冷冻食品加工工艺

水果蔬菜的水分蒸发特性
水分蒸发特性
水果蔬菜的种类
A型 (蒸发量小)
B型 (蒸发量中等)
C型 (蒸发量大)
苹果、橘子、柿子、梨、西瓜、葡萄(欧洲 种)、马铃薯、洋葱
白桃、李子、无花果、番茄、甜瓜、莴苣、 萝卜
樱桃、杨梅、龙须菜、葡萄(美国种)、叶菜 类、蘑菇
时间 12小时 24小时 36小时 48小时 8天 14天
▪ 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
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。
表 3-3 冷却方法及其适用范围
禽 蛋 鱼 水果 蔬菜
○○
○○
○
○○ ○
○
○○ ○
○
烹调食品 ○
1、冷风冷却
▪ 用于果蔬类的高温库房 ▪ 肉类的冷风冷却装置 ▪ 隧道式冷却装置 ▪ 冷风机的各种进出风类型 ▪ 冷风冷却系统示意图（1~5） ▪ 冷藏运输
高温库房
冷藏运输：
2、冷水冷却
冷却及贮藏中食肉胴体的干耗 (θ=1℃，φ=80%~90%，ν=0.2 m/s)
牛(%) 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5
小牛(%) 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.6
羊(%) 2.0 2.5 3.0 3.5 4.5 5.0
猪(%) 1.0 2.0 2.5 3.0 4.0 5.0
– 碱式，让气体通过4~5%的NaOH； – 水式，让气体通过低温的流动水； – 干式，让气体通过消石灰填充柱。
快速降氧法（Controlled Atmosphere Storage）
▪ 在气体发生器中用燃烧C3H8的方法来制 取低O2高CO2的气体；
▪ 将气体通入冷藏库中； ▪ 库中常保持负压。 ▪ 待藏原料入库时，即处于最适贮藏气体
冷冻食品加工工艺
参考书目 概述 思考题 第一节 食品低温保藏的基本原理 第二节 食品的冷却 第三节 食品的冻结 第四节 食品的回热与解冻
参考书目
▪ 食品工业制冷技术 ▪ 食品冷冻工艺学 ▪ 肉类食品工艺学 ▪ 水产品冷藏加工 ▪ 冷藏和冻藏工程技术 ▪ 各种食品类、制冷类的期刊
概述
▪ 冷冻食品和冷却食品 ▪ 冷冻和冷却食品的特点 ▪ 低温保藏食品的历史
死亡，而速冻对微生物的致死效果较差。
二、低温对酶活性的影响
▪ 酶作用的效果因原料而异 ▪ 酶活性随温度的下降而降低 ▪ 一般的冷藏和冻藏不能完全抑制酶的活性
三、低温对非酶因素的影响
▪ 各种非酶促化学反应的速度，都 会因温度下降而降低
第二节 食品的冷却
一、冷却的目的 二、冷却的方法 三、冷却过程的冷耗量 四、冷却速度与冷却时间（自学） 五、气调贮藏 六、冷藏中的变化及技术管理
表4-6水果蔬菜冷害的界限温度和症状
种 界限温
症状
类 度(℃)
香 11.7-13.8 蕉
果皮变黑
西
4.4
凹斑、风味异
瓜
常
黄
7.2
凹斑、水浸状
瓜
斑点腐败
茄
7.2
表皮变色、腐
子
败
种类
马铃 薯 番茄 (熟) 番茄 (生)
界限温 度(℃)
4.4
7.2-10
12.313.9
症状
发甜、 褐变 软化、 腐烂 催熟果 颜色 不好、 腐烂
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。
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
一、冷却的目的
▪ 植物性食品的冷藏保鲜 ▪ 肉类冻结前的预冷 ▪ 分割肉的冷藏销售 ▪ 水产品的冷藏保鲜
二、冷却的方法
（一）固体物料的冷却 （二）液体物料的冷却 （三）其它冷却方法
（一）、固体物料的冷却
1. 冷风冷却 2. 冷水冷却 3. 碎冰冷却 4. 真空冷却 各种冷却方法的适用
冷却方法 肉 冷风冷却 ○ 冷水冷却 碎冰冷却 真空冷却
食品的冷耗量QF
▪ QF=QS+QL+QC+QP+QW
QS：食品的显热； QL：脂肪的凝固潜热； QC：生化反应热； QP：包装物冷耗量； QW：水蒸气结霜潜热；
食品的显热
▪ QS=GCO（TI－TF）
G：食品重量； CO：食品的平均比热； TI：冷却食品的初温； TF：冷却食品的终温。
四、冷却速度与冷却时间
▪ 硅气窗包装：用带有硅橡胶的厚质袋包装原 料，并密封。因气体的交换只通过硅窗进行， 所以改变硅窗的面积，就可以维持不同的气 体氛围。
六、冷藏中的变化及技术管理
0. 简述 1、冷藏时的变化 2、冷藏技术管理
0. 简述
▪ 由于原料性质不同，组成成分不同，冷藏前的加工 工艺不同，食品在冷藏时所发生的变化也不尽相同。
氛围，特别适用于不耐藏但经济价值高 的原料，如草莓。
混合降氧法
▪ 先用快速降氧法将冷藏库内的氧气降低 到一定程度；
▪ 原料入库，利用自然降氧法使氧的含量 进一步降低。
▪ 既可控制易腐原料的初期快速腐烂，又 降低生产成本。
包装贮藏法
▪ 生理包装：将原料放进聚乙烯套袋，并密封。 利用原料的呼吸作用和气体透过袋壁的活动， 维持适宜的气体氛围。
▪ 浸入式 ▪ 喷雾式 ▪ 淋水式 ▪ 优缺点
3、碎冰冷却
▪ 特点 ▪ 冰的种类 ▪ 操作要点 ▪ 适用
4、真空冷却
▪ 原理 ▪ 构造示意 ▪ 操作 ▪ 特点（生菜冷却曲线）
（二）液体食品物料的冷却
▪ 特点—间接冷却 ▪ 冷却介质 ▪ 冷却器：间歇式、连续式
（三）、其它冷却方法
– 液态水分 – pH值 – 营养物 – 温度 分类 最低温度举例 低温的作用 – 降温速度
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 嗜热微生物
最低
-7~5 10~15 30~45
温度℃
最适
最高
15~20 25~30
30~40 40~50
50~60 75~80
部分微生物生长和产生毒素的最低温度
O2、0.03% CO2）的环境中贮藏。通常与 冷藏结合使用。
▪ 用途：延长季节性易腐烂食品原料的贮藏 期。
▪ 机理：采用低温和改变气体成分的技术， 延迟生鲜食品原料的自然成熟过程。
1、气调贮藏的生理基础 ▪ 降低呼吸强度，推迟呼吸高峰； ▪ 抑制乙烯的生成，延长贮藏期； ▪ 控制真菌的生长繁殖； ▪ 若氧气过少，会产生厌氧呼吸；二氧化
▪ 1860年，Carre（法）发明以氨为介质， 以水为吸收剂的吸收式冷冻机。
▪ 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。
第一节 食品低温保藏的基本原理
▪ 概述 ▪ 低温对微生物的影响 ▪ 低温对酶活性的影响 ▪ 低温对非酶作用的影响
概述
▪ 食品原料有动物性和植物性之分。 ▪ 食品的化学成分复杂且易变。 ▪ 食品因腐烂变质造成的损失惊人。 ▪ 引起食品腐烂变质的三个主要因素。
一、低温对微生物的影响
▪ 微生物对食品的破坏作用。 ▪ 微生物在食品中生长的主要条件：
微生物
最低生长温度℃ 产毒素最低温度℃
食物 中毒 性微 生物
粪便 指示 剂微 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
10.0
--3.0 15~20 6.7 6.7 3~5 0 3~5 0
10.0 3.0
▪ 除了肉类在冷藏过程中的成熟作用外，其它所有变 化均会使食品的品质下降。
▪ 采取一定的措施可以减缓变化速度（控制温度和湿 度，采用合适的包装，采用冷藏结合气调储藏等）。
1、冷藏时的变化
▪ 水分蒸发 ▪ 冷害 ▪ 串味 ▪ 生理作用 ▪ 脂类变化 ▪ 淀粉老化 ▪ 微生物增殖
（1）水分蒸发
▪ 食品在冷却时及冷藏中，因为温湿度差而 发生表面水分蒸发。
（2）冷害 ▪ 在冷藏时，果蔬的品温虽然在冻结点
以上，但当贮藏温度低于某一温度界 限时，果蔬的正常生理机能受到障碍， 称为冷害。 ▪ 冷害的各种症状见后页表。
（2）冷害
▪ 虽然在外观上没有症状，但冷藏后再放至常 温中，就丧失了正常的促进成熟作用的能力， 这也是冷害的一种。
▪ 需要在低于界限温度的环境中放置一段时间， 才会出现冷害。
（3）串味
具有强烈气味的食品与其它的食品放在 一起进行冷却和贮藏，这些易挥发的气 味就会被吸附在其它的食品上。甚至存 放过有强烈气味的食品（如洋葱）的库 房中再贮藏其它的食品时，仍会有串味 现象发生。
（4）生化作用
▪ 水果、蔬菜在收获后仍是有生命的活体。 在冷藏过程中，果蔬的呼吸作用和后熟 作用仍在继续进行，机体内所含的成分 也不断发生变化。
▪ 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。
Fra Baidu bibliotek
▪ 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。
▪ 接触冷却 ▪ 辐射冷却 ▪ 低温学接触冷却
三、冷却过程的冷耗量
▪ 食品冷却过程中总的冷耗量，即由制冷 装置所带走的总热负荷QT： QT=QF+QV
QF：冷却食品的冷耗量； QV：其它各种冷耗量，
其它各种冷耗量QV
▪ 如外界传入的热量，外界空气进入 造成的水蒸气结霜潜热，风机、泵、 传送带电机及照明灯产生的热量等。
– 淀粉、糖、酸间的比例，果胶物质的变化， 维生素C的减少等。
▪ 肉类在冷藏中的成熟作用。
（5）脂类的变化
冷却贮藏过程中，食品中所含的油脂 会发生水解，脂肪酸氧化、聚合等复 杂的变化，使得食品的风味变差，味 道恶化，出现变色、酸败、发粘等现 象。这种变化进行得非常严重时，俗 称为“油烧”。
▪ 水分蒸发不仅造成重量损失（俗称干耗）， 而且使果蔬类食品失去新鲜饱满的外观。
– 减重达到5%时，水果、蔬菜会出现明显的凋 萎现象。
（1）水分蒸发
– 肉类食品因水分蒸发而发生表面收缩硬化， 形成干燥皮膜，肉色也有变化。
– 鸡蛋因水分蒸发而造成气室增大。
一些果蔬的水分蒸发特性
冷却及贮藏中食肉胴体的干耗
▪ 自学。 ▪ 理论基础：传热。 ▪ 方式：按照食品的形状和冷却装置的形式，
分别研究平板状食品、圆柱状食品和球状食 品的传热过程，从而计算食品的冷却速度和 冷却时间。
五、气调贮藏
0. 发展史、定义及机理 1、气调贮藏的生理基础 2、气调贮藏方法
0. 发展史、定义及机理
▪ 发展史：参见《冷藏和冻藏工程技术》 ▪ 定义：食品原料在不同于周围大气（21%
▪ 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。
▪ 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。
碳过多，会使原料中毒。
2、气调贮藏方法
▪ 自然降氧法（MA） ▪ 快速降氧法（CA） ▪ 混合降氧法 ▪ 包装贮藏法
自然降氧法（Modified Atmosphere Storage）
▪ 果蔬原料贮藏于密封的冷藏库中（气调库）， 果蔬本身的呼吸作用使库内的氧量减少，二氧 化碳量增加。
▪ 用吸入空气来维持一定的氧浓度。 ▪ 用气体洗涤器来除去过多的二氧化碳。
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6.7
不产外毒素
低温对微生物的作用
▪ 低温可起到抑制微生物生长和促使部分 微生物死亡的作用。但在低温下，其死 亡速度比在高温下要缓慢得多。
▪ 一般认为，低温只是阻止微生物繁殖， 不能彻底杀死微生物，一旦温度升高， 微生物的繁殖也逐渐恢复。
降温速度对微生物的影响
▪ 冻结前，降温越迅速，微生物的死亡率越高； ▪ 冻结点以下，缓冻将导致剩余微生物的大量