食品工藝-食品加工-第四章-果蔬速凍

Chapter4Quick-freezing

fruitsandvegetables1

概述2

速凍原理3

速凍對(duì)果蔬的影響4

果蔬速凍工藝5

果蔬速凍生產(chǎn)實(shí)例冷凍食品的歷史速凍食品的產(chǎn)生起源于19世紀(jì)上半葉冷凍機(jī)的發(fā)明。發(fā)達(dá)國(guó)家冷凍食品在食物結(jié)構(gòu)中占有相當(dāng)大的比例；美國(guó)冷凍食品人均年消費(fèi)量已超過(guò)60kg，歐洲國(guó)家30~40kg，日本15kg，而我國(guó)約為3kg。概述我國(guó)在20世紀(jì)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(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。概述速凍保藏是要將游離水凍結(jié)成冰。果蔬中游離水的凍結(jié)點(diǎn)：?3.8~?0.6℃。果蔬速凍是要求在30min或更短時(shí)間內(nèi)將新鮮果蔬的中心溫度降至凍結(jié)點(diǎn)以下，把水分子中的80％盡快凍結(jié)成冰。果蔬在如此低溫條件下進(jìn)行加工和貯藏，能抑制微生物的活動(dòng)和酶的作用，可以在很大程度上防止腐敗及生物化學(xué)作用，新鮮果蔬就能長(zhǎng)期保藏下來(lái)，一般在－18℃下，可以保存10～12個(gè)月以上。第一節(jié)速凍原理一、低溫對(duì)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(zhǎng)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(fù)。

繼續(xù)第一節(jié)速凍原理

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。

冷凍食品中微生物的存在引起關(guān)注的有兩個(gè)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(duì)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(xué)反應(yīng)，要達(dá)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(jié)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(guò)程

（一）冷凍時(shí)水的物理特性

1.水的凍結(jié)包括兩個(gè)過(guò)程：降溫和結(jié)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(jié)或0℃冰解凍時(shí)要放出或吸收80Kcal的熱量，此即“潛熱”。

2.冰的導(dǎo)熱系數(shù)是水的4倍。

3.水結(jié)成冰后，冰的體積比水增大約9％。水結(jié)冰時(shí)會(huì)形成凍結(jié)膨脹壓。冰點(diǎn)，排除潛熱第一節(jié)速凍原理凍結(jié)時(shí)，表面的水首先結(jié)冰，然后冰層逐漸向內(nèi)伸展。當(dāng)內(nèi)部水分因凍結(jié)而膨脹時(shí)，會(huì)受到外部?jī)鼋Y(jié)了的冰層的阻礙，因而產(chǎn)生內(nèi)壓，這就是所謂“凍結(jié)膨脹壓”；如果外層冰體受不了過(guò)大的內(nèi)壓時(shí)，就會(huì)破裂。

（二）凍結(jié)溫度曲線與凍結(jié)率

1.凍結(jié)溫度曲線：食品在凍結(jié)過(guò)程中，溫度逐漸下降，食品溫度與凍結(jié)時(shí)間關(guān)系的曲線。分為三個(gè)階段：初階段、中階段和終階段。

凍結(jié)點(diǎn)（冰點(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。果蔬活組織的冰點(diǎn)溫度低于死組織。最大冰晶生成帶（Zoneofmaximumicecrystalformation）：在從－1℃降至－5℃時(shí)，近80%的水分可凍結(jié)成冰，此溫度范圍即是——。第一節(jié)速凍原理ACBSD過(guò)冷點(diǎn)（稍低于凍結(jié)點(diǎn)）最大冰晶生成區(qū)一般是－18～－25℃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。2.凍結(jié)率：凍結(jié)終了時(shí)食品內(nèi)水分的凍結(jié)量（%）。一般要求把食品中90％的水分凍結(jié)才能達(dá)到目的。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。溫度－60℃左右，食品內(nèi)水分全部?jī)鼋Y(jié)。低溫冷庫(kù)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(jié)速度的劃分

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

3~30min——快速凍結(jié)，

30~120min——中速凍結(jié)，超過(guò)120min——慢速凍結(jié)。

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)：快速凍結(jié)：V=5~20cm/h；中速凍結(jié)：V=1~5cm/h；緩慢凍結(jié)：V=0.1~1cm/h。第一節(jié)速凍原理

在緩凍的條件下，在細(xì)胞與細(xì)胞之間首先出現(xiàn)晶核，而且形成的晶核少，隨著冷凍的進(jìn)行，水分在少數(shù)晶核上結(jié)合，冰晶體體積不斷增長(zhǎng)擴(kuò)大。冰晶體在細(xì)胞間隙中增長(zhǎng)擴(kuò)大，造成細(xì)胞的機(jī)械損傷破裂。解凍后脫汁現(xiàn)象嚴(yán)重，汁液損失，質(zhì)地腐軟，風(fēng)味消失，影響產(chǎn)品質(zhì)地。四、凍結(jié)速度2、凍結(jié)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(guò)最大晶核生成區(qū)(-℃～-5℃)，由于凍結(jié)速度快，細(xì)胞內(nèi)外同時(shí)達(dá)到形成冰晶的溫度條件，此時(shí)在細(xì)胞內(nèi)外同時(shí)產(chǎn)生晶核，晶核在細(xì)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(huì)很大。這種細(xì)小晶體全面、廣泛的分布使細(xì)胞內(nèi)外壓力一樣，細(xì)胞膜穩(wěn)定，不損傷細(xì)胞組織，解凍后容易恢復(fù)原來(lái)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(jié)、冷藏和解凍中發(fā)生的變化非常復(fù)雜，可分為兩類：物理變化化學(xué)變化第二節(jié)速凍對(duì)果蔬的影響一、速凍對(duì)果蔬組織結(jié)構(gòu)的影響：（一）機(jī)械性損傷（二）細(xì)胞的潰解（三）氣體膨脹速凍對(duì)果蔬的影響——物理變化

在冷凍過(guò)程中，細(xì)胞間隙中的游離水一般含可溶性物質(zhì)較少，其凍結(jié)點(diǎn)高，所以首先形成冰晶，而細(xì)胞內(nèi)的原生質(zhì)體仍然保持過(guò)冷狀態(tài)，細(xì)胞內(nèi)過(guò)冷的水分比細(xì)胞外的冰晶體具有較高的蒸汽壓和自由能，因而促使細(xì)胞內(nèi)的水分向細(xì)胞間隙移動(dòng)，不斷結(jié)合到細(xì)胞間隙的冰晶核上去，此時(shí)，細(xì)胞間隙所形成的冰晶體越來(lái)越大，產(chǎn)生機(jī)械性擠壓，使原來(lái)相互結(jié)合的細(xì)胞引起分離，解凍后不能恢復(fù)原來(lái)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(duì)果蔬的影響-機(jī)械性損傷

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

速凍對(duì)果蔬的影響-細(xì)胞的潰解

組織細(xì)胞中溶解于液體中的微量氣體，在液體結(jié)冰時(shí)發(fā)生游離而使體積增加數(shù)百倍，這樣會(huì)損害細(xì)胞和組織，引起質(zhì)地的改變。果蔬的組織結(jié)構(gòu)脆弱，細(xì)胞壁較薄，含水量高，當(dāng)凍結(jié)進(jìn)行緩慢時(shí)，就會(huì)造成嚴(yán)重的組織結(jié)構(gòu)的改變，故應(yīng)快速凍結(jié)，以形成數(shù)量多、體積細(xì)小的冰晶體。

速凍對(duì)果蔬的影響-氣體膨脹二、果蔬在速凍和凍藏過(guò)程中的化學(xué)變化（一）鹽析作用引起的蛋白質(zhì)變性（二）與酶有關(guān)的化學(xué)變化速凍對(duì)果蔬的影響——化學(xué)變化產(chǎn)品中的結(jié)合水是與原生質(zhì)、膠體、蛋白質(zhì)、淀粉等結(jié)合，在凍結(jié)時(shí)，水分從其中分離出來(lái)而結(jié)冰，這也是一個(gè)脫水過(guò)程，這過(guò)程往往是不可逆的，原生質(zhì)膠體和蛋白質(zhì)等分子過(guò)多失去結(jié)合水，分子受壓凝集，結(jié)構(gòu)破壞；或者由于無(wú)機(jī)鹽過(guò)于濃縮，產(chǎn)生鹽析作用而使蛋白質(zhì)等變性。當(dāng)凍品解凍時(shí)，冰體融化成水，如果組織又受到了損傷，就會(huì)產(chǎn)生大量"流失液"（drip），流失液會(huì)帶走各種營(yíng)養(yǎng)成分，因而影響了風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)。速凍對(duì)果蔬的影響蔬菜在凍結(jié)前及凍結(jié)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(jié)構(gòu)分離，質(zhì)地變軟。速凍對(duì)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(yùn)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(duì)冷凍抵抗力強(qiáng)，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(guò)程中沒有充分保證的滅酶措施，因此微生物污染的檢測(cè)指標(biāo)要求很嚴(yán)格。原料加工前應(yīng)充分清洗干凈，加工所用的冷卻水要經(jīng)過(guò)消毒處理。切分后果品宜采用亞硫酸氫鈉、食鹽、有機(jī)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(fēng)味及營(yíng)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(yīng)立即冷卻，否則等于將加熱的時(shí)間延長(zhǎng)，會(huì)帶來(lái)一系列不良反應(yīng)。

而且將溫度還相當(dāng)高的原料直接送進(jìn)速凍器內(nèi)，既會(huì)增加制冷負(fù)荷，而且會(huì)造成凍結(jié)溫度升高，因而降低產(chǎn)品質(zhì)量。

經(jīng)過(guò)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(jié)時(shí)粘結(jié)成堆。離心機(jī)脫水。果蔬速凍工藝

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

包裝通過(guò)對(duì)速凍果蔬包裝，可以有效地控制速凍果蔬在長(zhǎng)期貯藏過(guò)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(zhǎng)期貯藏接觸空氣而氧化變色；便于運(yùn)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(kù)內(nèi)，要求貯溫控制在－18℃以下，而且要求溫度穩(wěn)定，少波動(dòng)。并且不應(yīng)與其他有異味的食品混藏。在凍藏過(guò)程中，未凍結(jié)的水分及微小冰晶會(huì)有所移動(dòng)而接近大冰晶與之結(jié)合，或互相聚合而形成大冰晶。這個(gè)過(guò)程很緩慢，但若庫(kù)溫波動(dòng)則會(huì)促進(jìn)這一過(guò)程，大冰晶成長(zhǎng)加快，這就是重結(jié)晶現(xiàn)象。果蔬速凍工藝運(yùn)銷在流通上，要應(yīng)用能制冷及保溫的運(yùn)輸設(shè)施，在－15℃～－18℃條件下進(jìn)行運(yùn)輸,銷售時(shí)也應(yīng)有低溫貨架和貨柜。整個(gè)商品供應(yīng)程序也是采用冷鏈流通系統(tǒng)。零售市場(chǎng)的貨柜應(yīng)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(jìn)行解凍復(fù)原，上升凍結(jié)食品的溫度，融解食品中的冰結(jié)晶，回復(fù)凍結(jié)前的狀態(tài)稱為解凍。冷凍食品在食用之前不宜過(guò)早解凍，也不能在解凍后長(zhǎng)時(shí)間擱置待用，應(yīng)解凍后立即食用。一般來(lái)說(shuō)，解凍的過(guò)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(jìn)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(jié)加工）、Package（包裝）?！癟.T.T”