2-2_食品加工保藏原理之冷冻处理.

二冷冻处理（一）低温与微生物的控制1.低温与微生物的关系降低温度可以减缓微生物生长和繁殖的速度。不同微生物对低温的敏感性不同。低温并不能全部杀死微生物。微生物的低温适应性。2.低温导致微生物活力减弱和死亡的原因微生物代谢失调细胞内原生质稠度增加冰晶体引起的机械伤害3.影响微生物低温死亡的因素（1）温度高低稍低于生长温度或冻结温度时对微生物的威胁最大，一般为－1~－12℃，以－2~－5℃为最甚。（2）降温速度冻结前，降温速度越大微生物死亡率越高；冻结后相反。（3）结合水分和过冷状态结合水在商业冷冻过程中不结冰，有利于保持细胞内胶体的稳定，提高微生物的耐受性。3.影响微生物低温死亡的因素（4）介质高水分低pH值的介质会加速微生物的死亡。糖、盐、蛋白质、胶体、脂肪等对微生物有保护作用。（5）储期储期延长微生物的数量减少。储藏温度越低，减少的量愈少。酸性食品比低酸性食品更易导致微生物死亡。一年储期的死亡数达60－90%4.冻制食品中病原菌的控制肉毒梭菌及其毒素对低温的强抗性。产生肠毒素的葡萄球菌对冷冻的抵抗力较一般的细菌强。伤寒菌的控制在于控制各环节的污染。控制的关键：冻结前的加工处理必须符合安全卫生的要求。（二）低温与酶活性的控制酶的Q10一般为2－3，低温可大降低酶活性低温对酶活性并不起完全的抑制作用(三）食品冷藏冷藏是将食品在略高于冻结点的温度下贮藏，一般冷藏温度在-2~15℃，以4~8℃最为常用。冷藏是最方便、最经济、对食品品质影响最小的贮藏方法。但贮藏期较短，一般为几天到数周。食品冷藏的基本工艺：预冷（冷却）冷藏1.食品冷却目的食品冷却是将食品温度降低到高于冻结点的预期温度，但不冻结。延长食品保藏期使有的食品进行一部分的成熟过程为食品加工提供适宜的温度2.冷却对象植物性食品短期储藏的动物性食品3.冷却食品的温度范围一般：0~15℃冷却肉：4℃鱼类：0℃果蔬类：品种较多，差别较大柑橘1~2℃，苹果-1~1℃，香蕉12~16℃，黄瓜7~10℃，胡萝卜0℃，马铃薯3~10℃4.冷却方法1）空气冷却法冷风机2）接触冷却冷水、冰块3）真空冷却2450Kj/Kg水蒸发1%水分可降温5℃5.食品的冷藏温度一般在-2~3℃之间，植物性食品差别较大。相对湿度：蔬菜90-95%水果85-90%干燥的颗粒食品≤50%，否则结块空气循环流通：及时带走热量，换进新鲜空气气调冷藏法气调冷藏法是指在冷藏的基础上，利用调整环境气体来延长食品寿命和货架寿命的方法。气凋冷藏技术主要在果蔬保鲜方面的应用比较成功。但这项技术，如今已经发展到肉、禽、鱼、焙烤产品及其他方便食品的保鲜，而且正在推向更广的领域。6.食品冷藏时的主要变化1）水分蒸发2）冷害3）生理成熟4）移臭（串味）5）微生物的增殖（四）食品的冻结与冻藏冻藏之前食品需要预先冻结。1.冻结的基本过程冻结点、共晶温度冻结过程：降温→过冷→形成晶核→长大成冰晶冻结率＝[1—（食品的冻结点/食品的温度)]×100%最大冰晶生成带：大部分食品在-1~-5℃的温度区间内，80%水分冻结成冰，此温度范围成为最大冰晶生成带。2.冻结速度与冻品质量的关系1）冻结速度以时间划分：食品中心温度从-1℃降低到-5℃所需时间。3-20min为快速冻结20-120min为中速冻结大于120min为慢速冻结以距离划分：1小时内-5℃冻结面从表面向中心推进的距离。(cm/h)大于16cm为超速冻结5-15cm为快速冻结l-5cm为中速冻结0.1-1cm为缓慢冻结。食品中的水分分为：细胞内的结合水细胞间的自由水慢速冻结：快速冻结：2）冻结速度与冻品质量的关系实验研究结果3）冻结温度曲线可以分为三个阶段：冻结点以上-1~-5℃-5℃~终温曲线的形状与冻结速度和食品的部位有关研究冻结温度曲线的意义测定冻结速度测定食品的冻结点3.食品冻结时的耗冷量1、冷却阶段:q1＝C×G×(t初－t冰)2、形成冰晶阶段:q2＝w×a×L×G3、冰点降到终温阶段:q3＝C×G×(t冰－t终)总耗冷量：Q＝q1＋q2＋q3或焓差法：Q＝G×(i初－i终)式中：C－比热（kj/kg.K);t-温度（K）；G-食品质量（kg);W－水分含量（kg/kg);L-水分冻结量；a－相变热4.食品冻结与冻藏中的变化1）体积膨胀内压升高水冻结成冰体积增大9%，冰温度下降1℃，体积缩小0.01-0.05%，总的来说体积变大。结果：内压升高现象：食品龟裂不冻结物（脂肪、酶）挤到表面，加速氧化2）汁液流失冻结→解冻，产生汁液流失结果：重量减少，营养成分流失。原因：大分子化合物的脱水组织结构的破坏影响因素与防止：原料新鲜原料的切分冻前处理速冻终温低且波动小冻藏期3）干耗过程：冷却中水分蒸发冻结中水分直接升华。动力：相对湿度不同水蒸气分压不同后果：重量减少脂肪加速氧化变色，产生冻结烧(Freezerburn)防止：加镀冰衣（水产品尤其适合）包装深温且保持稳定4）组织学变化植物组织比动物组织冻结时损伤大原因：植物组织为细胞壁，纤维素动物组织为细胞膜，蛋白质5）化学变化（1）蛋白质的冷冻变性定义：现象：与水的结合变弱，易失水机理：细胞液的浓缩学说结合水的脱离学说水和水合水的作用学说脂类分解产物对蛋白质的作用学说（2）变色虾类的褐变酶促褐变（酪氨酸酶）鳕鱼的褐变羰氨反应肉类的褐变肌红蛋白→氧合肌红蛋白→氧化肌红蛋白紫红鲜红棕褐食品冻结后，冰晶体的大小不会完全均匀。在相同温度下，冰结晶的蒸汽分压＜液态水的蒸汽分压，大形冰晶的蒸汽压＜小形冰晶的蒸汽分压。在蒸汽压差的推动下，在冻藏期间细小的冰晶会逐渐合并，成长为大的冰结晶。当温度发生波动时，融化冰晶透过细胞膜扩散到细胞间隙的冰晶体上，在降温时再次结晶，使冰晶颗粒增大。6）冰结晶的长大5.食品的冻结方法与装置可以分为两类：（1）间接冻结法（2）直接冻结静止空气冰盐混合物半送风液氮冻结送风氟里昂冻结接触冻结浸渍冻结1）静止空气冻结法（管架式）静止空气冻结装置用空气作为冻结介质，其热导性能差，而且空气与其接触的物体之间的传热系数也最小，但它对食品无害、成本低，机械化较容易，因此是最早使用的一种冻结方式。静止空气冻结一般应用管架式，把蒸发器做成搁架，其上放托盘，盘上放置冷冻原料，靠空气自然对流（0.03-0.12m/s）及有一定接触面进行热交换，冻结时间10小时以上。在静止空气冻结装置上加上风机风速可达1-2m/s，一般为水平送风冻结速度是管架式的2倍2）半送风冻结3）送风冻结（1）隧道式提高风速可以提高冻结速度，风速达1.5m/s时，可提高冻结速度1倍；风速3m/s可提高3倍；风速5m/s，可提高4倍。强烈送风会加速产品的干耗，但若快速冻结，产品表面形成一层冰层，减少食品的干耗。←肉类水产类等→（2）传送带式目前生产车间里广泛使用的冻结方法，称为冻结机或速冻机。水平送风，3-6m/s-35~-40℃冻结速度快，10-20分钟（3）螺旋带式这类形式的冻结装置，一般用于冻结厚度为2.5-4cm的产品，在40分钟左右能降至-18℃，薄一些的还会更快。可以连续进行生产，效率颇高，通风性强，适用于果蔬加工。（4）悬浮冻结由下向上的强风（6-8m/s），将食品吹起，加快冻结速度。冻结时间短，10多分钟食品不粘连适用于颗粒食品又称“快速单体冻结”（IQF）4）平板冻结6-8cm的食品，2-4小时就可以冻结完成。对食品形状有要求尤其适用于水产品冻结占地面积少本节课小结低温保藏原理低温保藏工艺过程食品冻结中变化食品冻结方法与装置复习小结食品的冷藏，气调冷藏食品冷却时的变化冻结的基本过程冻结率最大冰晶生成带冻结速度冻结速度与冻品质量的关系冻结温度曲线食品冻结时的耗冷量思考作业题1、低温保藏的基本原理是什么？2、食品为什么要快速冻结？3、画出食品冻结温度曲线并加以解释说明。4、简述食品冻结与冻藏中的主要变化。