shz第五章 果蔬速凍保藏

第三章果蔬速凍

一、本章學(xué)習(xí)目標(biāo)

1、理解果蔬速凍的基本原理及速凍對果蔬的影響；

2、掌握果蔬速凍的工藝流程及操作要點(diǎn)；

3、了解果蔬速凍的生產(chǎn)應(yīng)用；4、對速凍、冰點(diǎn)、晶核、冰晶體、解凍等專業(yè)術(shù)語活學(xué)活用。二、本章內(nèi)容概述

速凍是近代食品工業(yè)中發(fā)展迅速的一種新技術(shù)，在食品保存方法中占重要地位。速凍比其它方法更能保持食品的新鮮色澤、風(fēng)味和營養(yǎng)成分。

速凍

是以迅速結(jié)晶的理論為基礎(chǔ)，在30分鐘或更少的時間內(nèi)將果蔬及其加工品，于-35℃下速凍，使果蔬快速通過冰晶體最高形成階段(0℃--5℃)而凍結(jié)，是現(xiàn)代食品冷凍的最新技術(shù)和方法。第四章果蔬速凍保藏第一節(jié)概述

第二節(jié)速凍原理第三節(jié)速凍工藝第四節(jié)速凍方法與設(shè)備

第五節(jié)果蔬解凍方法第一節(jié)概述一、冷凍食品和冷卻食品冷凍食品又稱凍結(jié)食品，是凍結(jié)后在低于凍結(jié)點(diǎn)的溫度保藏的食品；速凍食品（Quick-frozenfoods），是指將食品原料經(jīng)預(yù)處理后，采用快速凍結(jié)的方法使之凍結(jié)，并在適宜低溫下（-18---20℃）進(jìn)行貯存；

冷卻食品不需要凍結(jié)，是將食品的溫度降到接近凍結(jié)點(diǎn)，并在此溫度下保藏的食品。

二、冷凍和冷卻食品的特點(diǎn)

易保藏，易運(yùn)輸和貯藏，營養(yǎng)、方便、衛(wèi)生、經(jīng)濟(jì)市場需求量大，在發(fā)達(dá)國家占有重要的地位，在發(fā)展中國家發(fā)展迅速。三、低溫保藏食品的歷史

公元前一千多年，我國就有利用天然冰雪來貯藏食品的記載。凍結(jié)食品的產(chǎn)生起源于19世紀(jì)上半葉冷凍機(jī)的發(fā)明。1834年，JacobPerkins（英）發(fā)明了以乙醚為介質(zhì)的壓縮式冷凍機(jī)。1860年，Carre（法）發(fā)明以氨為介質(zhì)，以水為吸收劑的吸收式冷凍機(jī)。1872年，DavidBoyle（美）和CarlVonLinde（德）分別發(fā)明了以氨為介質(zhì)的壓縮式冷凍機(jī)，當(dāng)時主要用于制冰。1877年，CharlesTellier（法）將氨-水吸收式冷凍機(jī)用于冷凍阿根廷的牛肉和新西蘭的羊肉并運(yùn)輸?shù)椒▏@是食品冷凍的首次商業(yè)應(yīng)用，也是冷凍食品的首度問世。20世紀(jì)初，美國建立了凍結(jié)食品廠。20世紀(jì)30年代，出現(xiàn)帶包裝的冷凍食品。

二戰(zhàn)的軍需，極大地促進(jìn)了美國凍結(jié)食品業(yè)的發(fā)展。20世紀(jì)60年代，發(fā)達(dá)國家構(gòu)成完整的冷藏鏈。我國在20世紀(jì)70年代，因外貿(mào)需要冷凍蔬菜，冷凍食品開始起步。

80年代，家用冰箱和微波爐的普及，銷售用冰柜和冷藏柜的使用，推動了冷凍冷藏食品的發(fā)展；出現(xiàn)冷凍面點(diǎn)。

90年代，冷鏈初步形成；品種增加，風(fēng)味特色產(chǎn)品和各種菜式；生產(chǎn)企業(yè)和產(chǎn)量大幅度增加。一、果蔬凍藏機(jī)理（一）低溫抑制了微生物的活動

低溫可起到抑制微生物生長和促使部分微生物死亡的作用。但在低溫下，其死亡速度比在高溫下要緩慢得多。一般認(rèn)為，低溫只是阻止微生物繁殖，不能徹底殺死微生物，一旦溫度升高，微生物的繁殖也逐漸恢復(fù)。降溫速度對微生物的影響

凍結(jié)前，降溫越迅速，微生物的死亡率越高；凍結(jié)點(diǎn)以下，緩凍將導(dǎo)致剩余微生物的大量死亡，而速凍對微生物的致死效果較差。第二節(jié)冷凍原理（二）低溫抑制了酶活性

酶作用的效果因原料而異酶活性隨溫度的下降而降低一般的冷藏和凍藏不能完全抑制酶的活性。（三）低溫抑制了非酶引起的氧化變質(zhì)

各種非酶促化學(xué)反應(yīng)的速度，都會因溫度下降而降低。二、食品原料的凍結(jié)（一）凍結(jié)點(diǎn)與凍結(jié)率1.凍結(jié)點(diǎn)：冰晶開始出現(xiàn)的溫度。

Raoult稀溶液定律（拉烏爾第二法則）：ΔTf=KfbB，Kf為與溶劑有關(guān)的常數(shù)，水為1.86。即質(zhì)量摩爾濃度每增加1mol/kg，凍結(jié)點(diǎn)就會下降1.86℃。因此食品物料要降到0℃以下才產(chǎn)生冰晶。果蔬活組織的冰點(diǎn)溫度低于死組織。

種類

冰點(diǎn)溫度/℃

種類冰點(diǎn)溫度/℃

最高

最低蘋果梨杏桃李酸櫻桃葡萄草莓甜橙-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番茄圓蔥豌豆花椰菜馬鈴薯甘薯青椒黃瓜蘆筍-0.9-1.1-1.1-1.1-1.7-1.9-1.5-1.2-2.2表7-1幾種果蔬的冰點(diǎn)溫度

2.凍結(jié)率：凍結(jié)終了時食品內(nèi)水分的凍結(jié)量（%），又稱結(jié)冰率。

K=100（1－TD/TF）

TD：凍結(jié)點(diǎn)溫度

TF：凍結(jié)終了溫度二、凍結(jié)速度與產(chǎn)品質(zhì)量（一）凍結(jié)速度

1.定量法

速凍的定量表達(dá)：以時間劃分或以推進(jìn)距離劃分兩種方法。按時間：食品中心溫度從-1℃降到-5℃所需的時間，在3~20min內(nèi)，快速凍結(jié)，在20~120min內(nèi)，中速凍結(jié)，超過120min，慢速凍結(jié)。

按推進(jìn)距離：以-5℃的凍結(jié)層在單位時間內(nèi)從食品表面向內(nèi)部推進(jìn)的距離為標(biāo)準(zhǔn)：緩慢凍結(jié)：

V=0.1~1cm/h，中速凍結(jié)：

V=1~5cm/h，快速凍結(jié)：

V=5~15cm/h，超速凍結(jié)：

V>15cm/h。國際制冷學(xué)會的凍結(jié)速度定義：食品表面與中心點(diǎn)間的最短距離，與食品表面達(dá)到0℃后至食品中心溫度降到比食品凍結(jié)點(diǎn)低10℃所需時間之比。

各種凍結(jié)器的凍結(jié)速度：通風(fēng)的冷庫，0.2~0.4cm/h；送風(fēng)凍結(jié)器，0.5~3cm/h；流態(tài)化凍結(jié)器，5~10cm/h；液氮凍結(jié)器，10~100cm/h。2.定性法

速凍的定性表達(dá)：外界的溫度降與細(xì)胞組織內(nèi)的溫度降不等，即內(nèi)外有較大的溫差；慢凍是指外界的溫度降與細(xì)胞組織內(nèi)的溫度降基本上保持等速。速凍是指以最快的凍結(jié)速度通過食品的最大冰晶生成帶（-1--5℃）的凍結(jié)過程。（二）凍結(jié)速度與冰晶

凍結(jié)速度快，食品組織內(nèi)冰層推進(jìn)速度大于水移動速度，冰晶的分布接近天然食品中液態(tài)水的分布情況，冰晶數(shù)量極多，呈針狀結(jié)晶體。

凍結(jié)速度慢，細(xì)胞外溶液濃度較低，冰晶首先在細(xì)胞外產(chǎn)生，而此時細(xì)胞內(nèi)的水分是液相。在蒸汽壓差作用下，細(xì)胞內(nèi)的水向細(xì)胞外移動，形成較大的冰晶，且分布不均勻。除蒸汽壓差外，因蛋白質(zhì)變性，其持水能力降低，細(xì)胞膜的透水性增強(qiáng)而使水分轉(zhuǎn)移作用加強(qiáng)，從而產(chǎn)生更多更大的冰晶大顆粒。1.最大冰晶生成帶（Zoneofmaximumicecrystalformation）：指-1~-5℃的溫度范圍，大部分食品在此溫度范圍內(nèi)約80%的水分形成冰晶。研究表明，應(yīng)以最快的速度通過最大冰晶生成帶。速凍形成的冰結(jié)晶多且細(xì)小均勻，水分從細(xì)胞內(nèi)向細(xì)胞外的轉(zhuǎn)移少，不至于對細(xì)胞造成機(jī)械損傷。冷凍中未被破壞的細(xì)胞組織，在適當(dāng)解凍后水分能保持在原來的位置，并發(fā)揮原有的作用，有利于保持食品原有的營養(yǎng)價值和品質(zhì)。緩凍形成的較大冰結(jié)晶會刺傷細(xì)胞，破壞組織結(jié)構(gòu)，解凍后汁液流失嚴(yán)重，影響食品的價值，甚至不能食用。2.凍結(jié)曲線

凍結(jié)曲線表示了凍結(jié)過程中溫度隨時間的變化。過冷現(xiàn)象，過冷臨界溫度。冷凍曲線的三個階段：初始階段，從初溫到冰點(diǎn)，中間階段，此階段大部分水分陸續(xù)結(jié)成冰，終了階段，從大部分水結(jié)成冰到預(yù)設(shè)的凍結(jié)終溫。3.凍結(jié)時間

縮短凍結(jié)時間應(yīng)從這三方面加以考慮：減小食品厚度，增大放熱系數(shù)（采用強(qiáng)制循環(huán)，采用液體介質(zhì)等）降低冷凍溫度。

4.凍結(jié)速度對產(chǎn)品質(zhì)量的影響

凍結(jié)速度越快，形成的冰晶體就越細(xì)小、均勻，而不至于刺傷組織細(xì)胞造成機(jī)械傷。緩慢凍結(jié)形成的較大的冰晶體會刺傷細(xì)胞，破壞組織結(jié)構(gòu)，對產(chǎn)品質(zhì)量影響較大。

食品速凍是指運(yùn)用適宜的凍結(jié)技術(shù)，在盡可能短的時間內(nèi)將食品溫度降低到其冰點(diǎn)以下的低溫，使其所含的全部或大部分水分隨著食品內(nèi)部熱量的散失而形成微小的冰晶體，最大限度地減少生命活動和生化變化所需要的液態(tài)水分，最大限度地低保留食品原有的天然品質(zhì)，為低溫凍藏提供一個良好的基礎(chǔ)。5.優(yōu)質(zhì)速凍食品應(yīng)具備以下五個要素：

(1)凍結(jié)要在—18一30℃的溫度下進(jìn)行，并在20min內(nèi)完成凍結(jié)。

(2)速凍后的食品中心溫度要達(dá)到—18℃以下。

(3)速凍食品內(nèi)水分形成無數(shù)針狀小冰晶，其直徑應(yīng)小于100μm。

(4)冰晶體分布與原料中液態(tài)水分的分布相近，不損傷細(xì)胞組織。

(5)當(dāng)食品解凍時，冰晶體融化的水分能迅速被細(xì)胞吸收而不產(chǎn)生汁液流失。

三、冷凍量的要求產(chǎn)品由原始初溫降到冷藏溫度應(yīng)排除的熱量包括三個部分：

(1)產(chǎn)品由初溫降到冰點(diǎn)溫度釋放的熱量：產(chǎn)品在冰點(diǎn)以上的比熱×產(chǎn)品的重量×降溫的度數(shù)(由初溫到冰點(diǎn)的度數(shù))。

(2)由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)冰時釋放的熱量：產(chǎn)品的潛熱×產(chǎn)品的重量。

(3)產(chǎn)品由冰點(diǎn)溫度降到冷藏溫度時釋放的熱量：凍結(jié)產(chǎn)品的比熱×產(chǎn)品的重量×降溫度數(shù)。

維持冷藏庫低溫貯存需要消除的熱量，包括墻壁、地面和庫頂?shù)穆幔鐗Ρ诼岬挠嬎闳缦拢簤Ρ诼崃浚?導(dǎo)熱系數(shù)×24×外壁的面積×冷庫內(nèi)外溫差)十絕熱材料的厚度其他熱源：包括電燈、馬達(dá)和操作人員等工作時釋放的熱量：電燈每千瓦小時釋放熱能3602．3kJ；馬達(dá)每小時每千瓦釋放熱能4299．3kJ；庫內(nèi)工作人員每人每小時釋放熱能約385．84kJ。上述三部分熱源資料是食品冷凍設(shè)計時需要的基本參考資料，在實際應(yīng)用時，將上述總熱量增加10％比較妥當(dāng)。第三節(jié)果蔬速凍工藝

原料→剔選→清洗→去皮、切分→燙漂→冷卻→瀝干→速凍→包裝→成品關(guān)鍵工藝：速凍（快速凍結(jié)）在很短的時間內(nèi)（<20min）迅速通過最大冰晶形成區(qū)（-1~-5℃），凍品的中心溫度<-18℃。第四節(jié)速凍方法與設(shè)備按生產(chǎn)過程的特性分，凍結(jié)系統(tǒng)可分為批量式、半連續(xù)式和連續(xù)式三類。批量式凍結(jié)器：先裝載一批產(chǎn)品，然后凍結(jié)一個周期，凍結(jié)完畢后，設(shè)備停止運(yùn)轉(zhuǎn)并卸貨。半連續(xù)式凍結(jié)器：將批量式凍結(jié)器的一個較大的批量分成幾個較小的批量，在同一個凍結(jié)器內(nèi)進(jìn)行相對連續(xù)的處理。連續(xù)式凍結(jié)器：產(chǎn)品連續(xù)地或有規(guī)律間斷地通過凍結(jié)器，采用機(jī)械化而且經(jīng)常是全自動化的系統(tǒng)。有規(guī)律間斷與半連續(xù)式的區(qū)別在于：一次裝運(yùn)產(chǎn)品的數(shù)量（有規(guī)律間斷時是一袋、一紙盒或一盤，半連續(xù)式則是含許多袋、盤、紙盒的一輛車或一個貨架），裝貨與等待的時間（有規(guī)律間斷往往只有幾秒鐘，不影響流水線的運(yùn)行，而半連續(xù)式則需要較長的時間，形成明顯的中斷）。

按從產(chǎn)品中取出熱量的方式，凍結(jié)方式可分為吹風(fēng)凍結(jié)、表面接觸凍結(jié)和低溫凍結(jié)這三種基本類型，以及它們的組合方式（如先經(jīng)過低溫處理，然后經(jīng)機(jī)械制冷裝置完成凍結(jié)過程）。1、吹風(fēng)凍結(jié)

吹風(fēng)式凍結(jié)裝置用空氣作為傳熱介質(zhì)。早期的吹風(fēng)式凍結(jié)裝置是一個帶有冷風(fēng)機(jī)及制冷系統(tǒng)的冷庫。通過對氣流控制技術(shù)和產(chǎn)品傳送技術(shù)的不斷改進(jìn)，現(xiàn)在有了各種水平的凍結(jié)設(shè)備。可分為批量式（冷庫，固定的吹風(fēng)隧道，帶推車的吹風(fēng)隧道）和連續(xù)式（直線式、螺旋式和流化床式凍結(jié)器）1冷庫2）固定的吹風(fēng)隧道3）帶推車的吹風(fēng)隧道4）直線式凍結(jié)器5）螺旋式凍結(jié)器1、轉(zhuǎn)筒；2、螺旋輸送帶；3、風(fēng)機(jī)；4、制冷盤管。6）流化床凍結(jié)器2、金屬表面接觸凍結(jié)

產(chǎn)品與金屬表面接觸進(jìn)行熱交換，金屬表面則由制冷劑的蒸發(fā)或載冷劑的吸熱來進(jìn)行冷卻。凍結(jié)方式與吹風(fēng)凍結(jié)相比有兩個優(yōu)點(diǎn)：傳熱效果好；不需配置風(fēng)機(jī)。但這種方式不適用于不規(guī)則形狀產(chǎn)品的凍結(jié)。按照結(jié)構(gòu)形式，金屬表面接觸凍結(jié)裝置可分為三種主要類型：帶式，板式和筒式。1）鋼帶凍結(jié)器：適用于未包裝的魚片、咖

啡提取物、熟土豆泥、漢堡牛排、各種

調(diào)味汁和蔬菜泥。因為產(chǎn)品只是一面接

觸金屬表面，食品層應(yīng)當(dāng)薄一些，?？刂圃?0~25mm。噴淋鹽水（氯化鈣或丙二醇）的溫度通常為-35~-40℃，凍結(jié)時間約為30min。

鋼帶凍結(jié)器的主要優(yōu)點(diǎn)：連續(xù)運(yùn)行；便于清洗和保持衛(wèi)生；能分段控制溫度（如對于咖啡提取物）；干耗較少。2）平板凍結(jié)器：廣泛用于形狀為扁平狀且厚度也有限制的小包裝水產(chǎn)品和肉類制品。3）圓筒凍結(jié)器：通常用于凍結(jié)液體食品，產(chǎn)品在圓筒的內(nèi)表面或外表面凍結(jié)，并被連續(xù)地刮除，因而具有強(qiáng)烈的熱交換和很高的凍結(jié)速度。3、低溫凍結(jié)低溫凍結(jié)采用液氮或液態(tài)二氧化碳作為制冷劑，常用于：1）小批量生產(chǎn)，2）新產(chǎn)品開發(fā)，3）季節(jié)性生產(chǎn)，和4）臨時的超負(fù)荷狀況。相對較低的溫度可以使產(chǎn)品快速凍結(jié)，對保證產(chǎn)品質(zhì)量和降低干耗都是十分有利的；但設(shè)備投資和運(yùn)行費(fèi)用較高。低溫凍結(jié)設(shè)備則可以是箱式，直線式，螺旋式或浸液式。

液氮凍結(jié)器