食品冷冻冷藏工艺

冷藏冷冻工艺学1食品冷冻冷藏工艺学主讲：刘睿Tel:87280765(O)E-mail:[e-mail]冷藏冷冻工艺学2参考书目及资料《食品冷藏学》《食品工艺学导论》《食品冷冻工艺与设备》《食品工艺学》中、外食品相关期刊中、外相关食品网站冷藏冷冻工艺学3本章内容第一节：概述第二节：食品的冷藏原理第三节：食品的冷却第四节：食品的冻结第五节：食品的冻藏第六节：解冻第七节：冷冻食品品质质量管理第八节：HACCP在冷冻食品生产中的应用冷藏冷冻工艺学4本章的重点和难点食品冷藏的原理食品冷却过程中的热量传递食品冷却速度与时间食品冷却、冻结、冻藏时的变化冻结速度与结晶分布情况冻结时间的计算冻结食品的T.T.T.概念及计算方法冷藏冷冻工艺学5第一节概述1.冷冻工艺学的定义和内容2.食品冷冻工艺学的发展过程3.食品冷冻工艺学的发展趋势4.我国冷冻食品工业的现状和发展趋势冷藏冷冻工艺学61.冷冻工艺学的定义和内容冷冻工艺学是一门使用人工制冷技术来降低温度以保藏食品和加工食品的科学，即它是专门研究如何使用低温条件来达到最佳地保藏食品和加工食品的方法，以使各种食品达到最大保鲜程度。定义:冷藏冷冻工艺学7冷冻工艺学研究的内容：食品冷冻工艺学包括以下三个方面的内容：食品冷却和冷藏的方法。食品在冷却、冷藏过程中的变化。解冻技术和解冻过程中食品的变化。冷藏冷冻工艺学82.食品冷冻工艺学的发展过程(1)公元前1000多年前，天然冰雪贮藏食品(2)19世纪上半纪，由于新冷源——冷冻机的出现，人工冷源开始取代天然冷源(3)19世纪来至今，用冷冻机直接冻结食品和冷藏食品(4)食品的冷藏如今已发展成一门科学技术了冷藏冷冻工艺学93.食品冷冻工艺学的发展趋势现在食品冷冻技术的发展体现在三个方面：(1)制冷装置的变化(2)食品在冷藏过程中的变化的研究，越来越受到重视(3)解冻方式对食品冷冻质量的影响的研究总之，食品冷冻工艺，目前正处在一个围绕提高食品质量和提高效率为中心的迅速发展中。冷藏冷冻工艺学104、我国冷冻食品工业的现状和发展趋势世界权威咨询机构AccessAsia曾出版了一份有关中国冷冻食品市场的报告。报告分析了1996~2002年中国冷冻食品市场的发展状况，并对截至2007年的市场趋势进行了预测。冷藏冷冻工艺学11报告显示:•2002年中国销售的冷冻食品总价值达401亿元人民币（约合48亿美元），比1996年增长了90％。•中国冷冻食品市场上所占份额最大，发展最迅速的一个类别当属预制食品，其次为冷冻蔬菜，再次为冷冻红肉、禽肉和鱼类。•报告预测:到2007年，中国市场冷冻食品销售总额将达到554亿元人民币，比2002年增长38％。冷藏冷冻工艺学124、我国冷冻食品工业的现状和发展趋势（1）中国冷冻食品工业的现状（2）中国冷冻食品工业迅速发展的主要原因（3）中国冷冻食品工业发展过程中存在的主要问题（4）中国冷冻食品工业的发展趋势冷藏冷冻工艺学13（1）中国冷冻食品工业的现状中国冷冻食品的起步较晚。国内冷冻食品发展较快的有沪、京、津等大城市和沿海开放城市。近年来，国内冷冻食品中发展较快的产品是速冻蔬菜和冷冻调理食品。冷藏冷冻工艺学14（2）中国冷冻食品工业迅速发展的主要原因①国内经济持续高速发展②国民收入大幅度增加③国内冷藏链的建立和微波炉的普及④餐饮业采用速冻调理食品⑤国际市场对冷冻食品的需求量日益增长⑥冷冻食品的优越性冷藏冷冻工艺学15（3）中国冷冻食品工业发展过程中存在的主要问题①宏观调控乏力，管理混乱②企业规模偏小，经济效益不高③生产手段落后，产品质量参差不齐④科技投入不足，新产品开发跟不上市场需求⑤冷链还有待于进一步建立和完善冷藏冷冻工艺学16（4）中国冷冻食品工业的发展趋势美国是世界上冷冻食品最发达的国家，1997年美国冷冻食品的产值达655.5亿美无，产量达1700万吨,年人均占有量65kg。1995年欧共体13国的冷冻食品总产量逾1000万吨,年人均消费量达25kg。冷藏冷冻工艺学17日本是亚洲冷冻食品最发达的国家，1996年年人均消费量达16.7kg。从20世纪90年代后,国内冷冻食品已有了持续高速的发展,但与发达国家相比，国内冷冻食品的年人均占有量仍较低。随着国民可自由支配收入的继续增加，国内冷冻食品工业将继续向前发展。冷藏冷冻工艺学18（4）中国冷冻食品工业的发展趋势①国家将加强宏观调控和监督②优胜劣汰，涌现公认的名牌③产学研相结合，开发新产品④高新技术在冷冻食品工业中的应用⑤改进冷冻食品的包装，减少白色污染⑥冷冻食品加工设备和速冻装置的国产化⑦进一步加强冷链的建设冷藏冷冻工艺学19思考题：•食品冷冻工艺学研究的内容•食品冷冻技术的发展体现在那几个方面•了解我国食品冷冻工业的现状和发展趋势冷藏冷冻工艺学20第二节食品的原料特性及冷藏加工原理冷藏冷冻工艺学21本节内容食品的化学成分食品的变质食品冷藏的原理冷藏冷冻工艺学22本节的重点与难点引起食品变质的原因食品冷藏的原理冷藏冷冻工艺学23一、食品的化学成分1.蛋白质：分子结构；基本性质2.糖类：组成；分类：单糖、二糖、多糖3.脂类：高级脂肪酸等油脂和类脂（磷脂、固醇）4.维生素：脂溶性：Vit.A、D、E、K水溶性：Vit.B、C冷藏冷冻工艺学245.酶：酶促反应是食品腐败变质的重要原因之一。影响酶作用因素：酶浓度:底物浓度:温度:pH:金属离子等6.矿物质冷藏冷冻工艺学257.水：食品中水分含量的质量百分数不能直接反映食品贮藏的安全条件。只有水分活度才能直接反映食品的贮藏条件。食品中的水用水分活度Aω表示：Aω=P/P0P：食品中呈溶液状态的水的蒸汽压。P0：纯水的蒸汽压。冷藏冷冻工艺学26二食品的变质（一）概念：新鲜食品在常温下(20℃)存放，由于随着在食品表面的微生物作用和食品内所含酶以及某些非酶原因的作用，使食品的色、香、味和营养价值降低，直至食品腐败或变质，以致完全不能食用，这种变化即是食品的变质。冷藏冷冻工艺学27(二）影响食品变质的原因：1.由微生物作用引起的变质：•在食品变质的原因中，微生物往往是最主要的原因。•引起食品腐败或变质的微生物有细菌、酵母和霉菌。其中以细菌引起的变质最为显著。•微生物对食品的破坏作用与食品的种类、成分及贮藏环境有关。冷藏冷冻工艺学28影响微生物生长繁殖的因素(1)水分：人们通常采取降低食品的水分或降低环境湿度达到抑制或杀死微生物而保藏食品。(2)温度：(3)营养物：(4)pH值：(5)放射线和化学药品等，有杀菌或抑菌作用冷藏冷冻工艺学29温度对微生物生长繁殖的影响各种微生物都只能在一定温度范围生长一般情况下，低温只是阻止微生物繁殖，不能杀死微生物。一般来说，细菌对低温的耐力较差。冻结食品对微生物的低温致死作用，主要是由于生化过程不正常所引起的；同时在低温下，细胞中的类脂物变硬，减弱原生质的渗透作用；此外，降温使细胞的原生质凝固；再者由于低温，水结成冰，所生成的冰晶对细胞有致命的影响。因此用低温来保藏食品，必须维持足够的低温，以抑制微生物作用，使它失去分解食品的能力，达到低温贮藏的目的。冷藏冷冻工艺学302.由酶的作用引起的变质无论是动物性食品或植物性食品，其本身都含有酶。各种生化反应，均需在酶的参与下进行。酶反应的速度随食品的性质而不同酶的作用具有专一性酶的活性与温度有关低温贮藏的温度要根据酶的品种和食品种类而定一般要求在-20℃低温下贮藏，含有不饱和脂肪酸的多脂类食品则要在-25℃～-30℃低温中贮藏，达到抑酶和防止氧化。冷藏冷冻工艺学313.由非酶引起的变质引起食品变质的化学反应大多由于酶的作用，但也有一些不与酶直接有关。如：油脂的酸败，是由于油脂氧化引起的VC的氧化脱氢番茄色素和胡萝卜素双键的氧化等冷藏冷冻工艺学32无论是何种原因（微生物、酶、非酶）引起的变质，在低温的环境下，可以延缓，减弱它们。但低温不能完全抑制它们的作用，即使在冻结点以下的低温。食品进行长期贮藏，其质量仍有所下降。冷藏冷冻工艺学33三：食品的冷藏原理防止食品的腐败，对动物性食品来说，主要是降低温度抑制微生物的活动和生化反应；对植物性食品来说，主要是保持恰当的低温（因品种的不同而异），使植物体不致产生冻害又控制其呼吸作用。从而达到保持好食品质量的效果。冷藏冷冻工艺学34思考题：食品变质影响食品变质的原因如何防止食品的变质能直接反映食品的贮藏条件的食品中的水分用什么表示？冷藏冷冻工艺学35第三节食品的冷却冷藏冷冻工艺学36本节内容食品冷却的目的及冷却、冻结的温度范围食品在冷却过程中的热量传递食品冷却的速度与时间食品冷却时变化冷藏冷冻工艺学37本节重点与难点•食品冷却过程中的热量传递•食品冷却的速度与时间•食品冷却时的变化冷藏冷冻工艺学38一、食品冷却的目的及冷却冻结的温度范围（一）冷却的定义冷却是将食品的品温降低到接近食品的冰点，但不冻结的一种冷加工的方法，是延长食品保藏期的一种广泛采用的方法。有些冻结食品在冻前也要进行冷却。（二）食品冷却的作用（目的）（三）食品冷却和冻结的温度范围冷藏冷冻工艺学39（二）食品冷却的作用（目的）1.对动物性食品（鱼类、肉类）有利于抑制分解蛋白质的酶的作用，有利于抑制细菌的生长繁殖，快冷甚至能使部分细菌骤冷休克死亡。2.肉类的冷藏，使肉在低温下成熟，使肉的色泽、风味、柔软度变好，提高肉类的商品价值，牛肉尤其如此。冷藏冷冻工艺学403.冷却肉与冻结肉相比，由于不存在冰晶的物理变化，有利于防止冻结肉冰晶物理变化中造成的肉质变化，蛋白质变性。4.有利于排除植物性食品的呼吸热和田间热，延长植物性食品的贮藏期，但要防止冻害（温度过低）影响植物性食品的生理机能。冷藏冷冻工艺学41（三）食品冷却和冻结的温度范围名称冷却食品冻结食品半冻结食品冷凉食品冷凉食品品温范围℃0～15－12～－30－2～－3－1～1－5～5备注冷却但未冻结冻结坚硬稍微冻结欧美适用日本适用食品冷却的温度范围上限是15℃，下限是0~4℃。在此温度范围，T.T.T.概念只适用于鱼肉或肉类，但不适用于植物性食品。故冷却食品要根据种类、性质、贮藏期的不同，选择各自合适的贮藏温度。冻结食品的品温在－12℃以下是普通冻结，在－18℃以下是深温冻结，冻结食品一般符合T.T.T.概念。目前冻结食品的品温有下降的趋势，如多脂肪鱼类冻结温度为－30℃。冷藏冷冻工艺学42二、食品在冷却过程中的热量传递（一）食品表面失去的热量（二）食品内部的热量传递（三）食品表面热量传递（四）食品内部温度降低冷藏冷冻工艺学43（一）食品表面失去的热量食品表面失去的热量是通过食品表面与冷却介质之间的对流换热传递的。单位时间内从食品表面传递给冷却介质的热量Qt（kcal/h）可用下式表示：Qt=αF(tr-ts)(1)式中：α：对流放热系数（kcal/m2·h·℃）F：食品冷却的表面积（m2）tr：食品表面的温度（℃）ts：冷却介质的温度（℃）对流放热系数α的值是随流体的种类而不同，一般是液体比气体大得多；流速越大，则α值也显著增大。见下表冷藏冷冻工艺学44流体性质对α的影响介质的种类和状态静止气体流动静止液体流动α(kcal/m2·h·℃)4~2010~50070~300200~1000冷藏冷冻工艺学45（二）食品内部的热量传递Qc＝λFt1-t2l式中：λ：导热系数（kcal/m2·h·℃）F：热传导面积（m2）t1、t2：两个面各自的温度（℃）l：两个面之间的距离食品内部的热量传递是以热传导方式进行。食品内部有两个不同的温度面，各自为t1和t2，热量从温度高的一面向低的一面传递。单位时间内以热传导方式传递的热量QC（kcal/h）用下式表示：t1-t2lF冷藏冷冻工艺学46式中=tgφ用温度梯度来表示。ltt21一般食品内部温度分布可用曲线ApB来表示。断面P的温度梯度是通过p点作曲线ApB的切线来表示，其值tgφ=()P。在断面P处，从温度高的一方向温度低的一方传导的热量可用下式表示：QC=