水产品保鲜技术之冷冻保鲜技术 PPT

3
二、超级快速冷却与冰藏的比较
将刚刚捕获的鲣鱼分成两组,一组用普通的冰藏法 保鲜,另一组用超级快速冷却法处理,平均每尾鱼体重 2300g。冰藏法的操作与以往的一样。超级快速冷却 法(简称超冷)的操作是,用-10℃的冷却盐水作30min 吊水处理,然后逐条放入-0、5℃的鱼仓冷水中(海水 与淡水比1:1)存放。保藏中分别就鱼的体温、pH、K 值、甲胺基化合物的含量、盐浓度等进行测定,另外 还进行了组织观察和感官检验。
璃 移特性。由蛋白质、多状糖态等,随高着温分度子的物下质降,构这
成的水产品当然也含有个这状种态会玫在璃某化个转特别移窄的的
性质。
温度带上急剧转向固化状 态而形成玻璃,也就是发
生了一种状态的转移。
2021/9/30
14
图
2021/9/30
处于液体、玻璃化以及结晶状态时的分子构造示意图
15
图 玻璃化转移点附近的粘度情况
粘度也会升高，各种反应又会因此而被抑制。由于脱
水冷冻法在初期就降低了水分含量而使粘度升高，因
而效果很好。
2021/9/30
35
表 鳕鱼肌肉玻璃化转移温度与水分含量的关系
水分(湿重)/%(质量分数) Tg/℃
81 65 58 49 44 40 19 -77 -75 -77 -81 -86 -87 -89
2021/9/30
4
1、鲣鱼体温及冷却介质温度的变化
图3-1冰藏和超冷保鲜中鲣鱼体温及其冷却介质温度的变化
①冷冻盐水 ②冷水
2021/9/30
5
1、鲣鱼体温及冷却介质温度的变化(续)
把活的竹荚鱼、鲐、鲤、鲻放入-15℃的冷盐水中,使鱼体冻 结1/2以上,取出再放入常温(20℃)水中,其中有一半以上能复苏, 恢复正常。然而若放回冷水中(0℃以下),则几乎不能生还。由 此可认为鱼体表的急冷造成部分休克,多半处于假死状态,而后 若再使鱼体内部急冷,则整个鱼体就平稳死去了。因而冰藏过 程中,大部分色都是闷死的,且还因鱼仓内水温上升等原因造成 初期冷却得不够充分。在超冷保鲜中,由于鱼体大部分冻结并 平稳致死,在此期间又均匀且迅速地完成了初期冷却,因此认为 在用这两种方法处理之后的保藏过程中,其鲜度与质量都会有 相当大的差异。
2021/9/30
18
玻璃化状态的意义:
食品处于玻璃化状态,即意味着食品内部 在没有达到化学平衡的状态下就停止了 各组分间的物质转移及扩散,也就是说处 于玻璃化状态的食品不进行各种反应,可 长期保持稳定。对水产品而言,就可达到 长期保鲜的目的。
2021/9/30
19
二、食品的玻璃化转移
1、食品聚合物科学 近年来,随着人们生活水平的不断提高,对
2021/9/30
6
2、pH的变化
图3-2冰藏和超冷保鲜中鲣鱼pH的变化
2021/9/30
7
3、K值的变化
图3-3鱼在冰藏和超冷保鲜中K值的变化
2021/9/30
8
4、甲胺基化合物的变化
图3-4鱼在冰藏和超冷保鲜中甲胺基化合物的变化
2021/9/30
9
5、生鲜鲣鱼体表盐浓度的变化
图3-5藏和超冷保鲜中鲣鱼体表盐浓度的变化
水产品保鲜技术之冷冻保鲜技术
一、超级快速冷却 (续) 现在渔获物被捞起后,大多数都是靠冰藏
来保鲜的。虽说冰藏可使保藏的鲜鱼处于 0℃附近,然而冰量不足,与冰的接触不均衡,使 鲜鱼冷却不充分,造成憋闷死亡,肉质氧化,K 值上升等鲜度指标下降的现象。日本学者发 现超级快速冷却技术对上述不良现象的出现 有显著抑制效果。
2021/9/30
23
玻璃化转变温度指的是最大冻结浓缩溶液发
生玻璃化转变时的温度，定义为
T
' g
。因为大多数需
冻结保存的食品含水量均较大，所以T
' g
就成为食品
聚合物科学中研究应用较多的一个物理量。
2021/9/30
24
包括水和含水溶液在内的几乎所有凝聚态物质都能 形成玻璃态固体,但由于玻璃化转变是一个非平衡的 动力过程,因此对一定的物质,玻璃的形成主要取决于 动力学因素,即冷却速率的大小。从理论上说,只要冷 却速率足够快,即在不发生晶化情况下迅速通过 Tg<T<Tm的结晶温区,且达到足够低的温度(T<Tg),几 乎所有材料都能从液体过冷到玻璃态的固体,实现完 全的玻璃态固化。
2021/9/30
25
在不同的冷却条件、不同的初始浓度下,溶液 样品估计达到两种不同的玻璃态:一种是完全的 玻璃态;另一种是部分结晶的玻璃态。完全的玻 璃态指整个样品都形成了玻璃态,是食品低温保 存的最理想状态,因为此时细胞内外完全幸免了 结晶以及由此引起的各种损伤。然而由于其他因 素的影响,实现完全玻璃化几乎是不估计的。
11
7、感官评价
表3-1藏和超冷保鲜中鲣鱼的感官评价
项目 时间/d 外观 眼球
气味
肉色 弹性 味道 咸度
0 黑青 透明
鲜鱼味 鲜红色 一般 特别好 适中
2 黑青 透明
鲜鱼味 红色 一般 好
适中
冰
4
黑青
透明 不快腥味 暗红色 略软 不行 适中
藏
6
黑 略微白浊 不快腥味 浅红色 软 不行 适中
8 浅黑 略微白浊 不快腥味 浅红色 软 不行 适中
33
四、玻璃化转移在鱼贝类保鲜与加工中的应用
1、鲜鱼的冷冻保鲜
如果鱼肉处于玻璃化状态则非常稳定，在
T
' g
以下
的贮藏期间，首先质量不会劣化，其次，包围着冰晶
的玻璃状成分还可以阻止水分的流失并抑制冰晶的长
大。所以
T
' g
应该作为冷冻贮藏的最佳温度。当然要找
到这个
T
' g
点是相当困难的。
2021/9/30
冷冻和速冻食品质量的要求也越来越高,但由于 冻结速率及贮藏、运输设备等问题,解冻后冷冻 和速冻食品的质量均有不同程度的下降。如何 提高冻结食品的质量,早已成为食品科学家和工 程师们感兴趣的课题。
2021/9/30
20
1966年,White和Cakebread综述了含糖食品的玻璃 态及玻璃化转变温度问题。他们认为:
2021/9/30
26
冻结曲线 玻璃化转移曲线
2021/9/30
图 溶液的补充相图示意图
27
由上面的分析可知，实现冻结食品玻璃
化贮藏的必要条件是贮藏温度在
T
' g
以下，达
到这一要求可通过两种途径：一是实现尽可
能低的贮藏温度；二是采取手段提高食品
的
T
' g
。从实用的角度分析，降低贮藏温度受
经济条件的制约，从而如何采取手段提高食
2021/9/30
22
2、玻璃化及玻璃化转移温度
物质在玻璃态情况下,其自由体积特别之小,造成 分子流动阻力较大,体系具有较大的粘度。同样由于 这个原因,食品体系中的分子扩散速率特别小,分子间 的相互接触和反应速率亦特别小。这就是食品处于玻 璃态时各成分不易发生理化反应、保质期得以延长的 原因。
食品的玻璃态结构可由多种方法得到,快速冷却、 高剪切研磨或挤压、焙烤和烹饪等都能够形成玻璃态。
不管是冷冻稳定剂依然冷冻保 护剂,它们对玻璃化冷冻保藏食 品的保藏质量的作用效果都是双 重的。能够预见,将有一种添加 剂能够同时提高高分子的玻璃化 温度和降低水的冰点,使最大冷 冻浓缩点由b变化到d。也就是 说,既提高了玻璃化保藏所需的 温度,又减少了冰晶的含量,使食 品的玻璃化保藏质量提高。
2021/9/30
0 黑青 透明
鲜鱼味 鲜红色 稍硬 特别好 适中
2
超冷 保鲜 4
2021/9/30
黑青 黑
透明 透明
鲜鱼味 鲜红色 稍硬 特别好 适中 鲜鱼味 鲜红色 稍硬 特别好 适中
12
三、超冷技术应用存在的问题及发展前景
假如我们对渔获物的质量要求是首要的,则要 采纳非冻结的方法。非冻结只有冰藏、冷却海水、 超冷技术。而其中超冷技术除质量保持得好以外, 比冰藏的保鲜期还要延长1倍。
{在各种含水的食品体系中,玻璃态、玻璃化转变温度, 以及玻璃化转变温度与贮藏温度的差值,关于食品加 工、贮藏的安全性和稳定性都是十分重要的;
{水作为一种无处不在的增塑剂,对玻璃化转变温度影 响特别大,食品含水量越大,玻璃化转变温度越低,玻璃 化的实现也越困难。
2021,越来越多的食品科学家和工程 师们认识到了White和Cakebread的思想的重要性, 并对此进行了大量的研究工作。其中,以美国的 Levine和Slade较为突出,他们在深入的实验研究的 基础上,提出了“食品聚合物科学”的理论。该理论 认为,食品在玻璃态下,造成食品品质变化的一切受扩 散控制的反应速率均十分缓慢,甚至不发生反应,因此 食品采纳玻璃化保藏,能够最大限度地保存其原有的 色、香、味、形以及营养成分。
2021/9/30
16
假如分子特别小,且运动较快,结合方 向又要求不高,则需用极快的冷却速度可 使之变为玻璃化状态。相反,假如分子较 大,构造结晶时又必须限制在特定组合时, 为了满足形成结晶所需的时间,即使冷却 速度稍慢一些,转入玻璃化状态的估计性 也是特别大的。
2021/9/30
17
图 高分子分别处于溶融、玻璃化 以及结晶状态下的不同构造形式
2021/9/30
2
一、超级快速冷却 (续)
这种技术与非冷冻和部分冻结有着本质 上的不同。鲜鱼的普通冷却冰藏保鲜、微 冻保鲜等技术的目的是保持水产品的品质, 而超级冷却是将鱼即杀死和初期的急速冷 却同时实现,它能够最大限度地保持鱼体 原本的鲜度和鱼肉品质,原因是它能抑制 鱼体死后的生物化学变化。
2021/9/30
34
脱水冷冻法是冷冻鲜鱼的方法之一，即从鱼肉中
先去掉一部分水再冻结。这样做可控制因冷冻所带来
的质量劣化。现在用玻璃化转移理论可以得到比较合
理的解释。理由是先脱水使到达
T
' g
之前冷冻的水分减
少，冰晶尺寸减小，从而减弱了鱼肉组织的机械性损
伤；此外在冷冻浓缩时会发生各种反应，在低浓度区
时，由于浓度增加会促进反应，而一旦成为高浓度，
这个结果说明,鱼肉组织是一个极其复杂的体系, 它的玻璃化转移行为与均质的糖溶液和单一的高分子 有较大的差异。因此说要将玻璃化转移应用于鲜鱼的 冷冻还要做一些基础工作。
品的
T
' g
成为人们感兴趣的研究课题。
2021/9/30
28
三、影响食品
T
' g
的因素
1.冷冻速率对食品
T
' g
的影响
速率极低
速率极快
2021/9/30
常速
29
通过以上关于冷冻速率对食品玻璃化保藏时产品中 冰晶含量和玻璃态区组成和Tg的影响的讨论,能够得 出如此的结论:关于给定体系,冷冻玻璃化时降温速率 越高,所得到的产品冰晶含量越低,无定形区的Tg越低, 所需的玻璃化保藏温度越低。
2021/9/30
10
6、组织观察
经过超冷处理,保藏的鲣鱼肌肉组织用显微 镜来观察,发现鱼体表肉组织没有冻过的痕迹, 也没有发现组织被破坏或损伤的情况。活鱼经 吊水处理,即使体表被冻结,若是在短时间内马 上解冻也是有复苏游动的口的估计的,这也说 明了肌肉组织细胞几乎没有受到损伤。
2021/9/30
2021/9/30
31
2、添加剂对食品冷冻玻璃化的影响
{冷冻稳定剂是一类具有 高 和T g' 低持水性的食品 配料。(如Tg1 → Tg2)b→a
{冷冻保护剂是一类具有 高持水性和低 的T g' 物质 。 (如Tm1 → Tm2) b→c
图 添加剂对体系相图的影响
2021/9/30
32
图 添加剂对体系相图的影响
假如我们对渔获物的保藏期要求是首位的,那 么最好采纳冻结或部分冻结的方法来保质。
2021/9/30
13
第三节 玻璃化转移保鲜技术
一、玻璃化转移的基本知识 玻璃是指不具有结
玻 具有这种现象的物晶质构不造的仅非限晶于质玻固体璃,它,许 在极高温度下能够变成像
多高分子物质也被认为糖具稀有那样如能此够的流状动的态熔转融
一般来说,理想的食品应具有较低的冰晶含量,同时 应在通常所能提供的冷藏温度下保持玻璃态。而要做 到这一点,仅从改变冷冻速率的角度改善食品玻璃化贮 藏的质量是有限的,还必须考虑结合其他途径来进一步 改善食品的保藏质量。
2021/9/30
30
应当指出,关于以热力学非平衡冷冻速率得到的玻 璃化冷冻食品,其中水分子有进一步结晶的趋势,只是 水分子向晶格的迁移由于体系的高黏度和大分子的刚 性而在动力学上受阻,使得体系在一定程度上保持稳定。 但随着时间的延长和贮藏温度的波动,水分子有进一步 结晶并破坏食品质构的倾向。
原来普遍认为高分子是结晶,但X 射线解析的结果证明,实际上在分子 内部结晶性与非结晶性部分混杂在 一起,只是具有一定程度的规则结构 而已。对某一个高分子而言,整个分 子链的运动并不完全一样,也许其中 的某一链段比另一链段运动得更剧 烈些。当温度再上升时,结晶性的部 分融解,而整体变成熔融状态。然而 在冷却过程中,却依不同的冷却速度, 有时回复到结晶态,有时也估计整体 都成为非结晶质的玻璃化状态。