果蔬速冻工艺靳琪勋

果蔬速冻工艺本节内容果蔬速冻工艺•一.概述•二.速冻对果蔬的影响•三.果蔬速冻工艺•四.果蔬速冻实例•五.解冻与使用一.概述1.速冻的概念•速冻是指食品尽快的通过最大冰晶生成区，并使平均温度尽快达到-18℃而迅速冻结的方法。•这一概念从两方面保证了食品质量：•首先，应尽快通过最大冰晶生成区，意味着大部分的可冻结水分很快成为冰晶体，因而水分在食品内没有迁移，且形成的晶体小而均匀•其次，食品平均温度达到-18℃，也意味着食品在短时间内整体冻结，即使在少量未冻结水分存在的状况下，冻藏期间也不会发生缓慢冻结的效应。大部分食品中心温度从-1℃降至-5℃，有近80%的水分冻结成冰，此温度范围称为“最大冰晶生成带”（zoneofmaximumicecrystalformation)2.速冻的优点一般来说快速冻结饰品可以有以下优点：（1）避免在细胞之间形成过大的冰晶体。（2）减少细胞内水分外析，解冻时汁液流失少。（3）细胞组织内部浓缩溶质和食品组织胶体一级各种成分相互接触的时间显著缩短，浓缩的危害性下降到最低。（4）将温度迅速下降到微生物的生长活动温度之下，有利于控制微生物的生长及其生化反应。（5）食品在冻结设备的停留时间短，有利于提高设备的利用率和生产的连续性。3.影响冻结时间的因素及缩短途径•影响冻结时间的因素（1）产品的大小和形状（厚度）（2）冷却介质的温度（3）产品的冻结点和终温（4）产品的表面放热系数和产品的导热率（5）产品的热焓变化•加速食品冻结的方法有（1）降低传热介质的温度，一般速冻器冻结温度为-30℃~-40℃。（2）减少食品的厚度，食品厚度越薄冻结时间越短。（3）增加传热系数a.将食品放在很大流速的气流内b.将食品放在液体内c.将食品密切贴合的金属冷却面，进行降温冻结。4.我国速冻蔬菜的发展现状：我国速冻蔬菜于20世纪70年代初开始研究试制，80年代初因外贸需要开始利用进口设备进行生产，随后为了解决“三北”地区的蔬菜供应开始利用国产设备生产速冻蔬菜。进入90年代以后我国的速冻蔬菜从出口量、品种、质量及设备等各方面都得到了迅速发展。（1）出口量：有资料显示，1991年出口速冻蔬菜仅6万余t，之后几年出口量一直稳定增长。2001年加入WTO以后，原料价格不断下降，生产水平持续提高，出口量迅速增加。到2002年，出口总量已经翻了3番。（2）主要品种：速冻蔬菜以青刀豆、荷兰豆、毛豆、蚕豆为主的豆类蔬菜是我国出口速冻蔬菜的主要品种。此外，山芋、菠菜、芦笋等品种出口量也很大。（3）企业分布现状：我国现拥有出口速冻蔬菜企业300余家，产地主要分布在东南沿海地区。从品种上看，东南沿海地区主要生产绿叶菜类和豆类速冻蔬菜，而北方则主要生产薯类和蒜类速冻蔬菜。（4）生产设备现状：目前,国内生产的连续式速冻蔬菜生产线以及用于速冻蔬菜的低温贮运装备的能力还很低，速冻设备仍以传统的压缩制冷机为冷源，虽安全可靠且成本较低，但制冷效率受很大限制，所以供出口速冻蔬菜生产的大型连续式速冻机仍以进口为主。（5）市场现状：我国地域广阔，气候条件适宜，蔬菜资源丰富，品种繁多，同时人口众多，劳动力成本低下，为作为劳动密集型产业的速冻蔬菜加工业提供了有利的条件；同时，国外工业发达的国家如日本、德国、瑞士等国因自给率的不足均需一定量的速冻蔬菜进口，为我国速冻蔬菜的出口贸易提供了广阔的空间。5.我国速冻蔬菜的研究方向（1）原料基地建设：（2）生产质量管理：（3）冷链系统建设二.速冻对果蔬的影响1.速冻对果蔬组织结构的影响（1）机械性损伤(mechanicaldamagetheory)在冷冻过程中，细胞间隙中的游离水一般含可溶性物质较少，其冻结点高，所以首先形成冰晶，而细胞内的原生质体仍然保持过冷状态，细胞内过冷的水分比细胞外的冰晶体具有较高的蒸汽压和自由能，因而促使细胞内的水分向细胞间隙移动，不断结合到细胞间隙的冰晶核上去，此时，细胞间隙所形成的冰晶体越来越大，产生机械性挤压，使原来相互结合的细胞引起分离，解冻后不能恢复原来的状态，不能吸收冰晶融解所产生的水分而流出汁液，组织变软。（2）细胞的溃解(cellrupturetheory)植物组织的细胞内有大的液胞，水分含量高，易冻结成大的冰晶体，产生较大的“冻结膨胀压”，而植物组织的细胞具有的细胞壁比动物细胞膜厚而又缺乏弹性，因而易被大冰晶体刺破或胀破，即细胞受到破裂损伤，解冻后组织软化流水。冷冻处理增加了细胞膜或细胞壁对水分和离子的渗透性。在慢冻的情况下，冰晶体主要在细胞间隙中形成，胞内水分不断外流，原生质体中无机盐浓度不断上升，使蛋白质变性或不可逆的凝固，造成细胞死亡，组织解体，质地软化。(3）气体膨胀(gasexpansiontheory)组织细胞中溶解于液体中的微量气体，在液体结冰时发生游离而使体积增加数百倍，这样会损害细胞和组织，引起质地的改变。果蔬的组织结构脆弱，细胞壁较薄，含水量高，当冻结进行缓慢时，就会造成严重的组织结构的改变。2.冷冻对果蔬化学变化的影响(1)蛋白质变性：☞水分冻结使蛋白质脱水，冰晶体挤压，使蛋白质形变，结构破坏，（冻结速度越慢，越严重）；☞细胞中水分冻结，溶液浓缩，盐浓度增加，使蛋白质发生盐析变性；☞脂肪分解产生醛酮类物质，使蛋白质变性。(2)变色和退色:(3)淀粉的老化：淀粉在-1-1℃，老化速度最快3.冷冻对果蔬中微生物及酶活性的影响（1）低温对微生物的影响防止微生物繁殖的临界温度是-12℃。冷冻食品的冻藏温度一般要求低于-12℃，通常都采用-18℃或更低温度。（2）低温对酶的影响防止微生物繁殖的临界温度（-12℃）还不足以有效地抑制酶的活性及各种生物化学反应，要达到这些要求，还要低于-18℃。值得注意的是，低温可以减缓微生物的生长和活力，并可使部分细菌死亡，但死亡速度比在高温下缓慢得多。仅依靠冷是不能使食品杀菌。三.果蔬速冻工艺1.果蔬速冻工艺流程2.果蔬速冻的操作要点(1)原料选择：•选择适宜冷冻加工的果蔬品种，含纤维少，蛋白质、淀粉多，含水量低，对冷冻抵抗力强，按食用成熟度采收。•适合速冻加工的蔬很多，有青刀豆、茄子、番茄、青椒、黄瓜、南瓜等，叶菜类有菠菜、芹菜、韭菜、香菜等，茎菜类有土豆、芦笋、莴笋、芋头等，根菜类有胡萝卜、山药等。此外，还包括花菜类和食用菌等。适宜速冻的水果主要有葡萄、桃、李子、樱桃、草莓、荔枝、板栗、西瓜、梨、杏等。•速冻对果蔬原料的基本要求：（1）耐冻藏，而冷冻后严重变味的原料一般不宜；（2）食用前需要煮制的蔬菜适宜速冻，对于需要保持生食风味的品种不作为速冻原料。（2）原料预冷：原料在采收之后，速冻之前需要进行降温处理，这个过程称预冷，通过预冷处理降低果蔬的田间热和各种生理代谢，防止腐败衰老。预冷的方法包括冷水冷却，冷空气冷却和真空冷却。（3）原料处理：首先，通过原料清洗，除去表面灰尘，碎叶，异物和农药等。其次，对原料进行整理，即去除不可食部分，进行削皮，去核和切分等。再次，进行保脆处理，即速冻前用钙盐浸泡，再用清水冲洗。最后，进行烫漂，冷却和防止变色。（4）原料的烫漂和冷却：通过漂烫可以全部或部分地破坏原料中氧化酶的活性，起到一定杀菌作用。对于含纤维较多的蔬菜和适于炖炒的种类，一般进行漂烫。漂烫的时间和温度根据原料的性质、切条程度确定，通常是95~100℃，几秒至数分钟。而对于含纤维较少的蔬菜，适宜鲜食的，一般要保持脆嫩质地，通常不进行漂烫。烫漂后应立即冷却，否则产品易变色。试验证明，烫漂后的蒜苔在25℃情况下6小时变黄。此外，如不能及时冷却也会使微生物繁殖，影响产品质量。冷却方法是立即浸入到冷水中，水温越低，冷却效果越好。一般水温在5－10℃，也有用冷水喷淋装置和冷风冷却的。冷却后应将水沥干或甩干。（5）包装：原料可以冷冻前包装，也可以在冷冻后包装。冻前包装能够防止食品氧化、光照、失水干燥；防止杂物、异味污染，使贮藏期延长。包装的目的：•增加甜味；•有助于芳香气味的保存；•减少在低温下冰结晶；•减少溶液中氧的含量从而降低褐变（6）速冻：果品的速冻，要求在1小时以内迅速降温至-15℃以下，而后在-18℃左右的温度下长期冻结贮藏。a.速冻的方法有：浸渍冷却法硫化冷却法低温冷却法鼓风冷却法b.速冻的设备有：隧道式鼓风冷冻机单型螺旋速冻机流化床制冷设备间歇式接触式冷冻箱全自动平板冷冻箱等。宽带式连续快速冻结装置板带冻结装置平板冻结装置搁架平板冻结装置流态化速冻机螺旋冻结装置速冻装置小型冻干机（7）冻藏速冻产品贮藏质量好坏，主要取决于两个条件：一是低温；二是保持低温的相对稳定。产品贮于－18℃以下的冷库内，要求贮温控制在－18℃以下，而且要求温度稳定，少波动。并且不应与其他有异味的食品混藏。在冻藏过程中，未冻结的水分及微小冰晶会有所移动而接近大冰晶与之结合，或互相聚合而形成大冰晶。这个过程很缓慢，但若库温波动则会促进这一过程，大冰晶成长加快，这就是重结晶现象。四.果蔬速冻实例1.水果类（以草莓为例）（1）工艺流程：（2）操作要点：①原料要求：果实成熟适宜，果面红色占2/3，大小均匀坚实，无压伤病虫害。②预处理：按果实的色泽和大小分级挑选。原料分级后，去果蒂，清水清洗。将30-50%糖液倒入容器中，然后放入草莓。③冻结和冻藏：将浸泡过糖液的草莓迅速冷却至15℃以下，尽快送入温度为-35℃的速冻机中冻结，10min后草莓中心温度为-18℃。冻结后的草莓尽快在低温状态下包装，以防止表面融化而影响产品质量。包装材料采用塑料袋或纸盒。在温度为-18℃的冻藏库贮藏。2.蔬菜类（以菠菜为例）（2）操作要点：①原料选择及整理：原料要求鲜嫩、浓绿色、无黄叶、无病虫害，长度约为150-300mm。初加工时应逐株挑选，除去黄叶，切除根须。清洗时也要逐株漂洗，洗去泥沙等杂物。②烫漂与冷却：由于菠菜的下部与上部叶片的老嫩程度及含水率不同，因此烫漂时将洗净的菠菜叶片朝上竖放于筐内，下部浸入沸水中30s，然后再将叶片全部浸入烫漂1min。为了保持菠菜的浓绿色，烫漂后应立即冷却到10℃以下。沥干水分，装盘。③速冻与冻藏：菠菜装盘后迅速进入速冻设备进行冻结，用－35℃冷风，在20min内完成冻结。用塑料袋包装封口，装入纸箱，在－18℃下冻藏。3.食用菌类（以蘑菇为例）（1）工艺流程：原料→挑选、分级→清洗→漂烫→冷却→速冻→封口包装→贮藏（2）操作要点：①原料要求：选择菌盖完整，色泽洁白，有弹性，菌柄长度不超过15mm，菌盖直径不超过30mm左右的不开伞的蘑菇。②挑选与分级：按蘑菇菌盖大小分成3级，分别为40mm以上，30-40mm，30mm以下。③清洗：用清水清洗2-3次，以洗去泥沙污物。④漂烫：在100℃沸水中漂烫3-5min。⑤冷却：迅速将蘑菇投入到冷水中，冷却至10℃以下。⑥速冻：将不同规格的蘑菇分别速冻。采用-35℃的单体快速冻结为宜。为保持蘑菇颜色洁白，切片蘑菇要求在3-5min内使其中心温度达到-23℃以下；整蘑菇要求在20min内达到-23℃。⑦包装：采用蒸煮袋真空包装。⑧冻藏一般在-18℃以下的温度下贮藏，最后在-23℃温度下贮藏。五.解冻与使用•速冻果品在使用之前要进行解冻复原，上升冻结食品的温度，融解食品中的冰结晶，回复冻结前的状态称为解冻。•一般来说，解冻的过程愈短愈好，这样可以减少败坏的程度。如冷冻桃、杏等解冻愈快，对色、香、味的影响愈小。•解冻的方法可以在冰箱中、室温下、冷水及温水中进行。随着微波炉的普及，微波解冻效果最好。食品质量与安全靳琪勋