食品加工工艺第三章食品的低温保藏技术

食品的低温保藏技术第三章第三章食品的低温保藏技术第三章食品低温保藏技术§1.食品的冷却和冷藏§2.食品的冻结§3.食品的冻藏§4.食品在低温保藏中的品质变化本章复习题第三章食品的低温保藏技术第三章食品低温保藏技术本章重要的知识点食品冷却与冷藏方法；气调保鲜原理与方法；食品冻结过程基本规律；食品冻结与冻藏方法；食品在冷藏、冻藏过程中的变化及其质量控制。第三章食品的低温保藏技术概述动物性食品无生命活动腐败变质微生物侵入生化反应反应热植物性食品有生命活动衰老死亡呼吸作用CO2＋呼吸热有氧环境适当降温，控制呼吸作用。降低温度，控制微生物繁殖。第三章食品的低温保藏技术食品低温保藏的定义：借助于人工制冷技术，降低食品的温度，并维持低温水平或冻结状态，以阻止或延缓其腐败变质的一种保藏方法。概述•分类名称冷藏冻藏微冻贮藏冷凉贮藏温度范围0~15℃-12~-30℃-2~-3℃0℃±1℃第三章食品的低温保藏技术低温保藏原理降低温度，可使食品中的微生物丧失活力,不能繁殖甚至死亡；酶的催化作用受到抑制；化学反应的速度变慢。因此，低温下食品可以较长时间的贮藏而不腐败变质。第三章食品的低温保藏技术§1.食品的冷却保藏技术食品冷藏的定义食品的冷藏是指经过冷却的食品在稍高于食品冰点的温度下贮藏的方法。第三章食品的低温保藏技术§1.食品的冷却保藏技术问题：冷藏、冻藏的食品为什么要进行冷却？怎样进行冷却？如何控制冷藏的工艺条件？气调冷藏的原理与方法？第三章食品的低温保藏技术§1.1.原料及其处理§1.1.2.动物性原料及其处理畜禽原料：§1.1.1.植物性原料及其处理水产原料：宰前处理剥皮/去毛刺杀放血剖除内脏胴体修整清洗放血分级剖除内脏适当包装原料选择挑选分级特殊处理适当包装预冷涂膜、愈伤、辐照等检疫、宰前休息、断食、淋浴第三章食品的低温保藏技术§1.2.食品的冷却§1.2.1.冷却的目的•转移生化反应热；•阻止微生物繁殖；•抑制酶的活性和呼吸作用；•为后续加工提供合适的温度条件。冷却——在尽可能短的时间内，利用低温介质降低食品温度的一种热交换过程。第三章食品的低温保藏技术§1.2.2.冷却速度和时间食品内部传递的热量：食品内部温度下降示意图•传出与传入热量差ddSxcu－)tgtg（ABSQ•a.冷却速度（傅立叶定律）)（rSQ•降温产生的能量变化xSQ（1）（2）（3）由（2）＝（3）得：)r(－－SddVc第三章食品的低温保藏技术a.冷却速度式中：α—对流换热系数（kJ/m2·℃·h）；S—热传导的面积(m2)；V—长方体的体积(m3)；ρ—长方体的密度(kg／m3)；c—长方体的比热容（kJ／(kg·℃)；—某一时刻冷却食品的平均温度(℃)；—冷却介质的平均温度(℃)。•平均冷却速度)(SrcVv－r第三章食品的低温保藏技术平板状食品平板状食品冷却速度的计算公式：tkrekv22220)(为冷却时间。为食品的厚度；为导温系数；的值决定；为常数，由为食品的初温；式中：tk0第三章食品的低温保藏技术b.冷却时间平板状食品冷却时间的计算公式：RRct0lg)3.5(56.4第三章食品的低温保藏技术§1.2.3.冷却方法a.空气冷却法利用低温冷空气降低食品温度的方法。可控参数：空气的温度、相对湿度和流速。特点冷却过程易控制；可实现连续化作业；易引起水分蒸发产生干耗。冷风冷却系统示意图例：冷鲜肉宰杀→降温至18～20℃→排酸→冷藏链90min内4℃24h第三章食品的低温保藏技术§1.2.3.冷却方法b.水冷法浸渍式、喷淋式特点冷却速度快而均匀；无干耗；可连续化作业，所需空间小；易引起微生物污染。适用范围家禽、水产、部分果蔬、罐头食品冰水预冷机第三章食品的低温保藏技术§2.1.3.冷却方法c.碎冰冷却法利用冰块融化吸收相变热，降低食品的温度的方法。特点简便易行；冷却后品温≥0℃；可避免干耗；过程控制困难。适用范围水产品、某些果蔬。第三章食品的低温保藏技术§1.2.3.冷却方法d.真空冷却法降低环境压力，促使食品表面水分蒸发而降温的方法。特点冷却迅速，品质好；可以处理散装食品；设备投资大，运行成本高。适用范围某些蔬菜。e.热交换器冷却法第三章食品的低温保藏技术小结冷却的目的转移生化反应热；阻止微生物繁殖；抑制酶的活性和呼吸作用；为后续加工提供合适的温度条件。冷却的方法空气冷却法水冷法碎冰冷却法真空冷却法热交换器冷却法第三章食品的低温保藏技术§1.3.食品的冷藏§1.3.1.空气冷藏法a.冷藏的方法自然空气冷藏法机械空气冷藏法冷藏——经过冷却的食品在稍高于冰点的温度下贮藏的方法。第三章食品的低温保藏技术b.蒸汽压缩式制冷机原理制冷原理图常温高压液态高温高压气态冷藏库蒸发器压缩机冷凝器储液器膨胀阀低温低压气液混合气态P↑，T↑T↓P↓，T↓第三章食品的低温保藏技术c.影响空气冷藏效果的因素贮藏温度以稍高于食品的冻结点温度为佳。空气的相对湿度相对湿度维持在适当的水平，同时考虑温度的影响。空气的流速在有效转移生化反应热和均匀温度的前提下，气流速度越低越好。(一般不超过0.3－0.7m/s)第三章食品的低温保藏技术c.影响空气冷藏效果的因素通风换气自然通风、机械通风；空气清洁无污染，温度与库温相近。包装普通包装、真空包装、充气包装；安全、稳固、方便堆垛。产品的相容性分库存放，合理堆放。详见教材P80第三章食品的低温保藏技术§1.3.2.气调冷藏法a.定义通过调节贮藏环境的介质条件，以适应食品贮藏要求的方法。正常情况下的空气成分：氮气78.08%、氧气20.96%、氩气0.92、二氧化碳0.04%第三章食品的低温保藏技术§1.3.2.气调冷藏法b.气调保藏原理以果蔬的呼吸作用为例C6H12O6+6O2==6CO2+6H2O+2817kJC6H12O6==2CO2+2C2H5OH+117kJ有氧呼吸维持生命消耗养分,温度↑加速衰老O2↓、CO2↑无氧呼吸腐烂第三章食品的低温保藏技术b.气调保藏原理在一定的封闭体系内，采用低温和改变气体成分的技术，抑制微生物的活动，延缓食品劣变的生理生化过程。栅栏因子温度（t），氧化还原电势(Eh）适用范围果蔬、肉禽、焙烤类食品等第三章食品的低温保藏技术c.特点优点降低呼吸强度，延缓果蔬的后熟；减轻果蔬的冷害，减少损耗；保持色泽、风味和原有形态，减少营养成分的损失；抑制好氧菌的生长繁殖，防止老鼠和昆虫的危害；利于推行绿色保藏。缺点适用品种有限，不同品种需单独存放；投资成本较高。一次气调法（ModifiedAtmosphereStorage）连续气调法(ControlledAtmosphereStorage)d.分类第三章食品的低温保藏技术5.气调方法MA贮藏聚乙烯薄膜包装法、置换气调法CA贮藏自然降氧法——硅窗法快速降氧法——气调冷藏库混合降氧法——垛封法减压保藏法涂膜保鲜法电子保鲜法第三章食品的低温保藏技术气调冷藏库气调冷藏库模式图51.气密门2.CO2吸收装置3.加热装置4.冷气出口5.冷风管6.呼吸袋7.气体分析装置8.冷风机9.制氮机或催化燃烧装置10.空气净化器在短时间内，将密闭体系内的O2和CO2的含量调节到适宜的比例，并经常调节保持不变。第三章食品的低温保藏技术利用硅橡胶对O2和CO2良好的透气性和适当的透气比，来调节袋内的气体成分。气体半透膜法——-硅窗法硅窗薄膜封闭集装袋第三章食品的低温保藏技术垛封法塑料薄膜垛封法示意图果蔬盛装、码垛、密封后，迅速降低氧气浓度，再利用适当的手段调节垛内气体成分。第三章食品的低温保藏技术减压保藏法概念将食品置于低压、低温的环境中，并不断补给饱和的湿空气，以延长食品保藏期的方法。特点可获得贮藏所需的低氧环境；可及时排除有害气体；低压可抑制微生物的生长；换气成本低；贮藏库的建筑难度大；产品的风味稍受影响。第三章食品的低温保藏技术减压保藏法减压气流贮藏的基本设备1-真空表2-加水器3-阀门4-温度表5-隔热墙6-真空调节器7-空气流量计8-加湿器9-水10-减压贮藏室11-真空节流阀12-真空泵13-制冷机冷却管第三章食品的低温保藏技术涂膜保鲜法⑴定义：将成膜物质溶解后，以适当的方式涂敷于食品表面，经过干燥，食品的表面便被涂覆一层极薄的涂层。⑵涂膜方法：浸涂法刷涂法喷涂法第三章食品的低温保藏技术喷涂法水果喷蜡机第三章食品的低温保藏技术电子保鲜法概念：利用高压放电，在贮藏果蔬的空间产生一定浓度的臭氧和负离子空气，来提高保鲜效果的方法。方法负离子空气保鲜臭氧保鲜•原理–负离子的作用可使酶钝化；–臭氧具有强氧化能力，可杀菌、抑制酶活。第三章食品的低温保藏技术6.气调冷藏工艺主要技术参数温度气体组成气体指标的控制方式双高指标控制，氧和二氧化碳的浓度总和约为21%。双低指标控制，氧和二氧化碳的浓度总和小于10%。氧单指标，大多数为2%～3％。多指标和变指标。参见教材P81第三章食品的低温保藏技术§2.食品的冻结保藏技术§2.1.食品的冻结§2.2.食品的冻结保藏第三章食品的低温保藏技术§2.食品的冻结保藏技术冻藏食品调理食品类主食类速冻果蔬类水产、肉类第三章食品的低温保藏技术§2.1.食品的冻结问题一食品冻结过程遵循什么规律？问题二冻结速度对食品的品质产生哪些影响？问题三如何实现食品的速冻？第三章食品的低温保藏技术§2.1.食品的冻结§2.1.1.基本概念a.食品的冰点(冻结点)食品中液态物质与冰处于平衡状态时的最高温度。b.过冷临界温度液态物质在降温过程中，开始形成稳定晶核时的温度。第三章食品的低温保藏技术§2.1.1.基本概念食盐水的二元相变图固相食盐和食盐水食盐水冰和食盐水温度℃含盐量%AEBabc.低共熔点（共晶点）在降温过程中，食品组织内溶液的浓度增加到一个恒定值，溶质和水分同时结晶固化时的温度。第三章食品的低温保藏技术d.水分冻结量食品冻结时，水分转化为冰晶体的形成量。描述为：ω＝G冰／（G冰＋G水）（%）水分冻结量与温度的关系：其中：t——表示冻结食品的温度tp——表示食品的冰点温度食品温度从-1℃降到-5℃时的水分冻结量%100)1（ttp%80%100)511（第三章食品的低温保藏技术e.冻结过程中的冷耗量定义：食品在其降温范围内所放出的热量。计算：Q＝Q1＋Q2＋Q3Q1＝GC0（T初－T冻）冻结前释放的显热；Q3＝GCT（T冻－T终）冻结后释放的显热。Q2＝G·W·ω·q冰冻结时释放的相变热；Q＝G[C0（T初－T冻）+W·ω·q冰+CT（T冻－T终）]C0、CT：食品冻结前、后的比热；G：食品的质量；W：食品的含水量；ω：水分冻结量；q冰：水的冻结潜热；T初、T冻、T终：冻结前、冻结点和冻结终了温度。第三章食品的低温保藏技术§2.1.2.冻结过程与冻结曲线纯水的冻结曲线τ/minT/℃-1BC-5-181020EDA介质纯水0A→B过冷状态B→C温度回升C→D冰晶形成D→E冰的降温第三章食品的低温保藏技术§2.1.2.冻结过程与冻结曲线晶核形成A→S过冷状态；S→B释放潜热；冰晶成长B→C大部分水分形成冰晶；达到终温C→D溶质组分浓缩，冻结温度不断下降。a.食品的冻结曲线（一）τ/minT/℃-1ASBC-5-181020D第三章食品的低温保藏技术冻结温度与水分冻结量的关系达到终温时，食品中的水分并未全部冻结。冻结时间/min温度/℃第三章食品的低温保藏技术§2.1.2.冻结过程与冻结曲线冷却阶段(Ⅰ)最大冰晶生成阶段(Ⅱ)品温迅速降低阶段(Ⅲ)b.食品的冻结曲线（二）T/℃τ/min0℃ⅠⅡⅢc.冻结曲线在生产上的意义第三章食品的低温保藏技术小结食品冻结规律冻结从过冷点开始，冻结开始后温度回升至冰点；