冷凍工藝學(xué)技術(shù)培訓(xùn)課程模板

第四章食品低溫保藏緒論掌握食品低溫保藏原理掌握食品冷卻和冷藏方法及其質(zhì)量控制掌握食品凍結(jié)和凍藏方法及其質(zhì)量控制了解食品解凍過程、方法及其質(zhì)量控制第一節(jié)緒論中國古代冷藏技術(shù)制冷技術(shù)發(fā)展歷史中國外冷凍食品發(fā)展現(xiàn)實(shí)狀況食品冷藏和凍結(jié)技術(shù)發(fā)展是一門使用人工制冷技術(shù)來降低溫度以保藏食品和加工食品科學(xué)，即它是專門研究怎樣使用低溫條件來達(dá)成最好地保藏食品和加工食品方法，以使多種食品達(dá)成最大保鮮程度。冷凍工藝學(xué)中國古代冷藏技術(shù)戰(zhàn)國時期——銅冰鑒1977年于湖北隨縣曾侯乙墓出土一件冰酒器。漢朝——大家已經(jīng)掌握了用地窖來貯藏天然冰技術(shù)。大富人家，地下有冰室，室有數(shù)井，井深十五丈，用于藏冰及石墨。由此可見，在一千七百多年前三國時代，利用天然冰雪來降溫和保藏食品規(guī)模已經(jīng)相當(dāng)可觀，這在當(dāng)初世界上是首屈一指。唐朝以后——天然冰雪作為冷源已經(jīng)被廣泛利用《馬可·波羅行記》13世紀(jì)明代運(yùn)河兩岸修建冰庫清代光緒年間，北京已專設(shè)冰窖中國北方一些地方仍有采取。制冷技術(shù)發(fā)展歷史1834年英國人JacobPerhking發(fā)明了以乙醚為冷媒壓縮式冷凍機(jī)，她是世界上第一部實(shí)用冷凍機(jī)。1860年法國人發(fā)明以氨為制冷劑，以水為吸收劑壓縮式冷凍機(jī)。1872年美國人David、Boyle和德國人CarlVonLnde分別單獨(dú)發(fā)明以氨為冷媒壓縮式冷凍機(jī)。這些冷凍機(jī)當(dāng)初為制冰機(jī)使用，替換天然冷源。1877~1878年法國人CharlesTellier為處理把牛羊肉從新西蘭和阿根廷等國運(yùn)回法國，開始用氨吸收式冷凍機(jī)。1930年以來，在家用冰箱上，大量使用無毒、無味氟利昂制冷劑，它不像氨氣那樣有爆炸危險。但氟利昂易破壞臭氧層，所以又推出了溴化鋰、含氫氟烴等冷媒。20世紀(jì)70年代，出現(xiàn)了液態(tài)氮和液態(tài)二氧化碳作為冷媒制冷技術(shù)，它能夠直接噴灑在食品表面，不僅能夠急冷，而且能夠進(jìn)行深冷，假如用液氮利用得到-196℃低溫。食品冷藏和凍結(jié)技術(shù)發(fā)展冷凍食品形式不停得到改善凍結(jié)方法改善冷源制冷裝置也有新突破對于多種食品冷凍、冷藏、運(yùn)輸、銷售等各個步驟溫度條件有了深入認(rèn)識中國外冷凍食品發(fā)展現(xiàn)實(shí)狀況中國1891年在上海制造人造冰1915~19，上海、南京、漢口等地前后建成了由外國資本經(jīng)營凍蛋、凍肉、凍家禽廠。到1933年，這類冷庫增加到30~35座。20世紀(jì)60年代和80年代兩個關(guān)鍵發(fā)展階段制冷自1999年起，全國連鎖超市中銷售食品日用具中，速凍食品銷售額均名列第一。速凍食品從1995年起，中國速凍食品年產(chǎn)量每十二個月以20％幅度遞增，成為90年代發(fā)展最快食品加工業(yè)，速凍食品年產(chǎn)量靠近1000萬噸。多年來，中國現(xiàn)有各類速凍食品生產(chǎn)廠家近家，年銷售額達(dá)100億元。20世紀(jì)70年代初速凍蔬菜20世紀(jì)80年代初速凍點(diǎn)心速凍調(diào)理食品20世紀(jì)90年代初速凍餃子速凍餛飩速凍湯圓中國速凍食品存在問題產(chǎn)品品種亟待增加中國，150多個品種美國，速凍食品多達(dá)2700多個日本速凍食品聽說有3100多個質(zhì)量、風(fēng)味有待提升慢凍食品粘連現(xiàn)象購置者購置首要原因是因?yàn)榉奖悖劣趯τ诋a(chǎn)品口味評價，只有9％購置者表示“好吃”或“很好吃”。打折促銷包裝有待升級塑料袋包裝已不符合當(dāng)今世界食品包裝時尚，紙盒包裝是新發(fā)展趨勢。美國用于速凍食品包裝紙盒內(nèi)外表層全部涂有一個可耐249攝氏度高溫塑料膜，這種包裝可在微波爐和一般烤箱中加熱，其成本也較低。美國人均年消費(fèi)冷凍食品已達(dá)63.6kg世界第一位日本韓國臺灣省l0kg以上英、法、德等歐盟國家20~40kg怎樣了解冷凍食品比新鮮食品更新鮮，冷凍被認(rèn)為是保留食物最好方法這是因?yàn)樯虡I(yè)化冷凍農(nóng)產(chǎn)品是在成熟度和營養(yǎng)價值最高時候采收，直接送到最近冷凍工廠立即處理而得以保留其營養(yǎng)成份。第二節(jié)食品冷凍保藏原理新鮮食品在常溫下存放，因?yàn)楦街谑称繁砻嫖⑸镒饔煤褪称穬?nèi)所含酶作用，使食品色、香、味和營養(yǎng)價值降低，假如久放，能促進(jìn)食品腐敗或變質(zhì)，以致完全不能食用，這種改變叫做食品變質(zhì)。1.引發(fā)食品腐敗變質(zhì)關(guān)鍵原因生物學(xué)原因化學(xué)原因其它原因微生物酶作用非酶作用氧化作用溫度水分光乙烯外源污染物物理原因害蟲和嚙齒動物害蟲對于食品儲藏危害性很大一些食品儲藏?fù)p耗加大直接原因因?yàn)楹οx繁殖、遷移，和她們所遺棄排泄物、皮殼和尸體等還會嚴(yán)重污染食品，使食品喪失商品價值?，F(xiàn)在對食品危害性大害蟲有甲蟲類、蛾類、蟑螂類和螨類?！锩缸饔枚嗑郯肴樘侨┧崦福捍呋z中多聚半乳糖醛酸殘基之間糖苷鍵水解，造成組織軟化酯氧合酶：催化脂肪氧化，造成臭味和異味產(chǎn)生果膠甲酯酶：催化果膠中半乳糖醛酸酯脫酯作用，可造成組織硬化抗壞血酸酶：催化抗壞血酸氧化，造成營養(yǎng)素?fù)p失葉綠素酶：催化葉綠醇環(huán)從葉綠素中移去，造成綠色丟失酶作用★非酶作用美拉德反應(yīng)焦糖化反應(yīng)抗壞血酸氧化抗壞血酸氧化脫氫抗壞血酸氨基酸美拉德反應(yīng)紅褐色產(chǎn)物抗壞血酸缺氧酸性條件糠醛聚合褐色物質(zhì)＋★溫度范特霍夫(VantHoff)規(guī)則即溫度每升高10℃，化學(xué)反應(yīng)速度增加2~4倍。Q10=υ(t+10)/υt（temperaturecoefficient）反應(yīng)速度常數(shù)和絕對溫度成指數(shù)關(guān)系故降低食品環(huán)境溫度，就能降低食品中化學(xué)反應(yīng)速度，延緩食品質(zhì)量改變，延長儲藏壽命。溫度系數(shù)2.柵欄技術(shù)2.1柵欄技術(shù)提出變質(zhì)食品食品加工、儲運(yùn)、銷售和消費(fèi)低溫保藏、罐藏、濃縮保藏、化學(xué)保藏、發(fā)酵保藏、輻照保藏柵欄因子（hurdlefactor）高溫處理（F）低溫冷藏（t）降低水分活度（AW）酸化（pH值）低氧化還原電勢（Eh）添加防腐劑（Pres）競爭性菌群輻照德國肉類研究中心Leistnrer（1976）提出障礙因子?xùn)艡谛?yīng)從微生物學(xué)角度考慮，柵欄效應(yīng)（hurdleeffect）是指在保藏食品數(shù)個柵欄因子中，它們單獨(dú)或相互作用，形成特有預(yù)防食品腐敗變質(zhì)“柵欄”（hurdle），使存在于食品中微生物不能逾越這些“柵欄”。這種食品即是穩(wěn)定和安全。柵欄效應(yīng)例子理想化柵欄效應(yīng)模式較為實(shí)際型柵欄效應(yīng)模式初始菌數(shù)低食品柵欄效應(yīng)模式初始菌數(shù)多或營養(yǎng)豐富食品柵欄效應(yīng)模式柵欄效應(yīng)例子?xùn)艡谛?yīng)例子經(jīng)過熱處理而又殺菌不完全食品柵欄效應(yīng)模式柵欄次序作用模式柵欄效應(yīng)例子?xùn)艡趨f(xié)同作用模式柵欄效應(yīng)是食品保藏性根本所在柵欄效應(yīng)揭示了食品保藏基礎(chǔ)原理食品防腐可利用柵欄因子很多，但就每一類食品而言，起關(guān)鍵作用因子可能只有多個，因經(jīng)過科學(xué)分析和經(jīng)驗(yàn)積累，正確地把握其中關(guān)鍵因子。研究思緒對于一個穩(wěn)定性高、保藏性好食品，AW、pH值、t、Pres等柵欄因子聯(lián)合或復(fù)雜交互作用，對抑制微生物生長、繁殖、產(chǎn)毒起著關(guān)鍵作用，任何單一因子全部不足以抑制微生物危害。柵欄技術(shù)應(yīng)用用于食品加工和保藏中微生物控制用于食品加工、保藏中工藝改造新產(chǎn)品開發(fā)3.食品低溫保藏原理微生物繁殖和酶活動全部和溫度相關(guān)，伴隨溫度降低，尤其是食品在凍結(jié)時，生成冰晶體使微生物細(xì)胞受到破壞，使微生物喪失活力不能繁殖，甚至死亡；同時酶反應(yīng)受到嚴(yán)重抑制，失去催化能力，甚至被破壞。其它反應(yīng)如呼吸作用、氧化等也隨溫度降低而顯著減慢。所以，食品就可在低溫條件下長久儲藏而不會腐敗變質(zhì)。3.1低溫對微生物影響60~8055~7540~45嗜熱微生物（thermophile）40~5025~4010~15嗜溫微生物（mesophile）20~4010~20-10~5嗜冷微生物(psychrophile)舉例最高溫度最適溫度最低溫度類群微生物適應(yīng)生長溫度（℃）溫泉、堆肥中微生物腐敗菌、病原菌水和冷庫中微生物微生物對于低溫敏感性較差。絕大多數(shù)微生物處于最低生長溫度時，新陳代謝已減弱到極低程度，呈休眠狀態(tài)。深入降溫，就會造成微生物死亡，不過在低溫下，它們死亡速度比在高溫下緩慢得多。低溫對微生物影響通常情況低溫對微生物影響特殊情況少數(shù)微生物能在一定低溫范圍還能夠緩慢生長。溫度在6℃時幾乎能阻止全部食物中病原菌生長，但有部分嗜冷菌尚能緩慢生長。3.2低溫對酶活性影響食品中很多反應(yīng)全部是在酶催化下進(jìn)行，而酶活性(即催化能力)和溫度有親密關(guān)系。大多數(shù)酶適宜活動溫度為30~50℃。伴隨溫度升高或降低，酶活性均下降。溫度系數(shù)Q10溫度系數(shù)Q10可衡量因溫度而發(fā)生改變酶活性：Q10=K2/K1K2為溫度增加到T+10K時酶活性所造成化學(xué)反應(yīng)率。Q10為溫度每增加10K時因酶活性改變所增加化學(xué)反應(yīng)率；K1為溫度T時酶活性所造成化學(xué)反應(yīng)率；多個水果呼吸速率溫度系數(shù)Q10部分蔬菜呼吸速率溫度系數(shù)Q10低溫對酶活性影響情況酶活性在冷凍、冷藏中雖有顯著下降，但并不說明酶完全失活，即低溫對酶并不起完全抑制作用，在長久冷藏中，酶作用仍可使食品變質(zhì)。3.3低溫對其它變質(zhì)原因影響氧化作用、生理作用、蒸發(fā)作用、機(jī)械損害、低溫冷害等。不管是細(xì)菌、霉菌、酵母菌等微生物引發(fā)食品變質(zhì)，還是由酶引發(fā)變質(zhì)和其它原因引發(fā)變質(zhì)，在低溫環(huán)境下，能夠延緩、減弱它們作用，但低溫并不能完全抑制它們作用，即使在凍結(jié)點(diǎn)以下低溫，食品進(jìn)行長久儲藏，其質(zhì)量仍然有所下降。低溫保藏對食品貯藏影響第三節(jié)食品冷藏工藝技術(shù)食品冷卻食品冷藏食品在冷藏過程中質(zhì)量改變食品冷藏工藝食品冷卻和冷藏冷卻是冷藏必需前處理，其本質(zhì)上是一個熱交換過程，冷卻最終溫度在冰點(diǎn)以上。冷藏是冷卻后食品在冷藏溫度(常在冰點(diǎn)以上)下保持食品品質(zhì)一個儲藏方法。3.1食品冷卻冷卻目標(biāo)冷卻速度和冷卻時間冷卻方法冷卻目標(biāo)食品冷卻目標(biāo)就是快速排出食品內(nèi)部熱量，使食品溫度在盡可能短時間內(nèi)(通常為幾小時)降低到冰點(diǎn)以上，從而能立即地抑制食品中微生物生長繁殖和生化反應(yīng)速度，保持食品良好品質(zhì)及新鮮度，延長食品儲藏期。食品冷卻通常是在食品產(chǎn)地進(jìn)行產(chǎn)地加工車間冷藏庫市場低溫環(huán)境保持食品原有品質(zhì)阻止微生物繁殖采摘后24h冷卻96h后冷卻0℃下儲藏5周不腐爛梨30%梨腐爛甜玉米糖分貯藏過程中喪失情況冷卻速度和冷卻時間食品在冷卻過程中，內(nèi)部熱量傳輸（Q）依傅里葉定律：Q=-λFgradTgradT為溫度梯度(K·m-1)；λ為導(dǎo)熱系數(shù)(W·m-1·K-1)；F為導(dǎo)熱面積(m2)。食品冷卻速度物料內(nèi)部溫度環(huán)境溫度物料形狀食品冷卻速度就是食品溫度下降速度，因?yàn)槭称穬?nèi)各部位溫度不一樣，所以食品溫度下降速度只能以食品平均溫度下降速度來表示。物料內(nèi)部溫度表面溫度θs中心溫度θc表面和中心之間溫度差θm平均溫度ˉθ食品內(nèi)部溫度分布是向上方凸曲線，離表面越近，溫度梯度越大，所以冷卻速度也越大。從圖2-3中可看出，表面溫度θs下降速度最快，中心溫度θc下降最慢，尤其是冷卻開始階段，食品中心部位溫度下降得尤其緩慢。當(dāng)食品厚度很小時，冷卻速度和對流放熱系數(shù)K成正比，而和導(dǎo)熱系數(shù)λ無關(guān)。在這種情況下，對流放熱速度K是影響冷卻速度關(guān)鍵原因，所以增大冷卻介質(zhì)流動速度，提升K數(shù)值就能夠增大冷卻速度，縮短冷卻時間。平板狀食品1當(dāng)食品厚度很厚時，冷卻速度和導(dǎo)熱系數(shù)λ成正比，而和對流放熱系數(shù)A無關(guān)。在這種情況下，導(dǎo)熱快慢是決定冷卻速度關(guān)鍵，企圖經(jīng)過增大空氣流速來加緊冷卻速度是困難，只有減小食品厚度來增大冷卻速度。平板狀食品2半徑為R圓柱狀食品，它圓周面全部一樣被冷卻。圓柱狀食品冷卻和平板狀食品不一樣是，它內(nèi)部傳熱面積和半徑R成正比，其它均相同。圓柱狀食品球狀食品半徑為R球狀食品，它表面全部一樣被冷卻。球狀食品冷卻和平板狀食品不一樣是，它內(nèi)部傳熱面積和半徑R成正比，其它均相同。食品冷卻時間冷卻方法空氣冷卻法冷水冷卻法碎冰涼卻法真空冷卻法利用強(qiáng)制流動低溫冷空氣流過食品表面使食品溫度下降一個冷卻方法?？諝饫鋮s法方法空氣冷卻冰塊或機(jī)械制冷風(fēng)道吹出冷卻間或冷藏間熱量降溫循環(huán)冷空氣冷風(fēng)機(jī)食品五種不一樣吸吹風(fēng)形式冷風(fēng)機(jī)冷風(fēng)機(jī)肉類冷風(fēng)冷卻裝置冷風(fēng)冷卻系統(tǒng)示意圖循環(huán)吊鉤風(fēng)道冷風(fēng)機(jī)冷風(fēng)冷卻系統(tǒng)示意圖（3）冷風(fēng)冷卻系統(tǒng)示意（4）冷風(fēng)冷卻系統(tǒng)示意圖（5）工藝條件選擇要依據(jù)食品種類、有沒有包裝、是否易干縮、是否快速冷卻等來確定?？諝饫鋮s法工藝參數(shù)空氣冷卻法工藝效果溫度相對濕度流速空氣可對于未包裝食品，采取空氣冷卻時會產(chǎn)生較大干耗損失。空氣冷卻法適用范圍水果蔬菜鮮蛋乳品肉類家禽預(yù)冷處理凍藏食品凍結(jié)使用范圍較廣，廣泛地用于不能用水冷卻食品。優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)果蔬空氣冷卻果蔬冷卻間冷藏庫早期空氣流速1~2m/s末期空氣流速1m/s空氣相對濕度冷藏溫度冷卻間溫度0℃85%~95%依據(jù)水果、蔬菜等品種不一樣，將其冷卻至各自適宜。畜肉空氣冷卻1傳統(tǒng)方法：全部在冷卻間完成冷卻空氣溫度0℃左右風(fēng)速0.5~1.5m/s＜2m/s相對濕度90%~98%胴體后腿肌肉最厚部中心溫度＜4℃冷卻時間＜24h畜肉空氣冷卻2改善方法：變溫快速兩段冷卻法，整個時間14~18h第一階段快速冷卻隧道冷卻間空氣流速2m/s空氣溫度-5~-15℃相對濕度90%2~4h時間胴體表面溫度后腿中心溫度0~-2℃16~20℃特征散熱快，肉胴體表面溫度達(dá)0℃以下，形成了“冰殼”；第二階段自然循環(huán)冷卻間溫度1~-1℃相對濕度90%10~14h半白條肉內(nèi)外溫度基礎(chǔ)趨于一致，達(dá)成平衡溫度4℃時，即可認(rèn)為冷卻結(jié)束。時間優(yōu)點(diǎn)：食品干耗小，平均干耗量為1%；肉類表面干燥，外觀好，肉味佳，在分割時汁液流失量少。禽肉空氣冷卻空氣溫度2~3℃相對濕度80%~85%風(fēng)速1.0~1.2m/s禽胴體溫度5℃以下冷卻時間7h左右提升風(fēng)速4h左右鮮蛋空氣冷卻在專用冷卻間內(nèi)完成蛋箱堆垛冷卻開始蛋空氣溫度通常低于蛋體溫度2~3℃過程每隔1~2h將冷卻間空氣溫度降低1℃左右相對濕度75%~85%0.3~0.5m/s24h蛋體溫度1~3℃空氣流速冷卻時間經(jīng)過低溫水把被冷卻食品冷卻到指定溫度冷水冷卻法預(yù)冷水箱水蒸發(fā)器食品冷水?dāng)嚢杵骼鋮s槽蒸發(fā)器食品冷水現(xiàn)代冰蓄冷技術(shù)方法噴淋式浸漬式冷水冷卻方法混合式被冷卻食品直接浸在冷水中冷卻，并有攪拌器不停地?cái)嚢枥渌?，提升傳熱速度和均勻性，加緊食品冷卻?；旌鲜嚼鋮s裝置通常采取先浸漬后噴淋步驟。冷水冷卻范圍和特征因?yàn)楫a(chǎn)品外觀會受到損害，而且失去了冷卻以后儲藏能力。魚類、家禽水果、蔬菜和包裝食品易變質(zhì)食品大部分食品應(yīng)用范圍優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)傳熱系數(shù)高冷卻速度快避免干耗被冷卻食品之間易交叉感染碎冰涼卻法冰塊融化時會吸收大量熱量，其相變潛熱為334.9KJ/kg。當(dāng)冰塊和食品接觸時，冰融化能夠直接從食品中吸收熱量使食品快速冷卻。碎冰涼卻法尤其適宜于魚類冷卻，因?yàn)樗粌H能使魚冷卻、濕潤、有光澤，而且不會發(fā)生干耗現(xiàn)象。淡水冰海水冰冷卻淡水魚冷卻海水魚透明冰不透明冰形狀機(jī)制塊冰管冰片冰米粒冰不許可用被污染海水及港灣內(nèi)水來制冰碎冰涼卻(干式冷卻)水冰涼卻(濕式冷卻)方法冷海水為了提升碎冰涼卻效果，要求冰要細(xì)碎，冰和食品接觸面積要大，冰融化成水要立即排出。冷卻方法真空冷卻法真空冷卻也叫減壓冷卻。其原理是真空降低水沸點(diǎn)，促進(jìn)食品中水分蒸發(fā)，因?yàn)檎舭l(fā)潛熱來自食品本身，從而使食品溫度降低而冷卻。關(guān)鍵適適用于葉類蔬菜快速冷卻菠菜生菜甜玉米1－真空泵2－冷卻器3－真空冷卻槽4－膨脹閥5－冷凝器6－壓縮機(jī)真空冷卻系統(tǒng)真空冷卻方法特點(diǎn)冷卻速度快、冷卻均勻先將食品原料濕潤，為蒸發(fā)提供較多水分，再進(jìn)行抽真空冷卻操作。其作用是加緊降溫速度；降低植物組織內(nèi)水分損失，即降低原料干耗。葉菜總質(zhì)量1%溫度6℃缺點(diǎn)食品干耗大、能耗大，設(shè)備投資和操作費(fèi)用全部較高。按食品種類和冷卻要求不一樣，使用不一樣冷卻方法3.2食品冷藏空氣冷藏法自然空氣冷藏法機(jī)械空氣冷藏法空氣冷藏工藝?yán)洳販囟瓤諝庀鄬穸瓤諝饬魉倮洳販囟葍Σ仄诶洳貛煲?guī)模冷藏溫度冷庫內(nèi)空氣溫度食品物料溫度物品性質(zhì)冷藏室內(nèi)溫度應(yīng)嚴(yán)格控制。任何溫度改變?nèi)靠赡軐洳厥称肺锪显斐刹涣己蠊？諝庀鄬穸壤洳厥覂?nèi)空氣中水分含量對食品物料耐藏性有直接影響。不宜過濕不宜過干大多數(shù)水果和植物性食品85％~90％綠葉蔬菜、根菜類蔬菜和脆質(zhì)蔬菜90％~95％堅(jiān)果類70％以下畜、禽肉類85％～90％干態(tài)顆粒狀食品物料50％以下部分肉和肉制品冷藏條件和儲藏期部分魚和魚制品冷藏條件和儲藏期牛乳儲藏時間及應(yīng)冷卻溫度鮮蛋冷藏條件3.3食品在冷藏過程中質(zhì)量改變水分蒸發(fā)冷害后熟作用移臭和串味肉成熟嚴(yán)寒收縮脂肪氧化其它改變水分蒸發(fā)水果、蔬菜水分蒸發(fā)失去新鮮飽滿外觀影響其柔嫩性和抗病性肉類食品質(zhì)量減輕表面出現(xiàn)收縮、硬化，形成干燥皮膜肉色改變雞蛋氣室增大蛋品品質(zhì)下降質(zhì)量減輕在低溫儲藏時，有些水果、蔬菜等儲藏溫度雖未低于其凍結(jié)點(diǎn)，但當(dāng)儲溫低于某廣溫度界限時，這些水果、蔬菜就會表現(xiàn)出一系列生理病害現(xiàn)象，其正常生理機(jī)能受到障礙失去平衡。這種因?yàn)榈蜏厮斐缮聿『ΜF(xiàn)象稱之為冷害。冷害冷害癥狀組織內(nèi)部變褐和干縮外表出現(xiàn)凹陷斑紋出現(xiàn)水漬狀斑塊不能正常成熟產(chǎn)生異味后熟作用水果在低溫冷藏期間，將伴伴隨后熟作用發(fā)生。果實(shí)內(nèi)成份和組織形態(tài)也將進(jìn)行一系列轉(zhuǎn)化?？扇苄蕴呛可咛撬岚俜直融呌趨f(xié)調(diào)可溶性果膠含量增加果實(shí)香味變得濃郁顏色變紅或變艷成熟特征硬度下降嚴(yán)寒收縮畜禽屠宰后在未出現(xiàn)僵直前快速冷卻，肌肉發(fā)生顯著收縮，以后即使經(jīng)過成熟過程，肉質(zhì)也不會十分軟化，這種現(xiàn)象叫嚴(yán)寒收縮。宰后l0h內(nèi)，肉溫降到8℃以下，輕易發(fā)生嚴(yán)寒收縮。牛和羊肉禽類肉種類當(dāng)肉pH值低于6時極易出現(xiàn)嚴(yán)寒收縮。肉體部位肉表面肉質(zhì)變硬嫩度差解凍后會出現(xiàn)大量汁液流失肉內(nèi)部表現(xiàn)3.4食品冷藏工藝加工整理庫房準(zhǔn)備包裝入庫碼垛溫濕度管理通風(fēng)換氣出庫預(yù)冷洋白菜花椰菜第四節(jié)食品冷凍食品凍結(jié)可使食品中大部分甚至全部水分形成冰晶體，從而降低游離水，使微生物生長受到抑制，合適低溫和失去反應(yīng)介質(zhì)作用下一樣被大大降低；脂肪酸敗、維生素分解等作用在凍藏時也會減緩。凍藏能夠延緩食品腐敗，而不能完全終止腐敗。4.1食品凍結(jié)過程水凍結(jié)過程食品凍結(jié)過程特征食品凍結(jié)過程中水分結(jié)冰率和最大冰晶區(qū)食品凍結(jié)時放熱量凍結(jié)速度和凍結(jié)時間凍結(jié)過程中熱量傳輸、食品溫度改變和分布4.1.1水凍結(jié)過程水0℃水過冷狀態(tài)水冰晶核冰點(diǎn)凍結(jié)（過冷臨界溫度或過冷溫度）（潛熱）過冷狀態(tài)溫度先要降到冰點(diǎn)以下才發(fā)生從液態(tài)水到固態(tài)冰相變。降溫過程中開始形成穩(wěn)定性晶核時溫度或在開始回升最低溫度。過冷臨界溫度或過冷溫度水凍結(jié)過程晶核周圍水分子有次序地不停結(jié)合到晶核上面去，形成大冰晶體。結(jié)冰晶核形成（nucleation）冰晶體增加（icegrowth）極少部分水分子有規(guī)則地結(jié)合在一起，形成結(jié)晶關(guān)鍵，這種晶核是在過冷條件達(dá)成后方出現(xiàn)。冷凍時水物理特征水比熱是4.184kJ/kg/K。冰比熱是2.092kJ/kg/K，冰比熱約為水1/2。水熱導(dǎo)率為0.58W/m/K，冰是2.34W/m/K，冰熱導(dǎo)率是水4倍左右。凍結(jié)速度快，解凍速度慢。冰比水降溫快水結(jié)成冰后，冰體積比水增大約9%，冰在溫度每下降1℃時，其體積則會收縮0.01%~0.005%，二者相比，膨脹比收縮大。冷凍時水物理特征“凍結(jié)膨脹壓”龜裂現(xiàn)象“凍結(jié)膨脹壓”假如外層冰體受不了過大內(nèi)壓時，就會破裂。凍品厚度過大、凍結(jié)過快，往往會形成這么龜裂現(xiàn)象。凍結(jié)時，表面水首先結(jié)冰，然后冰層逐步向內(nèi)伸展。當(dāng)內(nèi)部水分因凍結(jié)而膨脹時，會受到外部凍結(jié)了冰層阻礙，所以產(chǎn)生內(nèi)壓。龜裂現(xiàn)象4.1.2食品凍結(jié)過程特征食品多元組分凍結(jié)平臺純水1.初始凍結(jié)溫度2.當(dāng)冷卻到某一溫度時，食品內(nèi)未冷凍水分?jǐn)?shù)1.食品初始凍結(jié)點(diǎn)溫度總是低于零度食品初始結(jié)凍點(diǎn)低于零度因?yàn)槭称分凶杂伤苡锌扇苄怨绦挝锸称繁c(diǎn)或凍結(jié)點(diǎn)(freezingpoint)水分含量水分狀態(tài)拉馬爾（Raoult）法則凍結(jié)點(diǎn)降低物質(zhì)濃度成正比多種食品成份lmol/L溶質(zhì)↑下降1.86℃↓不一樣食品冰點(diǎn)即使在溫度遠(yuǎn)低于初始凍結(jié)點(diǎn)情況下，仍有部分自由水還是非凍結(jié)。2.有部分自由水是非凍結(jié)食品中水分純水全部凍結(jié)成冰食品低共熔點(diǎn)水溶液一部分水結(jié)成冰余下水溶液濃度升高殘留溶液冰點(diǎn)不停下降部分自由水還是非凍結(jié)少許未凍結(jié)高濃度溶液只有當(dāng)溫度降低到低共熔點(diǎn)時，才會全部凝結(jié)成固體。-55~-65℃4.1.3凍結(jié)溫度曲線初階段中階段終階段初階段食品大多有一定厚度，凍結(jié)對時其表面層溫度降得很快，故通常食品不會有穩(wěn)定過冷現(xiàn)象出現(xiàn)。從初溫至凍結(jié)點(diǎn)，這時放出是“顯熱”，顯熱和凍結(jié)過程所排出總熱量比較，其量較少，故降溫快，曲線較陡。其中還會出現(xiàn)過冷點(diǎn)。A-S-B中階段此時食品中水分大部分凍結(jié)成冰，因?yàn)樗D(zhuǎn)變成冰時需要排除大量潛熱，整個凍結(jié)過程中總熱量大部分在此階段放出，故當(dāng)制冷能力不是很強(qiáng)大時，降溫慢，曲線平坦。B-C食品凍結(jié)時，其中大部分水分是在靠近凍結(jié)點(diǎn)溫度區(qū)域內(nèi)形成冰晶體，以下降至其中心溫度為-5℃時，食品內(nèi)已經(jīng)有80%以上水分凍結(jié)。而到了后面，水分結(jié)冰率隨溫度改變程度不大。通常把凍結(jié)時使水分結(jié)冰率發(fā)生改變最大溫度區(qū)域稱為最大冰晶生成區(qū)。最大冰晶生成區(qū)(zoneofmaximumicecrystalformation)終階段C-D從成冰后到終溫(通常是-5~-18℃)放出熱量冰降溫水繼續(xù)結(jié)冰曲線有時不及初階段陡峭4.1.4凍結(jié)率(frozenwaterratio)食品凍結(jié)過程中水分轉(zhuǎn)化為冰晶體程度，通常也用水分結(jié)冰率（ψ）表示。指是食品凍結(jié)時，其水分轉(zhuǎn)化為冰晶體比率。凍結(jié)率(frozenwaterratio)凍結(jié)過程中水分結(jié)冰率和食品溫度相關(guān)Ψ=（1-t冰/t）×100%式中Ψ——結(jié)冰率，%t冰——食品凍結(jié)點(diǎn)，℃t——食品低于結(jié)凍點(diǎn)某一溫度，℃凍結(jié)率(frozenwaterratio)4.1.5食品凍結(jié)時放熱量凍結(jié)開始前食品放熱量q1=Co（T初—T凍）冰晶體形成時放熱量q2=WΨr冰凍結(jié)食品降溫過程中放熱量q3=CT(T凍—T終)凍結(jié)過程中熱量傳輸、食品溫度改變和分布食品凍結(jié)時食品和冷凍介質(zhì)之間溫差食品內(nèi)部溫差伴隨凍結(jié)過程發(fā)生改變4.1.6凍結(jié)速度在食品凍結(jié)過程存在一個外部凍結(jié)層和此層向內(nèi)部非凍結(jié)區(qū)擴(kuò)張推進(jìn)過程，從而，能夠用二者之間界面位移速度來表示物體凍結(jié)速度。凍結(jié)速度凍結(jié)速度快慢通?？捎檬称分行臏囟认陆禃r間或凍結(jié)層伸延距離來劃分。時間劃分距離劃分時間劃分食品中心溫度從-l℃下降至-5℃所需時間(即經(jīng)過最大冰晶生成區(qū)時間)30min以內(nèi)快速凍結(jié)超出30min慢速凍結(jié)對食品組織影響最小距離劃分可用單位時間內(nèi)-5℃凍結(jié)層從食品表面伸延向內(nèi)部距離來判定（凍結(jié)速度υ單位cm/h）。υ≥5~20cm/h快速凍結(jié)υ=1~5cm/h中速凍結(jié)υ=0.1~lcm/h慢速凍結(jié)凍結(jié)速度計(jì)算凍結(jié)物體在最終溫度時水分凍結(jié)量（Ψ終）和物體降溫到同一最終溫度時所需時間(τ終)比值。冰晶體形成速度dΨ/dτ物體任何單位容積內(nèi)或任意點(diǎn)上單位時間內(nèi)水分凍結(jié)率平均冰晶體形成速度Ψ終/τ終食品表面達(dá)0℃后，食品溫度中心降至比凍結(jié)點(diǎn)低10℃所需時間（h）。國際制冷學(xué)會對凍結(jié)速度定義υ=L/tL食品表面和溫度中心點(diǎn)間最短距離（cm）t凍結(jié)時間計(jì)算式中Z——食品凍結(jié)時間，h△i——食品初終溫時焓差，kJ/kgρ——食品密度，kg/m3△t——食品凍結(jié)點(diǎn)和冷卻介質(zhì)溫差，℃X——塊狀或片狀食品厚度;球狀或柱狀食品直徑，mα——放熱系數(shù)，W/(m2·K)λ——凍結(jié)食品導(dǎo)熱系數(shù)，W/mKP，R——形狀系數(shù)凍結(jié)時間影響食品凍結(jié)時間原因產(chǎn)品大小和形狀產(chǎn)品厚度產(chǎn)品初溫和終溫冷卻介質(zhì)溫度產(chǎn)品表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)熱熔改變產(chǎn)品熱導(dǎo)率凍結(jié)速度和冰晶分布情況關(guān)系凍結(jié)方法凍結(jié)介質(zhì)凍結(jié)速度形成冰晶大小和狀態(tài)凍結(jié)速度快水分冰晶較大冰體冰晶體分布不均勻有時間移動凍結(jié)速度慢會同時析出形成大量結(jié)晶核水分冰晶無時間移動細(xì)小針狀結(jié)晶數(shù)量無數(shù)分布均勻凍結(jié)速度和冰晶分布情況關(guān)系凍結(jié)方法和冰晶分布情況關(guān)系物理改變化學(xué)改變機(jī)械性損傷細(xì)胞潰解氣體膨脹蛋白質(zhì)變性變色4.2凍結(jié)及凍結(jié)速度對凍品質(zhì)量影響凍結(jié)時體積改變膠體性質(zhì)改變使食品品質(zhì)下降，產(chǎn)品營養(yǎng)價值、風(fēng)味和質(zhì)構(gòu)全部不一樣程度地受到損失。凍結(jié)時體積改變0℃水轉(zhuǎn)變?yōu)?℃冰時，體積增加約9%；伴隨凍結(jié)進(jìn)行，溶質(zhì)被不停濃縮而造成結(jié)晶析出；非溶質(zhì)部分如油脂在低溫下結(jié)晶；細(xì)胞內(nèi)溶解氣體因溶劑結(jié)晶而過飽和，最終從溶解中逸出。膠體性質(zhì)改變在高濃度鹽作用下發(fā)生鹽析；pH值改變可能達(dá)成一些蛋白質(zhì)等電點(diǎn)；離子濃度改變干擾了蛋白質(zhì)膠體電性平衡；和蛋白質(zhì)結(jié)合水分被凍結(jié)，蛋白質(zhì)形成脫水型而不能復(fù)原；蛋白質(zhì)被濃縮并受到機(jī)械擠壓，相互間脫水聚集而形成沉淀。蛋白質(zhì)溶解度下降機(jī)械性損傷（mechanicaldamagetheory）細(xì)胞潰解(cellrupturetheory)“凍結(jié)膨脹壓”蛋白質(zhì)變性食品中結(jié)合水是和原生質(zhì)、膠體、蛋白質(zhì)、淀粉等結(jié)合，在凍結(jié)時，水分從其中分離出來而結(jié)冰，這也是一個脫水過程，原生質(zhì)膠體和蛋白質(zhì)等分子過多失去結(jié)合水，分子受壓凝集，會破壞其結(jié)構(gòu)，或因?yàn)樵|(zhì)體中無機(jī)鹽因濃縮作用而使?jié)舛忍嵘?，產(chǎn)生鹽析作用而使蛋白質(zhì)變性。氣體膨脹(gasexpansiontheory)組織細(xì)胞中溶解于液體中微量氣體，在液體結(jié)冰時發(fā)生游離而體積增加數(shù)百倍，這么會損害細(xì)胞和組織，引發(fā)質(zhì)地改變。變色凍結(jié)產(chǎn)品褐變黑變退色美拉德反應(yīng)酪氨酸酶氧化肌肉肌紅蛋白鱈魚肉褐變蝦黑變食品快速凍結(jié)優(yōu)點(diǎn)1.避免在細(xì)胞之間生成過大冰晶體；2.降低細(xì)胞內(nèi)水分外析，解凍時汁液流失少；3.細(xì)胞組織內(nèi)部濃縮溶質(zhì)和食品組織、膠體和多種成份相互接觸時間顯著縮短，濃縮危害性下降到最低程度；5.食品在凍結(jié)設(shè)備中停留時間短，有利于提升設(shè)備利用率和生產(chǎn)連續(xù)性。4.將食品溫度快速降低到微生物生長活動溫度之下，有利于抑制微生物增加及其生化反應(yīng)；食品快速凍結(jié)優(yōu)點(diǎn)4.3食品冷凍中玻璃化轉(zhuǎn)變玻璃態(tài)、高彈態(tài)和黏流態(tài)概念相關(guān)食品玻璃態(tài)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度及影響原因玻璃化轉(zhuǎn)變在冷凍食品加工中應(yīng)用玻璃態(tài)、高彈態(tài)和黏流態(tài)概念玻璃玻璃態(tài)將融化后在冷卻過程中不發(fā)生結(jié)晶無機(jī)物質(zhì)非晶態(tài)無定形聚合物在較低溫度下，分子熱運(yùn)動能量很低，而分子鏈和鏈段均處于被凍結(jié)狀態(tài)，這時聚合物所表現(xiàn)出力學(xué)性質(zhì)和玻璃相同，故稱這種狀態(tài)為玻璃態(tài)或玻璃化。伴隨溫度升高至某一溫度時，鏈段運(yùn)動受到激發(fā)，但整個分子鏈仍處于凍結(jié)狀態(tài)。在受到外力作用時，無定形聚合物表現(xiàn)出很大形變，外力解除后，形變能夠恢復(fù)。這種狀態(tài)稱為高彈態(tài)，又稱橡膠態(tài)。高彈態(tài)玻璃態(tài)高彈態(tài)溫度繼續(xù)升高，不僅鏈段能夠運(yùn)動，整個分子鏈全部能夠運(yùn)動，無定形聚合物表現(xiàn)出黏性流動狀態(tài)，即黏流態(tài)。玻璃態(tài)、高彈態(tài)和黏流態(tài)表現(xiàn)為無定形聚合物三種力學(xué)。黏流態(tài)高彈態(tài)黏流態(tài)相關(guān)食品玻璃態(tài)食品中無定形基質(zhì)單糖低聚糖多糖蛋白質(zhì)水鹽物理狀態(tài)食品物理性質(zhì)和質(zhì)構(gòu)玻璃化轉(zhuǎn)變“食品聚合物科學(xué)”理論(foodpolymerscience)以食品玻璃化和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為關(guān)鍵食品在玻璃態(tài)下，造成食品品質(zhì)改變一切受擴(kuò)散控制反應(yīng)速率均十分緩慢，甚至不發(fā)生反應(yīng)。所以食品采取玻璃化保藏，能夠最大程度地保留其原有色、香、味、形和營養(yǎng)成份。在玻璃化狀態(tài)下，分子熱運(yùn)動能量很低，只有較小運(yùn)動單元，如側(cè)基、支鏈和鏈節(jié)能夠運(yùn)動，而分子鏈和鏈段均處于被凍結(jié)狀態(tài)。在此情況下，物質(zhì)自由體積分?jǐn)?shù)很小，分子流動阻力較大，從而使體系含有較大黏度，以致整個體系中分子擴(kuò)散速率很小。保藏機(jī)理玻璃化轉(zhuǎn)變溫度及影響原因非晶態(tài)聚合物玻璃態(tài)橡膠態(tài)晶態(tài)聚合物中非晶部分特征溫度Tg玻璃化轉(zhuǎn)變溫度鏈段解凍升溫冷卻凍結(jié)微布朗運(yùn)動玻璃化轉(zhuǎn)變溫度兩種定義低水分食品w<20％＞0℃Tg高水分或中等水分食品w>20％T`g最大凍結(jié)濃縮溶液發(fā)生玻璃化轉(zhuǎn)變時溫度玻璃化轉(zhuǎn)變溫度形成玻璃態(tài)固體取決于動力學(xué)原因冷卻速率足夠快達(dá)成足夠低溫度全部材料液體玻璃態(tài)固體在冷卻過程中，快速經(jīng)過Tg<T<Tm（室溫）結(jié)晶區(qū)而不發(fā)生晶化。必需冷卻到T<Tg玻璃態(tài)不一樣狀態(tài)完全玻璃態(tài)部分結(jié)晶玻璃態(tài)最理想狀態(tài)，細(xì)胞內(nèi)外完全避免了結(jié)晶和由此引發(fā)多種損傷。整個樣品全部形成了玻璃態(tài)純水Tg為-135℃溶液濃度增大時Tg伴隨增大部分結(jié)晶玻璃態(tài)A點(diǎn)--初始濃度(指質(zhì)量分?jǐn)?shù))B點(diǎn)--溶液過冷點(diǎn)，將開始析出冰晶D點(diǎn)熔融線和玻璃化轉(zhuǎn)變曲線交點(diǎn)影響玻璃化轉(zhuǎn)變溫度原因體系組成成份平均分子量增塑劑在低分子量時，高聚物Tg值隨平均分子量增加而增大，當(dāng)分子量超出某一臨界值(臨界分子量)時，Tg不再依靠于分子量，趨于一個常數(shù)。Tg和凍結(jié)食品質(zhì)量關(guān)系冷凍濃縮冷凍食品未凍結(jié)部分儲存不穩(wěn)定速凍在通常凍藏溫度下，意味著這部分被濃縮基質(zhì)仍處于高彈態(tài)，甚至黏流態(tài)，分子鏈段能自由運(yùn)動，擴(kuò)散系數(shù)比較大。玻璃化轉(zhuǎn)變在冷凍食品加工中應(yīng)用冰淇淋冷凍水果傳統(tǒng)糯米制品4.3食品常見凍結(jié)方法靜止空氣凍結(jié)送風(fēng)凍結(jié)接觸凍結(jié)浸漬凍結(jié)間接凍結(jié)氟里昂凍結(jié)強(qiáng)風(fēng)凍結(jié)直接凍結(jié)冰鹽混合物凍結(jié)液氮凍結(jié)液態(tài)二氧化碳凍結(jié)低溫靜止空氣凍結(jié)裝置空氣自然對流接觸傳導(dǎo)管架式特點(diǎn)凍結(jié)時間長勞動強(qiáng)度大融霜及處理霜麻煩裝置周轉(zhuǎn)率低結(jié)構(gòu)簡單造價低運(yùn)行時電耗省送風(fēng)凍結(jié)裝置強(qiáng)風(fēng)凍結(jié)裝置半送風(fēng)凍結(jié)裝置強(qiáng)風(fēng)凍結(jié)裝置隧道式傳送帶式懸浮式（流態(tài)床）凍結(jié)裝置（fluidizedfreezing）單向直走帶式螺旋帶式單向直走帶式螺旋帶式接觸凍結(jié)裝置平板凍結(jié)機(jī)空心平板板內(nèi)配蒸發(fā)管原料特點(diǎn)不需冷風(fēng)占空間小單位面積生產(chǎn)率高能源低直接接觸凍結(jié)法食品（包裝或不包裝）和不凍液直接接觸，食品在和不凍液換熱后，快速降溫凍結(jié)。食品和不凍液接觸方法有噴淋法、浸漬法，或兩種方法同時使用。冰鹽混合物凍結(jié)R12浸漬凍結(jié)裝置液化氣體凍結(jié)裝置直接接觸凍結(jié)法浸漬式連續(xù)凍結(jié)液化氣式連續(xù)凍結(jié)凍結(jié)時間短(比空氣式快2～3倍)食品干耗小、色澤好食品衛(wèi)生問題特點(diǎn)液化氣式連續(xù)凍結(jié)利用沸點(diǎn)很低制冷劑(如液氮及二氧化碳)在極低溫下進(jìn)行變態(tài)，吸熱蒸發(fā)或升華特征，將食品急速凍結(jié)下來超急速凍結(jié)裝置，其類型有隧道式和螺旋式。液浸噴淋蒸汽冷凝1.凍結(jié)速度快、時間短、干耗小、生產(chǎn)率高2.避免了食品和空氣接觸，不會產(chǎn)生食品酸化、變色等問題。3.操作成本高，關(guān)鍵是液氮消耗和費(fèi)用高4.4流態(tài)化速凍方法指使食品立即經(jīng)過其最大冰晶生成區(qū)，并使平均溫度立即達(dá)成-l8℃而快速凍結(jié)方法。速凍食品單體速凍IQF——IndividuallyQuickFreezing最為突出速凍技術(shù)食品流態(tài)化速凍前提一是作為冷卻介質(zhì)冷空氣在流經(jīng)被凍結(jié)食品時必需含有足夠流速，而且必需是自下而上經(jīng)過食品；二是單個食品體積不能太大。4.4.1固體顆粒流態(tài)化原理氣固兩相流體流動過程流化床壓降將固體顆粒和氣體介質(zhì)并存流動過程固體力學(xué)氣流經(jīng)過流化床層時，因?yàn)楹Y網(wǎng)、食品顆粒阻力作用，使流化床兩側(cè)風(fēng)壓發(fā)生改變，產(chǎn)生了壓力差。p2——流化床食品層上部風(fēng)壓，N/m2△pL=p1-p2流化床壓降△pL——流化床壓降，N/m2p1——風(fēng)機(jī)出口風(fēng)壓，N/m2食品層阻力損失篩網(wǎng)阻力損失空氣流速篩網(wǎng)孔隙率篩網(wǎng)孔隙率篩網(wǎng)孔隙率選擇必需從以下兩個方面考慮篩網(wǎng)孔規(guī)格必需小于被凍結(jié)食品最小顆粒，以預(yù)防滑料。篩網(wǎng)阻力值必需滿足流化床出現(xiàn)10%左右空床（即篩網(wǎng)表面部分裸露）時，床層其它部分氣流速度不低于臨界速度，以確保正常流態(tài)化操作。固定床階段流化床階段氣力輸送階段氣固兩相流體流動狀態(tài)固定床階段當(dāng)氣流以較低相對速度經(jīng)過物料層時，固體顆粒相對位置不發(fā)生改變。假如空氣流速再增大，會使固體顆粒位置略有調(diào)整，床層存有膨脹、變松，空隙率稍有增大，但固體顆粒仍保持緊密接觸。A-B-C-D流化床階段當(dāng)氣固間相對速度達(dá)成一定數(shù)值時床層不再維持固定狀態(tài)，固體顆粒相對位置發(fā)生顯著改變；固體顆粒在床層中時上時下作不規(guī)則沸騰狀運(yùn)動，而且含有和流體一樣流動性，稱為流態(tài)化狀態(tài)。D-E氣力輸送階段在流化床流動基礎(chǔ)上，再深入提升氣流速