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项目二果蔬速冻加工任务速冻西兰花制备任务：掌握果蔬速冻的加工原理、工艺、品质控制方法，能够完成速冻西兰花的制备作业：实验报告、电子作业（速冻西兰花照片、果蔬速冻过程总易出现的问题及解决方法）预习：全班预习项目三内容。第二组重点查阅相关内容，准备讲解。材料准备：授课内容：一、认识速冻果蔬制品提问：大家在市场上常见的速冻果蔬制品有哪些呢？利用手机查阅淘宝网上售卖的速冻果蔬制品的种类。同时查阅速冻果蔬的保质期、贮存方式、加工方式。速冻果蔬：玉米、黄桃、草莓、南瓜、青豆、豆角等。引导大家总结什么是速度食品。速冻是近代食品工业中发展迅速的一种新技术，在食品保存方法中占有重要地位。速冻比其他方法更能保持食品的新鲜色泽、风味和营养成分。速冻食品（Quick-frozenfoods）：是指将食品原料经预处理后，采用快速冻结的方法使之冻结，并在适宜低温下（-18～－20℃）进行贮存。适宜速冻的果蔬种类有：苹果、桃、李、杏、葡萄、草莓、樱、菠菜、青豌头、豆角、胡萝卜、马铃薯、菜花、辣椒、大葱、芦笋、蘑菇等。二、冷冻原理1、冷冻对微生物和酶的影响分组讨论：为什么在冷冻条件下食品能保存较长时间？降低温度能减缓微生物生长和繁殖的速度和酶活性，这就是冷藏和冻结冷藏的依据。冷冻对微生物的影响冷冻温度：低温对微生物有抑止或致死作用。尤其是-1～-5℃（最大冰晶形成带），致死率最高。在-18℃几乎能阻止所有的微生物。（1）微生物生长和环境温度的关系微生物生活环境的物理和化学条件只能在一定的范围内变化。如果超越了变化范围，则生长就不能进行。另外，综合的环境条件，即使大致在可能生长的范围内，如果各个环境因素远离微生物生长的最适值，则也会相应地降低微生物生长速度。环境温度从这个意义上来说也是控制微生物生长活动的最重要因素之一。用冷冻、冷藏来防止食品的腐败和变质，应使其环境温度处于不适于大部分腐败微生物的生长的范围内，从而使得由微生物活动而引起的食品成分的各种反应难以发生和进行，这也就是低温保藏的原理。通常，微生物可以生长的温度范围很广，从最低的-10℃到最高的80℃之间。然而，这是对含有非常多种类的微生物生物群的整体而言，实际上从各种微生物来看，其可以生长的温度范围比此值狭隘得多。生长最适温度在25～45℃的微生物称为嗜温微生物，也是我们周围普遍存在的微生物，引起食品腐败和变质的微生物大部分属于此群。生长最适温度在25℃以下的微生物称为低温微生物，这类微生物为冷藏时引起食品变质的重要微生物群。最适温度在45℃以上的微生物是土壤中常见的菌群，称为嗜热微生物。（2）在低温环境中微生物的生长多数嗜低温细菌在0℃或更低的温度下，有某种程度的生长。但是在这样的温度下，即使某些微生物能生长，也并不是一个好的温度。它们生长最快的温度通常为15℃或20℃。就是在特别低温下能生长的微生物，其最适温度也是在10℃左右。因此，在低温下，生长速度随着温度的降低而降低，0℃以下则极其缓慢。研究结果表明，远离生长最适温度时，细胞分裂时间逐渐增长。在0℃左右，嗜低温细菌的分裂速度也极其缓慢。（3）嗜低温微生物的分布微生物生长的适宜温度和进行代谢活动的温度范围，一般与此微生物生活环境的温度有关。大多数在水温低的海洋中生活的鱼类，在自然状态下附带的微生物几乎大部分都是嗜低温性的微生物，它们即使在0℃也能很好地生长。所以把附有这些嗜低温微生物的鱼体等进行冷藏，尤其是在0℃左右或略高一点的温度下贮藏时，经常会发现这类微生物生长的现象。例如；在-2℃下冷藏的鱼肉中，活菌数随时间的推移而增加。由此，鲜鱼贝类等水产食品粘附嗜低温微生物的可能性比较大。虽然偶尔也有在农产食品中发现嗜低温微生物的情况，但是由于在畜肉类、水果蔬菜等的农产食品上附着的细菌大部分为嗜中温性类型，所以在低温下，这些食品的腐败和变质，由酵母和丝状菌引起的比细菌引起的更多。而这些食品在常温下贮藏经常变质的原因，则是由产芽孢细菌的芽孢引起的，即使在5～8℃的低温下，芽孢也可发芽后进行营养增殖，但产生的营养细胞在低温下会缓慢地死去。丝状菌群或霉菌在低温下能生长的种类也比较多。在食品中广泛存在的曲霉和青霉大多数在10℃上下的温度均能生长。在5℃或0℃，则生长受到限制，但仍然有相当多种可以生长。这类丝状菌在冷藏食品的污染中，占有最大比重。嗜低温微生物均在各自相应的低温下生长，由于是食品腐败和变坏的原因，故在食品冷藏的情况下必须予以充分注意来防止其污染和生长。（4）低温处理杀灭的微生物实践中看到，在低温贮藏过程中微生物的活菌数仅仅以极缓慢的速度减少，因此不能期望用冷冻和冷藏等的低温处理来杀灭食品中存在的微生物。低温下微生物的死亡速度受到微生物种类、细胞的老幼、冷冻时的温度、冷冻时间、冷冻速度、解冻速度、食品的化学组成等各种因素的影响。由冷冻而引起的微生物细胞死亡机理尚没有完全搞清楚。但随着细胞内存在的水部分结冰而残存的溶液中溶质浓度增加，引起蛋白质的变性和随着冰晶的形成，细胞结构部分地破坏等是使微生物细胞死亡的一部分原因。在比0℃稍高温度下，某些微生物可能发生异常代谢，也成为在低温下促进微生物死亡的部分原因。冷冻对酶的影响温度每下降10℃，酶的活性就减少1/2～1/3，但低温不能完全抑止酶的活性。2、冷冻原理第一小组讲解，教师补充。冷冻过程水冻结的两个过程：降温和结晶（结合P22图2-12-2讲解）。结冰的两个过程：晶核的形成和晶体的增长注：①晶核在过冷条件达到后才能出现。②冰晶体的增长是水分子有次序地不断结合到晶核上。详细内容：果蔬的冻结包括降温和结晶两个过程。果蔬由原来的温度降到冰点，其内部所含水分由液态变成固态，这一现象即为结冰。待全部水结冰后温度才继续下降。纯水在冷冻降温过程中，常出现过冷现象，即温度降到冰点(0℃)以下，而后又上升到冰点时才开始结冰(图7-1)。在过程abc中，水以释放显热的方式降温；当过冷到c点时，由于冰晶开始形成，释放的相变潜热使样品的温度迅速回升到0℃，即过程cd，在过程de中，水在平衡的条件下，继续析出冰晶，不断释放大量的固化潜热。在此阶段中，样品温度保持恒定的冻结温度0℃；当全部的水被冻结后，固化的样品才以较快速率降温(ef段)。在果蔬的冷冻降温过程中，也会出现过冷现象，但这种过冷现象的出现情况随着冷冻条件和产品性质的不同而有较大差异，所以其冻结曲线与纯水的冻结曲线有较大差异。此过冷现象一定出现在结冰之前，否则对果蔬的品质影响较大。水的结晶也包括两个过程，即晶核的形成和晶体的增大。晶核形成是一部分极少的水分子以一定规律结合成颗粒型的微粒，提供晶体增长的基础。晶核的形成需在某种过冷条件下才能发生。晶体的增大是将水分子有秩序地结合到晶核上面去，继续增大冰晶体的体积。如果水和冰同时存在于0℃下，保持温度不变，它们就会处于平衡状态而共存。如果继续由其排除热量，就会促使水转变为冰而不需要晶核形成过程，即在原有的冰晶体上不断增长扩大。如果在开始时只有水而无晶核存在的话，则需在晶体增长之前先有晶核的形成，温度必须降到冰点以下形成晶核，而后才有结冰和体积增长。晶核是冰晶体形成和增长的基础，结冰必须先有晶核的存在。晶核可以是自发形成的，也可以是外加的，其他的物质也能起到晶核的作用，但它要具有与晶核表面相同的形态，才能使水分子有序地在其表面排列结合。冻结点水的冰点（0℃）：纯水的结冰温度果蔬的冻结点通常在0~-3.8℃；低于水的冰点。详细内容：纯水的结冰温度称之为水的冰点，而果蔬中的水成一种溶液状态，其冰点比纯水低。果蔬细胞含有大量的水分，一般为其质量的2/3以上。其中溶解有各种有机和无机物质，如溶解的盐类、糖类、酸类以及悬浮在其中的蛋白质，是一种很复杂的溶液。一般植物性食品如果品和蔬菜，其冰点温度通常在-3.8-0℃之间。3、最大冰晶生成带大部分食品中心温度从-1℃降至-5℃，有近80%的水分冻结成冰，此温度范围称为“最大冰晶生成带”。4、冷冻速度小组讨论，提问。以时间划分：食品中心温度从-1℃降到-5℃所需时间在30分钟内为快速冻结，超过这个时间为慢速冻结。以距离划分：每小时食品在-5℃的冷冻层从食品表面内部延伸的距离为5-20cm时称为快速冻结；1-5cm/h称为中速冻结；0.1-1cm/h为慢速冻结。提问：哪种冷冻方式较好呢？小组讨论，回答。冷冻速度对产品质量的影响缓冻与速冻形成冰晶大小比较：缓冻：形成大且分布不均的冰晶(缓冻期间形成的少数晶核，继续增长而成大形冰块)速冻：形成冰晶细小而分布广泛均匀(速冻时全面,大量形成晶核，分布广泛，以后的增长分配在多数晶核上进行，故晶块小而广)在冷冻过程中，晶体形成的大小与晶核的数目直接相关，而晶核数目的多少又与冷冻速度有关。如果冷冻是在缓冻的条件下进行，则在细胞间隙首先出现晶核，而且所形成的晶核少。随着冷冻的继续进行，水分在少数晶核上结合，使得冰晶体体积在细胞间隙不断增长扩大，造成细胞受机械损伤而破裂。待解冻后脱汁现象严重，汁液流失大，质地腐软，风味消失，影响产品质量。在速冻条件下，果蔬在几十分钟内通过最大晶核生成区(-5一-1℃)，由于其冻结速度快，细胞内外同时达到形成冰晶的温度条件，此时在细胞内外同时产生晶核，且数目多，分布广，因而晶体的增大就分别在大量、细小的晶核上进行，这样冰晶体就不会变得很大，这种细小晶体全面、广泛的分布使细胞内外压力一表3-9冻结速度与冰晶的关系0~-5℃通过时间冰晶体冰层推进速度I与水移动速度W位置形状直径×长度(μ)数量5s细胞内针状1~5×5~10极多IW1.5min细胞内杆状5~20×20~500多IW10min细胞内柱状50~100×100少IW90min细胞外块粒状50~200×200少IW样，细胞膜稳定，不致损伤细胞组织，待解冻后容易恢复原来的状况，并更好地保持原有的色、香、味和质地。因而掌握好冷冻速度和冰晶状态对产品质量是非常重要的。冻结速度与冰晶分布的关系三、速冻工艺流程第一小组讲解，教师补充。1、原料选择选择适宜冷冻加工的果蔬品种。在鲜食风味最佳时采收，此时的色香味最佳。基本要求：耐冻藏，而冷冻后严重变味的原料一般不宜；食用前需要煮制的蔬菜适宜速冻，对于需要保持其生食风味的品种不作为速冻原料。2、原料预冷速冻之前降温处理。降低果蔬田间热和各种生理代谢，防止腐败、衰老。3、清洗、整理和切分。认真清洗，出去污物和杂质。根据产品要求去皮、切分。4、护色有些原料如马铃薯、苹果在去皮后常会引起褐变，这类产品在去皮切分后应立即浸泡在溶液中进行护色。常使用0.2%-0.4%的SO2溶液，2%的食盐水溶液，0.3%—0.5%的柠檬酸溶液等等，即可抑制氧化，又可降低酶促反应。水果的浸糖处理：水果切分后保存在糖液或维生素C溶液中，或切分的果品常与糖浆液共同包装冷冻，以破坏水果酶活性，防止氧化变色。目的：增加甜味；有助于芳香气味的保存；减少在低温下冰结晶；减少溶液中氧的含量从而降低褐变。5、漂烫和冷却。漂烫能钝化酶的活性，使产品的颜色、质地、风味及营养成分稳定；杀灭微生物；软化组织，有利于包装。漂烫时间和温度应根据原料性质、切分程度确定，一般是95-100℃，几秒至几分钟。漂烫后应立即冷却，否则产品易变色。实验证明，漂烫后的蒜台在25℃情况下6小时变黄。此外，如不能及时冷却也会使微生物繁殖，影响产品质量。冷却方法是：立即浸入到冷水中，水温越低，冷却效果越好。一般水温在5-10℃，也有用冷水喷淋或冷风冷却的。6、沥水防止表面带有较多水分，在冷冻过程中溶液形成冰块，增大产品体积。7、包装通过包装，可以有效控制速冻果蔬在长期贮藏过程中发生的冰晶升华，即水分由固体的冰蒸发而造成的产品干燥；防止产品长期贮藏接触空气而氧化变色；便于运输、销售和食用；防止污染，保持产品卫生。8、速冻选择适宜方法和设备进行果蔬速冻，要求在最短时间内以最快速度通过果蔬的最大冰晶生成带，一般控制冻结温度在-40℃--28℃，要求30min内果蔬中心温度达到-18℃。流化单体速冻：在鼓风冻结设备中如果让气流从输送带的下面向上鼓风并流经其上的原料时，在一定的