1、第四章 食品的冷凍保藏,參考書目 概述 思考題 第一節(jié) 食品低溫保藏的基本原理 第二節(jié) 食品的冷卻 第三節(jié) 食品的凍結(jié) 第四節(jié) 食品的回?zé)崤c解凍,參考書目,食品工藝學(xué)（上冊(cè)） 食品工業(yè)制冷技術(shù) 食品冷凍工藝學(xué) 肉類食品工藝學(xué) 水產(chǎn)品冷藏加工 冷藏和凍藏工程技術(shù) 各種食品類、制冷類的期刊,概述,冷凍食品和冷卻食品 冷凍和冷卻食品的特點(diǎn) 低溫保藏食品的歷史,冷凍食品和冷卻食品,冷凍食品又稱凍結(jié)食品，是凍結(jié)后在低于凍結(jié)點(diǎn)的溫度保藏的食品 冷卻食品不需要凍結(jié)，是將食品的溫度降到接近凍結(jié)點(diǎn)，并在此溫度下保藏的食品 冷凍食品和冷卻食品可按原料及消費(fèi)形式分為果蔬類、水產(chǎn)類、肉禽蛋類、調(diào)理方便食品類這四大類。

2、,冷凍和冷卻食品的特點(diǎn),易保藏，廣泛用于肉、禽、水產(chǎn)、乳、蛋、蔬菜和水果等易腐食品的生產(chǎn)、運(yùn)輸和貯藏 營養(yǎng)、方便、衛(wèi)生、經(jīng)濟(jì) 市場需求量大，在發(fā)達(dá)國家占有重要的地位，在發(fā)展中國家發(fā)展迅速,低溫保藏食品的歷史,公元前一千多年，我國就有利用天然冰雪來貯藏食品的記載。 凍結(jié)食品的產(chǎn)生起源于19世紀(jì)上半葉冷凍機(jī)的發(fā)明。 1834年，Jacob Perkins（英）發(fā)明了以乙醚為介質(zhì)的壓縮式冷凍機(jī)。 1860年，Carre（法）發(fā)明以氨為介質(zhì)，以水為吸收劑的吸收式冷凍機(jī)。,1872年，David Boyle（美）和Carl Von Linde（德）分別發(fā)明了以氨為介質(zhì)的壓縮式冷凍機(jī)，當(dāng)時(shí)主要用于制冰。

3、1877年，Charles Tellier（法）將氨-水吸收式冷凍機(jī)用于冷凍阿根廷的牛肉和新西蘭的羊肉并運(yùn)輸?shù)椒▏?，這是食品冷凍的首次商業(yè)應(yīng)用，也是冷凍食品的首度問世。 20世紀(jì)初，美國建立了凍結(jié)食品廠。 20世紀(jì)30年代，出現(xiàn)帶包裝的冷凍食品。,二戰(zhàn)的軍需，極大地促進(jìn)了美國凍結(jié)食品業(yè)的發(fā)展。 戰(zhàn)后，冷凍技術(shù)和配套設(shè)備不斷改進(jìn)，出現(xiàn)預(yù)制冷凍制品、耐熱復(fù)合塑料薄膜包裝袋和高質(zhì)快速解凍復(fù)原加熱設(shè)備，冷凍食品業(yè)成為方便食品和快餐業(yè)的支柱行業(yè)。 20世紀(jì)60年代，發(fā)達(dá)國家構(gòu)成完整的冷藏鏈。冷凍食品進(jìn)入超市。 冷凍食品的品種迅猛增加。冷凍加工技術(shù)從整體凍結(jié)向小塊或顆粒凍結(jié)發(fā)展。,我國在20世紀(jì)70年代，

4、因外貿(mào)需要冷凍蔬菜，冷凍食品開始起步。 80年代，家用冰箱和微波爐的普及，銷售用冰柜和冷藏柜的使用，推動(dòng)了冷凍冷藏食品的發(fā)展；出現(xiàn)冷凍面點(diǎn)。 90年代，冷鏈初步形成；品種增加，風(fēng)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。,erkins的乙醚壓縮制冷機(jī),蒸汽吸收式冷凍機(jī),蒸汽壓縮式冷凍機(jī)原理,第一節(jié) 食品低溫保藏的基本原理,概述 低溫對(duì)反應(yīng)速率的影響 低溫對(duì)微生物的影響 低溫對(duì)酶活性的影響 低溫對(duì)非酶作用的影響,概述,食品原料有動(dòng)物性和植物性之分。 食品的化學(xué)成分復(fù)雜且易變。 食品因腐爛變質(zhì)造成的損失驚人。 引起食品腐爛變質(zhì)的三個(gè)主要因素。,一、低溫對(duì)微生物的影響,微生物對(duì)食品的破壞作用。

5、4點(diǎn) 微生物在食品中生長的主要條件： 液態(tài)水分 pH值 營養(yǎng)物 溫度 分類 最低溫度舉例低溫的作用 降溫速度 影響微生物低溫致死的因素 P132,微生物按生長溫度分類,低溫對(duì)微生物的作用,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。但在低溫下，其死亡速度比在高溫下要緩慢得多。 一般認(rèn)為，低溫只是阻止微生物繁殖，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(fù)。,降溫速度對(duì)微生物的影響,凍結(jié)前，降溫越迅速，微生物的死亡率越高； 凍結(jié)點(diǎn)以下，緩凍將導(dǎo)致剩余微生物的大量死亡，而速凍對(duì)微生物的致死效果較差。,二、低溫對(duì)酶活性的影響,酶作用的效果因原料而異 酶活性隨溫度的下降而降低 一般

6、的冷藏和凍藏不能完全抑制酶的活性,三、低溫對(duì)非酶因素的影響,各種非酶促化學(xué)反應(yīng)的速度，都會(huì)因溫度下降而降低,第二節(jié) 食品的冷卻,一、冷卻的目的 二、冷卻的方法 三、冷卻過程的冷耗量 四、氣調(diào)貯藏 五、冷藏中的變化及技術(shù)管理,一、冷卻的目的,植物性食品的冷藏保鮮 肉類凍結(jié)前的預(yù)冷 分割肉的冷藏銷售 水產(chǎn)品的冷藏保鮮,魚肌肉組織在自溶作用時(shí)主要的生化反應(yīng)： （C6H10O5）n + nH2O 2n（C3H6O3） + 58.061 cal 肌酸P + ADP ATP + 肌酸 ATP ADP + Pi + 7000 cal 這些反應(yīng)產(chǎn)生的大量熱量可使魚體溫度上升210，如不及時(shí)冷卻，就會(huì)促進(jìn)酶的分

7、解作用和微生物的繁殖。,二、冷卻的方法,（一）固體物料的冷卻 （二）液體物料的冷卻 （三）其它冷卻方法,（一）、固體物料的冷卻,1. 冷風(fēng)冷卻 2. 冷水冷卻 3. 碎冰冷卻 4. 真空冷卻 各種冷卻方法的適用,1、冷風(fēng)冷卻,用于果蔬類的高溫庫房 肉類的冷風(fēng)冷卻裝置 隧道式冷卻裝置 冷風(fēng)機(jī)的各種進(jìn)出風(fēng)類型 冷風(fēng)冷卻系統(tǒng)示意圖（15） 冷藏運(yùn)輸,高溫庫房,冷風(fēng)機(jī)的各種進(jìn)出風(fēng)類型：,冷風(fēng)冷卻系統(tǒng)示意圖,冷藏運(yùn)輸：,2、冷水冷卻,浸入式 噴霧式 淋水式 優(yōu)缺點(diǎn),3、碎冰冷卻,特點(diǎn) 冰的種類 操作要點(diǎn) 適用,4、真空冷卻,原理 構(gòu)造示意 操作 特點(diǎn)（生菜冷卻曲線）,（二）液體食品物料的冷卻,特點(diǎn)間接冷

8、卻 冷卻介質(zhì) 冷卻器：間歇式、連續(xù)式,（三）、其它冷卻方法,接觸冷卻 輻射冷卻 低溫學(xué)接觸冷卻,三、冷卻過程的冷耗量,食品冷卻過程中總的冷耗量，即由制冷裝置所帶走的總熱負(fù)荷QT： QT=QF+QV QF：冷卻食品的冷耗量； QV：其它各種冷耗量，,其它各種冷耗量QV,如外界傳入的熱量，外界空氣進(jìn)入造成的水蒸氣結(jié)霜潛熱，風(fēng)機(jī)、泵、傳送帶電機(jī)及照明燈產(chǎn)生的熱量等。,食品的冷耗量QF,QF=QS+QL+QC+QP+QW QS：食品的顯熱； QL：脂肪的凝固潛熱； QC：生化反應(yīng)熱； QP：包裝物冷耗量； QW：水蒸氣結(jié)霜潛熱；,食品的顯熱,QS=GCO（TITF） G：食品重量； CO：食品的平均比

9、熱； TI：冷卻食品的初溫； TF：冷卻食品的終溫。,四、氣調(diào)貯藏,0. 發(fā)展史、定義及機(jī)理 1、氣調(diào)貯藏的生理基礎(chǔ) 2、氣調(diào)貯藏方法,0. 發(fā)展史、定義及機(jī)理,發(fā)展史：參見冷藏和凍藏工程技術(shù) 定義：食品原料在不同于周圍大氣（21% O2、0.03% CO2）的環(huán)境中貯藏。通常與冷藏結(jié)合使用。 用途：延長季節(jié)性易腐爛食品原料的貯藏期。 機(jī)理：采用低溫和改變氣體成分的技術(shù)，延遲生鮮食品原料的自然成熟過程。,1、氣調(diào)貯藏的生理基礎(chǔ),降低呼吸強(qiáng)度，推遲呼吸高峰； 抑制乙烯的生成，延長貯藏期； 控制真菌的生長繁殖； 若氧氣過少，會(huì)產(chǎn)生厭氧呼吸；二氧化碳過多，會(huì)使原料中毒。,2、氣調(diào)貯藏方法,自然降氧法

10、（MA） 快速降氧法（CA） 混合降氧法 包裝貯藏法,自然降氧法（Modified Atmosphere Storage）,果蔬原料貯藏于密封的冷藏庫中（氣調(diào)庫），果蔬本身的呼吸作用使庫內(nèi)的氧量減少，二氧化碳量增加。 用吸入空氣來維持一定的氧濃度。 用氣體洗滌器來除去過多的二氧化碳。 堿式，讓氣體通過45%的NaOH； 水式，讓氣體通過低溫的流動(dòng)水； 干式，讓氣體通過消石灰填充柱。,快速降氧法（Controlled Atmosphere Storage）,在氣體發(fā)生器中用燃燒C3H8的方法來制取低O2高CO2的氣體； 將氣體通入冷藏庫中； 庫中常保持負(fù)壓。 待藏原料入庫時(shí)，即處于最適貯藏氣體氛

11、圍，特別適用于不耐藏但經(jīng)濟(jì)價(jià)值高的原料，如草莓。,混合降氧法,先用快速降氧法將冷藏庫內(nèi)的氧氣降低到一定程度； 原料入庫，利用自然降氧法使氧的含量進(jìn)一步降低。 既可控制易腐原料的初期快速腐爛，又降低生產(chǎn)成本。,包裝貯藏法,生理包裝：將原料放進(jìn)聚乙烯套袋，并密封。利用原料的呼吸作用和氣體透過袋壁的活動(dòng)，維持適宜的氣體氛圍。 硅氣窗包裝：用帶有硅橡膠的厚質(zhì)袋包裝原料，并密封。因氣體的交換只通過硅窗進(jìn)行，所以改變硅窗的面積，就可以維持不同的氣體氛圍。,五、冷藏中的變化及技術(shù)管理,0. 簡述 1、冷藏時(shí)的變化 2、冷藏技術(shù)管理,0. 簡述,由于原料性質(zhì)不同，組成成分不同，冷藏前的加工工藝不同，食品在冷藏

12、時(shí)所發(fā)生的變化也不盡相同。 除了肉類在冷藏過程中的成熟作用外，其它所有變化均會(huì)使食品的品質(zhì)下降。 采取一定的措施可以減緩變化速度（控制溫度和濕度，采用合適的包裝，采用冷藏結(jié)合氣調(diào)儲(chǔ)藏等）。,1、冷藏時(shí)的變化,水分蒸發(fā) 冷害 串味 生理作用 脂類變化 淀粉老化 微生物增殖 寒冷收縮,（1）水分蒸發(fā),食品在冷卻時(shí)及冷藏中，因?yàn)闇貪穸炔疃l(fā)生表面水分蒸發(fā)。 水分蒸發(fā)不僅造成重量損失（俗稱干耗），而且使果蔬類食品失去新鮮飽滿的外觀。 減重達(dá)到5%時(shí)，水果、蔬菜會(huì)出現(xiàn)明顯的凋萎現(xiàn)象。,肉類食品因水分蒸發(fā)而發(fā)生表面收縮硬化，形成干燥皮膜，肉色也有變化。 雞蛋因水分蒸發(fā)而造成氣室增大。 一些果蔬的水分蒸發(fā)特

13、性 冷卻及貯藏中食肉胴體的干耗,（1）水分蒸發(fā),水果蔬菜的水分蒸發(fā)特性,冷卻及貯藏中食肉胴體的干耗 (=1，=80%90%，=0.2 m/s),在冷藏時(shí)，果蔬的品溫雖然在凍結(jié)點(diǎn)以上，但當(dāng)貯藏溫度低于某一溫度界限時(shí)，果蔬的正常生理機(jī)能受到障礙，稱為冷害。 冷害的各種癥狀見后頁表。,（2）冷害,雖然在外觀上沒有癥狀，但冷藏后再放至常溫中，就喪失了正常的促進(jìn)成熟作用的能力，這也是冷害的一種。 需要在低于界限溫度的環(huán)境中放置一段時(shí)間，才會(huì)出現(xiàn)冷害。,（2）冷害,表4-6水果蔬菜冷害的界限溫度和癥狀,（3）串味,具有強(qiáng)烈氣味的食品與其它的食品放在一起進(jìn)行冷卻和貯藏，這些易揮發(fā)的氣味就會(huì)被吸附在其它的食品

14、上。甚至存放過有強(qiáng)烈氣味的食品（如洋蔥）的庫房中再貯藏其它的食品時(shí)，仍會(huì)有串味現(xiàn)象發(fā)生。,（4）生化作用,水果、蔬菜在收獲后仍是有生命的活體。在冷藏過程中，果蔬的呼吸作用和后熟作用仍在繼續(xù)進(jìn)行，機(jī)體內(nèi)所含的成分也不斷發(fā)生變化。 淀粉、糖、酸間的比例，果膠物質(zhì)的變化，維生素C的減少等。 肉類在冷藏中的成熟作用。,（5）脂類的變化,冷卻貯藏過程中，食品中所含的油脂會(huì)發(fā)生水解，脂肪酸氧化、聚合等復(fù)雜的變化，使得食品的風(fēng)味變差，味道惡化，出現(xiàn)變色、酸敗、發(fā)粘等現(xiàn)象。這種變化進(jìn)行得非常嚴(yán)重時(shí)，俗稱為“油燒”。,（6）淀粉老化,微晶形式存在的（20%直鏈/80%支鏈）普通淀粉（ -淀粉）,較高溫度下（食品

15、加工）,糊化,在水中溶脹形成均勻糊狀溶液 （ -淀粉）,接近0的低溫范圍中,自動(dòng)排列成序,形成致密的高度晶化的不溶性淀粉分子,化/老化。,老化的淀粉不易為淀粉酶作用， 所以也不易被人體消化吸收。,（6）淀粉老化,含水量為多少最易老化？ 含水量3060%最易老化。 什么條件下淀粉不易老化？ 含水量在10%以下的干燥狀態(tài)； 大量水中,（6）淀粉老化,淀粉老化作用的最適溫度是：24。 例如面包在冷卻貯藏時(shí)淀粉迅速老化，松軟的質(zhì)感不復(fù)存在；土豆在冷藏陳列柜中貯存時(shí)，也會(huì)有淀粉老化現(xiàn)象發(fā)生。,（6）淀粉老化,什么溫度不發(fā)生老化？ 當(dāng)貯存溫度低于-20或高于60時(shí)，均不會(huì)發(fā)生淀粉老化的現(xiàn)象。因?yàn)榈陀?20

16、時(shí)，淀粉分子間的水分急速凍結(jié)，形成的冰結(jié)晶阻礙了淀粉分子間的相互靠近而不能形成氫鍵。,（6）淀粉老化,（7）微生物增殖,（8） 寒冷收縮,2、冷藏技術(shù)管理,冷藏溫度 冷藏間相對(duì)濕度 冷藏間空氣流速,貯藏溫度,冷藏溫度應(yīng)根據(jù)具體的原料來確定。 冷藏溫度越接近原料的凍結(jié)溫度，貯藏期越長（香蕉、瓜類、馬鈴薯等在臨界溫度下有冷害的除外）。 應(yīng)嚴(yán)格控制冷藏室溫度。溫度波動(dòng)會(huì)使空氣中的水分冷凝在食品表面，導(dǎo)致發(fā)霉。,空氣相對(duì)濕度,若濕度過高，食品表面就會(huì)有水分冷凝，不僅容易發(fā)霉也容易腐爛。 若濕度過低，則食品因水分迅速蒸發(fā)而發(fā)生萎蔫。 冷藏時(shí)適宜的濕度： 水果，85-90% 蔬菜，90-95% 堅(jiān)果，70

17、% 干燥制品， 50%,空氣流速,為了保證貯藏室內(nèi)溫度均勻，應(yīng)保持最低速度的空氣循環(huán)。 空氣流速越大，食品水分蒸發(fā)率越高。 帶包裝的食品不受空氣相對(duì)濕度和空氣流速的影響。,第三節(jié) 食品的凍結(jié),一、凍結(jié)點(diǎn)與凍結(jié)率 二、凍結(jié)曲線 三、凍結(jié)速度 四、凍結(jié)方法簡介 五、凍結(jié)與凍藏時(shí)的變化及技術(shù)管理 思考題 課堂練習(xí),一、凍結(jié)點(diǎn)與凍結(jié)率,凍結(jié)&凍藏 P153 凍結(jié)點(diǎn)：冰晶開始出現(xiàn)的溫度 食品凍結(jié)的實(shí)質(zhì)是其中水分的凍結(jié) 食品中的水分并非純水 Raoult稀溶液定律：Tf=KfbB，Kf為與溶劑有關(guān)的常數(shù)，水為1.86。即質(zhì)量摩爾濃度每增加1 mol/kg，凍結(jié)點(diǎn)就會(huì)下降1.86。因此食品物料要降到0以下才

18、產(chǎn)生冰晶。,一、凍結(jié)點(diǎn)與凍結(jié)率,溫度-60左右，食品內(nèi)水分全部凍結(jié)。 在-18 -30時(shí)，食品中絕大部分水分已凍結(jié)，能夠達(dá)到凍藏的要求。低溫冷庫的貯藏溫度一般為-18 -25。,一、凍結(jié)點(diǎn)與凍結(jié)率,一、凍結(jié)點(diǎn)與凍結(jié)率,二、凍結(jié)曲線,食品的凍結(jié)規(guī)律 P154 凍結(jié)曲線表示了凍結(jié)過程中溫度隨時(shí)間的變化。 過冷現(xiàn)象，過冷臨界溫度。 冷凍曲線的三個(gè)階段： 初始階段，從初溫到冰點(diǎn)， 中間階段，此階段大部分水分陸續(xù)結(jié)成冰， 終了階段，從大部分水結(jié)成冰到預(yù)設(shè)的凍結(jié)終溫。,二、凍結(jié)曲線,二、凍結(jié)曲線,上圖顯示凍結(jié)期間不同深度食品層溫度均隨時(shí)間的變化（屬于非穩(wěn)態(tài)傳熱）,二、凍結(jié)曲線,圖中多條曲線表示食品不同深度

19、處溫度隨凍結(jié)時(shí)間的變化。在任一時(shí)刻食品表面的溫度始終最低，越接近中心層溫度越高。顯示出在不同的深度，溫度下降的速度是不同的。,二、凍結(jié)曲線,冷凍曲線平坦段的長短與冷卻介質(zhì)的導(dǎo)熱性有關(guān)。在冷凍操作中，采用導(dǎo)熱快的冷卻介質(zhì)，可以縮短中間階段的曲線平坦段。圖中顯示，在鹽水中凍結(jié)曲線的平坦段要明顯短于在空氣中。,二、凍結(jié)曲線,三、凍結(jié)速度,1. 速凍的定性表達(dá)： 外界的溫度降與細(xì)胞組織內(nèi)的溫度降不等，即內(nèi)外有較大的溫差；而慢凍是指外界的溫度降與細(xì)胞組織內(nèi)的溫度降基本上保持等速。,2. 速凍的定量表達(dá)： 以時(shí)間劃分和 以推進(jìn)距離劃分兩種方法。,三、凍結(jié)速度,(1)按時(shí)間： 食品中心溫度從-1降到-5所需

20、的時(shí)間， 在330 min內(nèi)，快速凍結(jié)， 在30120 min內(nèi)，中速凍結(jié)， 超過120 min，慢速凍結(jié)。,三、凍結(jié)速度,(2)按推進(jìn)距離： 以-5的凍結(jié)層在單位時(shí)間內(nèi)從食品表面向內(nèi)部推進(jìn)的距離為標(biāo)準(zhǔn)： 緩慢凍結(jié) V=0.11 cm/h， 中速凍結(jié) V=15 cm/h， 快速凍結(jié) V=515 cm/h， 超速凍結(jié) V15 cm/h。,三、凍結(jié)速度,3.國際制冷學(xué)會(huì)的凍結(jié)速度定義： 食品表面與中心點(diǎn)間的最短距離，與食品表面達(dá)到0后至食品中心溫度降到比食品凍結(jié)點(diǎn)低10所需時(shí)間之比。,三、凍結(jié)速度,三、凍結(jié)速度,例如：食品中心與表面的最短距離為10 cm，食品凍結(jié)點(diǎn)為-2，其中心降到比凍結(jié)點(diǎn)低10

21、即-12時(shí)所需時(shí)間為15 h，其凍結(jié)速度為V=10/15=0.67 cm/h。 根據(jù)這一定義，食品中心溫度的計(jì)算值隨食品凍結(jié)點(diǎn)不同而改變。如凍結(jié)點(diǎn)-1時(shí)中心溫度計(jì)算值需達(dá)到-11，凍結(jié)點(diǎn)-3時(shí)其值為-13。,4. 各種凍結(jié)器的凍結(jié)速度： 通風(fēng)的冷庫，0.2 cm/h 送風(fēng)凍結(jié)器，0.53 cm/h 流態(tài)化凍結(jié)器，510 cm/h 液氮凍結(jié)器，10100 cm/h,三、凍結(jié)速度,5. 凍結(jié)速度與冰晶 凍結(jié)速度快，食品組織內(nèi)冰層推進(jìn)速度大于水移動(dòng)速度，冰晶的分布接近天然食品中液態(tài)水的分布情況，冰晶數(shù)量極多，呈針狀結(jié)晶體。,三、凍結(jié)速度,凍結(jié)速度慢，細(xì)胞外溶液濃度較低，冰晶首先在細(xì)胞外產(chǎn)生，而此時(shí)細(xì)

22、胞內(nèi)的水分是液相。在蒸汽壓差作用下，細(xì)胞內(nèi)的水向細(xì)胞外移動(dòng)，形成較大的冰晶，且分布不均勻。除蒸汽壓差外，因蛋白質(zhì)變性，其持水能力降低，細(xì)胞膜的透水性增強(qiáng)而使水分轉(zhuǎn)移作用加強(qiáng)，從而產(chǎn)生更多更大的冰晶大顆粒。,三、凍結(jié)速度,三、凍結(jié)速度,6. 最大冰晶生成帶(圖示)： 指-1 -5的溫度范圍，大部分食品在此溫度范圍內(nèi)約80%的水分形成冰晶。 研究表明，食品凍結(jié)應(yīng)以最快的速度通過最大冰晶生成帶。,三、凍結(jié)速度,7. 凍結(jié)速度對(duì)食品品質(zhì)影響 速凍形成的冰結(jié)晶多且細(xì)小均勻，水分從細(xì)胞內(nèi)向細(xì)胞外的轉(zhuǎn)移少，不至于對(duì)細(xì)胞造成機(jī)械損傷。冷凍中未被破壞的細(xì)胞組織，在適當(dāng)解凍后水分能保持在原來的位置，并發(fā)揮原有的作

23、用，有利于保持食品原有的營養(yǎng)價(jià)值和品質(zhì)。 緩凍形成的較大冰結(jié)晶會(huì)刺傷細(xì)胞，破壞組織結(jié)構(gòu)，解凍后汁液流失嚴(yán)重，影響食品的價(jià)值，甚至不能食用。,三、凍結(jié)速度,四、凍結(jié)方法,1.凍結(jié)器分類(按生產(chǎn)方式） 2.有規(guī)律間斷與半連續(xù)式的區(qū)別 3.凍結(jié)方式的三種基本類型,1. 凍結(jié)系統(tǒng)的操作方式分類（按生產(chǎn)過程特性） 批量式凍結(jié)器：先裝載一批產(chǎn)品，然后凍結(jié)一個(gè)周期，凍結(jié)完畢后，設(shè)備停止運(yùn)轉(zhuǎn)并卸貨。 半連續(xù)式凍結(jié)器：將批量式凍結(jié)器的一個(gè)較大的批量分成幾個(gè)較小的批量，在同一個(gè)凍結(jié)器內(nèi)進(jìn)行相對(duì)連續(xù)的處理。 連續(xù)式凍結(jié)器：產(chǎn)品連續(xù)地或有規(guī)律間斷地通過凍結(jié)器，采用機(jī)械化而且經(jīng)常是全自動(dòng)化的系統(tǒng)。連續(xù)式凍結(jié)器：產(chǎn)品連續(xù)

24、地或有規(guī)律間斷地通過凍結(jié)器，采用機(jī)械化而且經(jīng)常是全自動(dòng)化的系統(tǒng)。,四、凍結(jié)方法,2.有規(guī)律間斷與半連續(xù)式的區(qū)別： 一次裝運(yùn)產(chǎn)品的數(shù)量 有規(guī)律間斷時(shí)是一袋、一紙盒或一盤， 半連續(xù)式則是含許多袋、盤、紙盒的一輛車或一個(gè)貨架 裝貨與等待的時(shí)間 有規(guī)律間斷往往只有幾秒鐘，不影響流水線的運(yùn)行， 而半連續(xù)式則需要較長的時(shí)間，形成明顯的中斷 。,四、凍結(jié)方法,3.凍結(jié)方式的三種基本類型(產(chǎn)品除熱方式） 吹風(fēng)凍結(jié) 表面接觸凍結(jié) 低溫凍結(jié) 組合方式（如先經(jīng)過低溫處理，然后經(jīng)機(jī)械制冷裝置完成凍結(jié)過程）。,四、凍結(jié)方法,吹風(fēng)凍結(jié) 吹風(fēng)式凍結(jié)裝置用空氣作為傳熱介質(zhì)。 早期的裝置:一個(gè)帶有冷風(fēng)機(jī)及制冷系統(tǒng)的冷庫。 現(xiàn)在

25、有了各種水平的凍結(jié)設(shè)備。 可分為批量式（冷庫，固定的吹風(fēng)隧道，帶推車的吹風(fēng)隧道）和連續(xù)式（直線式、螺旋式和流化床式凍結(jié)器）,四、凍結(jié)方法,1）冷庫,2）固定的吹風(fēng)隧道,3）帶推車的吹風(fēng)隧道,4）直線式凍結(jié)器,4）直線式凍結(jié)器,5）螺旋式凍結(jié)器,風(fēng)機(jī),蒸發(fā)器,垂直氣流螺旋速凍裝置,6）流化床凍結(jié)器（盤式）,金屬表面接觸凍結(jié) 原理：產(chǎn)品與金屬表面接觸進(jìn)行熱交換，金屬表面則由制冷劑的蒸發(fā)或載冷劑的吸熱來進(jìn)行冷卻。 優(yōu)點(diǎn)：傳熱效果好；不需配置風(fēng)機(jī)。 局限性：只適用于規(guī)則形狀產(chǎn)品的凍結(jié)。 類型：帶式，板式和筒式。,四、凍結(jié)方法,四、凍結(jié)方法,1）鋼帶凍結(jié)器 結(jié)構(gòu)原理：（圖1）(圖2) 適用：未包裝的魚片

26、、咖啡提取物、熟土豆泥、漢堡牛排、各種調(diào)味汁和蔬菜泥。 主要要優(yōu)點(diǎn)：連續(xù)運(yùn)行；便于清洗和保持衛(wèi)生；能分段控制溫度（如對(duì)于咖啡提取物)；干耗較少。,產(chǎn)品只是一面接觸金屬表面 食品層應(yīng)當(dāng)薄一些(?？刂圃?025 mm) 噴淋鹽水(氯化鈣或丙二醇)的溫度通常為-35-40 凍結(jié)時(shí)間約為30 min,2）平板凍結(jié)器：廣泛用于形狀為扁平狀且厚度也有限制的小包裝水產(chǎn)品和肉類制品。,3）圓筒凍結(jié)器：通常用于凍結(jié)液體食品，產(chǎn)品在圓筒的內(nèi)表面或外表面凍結(jié)，并被連續(xù)地刮除，因而具有強(qiáng)烈的熱交換和很高的凍結(jié)速度。回轉(zhuǎn)圓筒凍結(jié)器用于濃縮葡萄汁的圓筒凍結(jié)器冰淇淋凝凍器,回轉(zhuǎn)圓筒凍結(jié)裝置,上圖為適用于蝦仁等水產(chǎn)品單體快速

27、凍結(jié)（IQF）的新型連續(xù)回轉(zhuǎn)式凍結(jié)裝置。 蝦仁的進(jìn)料溫度為10，出料溫度為 -18時(shí)，凍結(jié)時(shí)間約為1520 min。,用于濃縮葡萄汁的圓筒凍結(jié)器（屬于冷卻濃縮凍結(jié)裝置）,低溫凍結(jié),低溫凍結(jié)采用液氮或液態(tài)二氧化碳作為制冷劑， 常用于：1）小批量生產(chǎn)，2）新產(chǎn)品開發(fā)，3）季節(jié)性生產(chǎn)，和4）臨時(shí)的超負(fù)荷狀況。 相對(duì)較低的溫度可以使產(chǎn)品快速凍結(jié)，對(duì)保證產(chǎn)品質(zhì)量和降低干耗都是十分有利的；但設(shè)備投資和運(yùn)行費(fèi)用較高。 低溫凍結(jié)設(shè)備則可以是箱式，直線式，螺旋式或浸液式。,通常為直線型，-195的液氮在產(chǎn)品出口端直接接觸產(chǎn)品，產(chǎn)生的低溫蒸汽向物料進(jìn)口端流動(dòng)，變暖的氣體（約-4.5）排放到大氣中。,液氮凍結(jié)器,液

28、體二氧化碳凍結(jié)器：與液氮凍結(jié)器基本相仿，但二氧化碳的沸點(diǎn)為-79，如果直接排放，運(yùn)行成本比液氮凍結(jié)器更大，因此也有可回收二氧化碳的裝置。,同時(shí)采用吹風(fēng)凍結(jié)的二氧化碳凍結(jié)系統(tǒng),五、凍結(jié)與凍藏中的變化及技術(shù)管理,凍結(jié)時(shí)，因?yàn)楸w的形成，食品的物理性質(zhì)發(fā)生了變化，并進(jìn)而影響到食品的其它性質(zhì)。 因?yàn)閮霾氐臅r(shí)間長，其間發(fā)生的一系列變化會(huì)顯著影響到食品的品質(zhì)。 1、凍結(jié)與凍藏中的變化 2、凍藏技術(shù)管理,1、凍結(jié)與凍藏中的變化,體積膨脹，內(nèi)壓增加 比熱下降 導(dǎo)熱系數(shù)增大 溶質(zhì)重新分布 溶液濃縮,冰晶體成長 滴落液 干耗 脂肪氧化 變色,（1）體積膨脹與內(nèi)壓增加,4.4時(shí)，水的密度=1 g/ml；0時(shí)，水的

29、密度= 0.9999 g /ml，冰的密度=0.9168 g/ml。即0時(shí)冰比水的體積增加約9%。 冰的溫度每下降1，其體積約收縮0.010.005%。 膨脹比收縮大得多，故水分含量越多，食品凍結(jié)時(shí)體積膨脹越明顯。,（1）體積膨脹與內(nèi)壓增加,凍結(jié)時(shí)表面水分首先成冰，然后冰層逐漸向內(nèi)部延伸。當(dāng)內(nèi)部水分因凍結(jié)而膨脹時(shí)受到外部凍結(jié)層的阻礙，就產(chǎn)生內(nèi)壓，又稱為凍結(jié)膨脹壓。根據(jù)理論計(jì)算，凍結(jié)膨脹壓可達(dá)到8.5 MPa。,（1）體積膨脹與內(nèi)壓增加,當(dāng)食品外層承受不了凍結(jié)膨脹壓時(shí)，便通過破裂的方式來釋放，造成食品的龜裂現(xiàn)象。一般認(rèn)為食品厚度大、含水率高和表面溫度下降極快時(shí)易產(chǎn)生龜裂。,（1）體積膨脹與內(nèi)壓增

30、加,結(jié)晶后體積的膨脹使液相中溶解的氣體從液體中分離出來，加劇了體積膨脹現(xiàn)象，亦加大了食品內(nèi)部壓力。,（2）比熱下降,水和冰的比熱分別為4.2 kJ/kg.和2.1 kJ/kg.，即冰的比熱僅是水的1/2。 食品的比熱隨含水量而異，含水量多的食品比熱大，含脂量多則比熱小。,（2）比熱下降,食品比熱的近似計(jì)算式： 在冰點(diǎn)以上時(shí)，c=w+0.2b； 冰點(diǎn)以下時(shí)，c =0.5w +0.2b。 式中，w為食品含水率（%）； b為食品固形物含量（%）。,（3）導(dǎo)熱系數(shù)增大,水為2.1 kJ/m.h.，冰為8.4 kJ/m.h.，冰的導(dǎo)熱系數(shù)是水的4倍。在冷凍時(shí)冰層向內(nèi)部逐漸推進(jìn)，使導(dǎo)熱系數(shù)提高，從而加快了

31、冷凍過程。 導(dǎo)熱系數(shù)還受到其它成分，尤其是含脂量的影響，因脂肪是熱的不良導(dǎo)體，含脂量大時(shí)食品的導(dǎo)熱系數(shù)就小。,（3）導(dǎo)熱系數(shù)增大,導(dǎo)熱系數(shù)還受食品構(gòu)型的影響，當(dāng)熱流方向與肌纖維平行時(shí)大，垂直時(shí)則小。,（4）溶質(zhì)重新分布,食品凍結(jié)時(shí)，理論上只是純?nèi)軇﹥鼋Y(jié)成冰晶體，凍結(jié)層附近溶質(zhì)的濃度相應(yīng)提高，從而在尚未凍結(jié)的溶液內(nèi)產(chǎn)生了濃度差和滲透壓差，并使溶質(zhì)向溶液中部位移。,（4）溶質(zhì)重新分布,凍結(jié)界面位移速度越快，溶質(zhì)分布越均勻，然而在凍結(jié)推動(dòng)擴(kuò)散的情況下，即使凍結(jié)層分界面高速位移，也難于促使凍結(jié)溶液內(nèi)溶質(zhì)達(dá)到完全均勻分布的境地。而緩慢的位移也很難使最初形成的冰晶體內(nèi)達(dá)到完全脫鹽的程度這就是果汁冷凍濃縮過

32、程中果汁損耗量比較大的原因。,（5）液體濃縮,溶質(zhì)結(jié)晶析出，如冰淇淋中乳糖因濃度增加而結(jié)晶，產(chǎn)品具有沙礫感 蛋白質(zhì)在高濃度的溶液中因鹽析而變性 酸性溶液的pH值因濃縮而下降到蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)以下，導(dǎo)致蛋白質(zhì)凝固,（5）液體濃縮,改變膠體懸浮液中陰、陽離子的平衡，從而破壞膠體體系 氣體因濃縮而過飽和，并從溶液中逸出 引起組織脫水，解凍后水分難以全部恢復(fù)，組織也難以恢復(fù)原有的飽滿度,（6）冰晶體成長,經(jīng)凍結(jié)后，食品內(nèi)部的冰晶體大小并不均勻一致。在凍藏過程中，細(xì)微的冰晶體逐漸減小、消失，而大冰晶體逐漸長得更大，食品中冰晶體的數(shù)目也大為減少，這種現(xiàn)象稱為冰晶體成長。,（6）冰晶體成長,冰晶體成長給食品的

33、品質(zhì)帶來很大的影響。 果蔬肉類的組織細(xì)胞受到機(jī)械損傷，蛋白質(zhì)變性，解凍后汁液流失增加，造成食品風(fēng)味和營養(yǎng)價(jià)值的下降。 冰淇淋，冷凍面團(tuán)等制品質(zhì)構(gòu)的嚴(yán)重劣化。,（7）滴落液（drip）,動(dòng)物性食品經(jīng)冷凍/解凍后，不能被肌肉組織重新吸收回到原來狀態(tài)而流失的水。 滴落液造成水分和營養(yǎng)成分的損失。 原因：凍結(jié)對(duì)組織細(xì)胞的損傷。,（7）滴落液（drip）,影響滴落液量的因素： 含水量， 新鮮度， 處理過程， 切分程度。,（8）干耗,在冷卻、凍結(jié)和冷凍貯藏過程中因溫差引起食品表面的水分蒸發(fā)而產(chǎn)生的重量損失。 干耗量與制冷裝置的性能有密切的關(guān)系，性能優(yōu)良的僅有0.51 %，而性能不佳的裝置干耗可達(dá)57 %。

34、,（8）干耗,干耗可造成很大的經(jīng)濟(jì)損失，如按出肉率40 kg/頭，250工作日/年計(jì)，日處理2000頭豬的肉聯(lián)廠，干耗以3 %計(jì)算，年損失肉重量達(dá)600 T，相當(dāng)于15000頭豬。,（9）脂肪氧化,含較多不飽和脂肪酸的脂肪組織在空氣中易被氧化。 水產(chǎn)類最不穩(wěn)定，禽類次之，畜類最穩(wěn)定。畜類中，豬脂肪最不穩(wěn)定。 氧化變質(zhì)的最初表現(xiàn)是產(chǎn)生不正常的氣味，表面出現(xiàn)黃色斑點(diǎn)；隨著氧化的繼續(xù)，脂肪整體發(fā)黃，發(fā)出強(qiáng)烈的酸味，并可能產(chǎn)生有毒物質(zhì)（丙二醛）。,（10）變色,脂肪組織因氧化而黃變 肉類因肌紅蛋白的氧化而褐變 果蔬的酶促褐變 蝦的酪氨酸氧化黑變 紅色魚皮因類胡蘿卜素氧化而褪色,2、凍藏技術(shù)管理,凍藏溫

35、度（正確選擇、恒定） 凍藏間相對(duì)濕度（95%） 凍藏間空氣流速（自然循環(huán)） 堆垛密度（越緊密越好） 包裝或保護(hù)層（涂冰） 減少人員出入和電燈開啟 用臭氧消除庫內(nèi)異味（26 mg/m3）,思考題,速凍的定義，速凍與緩凍的優(yōu)缺點(diǎn) 影響凍結(jié)速度的因素 最大冰晶生成帶的概念 食品凍結(jié)有哪些方法？,課堂練習(xí)：詞匯解釋,冷藏，凍藏 冷鏈 真空冷卻 氣調(diào)貯藏，生理包裝法，硅窗包裝法 凍結(jié)點(diǎn)，凍結(jié)率，過冷，凍結(jié)曲線 最大冰晶生成帶 速凍，緩凍 冷害，干耗，滴落液,第四節(jié) 食品的回?zé)崤c解凍,回?zé)崤c解凍的定義 一、回?zé)?二、解凍,回?zé)崤c解凍的定義,回?zé)幔豪洳厥称返臏囟然厣脸氐倪^程，是冷卻的逆過程。 解凍：凍結(jié)食品的溫度回升至凍結(jié)點(diǎn)以上的過程，是凍結(jié)的逆過程。,一、回?zé)?目的：防止食品在出庫后因?yàn)楸砻嫠帜Y(jié)而遭受污染及變質(zhì)。 回?zé)崽幚頃r(shí)的控制原則：與食品表面接觸的空氣的露點(diǎn)應(yīng)始終低于食品表面溫度?；?zé)峥諝鈶?yīng)連續(xù)或分階段進(jìn)行除濕和加熱（參見P.174圖）。 回?zé)崽幚淼目諝庀鄬?duì)濕度不能低，以盡可能減少回?zé)釙r(shí)食品的干耗。 小批量且立即要處理的物料可不用回?zé)帷?二、解凍,1.解凍、原則及對(duì)食品影響 2.解凍溫度曲線 3. 解凍方法,1.解凍、原則及對(duì)食品影響,