食品加工与保藏食品的低温处理与保藏之二教程.ppt

第四章 食品的低温处理与保藏 Date1 主要内容 • 低温处理和食品加工与保藏 • 食品低温保藏的基本原理 • 食品的冷藏 • 食品的冻藏 Date2 Ⅳ.食品的冻藏 一、食品冻结过程的基本规律 二、冻结前食品物料的前处理 三、冻结方法 四、食品在冻结、冻藏过程中的变化 五、食品冻结与冻藏工艺及控制 六、冻结食品的解冻 Date3 一、食品冻结过程的基本规律 （一）水的冻结过程 （二）食品的冻结过程和冻结曲线 （三）冻结速率 Date4 水的冻结过程 ü在降温过程中，水的分子运动逐渐减 慢，导致其内部结构在定向排列的引 力下逐渐趋向于形成近似结晶体的稳 定性聚集体；当温度降至过冷点时， 水就会向冰晶体转变并放出潜热，使 温度回升到水的冰点 Date5 水的冰点和过冷点 ü水在降温过程中开始形成稳定性晶核 时的温度为过冷临界温度或过冷温度 ，即过冷点 ü水的冰点是指敞露于空气中的冰－水 两相平衡时的温度，通常认为是0℃ （273.15 K） Date6 食品的冻结点（初始冻结点） ü冻结点（freezing point）：指一定压 力下食品物料由液态转变成固态时的 温度点 ü随着溶液浓度的升高，溶液的冻结点 下降。

一般所指的溶液或食品物料的 冻结点是它们的初始冻结点 Date7 蔗糖水溶液的液固相图 Date8 食品的低温共熔点 ü溶液或食品物料在初始冻结点开始冻 结，随着冻结过程的进行，水分不断 地转化为冰结晶，冻结点也随之不断 下降，这个过程持续进行，直至所有 的水分都冻结，此时溶液中的溶质、 水（溶剂）达到共同固化，这一状态 点被称为低温共熔点或冰盐冻结点 Date9 食品的低温共熔点 ü低温共熔点是在降温过程中，食品组 织内的溶液浓度增加到一定程度后不 再改变（即不再有冰晶体析出），水 和它所溶解的盐类共同结晶并冻结成 固体时的温度 Date10 食品的低温共熔点 ü食品的低温共熔点为-55～-65℃，而 冻结食品的温度为-12～-30℃，因此 冻结食品中的水分并未完全被冻结 Date11 （二）食品的冻结过程和冻结曲线 ü冻结过程是指食品物料由降温到完全 冻结的整个过程 ü冻结曲线（freezing curve）是描述冻 结过程中食品物料的温度随时间变化 的曲线 Date12 1、食品的冻结过程 Ø任何食品都不会在转瞬间同时均匀地 冻结一般来说，冻结过程是一个由 表及里的过程 Ø液体食品的冻结过程 Ø固体食品的冻结过程 Date13 液体食品冻结过程中的溶质分层现象(1) ü随着外界冷量的不断供给，食品本身的热 量不断散失，温度逐渐降低，当食品温度 降至其初始冻结点时，液体食品开始冻结 ；此时，理论上只有纯溶剂在食品的外层 周围冻结，并形成脱盐（或较纯）的冰结 晶；这就相应提高了冻结层附近的溶质的 浓度，这样就会在尚未冻结的溶液内产生 浓度差和渗透压力差。

Date14 液体食品冻结过程中的溶质分层现象(2) ü在浓度差的作用下，溶质会向溶液中心扩 散，而溶剂则在渗透压力差的作用下，逐 渐向冻结层附近溶质浓度较高的溶液中扩 散 ü由于扩散作用是在溶液开始冻结后才发生 的，因此冻结分界面的位移速度必然大于 溶质的扩散速度；这样，溶质在冻结食品 中的重新分布或分层化，取决于冻结层分 界面的位移速度和溶质的扩散速度的对比 关系 Date15 液体食品冻结过程中的溶质分层现象(3) ü冻结层分界面的位移速度越快，冻结食品 中溶质的分布就越均匀；然而在冻结引起 的扩散作用下，即使冻结层分界面高速向 食品中心方向迁移，也难以使冻结食品内 的溶质达到完全均匀的分布这就是液体 食品冻结后会出现溶质分层的原因 Date16 食品冷冻浓缩过程溶质损失的原因 ü冻结层分界面的位移速度越慢，冻结食品 中溶质分布就越不均匀；同样，即使冻结 层分界面非常缓慢地向食品中心方向迁移 ，也难以使最初形成的冰晶体达到完全脱 盐（或无溶质）的程度正是由于上述规 律，在冷冻浓缩果汁时，就会造成果汁的 损失 Date17 固体食品的冻结过程（1） ü动植物组织的水分存在于细胞和细胞间隙 ，或呈结合状态，或呈游离状态。

在冻结 过程中，一般是细胞间隙内的游离水先形 成冰晶体这样冰晶体附近的溶液浓度会 增加，渗透压会升高；同时由于水结成冰 ，体积膨胀，对细胞产生挤压作用；此外 细胞内汁液的蒸汽压大于冰晶的蒸汽压 Date18 固体食品的冻结过程（2） ü上述因素都会使细胞内的水分不断地向细 胞外转移，并聚积在细胞间隙内的冰晶体 的周围这样存在于细胞间隙内的冰晶体 就不断增大 Date19 冻结速度对冰结晶的影响 ü缓慢冻结时，冰结晶大多在细胞的间 隙内形成，冰晶量少而粗大；而快速 冻结时，冰结晶大多在细胞内形成， 冰晶量多而细小 Date20 冻结速度对冰结晶大小、数量等的影响 通过0～-5 ℃的时间 冰结晶大小 (直径Х长度) μm 形状 数量分布 位置 数秒(1~5) Х (5~10) 针状 无数 细胞内 1.5 min(0~20) Х (20~50) 杆状 大量 细胞内 40 min(50~100) Х100以 上 柱状 少量 细胞内 90 min(50~200) Х200以 上 块粒 状 少量 细胞外 Date21 2、食品的冻结曲线 Date22 食品冻结曲线的三个阶段 ü第一阶段，食品的温度从初温降至食 品的冻结点，这时食品放出的热量是 显热，此热量与整个冻结过程放出的 全部热量比较，其值较小，所以这一 阶段降温速度快，曲线较陡。

Date23 食品冻结曲线的三个阶段 ü第二阶段，食品的温度从冻结点降至 -5℃左右，这时食品中的水大部分结 成冰，放出大量的潜热此阶段放出 的热量占整个冻结过程放出的全部热 量的绝大部分，因此食品在此阶段降 温速度慢，曲线平坦 Date24 食品冻结曲线的三个阶段 ü第三阶段，食品的温度从-5℃左右继 续下降至终温，此时放出的热量一部 分是冰的降温所放出的热量，另一部 分是由于残余的少量水继续结冰所放 出的潜热；所以这一阶段降温的速度 也比较快，曲线也比较陡峭 Date25 冰结晶最大生成带 ü一般食品的冻结点为-0.6～-3℃ ü大多数食品的水分含量都比较高，而 且大部分水分都在的温度-1～-5℃的 范围内冻结这种大量形成冰结晶的 温度范围称为冰结晶最大生成带 Date26 （三）冻结速率 u冻结速率是指食品物料内某点的温度 下降速率或冰峰前进的速率目前用 于表示冻结速率的方法有以下几种： ü时间－温度法 ü冰峰前进速率 ü国际冷冻协会定义 ü其他方法 Date27 速 冻 ü一般认为，食品的中心温度在冰结晶 的最大生成带的温度范围内停留的时 间不超过30min，就达到了快速冻结 的要求。

Date28 二、冻结食品物料的前处理 1 热烫（Blanching） 2 加糖(Syruping) 3 加盐（Salting） 4 浓缩 5 加抗氧化剂 6 冰衣处理 7 包装处理 Date29 三、冻结方法 1 空气冻结法（Air freezing） 2 间接接触冻结法 3 直接接触冻结法 Date30 四、食品在冻结、冻藏过程中的变化 （一）食品在冻结过程中的变化 （二）食品在冻藏过程中的变化 Date31 （一）食品在冻结过程中的变化 u体积变化 u水分重新分布 u机械损伤 u溶质分层（非液相组分被浓缩） Date32 1、体积的变化 ü0℃的纯水结成冰体积增大约8.7％ ü食品物料在冻结后也会发生体积膨胀 ，但膨胀的程度较纯水小 ü影响冻结食品体积膨胀的因素有： ü食品的组成 ü结合水的比例 ü冻结的温度范围 Date33 2、水分的重新分布 ü液体食品会出现溶质分层现象 ü固体食品细胞内的水会向细胞外迁移 ü速冻可以减少冻结食品水分的重新分 布 Date34 3、机械损伤（冻结损伤） ü食品物料冻结时冰结晶的形成、体积 的变化和物料内部存在的温度梯度等 会导致机械应力的产生，并对食品物 料产生机械损伤。

Date35 食品的冻结膨胀 ü食品冻结时表面水分首先冻结成冰， 然后冰层逐渐向内部延伸当内部的 水分冻结膨胀时会受到外部冻结层的 阻碍，产生内压，即冻结膨胀压当 外层受不了这样的内压时就会破裂 Date36 食品的冻结膨胀 Date37 食品的冻结膨胀 Date38 影响冻结膨胀的因素 ü食品厚度大、含水率高时冻结膨胀严 重； ü食品冻结时表面温度下降越快，越容 易产生龟裂 Date39 牛肉 冻结 时冻 结曲 线与 冻结 膨胀 压曲 线 Date40 4、非水相组分被浓缩 ü由于冻结使食品物料内绝大部分水结 成冰，并导致了水的重新分布，实际 上就会导致食品物料内出现局部溶质 被浓缩的现象 ü浓缩的程度主要受冻结速率的影响 ü冻结浓缩现象可用于液态食品物料的 浓缩，冻结过程辅以搅拌对冻结浓缩 有益 Date41 （二）食品在冻藏过程中的变化 u重结晶 u冻干害 u脂肪氧化及水解 u蛋白质变性 u其它变化（如色泽、风味和营养等） Date42 1、重结晶 u重结晶是指冻藏过程中食品物料中冰 结晶的大小、形状、位置等都发生了 变化，冰结晶的数量减少、体积增大 的现象 ü同分异质重结晶(iso-mass recrystallization) ü迁移性重结晶(migratory recrystallization) ü连生性重结晶(accretive recrystallization) Date43 2、冻干害 u冻干害又称冻烧（freeze burn）、 干缩，是由于冻结食品物料表面水分 升华后形成多孔干化层，使食品物料 表面出现氧化、变色、变味等品质明 显降低的现象。

u采取适当（阻隔性好、坚固）的包装 ，控制好冻藏室的温度、空气流速等 ，可以降低冻干害的发生程度 Date44 3、脂类氧化和降解 u乳和冰淇淋中的固形物含量与脂类氧 化的敏感性有关 u浓缩乳中加入螯合剂可以减少脂肪的 自动氧化 u乳和乳制品的冷冻前的加热和均质对 抑制脂肪氧化有一定的作用 Date45 4、蛋白质溶解性下降 u冻结的浓缩和脱水效应会导致蛋白质 变性，从而使蛋白质絮凝、沉淀 u冻结速率快、冻藏温度低可以减轻冻 结导致的蛋白质的变性，有助于蛋白 质的冻藏稳定性 u冷冻前牛乳的冷藏和冷冻处理对蛋白 质的冻藏稳定性有不利影响，但冷藏 前的加热处理可减少这一影响；加热 还可减少冷藏时乳糖结晶的形成 Date46 5、其他变化 upH值的变化 u色泽和风味的变化 u营养成分的变化 Date47 五、食品冻结与冻藏工艺及控制 （一）冻结速率的选择 （二）冻藏的温度与时间 （三）食品物料冻结与冻藏工艺及控制 Date48 （一）冻结速率的选择 u一般认为，速冻食品的质量高于缓冻 食品 u一般认为，冻结时食品物料中心温度 从常温降至-18 ℃所化的时间；果蔬 类食品不超过30 min，肉食类食品不 超过6 h为速冻。

Date49 （二）冻藏温度与时间 u冻藏温度越低，品质保持越好 u高品质寿命(HQL, high quality life) u实用贮存期(PSL, practical storgae life) u冻藏食品的T.T.T概念(time- temperature-tolerance) Date50 （三）食品冻结与冻藏工艺及控制 u果蔬冻结与冻藏工艺及控制 u畜禽肉类的冻结与冻藏工艺及控制 u鱼类的冻结与冻藏工艺及控制 Date51 六、冻结食品的解冻 （一）解冻过程 （二）解冻方法 Date52 （一）解冻过程 u解冻是使冻藏食品内冻结的水重新变成液 态，恢复食品冻结前状态和特性的过程 u由于水与冰的导热性及比热容的差异，解 冻并不完全是冻结的逆过程解冻与冻结 存在差异！这种差异从冻结曲线与解冻曲 线的差异上可以反映出来 Date53 冻 结 曲 线 与 解 冻 曲 线 Date54 （一）解冻的过程 u在解。