→镀冰衣→包装检验→成品冻藏。（1）原料选择（2）前处理（3）加工处理（4）速冻（6）脱盘、镀冰衣（7）包装、检验、冻藏总结冷冻水产品加工原理冷冻条件下水产品中的腐败微生物生长代谢受阻；冷冻条件下水产品中的腐败相关酶活性下降；冷冻条件下水产品中的各类化学反应速度变慢；冷冻条件抑制水产品中的腐败因子，保持了水产品良好品质；水产品冷却让水产品的热量传递给周围的低温介质，从而降低水产品温度的方法(冰点以上温度)；冷却方法有空气冷却法、水冷却法和碎冰冷却法；水产品冻结让水产品的热量传递给周围的低温介质，从而降低水产品温度的方法(冰点以下温度)；冻结方法有空气冻结法、平板冻结或间接接触冻结法及喷淋或浸渍冻结法；蛋白质冻结变性水产品蛋白冷冻变性时，其结构改变，ATPase活性减小、肌动球蛋白溶解性降低、持水力下降；原因可能是离子强度和pH值发生变化，因盐析作用而变性；冰晶挤