第四章-食品的低溫處理和保藏

食品的低溫

處理和保藏

課程名稱食品加工與保藏原理授課班級食品1431授課時(shí)間2015.10.13授課時(shí)數(shù)2本次內(nèi)容食品低溫處理與保藏教具多媒體教學(xué)目標(biāo)能力（技能）目標(biāo)知識目標(biāo)能對常見食品保藏方式進(jìn)行分類；

了解食品低溫保藏發(fā)展過程；掌握低溫保藏食品分類；了解不同食品的低溫保藏溫度；掌握食品冷藏原理（微生物、酶活性）重點(diǎn)食品低溫保藏原理難點(diǎn)食品低溫保藏原理能力訓(xùn)練方式方法講解、問答、互動教學(xué)環(huán)節(jié)時(shí)間安排復(fù)習(xí)：5min講解、互動：75min小結(jié)：5min看書鞏固知識點(diǎn)：5min課外作業(yè)預(yù)習(xí)課堂考勤40參考資料《食品加工與保藏原理》課程名稱食品加工與保藏原理授課班級食品1431授課時(shí)間2015.10.21授課時(shí)數(shù)2本次內(nèi)容食品低溫處理與保藏教具多媒體教學(xué)目標(biāo)能力（技能）目標(biāo)知識目標(biāo)1.能進(jìn)行食品冷耗相關(guān)計(jì)算掌握食品不同冷卻方法的優(yōu)缺點(diǎn)；掌握冷卻過程冷耗量計(jì)算重點(diǎn)冷卻過程冷耗量計(jì)算難點(diǎn)冷卻過程冷耗量計(jì)算能力訓(xùn)練方式方法講解、問答、互動教學(xué)環(huán)節(jié)時(shí)間安排復(fù)習(xí)：5min講解、互動：75min小結(jié)：5min看書鞏固知識點(diǎn)：5min課外作業(yè)預(yù)習(xí)課堂考勤41參考資料《食品加工與保藏原理》課程名稱食品加工與保藏原理授課班級食品1431授課時(shí)間2015.10.29授課時(shí)數(shù)2本次內(nèi)容食品低溫處理與保藏教具多媒體教學(xué)目標(biāo)能力（技能）目標(biāo)知識目標(biāo)1.能進(jìn)行食品冷耗相關(guān)計(jì)算;2.能看懂凍結(jié)曲線圖，并了解每一個(gè)階段發(fā)生的變化。

掌握凍結(jié)點(diǎn)概念；掌握常見解凍方式及其特點(diǎn)；掌握冷藏中食品發(fā)生變化。重點(diǎn)冷藏中食品發(fā)生變化難點(diǎn)冷藏中食品發(fā)生變化能力訓(xùn)練方式方法講解、問答、互動教學(xué)環(huán)節(jié)時(shí)間安排復(fù)習(xí)：5min講解、互動：75min小結(jié)：5min看書鞏固知識點(diǎn)：5min課外作業(yè)預(yù)習(xí)課堂考勤41參考資料《食品加工與保藏原理》低溫處理和食品加工與保藏食品低溫保藏的基本原理食品的冷藏食品的凍藏目錄食品低溫處理，即食品被冷卻或凍結(jié)，通過降低溫度改變食品特性，從而達(dá)到加工或貯藏目的的過程。食品的低溫保藏的發(fā)展歷史公元前一千多年，我國利用天然冰雪來貯藏食品。（天然冰的相對溫度為0℃，對大多數(shù)食品來說，在此溫度下無法達(dá)到長期貯藏的目的。）1877年，法國人以氨壓縮式制冷劑來冷凍牛羊肉；20世紀(jì)50年代，美國出現(xiàn)速凍食品；20世紀(jì)60年代，發(fā)達(dá)國家構(gòu)成完整冷藏鏈；20世紀(jì)70年代，我國開始出現(xiàn)速凍食品，中式傳統(tǒng)點(diǎn)心占主要份額。速凍調(diào)制食品是我國發(fā)展最快的速凍食品。12年已達(dá)到410。58萬噸易腐食品從產(chǎn)地收購或捕撈之后，在產(chǎn)品加工、貯藏、運(yùn)輸、分銷和零售、直到消費(fèi)者手中，其各個(gè)環(huán)節(jié)始終處于產(chǎn)品所必需的低溫環(huán)境下，以保證食品質(zhì)量安全，減少損耗，防止污染的特殊供應(yīng)鏈系統(tǒng)食品冷凍的目的低溫能夠抑制微生物的生長繁殖和食品中酶的活性，降低非酶因素引起的化學(xué)反應(yīng)的速率，因而能夠延長食品的保藏期限。食品低溫保藏分類低溫保藏冷藏凍藏溫度下降到食品的凍結(jié)點(diǎn)以上的某一合適溫度，常用0～4℃。食品的溫度下降到食品中絕大部分的水形成冰晶，常用-18℃，超低溫為55～60℃。食品冷凍處理可作為食品加工處理的手段便于食品加工處理。焙烤食品軟面團(tuán)的成型，半凍結(jié)狀態(tài)的肉的切片等。改善食品的性狀，提高食品的價(jià)值。如用低溫處理使牛肉、干酪、冰激凌成熟，用低溫處理使清酒、啤酒、葡萄酒的發(fā)酵條件達(dá)到控制等。使原來食品的主要物理性狀發(fā)生改變而成為一種新的產(chǎn)品。如用低溫制作魚排、冰激凌、薯?xiàng)l、凍豆腐、凍結(jié)干燥食品等。冷凍食品的特點(diǎn)易保藏，廣泛用于生活各處；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。缺點(diǎn)需要一個(gè)冷凍鏈，溫度波動大對品質(zhì)影響大。

溫度波動：部分溶解，微生物生長繁殖。

部分溶解：冷凍后又結(jié)晶。

冰晶破壞食品組織結(jié)構(gòu)，保水性降低，營養(yǎng)價(jià)值下降。不同食品的適宜冷卻溫度

原料特性及低溫保藏技術(shù)應(yīng)用1.植物性原料

植物性原料一般采用低溫冷卻冷藏。蔬菜、水果采摘后，繼續(xù)進(jìn)行著生命活動，主要是呼吸作用由于脫離了養(yǎng)料的供應(yīng)，所以只消耗自身營養(yǎng)，向品質(zhì)劣化方向發(fā)展。

要防止劣化，必須抑制呼吸作用，可采用降低溫度方法。但當(dāng)溫度降得過低就會發(fā)生生理上的低溫障礙。根據(jù)低溫障礙感受性把果蔬分為以下幾類：

a感受性高：只輕度一次凍結(jié)就受到障礙的。黃瓜、西紅柿、茄子、萵苣、香蕉、李子。b

感受性中：輕度地凍結(jié)一二次，不受障礙影響的。菠菜、菜花、洋蔥、胡蘿卜、蘿卜、蘋果。

c感受性低：反復(fù)凍結(jié)也不受影響的。

卷心菜。2.動物性原料：一般采用低溫冷凍冷藏。動物死亡→僵直→軟化成熟→自溶→酸敗。原理降低微生物活性降低酶活性低溫防腐的基本原理（一）低溫和微生物的關(guān)系溫度下降，微生物細(xì)胞內(nèi)的原生質(zhì)粘度增加，影響新陳代謝；冰結(jié)晶會對微生物產(chǎn)生機(jī)械性損傷；結(jié)晶導(dǎo)致微生物體內(nèi)水分減少，原生質(zhì)濃度增加，蛋白質(zhì)變性。（二）影響微生物低溫致死的因素

1、溫度的高低-2~-5℃的溫度對微生物的威脅性最大。溫度下降到-20～-25℃時(shí)，微生物的死亡速度反而緩慢的多。因?yàn)樵诖藴囟葧r(shí)，微生物細(xì)胞內(nèi)的生化反應(yīng)幾乎完全停止，膠質(zhì)體的變性也十分緩慢。

2．降溫速度在凍結(jié)溫度以上時(shí)，降溫越快，微生物的死亡率也越大。---微生物細(xì)胞內(nèi)的新陳代謝所需的各種生化反應(yīng)的協(xié)調(diào)一致性迅速破壞。食品凍結(jié)時(shí)的情況恰恰相反，緩凍會導(dǎo)致大量微生物死亡，而速凍則相反。緩凍長時(shí)間處于-1～-12℃，微生物死亡速度快；速凍時(shí)，在對微生物死亡威脅最大的溫度停留時(shí)間短。會迅速降低至-18℃，一般速凍過程中死亡數(shù)目為原菌數(shù)的50%。

3．結(jié)合水分和過冷狀態(tài)細(xì)菌的芽孢和霉菌的孢子中水分含量較低，其中結(jié)合水的含量較高，在降溫時(shí)較易進(jìn)入過冷狀態(tài)，而不形成冰晶體，這就有利于保持細(xì)胞內(nèi)膠質(zhì)體的穩(wěn)定性，使其不易死亡。4．介質(zhì)

高水分和低pH的介質(zhì)會加速微生物的死亡，而糖、鹽、蛋白質(zhì)、脂肪等對微生物有保護(hù)作用。

5．貯藏期凍結(jié)貯藏時(shí)微生物的數(shù)量一般總是隨著貯藏期的增加而減少，但貯藏溫度越低，減少的量越少。

問題：凍結(jié)貯藏與高溫?zé)崽幚矶加斜３质称菲焚|(zhì)的作用，其區(qū)別在哪里？

低溫并不是有效的殺菌措施，而是抑制其生長繁殖的有效措施。（二）低溫對酶活性的影響酶是生物機(jī)體組織內(nèi)的一種具有催化特性的特殊蛋白質(zhì)。在一定的溫度范圍內(nèi)（0～40℃），酶的活性隨溫度上升而增大，但是酶也是一種蛋白質(zhì)，其本身也會因溫度過高而變性，失去其催化特性。酶的活性因溫度而發(fā)生的變化常用溫度系數(shù)：Q10來衡量低溫處理酶活性可恢復(fù)，高溫不可恢復(fù)。

Q10=K2/K1

式中：K1—溫度為t時(shí)酶促反應(yīng)的化學(xué)速率常數(shù)

K2—溫度為t+10℃時(shí)酶促反應(yīng)是化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)Q10=2～3，也就是說溫度每下降10℃，酶的活性就會削弱至原來的1/2～1/3。食品常經(jīng)過短時(shí)間熱燙（或預(yù)煮），預(yù)先將酶的活性鈍化，然后在凍結(jié)。由于過氧化物酶是最耐熱的酶，因此常采用檢驗(yàn)食品中過氧化物酶的殘余活性的方法，來確定食品熱燙處理的工藝條件。食品的冷藏食品冷卻過程中的冷卻速度和冷卻終了溫度是抑制食品本身的生化變化和微生物的生長繁殖，防止食品質(zhì)量下降的決定性因素。一、影響食品冷卻過程的因素冷卻介質(zhì)的相態(tài)冷卻介質(zhì)運(yùn)動的狀態(tài)（自然流動或強(qiáng)制流動）和速度冷卻介質(zhì)與食品的溫差冷卻介質(zhì)的物理性質(zhì)（熱容）食品的厚度與物理特性（質(zhì)量熱容，熱導(dǎo)率）等。（一）冷卻介質(zhì)從食品中吸收熱量，并把熱量傳遞給冷卻裝置的介質(zhì)。通常采用的冷卻介質(zhì)有氣體(空氣)、液體和固體。空氣缺點(diǎn)：

1.對流傳熱系數(shù)小，冷卻速度慢。

2.空氣長時(shí)間作用于食品，易使食品氧化。液體冷卻介質(zhì)：冷水和水冰混合物。冷水做介質(zhì)的特點(diǎn)：水的對流傳熱系數(shù)大，冷卻速度快。沒有氧化和干耗的問題。容易對食品造成交叉污染，如禽類冷卻時(shí)的沙門氏菌的污染問題；用冷水作為冷卻介質(zhì)還會產(chǎn)生食品中可溶性物質(zhì)的損失和食品的帶水量過多的問題。固體冷卻介質(zhì)主要是淡水冰。用冰作為冷卻介質(zhì)也沒有氧化和干耗問題，但用冰作為冷卻介質(zhì)有勞動強(qiáng)度較大的缺陷。-對魚類來說是最好的冷卻方法。翻頁上頁下頁返回二、冷卻方法強(qiáng)制空氣冷卻、真空冷卻、水冷卻、冰冷卻等。根據(jù)食品的種類和冷卻要求的不同，可選擇與其適應(yīng)的冷卻方法。（一）強(qiáng)制空氣冷卻法利用流動的冷空氣冷卻。影響因素：冷空氣的溫度、相對濕度和流速。冷卻室內(nèi)的冷風(fēng)流速一般為1.5～5m/s。食品表面的水分在1℃的低溫下迅速汽化，每千克水變成水蒸氣時(shí)要吸收2464kJ的熱量。這樣可使食品的溫度迅速下降，而且水分蒸發(fā)量很少。（二）真空冷卻法--主要用于蔬菜冷卻所有方法中冷卻速度最快(三)水冷卻法0℃左右，冷水噴淋或冷水浸漬。具有較高的質(zhì)量熱容和對流傳熱系數(shù)，冷卻速度快，大部分食品的冷卻時(shí)間為10-20min。食品容易受到微生物污染（四）冰冷卻法

利用冰溶化吸熱降低食品物料溫度。

海水冰：熔點(diǎn)-2℃.三、冷卻過程中的能量消耗（P151）（一）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

Q0：冷卻食品的冷耗量；QV：其它各種冷耗量，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。QF=QS+QL+QC+QP+QW

式中：QS:顯熱QC：生化反應(yīng)熱QL：脂肪凝固熱QP：包裝物冷耗量QW：水蒸氣結(jié)霜潛熱指當(dāng)此熱量加入或移去后，會導(dǎo)致物質(zhì)溫度的變化，而不發(fā)生相變。（二）食品冷卻過程中的耗冷量冷卻過程中食品的散熱量常稱為耗冷量。食品的顯熱：

QS=GC（Ti－TC）式中，G：食品重量；

CO：食品的平均比熱；

Ti：冷卻食品的初溫；

Tc：冷卻食品的終溫。低脂肪食品的比熱可按下式進(jìn)行計(jì)算：

C=CwW+Cd（1-W）=4.184W+1.464（1-W）

式中cw—水的比熱[4.184kＪ/（kg·Ｋ）]cd—干物質(zhì)的比熱，一般可取

[1.464kＪ/（kg·Ｋ）]

W—食品的含水率(kg/kg)水果和蔬菜采收后仍要進(jìn)行呼吸，同時(shí)釋放出熱量，這稱為呼吸熱。呼吸熱隨溫度下降而減少。呼吸熱視果蔬種類的不同而不同，有些果蔬如洋蔥、馬鈴薯和葡萄的呼吸強(qiáng)度比較低。而另一些果蔬如青刀豆、甜玉米、青豆、菠菜、草莓、蘑菇等呼吸強(qiáng)度特別高，因而特別難以貯藏。呼吸熱的計(jì)算式如下：

Qh=G?H?t

式中Qh—果蔬呼吸時(shí)的散熱量（kＪ）

G—果蔬開始冷卻時(shí)的質(zhì)量（kg）

H—果蔬的呼吸熱［kＪ/（kg·K)]

t—冷卻需要的時(shí)間（h）因此，果蔬冷卻時(shí)所需的耗冷量可用下式計(jì)算

Q0=G[C0(T初-T終)+Ht](千焦)五、冷藏技術(shù)管理

食品冷藏的技術(shù)管理主要是對不同食品采用各自合適的（1）冷藏間冷藏溫度（2）冷藏間相對濕度（3）冷藏間空氣流速1．冷藏溫度冷藏溫度不僅指的是冷藏室內(nèi)的空氣溫度，更重要指的是冷藏食品的溫度。通常情況下，冷藏室內(nèi)溫度的升降幅度不得超過0.5℃，在進(jìn)出貨時(shí)，冷藏室內(nèi)溫度升高不得超過3℃。為了減少溫度變化，冷藏室應(yīng)有良好的隔熱層，冷藏室和冷卻排管間的溫度差宜小些。2．空氣的相對濕度和空氣流速冷藏室內(nèi)的空氣相對濕度過高易長霉菌;水分在食品表面凝結(jié)下來，導(dǎo)致食品的腐爛。相對濕度過低

食品中的水分會迅速蒸發(fā)而導(dǎo)致其萎縮。冷藏室內(nèi)的空氣流速一般只需保持低速的循環(huán)即可。這樣既可將食品產(chǎn)生的生化反應(yīng)熱以及外界滲入冷藏室的熱量帶走，保證室內(nèi)溫度均勻分布，又可減少食品水分的蒸發(fā)。六、食品在冷藏中的變化(P166)（1）水分蒸發(fā)（2）凍干害(水分下降，表面氧化，動物組織出現(xiàn)較多)（3）串味（4）蛋白質(zhì)溶解性下降（膠體失穩(wěn)、分子凝聚）（5）脂類的氧化、降解（6）淀粉老化（7）微生物增殖（8）重結(jié)晶等任何凍制食品最后品質(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)

凍結(jié)方法貯藏情況冷凍、凍藏系統(tǒng)食品前處理預(yù)冷輔助處理凍結(jié)

輔助處理凍藏解凍銷售蔬菜：塵土、昆蟲清理、清洗后，熱水或蒸汽中預(yù)煮破壞蔬菜中原有酶活力。水果：不要預(yù)熱滅酶。氧化酶引起的褐變（凍制水果褐變）可通過浸沒水果的低濃度糖漿，加檸檬酸，抗壞血酸，SO2延續(xù)氧化。肉制品：不需處理，屠宰后12—24小時(shí)內(nèi)凍結(jié)。立即凍結(jié)嫩度差；24小時(shí)后凍結(jié)，貯藏期縮短。預(yù)冷：預(yù)煮后應(yīng)立即冷卻至于100℃以下。防止預(yù)包裝凍制前殘存細(xì)菌的腐敗活動。（一）凍結(jié)點(diǎn)與凍結(jié)率

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。質(zhì)量摩爾濃度每增加1mol/kg，凍結(jié)點(diǎn)就會下降1.86℃。因此食品物料要降到0℃以下才產(chǎn)生冰晶。溫度-60℃左右，食品內(nèi)水分全部凍結(jié)。食品的水分凍結(jié)率食品凍結(jié)過程中，在某一溫度時(shí)食品中的水分轉(zhuǎn)化成冰晶體的量與在同一溫度時(shí)食品內(nèi)所含水分和冰晶體的總量之比。ω——食品的水分凍結(jié)率(％)m1-食品內(nèi)所含的水分的量(kg)m2-同一溫度時(shí)食品內(nèi)所形成的冰晶體的量(kg)食品的水分凍結(jié)量常用根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出的經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行推算，當(dāng)溫度在-30℃以上時(shí)，此經(jīng)驗(yàn)公式為（P172）：式中ω—溫度為T（K）時(shí)食品的水分凍結(jié)率(％)T—凍結(jié)食品的熱力學(xué)溫度(K)Tf—食品物料初始凍結(jié)點(diǎn)(K)A和B——常數(shù)值，各為110.5和0.31(適用于肉類)顯熱潛熱冰的降溫平衡帶長度表示水全部轉(zhuǎn)化成冰所需時(shí)間，水全部被凍結(jié)后，冰以較快速率下降，達(dá)到終溫。

冰結(jié)晶最大生成帶大多數(shù)食品的水分含量都比較高，而且大部分水分都在-1～-5℃的溫度范圍內(nèi)凍結(jié)。這種大量形成冰結(jié)晶曲溫度范圍稱為冰結(jié)晶最大生成帶。在冰結(jié)晶最大生成帶食品放出大量的潛熱，使食品的溫度并不明顯下降。一般認(rèn)為，食品的中心溫度在冰結(jié)晶最大生成帶的溫度范圍內(nèi)停留的時(shí)間不超過30min就達(dá)到了快速凍結(jié)的要求，即速凍。過冷臨界溫度或過冷溫度

水在降溫過程中開始形成穩(wěn)定性晶核時(shí)的溫度或開始回升的最低溫度。過冷溫度總是比冰點(diǎn)低，當(dāng)溫度回升到冰點(diǎn)后，只要液態(tài)水仍在不斷地凍結(jié)，并放出潛熱，水冰混合物的溫度就不會低于0℃，只有全部水分都凍結(jié)后，其溫度才會迅速下降。由于牛肉薄片中的水分中含有可溶性固形物，因此其凍結(jié)點(diǎn)低于O℃。

只有當(dāng)食品的溫度降低到低共熔點(diǎn)時(shí)，食品中的水分才會全部凍結(jié)成固體。水分開始凍結(jié)形成冰晶體，并放出潛熱，促使其溫度回升低共熔點(diǎn)

食品組織內(nèi)的溶液濃度增加到一定程度后不再改變(即不再有冰晶體析出)，水和它