第4章 食品的低温保藏技术

1第四章食品低温保藏技术Chapter4RefrigeratedandFrozenStorage2本章的主要内容及重点：食品的冷藏——不同食品原料在冷藏过程中的控制方法和特点，冷藏对食品品质的影响食品的冻藏——冻结过程及其规律、冻结速度和解冻速度对冻藏食品品质的影响，冰结晶与食品品质的关系，冻结和冻藏所引起的食品品质的变化食品在低温保藏中的品质变化3食品低温保藏的定义：借助于人工制冷技术，降低食品的温度，并维持低温水平或冻结状态，以阻止或延缓其腐败变质的一种保藏方法。名称冷藏冻藏微冻贮藏冷凉贮藏温度范围0~15℃-12~-30℃-2~-3℃0℃±1℃4•低温用于食品加工：冷冻浓缩、冷冻干燥冷冻去皮、碳酸化乳酪成熟、牛肉嫩化、冰淇淋生产•低温用于食品保藏：冷却贮藏冷冻贮藏低温处理在食品工业中的应用5本质是一种热交换过程，即让易腐食品的热量传递给周围的低温介质，尽可能短的时间内，使食品温度降低的过程。冷却把冷却的食品置于食品冻结点之上某一适宜温度下贮藏的方法。冷藏温度一般为-2-15℃，其中4-8℃则是最常用的冷藏温度。冷藏第一节食品的冷却保藏技术6•问题：–冷藏、冻藏的食品为什么要进行冷却？–怎样进行冷却？–如何控制冷藏的工艺条件？–气调冷藏的原理与方法？7一、原料及其预处理2、动物性原料及其处理畜禽原料：1、植物性原料及其处理水产原料：宰前处理剥皮/去毛刺杀放血剖除内脏胴体修整清洗放血分级剖除内脏适当包装原料选择挑选分级特殊处理适当包装预冷8二、食品的冷却1、冷却的目的：•抑制微生物的生长繁殖•抑制酶的活性•抑制植物性原料的呼吸作用•转移生化反应热•为后续加工提供合适的温度条件92、冷却速度和时间•a.冷却速度•用来表示放热过程快慢的物理量•影响因素：温差、食品的形状和大小、冷却介质•b.冷却时间•将食品从初温冷却到预定温度所需的时间102、冷却速度和时间•c.冷耗量•冷却过程中食品的散热量。•食品本生显热、生化反应热、呼吸热、包装容器显热、冷库中电器散热量、墙地面及屋顶热损耗、操作人员散热、冷却率因素、安全系数•迅速冷却比缓慢冷却时所需的冷耗量可减少10-15%•冷却初期温差最大，食品的冷耗量也最大•冷却末期，温差最小，冷耗量也最小113、冷却方法可控参数：空气温度、相对湿度和流速特点冷却速度慢易引起水分蒸发产生干耗冷却速度不一致要求冷却温度不低于食品的冻结点温差不宜过大，5-9℃为宜空气流速为0.5-3m/s冷风冷却系统示意图（1）空气冷却法12例：冷鲜肉宰杀→降温至18～20℃→排酸→冷藏链90min内4℃24h13（2）水冷法方式：浸渍法、喷淋法特点冷却速度快而均匀（10-20min）无干耗所需空间小，可连续化作业易引起微生物污染和交叉感染易导致水溶性营养素流失要求：水温最好保持在0℃左右适用范围家禽、水产品、部分果蔬、罐头食品冰水预冷机14水浸泡冷却水喷淋冷却15（3）碎冰冷却利用冰块融化吸收相变热，降低食品的度的方法。（冰融化成水要吸收334.53kJ/kg的相变潜热）特点冷却速度快，简便易行食品表面湿润，有光泽可避免干耗应及时补充冰和排除融冰水要求冰块与鱼重的比例是0.75:1冰块大小2cm适用范围：水产品、某些果蔬16冷库预冷17（4）真空冷却降低环境压力，促使食品表面水分蒸发吸取汽化潜热（约2520KL/Kg）而降温的方法。特点冷却迅速，品质好水沸腾温度低（压力1.23×103Pa沸腾温度为10℃）可以处理散装食品设备投资大，运行成本高适用范围：表面积大的蔬菜18真空冷却装置如图所示：19真空预冷原理图湿空气真空泵制冷压缩机蒸发器膨胀阀真空室大气水冷式冷凝器冷却水进口冷却水出口干空气冷凝水20真空预冷机21冷却方法的选择22三、食品的冷藏23（一）食品的冷藏的方法1、空气冷藏法（1）冷藏的方法自然空气冷藏法机械空气冷藏法24（2）蒸汽压缩式制冷机原理制冷原理图常温高压液态高温高压气态冷藏库蒸发器压缩机冷凝器储液器膨胀阀低温低压气液混合气态P↑，T↑T↓P↓，T↓25（3）影响空气冷藏效果的因素•贮藏温度（大多数为-1.5-10℃）以稍高于食品的冻结点温度为佳控制温度波动小于0.5℃•空气的相对湿度维持在适当的水平，同时考虑温度的影响•空气的流速在有效转移生化反应热和均匀温度的前提下，气流速度越低越好。（一般不超过0.3－0.7m/s)26（3）影响空气冷藏效果的因素•通风换气自然通风、机械通风空气清洁无污染，温度与库温相近•包装及堆码普通包装、真空包装、充气包装安全、稳固、方便堆垛，保证气流通过每个包装•产品的相容性分库存放，合理堆放272、低温气调贮藏（1）定义–在冷藏的基础上，通过调节贮藏环境的气体条件来延长食品货架期的方法。正常情况下的空气成分：N278.08%、O220.96%、CO20.04%28（2）原理以果蔬的呼吸作用为例C6H12O6+6O2==6CO2+6H2O+2817kJC6H12O6==2CO2+2C2H5OH+117kJ有氧呼吸维持生命消耗养分加速衰老措施T↓、O2↓、CO2↑无氧呼吸腐烂29（3）特点•优点–降低呼吸强度，延缓果蔬后熟–减轻果蔬的冷害，减少损耗–保持色泽、风味和形态，减少营养成分的损失–抑制好氧菌的生长繁殖，防止鼠类和昆虫的危害–贮藏时间长–利于推行绿色保藏•缺点–适用品种有限，不同品种需单独存放–投资成本较高30（4）气调方法•自然降氧法（MA贮藏）–聚乙烯薄膜包装法、硅窗法•机械降氧法–气调冷藏库、置换气调法•混合降氧法–垛封法•减压保藏法•涂膜保鲜法•电子保鲜法31利用硅橡胶对O2和CO2良好的透气性和适当的透气比，来调节袋内的气体成分。气体半透膜法——-硅窗法硅窗薄膜封闭集装袋32气调冷藏库气调冷藏库模式图51.气密门2.CO2吸收装置3.加热装置4.冷气出口5.冷风管6.呼吸袋7.气体分析装置8.冷风机9.制氮机或催化燃烧装置10.空气净化器在短时间内，将密闭体系内的O2和CO2的含量调节到适宜的比例，并经常调节保持不变。33垛封法塑料薄膜垛封法示意图果蔬盛装、码垛、密封后，迅速降低氧气浓度，再利用适当的手段调节垛内气体成分。34减压保藏法•概念–将食品置于低压、低温的环境中，并不断补给饱和的湿空气，以延长食品保藏期的方法。•特点–可获得贮藏所需的低氧环境–可及时排除有害气体–低压可抑制微生物的生长–换气成本低–贮藏库的建筑难度大–产品的风味稍受影响35减压保藏法减压气流贮藏的基本设备1-真空表2-加水器3-阀门4-温度表5-隔热墙6-真空调节器7-空气流量计8-加湿器9-水10-减压贮藏室11-真空节流阀12-真空泵13-制冷机冷却管36涂膜保鲜法⑴定义：–将成膜物质溶解后，以适当的方式涂敷于食品表面，经过干燥，食品的表面便被涂覆一层极薄的涂层。⑵涂膜方法：–浸涂法–刷涂法–喷涂法37喷涂法水果喷蜡机38电子保鲜法•概念：–利用高压放电，在贮藏果蔬的空间产生一定浓度的臭氧和负离子空气，来提高保鲜效果的方法。•方法–负离子空气保鲜–臭氧保鲜•原理–负离子的作用可使酶钝化；–臭氧具有强氧化能力，可杀菌、抑制酶活。39（5）气调冷藏工艺•主要技术参数–温度–气体组成•气体指标的控制方式–双高指标控制，O2和CO2浓度总和约为21%–双低指标控制，O2和CO2浓度总和小于10%–氧单指标，大多数为2%～３％40气调贮藏的不足•氧浓度过低或二氧化碳过高会引起果蔬发生异常代谢使其腐烂或中毒•不同品种的果蔬应单独存放,因而需建多个库房•适于气调贮藏的果蔬品种有限•气调贮藏库投资较高41几种食品适宜的冷藏条件和贮藏期品名冷藏温度℃相对湿度%贮藏期平均冻结点℃苹果-1.10858827月-2.0梨-1.5-0.5859027月-2.8-2.2桃-0.50859024周-1.4草莓-0.508590710日-1.2胡萝卜0909545月-1.3黄瓜7.21090951014日-0.8香蕉1216859013周-3.3马铃薯310859069月-1.1菠菜090951014日-1.0牛肉-1.1085903周-2.2-1.7猪肉01.1859037日-2.2-1.7家禽-2.2859010日-2.8蛋类-1.7-0.585909月-0.56牛乳1.74.465755日-0.5鱼0.54.49095520日-1.0-2.242（二）食品冷藏时的变化•水分蒸发（干耗）•冷害•寒冷收缩•移臭（串味）•生化作用•成熟作用•脂类的变化•淀粉老化•微生物增殖•变色、变味和变质草莓的CO2伤害苹果的内部崩溃苹果的虎皮病43表水果蔬菜冷害的界限温度和症状种类界限温度(℃)症状香蕉11.7-13.8果皮变黑西瓜4.4凹斑、风味异常黄瓜7.2凹斑、水浸状斑点腐败茄子7.2表皮变色、腐败马铃薯4.4发甜、褐变番茄(熟)7.2-10软化、腐烂番茄(生)12.3-13.9催熟果颜色不好、腐烂44（三）冷藏食品的回热•冷藏食品的回热，是在冷藏食品出冷藏室前，保证空气中的水分不会在冷藏食品表面冷凝的条件下，逐渐提高冷藏食品的温度，最后达到与外界空气温度相同的过程。实际上，回热就是冷却的逆过程。•在回热过程中应注意以下问题：(1)与冷藏食品表面接触的热空气露点温度冷藏食品的表面温度，防止回热时食品物料表面出现冷凝水（即冒汗现象)(2)防止回热时食品物料出现干缩(3)防止回热后微生物的污染•露点：指空气中饱和水蒸汽开始凝结结露的温度，在100%的相对湿度时，周围环境的温度就是露点温度。45冻藏食品调理食品类主食类速冻果蔬类水产、肉类第二节食品的冻结和冻藏46一、冻制或冻结前对原料加工的工艺要求•任何冻制食品最后的品质及其耐藏性决定于下列各种因素：•冻制用原料的成分和性质•冻制用原料的严格选用、处理和加工•冻结方法•贮藏情况47一般处理：挑选、清洗、分割、包装等特殊处理：热烫(Blanching)加糖(Syruping,Sugaring)加盐(Salting)浓缩(Concentrating)加抗氧化剂(Antioxidant-adding)包（镀）冰衣(Ice-glazing)包装(packing)48二、食品的冻结•问题一–食品冻结过程遵循什么规律？•问题二–冻结速度对食品的品质产生哪些影响？•问题三–如何实现食品的速冻？491、食品的冻结点•食品的冰点（冻结点）：是一定压力下液态物质由液态转向固态的温度点，也就是冰晶开始出现的温度。•过冷临界温度：液态物质在降温过程中，开始形成稳定晶核时的温度。•众所周知，水的冰点是0℃，而水中溶入糖、盐一类非挥发性物质时，冰点就会下降。50纯水的冻结图中：AO为液汽线BO为固汽线CO为固液线O为三相点压力对水的冻结点有影响，真空（610Pa）下水的冻结点为0.0099℃，常压下水中溶解的空气使冻结点下降，变为0.0024℃。51水溶液的冻结•图中：–AB为溶液的冰点曲线，即冻结点曲线–BC为液晶线，是蔗糖的溶解度曲线。•从A到B，随着蔗糖溶液浓度的增加，溶液的冻结点下降。52食盐水的二元相变图固相食盐和食盐水食盐水冰和食盐水温度℃含盐量%AEBab低共熔点（共晶点）在降温过程中，食品组织内溶液的浓度增加到一个恒定值，溶质和水分同时结晶固化时的温度。食品的低共熔点大约为-55~-65℃左右。实际上，食品在冻结时，其温度无需降至共晶点，只要食品中的绝大多数水分已结冰，冻结过程就可结束。532、食品冻结规律和水分冻结量•纯水冻结，冰点是固定不变的。•食品冻结点随水分冻结量的增加，温度不断下降。•水分冻结量：指食品冻结时它的水分转化成冰晶体的形成量，也就是一定温度时形成的冰晶体重量与在同一温度时食品内所含水分和冰晶体的总重量之比（即冰晶体重量占食品中水分总含量的比例）。543、冻结过程与冻结曲线（1）冻结过程：是指食品物料降温到完全冻结的整个过程。（2）冻结温度曲线：是描述冻结过程中食品物料的温度随时间变化的曲线。55τ/