大学课件 食品工艺学 食品的低温保藏

第2章食品的低温保藏Thelow-temperaturepreservationoffood食品低温保藏的原理食品的冷却和冷藏食品的冻结食品冻结方法和装置以及工艺计算食品的冷冻工艺流程及冻藏食品的解冻(1)食品行业低温的利用frozenstorageCA/MAchillstoragecooling/chillingfoodpreservationfrozendehydrationfreezingconcentrationquickfreezingfoodprocessingairconditionatfoodplantlowtemperatureapplicationinfoodindustry0序言(2)冷藏食品和冻藏食品冷藏食品和冷冻食品可按原料及消费形式分为果蔬类、水产类、肉禽蛋类、调理方便食品类四类。冷藏食品是将食品的温度降到接近冻结点，并在此温度下保藏的食品。冷藏食品不需要冻结。冻藏食品又称冷冻食品，是将食品冻结后在低于冻结点的温度保藏的食品。(3)冷冻食品的特点易保藏，广泛用于肉、禽、水产、乳、蛋、蔬菜和水果等易腐食品的生产、运输和贮藏。营养、方便、卫生、经济。市场需求量大，在发达国家占有重要的地位，在发展中国家发展迅速，在食品加工中已成为一个大行业。与其它保藏食品相比,冻藏食品的优点：与干藏比，具有较好的复原性;与罐藏比，由于不需高温处理，能较好保持食品原有的品质;与化学保藏比，没有任何残留的添加剂;与发酵腌制食品比，较多保留食品的固有成分。冻藏能最大程度地保持食品的新鲜度、营养和原有风味。出口及市面速冻食品主要分为五大类：●肉类的分割速冻●海产品●水果、蔬菜●米、面制品●调理食品(4)速冻食品发展状况20世纪初，美国最早建立了冷冻食品厂。二战的军需，极大地促进了美国冻结食品业的发展。战后出现了调理冷冻食品、耐热复合塑料薄膜包装袋、高质快速解冻复原加热设备等，冷冻食品业成为方便食品和快餐业的支柱行业。20世纪60年代，发达国家构成完整的冷藏链。冷冻食品进入超市。冷冻加工技术从整体冻结向小块或颗粒冻结发展。我国在20世纪70年代，因外贸需要冷冻蔬菜，冷冻食品开始起步。80年代，家用冰箱和微波炉的普及，销售用冰柜和冷藏柜的使用，推动了冷冻冷藏食品的发展，出现冷冻面点。90年代，冷链初步形成，冷冻食品品种增加，风味特色产品和各种菜式；生产企业和产量大幅度增加。世界主要地区冷冻食品人均消费量0102030405060美国丹麦英国瑞典法国挪威德国荷兰日本芬兰台湾中国Kg/人♣速冻食品工业成为当今世界上发展最快的工业之一；♣我国速冻食品每年以15％左右的速度递增；♣目前，我国已有生产速冻食品企业近200家，品种达300多个，年生产量达1000万吨；速冻蔬菜的出口量已超过50万吨。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。1食品低温保藏的原理低温对微生物的影响低温对酶活性的影响低温对非酶反应的影响1.1低温对微生物的影响微生物在食品中生长的主要条件液态水分pH值营养物温度表1-1微生物按生长温度分类最低温度℃最适温度℃最高温度℃嗜冷微生物-7~515~2025~30嗜温微生物10~1530~4040~50嗜热微生物30~4550~6575~80表1-2部分微生物生长和产生毒素的最低温度分类代表微生物生长最低温度（℃）产毒素肉毒杆菌10.010.0肉毒杆菌10.010.0肉毒杆菌---10.0肉毒杆菌3.03.0梭状荚膜产气杆菌15~20---金黄色葡萄球菌6.76.7食物中毒性微生物沙门氏杆菌6.7不产外毒素埃希氏大肠杆菌3~5不产外毒素产气杆菌0不产外毒素大肠杆菌类3~5不产外毒素粪便指示剂微生物肠球菌0不产外毒素在未冻结的介质中，某些嗜冷细菌可在0～-8℃活动，某些霉菌、酵母菌可在-8～-12℃活动。1.1.1低温和微生物的关系低温能有效抑制霉菌、酵母和细菌的生长发育及繁殖。酵母菌及霉菌的耐低温能力比细菌强。一般在-12~-15℃以下才能抑制各种微生物的活动。1.1.2冷冻的降温速度对微生物的影响冻结前的降温越迅速，对微生物的损害作用越大；冻结点以下的缓慢冻结可导致微生物的大量死亡；快速冻结对微生物的致死效果较差。温度变化导致微生物活力减弱和死亡的原因：各种生化反应的温度系数Q10各不相同；降温使Q10减慢，原来反应的协调性和新陈代谢受到破坏，致使其生活机能受到抑制甚至终止；冻结导致蛋白质变性、原生质或胶体脱水；冰晶体形成致使细胞机械性破坏。1.1.3低温下影响微生物状态变化的因素交替冻结和解冻温度高低稍低于生长温度或冻结温度时对微生物威胁最大；降温速度结合水分结合水分含量高，微生物在低温下的稳定性相应提高；过冷状态急速冷却时，水分有可能迅速转为过冷状态而避免结晶。介质高水分、低pH值会加速微生物死亡，糖、盐、蛋白质等对微生物有保护作用。贮藏期微生物的数量随低温贮藏期的延长而减少。可加速微生物的死亡。速度越快对物料的损伤越小；冷冻并不能完全杀死微生物，即使长久在低温下它们会逐渐死亡，但往往还有残存，尤其是污染严重的产品和微生物的孢子和芽孢等。冷冻既能保存食品，也能保护一些微生物，如有的霉菌、酵母菌、细菌能在冷冻食品生存数年之久。残存的微生物冷冻温度下活动受到抑制，但解冻时在室温下会恢复活动，使食品迅速败坏。冷冻不是灭菌措施1.1.5冷冻食品中微生物存在引起的安全问题表1-3冷冻食品中微生物的生存期微生物种类食品贮藏温度（℃）生存期芽孢菌肉毒梭状芽孢杆菌蔬菜-162年以上肉毒梭状芽孢杆菌罐头-161年生芽孢梭状芽孢杆菌水果-162年以上肠道菌大肠埃希氏杆菌冷冻鸡蛋-914个月大肠埃希氏杆菌甜瓜-201年以上大肠埃希氏杆菌蘑菇-9.46个月大肠埃希氏杆菌樱桃汁-17.8及-204个月以上产气肠细菌甜瓜-201年以上肠炎沙门氏菌冰淇淋-23.27年鼠伤寒沙门氏菌鸡肉炒面-25.5贮藏270天，1.7×107→3.4×106伤寒杆菌鸡蛋-1,-9及-1811个月以上伤寒杆菌青豆-9贮藏12周，3.3×107→1.2×105副伤寒杆菌樱桃汁-17.8及-204周副志贺氏痢疾杆菌冷冻鸡蛋-93个月普通变形杆菌樱桃汁-17.8及-204周以上乳酸菌生芽孢乳杆菌蔬菜及青豆-102年粪链球菌蔬菜-20贮藏1年，70个试样中89个生存葡萄球菌，微球菌金黄色葡萄球菌冷冻鸡蛋-912个月金黄色葡萄球菌糖渍草莓片-18按500个/g接种，6个月生芽孢微球菌青豆-17.8贮藏8个月，44%试样中生存生芽孢微球菌玉米-17.8贮藏8个月，78.7%试样中生存生芽孢微球菌橙汁-450小时一般细菌冷冻鸡蛋-184年以上一般细菌冷冻蔬菜-17.89个月以上一般细菌苹果汁-70~-21贮藏1个月，减少90~96%一般细菌草莓-18贮藏6周，不减少一般细菌草莓-6.6贮藏6周，霉菌果汁-23.33年霉菌草莓-9.43年酵母草莓-9.43年冷冻食品的安全性问题：有害微生物的繁殖，产生相当数量的毒素，危害人体健康，使食品食用不安全；由于微生物的活动造成产品质量下降或全部腐烂；冷冻食品解冻后并在解冻状态下长时间存放时，腐败菌的繁殖常足以使食品发生腐败。保证冷冻食品安全的关键：GMP和HACCP标准管理（1）在加工过程中坚持高标准卫生要求；（2）在加工流水线上避免物料积存和时间拖延；（3）避免加工品与原料的交叉污染；（4）保持冷冻产品在合适的低温下贮藏。1.2温度对酶活性的影响酶的最适温度30~45℃，酶作用的效果因原料而异;酶的活性与温度密切相关,随温度的下降酶活性降低;湿热80~90℃可有效钝化酶的活性酶的活性。1.2.1低温与酶活性的关系因温度变化而引致酶作用反应速度的变化可用温度系数Q10衡量：Q10=Kt+10/Kt温度每下降10℃，酶的活性会削弱1/2～1/3；在许多化学和生物化学反应中，Q10在2～3之间；Q10值越大，低温保藏的效果越显著；一般的冷藏和冻藏不能完全抑制酶的活性。冷冻产品的色泽、风味、营养等变化，多数情况下有酶参与。※低温下酶的催化作用实际上也未停止，只是进行得非常慢；※防止微生物繁殖的临界温度（-12℃）还不足以有效地抑制酶的活性及各种生物化学反应；※在-18℃以上时仍有不少数量的未冻结水分存在，可为酶的活动提供条件，食品若要长期冻藏，温度应低于-18℃；※解冻时，酶活性会骤然增强，从而导致产品品质发生变化。速冻荔枝（整果、带果皮核）速冻前外果皮的多酚氧化酶活性是14.301活性单位；(Vit.Cmg／1kg／30min)解冻后上升至是39.996活性单位，酶的活性增加1倍以上，导致荔枝果皮很快变褐。多数果蔬都存在氧化酶系统，因此在冻结前要考虑钝化或抑制酶活性的处理措施,如采用烫漂或添加护色剂处理。烫漂设备：灭酶过氧化物酶和过氧化氢酶的活性检验:用指示剂和双氧水滴加在护色处理后的原料纵切面上的中心部位，如果变色，说明酶的活性存在；如果不变色，说明酶的活性已经被钝化。•0.5%愈创木酚溶液（用50%的酒精溶解）变红•0.5%联苯胺溶液（用50%的酒精溶解）变蓝1.3低温对非酶反应的影响各种非酶褐变的化学反应速度在低温条件下可明显降低。如荔枝罐头、荔枝汁低温保藏的非酶褐变抑制效果明显。2食品的冷却和冷藏2.1食品的冷却或预冷2.1.1冷却的目的植物性食品冷藏保鲜前的预处理肉类冻结前的预冷分割肉的低温销售水产品的冷藏保鲜前的预处理提高保藏效果保证产品品质鱼类：捕获后必须快速冷却。因为经过死后僵硬期，进行消化分解作用，而后由于细菌的繁殖以至腐败，其变化是相当复杂的生化反应过程，冷却可延缓这些过程的进行。鱼体温度：35℃15℃10℃5℃1℃僵硬开始时间：3~10min2h4h16h35h僵硬期：30~40min10~24h36h2~2.5d3~4d肉类：冷却肉：0~4℃，短期贮藏（二周内），有成熟作用，较受消费者欢迎。植物性食品果蔬类：有生命机体。降低温度，降低呼吸强度，降低生命活动消耗。如甜玉米：0℃，1d，糖分消耗达8%，4d后达25%；22℃，1d，糖分消耗已达25%。固体物料的冷却冷风冷却冷水冷却碎冰冷却真空冷却液体物料的冷却其它2.2冷却方法表1-4冷却方法及其适用范围冷却方法肉禽蛋鱼水果蔬菜烹调食品冷风冷却冷水冷却碎冰冷却真空冷却○○○○○○○○○○○○○○○2.2.1空气冷却法利用低温空气流过食品表面，促使食品温度降低的一种冷却方法，降温速度与空气温度、流速、相对湿度有关。工艺条件的选择与食品种类、形状、有无包装等有关。◆空气温度低，降温快，若低于0℃，则易出现过冷现象；◆空气相对湿度低，干耗大；◆速度较慢，会蒸发部分水分，易产生干耗。2.2.2水冷却法利用低温水与食品接触，使食品温度降低到预定温度。冷却水温度越低、循环速度越快，食品的冷却速度越快。特点：冷却速度快，无干耗，可连续操作；缺点：冷却水循环使用时容易污染食品，可溶性物质有损失。处理方式：浸渍式、喷淋式等2.2.3碎冰冷却冰块与食品直接接触，利用冰熔化吸收相变热，使食品降温。冰块越小，冰与食品的比例越大，食品的冷却速度越快。特点：降温快、无干耗、但有可溶性物质有损失。碎冰冷却常用于蔬菜和鱼类的冷却。2.2.4真空冷却法水分在低压下蒸发成水蒸气吸收相变热，使食品温度降低。特点：冷却速度快、冷却均匀、有干耗缺点：设备投资大、操作费用高●真空冷却法主要用于蔬菜类预冷。2.3.1空气冷藏法自然空气冷藏法—北方冬天机械空气冷藏法—冷藏库一般以空气作为冷却介质来维持冷藏库的低温。2.3食品的冷藏原料或成品的短期保藏。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↓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