第三章 果蔬速冻分析

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第三章
第一节 概述
果蔬速冻
第二节 速冻原理
第三节 速冻工艺 第四节 速冻方法与设备
第五节 果蔬解冻方法
第三章 果蔬速冻
一、本章学习目标 1、理解果蔬速冻的基本原理及速冻对果蔬的影响; 2、掌握果蔬速冻的工艺流程及操作要点;
3、了解果蔬速冻的生产应用;
4、对速冻、冰点、晶核、冰晶体、解冻等专业术
语活学活用。
二、本章内容概述
速冻是近代食品工业中发展迅速的一种新技术,在食
品保存方法中占重要地位。速冻比其它方法更能保持食品
的新鲜色泽、风味和营养成分。
速冻 是以迅速结晶的理论为基础,在30分钟或更少
的时间内将果蔬及其加工品,于-35℃下速冻,使果蔬快速 通过冰晶体最高形成阶段(0℃- -5℃)而冻结,是现代食品 冷冻的最新技术和方法。
温度/C -1 食品 肉类,禽类 鱼类 蛋类,菜类 乳 西红柿 苹果,梨,土豆 大豆,萝卜 橙,柠檬,葡萄 葱,豌豆 樱桃 0-25 0-45 60 45 30 0 0 0 10 0 -2 52-60 0-68 78 68 60 0 28 0 50 0 -3 -4 -5 -6 -7 79-84 87 91.5 87 84 62 71 54 79 47 -8 -9 -10 -12.5 -15 -18 82-87 91 94 90.5 88 70 77 69 83.5 58 85-89 87-90 92 93 94.5 95 92 93.5 89 90 74 78 80.5 83 72 75 86 87.5 63 67 89-91 95 95.5 95 91 80 84 76 89 71
二、冻结速度与产品质量
(一)冻结速度
1. 定量法
速冻的定量表达:以时间划分或以推进距
离划分两种方法。
按时间: 食品中心温度从-1℃降到-5℃所需 的时间, 在3~20 min内,快速冻结, 在20~120 min内,中速冻结, 超过120 min,慢速冻结。
按推进距离: 以-5℃的冻结层在单位
时间内从食品表面向内部推进的距离为标 准: 缓慢冻结: V=0.1~1 cm/h, 中速冻结 : V=1~5 cm/h,
构,对产品质量影响较大。
食品速冻是指运用适宜的冻结技术,在尽
可能短的时间内将食品温度降低到其冰点以下 的低温,使其所含的全部或大部分水分随着食 品内部热量的散失而形成微小的冰晶体,最大 限度地减少生命活动和生化变化所需要的液态 水分,最大限度地低保留食品原有的天然品质, 为低温冻藏提供一个良好的基础。
67-73 72-77 32-77 45-82 84.5 81 77 82 70 76 32 45 50 58 20 32 65 71 0 20
75-80 77-82 84 85 89 90.5 84 85.5 80 82 53 58 64.5 68 41 48 75 77 32 40
80-85 81-86 89 90 92 93 88.5 89.5 85.5 87 65 68 73 75 58.5 62.5 80.5 82 52 55.5
维持冷藏库低温贮存需要消除的热量,包括墙 壁、地面和库顶的漏热,例如墙壁漏热的计算如下: 墙壁漏热量= ( 导热系数×24×外壁的面积×冷
库内外温差)十绝热材料的厚度
其他热源:包括电灯、马达和操作人员等工作
时释放的热量:电灯每千瓦小时释放热能 3602 . 3
kJ;马达每小时每千瓦释放热能 4299.3kJ;库内工 作人员每人每小时释放热能约385.84 kJ。 上述三部分热源资料是食品冷冻设计时需要的 基本参考资料,在实际应用时,将上述总热量增加
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。 20 世纪60年代,发达国家构成完整的冷藏链。 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。
第二节 冷冻原理
一、果蔬冻藏机理
(一)低温抑制了微生物的活动
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死亡,而速冻对微生物的致
(二)低温抑制了酶活性
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)低温抑制了非酶引起的氧化变质 各种非酶促化学反应的速度,都会因温度下降而降低。
二、 食品原料的冻结
(一)冻结点与冻结率
1.冻结点:冰晶开始出现的温度 。 Raoult稀溶液定律(拉乌尔第二法则):Δ Tf=KfbB,
适当解冻后水分能保持在原来的位置,并发挥原有的作用,有 利于保持食品原有的营养价值和品质。 缓冻形成的较大冰结晶 会刺伤细胞,破坏组织结构,解冻后汁液流失严重,影响食品 的价值,甚至不能食用。
2.冻结曲线
冻结曲线表示了冻结过程中温度随时间的变化。 过冷现象,
过冷临界温度。 冷冻曲线的三个阶段: 初始阶段,从初温到
表 3-9 冻结速度与冰晶的关系 0~-5℃通 过时间 5 s 1.5 min 10 min 90 min 冰晶体 位置 细胞内 细胞内 细胞内 细胞外 形状 针状 杆状 柱状 块粒状 直径×长度(μ ) 1~5×5~10 5~20×20~500 50~100×>100 50~200×>200 数量 极多 多 少 少 冰层推进速度 I 与水移动速度 W I>>W I>W I<W I<<W
10%比较妥当。
第三节 果蔬速冻工艺
原料→剔选→清洗→去皮、切分→烫漂→冷却→
沥干→速冻→包装→成品
关键工艺:速冻(快速冻结)
在很短的时间内(<20min)迅速通过最大冰晶形 成区(-1~-5℃),冻品的中心温度<-18 ℃。
Kf为与溶剂有关的常数,水为1.86。即质量摩尔浓度每增加1
mol/kg,冻结点就会下降1.86℃。因此食品物料要降到0℃以 下才产生冰晶。 果蔬活组织的冰点温度低于死组织。
表3-1 几种果蔬的冰点温度
种类
苹果 梨 杏 桃 李 酸樱桃 葡萄 草莓 甜橙
冰点温度/℃ 最高 最低
-1.40 -1.50 -2.12 -1.31 -1.55 -3.38 -3.29 -0.85 -1.17 -2.78 -3.16 -3.25 -1.93 -1.83 -3.75 -4.64 -1.08 -1.56
快速冻结 : V=5~15 cm/h,
超速冻结 : V>15 cm/h。
国际制冷学会的冻结速度定义: 食品表面与中心点间的最短距离,与食品表面达 到0℃后至食品中心温度降到比食品冻结点低10℃所 需时间之比。
各种冻结器的冻结速度: 通风的冷库,0. 2 ~ 0.4 cm/h; 送风冻结器,0.5~3 cm/h; 流态化冻结器,5~10 cm/h ; 液氮冻结器,10~100 cm/h。
1.最大冰晶生成带(Zone of maximum ice crystal formation) :指-1~ -5℃的温度范围,大部分食品在 此温度范围内约80%的水分形成冰晶。
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。冷冻中未被破坏的细胞组织,在
第一节 概 述
一、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; 速冻食品(Quick-frozen foods),是指将食品原料经预 处理后,采用快速冻结的方法使之冻结,并在适宜低温下 (-18---20℃)进行贮存; 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。
2. 定性法
速冻的定性表达:外界的温度降与细胞组织内的温度降不等, 即内外有较大的温差;
慢冻是指外界的温度降与细胞组织内的温度降基本上保持等速。 速冻是指以最快的冻结速度通过食品的最大冰晶生成带(-1-
-5 ℃)的冻结过程。
(二)冻结速度与冰晶
冻结速度快,食品组织内冰层推进速度大于水移动速度,冰晶 的分布接近天然食品中液态水的分布情况,冰晶数量极多,呈针状 结晶体。 冻结速度慢,细胞外溶液浓度较低,冰晶首先在细胞外产生, 而此时细胞内的水分是液相。在蒸汽压差作用下,细胞内的水向细 胞外移动,形成较大的冰晶,且分布不均匀。除蒸汽压差外,因蛋 白质变性,其持水能力降低,细胞膜的透水性增强而使水分转移作 用加强,从而产生更多更大的冰晶大颗粒。
5.优质速冻食品应具备以下五个要素:
(1) 冻结要在 —18 一 30℃的温度下进行,并在 20min 内完 成冻结。 (2)速冻后的食品中心温度要达到—18℃以下。 (3)速冻食品内水分形成无数针状小冰晶,其直径应小于
100μ m。
(4)冰晶体分布与原料中液态水分的分布相近,不损伤细
胞组织。
(5)当食品解冻时,冰晶体融化的水分能迅速被细胞吸收 而不产生汁液流失。
三、冷冻量的要求
产品由原始初温降到冷藏温度应排除的热量包 括三个部分:
(1) 产品由初温降到冰点温度释放的热量:产品
在冰点以上的比热×产品的重量×降温的度数(由初
温到冰点的度数)。
(2) 由液态变为固态冰时释放的热量:产品的潜
热×产品的重量。
(3) 产品由冰点温度降到冷藏温度时释放的热量:
冻结产品的比热×产品的重量×降温度数。
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。
死效果较差。
微生物按生长温度分类 最低温度 ℃ -7~5 嗜冷 微生物 10~15 嗜温 微生物 30~45 嗜热 微生物
最适温度 ℃ 15~20 30~40 50~65
最高温度 ℃ 25~30 40~50 75~80
食 物 中 毒 性 微 生物
粪 便 指 示 剂 百度文库 生物
表 3-1:部分微生物生长和产生毒素的最低温度 生长 产毒素 10.0 10.0 肉毒杆菌 10.0 10.0 肉毒杆菌 --10.0 肉毒杆菌 3.0 3.0 肉毒杆菌 1520 --梭状荚膜产气杆菌 6.7 6.7 金黄色葡萄球菌 6.7 沙门氏杆菌 不产外毒素 3~5 埃希氏大肠杆菌 不产外毒素 0 产气杆菌 不产外毒素 3~5 大肠杆菌类 不产外毒素 0 肠球菌 不产外毒素
冰点, 中间阶段,此阶段大部分水分陆续结成冰, 终了阶段,
从大部分水结成冰到预设的冻结终温。
3.冻结时间
缩短冻结时间应从这三方面加以考虑: •减小食品厚度,
•增大放热系数(采用强制循环,采用液体介质
等)
•降低冷冻温度。
4.冻结速度对产品质量的影响
冻结速度越快,形成的冰晶体就越细小、均 匀,而不至于刺伤组织细胞造成机械伤。缓慢冻 结形成的较大的冰晶体会刺伤细胞,破坏组织结
二、冷冻和冷却食品的特点
易保藏,易运输和贮藏 ,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。
三、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。
种类
番茄 圆葱 豌豆 花椰菜 马铃薯 甘薯 青椒 黄瓜 芦笋
冰点温度/℃
-0.9 -1.1 -1.1 -1.1 -1.7 -1.9 -1.5 -1.2 -2.2
2.冻结率:冻结终了时食品内水分的冻结量(%),又称结 冰率 。 K=100(1-TD/TF) TD:冻结点温度 TF:冻结终了温度
表 3-8 一些食品的冻结率(%)
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