第二章食品的低溫處理

與保藏畜產品加工系杜鵬rocgin@126.com食品樓413Tel:551904591Contents食品在低溫保藏中的品質變化2食品解凍技術4食品低溫保藏的概念和分類31食品低溫保藏技術33食品的冷鏈流通352古代：天然制冷延緩食品的腐敗變質；1875年出現人工制冷，迅速發展；19世紀下半期，出現魚、肉、禽；1930年，BirdseyeClarence和TresslerD.K.）凍制或速凍蔬菜；1973年，引進螺旋式速凍裝置，20世紀80年代后，引進速凍設備，速凍食品的品種和產量開始較大幅度地增加。目前我國冷凍食品的總產量已達800-1000萬噸。2.1食品低溫保藏的概念和分類3目前世界冷凍食品總產量已經超過5000萬噸，人均消費約10公斤。美國58歐盟24.5日本15.24臺灣15部分國家和地區冷凍方便食品年人均消費量2.1食品低溫保藏的概念和分類4水產類畜禽類果蔬類調理食品合計美國1102997514901650歐盟113.3182.9405255.8957日本10286117215冷凍食品消費種類分布(萬噸)2.1食品低溫保藏的概念和分類5世界冷凍食品產品品種結構圖2.1食品低溫保藏的概念和分類6我國速凍食品市場主要品牌市場綜合占有率冷凍食品市場上的主要品種還是米面餡類、點心和水產品、畜禽肉加工產品。2.1食品低溫保藏的概念和分類72.1食品低溫保藏的概念和分類82.1食品低溫保藏的概念和分類9一、食品低溫保藏概念利用低溫技術將食品溫度降低并為此食品在低溫（冷卻或凍結）狀態，以阻止食品腐敗變質，延長食品保存期。低溫保藏不僅可以用于新鮮食品物料的保藏，也可用于食品加工品、半成品的貯藏。2.1食品低溫保藏的概念和分類10二、食品低溫保藏的分類食品低溫保藏可分為兩大類：冷藏（coldstorage）：在高于食品物料凍結點的溫度下進行保藏，其溫度范圍一般為-2～15℃，常用4～8℃。貯藏期為幾天到數周，冷藏庫又叫“高溫（冷）庫”Cooling：-2℃～15℃，植物性食品；Chilling：-2℃～2℃，動物性食品。凍藏（frozenstorage）：食品物料在凍結的狀態下進行的貯藏。一般凍藏溫度范圍為-30℃～-12℃，常用-18℃。適合長期貯藏，貯藏期為十幾天至幾百天。冷藏庫一般標為“低溫（冷）庫”。2.1食品低溫保藏的概念和分類112.1食品低溫保藏的概念和分類122.1食品低溫保藏的概念和分類三、冷凍食品的特點營養、方便、衛生和經濟等特點，是50、60年代發展起來的新型加工食品。它70年代迅速發展，80年代在世界上普及，成為發展最迅速的食品產業，到90年代，冷凍方便食品的產量和銷量在有的發達國家如美國已占全部食品的50%以上，逐步取代罐頭食品的首要地位，躍居加工食品榜首。13一、水分蒸發（干耗）二、汁液流失三、冷害四、寒冷收縮五、蛋白質凍結變性六、脂肪的酸敗七、蛋黃的凝膠化八、冰晶生長和重結晶九、冷凍食品的變色十、淀粉老化十一、移臭（串味）2.2食品在低溫保藏中的品質變化142.2食品在低溫保藏中的品質變化一、水分蒸發(干耗)食品在低溫保藏(包括冷藏和凍藏)過程中，其水分會不斷向環境空氣蒸發而逐漸減少，導致重量減輕。這種現象就是水分蒸發，俗稱“干耗”。15（一）干耗的機理干耗是由食品表面與其周圍空氣之間的水蒸氣壓差來決定的，壓差越大，則單位時間內的干耗也越大；單有水蒸氣壓差的存在，干耗還不會產生。只有供給足夠的熱量才能使水蒸發或使冰晶升華。2.2食品在低溫保藏中的品質變化16干耗的過程：當食品吸收了蒸發潛熱或升華潛熱之后，水分即蒸發或者冰晶即升華形成水蒸氣，并且在水蒸氣壓差的作用下向空氣轉移，吸收了水分的空氣由于密度變輕而上升，與蒸發器接觸，水蒸氣即被凝結成霜。脫濕后的空氣由于密度變大而下沉，再與食品接觸，重復上述過程。如此循環往復，使食品的水分不斷喪失，重量不斷降低。2.2食品在低溫保藏中的品質變化17（二）干耗的方式自由干耗：無包裝的食品直接與空氣接觸時產生的干耗。食品的干耗將持續不斷地進行下去包裝中的干耗：包裝中存在空氣而引起的干耗。由于包裝與食品的間隙一般都比較小，其中的空氣吸濕能力有限，且作為冷卻面的包裝材料的除濕能力也不如冷卻設備。

包裝中的干耗要比自由干耗小得多。包裝中的空隙越小，則干耗越少。采用氣密性包裝，即可大大地減少干耗。2.2食品在低溫保藏中的品質變化18（三）影響干耗的因素庫外導入的熱量堆跺密度裝載量冷藏或凍藏條件空氣流速冷庫的建筑結構冷庫內所使用的冷卻設備2.2食品在低溫保藏中的品質變化19（四）干耗對食品品質的影響重量損失和外觀變化：冷藏果蔬的萎蔫及變色、冷藏肉類的變色等。凍結燒(Freezeburn)：凍結食品發生干耗后，由于冰晶升華后在食品中留下大量縫隙，大大增加了食品與空氣接觸面積，并且隨著干耗的進行，空氣將逐漸深入到食品內部，引起嚴重的氧化作用，從而導致褐變的出現及味道和質地的嚴重劣化。食品出現凍結燒后，即已失去食用價值和商品價值。2.2食品在低溫保藏中的品質變化20水果蔬菜的水分蒸發特性水分蒸發特性水果蔬菜的種類A型(蒸發量小)蘋果、橘子、柿子、梨、西瓜、葡萄(歐洲種)、馬鈴薯、洋蔥B型(蒸發量中等)白桃、李子、無花果、番茄、甜瓜、萵苣、蘿卜C型(蒸發量大)櫻桃、楊梅、龍須菜、葡萄(美國種)、葉菜類、蘑菇

21冷卻及貯藏中食肉胴體的干耗時間牛(%)小牛(%)羊(%)豬(%)12小時2.02.02.01.024小時2.036小時3.03.03.02.548小時3.08天4.04.04.54.014天5.0

22（五）減少干耗的方法良好的包裝；冷庫溫度低且穩定；提高冷庫的相對濕度；修建夾套式冷庫。2.2食品在低溫保藏中的品質變化23二、汁液流失（一）概念凍結食品在凍結時或解凍后，會漸漸流出一些液體來，這就是流失液(drip)。流失液是由于凍結食品解凍時，冰晶融解產生的水分沒有完全被組織吸收重新回到凍前狀態，其中有一部分水分就從食品內部分離出來成為流失液。此種現象就稱為汁液流失。2.2食品在低溫保藏中的品質變化24（二）汁液流失的原因蛋白質、淀粉等大分子在凍結及凍藏過程中發生變性，使其持水力下降，因而融冰水不能完全被這些大分子吸回，恢復到凍前狀態；水變成冰晶使食品的組織結構受到機械性損傷，在組織的結合面上留下許多縫隙，那些未被吸回的水分，連同其他水溶性成分一起，由縫隙流出體外，成為自由流失液。當組織所受損傷極為輕微時，由于毛細作用的影響，流失液被滯留在組織內部，成為擠壓流失液。2.2食品在低溫保藏中的品質變化25（三）影響因素不同種類的凍結食品的流失液有明顯差異。含水量多及組織脆嫩者流失液多。葉菜類的流失液比豆類的多；凍魚比凍肉的流失液多原料鮮度越低則流失液越多。凍藏溫度越低或凍藏時間越短則汁液流失少。原料凍結前處理對汁液流失有較大影響。添加甘油、糖類及硅、磷酸鹽時流失液將減少，而原料分割得越細小，則流失液越多。2.2食品在低溫保藏中的品質變化26（四）防止汁液流失的方法使用新鮮原料；快速凍結；降低凍藏溫度并防止其波動；添加磷酸鹽、糖類等抗凍劑。2.2食品在低溫保藏中的品質變化27三、冷害冷害是由水果和蔬菜組織冰點以上的不適低溫造成的傷害。（一）冷害的機理在低溫條件下，生物膜的相轉移是冷害的首要原因。膜的相變使正常的代謝受阻，刺激乙烯合成并使呼吸強度增高。細胞膜中的脂肪受冷害后，變成固態，使細胞膜發生相變。膜發生相變以后，隨著在冷害溫度下時間的延長，脂質凝固粘度增大，原生質流動減緩或停止。膜的相變引起膜吸附酶活化能增加，加重代謝中的能負荷，造成細胞的能量短缺。膜透過性增大，導致了溶質滲漏及離子平衡的破壞，導致代謝失調。2.2食品在低溫保藏中的品質變化28（二）影響冷害的因素種類及品種成熟度果實大小冷藏溫度冷藏時間不飽和脂肪酸含量2.2食品在低溫保藏中的品質變化29水果蔬菜冷害的界限溫度和癥狀種類界限溫度(℃)癥狀種類界限溫度(℃)癥狀香蕉11.7-13.8果皮變黑馬鈴薯4.4發甜、褐變西瓜4.4凹斑、風味異常番茄(熟)7.2-10軟化、腐爛黃瓜7.2凹斑、水浸狀斑點腐敗番茄(生)12.3-13.9催熟果顏色茄子7.2表皮變色、腐敗

不好、腐爛30（三）冷害的防止方法適溫下貯藏溫度調節和溫度鍛煉間歇升溫變溫處理調節貯藏環境中的氣體成分化學處理2.2食品在低溫保藏中的品質變化31四、寒冷收縮

牛、羊和仔雞肉等在pH值尚未降到5.9～6.2之前，即在僵直之前，就將其溫度降到10℃以下，肌肉會發生強烈收縮變硬的現象，即寒冷收縮。在牛、羊及仔雞等肉類在冷卻過程中常發生的生化變質現象。顯著區別于死后僵直等肌肉收縮，屬于異常收縮。它不但更為強烈，而且不可逆。寒冷收縮后的肉類，即使經過專門的成熟和烹煮，也仍然十分老韌。2.2食品在低溫保藏中的品質變化32（一）寒冷收縮的機理一般認為是離子平衡被破壞的結果。Ca2+從肌質網體(線粒體)中游離出來后使肌漿中的Ca2+濃度大大增加，而此時肌質網體吸收和貯存Ca2+的能力已遭到破壞，從而使肌質網體與肌漿之間的Ca2+平衡被打破，導致肌肉發生異常收縮。2.2食品在低溫保藏中的品質變化33（二）防止寒冷收縮的方法增加冷卻前的ATP和糖原的分解：將肉類在15℃下存放幾個小時；電刺激，適當的電刺激可以強迫肌肉痙攣，加快肌肉中的生化反應，迅速形成乳酸使pH值下降。阻止肌肉纖維的收縮：用特殊方法懸掛胴體；機械拉伸等。緩慢降溫。2.2食品在低溫保藏中的品質變化34五、蛋白質凍結變性含蛋白質的食品如動物肉類、魚貝類等在凍結貯藏后，其所含蛋白質的ATPase活性減小，肌動球蛋白的溶解性下降，即蛋白質凍結變性。（一）蛋白質凍結變性的機理凍結使肌肉中的水溶液的鹽濃度升高，離子強度和pH值發生變化，使蛋白質因鹽析作用而變性；蛋白質中的部分結合水被凍結，破壞了其膠體體系，使蛋白質大分子在冰晶的擠壓作用下互相靠攏并聚集起來而變性。2.2食品在低溫保藏中的品質變化35（二）影響蛋白質凍結變性的因素凍結及凍藏溫度影響；鹽類、糖類和磷酸鹽類的影響；脂肪的影響；食品凍結前的鮮度也是影響蛋白質凍結變性的重要因素。2.2食品在低溫保藏中的品質變化36（三）防止蛋白質凍結變性的方法快速凍結、低溫貯藏；在凍結前添加糖類，磷酸鹽類，山梨醇，氨酸、天冬氨酸等氨基酸，檸檬酸等有機酸，氧化三甲胺等物質；羥基（-OH）較多的糖類，防止蛋白質變性的效果也較好。2.2食品在低溫保藏中的品質變化37六、脂肪的酸?。ㄒ唬┲舅釘》诸愃馑釘。河捎诿割惖纫蛩氐淖饔枚?，在冷藏和凍藏食品中緩慢的進行，使脂肪逐漸被分解成游離脂肪酸。而游離脂肪酸可作為催化劑，促進脂肪氧化酸敗。氧化酸?。和ǔＶ钢咀詣友趸?，還包括酶引起的氧化、風味逆轉及乳脂和乳制品的氧化氣味等不同形式。自動氧化是常見于各種含脂食品加工與貯藏過程中的變質現象。2.2食品在低溫保藏中的品質變化38（二）影響自動氧化的因素脂肪酸的不飽和度；食品與光和空氣接觸面的大??；溫度；銅、鐵、鈷等金屬；肌紅蛋白及血紅蛋白；食鹽及水分活度等；2.2食品在低溫保藏中的品質變化39（三）低溫下的食品酸敗低溫可以推遲酸敗，但是不能防止酸敗。與水解酸敗相比，氧化酸敗對凍結食品質量的損害更為嚴重。油燒。2.2食品在低溫保藏中的品質變化402.2食品在低溫保藏中的品質變化油燒含脂較多的魚類在長期凍藏過程中，如果沒有適當的防護措施，則會在腹部等處出現黃色甚至橙紅色，這種現象稱做油燒(Rusting)。油燒的原因與酸敗一樣都是脂肪的自動氧化。酸敗：風味異變，但無變色現象；油燒：風味劣化，伴有變色現象。在脂肪氧化酸敗進行到一定程度后，如果有氨、胺類、血紅素、堿金屬氧化物及堿等中的任何一種參與作用時，都會導致油燒。油燒中已知著色物的母體是脂肪氧化酸敗時生成的羰基化合物，但著色物的化學結構尚未確定。41七、蛋黃的凝膠化貯藏于-6℃下的冷凍蛋黃在解凍后，其粘度遠大于未凍結的鮮蛋黃。蛋黃這種流動性的不可逆變化即所謂的凝膠化（Moran）。凝膠化將會損害蛋黃的功能性質，如用凝膠化蛋黃制作的蛋糕的體積小得多。2.2食品在低溫保藏中的品質變化42（一）凝膠化機理由于凍結和解凍，低密度脂蛋白顆粒失去其賴以穩定的表面組分，并誘導低密度脂蛋白的結構重排和凝聚，從而導致了網狀凝膠結構的形成。（二）影響凝膠化的因素冷凍速度凍藏溫度凍藏時間解凍速度2.2食品在低溫保藏中的品質變化43（三）防止凝膠化的方法添加化學保護劑。糖類、甘油（5%）或NaCl（5％～10%）等；加入某些酶類。番木瓜酶或胰蛋白酶等蛋白酶類。但是蛋黃乳化作用下降。均質作用和膠體磨。均可減輕凝膠化而不能防止凝膠化。2.2食品在低溫保藏中的品質變化44八、冰晶生長和重結晶在凍藏過程中，未凍結的水分及微小冰晶會有所移動而接近大冰晶與之結合?；蛘呋ハ嗑酆隙纱蟊?。但這個過程很緩慢，若凍藏庫溫度波動則會促進這樣的移動，尤其細胞間隙中大冰晶成長即加快。這就是重結晶現象。加劇組織機械損傷，導致汁液流失增加。2.2食品在低溫保藏中的品質變化45九、冷凍食品的變色(一)冷凍果蔬的變色蘋果、梨、桃及香蕉等水果在冷凍、冷藏及解凍過程中，其切割面將發生褐變。褐變的原因是有氧條件下，果實中的單寧物質受多酚氧化酶的作用而生成褐色物質所致。通過燙漂、鹽水、糖溶液、亞硫酸鹽水溶液等處理來破壞酶的活性，或真空包裝以隔絕空氣可減輕褐變；蔬菜在冷凍、冷藏及解凍過程中的變色主要是由葉綠素、類胡蘿卜素等色素的變化而引起的；采用燙漂、真空包裝、調節pH值及添加護色劑等方法可以防止或減輕蔬菜的變色2.2食品在低溫保藏中的品質變化46(二)禽類在凍藏中的變色放血不徹底，使表皮變紅；表皮破損后，滲出的淋巴液使禽體表皮呈現褐色斑點；表層形成大冰晶，使入射光線穿透皮膚，從而呈現出暗紅色的肌肉色素；受凍結的破壞，骨骼細胞釋放出血紅蛋白，氧化后變成褐色；發生凍結燒而使禽體表面出現灰黃斑點；防止凍禽變色的方法有：快速凍結，采用低且穩定的溫度和盡可能高的相對濕度進行凍藏；用不透氣的材料緊縮包裝或真空包裝2.2食品在低溫保藏中的品質變化47(三)肉類的變色肉類在凍藏過程：紫紅色→亮紅色→褐色的變化。因為肌紅蛋白和血紅蛋白被氧化，生成了變性肌紅蛋白和變性血紅蛋白所致；變性肌紅蛋白的形成速度與環境中氧的分壓有密切的關系。肉類受到微生物的破壞時，其產物可與肌紅蛋白化合，或者使肌紅蛋白分解，產生綠色、黃色等顏色。2.2食品在低溫保藏中的品質變化48(四)魚貝類在凍藏中的變色紅肉魚的褐變白肉魚的褐變旗魚的綠變紅色魚的褪色和冷凍貝類的紅變蝦類的黑變脂肪參與的變色2.2食品在低溫保藏中的品質變化49普通淀粉（β）20%直鏈淀粉和80％支鏈淀粉適當溫度下，在水中溶脹糊狀溶液（α）淀粉分子間的氫鍵斷開、水分子與淀粉形成氫鍵，形成膠體溶液淀粉的β-化（淀粉的老化）低溫條件下，α-淀粉的分子又自動排列，形成致密的高度晶化的不溶性淀粉分子2.2食品在低溫保藏中的品質變化十、淀粉老化50十、淀粉老化在接近0℃的低溫范圍中，食品中糊化了的-淀粉分子又自動排列成序，形成致密的高度晶化的不溶性淀粉分子，迅速出現了淀粉的化，這就是淀粉的老化。老化的淀粉不易為淀粉酶作用，所以也不易被人消化吸收。淀粉老化作用最適溫度是2～4℃。2.2食品在低溫保藏中的品質變化51十一、移臭（串味）有強烈香味或臭味的食品，與其他食品放在一起冷卻貯藏，這香味或臭味就會傳給其他食品。例如洋蔥與蘋果放在一起冷藏，蔥的臭味就會傳到蘋果上去。這樣，食品原有的風味就會發生變化，使品質下降。冷藏室內放過具有強烈氣味的物質后，在室內留下的強烈氣味會串給接下來放入的食品。冷藏庫還具有一些特有的臭味，俗稱冷臭，這種冷臭也會串給冷卻食品。2.2食品在低溫保藏中的品質變化522.2食品在低溫保藏中的品質變化一間冷藏室內放過具有強烈氣味的物質后，在室內留下的強烈氣味會串給接下來放入的食品。如放入洋蔥后，雖然洋蔥已出庫，但其氣味會串給隨后放入的蘋果。要避免上述二種情況，就要求在管理上做到專庫專用，或在一種食品出庫后嚴格消毒和除味。另外，冷藏庫還具有一些特有的臭味，俗稱冷臭，這種冷臭也會串給冷卻食品。532.3食品低溫保藏技術2.3.1食品冷卻保藏技術一、原料及其處理二、食品的冷卻三、食品的冷藏2.3.2食品凍結保藏技術一、食品的凍結二、食品的凍結保藏542.3.1食品冷卻保藏技術一、原料及其處理（一）植物性原料及其處理用于冷藏的植物性原料主要是水果、蔬菜，應是外觀良好、成熟度一致、無損傷、無微生物污染、對病蟲害的抵抗力強、收獲量大且價格經濟的品種植物性原料在冷卻前的處理主要有：剔除、分級、整理、包裝。（二）動物性原料及其處理畜肉類及禽類：靜養、空腹及屠宰等處理；水產類：清洗、分級、剖腹去內臟、放血等步驟；蛋類：外觀檢查以剔除、分級和裝箱等過程；動物性原料的處理必須在衛生、低溫下進行，以免污染微生物，導致制品在冷藏過程中變質腐敗。552.3.1食品冷卻保藏技術二、食品的冷卻(一)冷卻的目的降低食品的溫度以抑制微生物和酶等變性劑的作用，延長食品的保質期。對于植物性食品來說，冷卻還可使呼吸作用受到抑制，將其新陳代謝活動維持在較低水平上進行，從而延緩植物性食品的衰老過程。562.3.1食品冷卻保藏技術（二）冷卻方法食品冷卻的方法常用的有：空氣冷卻法水冷卻法：浸漬式和噴淋式冰冷卻法真空冷卻法根據食品的種類及冷卻要求的不同，選擇其適用的冷卻方法。57食品冷卻保藏方法比較冷卻介質優點缺點適用范圍空氣冷卻法空氣簡便易行，適用范圍廣速度慢，干耗較大及冷風分配不均勻動物性食品（溫度）水冷卻法清潔無污染的水速度快、無干耗、占用空間少損害外觀、易發生污染及水溶性營養素流失水產、水果、蔬菜冰冷卻法清潔無污染的海水冰或淡水冰速度快，外觀好，無干耗及時補充冰和排除融冰水，否則脫冰和相互污染魚類、水果及蔬菜真空冷卻法水在真空條件下沸點降低速度最快，外觀新鮮飽滿成本較高，少量冷卻時不經濟表面積大的蔬菜、蘑菇58食品冷卻保藏方法比較591.空氣冷卻法降溫后的冷空氣作為冷卻介質流經食品時吸取其熱量，促使其降溫的方法稱為空氣冷卻法。在應用空氣冷卻時，主要的空氣參數是溫度、速度和相對濕度。60溫度視食品的具體要求而定相對濕度因種類、是否有包裝而異在食品無包裝的情況下，因為存在干耗問題，空氣的相對濕度應當盡可能高。風速一般1.5~5.0m/s。空氣冷卻法中的熱交換速率是隨著風速的提高而增加的，但動力消耗也與風速成正比，所以高風速所需要的動力明顯增加。雖然產品表面傳熱系數只與風速成正比，但厚的產品因為有較高的占控制地位的內部熱阻，所以冷卻時單純強調提高風速未見得能奏效，故一般風速不大于2-3米/秒。61空氣冷卻一般適合于冷卻果蔬、肉及其制品、蛋品、脂肪、乳制品、冷飲半制品及糖果等。為了抑制霉菌，必要時冷卻前或冷卻時可在設施中進行果蔬煙熏。冷空氣降溫方法機械制冷冰冷622.水冷法低溫水：冰水。優點：干耗低，速度快，空間少，質量好。缺點：適用范圍窄。應用：禽類、魚類、某些水果和蔬菜。冷卻水中的微生物可以通過加殺菌劑如含氧化合物的方法進行控制。633.接觸冰冷卻

冷卻效果：冰的融解潛熱（約334720kJ/kg）。特點：直接接觸，速度快，融冰使產品表面保持濕潤。應用：魚、葉類蔬菜和水果，午餐肉加工。牛奶冰錐64食品冷卻的速度取決于食品的種類和大小、冷卻前食品的原始溫度、冰塊和食品的比例以及冰塊的大小食品冷卻時的用冰量可以根據食品放熱量進行推算。食品的原始溫度、氣候狀況、運輸距離、冷卻方法，以及對食品質量的要求等在確定用冰量時都是必須考慮的因素。654.真空冷卻

原理：低壓下蒸發時吸取汽化潛熱（約2520kJ/kg）水的來源：食品本身，或事先加入。應用：葉類蔬菜、蘑菇、消毒牛奶、烹調后的土豆丁的瞬間冷卻。優點：最迅速662.3.1食品冷卻保藏技術三、食品的冷藏(一)空氣冷藏法將冷卻(也有不經冷卻)后的食品放在冷藏庫內進行保藏。其效果主要決于:冷藏溫度相對濕度空氣循環。最大循環速度<(0.3～0.7)m/s。通風換氣包裝及堆碼產品的相容性672.3.1食品冷卻保藏技術(二)氣調冷藏法（CA）概念：在一定的封閉體系內，通過各種調節方式得到的不同于正常大氣組成（或濃度）的調節氣體，以此來抑制食品本身引起食品劣變的生理生化過程或抑制作用于食品的微生物活動過程。特點：優點：顯著延長果蔬的保鮮期，其貯藏期是機械冷藏的2～3倍；損失??；貨架期是空氣冷藏的2～3倍。缺點：一次投資較大，成本較高及應用范圍有限。方法：①自然降氧法；②機械降氧法；③氣體半透膜法；④減壓降氧法682.3.2食品凍結保藏技術食品凍藏：采用緩凍或速凍方法將食品凍結，而后再在能保持食品凍結狀態的溫度下貯藏的保藏方法。溫度：-12～-30℃，而以-18℃為最適用。長期貯藏，短的可達數日，長的可經年。范圍：果蔬、果汁、漿果、肉、禽、水產品等，預制食品。特點：保持大小、形狀、質地、色澤和風味及原始的新鮮狀態。69一、食品的凍結食品的凍結或凍制：運用現代凍結技術(包括設備和工藝)在盡可能短的時間內，將食品溫度降低到它的凍結點(即冰點)以下預期的凍藏溫度，使它所含的全部或大部分水分，隨著食品內部熱量的外散而形成冰晶體，以減少生命活動和生化變化所必需的液態水分，并便于運用更低的貯藏溫度，抑制微生物活動和高度減緩食品的生化變化，從而保證食品在冷藏過程中的穩定性。食品凍結是食品凍藏前的必經階段。凍結技術也常用于特殊食品的制造如冰淇淋、冷凍脫水食品，及食品水分的分離和濃縮如濃縮果汁等。

2.3.2食品凍結保藏技術702.3.2食品凍結保藏技術（一）食品的凍結過程食品的冰點隨著食品溫度的降低，我們可以觀察到在某個溫度下食品中的水分開始結冰。此溫度即食品的冰點。根據Raoult

法則，在稀溶液中存在冰點下降現象。冰點下降的程度取決于溶液的摩爾濃度，一般地，溶液濃度每增加1摩爾，則冰點下降1.86℃。71純水凍結，冰點是固定不變的食品凍結點隨水分凍結量的增加，溫度不斷下降。水分凍結量指食品凍結時它的水分轉化成冰晶體的形成量，也就是一定溫度時形成的冰晶體重量與在同一溫度時食品內所含水分和冰晶體的總重量之比（即冰晶體重量占食品中水分總含量的比例）。少量未凍結的高濃度的高濃度溶液只有溫度降低到低共熔點時，才會全部凝結成固體。食品的低共熔點大約為-55~-65℃左右，凍藏溫度一般僅-18℃左右，故凍藏食品中的水分實際上并未完全凝結固化。2.3.2食品凍結保藏技術722.凍結過程與凍結曲線過冷

純水只有被冷卻到低于0℃的某一溫度時才開始凍結。這種現象被稱為過冷(subcooling)。開始出現冰晶的溫度與相平衡凍結溫度之差，稱為過冷度。2.3.2食品凍結保藏技術732.3.2食品凍結保藏技術成核過程冰晶的成核(nucleation)過程主要由熱力學條件決定，而冰晶的生長過程主要由動力學條件決定。當水處于過冷態（亞穩態）時，可能以兩種形式形成冰晶核心（晶核,nuclei)：均勻成核(homogenousnucleation）非均勻成核(heterogenousnucleation）74（二）凍結速度及其對冰晶的影響1.凍結速度：食品內某點的溫度下降的速度或食品內某種溫度的水鋒向內擴展的速度，一般可用。凍結速度以快速為好。魚肉肌球蛋白在-2～-3℃之間變性最大。淀粉的老化在+1～-1℃之間進行最快，所以必須快速通過-1～-5℃溫度區域。影響凍結速度的因素食品成分；非食品成分：傳熱介質、食品厚度、放熱系數（空氣流速、攪拌）以及食品和冷卻介質密切接觸程度等。2.3.2食品凍結保藏技術752.凍結速度與冰晶狀態凍結速度越快，則形成的冰晶數量越多，體積越細小，形狀越趨向棒狀和塊狀。大多數食品是在溫度降低到-1℃以下才開始凍結，然而溫度降低到-46℃時，尚有部分高濃度的汁液仍未凍結。大多數冰晶體（80%）都是在-1～-5℃間形成，這個溫度區間稱為最大冰晶生成帶。2.3.2食品凍結保藏技術最大冰晶生成帶763.凍結速度的三種表示方法:以通過冰晶最大生成帶的時間來表示：快速凍結：30min內通過-5～-1℃溫度帶；緩慢凍結：>30min通過。Plank表示法：單位時間內-5℃的冰峰向內部推進的距離。快速凍結：凍結速度為5～20cm/h；中速凍結：凍結速度為1~5cm/h；緩慢凍結：凍結速度為0.1~1cm/h。國際制冷學會表示法：食品表面溫度達0℃后，食品中心溫度點與其表面間的最短距離和食品中心溫度降到比食品冰點低10℃時所需時間之比。緩慢凍結：凍結速度<0.5cm/h;快速凍結：凍結速度0.5～5cm/h；急速凍結：凍結速度5～10cm/h；超速凍結：凍結速度10～100cm/h；77凍結速度通過0~5℃的時間冰結晶冰層推進速度I水移動速度W位置形狀大?。ㄖ睆健灵L度）數量數秒細胞內針狀1~5×5~10μ無數I≥W1.5min細胞內桿狀0~20×20~500μ多數I>W40min細胞內柱狀50~100×1000μ以上少數I<W90min細胞內塊粒狀50~200×200μ以上少數I≤W

凍結速度與結晶冰形狀之間的關系2.3.2食品凍結保藏技術784.凍結速度與冰晶分布之關系緩慢凍結：胞內電解質濃度高，冰點低，故冰晶通常首先在細胞間隙形成。在細胞間隙形成冰晶后，由于細胞內外水蒸汽壓差的作用，細胞內的水分通過細胞壁或膜遷移到細胞外，并在細胞外變成冰晶，并不斷增大，而胞內還未達到冰點。結果使細胞嚴重脫水造成質壁分離，細胞外形成較大型的冰晶。快速凍結：冰晶趨向于在細胞內外同時形成。由于食品中成分遷移較少，細胞因內外冰晶產生的膨脹和擠壓作用可部分或全部抵銷，對細胞所受損害較輕。2.3.2食品凍結保藏技術79速凍和緩凍對肌肉組織的影響2.3.2食品凍結保藏技術大冰晶805.凍結速度對食品質量的影響凍結速度越快，則形成的冰晶越細小，分布也越均勻，食品受到的損傷就越小。為了得到高質量的凍結食品，必須進行快速凍結。原料特性、輔助處理、凍藏條件等都會對凍結食品質量產生較大的影響。單純強調凍結速度，并不一定能得到高質量的凍結食品。2.3.2食品凍結保藏技術816.速凍與緩凍的比較速凍食品的質量總是高于緩凍食品！速凍的主要優點：形成的冰晶體顆粒小，對細胞的破壞性也比較??；凍結時間越短，允許鹽分擴散和分離出水分以形成純冰的時間也隨之縮短；食品溫度迅速降低到微生物生長活動溫度以下，能及時阻止凍結時食品分解；速凍時，濃縮的溶質和食品組織、膠體以及各種成分相互接觸的時間也顯著縮短。故濃縮的危害性也隨之下降。2.3.2食品凍結保藏技術82冷卻時間凍結時間縮短凍結時間的有效方法：減小凍結食品的厚度增大表面傳熱溫差增大表面對流換熱系數（三）食品的冷凍時間83食品凍結的冷耗量就是凍結過程中食品在它降溫范圍內所放出的熱量。凍結過程中食品的放熱量大致可以區分為三個部分凍結前冷卻時的放熱量（Q1）凍結時形成冰晶體的放熱量（Q2）凍結食品降溫時的放熱量（Q3）此外，冷耗量還要加上安全系數、人員進出、燈光等的冷耗量。（四）食品凍結的冷耗量84凍結前冷卻時的放熱量Q1=mC0（T初-T凍）其中C0溫度高于凍結點時的比熱[kJ/(kg·K)]凍結時形成冰晶體的放熱量Q2=mWωγ冰其中：ω最終凍結食品溫度時水分凍結量（在總水分含量中水分凍結量占的百分比）γ冰：水分形成冰晶體時放出的潛熱(334.72kJ/kg)凍結食品降溫時的放熱量Q3=mCi（T凍-T終）其中Ci溫度高于凍結點時的比熱[kJ/(kg·K)]冷耗量Q=（Q1+Q2+Q3+Q門（人員進出）+Q燈光及其他電器+Q貨架和包裝+Q生化熱和其它）×安全系數2.3.2食品凍結保藏技術85例:現有牛肉10t，其水分含量為68.6%，蛋白質含量20.1%，脂肪含量10.2%，其冰點溫度為-1℃。如將最初溫度為5℃的牛肉在凍結室內凍結并降溫到-20℃，試計算牛肉凍結89.24%時的冷耗量。己知Co，Ci分別為3.3594和2.035[kJ/(kg·K)]。2.3.2食品凍結保藏技術86解：冷耗量：

Q=(Q1+Q2+Q3)=2.64×106(kJ)

Q1=mC0（T初-T凍）=2.02×105(kJ)

Q2=mWωγ冰=

2.05×106(kJ)

Q3=mCi（T凍-T終）=3.87×105(kJ)若假設凍結時間為20h，則平均冷耗量Q=Q/20=1.32×105kJ/h=36.63kW(1W=1kJ/s)2.3.2食品凍結保藏技術咋算呢！87（五）常用的食品凍結技術及設備凍結技術設備1.吹風凍結2.金屬表面接觸凍結3.浸漬凍結A.隧道式凍結器

B.螺旋帶式凍結器

C.流化床凍結器

A.鋼帶式凍結器

B.平板式凍結器

A.與載冷劑接觸凍結

B.超低溫液體凍結C.筒式凍結器

881.吹風凍結A隧道式凍結器優點：勞動強度小、易實現機械化、自動化、凍結量較大、成本較低。缺點：凍結時間較長，干耗較多，風量分布不太均勻。

2.3.2食品凍結保藏技術89B螺旋帶式凍結器優點:速度快；凍結量大，占地面積??；工作條件好；干耗小于隧道式凍結；自動化程度高；適應范圍廣，各種有包裝或無包裝的食品均可使用。缺點:是能量消耗較多。在量小、間斷性的凍結條件下使用時不經濟。2.3.2食品凍結保藏技術90C.流化床凍結器是利用一定流速的冷空氣流自下向上吹入放置在篩網上的顆粒狀或塊片狀食品中，使之形成沸騰狀態，像流體一樣運動，并在運動中被迅速凍結。食品層內的傳質與傳熱十分迅速，實現了食品單體快速凍結。2.3.2食品凍結保藏技術912.金屬表面接觸凍結產品與金屬表面接觸進行熱交換，金屬表面則由制冷劑的蒸發或載冷劑的吸熱來進行冷卻。優點：傳熱效果好；不需配置風機。缺點：不適用于不規則形狀產品的凍結?？煞譃槿N主要類型：A鋼帶式凍結器

B平板式凍結器C筒式凍結器2.3.2食品凍結保藏技術923.浸漬凍結A與載冷劑接觸凍結浸漬式、噴淋式或二者結合式等幾種類型。將食品包裝在不滲透的包裝內，產品必須完全浸入凍結介質中。鹽水為凍結介質，冷凍速度快。產品不能完全浸泡在凍結介質中，應用噴淋的方法將液體噴在未浸入的部分上。2.3.2食品凍結保藏技術93B超低溫液體接觸凍結采用液氮（-195.8℃）或液態二氧化碳（-78.9℃）作為制冷劑；常用于：1）小批量生產，2）新產品開發，3）季節性生產，和4）臨時的超負荷狀況。優點：凍結速度快，質量好；缺點：設備投資和運行費用較高。2.3.2食品凍結保藏技術94龍須菜的凍結速度與冰晶大小的關系凍結方法凍結溫度（℃）凍結速度（cm/h）冰晶（μ）厚寬長液氮-19610-1000.5~50.5~55~15干冰+乙醇-8010左右鹽水-186左右9.112.829.7平板-402-487.6163.0320.0空氣-180.08-0.2324.4544.0920.0

2.3.2食品凍結保藏技術954.其他凍結方法冰殼凍結法(CapsulePackedFreezing)，也稱CPF法包括冰殼成形、緩慢冷卻、快速冷卻及冷卻保冷4個連續過程。特點：產生的冰晶小，一般冰晶的大小不會超過10μm的范圍。均溫凍結法(HomonizingProcessFreezing)，也叫HPF法是將凍結過程中產生的食品內部的膨脹壓進行擴散的方法。特點：該法尤其適合于凍結大型食品2.3.2食品凍結保藏技術96（一）凍結食品的包裝合理的包裝就能顯著減少凍制食品的脫水干燥、控制食品氧化和微生物引起的腐敗變質。用于包裝速凍產品的包裝必須用能在-40～-50℃的環境中保持柔軟，不致發脆、破裂的材料制成，常用的有EVA薄膜和線性聚乙烯等。二、食品的凍藏97凍結過的水果和蔬菜包裝的特點如下：（1）凍結以后產品的體積增加；（2）凍結以后包裝的產品散裝容重比事先包裝的顯然要低；（3）材料應能抵御弱酸并不漏液體；（4）易于褐變和失去香味的水果，特別需要能隔絕氧氣及其它氣體的材料包裝；（5）所有產品都需要用不透水蒸汽的材料包裝；2.3.2食品凍結保藏技術98

產品包裝凍結前包裝（kg/dm3）凍結后包裝（kg/dm3）豌豆0.600.40豆類0.48—胡蘿卜丁0.50—切開的菠菜0.93—草莓0.940.38李子0.570.43木莓—0.35覆盆子、葡萄干、醋栗0.530.42未去核的酸櫻桃0.70—

一些零售包裝產品的散裝容重99貯藏溫度空氣相對濕度空氣流速（二）凍結食品的貯藏100貯藏溫度貯藏溫度是冷藏工藝中最重要的因素。食品的貯藏期是貯藏溫度的函數。冷藏室的溫度必須嚴格控制。任何溫度變化都有可能對食品造成不良后果。2.3.2食品凍結保藏技術1012.3.2食品凍結保藏技術1022.3.2食品凍結保藏技術103空氣相對濕度冷藏室內空氣中水分含量對食品的耐藏性有直接的影響。凍結食品在貯藏時，可采用相對濕度（RH）接近飽和的空氣，以減少干耗和其他質量損失。2.3.2食品凍結保藏技術104空氣流速空氣流速越大，食品水分蒸發率也越高。為了保證貯藏室溫度均勻，應保持速度最低的空氣循環。帶包裝的食品不受空氣濕度和流速的影響。2.3.2食品凍結保藏技術105肉類水分蒸發的量與冷卻貯藏室的空氣溫度、濕度及流速有關外，還與：肉的種類；單位重量表面積的大??；表面形狀脂肪含量有關。2.3.2食品凍結保藏技術106常用的凍藏溫度為-12~23℃而以-18℃為最適用。凍藏適用于長期貯藏，短達數日，長可經年；合理凍結和貯藏的食品在大小、形狀、質地、色澤和風味方面一般不會發生明顯的變化，而且還能保持原始的新鮮狀態；凍藏食品一般只要解凍和加熱后即可食用。與干制品相比；與罐藏制品相比；凍藏食品需要大量制冷設備、凍藏設施和專門的商品銷售網，因而也有其局限性。（三）凍藏食品的特點107（四）凍結食品的TTT概念1.初期質量和最終質量初期質量：凍結食品剛生產出來時的品質。主要取決于原料品質(Product)、冷凍加工工藝(Processing)、包裝(Package)，即P.P.P條件;最終質量：到達消費者手中的凍結產品所具有的質量P.P.P.因素決定冷凍產品的最初質量，那么，凍結產品的最終質量由哪些因素決定呢?1082.TTT概念Arsdel提出了凍結食品的最終質量(可接受性)與凍藏溫度、凍藏時間密切相關，這就是凍結食品的T-TT(Time-TemperatureTolerance)；從TTT概念可知，品質優良的凍結食品的品質變化主要取決于貯藏溫度，凍藏溫度越低，則優秀品質保持的時間越長。2.3.2食品凍結保藏技術1093.TTT曲線大量試驗表明，大多數冷凍食品的品質穩定性是隨著食品溫度的降低而呈指數關系增大。在-30℃～-10℃的實用凍藏溫度范圍內，基本上是呈傾斜的直線形狀，稱TTT曲線。2.3.2食品凍結保藏技術110TTT概念指出：冷凍食品在流通過程中因時間、溫度的經歷而引起的品質降低量是累積的，也是不可逆的，但與所經歷的順序無關。

例:把相同的冷凍食品先放在-10℃下貯藏1個月，再放在-30℃下貯藏5個月，與先放在一30℃下貯藏5個月，再放在-10℃下貯藏1個月，這兩種場合貯藏6個月后，所引起的質量降低是相等的。2.3.2食品凍結保藏技術1114.TTT的計算把某個冷凍食品在實際流通過程中所經歷的溫度和時間記錄下來，根據它的TTT曲線，按照順序算出各個階段的品質降低量，然后就能確定該冷凍食品的品質變化，這種方法就叫TTT計算法。2.3.2食品凍結保藏技術112從TTT曲線中查出某溫度下的最大貯藏期（t1），則凍結食品每日損失（Li）為：

凍結食品在t1溫度下實際貯存τi天，在該時間內質量損失（ΔLi）為：

如經歷多種溫度-時間變化，則總損失（L）：2.3.2食品凍結保藏技術113【例】某凍結食品生產出后，經歷了凍藏、運輸、中間凍藏、運輸及商業冷柜中陳列待售等環節，各環節T-T數據見表，計算凍結食品的質量損失。假如中間凍藏溫度改為-25℃，試問在質量不變的前提下，允許的中間凍藏時間是多少？2.3.2食品凍結保藏技術114流通環節溫度℃實際貯藏時間/天最大允許貯藏時間/天每日質量損失/％每環節質量損失/％生產冷庫-253105201.92×10-３0.60冷藏車-1552204.54×10-３0.02分配冷庫-18603103.22×10-３0.19運輸-1211109.09×10-３0.01超市零售-12101109.09×10-３0.10總損失0.922.3.2食品凍結保藏技術115解：設質量不變前提下，允許的中間凍藏時間為τ3，得：將已知條件帶入上式，可得：τ3＝520×(0.92-0.60-0.02-0.01-0.1)=98.8(天)即此種情況下凍藏時間不能超過98天。2.3.2食品凍結保藏技術1165.TTT概念的例外情況當凍結食品直接與空氣接觸，受光照等的影響，會干燥、變色等，此時的質量損失比TTT計算結果大；溫度反復波動，引起重結晶和冰晶生長現象，引起質地的嚴重破壞；在-10℃以上的溫度放置時間較長；腌制冷凍品，貯藏溫度下降，保藏期限反而縮短。117一些食品在冰箱中的保存期鮮蛋：冷藏30~60天熟蛋：冷藏6~7天牛奶：冷藏5~6天酸奶：冷藏7~10天魚類：冷藏1~2天,冷凍90~180天牛肉：冷藏1~2天冷凍90天肉排：冷藏2~3天，冷凍270天香腸：冷藏9天，冷凍60天雞肉：冷藏2~3天，冷凍360天罐頭食品：未開罐冷藏360天花生醬、芝麻醬：已開罐冷藏90天咖啡：已開罐冷藏14天蘋果：冷藏7~12天柑桔：冷藏7天梨：冷藏1~2天熟西紅柿：冷藏12天菠菜：冷藏3~5天胡蘿卜、芹菜：冷藏7~14天剩飯別吃3天醬料能放兩月。果蔬最多一周。1182.4食品的解凍技術1.解凍曲線2.解凍方法3.影響因素一、冷藏食品的回熱二、凍藏食品的解凍A.空氣解凍

B.水解凍

C.水蒸氣解凍

D.接觸解凍

E.微波解凍

119一、冷藏食品的回熱

回熱：就是在冷藏食品出冷藏室前，保證空氣中的水分不會在冷藏食品表面冷凝的條件下，逐漸提高冷藏食品的溫度，最后達到與外界空氣溫度相同的過程。回熱實際上是冷卻的逆過程！目的：防止食品在出庫后因為表面水分凝結而遭受污染及變質。120一、冷藏食品的回熱121一、冷藏食品的回熱關鍵問題:與冷藏食品的冷表面接觸的空氣的露點溫度必須始終低于冷藏食品的表面溫度，否則就會有冷凝水出現。露點:指空氣中飽和水汽開始凝結結露的溫度，在100%的相對濕度時，周圍環境的溫度就是露點溫度。122二、冷藏食品的解凍解凍：就是使凍藏食品內凍結的水分重新變成液態，恢復食品的原有狀態和特性的過程。解凍實際上是凍結的逆過程。123二、冷藏食品的解凍解凍程度：完全解凍：凍結食品解凍后其溫度應在冰點之上，即凍品中不再有冰晶存在部分解凍或半解凍：在許多情況下，凍結食品解凍后的溫度在tf～-5℃之間。這種解凍有利于機械切割、絞碎，可以減少汁液流失，縮短解凍時間。1241.解凍曲線冰晶最大融解帶1252.解凍方法A.空氣解凍法是一種緩慢解凍的方法。用風機使空氣流動可縮短解凍時間，但會產生干耗。一般風速為1m/s，溫度0-5h，加濕，解凍時間為1.5~15h。連續式送風解凍裝置1-風機；2-加熱器；3-加濕器；4-進料口；5-出料口126B.水解凍法水解凍就是把凍結食品浸在水中解凍或噴淋解。由于水比空氣傳熱性能好，解凍時間可顯著縮凍短。127B.水解凍法128C.水蒸汽凝結解凍又稱真空解凍。在真空狀態下，水在低溫時就沸騰，沸騰時形成得到水蒸汽遇到更低溫度的凍品時就在其表面凝結成水珠，從而放出相變潛熱，使食解凍時間短，不發生氧化和干耗，汁液流失少。129D.接觸解凍與平板凍結法相似。板與板之間放置凍結食品，板內通以25℃的流動水使食品解凍130E.微波解凍原理：凍結食品可以看成是電解