冷冻保藏是贮藏果蔬食品一种较好的保鲜方法.doc

青 岛 农 业 大 学 海 都 学 院本 科 生 实 习 报 告课 程 名 称 果蔬加工学 学生专业班级 食品科学与工程 学生姓名（学号） 翟映雪（200705253） 指 导 教 师 陈海华 完 成 时 间 2010-7-9 2010 年 7 月 9 日青 岛 农 业 大 学 海 都 学 院本 科 生 课 程 论 文课 程 名 称 科技论文写作 论 文 题 目 浅析超微粉碎技术在食品加工中的应用 学生专业班级 食品科学与工程 学生姓名（学号） 翟映雪（200705253） 指 导 教 师 姜连芳 完 成 时 间 2010-7-1 2010 年 7 月 1 日 浅谈果蔬速冻保鲜技术摘要：速冻是一种快速冻结的低温保鲜法。所谓速冻果蔬，就是将经过处理的果蔬原料，采用快速冷冻的方法，使之冻结，然后在-18-20的低温下保存待用。速冻保藏，是当前果蔬加工保藏技术中，能最大限度地保存果蔬原有风味和营养成分较理想的方法。Abstract: frozen is a rapid freezing temperature preservation method. So-called quick-frozen fruits and vegetables, fruit and vegetable processing is raw material, adopting the method of fast frozen, freezing, then in 18-20 degrees of low temperature preservation. Quick-frozen vegetables is the preservation that can maximize preserved fruit flavor and nutrition ingredient existing ideal method.关键字：果蔬 速冻保鲜 研究进展 Key words: fruits and vegetables quick-freezing advances 速冻是19世纪30年代起源于美国的一种食品保鲜方法。速冻食品是指在-30 以下的低温环境中使食品在30 min之内通过其最大冰晶生成带，中心温度达到-18 ，并在-18 以下的低温中贮藏和流通的方便食品。速冻食品是当今世界发展最快的工业之一，而果蔬是主要的速冻加工对象，也是冷冻食品工业中的四大类品种之一。速冻果蔬可长期贮藏，并能较大程度地保持果蔬原有的色泽、风味和维生素，且食用方便，能起到对果蔬市场淡旺季的调节作用。我国速冻食品从生产厂家至商店及家庭的冷冻链已经形成，并且在国际贸易份额中不断增大，发展前景十分广阔 。（一）果蔬冷冻技术原理：一、果蔬的冻结：1 冻结过程：食品冷冻的过程即采取一定方式排除其热量，使食品中水分冻结的过程，水分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。（1）降温（2）结晶2 果蔬的冰点：纯水的结冰温度称为水的冰点，而果蔬中的水呈一种溶液状态，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。与线性水相比蒸气压下降，而果蔬细胞液体的冰点就是液体与固体蒸气压达到平衡时的温度因此冰点降低，其冰点总是低于纯溶剂的冰点，食品的冰点总是低于纯水的冰点，一般果蔬食品冰温度通常在3.8-0之间。3 水分的冻结率：冻结终了时食品中水分的冻结量称冻结率。食品的冻结率与温度、食品的种类有关，温度越低，食品冻结率越高，不同种类的食品即使在相同温度下也有不同的冻结率。通常食品的温度下降到-55-65左右，全部水分才会凝固，从冻结成本考虑，工艺上一般不采用这样的低温，在-30左右，食品中大部分水分能够结晶，结晶水分主要为游离水，在此温度下冻结食品，已经达到冷冻贮藏要求。在冻结过程中，多数食品在-1-5温度范围内，大部分游离水已经形成冰晶，一般的把这一温度范围称食品最大冰晶生成区。二、冻结速度和冰晶分布1 冻结速度的表示方法（1）按时间划分食品中心温度从-1降到期-5所需要的时间，在30min内为快速冻结，超过30min为慢速冻结，之所以选择30min是因为在这样的冻速下冰晶对组织影响最小。（2）按距离划分每小时食品在-5的冻结晶从食品表面向内部延伸的距离为520cm时称为快速冻结；15cm/h称为中速冻结；0.11cm/h为慢速冻结。2 冻结速度与冰晶分布（1）速冻（2）缓冻3 重结晶：由于温度的变化，食品反复解冻和再冻结，会导致水分的重结晶现象。通常当温度升高时冷冻食品中细小的冰晶首先融化，冷冻时水分会结合到较大的冰晶体上，反复的解冻和再冷冻后，细小的冰晶体会减少乃至消失，较大冰晶体会变得更大，因此对食品细胞组织造成严重伤害，解冻后，流汗现象严重，产品质量严重下降。另一种关于重结晶的解释是当温度上升，食品解冻时，细胞内部的部分冰晶首先熔化并扩散到细胞间隙中，当温度再次下降时，它们会附着并冻结在细胞间隙的冰晶上，使之体积增大。可见冷冻食品质量下降的原因，不仅仅是缓冻，还有另外一个因素为重结晶，即使采用速冻方法得到的速冻食品，在贮藏过程中如果温度波动大，同样会因为得结晶现象造成产品质量劣变。四、冷冻对果蔬的影响：果品、蔬菜在冷冻过程中，其组织结构及内部成仍然会起一些理化变化，影响产品质量。影响的程度视果蔬的种类、成熟度、加工技术及冷冻方法的不同而异。（二）速冻果蔬生产技术一、工艺流程：果蔬速冻加工工艺因种类而不尽相同。水果多以原果速冻为主，蔬菜则需经多道加工工序方可速冻。果蔬速冻加工工艺流程如：原料选择预冷清洗去皮切分烫漂冷却沥水包装速冻冻藏解冻使用二、技术要点1、原料的选择：适合速冻加工的蔬很多，有青刀豆、茄子、番茄、青椒、黄瓜、南瓜等，叶菜类有菠菜、芹菜、韭菜、香菜等，茎菜类有土豆、芦笋、莴笋、芋头等，根菜类有胡萝卜、山药等。此外，还包括花菜类和食用菌等。适宜速冻的水果主要有葡萄、桃、李子、樱桃、草莓、荔枝、板栗、西瓜、梨、杏等。速冻对果蔬原料的基本要求：（1）耐冻藏，而冷冻后严重变味的原料一般不宜；（2）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、原料的预冷：原料在采收之后，速冻之前需要进行降温处理，这个过程称预冷，通过预冷处理降低果蔬的田间热和各种生理代谢，防止腐败衰老。预冷的方法包括冷水冷却，冷空气冷却和真空冷却。3、原料的清洗、整理和切分：按原料种类特点和加工要求进行清洗、整理和适当切分。4、原料的烫漂和冷却：通过漂烫可以全部或部分地破坏原料中氧化酶的活性，起到一定杀菌作用。对于含纤维较多的蔬菜和适于炖炒的种类，一般进行漂烫。漂烫的时间和温度根据原料的性质、切条程度确定，通常是95100，几秒至数分钟。而对于含纤维较少的蔬菜，适宜鲜食的，一般要保持脆嫩质地，通常不进行漂烫。影响速冻蔬质量的酶有过氧化酶、氧化酶、过氧化氢酶、抗坏血酸酶等。这些酶一般在70100或-40以下才失去活性。利用漂烫破坏蔬菜中酶活性比低温处理要经济，简便。蔬菜经过漂烫后要立即冷却，以免余热导致原料颜色或营养成分的改变。5、水果的浸糖处理：水果需要保持其鲜食品质，通常不进行漂烫处理，为了破坏水果酶活性，防止氧化变色，水果在整理切分后需要保存在糖液或维生素C溶液中。水果浸糖处理还可以减轻结晶对水果内部组织的破坏作用。防止芳香成分的挥发，保持水果的原有品质及风味。糖的浓度一般控制在30%50%，因水果种类不同而异，一般用量配比为2份水果加1份糖液，加入超量糖会造成果肉收缩。某些品种的蔬菜，可加入2%食盐水包装速冻，以钝化氧化酶活性，使蔬菜外表色泽美观。为了增强护色效果，还常需在糖液中加入0.1%0.5%的维生素C、0.1%0.5%柠檬或维生素C和柠檬酸混合使用效果更好（如0.5%左右的柠檬酸和0.02%0.05%维生素C合用），此外，还可以在果蔬去皮后投入50mg/KG的SO2溶液或2%3%亚硫酸氢钠溶液浸渍25min，也可有效抑制褐变。6、沥水（甩水）：原料经过漂烫、冷却处理后，表面带有较多水分，在冷冻过程很容易形成冰块，增大产品体积，因此要采取一定方法将水分甩干，沥水的方法有两种：可将原料置平面载体上晾干。用离心机或振动筛甩干。7、速冻：选择上述适宜的冻结方法和设备进行果蔬的速冻，要大最短的时间内以最快的速度通过果蔬的最大冰晶生万带（-5-1），一般控制冻结晶温度在-40-28，要求30min内果蔬中心温度达到-18。冻结速度是决定速冻果蔬内在品质的一个重要因素，它决定着冰晶的形成、大小及解冻时的流汁量。生产上一般采取冻前充分冷却、沥水，增加果蔬的比表面积，降低冷冻介质的温度，提高冷气的对流速度等方法来提高冻结速度。目前，流态化单体速冻装置在果蔬速冻加工中应用最为广泛。8、冻藏：速冻果蔬的贮藏是必不可少的步骤，一般速冻后的成品应立即装箱入库贮藏要保证优质的速冻果蔬的贮藏中不发生劣变，库温要求控制在-202,这是国际上公认的最经济的冻藏温度。冻藏中要防止产生大的温度变动，否则会引起冰晶重排、结霜、表面风干、褐变、变味、组织损伤等品质劣变；还应确保商品的密封，如发现破袋应立即换袋，以免商品的脱水和氧化。同时根据不同品种速冻果蔬的耐世故性确定最贮藏时间，保证产品优质销售。速冻产品贮藏质量好坏，主要取决于两个条件：一是低温；二是保持低温的相对稳定。（三）果蔬原料速冻适应性研究原料的优劣是关系到速冻果蔬制品品质的最重要因素。直接影响速冻果蔬制品质量的是果蔬的种类与质量。一般适合速冻的果蔬应具备突出风味及色泽、耐贮性好、质地坚实、成熟度适当等特性。在实际生产中，应选择具有良好加工适应性的果蔬种类进行速冻加工。近年来，科研人员在对不同果蔬种类的速冻加工适应性方面做了大量研究。邓洁红等（2006）对传统速冻原料的利用进行了试验，选择含水量较高的幼嫩子姜为原料进行速冻加工，并对其速冻的最佳工艺进行了研究。秦丹等人6研究了芋头的整果速冻工艺，发现其有良好的加工适应性。此研究打破了传统芋头丸子加工时对原料形状及大小的限制，减少了原料的损耗。红树莓果实是一种机械阻力较低、速冻加工适应性较差的浆果，Antonio（2003）研究确定了5个品种的红树莓果实速冻加工中预冷时间、冻结工艺及临界贮藏温度等实用参数，并且在开发速冻果蔬新品种方面也取得了很多成果。目前的研究主要集中在食用仙人掌、枸杞鲜果、多倍体蒲公英等新型速冻果蔬79的开发和对乌塌菜、牛蒡、蒙古鸦葱等地方特色果蔬1012的速冻工艺研究上。这些研究既丰富了速冻果蔬的品种，又满足了市场消费者的需求。（四）速冻果蔬冻结工艺研究速冻果蔬的品质除与原料质量，冷藏链的设备完善程度及技术管理水平有关外，最关键的是与冻结过程有关。若果蔬快速通过最大冰晶生长区，可避免在细胞间隙生成大的冰晶体，从而减少解冻时汁液流失，最大限度地保持果蔬的原有质构，保证速冻果蔬的品质优良。W Haiying等研究了绿花菜的冻结特性，发现当冻结速度从1.0 C/min增加到10.0 C/min时，细胞中的冰晶规格从26 m减小到3 m，细胞微观结构得到较好地保持14。若要确定果蔬的最优速冻工艺，首先要确定不同果蔬原料的冰点和最大冰晶生成带，并通过冻结曲线的测定和观察掌握其冻结规律，从而得出符合速冻要求的时间与温度。果蔬的冰点与其可溶性固形物含量有关，一般随可溶性固形物含量的增加而降低。W Jie（2003）研究了葡萄、草莓、香蕉等11种水果的冻结点与其可溶性固形物含量之间的关系。试验结果表明，二者之间存在着显著的负相关。但在子姜的冻结过程中出现了冰点随冻结温度的降低而降低的现象。邓洁红等（2006）分析认为，很低的介质温度条件下，原料迅速通过其冰点，在短时间内水分生成大量冰晶，造成原料剩余汁液可溶性固形物含量上升，冰点持续下降，表现出更低的表观冰点。吴锦涛等（2000）在荔枝冻结规律的探讨中也发现，随温度降低果实可溶性固形物含量升高，冰点也相应降低。大多数果蔬的冰点在-1 左右，最大冰晶生成带在-1-5 之间，且冻结过程具有明显的3个阶段（快慢快）。但很多果蔬的冰点远低于-1 ，最大冰晶生成带也远低于-1-5 这个温度区域，如荔枝、龙眼、板栗。对于这类果蔬，-1-5 最大冰晶生成区的观点并不适用，而且它们的最大冰晶生成带的下限可能低于18 ，要严格达到速冻的要求则在速冻过程中应尽可能地加快冻结速度。一般认为，速冻的速度越快，产品质量越好。因为缓冻会形成较大的冰晶，产品解冻后，复水能力变差，汁液流失率较高，感官指标下降，品质变差；冻结速度快，形成的细小均匀的冰晶，对细胞机械损伤小，解冻后细胞能及时地吸收这些溶液，产品各项指标不会发生很大的变化。但当冻结速度超过一定极限时，冻结速度与因热应力引起食品的低温断裂呈正相关。冰结速度越快，低温断裂越严重，果蔬的品质劣变也更严重。笔者认为，在冻结过程中果蔬原料细胞结构的破坏主要是冻结的第一、二个阶段造成的。第一阶段主要是冰晶对细胞结构机械损伤；第二阶段则是因为冻结速率过快，果蔬体系因温度梯度引起的热应力造成的断裂现象（宏观断裂和微观上细胞结构的破坏）。低温断裂会引起果蔬组织内酶活的上升，并导致解冻后汁液流失率的增加。（五）速冻果蔬冻藏工艺研究速冻果蔬在冻藏期内，影响其质量的主要因素是温湿度的波动及贮藏方式。贮藏期内温湿度的波动往往使速冻果蔬发生重结晶、干耗、变色等现象，从而使质量下降。韩耀明等17模拟了冻结物冷藏间稳定温度场和周期波动的非稳定温度场，在其中对半解冻和未解冻的速冻白芦笋分别进行脱水试验。理论分析与试验结果证实，温度场的存在是造成冻藏局部小环境水分浓度不平衡而引发速冻白芦笋脱水危害的根本原因。刘升18等用非破坏快速分析方法近红外光谱法分析草莓在-18 条件下冻藏1、2、4和6个月时维生素C、柠檬酸、苹果酸、蔗糖、葡萄糖和果糖等6种营养成分的变化。试验结果表明，冻藏过程中速冻草莓维生素C、柠檬酸和蔗糖含量逐渐降低；苹果酸、葡萄糖和果糖含量逐渐增加。郭衍银等19对冬枣速冻冻藏的条件进行了优化研究。研究结果表明，速冻冻藏能有效地维持冬枣的品质特性，如延缓含水量、可溶性糖、维生素C和有机酸含量的下降，保持较高的硬度和延缓花青素含量的升高，且冻藏温度比速冻温度的影响作用更大。结合试验结果得出，合适的冻藏温度为-18 与-40 。Zofia Lisiewska等（2004）研究了冷冻加工过程中及冷藏期间莳萝的叶绿素、类胡萝卜素及-胡萝卜素含量的变化，探讨了冻结前的不同处理（漂烫或不漂烫）及两种冻藏温度（20 和-30 ）贮藏12个月时莳萝品质的变化规律。发现漂烫对类胡萝卜素和胡萝卜素的保存有较明显的效果，同时较低的贮藏温度有利于叶绿素的保存。若以各被测组分的含量维持在90%以上为标准，则20 条件下未漂烫的原料贮藏期很难达到6个月，而经过漂烫在30 条件下贮藏的原料贮藏期远长于6个月。Ali Sahari Mohammad等研究了贮藏温度对伊朗草莓的维生素C含量及其它质量指标的影响，测定了草莓在3个不同的温度条件下贮藏3个月后色泽、花色苷及维生素C含量、pH值以及酸度的变化并作了感官评价。试验发现，维生素C的损失主要发生在贮藏的前15天，在-12 、-18 和-24 条件下分别损失64.7%、10.7%和8.9%。-18 和-24 的贮藏温度对VC和pH值的影响无显著差异。说明对保持果实质量而言，-18 和-24 为较好的贮藏温度，但从节约能源及成本上考虑，则-18 是更适宜的温度20。（六）速冻果蔬解冻工艺研究速冻果蔬的最终产品质量不仅取决于冷冻技术，而且取决于解冻技术。因此，研发解冻技术十分必要。常用的解冻方法是空气解冻与水解冻，主要是靠介质与冻结物料间的温度差为驱动力，通过传热进行解冻21。这些方法具有解冻时间长、易受微生物污染、汁液损失多、产品质量差等缺点，但成本低。为了缩短解冻时间，提高产品质量，目前研发出许多新型解冻技术，如介电解冻、静电解冻、通电加热解冻等。谢晶（2001）等研究了速冻马铃薯在高压直流电场中的解冻。试验研究了不同场强对快速冻结马铃薯的解冻过程和解冻后质量的影响，主要考察解冻曲线、质地特性，液汁流失3个方面。研究发现，高压直流电场场强不同对马铃薯解冻过程的作用存在差异：在150 kV/m场强以下时延缓解冻，反之则会加速解冻进行；不同场强对马铃薯解冻前后的质地特性、液汁流失影响较小。到目前为止，还没有一种解冻方法可以适用于所有的冻品。在选择解冻方法时，应首先考虑解冻时间长短、解冻温度高低；其次，还需结合解冻成本、生产方式等综合因素，以决定采用何种解冻方法。相对来说，解冻技术比冷冻技术发展缓慢。虽然随着现代高新技术不断应用于食品工业而诞生了许多新的解冻方法，如高压脉冲解冻、欧姆解冻等，但应用于实际生产中的并不多见，应用于果蔬速冻业中的更是微乎其微。另外，果蔬解冻方法的相关研究也很不充分。（七）我国速冻蔬菜发展现状我国于20世纪70年代初开始研究速冻蔬菜加工技术。20世纪80年代初因外贸需要开始利用进口设备进行生产，随后为了解决三北地区的蔬菜供应，开始利用国产设备生产速冻蔬菜。进入20世纪90年代以后我国的速冻蔬菜得到了迅速发展5。首先，以青刀豆、荷兰豆、毛豆、蚕豆等为主的豆类蔬菜是我国出口速冻蔬菜的主要品种。此外，山芋、甜玉米、黄瓜、青椒、菜豆及茄子等为内销速冻品种。其次，近年来虽然我国速冻蔬菜生产设备有所提高，但与发达国家相比尚有一定的差距，目前国内连续式速冻蔬菜生产线以及用于速冻蔬菜低温贮运装