Chapter4Quick-freezing

fruitsandvegetables1

概述2

速凍原理3

速凍對果蔬的影響4

果蔬速凍工藝5

果蔬速凍生產(chǎn)實例冷凍食品的歷史速凍食品的產(chǎn)生起源于19世紀上半葉冷凍機的發(fā)明。發(fā)達國家冷凍食品在食物結構中占有相當大的比例；美國冷凍食品人均年消費量已超過60kg，歐洲國家30~40kg，日本15kg，而我國約為3kg。概述我國在20世紀70年代，因外貿(mào)需要冷凍蔬菜，冷凍食品開始起步。80年代，由于“冷鏈”配備的不斷完善和家用冰箱、微波爐的普及，銷售，用冰柜和冷藏柜的使用，推動了冷凍冷藏食品的發(fā)展；出現(xiàn)冷凍面點。90年代，冷鏈初步形成；品種增加，風味特色產(chǎn)品和各種菜式；生產(chǎn)企業(yè)和產(chǎn)量大幅度增加。概述速凍保藏是要將游離水凍結成冰。果蔬中游離水的凍結點：?3.8~?0.6℃。果蔬速凍是要求在30min或更短時間內(nèi)將新鮮果蔬的中心溫度降至凍結點以下，把水分子中的80％盡快凍結成冰。果蔬在如此低溫條件下進行加工和貯藏，能抑制微生物的活動和酶的作用，可以在很大程度上防止腐敗及生物化學作用，新鮮果蔬就能長期保藏下來，一般在－18℃下，可以保存10～12個月以上。第一節(jié)速凍原理一、低溫對微生物的影響

防止微生物繁殖的臨界溫度是－12℃。低溫可起到抑制微生物生長和促使部分微生物死亡的作用。

低溫下死亡速度比在高溫下緩慢。低溫阻止微生物繁殖，不能徹底殺死微生物，一旦溫度升高，微生物的繁殖也逐漸恢復。

繼續(xù)第一節(jié)速凍原理

降溫速度對微生物的影響：凍結前，降溫越迅速，微生物的死亡率越高；凍結點以下，緩凍將導致剩余微生物的大量死亡，而速凍對微生物的致死效果較差。

冷凍食品中微生物的存在引起關注的有兩個方面：一是冷凍食品的安全性問題，即存在有害微生物產(chǎn)生有害物質(zhì)，危及人體健康；另一是造成產(chǎn)品的質(zhì)量敗壞或全部腐爛。第一節(jié)速凍原理二、低溫對酶活性的影響防止微生物繁殖的臨界溫度（－12℃）不能有效抑制酶的活性及各種生物化學反應，要達到這些要求，還要低于－18℃。酶活性隨溫度的下降而降低，一般的冷藏和凍藏不能完全抑制酶的活性。因此在凍結前要考慮鈍化或抑制酶活性的處理措施。第一節(jié)速凍原理

三、冷凍過程

（一）冷凍時水的物理特性

1.水的凍結包括兩個過程：降溫和結晶。水的比熱是4.184kJ/(kg.℃)，冰是2.09kJ/(kg.℃)，冰是水的1/2。0℃的水凍結或0℃冰解凍時要放出或吸收80Kcal的熱量，此即“潛熱”。

2.冰的導熱系數(shù)是水的4倍。

3.水結成冰后，冰的體積比水增大約9％。水結冰時會形成凍結膨脹壓。冰點，排除潛熱第一節(jié)速凍原理凍結時，表面的水首先結冰，然后冰層逐漸向內(nèi)伸展。當內(nèi)部水分因凍結而膨脹時，會受到外部凍結了的冰層的阻礙，因而產(chǎn)生內(nèi)壓，這就是所謂“凍結膨脹壓”；如果外層冰體受不了過大的內(nèi)壓時，就會破裂。

（二）凍結溫度曲線與凍結率

1.凍結溫度曲線：食品在凍結過程中，溫度逐漸下降，食品溫度與凍結時間關系的曲線。分為三個階段：初階段、中階段和終階段。

凍結點（冰點）：冰晶開始出現(xiàn)的溫度。食品凍結的實質(zhì)是其中水分的凍結，食品中的水分并非純水。果蔬活組織的冰點溫度低于死組織。最大冰晶生成帶（Zoneofmaximumicecrystalformation）：在從－1℃降至－5℃時，近80%的水分可凍結成冰，此溫度范圍即是——。第一節(jié)速凍原理ACBSD過冷點（稍低于凍結點）最大冰晶生成區(qū)一般是－18～－25℃初始階段，從初溫到冰點，中間階段，此階段大部分水分陸續(xù)結成冰終了階段，從大部分水結成冰到預設的凍結終溫。2.凍結率：凍結終了時食品內(nèi)水分的凍結量（%）。一般要求把食品中90％的水分凍結才能達到目的。在－18~－30℃時，食品中絕大部分水分已凍結，能夠達到凍藏的要求。溫度－60℃左右，食品內(nèi)水分全部凍結。低溫冷庫的貯藏溫度一般為－18℃~－25℃。第一節(jié)速凍原理下一方面1、凍結速度的劃分

定量法：以時間劃分或以推進距離劃分兩種方法。按時間：食品中心溫度從－1℃降到－5℃所需的時間，

3~30min——快速凍結，

30~120min——中速凍結，超過120min——慢速凍結。

按推進距離：以－5℃的凍結層在單位時間內(nèi)從食品表面向內(nèi)部推進的距離為標準：快速凍結：V=5~20cm/h；中速凍結：V=1~5cm/h；緩慢凍結：V=0.1~1cm/h。第一節(jié)速凍原理

在緩凍的條件下，在細胞與細胞之間首先出現(xiàn)晶核，而且形成的晶核少，隨著冷凍的進行，水分在少數(shù)晶核上結合，冰晶體體積不斷增長擴大。冰晶體在細胞間隙中增長擴大，造成細胞的機械損傷破裂。解凍后脫汁現(xiàn)象嚴重，汁液損失，質(zhì)地腐軟，風味消失，影響產(chǎn)品質(zhì)地。四、凍結速度2、凍結速度與產(chǎn)品的質(zhì)量冰晶少，冰晶大第一節(jié)速凍原理

在速凍條件下，水果蔬菜在幾十分鐘內(nèi)通過最大晶核生成區(qū)(-℃～-5℃)，由于凍結速度快，細胞內(nèi)外同時達到形成冰晶的溫度條件，此時在細胞內(nèi)外同時產(chǎn)生晶核，晶核在細胞內(nèi)外廣泛形成，形成的晶核數(shù)目多，分布廣，這樣冰晶體就不會很大。這種細小晶體全面、廣泛的分布使細胞內(nèi)外壓力一樣，細胞膜穩(wěn)定，不損傷細胞組織，解凍后容易恢復原來的狀況，并可更好地保持原有的色、香、味和質(zhì)地。冰晶多，冰晶小第一節(jié)速凍原理

果蔬在凍結、冷藏和解凍中發(fā)生的變化非常復雜，可分為兩類：物理變化化學變化第二節(jié)速凍對果蔬的影響一、速凍對果蔬組織結構的影響：（一）機械性損傷（二）細胞的潰解（三）氣體膨脹速凍對果蔬的影響——物理變化

在冷凍過程中，細胞間隙中的游離水一般含可溶性物質(zhì)較少，其凍結點高，所以首先形成冰晶，而細胞內(nèi)的原生質(zhì)體仍然保持過冷狀態(tài)，細胞內(nèi)過冷的水分比細胞外的冰晶體具有較高的蒸汽壓和自由能，因而促使細胞內(nèi)的水分向細胞間隙移動，不斷結合到細胞間隙的冰晶核上去，此時，細胞間隙所形成的冰晶體越來越大，產(chǎn)生機械性擠壓，使原來相互結合的細胞引起分離，解凍后不能恢復原來的狀態(tài)，不能吸收冰晶融解所產(chǎn)生的水分而流出汁液，組織變軟。速凍對果蔬的影響-機械性損傷

植物組織的細胞內(nèi)有大的液胞，水分含量高，易凍結成大的冰晶體，產(chǎn)生較大的“凍結膨脹壓”，而植物組織的細胞具有的細胞壁比動物細胞膜厚而又缺乏彈性，因而易被大冰晶體刺破或脹破，即細胞受到破裂損傷，解凍后組織軟化流水。冷凍處理增加了細胞膜或細胞壁對水分和離子的滲透性。

速凍對果蔬的影響-細胞的潰解

組織細胞中溶解于液體中的微量氣體，在液體結冰時發(fā)生游離而使體積增加數(shù)百倍，這樣會損害細胞和組織，引起質(zhì)地的改變。果蔬的組織結構脆弱，細胞壁較薄，含水量高，當凍結進行緩慢時，就會造成嚴重的組織結構的改變，故應快速凍結，以形成數(shù)量多、體積細小的冰晶體。

速凍對果蔬的影響-氣體膨脹二、果蔬在速凍和凍藏過程中的化學變化（一）鹽析作用引起的蛋白質(zhì)變性（二）與酶有關的化學變化速凍對果蔬的影響——化學變化產(chǎn)品中的結合水是與原生質(zhì)、膠體、蛋白質(zhì)、淀粉等結合，在凍結時，水分從其中分離出來而結冰，這也是一個脫水過程，這過程往往是不可逆的，原生質(zhì)膠體和蛋白質(zhì)等分子過多失去結合水，分子受壓凝集，結構破壞；或者由于無機鹽過于濃縮，產(chǎn)生鹽析作用而使蛋白質(zhì)等變性。當凍品解凍時，冰體融化成水，如果組織又受到了損傷，就會產(chǎn)生大量"流失液"（drip），流失液會帶走各種營養(yǎng)成分，因而影響了風味和營養(yǎng)。速凍對果蔬的影響蔬菜在凍結前及凍結凍藏期間，由于光熱、H+、葉綠素酶、脂肪氧化酶等作用，使果蔬發(fā)生色變，如葉綠素變成脫鎂葉綠素，由綠色變?yōu)榛揖G色等。冷凍果蔬的組織軟化，原因之一是果膠酶的存在，使原果膠水解變成可溶性果膠，造成組織結構分離，質(zhì)地變軟。速凍對果蔬的影響果蔬速凍工藝切分包裝原料選擇整理清洗燙漂冷卻凍藏運輸解凍速凍

原料選擇：選擇適宜冷凍加工的果蔬品種，含纖維少，蛋白質(zhì)、淀粉多，含水量低，對冷凍抵抗力強，按食用成熟度采收。清洗，整理，切分速凍果蔬屬于方便食品類，而在加工過程中沒有充分保證的滅酶措施，因此微生物污染的檢測指標要求很嚴格。原料加工前應充分清洗干凈，加工所用的冷卻水要經(jīng)過消毒處理。切分后果品宜采用亞硫酸氫鈉、食鹽、有機酸溶液浸泡防止變色。果蔬速凍工藝

燙漂：燙漂能鈍化酶的活性，使產(chǎn)品的顏色、質(zhì)地、風味及營養(yǎng)成分穩(wěn)定；殺滅微生物；軟化組織，有利于包裝。果蔬速凍工藝

冷卻：

燙漂后應立即冷卻，否則等于將加熱的時間延長，會帶來一系列不良反應。

而且將溫度還相當高的原料直接送進速凍器內(nèi)，既會增加制冷負荷，而且會造成凍結溫度升高，因而降低產(chǎn)品質(zhì)量。

經(jīng)過燙漂和冷卻的原料帶有水分，要加以瀝干，以免產(chǎn)品在凍結時粘結成堆。離心機脫水。果蔬速凍工藝

速凍經(jīng)過預處理的原料，可預冷至0℃，這樣有利于加快凍結。果品的速凍，要求在1小時以內(nèi)迅速降溫至-15℃以下，而后在-18℃左右的溫度下長期凍結貯藏。果蔬速凍工藝

包裝通過對速凍果蔬包裝，可以有效地控制速凍果蔬在長期貯藏過程中發(fā)生的冰晶升華，即水分由固體的冰蒸發(fā)而造成產(chǎn)品干燥；防止產(chǎn)品長期貯藏接觸空氣而氧化變色；便于運輸、銷售和食用；防止污染，保持產(chǎn)品衛(wèi)生。

果蔬速凍工藝

凍藏產(chǎn)品貯于－18℃以下的冷庫內(nèi)，要求貯溫控制在－18℃以下，而且要求溫度穩(wěn)定，少波動。并且不應與其他有異味的食品混藏。在凍藏過程中，未凍結的水分及微小冰晶會有所移動而接近大冰晶與之結合，或互相聚合而形成大冰晶。這個過程很緩慢，但若庫溫波動則會促進這一過程，大冰晶成長加快，這就是重結晶現(xiàn)象。果蔬速凍工藝運銷在流通上，要應用能制冷及保溫的運輸設施，在－15℃～－18℃條件下進行運輸,銷售時也應有低溫貨架和貨柜。整個商品供應程序也是采用冷鏈流通系統(tǒng)。零售市場的貨柜應保持低溫，一般仍要求在-15℃～－18℃。果蔬速凍工藝解凍與使用

速凍果品在使用之前要進行解凍復原，上升凍結食品的溫度，融解食品中的冰結晶，回復凍結前的狀態(tài)稱為解凍。冷凍食品在食用之前不宜過早解凍，也不能在解凍后長時間擱置待用，應解凍后立即食用。一般來說，解凍的過程愈短愈好，這樣可以減少敗壞的程度。解凍的方法可以在冰箱中、室溫下、冷水及溫水中進行。隨著微波爐的普及，微波解凍效果最好。果蔬速凍工藝影響速凍果蔬質(zhì)量的因素“P.P.P”條件影響：

Product（產(chǎn)品原料）、Processing（凍結加工）、Package（包裝）?！癟.T.T”