食品低温保藏ppt课件

第四章 食品低温保藏,本章主要内容,第一节 低温处理和食品加工与保藏 第二节 食品低温保藏的基本原理 第三节 食品的冷藏 第四节 食品的冻藏,第一节 低温处理和食品加工与保藏,一、食品低温保藏技术的发展现状,年人均消费量,易腐食品低温运输状况,目前，冷冻食品市场上的主要品种还是米面馅类、点心和水产品、畜禽肉加工产品。,二、低温处理在食品工业中的应用,食品的低温处理：指食品被冷却或被冻结，通过降低温度改变食品的特性，从而达到加工或贮藏目的的过程。 食品低温保藏：利用低温技术将食品温度降低并维持食品在低温（冷却或冻结）状态以阻止食品腐败变质，延长食品保存期。,冰箱保藏食物,冷冻室： 温度平均在-18以下，冷度足以将食物冷冻、制冰急冻，因此，像海鲜贝类、肉类、不常立刻吃的食物，都可以放在这里，快速结冻封住水分。 宽幅变温室： 温度大约在10-12之间，宽幅智能变温，可在冷藏、0保鲜、软冻温区、深度冷冻之间设定。其中调整在-7（软冻），适合存储随时准备食用的鱼、肉，新鲜不冻结，免去化冻烦恼。 冷藏室（保鲜）： 保鲜室温度一般在010之间，湿度也相对较高，适合摆放蔬菜类和水果。,冰箱保藏食物,鲜蛋：冷藏3060天 熟蛋：冷藏67天 牛奶：冷藏56天 酸奶：冷藏710天 鱼类：冷藏12天冷冻90180天 牛肉：冷藏12天冷冻90天 肉排：冷藏23天，冷冻270天 香肠：冷藏9天，冷冻60天 鸡肉：冷藏23天，冷冻360天 罐头食品：未开罐冷藏360天,花生酱、芝麻酱：已开罐冷藏90天 咖啡：已开罐冷藏14天 苹果：冷藏712天 柑桔：冷藏7天 梨：冷藏12天 熟西红柿：冷藏12天 菠菜：冷藏35天 胡萝卜、芹菜：冷藏714天 剩饭3天，果蔬最多一周，酱料能放两月。,第二节 食品低温保藏的基本原理,一、低温对微生物的影响,（二） 低温抑菌的原因 1、导致微生物体内代谢酶的活力下降，各种生化反应速度下降。 2、导致微生物细胞内的原生质体浓度增加，粘度增加，影响新陈代谢。 3、导致微生物细胞内外的水分冻结形成冰结晶，对微生物细胞产生机械刺伤，而且由于部分水分的结晶也会导致生物细胞内的原生质体浓度增加，使其中的部分蛋白质变性，而引起细胞丧失活性。,（一） 不同微生物的温度习性,一、低温对微生物的影响,（三）冻藏温度与微生物的关系 微生物的生长、繁殖活动有其适宜的温度范围，超过或低于最适温度，微生物的生育及活动就逐渐减弱直至停止或被杀死。当温度降低到-10时，食品中的大多数微生物会停止繁殖，部分出现死亡，只有少数微生物可缓慢生长。 根据国际冷冻协会的建议，冻结食品必须在-12 以下贮藏。 思考：微生物菌种为什么可以在-20以下保藏？,二、低温对酶的影响,温度对酶的活性影响很大，高温可导致酶的活性丧失，低温处理虽然会使酶的活性下降，但不会完全丧失。 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，要达到这些要求，温度降低到-18及以下才能比较有效地抑制酶的活性，但温度回升后酶的活性会重新恢复。 思考：为何对于低温处理的果蔬往往需要在低温处理前进行灭酶处理？,三、冻藏温度的选择,食品的冻结温度以及在储运中的冻藏温度应在-18以下，这是对食品的质地变化、酶促和非酶反应、微生物学以及贮运费用等所有因素进行综合考虑论证后得出的结论。,第三节 食品的冷藏,一、冷藏食品物料的选择和前处理,1.冷藏食品物料的选择 应尽量选择耐储藏、新鲜、优质、污染程度低的食品物料作为冷藏的原料 2.冷藏食品物料的前处理 食品物料冷藏前的处理对保证冷藏食品的质量非常重要。通常的前处理种类包括：挑选去杂、清洗、分级和包装等。 由于食品物料的贮藏要求不同，前处理要确保物料的一致性，并编号以便管理；采用合适的（预）包装，防止交叉感染。,二、冷却方法及控制,1.概念 冷却又称为预冷，是将食品物料的温度降低到冷藏温度的过程。 2.冷却方法 （一）强制空气冷却法 空气冷却法采用空气作为冷却介质来冷却食品物料。空气来自制冷系统，进入冷却室，一般采用鼓风机使冷却室内的空气形成循环，保证温度均匀。 （二）水冷却法 水冷却法是将干净水（淡水）或盐水（海水）经过机械制冷或机械制冷与冰制冷结合制成冷却水，然后用此冷却水通过浸泡或喷淋的方式冷却食品。 （三）冰冷却法 冰冷却法是采用冰来冷却食品，利用冰融化时的吸热作用来降低食品物料的温度。 （四）真空冷却法 真空冷却法是使被冷却的食品物料处于真空状态，并保持冷却环境的压力低于食品物料的水蒸气压，造成食品物料中的水分蒸发。,三、食品冷藏工艺和控制,（一）冷藏的条件和控制要素 冷藏过程中主要控制的工艺条件包括冷藏温度，空气的相对湿度和空气的流速等。 1、冷藏温度 主要指的是食品物料的温度。冷藏室内的温度应严格控制，任何温度的变化都可能对冷藏的食品物料造成不良的后果。 2、水分含量 冷藏室内空气中的对食品物料的耐藏性有直接的影响，既不宜过干也不宜过湿，应根据不同物料选择合适的相对湿度。 3、空气流速 一般冷藏室内的空气保持一定的流速以保持室内温度的均匀和进行空气循环。只有空气的相对湿度较高而流速较低时，才会使食品物料的水分损耗降低到最低的程度。,三、食品冷藏工艺和控制,（二）食品物料的冷藏工艺和技术 1、果蔬类 （1）空气冷却法；（2）冷水冷却法；（3）真空冷却法 完成冷却的果蔬可以进入冷藏库。冷藏过程主要控制的工艺条件包括：温度和空气的相对湿度。 2、肉类 （1）一段冷却法；（2）两段冷却法；（3）水冷却法、冰水浸泡或喷淋法 肉类冷却后应迅速进入冷藏库，冷藏的温度一般控制在1-1，空气的相对湿度在8590%。 3、鱼类 （1）冰冷却法；（2）（海）水冷却法 4、其它食品物料 （1）鲜乳 冷水冷却法；表面冷却器冷却法；板式冷却器冷却法 （2）鲜蛋 空气冷却法,四、食品在冷却冷藏过程中的变化,(一）水分蒸发 1、造成的损害 （1）果蔬：抑制果蔬的呼吸作用、影响新陈代谢；造成果蔬的调萎、新鲜度下降，果肉软化收缩、氧化反应加剧；导致果蔬产生重量损失。 （2）肉类：会在肉的表面形成干化层，加剧脂肪的氧化。 2、影响因素 主要有冷空气的流速、相对湿度、食品物料的摆放形式、食品物料的特性以及有无包装等。 （二）低温冷害 是指当冷藏的温度低于果蔬可以耐受的限度时，果蔬的正常代谢活动受到破坏，使果蔬出现病变，果蔬表面出现斑点、内部变色（褐心）等,四、食品在冷却冷藏过程中的变化,（三）寒冷收缩 是畜禽屠宰后在未出现僵直前快速冷却造成的。寒冷收缩后的肉类经过成熟阶段后也不能充分软化，肉质变硬，嫩度变差。 （四）组成分变化 1、果实成熟，糖分、果胶增加，维生素C等有一定损失，果实质地变得软化多汁。 2、肉类和鱼类成熟，肉组织自溶，蛋白质、ATP等分解，其中的氨基酸等含量增加，肉质软化。 （五）变色、变味和变质 1、果蔬的叶绿素和花青素会减少，而胡萝卜素等会显露。 2、由于肉中的肌红蛋白和血红蛋白被氧化生成高铁肌红蛋白和高铁血红蛋白，红色肉变成褐色肉；由于脂肪水解后的脂肪酸被氧化，白色脂肪变成黄色。 3、物料中微生物的数量会增加，导致食品腐败变质。,第四节 食品冻藏,一、冷冻过程,（一）纯水的冻结 （1）水的冻结包括两个过程：降温与结晶。 降温：放出显热。 结晶：放出潜热。 （2）水冻结成冰的过程：晶核的形成和冰晶体的增长 晶核的形成：水分子热运动减慢，生长点的增长后形成新相的先驱。 冰晶体的增长：水分子不断有序结合到晶核上使冰晶体增大过程，晶体大小和数量与降温速度有关。,一、冷冻过程,（二）食品原料冻结 食品原料中的水以各种不同形式与其它物质联系在一起，可分为自由水和结合水。 食品冷冻时，其中所含的水分进行冻结形成冰晶体。,二、冻结速度和产品质量,（一）冻结速度 冻结速度快慢的划分，目前通用的方法有定量法和定性法两类。 定性法：按低温生物学观点进行划分。 大部分食品在从-1降至5时，近80的水分可冻结成冰，此温度范围称为“最大冰晶生成区“(zone of maximum ice crystal formation)。,二、冻结速度和产品质量,（一）冻结速度（续） 定量法： （1）以时间划分。食品中心温度从-1降至-5 所需的时间：3-20min（快速），20-120min（中速），大于120min（慢速）。 （2）以推进距离划分。以单位时间内将-5 的冻结层从食品表面向内部推进距离作为标准，以cm/h为单位：16cm/h（超速），5-15cm/h（快速），1-5cm/h（中速），0.1-1cm/h（缓慢）。 1972年国际制冷学会冻结速度定义：指食品表面与中心温度点间的最短距离，与食品表面达到0 以后食品中心温度降到比食品冻结点低10 所需时间之比。,二、冻结速度和产品质量,（二）冻结速度对质量的影响 果蔬在冻结过程中，温度逐步下降，表示食品温度与冻结时间关系的曲线，称之为“冻结温度曲线”(freezing time-temperature curve)。 曲线分三个阶段： 1.初始阶段：从冻结初温到冰点温度。 2.结冰阶段：从冰点到大部分水分成冰的温度。 3.冰结终了阶段：从大部分水分成冰到冻结终了温度区段。,二、冻结速度和产品质量 冻结速度与冰晶状况的关系,二、冻结速度和产品质量,优质速冻食品速冻条件 1.冻结速度快： 20 min 2.中心温度： -18 3.冰晶分布好 4.冰晶小，直径小于100m 5.无汁液流失或极少,三、冷冻对食品的影响,（一）冷冻时的变化 （1）物理变化 体液流失：冻结食品解冻后，因内部冰晶融化成水，有一部分不能被细胞组织重新吸收回复原来状态造成体液流失。 体积膨胀龟裂：当内部的水分因冻结而膨胀时，会受外部冻结层的阻碍，结果产生内压，即所谓的冻结膨胀压。 干耗：冻结过程中会有一些水分从食品表面蒸发出来。 （2）组织结构变化 机械性损伤：细胞内的水分向细胞间隙移动，不断结合到细胞间隙的冰晶核上去，细胞间隙所形成的冰晶体越来越大，产生机械性挤压，使原来相互结合的细胞引起分离，解冻后不能恢复原来的状态。 细胞的溃解 ：植物组织的细胞具有的细胞壁比动物细胞膜厚而又缺乏弹性，因而易被大冰晶体刺破或胀破，即细胞受到破裂损伤。 气体膨胀：组织细胞中溶解于液体中的微量气体，在液体结冰时发生游离而使体积增加数百倍，这样会损害细胞和组织。,三、冷冻对食品的影响,（一）速冻时的变化（续） （3）化学变化 1、蛋白质变性 速冻中的蛋白质变性是造成动物性食品品质（尤其是风味）下降的主要原因，这是由于肌动球蛋白凝固变性所致。 2、与酶有关的化学变化 蔬菜在冻结前及冻结冻藏期间，由于加热、H+、叶绿素酶、脂肪氧化酶等作用， 使果蔬发生色变，如叶绿素变成脱镁叶绿素，由绿色变为灰绿色等。,三、冷冻对食品的影响,（二）冻藏期间的变化 1、冰晶体的增长和重结晶 （1）冰晶体的增长：冻藏时间比较长，速冻果蔬内部冰晶体会逐步合并，形成大的冰晶体。 （2）重结晶：在冻藏过程中，由于环境温度的波动，而造成冻结食品内部反复解冻和再结晶后出现的冰晶体体积增大的现象。 防止措施：深温速冻；贮温低，减少波动。 2、干缩与冻害 干缩主要是速冻食品表面的冰晶直接升华所造成。 冻害是由于冰晶升华冻结食品由表层至内层形成脱水多孔层，增加了食品与空气的接触面积，引起氧化反应。 3、变色 酶褐变，非酶褐变,第五节 冷冻食品的流通管理,一、流通运销,在流通上，要应用能制冷及保温的运输设施，在18条件下进行运输,销售时也应有低温货架和货柜。 整个商品供应程序也是采用冷链流通系统。零售市场的货柜应保持低温，一般仍要求在-1518。,二、解冻使用,速冻食品在使用之前要进行解冻复原，上升冻结食品的温度，融解食品中的冰结晶，回复冻结前的状态称为解冻。冻结食品的温度回升至冻结点以上的过程，是冻结的逆过程。 解冻时必须尽最大努力保存加工时必要的品质，使品质的变化或数量上的损耗都减少到最小的程度。 解冻温度曲线与冻结过程相类似，-5-1是冰晶最大融解带，也应尽快通过，以免食品品质的过度下降。 解冻介质的温度不宜太高，一般不超过1015 。,解冻终温由解冻食品的用途决定。用作加工原料的冻品，半解冻即中心-5C就可以了，此时液汁流失少，解冻介质的温度不宜过高，以不超过10-15C为宜。 为防止解冻食品质量变化最好实现均一解冻，这就要求解冻品薄些，表面积大些。 解冻时常出现的问题：汁液流失（主要），微生物繁殖，酶促或非酶促等不良生化反应。,二、解冻使用,三、保藏原则,T.T.T 产品的最终质量即耐藏性（Tolerance）取决于在冷链中流通的温度（Temperature）和时间（Time），耐藏性和温度、时间之间存在的关系称为冻结食品的T.T.T概念。,冻结食品的T.T.T.概念 Arsdel等在1948-1958年提出食品在一定初始质量、加工方法和包装方式，即3P原则 (product of initial quality, processing method and packaging, PPP factors)下，冻结食品的容许冻藏期（Tolerance）与冻藏时间（Time） 、冻藏温度（Temperature）的关系，对食品冻藏具有实际指导意义。,三、保藏原则,T.T.T.概念含义： 对每一种冻结食品来说，在冻藏温度下，食品所发生的质量下降与所需的时间存在着一种确定的关系。 在整个贮运阶段中，由冻藏和运输过程（在不同的温度条件下)所引起的质量下降是积累性的，并且是不可逆的。 冻结食品的冻藏温度越低，则其冻藏期限也越长，冻藏质量越稳定。 TTT曲线 容许冻藏期（Tolerance）： T和t决定 实用冻藏期(practical storage life, PSL)：在某一温度下不失去商品价值的最长时间 高质量冻藏期(high quality life, HQL)：初始高质量的食品，在某一温度下冻藏，组织有经验的食品感官评价者定期对该食品进行感官质量检验(organoleptic test)，若其中有70%的评价者认为该食品质量与冻藏在40温度下的食品质量出现差异，此时间间隔即为高质量冻藏期。,图3一13有关食品的冻结贮藏的可能时间资料来自日本有关的研究报告 脂肪多的鱼(鲱鱼):脂肪少的鱼(鳕鱼):脂肪少的牛肉;猪肉火鸡;菠菜（自德国资料）;鱼(选自挪威标准;脂肪多的牛肉;食用鸡(无包装（10）生鸡肉（有包装);（11）鱼油;（12）脂肪少的鱼的熏制（13）温熏的t点的鲱鱼（14）龙须菜（15）豌豆(德国资料）（16）豌豆和菜豆美国资料) （17）菠菜美国资料) （18）椰菜花与杨莓（19）覆盆子（20）桃（21）火鸡馅，鸡的油炸品: （22）用鱼、食肉、蔬菜加工丸子,每天食品质量降低值： 假如某一冻结食品的初期质量是一定的，将此时的质量定为1，丧失商品价值时的质量定为0，质量由初期的1减少到0，所需天数为食品的质量保存期。则每天质量降低量就是用食品初期质量1被质量保存期(天数）除，所得的商。 即:每天食品质量降低值=1/质量保存期。,例1 上等花椰菜经过合理冻结后，在24低温库冻藏150天，随后运至销售地，运输过程中温度为15，时间为15天，在销售地又冻藏了120天，温度为20。求此时冻结花椰菜的可冻藏性为多少。,解 由图6-6可知，花椰菜在24下经过540天或20下经过420天或15下经过270天，其可冻藏性完全丧失，变为零。根据质量下降的累积性，得质量下降率为： 剩余的可冻藏性为： 这说明如果仍在20下冻藏，最多只能冻藏155天，若在12下仅能冻藏67天即失去了商品价值。,例2 草莓经过快速冻结后，在生产厂22低温库冻藏180天，随后运至批发商，运输过程中温度为14，时间为2天，批发商低温库储藏了50天，温度为-23，然后运输至各零售终端，运输过程中温度为12，时间为1天，零售商在冷柜中进行贮藏，时间为21天，温度为11。某顾客购买后行走0.1天回到家中，期间温度为3，然后放置于家用冰箱冻藏10天，冻藏温度为13。求此时草莓的可冻藏性为多少。,时间-温度指示卡在冷藏链中的应用,背景 保质期问题是食品安全中的一个重要方面，对于易腐败、需低温保存的食品，通常所说的保质期是指在要求的温度条件存放的食品品质的保证期限。实际的保质期取决于食品储存的环境条件，主要是温度，它可能或长或短于标贴上所标明的保质期。 例如，通常冷却肉的保质期为1 周左右，是指在4的低温条件下保存，37或更高的温度下的保存时间不过几小时。 时间温度指示卡（Time Temperature Indicators，TTIs） 作为包装的一部分的简单便宜的装置，它可呈现出易于测量且与时间及温度相关的变化，这种变化通常表现为机械形变或者是颜色变化，能够反映出被指示产品的全部或部分温度历史。,时间-温度指示卡的典型产品,扩散型指示器根据物质的扩散特性而设计的。物质的扩散速度与温度相关，温度越高，扩散速度越大。 原理：蓝色酯质染料在细绳上的扩散，其温度指示范围和响应期取决于酯质的类型，例如丁基硬脂酸（熔点12）、二甲基邻苯二甲酸盐（熔点-1.1）、辛酸辛酯（熔点- 17）。当环境温度低于酯质的熔点时，TTIs 没有响应；当环境温度高于酯质熔点时，TTIs 才开始有响应。这种指示卡活化以前在低温下可以保存很长时间。,时间-温度指示卡的典型产品,聚合反应型指示器是基于乙炔单体的聚合反应聚合反应随着温度的升高而加速，从而导致指示器颜色更快地变深。通过加聚反应之后，最终的聚合物颜色相当深。 指示器由2 个圆环组成。聚合物包含在小的内圆环里；外环是暗色的，作为内环颜色的比较色。随着温度升高和反应时间的增加，内环颜色逐渐变深。当内环颜色变化到比外环颜色更深时，建议消费者停止食用。,时间-温度指示卡的典型产品,速冻食品加工（视频资料）,速冻蔬菜加工 速冻西兰花加工（网络视频资源） /show/1-3KZFBfVd2FkyDC.html?loc=tashangchuan,补充内容,食品的冻结方法及装置 食品的解冻装置,食品的冻结方法,食品的冻结装置,1、空气冻结法,在冻结过程中，冷空气以自然对流或强制对流的方式与食品换热。由于空气的导热性差，与食品间的换热系数小，故所需的冻结时间较长。但是，空气资源丰富，无任何毒副作用，其热力性质早已为人们熟知，所以，用空气作介质进行冻结仍是目前应用最广泛的一种冻结方法。,隧道式冻结装置共同的特点是： 冷空气在隧道中循环，食品通过隧道时被冻结。根据食品通过隧道的方式，可分为传送带式、吊篮式、推盘式冻结隧道等几种。,隧道式冻结装置,特点:投资费用较低，通用性强；自动化程度较高,特点：机械化程度高，冻结速度快、冻品各部位降温均匀，色泽好，质量高。缺点是结构不紧凑、占地面积较大，风机耗能高，经济指标差。目前主要用于冻结家禽等食品。,特点：连续生产，冻结速度较快；构造简单、造价低；设备紧凑，隧道空间利用较充分。推盘式连续冻结隧道主要用于冻结果蔬、虾、肉类副食品和小包装食品等。,为了克服传送带式隧道冻结装置占地面积大的缺点，可将传送带做成多层，由此出现了螺旋式冻结装置。 这种装置由转筒、蒸发器、风机、传送带及一些附属设备等组成。,螺旋式冻结装置,流态化冻结装置,用流态化冻结装置冻结食品时，由于高速冷气流的包围，强化了食品冷却、冻结的过程，有效传热面积较正常冻结状态大3.512倍，换热强度比其他冻结装置的提高了3040倍，从而大大缩短了冻结时间。这种冻结方法已被食品冷加工行业广泛采用。,2、间接接触冻结法,间接冻结法指的是把食品放在由制冷剂(或载冷剂)冷却的板、盘、带或其他冷壁上，与冷壁直接接触，但与制冷剂(或载冷剂)间接接触。 对于固态食品，可将食品加工为具有平坦表面的形状，使冷壁与食品的一个或二个平面接触；对于液态食品，则用泵送方法使食品通过冷壁热交换器，冻成半融状态。,优点：对厚度小于50mm的食品来说，冻结快、干耗小，冻品质量高；在相同的冻结温度下，它的蒸发温度可比吹风式冻结装置提高58，而且不用配置风机，电耗比吹风式减少3050；可在常温下工作，改善了劳动条件；占地少，节约了土建费用，建设周期也短。 缺点：厚度超过90mm以上的食品不能使用；未实现自动化装卸的装置仍需较大的劳动强度。,平板式冻结装置,3、直接接触冻结法,直接接触冻结法由于要求食品与冻结剂直接接触，所以对冻结剂有一定的限制，特别是与未包装的食品接触时尤其如此。这些限制包括要求无毒、纯净、无异味和异样气体、无外来色泽或漂白剂、不易燃、不易爆等。另外，冻结剂与食品接触后，不应改变食品原有的成分和性质。,载冷剂接触冻结 载冷剂经制冷系统降温后与食品接触，使食品降温冻结。常用的载冷剂有盐水、糖溶液和丙三醇等。,食品的解冻装置,外部加热解冻装置,图2,能控制温度、湿度并有送凤的解冻装置。在风速m/s左右，气温05C的加湿空气下解冻，解冻时间14 15小时。,该装置在每小时解冻吨食品时，风机功率7.5Kw，风量600m3/min,图3,压力升高,其冰点降低 加压和流动空气结合：铁制的容器通入压缩空气。压力为23kg/cm3，容器内温度1520C 缺点：处理能力低，投资大,图4,图6,图7,在真空状态下水在低温时就沸腾，沸腾时形成水蒸汽气遇到更低温度的冻品时就在其表面凝结成水珠。蒸汽凝结成水珠时放出凝结热，这部分热量被冻品吸收，使冷冻品温度升高而解冻。 比空气法效率提高23倍，时间显著缩短，品质提高 缺点：装置成本高，运行费用高，解冻成本高,以