第二篇食品加工中的單元操作第二章低溫處理與保藏1第二章低溫處理與冷藏冷凍食品按保藏原理

可分為兩大類：一類是冷藏制品，主要指將食品原料和配料經(jīng)過前處理例如清洗、分割、包裝或加工處理后，在-1℃以上8℃以下儲藏的制品；另一類是凍藏制品，主要是指將食品原料經(jīng)過前處理加工，在-30℃以下快速凍結(jié)，經(jīng)包裝后，在-18℃以下低溫儲藏和流通的食品。2第二章低溫處理與冷藏第一節(jié)食品低溫保藏的基本原理食品冷凍保藏：利用低溫以控制微生物生長繁殖和酶活動的一種方法。冷凍食品：新鮮的食品原料經(jīng)過一定的處理，再利用人工制冷技術(shù)凍結(jié)后包裝凍藏的食品。3第二章低溫處理與冷藏一、低溫對微生物的關(guān)系低溫與微生物的影響故降溫就能減緩微生物生長和繁殖的速度。溫度降低到最低生長點(diǎn)時，它們就停止生長并出現(xiàn)死亡。防止微生物繁殖的臨界溫度-12℃。冷凍不是殺菌處理，不能完全殺死微生物。4第二章低溫處理與冷藏5第二章低溫處理與冷藏溫度（℃）溫度的作用溫度（℃）溫度的作用16－38大多數(shù)微生物的生長活躍范圍0通常所有的微生物停止生長10－16大多數(shù)微生物生長遲緩-18細(xì)菌處于潛伏狀態(tài)4－10低溫微生物最適生長，一些食源性病原菌仍能生長-251多數(shù)微生物死亡。溫度對微生物的作用6第二章低溫處理與冷藏2.低溫導(dǎo)致微生物活力減弱和死亡的原因微生物的生長繁殖是和活動下物質(zhì)代謝的結(jié)果。因此溫度下降，酶活性隨之下降，物質(zhì)代謝減緩，微生物的生長繁殖就隨之減慢。在正常情況下，微生物細(xì)胞內(nèi)總生化變化是相互協(xié)調(diào)一致的。但降溫時，由于各種生化反應(yīng)的溫度系數(shù)不同，破壞了各種反應(yīng)原來的協(xié)調(diào)一致性，影響了微生物的生活機(jī)能。溫度下降時，微生物細(xì)胞內(nèi)原生質(zhì)黏度增加，膠體吸水性下降，蛋白質(zhì)分散度改變，并且最后還可能導(dǎo)致了不可逆性蛋白質(zhì)變性，從而破壞正常代謝。冷凍時介質(zhì)中冰晶體的形成會促使細(xì)胞內(nèi)原生質(zhì)或膠體脫水，使溶質(zhì)濃度增加促使蛋白質(zhì)變性。同時冰晶體的形成還會使細(xì)胞遭受機(jī)械性破壞。7第二章低溫處理與冷藏不同溫度和貯藏期的凍魚中的細(xì)菌含量貯藏期（天數(shù)）下述各溫度中細(xì)菌殘留數(shù)（%）-18-15-1011550.716.86.117861.010.42.619257.48.92.120055.010.02.122053.28.22.58第二章低溫處理與冷藏3.影響微生物低溫致死的因素（1）溫度冰點(diǎn)以上：微生物仍然具有一定的生長繁殖能力，雖然只有部分能適應(yīng)低溫的微生物和嗜冷的菌逐漸增長，但最后也回導(dǎo)致食品變質(zhì)。-8～-12℃，尤其-2～-5℃（凍結(jié)溫度）：此時微生物的活動就會受到抑制或幾乎全部死亡。-20～-25℃：微生物的死亡比-8～-12℃時緩慢；當(dāng)溫度急劇下降到-20～-30℃時，所有生化變化和膠體變性幾乎完全處于停頓狀態(tài)，以致細(xì)胞能在較長時間內(nèi)保持其生命力。9第二章低溫處理與冷藏（2）降溫速度凍結(jié)前，降溫越快，微生物的死亡率越大凍結(jié)時，緩凍將導(dǎo)致大量微生物死亡，而速凍則相反。（3）結(jié)合狀態(tài)和過冷狀態(tài)急劇冷卻時，如果水分能迅速轉(zhuǎn)化成過冷狀態(tài)，避免結(jié)晶形成固態(tài)玻璃體，就有可能避免因介質(zhì)內(nèi)水分結(jié)冰所遭受的破壞作用。微生物細(xì)胞內(nèi)原生質(zhì)含有大量結(jié)合水分時，介質(zhì)極易進(jìn)入過冷狀態(tài)，不再形成冰晶體，有利于保持細(xì)胞內(nèi)膠體穩(wěn)定性。（比如芽孢，低溫下穩(wěn)定性比生長細(xì)胞高）10第二章低溫處理與冷藏（4）介質(zhì)高水分和低pH值的介質(zhì)會加速微生物的死亡，而糖、鹽、蛋白質(zhì)、膠體、脂肪對微生物則有保護(hù)作用（5）貯期低溫貯藏時微生物一般總是隨著貯存期的增加而有所減少；但貯藏溫度越低，減少的量越少，有時甚至沒有減少；貯藏初期微生物減少的量最大，其后死亡率下降。（6）交替凍結(jié)和解凍理論上講會加速微生物的死亡，但實(shí)際效果并不顯著。11第二章低溫處理與冷藏二、低溫對酶的影響大多數(shù)酶的適應(yīng)活動溫度為30～40℃。低溫可抑制酶的活性，但不使其鈍化。大多數(shù)酶活性化學(xué)反應(yīng)的Q10值為2～3。而當(dāng)溫度每下降10℃，酶活性就削弱1/2～1/3。大量的酶類即使在凍結(jié)的基質(zhì)中仍然繼續(xù)活動，例如轉(zhuǎn)化酶、脂酶、脂肪氧化酶，甚至在極低溫狀態(tài)下還能保持輕微活性，只是催化速度比較慢。12第二章低溫處理與冷藏溫度越低和貯藏期越長的規(guī)律并不是對所有原料都適用。有些原料會產(chǎn)生生理性傷害，如馬鈴薯、香蕉、黃瓜等。由于冷凍或冷藏不能破壞酶的活性，凍制品解凍后酶將重新活躍，使食品變質(zhì)。有些速凍制品為了將冷凍、凍藏和解凍過程中食品內(nèi)不良變化降低到歲低限度，會采用先預(yù)煮，破壞酶活性，然后再凍制。13第二章低溫處理與冷藏第二節(jié)食品的冷藏冷藏是將食品的品溫降低到接近冰點(diǎn)，而不凍結(jié)的一種食品保藏方法。冷藏溫度一般為-2～15℃，而4～8℃則為常用的冷藏溫度。此冷藏溫度的冷庫通常稱為高溫庫。14第二章低溫處理與冷藏一、食品的冷卻（一）冷卻方法食品冷卻的方法常用的有冷風(fēng)冷卻、冷水冷卻、接觸冰冷卻、真空冷卻等。15第二章低溫處理與冷藏1.接觸冰冷卻

這種冷卻效果是靠冰的融解潛熱（約334720kJ/kg）。用冰直接接觸，從產(chǎn)品中取走熱量，除了有冷卻速度快外，融冰可一直使產(chǎn)品表面保持濕潤。這種方法經(jīng)常用于冷卻魚、葉類蔬菜和一些水果，也用于一些食品如午餐肉的加工。16第二章低溫處理與冷藏2.空氣冷卻法降溫后的冷空氣作為冷卻介質(zhì)流經(jīng)食品時吸取其熱量，促使其降溫的方法稱為空氣冷卻法。在應(yīng)用空氣冷卻時，主要的空氣參數(shù)是溫度、速度和相對濕度。17第二章低溫處理與冷藏空氣冷卻一般適合于冷卻果蔬、肉及其制品、蛋品、脂肪、乳制品、冷飲半制品及糖果等。為了抑制霉菌，必要時冷卻前或冷卻時可在設(shè)施中進(jìn)行果蔬煙熏。冷空氣降溫方法機(jī)械制冷冰冷18第二章低溫處理與冷藏3.水冷法冷水冷卻是通過低溫水將需要冷卻的食品冷卻到指定溫度的方法。優(yōu)點(diǎn)：避免干耗，冷卻速度快，需要的空間少，對于某些產(chǎn)品，成品質(zhì)量較好。缺點(diǎn)：外觀會受到損害，冷卻以后難以儲藏。冷水冷卻通常用于禽類、魚類、某些水果和蔬菜。冷卻水中的微生物可以通過加殺菌劑如含氧化合物的方法進(jìn)行控制。19第二章低溫處理與冷藏4.真空冷卻

真空冷卻的依據(jù)是水在低壓下蒸發(fā)時要吸取汽化潛熱（約2520kJ/kg），并以水蒸汽狀態(tài)，按質(zhì)量傳遞方式轉(zhuǎn)移此熱量的，所蒸發(fā)的水可以是食品本身的水分，或者是事先加進(jìn)去的。汽化要求使水沸騰。因?yàn)樵诔合滤姆悬c(diǎn)是100℃，低的沸騰溫度只有用抽真空的辦法才能取得。主要用于葉類蔬菜和蘑菇及消毒牛奶和烹調(diào)后的土豆丁的瞬間冷卻。這種方法是目前所有冷卻方法中最迅速的。20第二章低溫處理與冷藏(二)影響冷藏食品冷藏效果的因素1.影響新鮮制品冷藏效果的因素有以下方面：食品原料的種類、生長環(huán)境制品收獲后的狀況（比如是否受到機(jī)械損傷或微生物污染、成熟度如何等）運(yùn)輸、儲藏及零售時的溫度、濕度狀況。冷卻方法。

21第二章低溫處理與冷藏2.影響加工制品冷藏效果的因素：制品種類加工時微生物去除的程度及酶失活的程度加工及包裝時的衛(wèi)生控制狀況包裝的阻隔能力運(yùn)輸、儲藏及零售時的溫度狀況冷卻方法22第二章低溫處理與冷藏二、冷藏工藝條件冷藏過程中主要控制的工藝條件包括冷藏溫度、空氣的相對濕度和空氣的流速等。這些工藝條件因食品物料的種類、貯藏期的長短和有無包裝而異。一般來說，貯藏期短，對相應(yīng)冷藏的條件要求可以低一些。23第二章低溫處理與冷藏24第二章低溫處理與冷藏三、低溫氣調(diào)貯藏

（ControlledAtmosphere，CA）氣調(diào)儲藏即是人工調(diào)節(jié)儲藏環(huán)境中氧氣及二氧化碳的比例，以減緩新鮮制品的生理作用及生化反應(yīng)的速度，比如呼吸作用，從而達(dá)到延長貨架期的目的。氣調(diào)儲藏一般采用比普通冷藏更高的相對濕度（90～95%），這可以延緩新鮮制品的皺縮并降低重量損失。25第二章低溫處理與冷藏（一）原理:

在一定的封閉體系內(nèi),通過各種調(diào)節(jié)方式得到不同于正常大氣組成的調(diào)節(jié)氣體,以此來抑制食品本身引起食品劣變的生理生化過程或抑制作用于食品的微生物活動過程。26第二章低溫處理與冷藏（二）氣調(diào)冷藏的特點(diǎn)抑制果蔬的后熟；減少果蔬損失；抑制果蔬的生理病害；抑制真菌的生長和繁殖；防止老鼠的危害和昆蟲的生存。27第二章低溫處理與冷藏四、食品在冷藏過程中的質(zhì)量變化干耗冷害后熟(有益變化)移臭和串味肉的成熟(有益變化)寒冷收縮脂肪的水解和氧化其他變化28第二章低溫處理與冷藏（一）水分蒸發(fā)

食品在冷卻時，不僅食品的溫度下降，而且食品中所含汁液的濃度增加，表面水分蒸發(fā)，出現(xiàn)干燥現(xiàn)象。當(dāng)食品中的水分減少后，不但造成重量損失(俗稱干耗)，而且使水果、蔬菜類食品失去新鮮飽滿的外觀。29第二章低溫處理與冷藏水果蔬菜的水分蒸發(fā)特性水分蒸發(fā)特性水果蔬菜的種類A型(蒸發(fā)量小)蘋果、橘子、柿子、梨、西瓜、葡萄(歐洲種)、馬鈴薯、洋蔥B型(蒸發(fā)量中等)白桃、李子、無花果、番茄、甜瓜、萵苣、蘿卜C型(蒸發(fā)量大)櫻桃、楊梅、龍須菜、葡萄(美國種)、葉菜類、蘑菇

30第二章低溫處理與冷藏冷卻及貯藏中食肉胴體的干耗時間牛(%)小牛(%)羊(%)豬(%)12小時2.02.02.01.024小時2.52.52.52.036小時3.03.03.02.548小時3.53.53.53.08天4.04.04.54.014天4.54.65.05.0

31第二章低溫處理與冷藏（二）冷害在冷卻貯藏時，有些水果、蔬菜的品溫雖然在凍結(jié)點(diǎn)以上，但當(dāng)貯藏溫度低于某一溫度界限時，果、蔬的正常生理機(jī)能受到障礙，失去平衡，稱為冷害。冷害的各種現(xiàn)象，最明顯的癥狀是在表皮出現(xiàn)軟化斑點(diǎn)和心部變色，像鴨梨的黑心病，馬鈴薯的發(fā)甜現(xiàn)象都是低溫傷害。32第二章低溫處理與冷藏水果蔬菜冷害的界限溫度和癥狀種類界限溫度(℃)癥狀種類界限溫度(℃)癥狀香蕉11.7-13.8果皮變黑馬鈴薯4.4發(fā)甜、褐變西瓜4.4凹斑、風(fēng)味異常番茄(熟)7.2-10軟化、腐爛黃瓜7.2凹斑、水浸狀斑點(diǎn)腐敗番茄(生)12.3-13.9催熟果顏色茄子7.2表皮變色、腐敗

不好、腐爛

33第二章低溫處理與冷藏（三）生化作用水果、蔬菜在收獲后仍是有生命的活體。為了運(yùn)輸和貯存的便利，一般在收獲時尚未完全成熟，因此收獲后還有個后熟過程。在冷卻貯藏過程中，水果、蔬菜的呼吸作用，后熟作用仍能繼續(xù)進(jìn)行，體內(nèi)所含的成分也不斷發(fā)生變化。肉類宰后主要發(fā)生的是成熟作用。34第二章低溫處理與冷藏(四)寒冷收縮(五)冷藏過程中不良變化的控制35第二章低溫處理與冷藏第三節(jié)食品的凍結(jié)食品凍藏：采用緩凍或速凍方法將食品凍結(jié)，而后再在能保持食品凍結(jié)狀態(tài)的溫度下貯藏的保藏方法。常用的貯藏溫度為-12～-23℃，而以-18℃為最適用。凍藏適用于長期貯藏。常見的凍藏方便食品，有果蔬、果汁、漿果、肉、禽、水產(chǎn)品等，和一些預(yù)制食品，如面包、點(diǎn)心、冰淇淋以及品種繁多的預(yù)煮和特種食品，膳食用菜肴。36第二章低溫處理與冷藏一、凍制或凍結(jié)前對原料加工的工藝要求

任何凍制食品最后的品質(zhì)及其耐藏性決定于下列各種因素：凍制用原料的成分和性質(zhì)凍制用原料的嚴(yán)格選用、處理和加工凍結(jié)方法貯藏情況37第二章低溫處理與冷藏果蔬凍制前都應(yīng)先加工處理。就蔬菜來說，原料表面上的塵土、昆蟲、汁液等雜質(zhì)被清理和清除后，還需要在100℃熱水或蒸氣中進(jìn)行預(yù)煮，以破壞蔬菜中原有酶的活力，以提高凍制蔬菜的耐藏性。預(yù)煮時間隨蔬菜種類、性質(zhì)而異。如青刀豆1～1.5分鐘，而甜玉米則需要11分鐘。預(yù)煮時雖殺滅了大量的微生物，但仍有不少細(xì)菌殘留下來。為了阻止這些殘存細(xì)菌的腐敗活動，預(yù)煮后和包裝凍制前應(yīng)立即將原料冷卻到10℃以下。38第二章低溫處理與冷藏肉制品一般在凍制前并不需要特殊加工處理。當(dāng)然，目前美國及部分歐洲國家在凍制肉之前為了防止肉的冷收縮以提高肉的嫩度，普遍使用電刺激手段處理。國外，為了適應(yīng)他們烹調(diào)特點(diǎn)和口味的要求，牛肉一般須先冷藏進(jìn)行酶嫩化處理。不過，如果冷藏期超過6～7天以上，這就會對凍肉制品在凍藏時的耐藏性發(fā)生影響。39第二章低溫處理與冷藏二、食品的凍結(jié)及其質(zhì)量食品的凍結(jié)或凍制就是運(yùn)用現(xiàn)代凍結(jié)技術(shù)在盡可能短的時間內(nèi)，將食品溫度降低到它的凍結(jié)點(diǎn)(即冰點(diǎn))以下，使它所含的全部或大部分水分，形成冰晶體，從而保證食品在冷藏過程中的穩(wěn)定性?！癟TT”是指速凍食品在生產(chǎn)、儲藏及流通各個環(huán)節(jié)中，經(jīng)歷的時間（time）、經(jīng)受的溫度（temperature）對其品質(zhì)的容許限度（tolerance）有決定性的影響。40第二章低溫處理與冷藏TTT的計(jì)算:q=1.0/tq——品質(zhì)下降量t——某凍藏溫度下優(yōu)質(zhì)保持期（HQL）的天數(shù)1.0——品質(zhì)下降值設(shè)為1.041第二章低溫處理與冷藏1.食品的凍結(jié)點(diǎn)

水的冰點(diǎn)是0℃，而水中溶入糖、鹽一類非揮發(fā)性物質(zhì)時，冰點(diǎn)就會下降。食品一般的凍結(jié)點(diǎn)低于純水的冰點(diǎn)。由于水分和溶有固形物的種類及其數(shù)量各有差異，食品的凍結(jié)點(diǎn)也不一樣。如肉類-1.7～-2.2℃，魚-1.0～-2.2℃，蛋-0.56℃，葡萄-2.5～-3.9℃，花生-8.3℃。這些食品在同一凍結(jié)條件下凍結(jié)時，時間就會不同。42第二章低溫處理與冷藏2.食品凍結(jié)規(guī)律和水分凍結(jié)量牛肉薄片的凍結(jié)曲線43第二章低溫處理與冷藏影響凍結(jié)速度的因素食品成分：非食品成分如傳熱介質(zhì)、食品厚度、放熱系數(shù)（空氣流速、攪拌）以及食品和冷卻介質(zhì)密切接觸程度等44第二章低溫處理與冷藏4.凍結(jié)速度與冰晶分布的關(guān)系

凍結(jié)速度快，組織內(nèi)冰層推進(jìn)速度大于水分移動速度時，冰晶分布越接近天然食品中液態(tài)水的分布情況，且冰晶的針狀結(jié)晶體數(shù)量多。大多數(shù)食品是在溫度降低到-1℃以下才開始凍結(jié)，然而溫度降低到-46℃時，尚有部分高濃度的汁液仍未凍結(jié)。大多數(shù)冰晶體都是在-1~-4℃（-1～-5℃）間形成，這個溫度區(qū)間稱為最高冰晶體形成階段。45第二章低溫處理與冷藏5.速凍與緩凍速凍食品的質(zhì)量總是高于緩凍食品速凍的主要優(yōu)點(diǎn)形成的冰晶體顆粒小，對細(xì)胞的破壞性也比較小凍結(jié)時間越短，允許鹽分?jǐn)U散和分離出水分以形成純冰的時間也隨之縮短將食品溫度迅速降低到微生物生長活動溫度以下，就能及時阻止凍結(jié)時食品分解46第二章低溫處理與冷藏6.凍制品的包裝和貯藏（1）包裝合理的包裝就能顯著減少凍制食品的脫水干燥、控制食品氧化和微生物引起的腐敗變質(zhì)。用于包裝速凍產(chǎn)品的包裝必須用能在-40～-50℃的環(huán)境中保持柔軟，不致發(fā)脆、破裂的材料制成，常用的有EVA薄膜和線性聚乙烯等。47第二章低溫處理與冷藏（2）貯藏凍制食品貯藏的任務(wù)，就是盡一切可能阻止食品中各種變化，以達(dá)到長期貯藏的目的。食品貯藏的工藝條件如溫度、相對濕度和空氣流速是決定食品貯藏期和品質(zhì)的重要因素。A、貯藏溫度B、凍藏食品的重結(jié)晶C、凍藏食品的干縮48第二章低溫處理與冷藏三.凍結(jié)方法1.緩凍方法食品放在絕熱的低溫室中（-18~-40℃，常用是-23~-29℃），并在靜態(tài)的空氣中進(jìn)行凍結(jié)的方法——是空氣凍結(jié)法的一種。49第二章低溫處理與冷藏2.速凍方法

主要有三類：鼓風(fēng)凍結(jié)——采用連續(xù)不斷的低溫空氣在物料周圍流動；平板凍結(jié)或接觸凍結(jié)——物料直接與中空的金屬冷凍盤接觸，其中冷凍介質(zhì)在中空的盤中流動；噴淋或浸漬冷凍——物料直接與冷凍介質(zhì)接觸。50第二章低溫處理與冷藏第四節(jié)解凍一、概念凍制食品的解凍就是使食品內(nèi)冰晶體狀態(tài)的水分轉(zhuǎn)化為液態(tài)，同時恢復(fù)食品原有狀態(tài)和特性的工藝過程。解凍時必須盡最大努力保存加工時必要的品質(zhì)，使品質(zhì)的變化或數(shù)量上的損耗都減少到最小的程度。食品的質(zhì)地、稠度、色澤以及汁液流失為食品解凍中最常出現(xiàn)的質(zhì)量問題。51第二章低溫處理與冷藏二、解凍對食品品質(zhì)的影響（一）緩慢凍結(jié)的食品經(jīng)過長期凍藏后，在解凍時就會有大量的水分析出。表：不同溫度的空氣中凍結(jié)的肉塊在20℃空氣中解凍時肉汁損失凍結(jié)溫度（℃）肉汁損耗量（原重中所占的百分率）-811-206-43352第二章低溫處理與冷藏（二）凍藏溫度對解凍肉汁損耗量也有影響。表：-20℃時凍結(jié)的肉塊在不同溫度中凍藏3天后，在空氣中緩慢解凍時肉汁損耗量凍藏溫度（℃）肉汁損耗量（原重中所占的百分率）-1~-512~17-3~-98-193

長期在不良條件下凍藏的凍制品解凍后，汁液流失量可達(dá)原重的15-16%53第二章低溫處理與冷藏（三）動物組織宰后的成熟度（pH）在解凍時對汁液流失有很大影響肉蛋白的等電點(diǎn)為5.4，越接近等電點(diǎn)，汁液損失越大表pH對肉汁液流失的影響試樣性質(zhì)肉的水提取液的pHKg/cm2壓力下肉餡的汁液流失（在原重所占百分率）屠宰24小時后凍結(jié)5.69.8屠宰72小時后凍結(jié)5.98.854第二章低溫處理與冷藏（四）解凍速度對肉汁損失也有影響緩慢解凍，汁液損失少不過緩慢解凍也存在著濃縮危害、微生物繁殖、品質(zhì)下降等不利因素解凍時溫度的提高以及低溫食品遇高溫、高濕空氣以致它表面上有冷凝水出現(xiàn)，都將會加劇微生物的生長活動，加速生化反應(yīng)。國外已有良好的迅速解凍技術(shù)，不但有效地縮短了解凍時間，而且也消除了微生物生長活動的可