食品冷冻保藏技术.ppt
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1、 第四章第四章 食品冷冻食品冷冻.本章的主要内容及重点:本章的主要内容及重点:食品低温保藏的基本原理食品低温保藏的基本原理 低低温温保保藏藏原原理理以以及及不不同同低低温温条条件件下下影影响响食食品贮藏的主要因素品贮藏的主要因素 食品的冷藏食品的冷藏 不不同同食食品品原原料料在在冷冷藏藏过过程程中中的的控控制制方方法法和和特点,冷藏对食品品质的影响特点,冷藏对食品品质的影响 食品的冻藏食品的冻藏 冻冻结结过过程程及及其其规规律律、冻冻结结速速度度和和解解冻冻速速度度对对冻冻藏藏食食品品品品质质的的影影响响,冰冰结结晶晶与与食食品品品品质质的的关关系,冻结和冻藏所引起的食品品质的变化系,冻结和冻
2、藏所引起的食品品质的变化 .n 食品冷冻保藏就是利用低温以控制食品冷冻保藏就是利用低温以控制微生物生长繁殖和酶活动的一种方法微生物生长繁殖和酶活动的一种方法。.食品的低温处理与保藏:食品的低温处理与保藏:n冷藏制品(冷藏制品(0 0-8-8)n冻藏制品冻藏制品 (-1-1).冷冻保藏的优越性:冷冻保藏的优越性:n与罐藏比,不经高温处理保持着食品原有品质;与罐藏比,不经高温处理保持着食品原有品质;n与干藏比,具有较好的复原性;与干藏比,具有较好的复原性;n与化学保藏比,食品内无任何残留添加剂;与化学保藏比,食品内无任何残留添加剂;n与与生生物物化化学学法法比比,较较多多地地保保留留了了食食品品的
3、的固固有有成成分。分。n冷冷冻冻保保藏藏能能最最大大程程度度地地保保持持食食品品的的新新鲜鲜度度、营营养价值和原有风味。养价值和原有风味。n结结论论:冷冷冻冻保保藏藏是是对对食食品品品品质质影影响响最最小小的的,安安全性高的保藏方法。全性高的保藏方法。.n冷藏与冻藏的差别:冷藏与冻藏的差别:n冷藏冷藏保藏温度高于冰点,在保藏温度高于冰点,在16-2oC之间。之间。n主主要要用用于于贮贮藏藏水水果果、蔬蔬菜菜、禽禽蛋蛋类类食食品品,或或短短期贮藏畜、禽、肉、鱼等。期贮藏畜、禽、肉、鱼等。n冻冻藏藏在在保保藏藏温温度度下下,食食品品处处于于冻冻结结状状态态,-18oC或更低。或更低。n差别差别:微
4、生物具有不同的活性。:微生物具有不同的活性。n大大多多数数食食品品腐腐败败菌菌在在10oC以以上上生生长长旺旺盛盛,但但有有些些微微生生物物在在0oC以以下下仍仍能能生生长长,只只要要体体系系中中有有非冻结水。非冻结水。.第一节第一节 食品冷冻保藏的基本原理食品冷冻保藏的基本原理一、低温对反应速度的影响一、低温对反应速度的影响反应速率随温度的变化可用温度系数反应速率随温度的变化可用温度系数Q Q1010表示:表示:Q Q1010=K K+10+10/K/K式中:式中:K K温度温度时的反应速度时的反应速度 K K+10+10温度为(温度为(+10+10)时的反应速度)时的反应速度.n温度系数温
5、度系数Q10表示温度每升高表示温度每升高10时反时反应速度所增加的倍数。应速度所增加的倍数。n低温保藏的目的是抑制反应速度,所以低温保藏的目的是抑制反应速度,所以温度商数越高,低温保藏的效果就越显温度商数越高,低温保藏的效果就越显著。著。.二、低温对微生物的影响二、低温对微生物的影响 任何微生物都有一定正常生长和任何微生物都有一定正常生长和繁殖的温度范围。温度越低,它们繁殖的温度范围。温度越低,它们的活动能力也越弱。的活动能力也越弱。.n温度下降,酶活性随之下降,物质代谢减缓,温度下降,酶活性随之下降,物质代谢减缓,微生物的生长繁殖就随之减慢。微生物的生长繁殖就随之减慢。n 由于各种生化反应的
6、温度系数不同,降温破由于各种生化反应的温度系数不同,降温破坏了原来的协调一致性,影响微生物的生活坏了原来的协调一致性,影响微生物的生活机能。机能。.(一)低温与微生物的关系(一)低温与微生物的关系 1、任何微生物都有一定的正常生长和繁殖的温、任何微生物都有一定的正常生长和繁殖的温度范围。温度越低,它们的活动能力也越弱。度范围。温度越低,它们的活动能力也越弱。n故降温就能减缓微生物生长和繁殖的速度。故降温就能减缓微生物生长和繁殖的速度。n温度降低到最低生长点时,它们就停止生长并出现温度降低到最低生长点时,它们就停止生长并出现死亡。死亡。n据微生物的适宜生长温度范围可将微生物分为三大据微生物的适宜
7、生长温度范围可将微生物分为三大类,嗜热菌、嗜温菌和嗜冷菌。类,嗜热菌、嗜温菌和嗜冷菌。n在低温贮藏的实际应用中,嗜温菌、嗜冷菌是最主在低温贮藏的实际应用中,嗜温菌、嗜冷菌是最主要的。要的。.n对对于于引引起起食食品品腐腐败败和和食食物物致致毒毒的的嗜嗜温温菌菌,在在低低于于3 情况下即不产生毒素,个别菌种例外。情况下即不产生毒素,个别菌种例外。n对于嗜冷菌,一般在对于嗜冷菌,一般在1012 时停止生长。时停止生长。n酵母与霉菌的生长受温度影响情况与细菌相似。酵母与霉菌的生长受温度影响情况与细菌相似。n最最低低生生长长温温度度:细细菌菌为为510 ;酵酵母母为为1012 ;霉菌为霉菌为1518
8、。n12 以下即可长期贮藏冻结食品。以下即可长期贮藏冻结食品。n在在实实际际工工作作中中,不不能能指指望望利利用用冻冻结结低低温温对对污污染染食品进行杀菌。食品进行杀菌。.2、长期处于低温中的微生物能产生新的适、长期处于低温中的微生物能产生新的适应性,这是长期低温培育中自然选育后应性,这是长期低温培育中自然选育后形成了多少能适应低温的菌种所得的结形成了多少能适应低温的菌种所得的结果。果。这种微生物对低温的适应性可以从微生物这种微生物对低温的适应性可以从微生物生长时出现的滞后期缩短的情况加以判断。生长时出现的滞后期缩短的情况加以判断。.(二)低温导致微生物活力减弱和死亡的原因(二)低温导致微生物
9、活力减弱和死亡的原因n微生物的生长繁殖是酶活动下物质代谢微生物的生长繁殖是酶活动下物质代谢的结果。因此温度下降,酶活性随之下的结果。因此温度下降,酶活性随之下降,物质代谢减缓,微生物的生长繁殖降,物质代谢减缓,微生物的生长繁殖就随之减慢。就随之减慢。n在正常情况下,微生物细胞内总生化变在正常情况下,微生物细胞内总生化变化是相互协调一致的。但降温时,由于化是相互协调一致的。但降温时,由于各种生化反应的温度系数不同,破坏了各种生化反应的温度系数不同,破坏了各种反应原来的协调一致性,影响了微各种反应原来的协调一致性,影响了微生物的生活机能。生物的生活机能。.(三)影响微生物低温致死的因素(三)影响微
10、生物低温致死的因素1 1、温度、温度冰点以上:微生物仍然具有一定的生长冰点以上:微生物仍然具有一定的生长繁殖能力,虽然只有部分能适应低温的繁殖能力,虽然只有部分能适应低温的微生物和嗜冷菌逐渐增长,但最后也会微生物和嗜冷菌逐渐增长,但最后也会导致食品变质(导致食品变质(这就是冷藏食品不能久存的这就是冷藏食品不能久存的原因原因)。)。.n稍低于微生物生长温度或冻结温度时对微生物稍低于微生物生长温度或冻结温度时对微生物的威胁性最大。一般为的威胁性最大。一般为-12-2,尤其,尤其-5-2(冻结温度),微生物的活动会受到抑制(冻结温度),微生物的活动会受到抑制或几乎全部死亡。或几乎全部死亡。n当温度急
11、剧下降到当温度急剧下降到-20-30时,此时微生物时,此时微生物的死亡速度缓慢,所有生化变化和胶体变性几的死亡速度缓慢,所有生化变化和胶体变性几乎完全处于停顿状态乎完全处于停顿状态.以致微生物细胞能在较长以致微生物细胞能在较长时间内保持生命力时间内保持生命力.2 2、降温速度、降温速度冻结前,降温越快,微生物的死亡率越大,冻结前,降温越快,微生物的死亡率越大,协调一致性未能迅速调整。协调一致性未能迅速调整。冻结时,冻结时,缓冻缓冻将导致大量微生物死亡(将导致大量微生物死亡(形形成量少粒大的冰晶体,破坏微生物细胞,使蛋成量少粒大的冰晶体,破坏微生物细胞,使蛋白质变性白质变性),而),而速冻速冻则
12、相反(则相反(因为食品在对微因为食品在对微生物威胁最大的温度范围内停留时间较短,故生物威胁最大的温度范围内停留时间较短,故死亡率较低死亡率较低)。)。.3、结合状态和过冷状态、结合状态和过冷状态n 急速冷却时,如果水分能迅速转化成过冷状态,急速冷却时,如果水分能迅速转化成过冷状态,避免结晶形成固态玻璃体,就有可能避免因介避免结晶形成固态玻璃体,就有可能避免因介质内水分结冰所遭受的破坏作用。质内水分结冰所遭受的破坏作用。n微生物细胞内原生质含有大量结合水分时,介微生物细胞内原生质含有大量结合水分时,介质极易进入过冷状态,不再形成冰晶体,有利质极易进入过冷状态,不再形成冰晶体,有利于保持细胞内胶体
13、稳定性。于保持细胞内胶体稳定性。.4、介质、介质n 高水分和低高水分和低pH值的介质会加速微生物值的介质会加速微生物的死亡,而糖、盐、蛋白质、胶体、脂的死亡,而糖、盐、蛋白质、胶体、脂肪对微生物则有保护作用。肪对微生物则有保护作用。.5、贮存期、贮存期n 低温贮藏时微生物一般随贮存期的增长低温贮藏时微生物一般随贮存期的增长而减少;但贮藏温度越低,减少量越少,而减少;但贮藏温度越低,减少量越少,有时甚至没减少。有时甚至没减少。n 贮藏初期微生物减少量最大,其后死亡贮藏初期微生物减少量最大,其后死亡率下降。率下降。.三、低温对酶的影响三、低温对酶的影响n低低温温降降低低了了生生物物化化学学反反应应
14、的的速速度度,但但并并未未使酶的活性消失。使酶的活性消失。n某某些些脂脂酶酶甚甚至至在在29oC时时还还能能起起催催化化作作用用,产生游离脂肪酸。产生游离脂肪酸。n对对于于某某些些冷冷冻冻食食品品,必必要要时时插插在在冷冷却却前前进进行预煮处理,使食品中的酶钝化。行预煮处理,使食品中的酶钝化。n低低温温可可抑抑制制酶酶的的活活性性,但但不不使使其其钝钝化化。故故冻制品解冻后酶将重新活跃,使食品变质。冻制品解冻后酶将重新活跃,使食品变质。.n温度越低和贮藏期越长的规律并不是对所有原温度越低和贮藏期越长的规律并不是对所有原料都适用。料都适用。有些原料会产生生理性伤害,如马铃薯、香蕉、黄瓜有些原料会
15、产生生理性伤害,如马铃薯、香蕉、黄瓜等。等。n由于冷冻或冷藏不能破坏酶的活性,冻制品解由于冷冻或冷藏不能破坏酶的活性,冻制品解冻后酶将重新活跃,使食品变质。冻后酶将重新活跃,使食品变质。有些速冻制品为了将冷冻、冻藏和解冻过程中食品内有些速冻制品为了将冷冻、冻藏和解冻过程中食品内不良变化降低到最低限度,会采用先预煮,破坏酶不良变化降低到最低限度,会采用先预煮,破坏酶活性,然后再冻制活性,然后再冻制。.第二节第二节 食品的冷却和冷藏食品的冷却和冷藏u冷却:冷却:将食品或食品原料从天然的常温或高温将食品或食品原料从天然的常温或高温状态,经过一定的工艺处理降低到适合后续加状态,经过一定的工艺处理降低到
16、适合后续加工或者贮藏的温度。工或者贮藏的温度。u冷藏:冷藏:是将食品温度降低到接近冰点而不冻结是将食品温度降低到接近冰点而不冻结的一种食品保藏方法。冷藏温度一般为的一种食品保藏方法。冷藏温度一般为-1 18 8,而,而4 488则为常用的冷藏温度。此冷藏温度则为常用的冷藏温度。此冷藏温度的冷库通常称为高温库。的冷库通常称为高温库。u冷却是食品加工的基本过程,是冷藏前的必经冷却是食品加工的基本过程,是冷藏前的必经阶段阶段.n对于大多数食品来说,冷藏并不能像罐对于大多数食品来说,冷藏并不能像罐藏、脱水或者冻藏那样能阻止食品腐败藏、脱水或者冻藏那样能阻止食品腐败变质,而只能减缓食品的变质速度,它变质
17、,而只能减缓食品的变质速度,它实际上是一种效果比较弱的保藏技术。实际上是一种效果比较弱的保藏技术。.一、冷却方法一、冷却方法n接触冰冷却法接触冰冷却法n空气冷却法空气冷却法n水冷法水冷法n真空冷却法真空冷却法n人们根据食品的种类及冷却要求的不人们根据食品的种类及冷却要求的不同,选择其适用的冷却方法。同,选择其适用的冷却方法。.1.接触冰冷却接触冰冷却n这种冷却效果是靠冰的融解潜热(约这种冷却效果是靠冰的融解潜热(约334720 kJ/kg)。)。n用冰直接接触,从产品中取走热量,除用冰直接接触,从产品中取走热量,除了有高冷却速度外,融冰可一直使产品了有高冷却速度外,融冰可一直使产品表面保持湿润
18、。表面保持湿润。n这种方法经常用于冷却鱼、叶类蔬菜和这种方法经常用于冷却鱼、叶类蔬菜和一些水果,也用于一些食品如午餐肉的一些水果,也用于一些食品如午餐肉的加工。加工。.n食品冷却的速度取决于食品的种类和大食品冷却的速度取决于食品的种类和大小、冷却前食品的原始温度、冰块和食小、冷却前食品的原始温度、冰块和食品的比例以及冰块的大小。品的比例以及冰块的大小。n食品冷却时的用冰量可以根据食品放热食品冷却时的用冰量可以根据食品放热量进行推算。食品的原始温度、气候状量进行推算。食品的原始温度、气候状况、运输距离、冷却方法,以及对食品况、运输距离、冷却方法,以及对食品质量的要求等在确定用冰量时都是必须质量的
19、要求等在确定用冰量时都是必须考虑的因素。考虑的因素。.2.空气冷却法空气冷却法n降温后的冷空气作为冷却介质流经食品降温后的冷空气作为冷却介质流经食品时吸取其热量,促使其降温的方法称为时吸取其热量,促使其降温的方法称为空气冷却法。空气冷却法。在应用空气冷却时,主要在应用空气冷却时,主要的空气参数是温度、速度和相对湿度。的空气参数是温度、速度和相对湿度。.n温度视食品的具体要求而定温度视食品的具体要求而定 n相对湿度因种类、是否有包装而异相对湿度因种类、是否有包装而异 n在食品无包装的情况下,因为存在干耗问题,在食品无包装的情况下,因为存在干耗问题,空气的相对湿度应当尽可能高。空气的相对湿度应当尽
20、可能高。n风速一般风速一般1.55.0m/s。n空气冷却法中的热交换速率是随着风速的提空气冷却法中的热交换速率是随着风速的提高而增加的,但动力消耗也与风速成正比,高而增加的,但动力消耗也与风速成正比,所以高风速所需要的动力明显增加。虽然产所以高风速所需要的动力明显增加。虽然产品表面传热系数只与风速成正比,但厚的产品表面传热系数只与风速成正比,但厚的产品因为有较高的占控制地位的内部热阻,所品因为有较高的占控制地位的内部热阻,所以冷却时单纯强调提高风速未见得能奏效,以冷却时单纯强调提高风速未见得能奏效,故一般风速不大于故一般风速不大于2-3米米/秒。秒。.n空气冷却一般适合于冷却果蔬、肉及其空气冷
21、却一般适合于冷却果蔬、肉及其制品、蛋品、脂肪、乳制品、冷饮半制制品、蛋品、脂肪、乳制品、冷饮半制品及糖果等。品及糖果等。n为了抑制霉菌,必要时冷却前或冷却时为了抑制霉菌,必要时冷却前或冷却时可在设施中进行果蔬烟熏。可在设施中进行果蔬烟熏。n冷空气降温方法冷空气降温方法 u机械制冷机械制冷 u冰冷冰冷.3.水冷法水冷法n冷水冷却是通过低温水将需要冷却的食品冷却到指定冷水冷却是通过低温水将需要冷却的食品冷却到指定温度的方法。温度的方法。n冷水冷却比空气冷却有一些重要的优点,如避免干耗,冷水冷却比空气冷却有一些重要的优点,如避免干耗,冷却速度快得多,需要的空间减少,对于某些产品,冷却速度快得多,需要
22、的空间减少,对于某些产品,成品质量较好。成品质量较好。n但是大多数产品不允许用冷水冷却,因为外观会受到但是大多数产品不允许用冷水冷却,因为外观会受到损害,同时冷却以后难以储藏。损害,同时冷却以后难以储藏。n冷水冷却通常用于禽类、鱼类、某些水果和蔬菜。冷水冷却通常用于禽类、鱼类、某些水果和蔬菜。n冷却水中的微生物可以通过加杀菌剂如含氧化合物的冷却水中的微生物可以通过加杀菌剂如含氧化合物的方法进行控制。方法进行控制。.4.真空冷却真空冷却n真空冷却的依据是水在低压下蒸发时要吸取汽化潜热真空冷却的依据是水在低压下蒸发时要吸取汽化潜热(约(约2520kJ/kg),并以水蒸汽状态,按质量传递方),并以水
23、蒸汽状态,按质量传递方式转移此热量的,所蒸发的水可以是食品本身的水分,式转移此热量的,所蒸发的水可以是食品本身的水分,或者是事先加进去的。或者是事先加进去的。n汽化要求使水沸腾。因为在常压下水的沸点是汽化要求使水沸腾。因为在常压下水的沸点是100,低的沸腾温度只有用抽真空的办法才能取得。,低的沸腾温度只有用抽真空的办法才能取得。n这种方法主要用于这种方法主要用于叶类蔬菜和蘑菇叶类蔬菜和蘑菇。消毒牛奶和烹调。消毒牛奶和烹调后的土豆丁的瞬间冷却也要靠真空冷却。后的土豆丁的瞬间冷却也要靠真空冷却。n这种方法是目前所有冷却方法中最迅速的。这种方法是目前所有冷却方法中最迅速的。.二、二、影响冷藏效果的因
24、素影响冷藏效果的因素1.1.影响新鲜制品冷藏效果的因素影响新鲜制品冷藏效果的因素n食品原料的种类、生长环境食品原料的种类、生长环境n制品收获后的状况制品收获后的状况n运输、储藏及零售时的温度、湿度状况运输、储藏及零售时的温度、湿度状况n冷却方法及冷藏工艺条件(贮藏温度、冷却方法及冷藏工艺条件(贮藏温度、空气相对湿度、空气流速)空气相对湿度、空气流速).2.影响加工制品冷藏效果的因素影响加工制品冷藏效果的因素n 制品的种类及冷却方法制品的种类及冷却方法n 加工时微生物去除的程度及酶失活的程度加工时微生物去除的程度及酶失活的程度n 加工及包装时的卫生控制状况加工及包装时的卫生控制状况n 包装的阻隔
25、能力包装的阻隔能力n 运输、储藏及零售时的温度状况运输、储藏及零售时的温度状况n 冷藏条件(贮藏温度、相对湿度、流速)冷藏条件(贮藏温度、相对湿度、流速).3、冷藏工艺条件、冷藏工艺条件:n贮藏温度(环境温度和食品温度)贮藏温度(环境温度和食品温度)u贮藏温度是冷藏工艺中最重要的因素。贮藏温度是冷藏工艺中最重要的因素。u食品的贮藏期是贮藏温度的函数,在保证食食品的贮藏期是贮藏温度的函数,在保证食品不至于冻结的情况下,冷藏温度越接近冻品不至于冻结的情况下,冷藏温度越接近冻结温度则储藏期越长。结温度则储藏期越长。u冷藏室的温度必须严格控制。任何温度变化冷藏室的温度必须严格控制。任何温度变化都有可能
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