第七章_冷冻食品案例

影响微生物低温致死的因素
5.结合状态和过冷状态

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，就有可能避免因介质内水分结 冰所遭受的破坏作用。 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，有利于保持细胞内 胶体稳定性。

§2.冷冻食品生产原理
第一阶段，食品的温度从初温降低至食品的冻结点，这时食 品放出的热量是显热，此热量与全部放出的热量比较，其值 较小，所以降温速度快，冻结曲线较陡。 第二阶段，食品的温度从食品的冻结点降低至-5℃左右，这 时食品中的大部分水结成冰，放出大量的潜热。整个冻结过 程中食品的绝大部分热量在此阶段放出，因此食品在该阶段 的降温速度慢，冻结曲线平坦。
性而引起的不良变化降低到最低温度，食品常经 过短时间热烫 ( 或预煮 ) ，预先将酶的活性钝化， 然后在冻结。
热烫处理的程度应控制在恰好能够破坏食品中各
种酶的活性。由于过氧化物酶是最耐热的酶，当 过氧化物失活时，可以保证所有其它酶也受到破 坏，因此常采用检验食品中过氧化物酶的残余活 性的方法，来确定食品热烫处理的工艺条件。
1.3低温保藏食品的历史 1872年，David Boyle（美）和Carl Von Linde （德）分别发明了以氨为介质的压缩式冷冻机， 当时主要用于制冰。 1877年，Charles Tellier（法）将氨-水吸收式冷 冻机用于冷冻阿根廷的牛肉和新西兰的羊肉并 运输到法国，这是食品冷冻的首次商业应用， 也是冷冻食品的首度问世。 20世纪初，美国建立了冻结食品厂。 20世纪30年代，出现带包装的冷冻食品。


(一)低温对酶活性的影响

然而，酶在低温下往往仍有部分活性，因而其催 化作用仍在非常缓慢地进行。例如蛋白酶在-30℃ 下仍有微弱的活性，脂肪水解酶在-20℃仍能引起 脂肪的缓慢水解。

特别应该引起注意的是，食品在解冻时酶的活性 将会重新活跃起来，加速食品的变质。
(一)低温对酶活性的影响
为了将食品在冻结，冻藏和解冻过程中由于酶活

§1.概述
1.1冷冻食品和冷却食品 1.2冷冻和冷却食品的特点 1.3低温保藏食品的历史
1.1冷冻食品和冷却食品
冷冻食品又称冻结食品，是冻结后在低于冻结点 的温度保藏的食品。 冷却食品：不需要冻结，是将食品的温度降到接 近冻结点，并在此温度下保藏的食品。 冷冻食品和冷却食品可按原料及消费形式分为果 蔬类、水产类、肉禽蛋类、调理方便食品类这四 大类。

§2.冷冻食品生产原理
食品腐败变质的原因： ------微生物 ------酶 ------非酶反应
2.1食品低温保藏基本原理
低温处理可抑制化学反应和 酶反应、阻止微生物生长，因而 能够延长食品的保藏时间。
低 温 保 藏
冷却储藏
冻结贮藏
温 度 范 围
-2～15℃
-12～-45℃
(一)低温对酶活性的影响
影响微生物低温致死的因素
3.介质
高水分、过高 pH 和过小 pH 会加速微生物的死亡， 而适当的糖、盐、蛋白质、脂肪等对微生物有保护作 用(可以作为培养基)。
4.贮存期

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，有时甚至没减少。 低温贮藏初期微生物减少量最大，其后死亡率下降。
第六章 冷冻食品


§1.概述
§2.冷冻食品生产原理
2.1食品低温保藏基本原理 2.2食品冻结的技术原理 2.3食品冷链 2.4食品在冻结时的变化
2.5食品的玻璃化转变及食品的玻璃化保藏

§3.冷冻方便食品生产过程
速冻食品的分类
水产速冻食品：海虾、速冻蟹肉棒、冻鱼、虾仁等 农产速冻食品：毛豆、花生、芦笋、甜椒、竹笋、玉米、 混合蔬菜等。 畜产速冻食品：猪肉、鸡肉等。 调理类速冻食品：特指两种以上的生鲜、农、水、畜产品 为原料，加工处理，急速冷冻的速冻食品。调理类速冻食 品又分为以下几类： 1、中式点心类：汤圆、水饺、烧卖、包子、炒饭等。 2、火锅调料类：鱼饺、鱼丸、贡丸等。 3、裹面油炸类：鸡块、可乐饼、鱿鱼排。 4、菜肴料理类：三杯排骨等。 5、糕点点心类：芝麻球、比萨饼、各式冷冻蛋糕等。
1.温度的影响

温度在冰点左右或冰点以上，部分能适应低温的微生物 会逐渐生长繁殖，最后也会导致食品变质。这是冷却贮 藏的食品不耐久藏的原因。 -8～-12℃，尤其-2～-5℃（冻结温度），微生物的活动 会受到抑制或几乎全部死亡。 温度下降到-20~-25℃时，微生物的死亡速度反而缓慢的 多。因为温度低至-20~-25℃时，微生物细胞内的生化反 应几乎完全停止，胶体变性也十分缓慢。


影响微生物低温致死的因素
2.降温速度的影响


冻结前，降温越快，微生物的死亡率也越大。 这是因为 在迅速降温过程中，微生物细胞内的新陈代谢所需的各 种生化反应的协调一致性迅速破坏。 冻结时，缓冻会导致大量微生物死亡，而速冻则相反。 因为缓冻时形成量少粒大的冰晶体，不仅对微生物细胞 产生机械性破坏作用，还促使蛋白质变性。速冻时食品 在对细胞威胁性最大的 -2~-5℃ 的温度范围内停留的时间 甚短，而且温度会迅速下降到 -18℃ 以下，能及时终止微 生物细胞内酶的反应和延缓胶质体的变性，故微生物的 死亡率较低。一般来说，食品速冻过程中的微生物的死 亡率仅为原菌数的50%左右。
调理食品是指以农产、畜禽、水产品等为主要原料，经前 处理及配制加工后，采用速冻工艺，并在冻结状态下（产品中 心温度在18 摄氏度以下）储存、运输和销售的包装食品。
1.2冷冻和冷却食品的特点
易保藏，广泛用于肉、禽、水产、乳、蛋、蔬菜和 水果等易腐食品的生产、运输和贮藏 营养、方便、卫生、经济 市场需求量大，在发达国家占有重要的地位，在发 展中国家发展迅速
(二)低温储藏对食品中微生物的影响
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，它们的活动能力 也越弱。
温度降低到微生物的最低生长温度时，微生物就会停 止生长。许多嗜温菌和嗜冷菌的最低生长温度低于0℃， 有的甚至可低达 -8℃。温度降至微生物的最低生长温度 以下，就会导致微生物死亡。不过在低温下，微生物的 死亡速度比在高温下缓慢的多。 冻结或冰冻介质容易促使微生物死亡，冻结导致大量 的水分转变成冰晶体，对微生物有较大的破坏作用。例 如微生物在 -8℃的冰冻介质中死亡速率比在 -8℃过冷介 质中的死亡速率明显快得多。
2.2食品冻结的技术原理
食品的冻结就是运用现代冻结技术 (包括设备和工艺 ) 在尽可能短的时间内，将食品的温度降低到食品冻结点 以下的某一预定温度(中心温度达到-18℃或以下)，使食 品中的大部分水分形成冰晶体，以减少微生物活动和食 品生化变化所必需的液态水分。
2.2食品冻结的技术原理
食品的冻结分为快速冻结和慢速冻结：
低温对微生物的作用
降温时，微生物细胞内原生质粘度增加，胶体吸水 性下降，蛋白质分散度改变，还可能导致不可逆性 蛋白质变性，从而破坏正常代谢。 冷冻时介质中冰晶体的形成会促使细胞内原生质或 胶体脱水，使溶质浓度增加促使蛋白质变性。同时 冰晶体的形成还会使细胞遭受机械性破坏。
影响微生物低温致死的因素
1.3低温保藏食品的历史
公元前一千多年，我国就有利用天然冰雪来贮藏食 品的记载。 冻结食品的产生起源于19世纪上半叶冷冻机的发明。 1834 年， Jacob Perkins （英）发明了以乙醚为介 质的压缩式冷冻机。 1860年，Carre（法）发明以氨为介质，以水为吸 收剂的吸收式冷冻机。
1.3低温保藏食品的历史
二战的军需，极大地促进了美国冻结食品业的发 展。 战后，冷冻技术和配套设备不断改进，出现预制 冷冻制品、耐热复合塑料薄膜包装袋和高质快速 解冻复原加热设备，冷冻食品业成为方便食品和 快餐业的支柱行业。 20世纪60年代，发达国家构成完整的冷藏链。冷 冻食品进入超市。 冷冻食品的品种迅猛增加。冷冻加工技术从整体 冻结向小块或颗粒冻结发展。
最大冰晶生成带(Zone of maximum ice crystal formation):
在从-1℃降至-5℃时，近80%的水分可冻结成冰，这 种大量形成冰结晶曲温度范围称为冰结晶最大生成带。 研究表明，应以最快的速度通过最大冰晶生成带。 速 冻形成的冰结晶多且细小均匀，水分从细胞内向细胞外的 转移少，不至于对细胞造成机械损伤。
酶的活性因温度而发生的变化常用温度系数 Q10来衡量：
Q10= K2/K1
式中 K1—温度为t时酶促反应的化学速率常数 K2—温度为t+10℃时酶促反应是化学反应速率常数
(一)低温对酶活性的影响

一定的温度范围内，大多数酶的 Q10 值为 2~3 ，也就是说 温度每下降10℃，酶的活性就会削弱至原来的1/2~1/3。 低温并不会破坏酶的活性，但可以在一定程度上抑制酶 的活性。温度越低，对酶的活性的抑制作用越强。例如 将食品的温度维持在-18℃以下，食品中酶的活性就会受 到很大程度上的抑制，从而有效的延缓了食品的腐败变 质的发生。 一般的冷藏和冻藏不能完全抑制酶的活性。
一般情况下，冻结速度越快，冰结晶越细，食品的组 织越不易被破坏，解冻后口感好；
缓慢冻结，冰结晶粗大，组织易破坏，解冻后口感
差。 因此为了保证产品质量，选择食品冻结方式，必须 能使被冻品以最快的速度通过食品的最大冰晶区 (-1 至 5℃)。
1.速冻的概念
是利用速冻装置使预处理的食品在-30℃及其以下进行 快速冻结，在20-30min内通过最大冰晶生成带,使食品中心 温度从 -1℃降到 -5℃，其所形成的冰晶直径小于 100μm ， 然后再降到-18 ℃，并经包装后在-18℃及其以下的条件进 行冷藏和流通。
迅速冷冻使食物形成极小的冰晶，不严重损伤细胞组 织，从而保存了食物的原汁与香味，且能保存较长时间。
2.食品冻结理论
（1）冻结曲线与冰结晶生成带
在低温介质中，随着冻结的进行，食品的温度逐渐下降。
冻结曲线----食品冻结时，表示食品温度随冻结时间变化 的曲线。
食品的冷冻曲线
(1)冻结曲线
曲线分三个阶段：
10.0 --3.0 15~20 6.7 6.7 3~5 0 3~5 0
食物 中毒 性微 生物
10.0 3.0
---Байду номын сангаас
6.7
粪便 指示 剂微 生物
不产外毒素
低温对微生物的作用
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。 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，影响微生物的生活机能。
微生物按生长温度分类
微生物类型 嗜冷微生物 嗜温微生物
温度℃
最低 最适 最高
嗜热微生物
-7~5 15~20 10~15 30~40 30~45 50~60
25~30 40~50 75~80
部分微生物生长和产生毒素的最低温度
微生物 肉毒杆菌A 肉毒杆菌B 肉毒杆菌C 肉毒杆菌D 梭状荚膜产气杆菌 金黄色葡萄球菌 沙门氏杆菌 埃希氏大肠杆菌 产气杆菌 大肠杆菌类 肠球菌 最低生长温度℃ 产毒素最低温度℃
1.3低温保藏食品的历史 我国在20世纪70年代，因外贸需要冷冻蔬菜，冷 冻食品开始起步。 80年代，家用冰箱和微波炉的普及，销售用冰柜 和冷藏柜的使用，推动了冷冻冷藏食品的发展； 出现冷冻面点。 90年代，冷链初步形成；品种增加，风味特色产 品和各种菜式；生产企业和产量大幅度增加。
第三阶段，食品的温度从-5℃左右继续下降至终温，此时放 出的热量一部分是由于冰的 降温，另一部分是由于残余少 量的水继续结冰。这一阶段的冻结曲线也比较陡峭。

以冷盐水为传热介质的食品冻结速度快。 食品在冻结过程中，同一时刻的温度始终是食品表面最低， 越接近中心层越高。在食品的不同部位，食品温度下降的速 度是不一样的。

酶活性与温度有关，在一定的温度范围内 (0~40℃)，酶的活性随温度上升而增大。
在某一温度时，酶促反应速度最大，这个温度 就称为酶的最适温度。大多数酶是最适温度为 30~40℃。


当温度超过酶的最适温度时，酶的活性就开始 受到破坏。当温度达到80~90℃时，几乎所有的 酶的活性都遭受到破坏。
(一)低温对酶活性的影响