第二章 食品的冷却.pdf

2011-9-6 第二章第二章 食品的冷却食品的冷却 2011-9-6 2.1 食品冷却的目的食品冷却的目的 ?食品冷却的目的就是快速排出食品内部的热量，使食品温度降低到冰点以上附近（一 般为08），从而抑制食品中微生物的活动和繁殖，抑制食品中酶的分解作用，使 食品的良好品质及新鲜度得以很好地保持，延长食品的保藏保质期 ?对于肉类原料，冷却过程并同时伴随着成熟过程，肉类原料成熟过程的进行使其柔 软，增加风味物质的生成，提高肉类原料的香气、滋味，提高肌肉组织的持水性、弹 性，并使其更易于人体消化吸收。同时，在肉类食品冷却时会在肉体表面形成一层干 燥膜，抑制微生物生长繁殖，减缓肉体内部水分蒸发 ?果蔬的成熟和采摘期多在炎热高温的夏、秋季节进行，采摘后的果蔬蓄存大量的田间 热量，这些田间热促进呼吸作用的增强消耗大量有机物质，同时放出热量，加剧了 微生物的繁殖和营养成分的消耗破坏，导致果蔬的衰老与死亡，降低了经济价值。因 此，在果蔬采摘后，如何尽快消除田间热和控制呼吸强度是保鲜的关键步骤 2011-9-6 1、动物性食品的冷却、动物性食品的冷却 ?牲畜刚死时，其肌肉有弹性，几小时后肌肉发僵。在僵硬前肌肉很柔软，肌肉蛋白质 的保水性能很高，肌纤维在刚死时呈松弛状态 ?在机体内自体分解酶与氧化酶之间发生不断的斗争：自体分解酶（糖解酶、ATP-酶、 组织蛋白酶）引起活细胞组分的破坏，而氧化酶限制这种破坏 ?在生命停止之后，细胞没有氧的供给时，则自体分解酶就占优势而首先作用于肉内的 碳水化合物，使肝糖转变为葡萄糖，再分解为乳酸 ?刚宰后牲畜的胴体, 由于肌肉组织内糖酵解酶的作用而发生理化性质的变化，在外观上 即表现为尸僵（或死后强直）（rigor mortis） ?尸僵开始的时间因季节气候而不同，在夏季于宰后起约12h 便开始发生，冬季则须 34h 以后才开始。常自头部的肌肉（尤其咬肌）先发硬，而后向后传布于全身。其机 理系由于肌肉里面的糖变成乳酸，酸使肌纤维变硬和缩短 ?尸僵时肌肉中的ATP 消失，磷肌酸被分解，组织硬化。同时肌肉纤维的伸展性和收缩 性也消失 2011-9-6 ?死后僵直和成熟是与牲畜的品种、个性、年龄、死前死后处理、温度、分割与剔骨时 间等因素有关，它们将影响到僵直开始和持续的时间、纤维收缩程度、糖酵解的强度 和速度等等。在这些因素中温度是最重要的 ?屠宰后在冷却条件下，牛肉大约524小时达到正常的充分僵直，猪肉78小时，羊羔大 约10小时，肉鸡34小时。屠宰后如不冷却，达到充分僵直的时间要短得多 ?如在屠宰后最初几小时内将鲜肉进行烹饪加工，其肉味不美而且粗韧，肉汤则浑浊而 缺乏风味。相反，同样的肉在宰后于适当温度中经过相当时间后，则肉变成柔嫩多汁 而味美，肉汤透明而风味佳适，且被胃蛋白酶的可消化程度增高，此种肉就称为成熟 肉，经过程序则叫做成熟或后熟（softening and mortem） ?肉的僵硬是由于组织内糖酵解酶在发挥作用，使糖原转变为葡萄糖，葡萄糖分解而生 成乳酸。在胴体充分僵硬后，由于结缔组织的松散以及组织固有酶的作用，肉逐渐变 软，保水性提高，风味变佳，这个过程称为肉的成熟。成熟的肉食用价值最高 ?为了保证肉的成熟，同时不受微生物的侵袭，必须在低温下完成肉的成熟过程 2011-9-6 ?在肉成熟后，由于在不合理的条件下保藏，使肉长时间保持高温，致肉里的组织蛋白 酶活性增强而发生组织蛋白的强烈分解，并放出硫化氢和其它不良的挥发性物质，这 个过程称为肉的自溶（autolysis） ?常见于未经充分冷却而堆叠的胴体或肉块，尤其是肥大猪的胴体 ?严重自溶的肉, 可见其肥膘层带污绿色，系由于硫化氢或硫醇等血红蛋白结合，形成硫 血红蛋白之故 ?自溶阶段的肉的特征是：肌肉暗淡无光泽，呈褐红色、灰红色或灰绿色，具强酸气 味，H2S 阳性，同时产生酸性酵解 ?酸性酵解是由产酸的微生物所引起, 并以在肉中形成酸性酵解产物为特征。酸性发酵可 暂时地抑制腐败细菌的生长，但不能够抵抗霉菌，所以会出现霉菌和酵母菌的生长和 霉解。酸性发酵肉的特征：肌肉淡白或灰白色，弹性有些软化，发出不愉快的臭气， 呈强酸性反应（pH5.45.6） ?自溶阶段始于成熟后期，是质量开始下降阶段。特点是蛋白质和氨基酸进一步分解， 腐败微生物也大量繁殖，烹调后肉的鲜味、香味明显消失，自溶阶段的肉不可食用 2011-9-6 ?进入自溶阶段的肉进一步恶化达到腐败（rancidity） ?肉的腐败主要是由于被一定数量的腐败细菌污染，肉的保存温度又适合于细菌的生长 繁殖而引起 ?腐败性败坏系由于细菌性酶的作用所致的蛋白质分解，伴有硫化氢、氨及硫醇的释 出，在冷藏新鲜肉上占优势的腐败细菌系革兰氏阴性细菌，腌制肉的败坏常由于革兰 氏阳性细菌、酵母及霉菌生长的结果 ?新鲜肉的陈腐通常伴有瘦肉表面的发暗，系由于肌红蛋白被氧化成为正铁肌红蛋白之 故 ?肉的表面败坏时常可以观察到，但有时败坏来源于肌肉组织的深层，这种深层败坏常 见于对猪牛胴体的处理不当。从刀口而进入循环系统，再转入于肌肉组织内。另一种 可能包括栖居于组织的微生物所引起的败坏 2011-9-6 2、植物性食品的冷却、植物性食品的冷却 ?由于是冷加工的第一步，所以对果蔬的冷却也称为预冷（pre-cooling） ?预冷是指食品从初始温度（2530左右）迅速降至所需要的冷藏温度（015）的 过程。预冷是迅速排除田间热，抑制其呼吸作用，保持水果蔬菜的鲜度，延长储藏期 的有效措施 ?预冷可减少果蔬水分蒸发，可以降低微生物体内各种酶系统的活性，从而抑制微生物 活动，减少腐烂发生，并在一定程度上抑制已形成的浸染组织的进一步发展，较好地 保持果蔬的鲜度 ?衰老是植物成熟后整个植物、器官直至细胞都死亡的过程，延长保质期和货架期是采 后生理研究的最终目的 ?货架期（shelf life）是指在标准规定的条件下产品不变质的时间 ?延长保质期的方法有很多，主要有 ?阻止生理过程的恶化（如低温储藏、气调储藏） ?中止生理过程以保存组织（如冻结、干燥） 2011-9-6 ?一般来讲，果蔬在采摘后如不及时预冷，前5h是其腐烂、变质进而失去商品价值最快 的时间段 ?西洋梨采摘两天后冷却水分损失5%，三天后冷却水分要损失10%；草莓采后冷却延迟 两小时，其可食用性从93%降到80%，冷却延迟六小时，维生素C、蔗糖、果糖、葡萄 糖等大量损失；芦笋冷却延迟四小时距离切面5cm处的剪切力从2.1N增加到2.8N，冷却 延迟20小时剪切力成倍增加；甘蓝和红树莓在品质下降前最大冷却延迟分别是6小时和 2小时；苹果具有较长的货架期和较低的呼吸速率，在3.3下可贮藏7.5个月，为了防 止苹果硬度和酸度的变化，应该在采后三天内冷却 ?预冷概念是由Powell及其合作者在1904年提出的，即预冷是使果蔬蓄存的田间热得以尽 快去除的过程，在整个果蔬保鲜冷链中起着极为重要的作用。因此，采摘后在尽可能 短的时间内能够去除田间热是预冷技术的特点 2011-9-6 2011-9-6 2011-9-6 2.2 食品在冷却中的热量传递食品在冷却中的热量传递 ?食品冷却过程也就是食品与周围介质进行热交换的过程，即食品将本身的热量传给周 围的冷却介质，从而使食品的温度降低 ?这个热交换过程较复杂，通过传导、辐射及对流来实现 ?热交换的速度与食品的热导率、形状、散热面积、食品和介质之间的温度差以及介质 的性质、流动速度等因素有关 ?食品冷却过程的热交换速度与食品本身的热导率成正比。食品的热导率越大，在单位 时间内由温度较高的食品中心向温度较低的表而传导的热量也就越多，因而食品冷却 或冻结得就越快。各种食品的化学组成不同，其导热性也不相同。水比脂肪的热导率 大些，因此，含水多、含脂肪少的食品传热速度就快；反之，就慢 ?当食品与周围介质进行热交换时，食品的散热表面积的大小与热交换的速度有直接关 系。散热表面积越大，单位时间内食品与周围介质之间交换的热量也就越多，因而食 品冷却或冻结就越快 2011-9-6 () 21 tt m F Q=或 () 21 tt m FQ = 式中：Q 1kg食品在冷却时所放出的热量，W； F 食品的散热表面积，m2； m 食品的质量，kg； 食品与周围介质的表面传热系数，W/(m2) ； 热交换过程的时间，h； t1 食品某一时刻的温度，是定性温度，； t2 冷却介质的温度，； 食品与周围介质的热交换速度；kJ/(kg h) Q 注意：左面的公式不能作为计算使用，只能定 性说明食品热交换进行的程度 注意：左面的公式不能作为计算使用，只能定 性说明食品热交换进行的程度 2.2.1 食品热交换的基本概念食品热交换的基本概念 ?食品热交换的基本公式 (2-1) 2011-9-6 ?由上式可看出，食品与周围介质的热交换速度和食品的散热表面积的大小成正比，而 且还和食品的散热表面积与食品质量的比值 F/m 有关。F/m 的数值越大，Q/ 的数值 也越大，说明食品的冷却时间越短 由于 V F m F = 式中：V 食品的体积，m3； 食品的密度，kg/m3。 ?对一种物质来说，密度是一个常数。所以有 V FQ 说明：食品与周围介质的热交换速度和食品的几何形状有关，表面积大且体积小的食 品更易于冷却，例如球状食品 2011-9-6 ?食品的实际形状可视为与球状、圆柱状、平板状等任一种标推几何形状相似。如某些截 面接近于圆形的鱼类，可视为圆柱形：白条肉和扁形的色类可视平板状；苹果可视作球 形等 ?食品与周围冷却介质之间的温度差，对热交换的速度有决定性影响且成正比，温度差越 大，热交换就进行得越强烈 ?冷却介质的表面传热系数对热交换速度有重要意义。不同的冷却介质其表面传热系数也 不相同。以空气和盐水两种介质相比，空气的表面传热系数较盐水为小，因而，空气作 为冷却介质时，热交换的速度较以盐水为介质时慢些 ?当冷却介质呈静止状态时，热交换只能以传导和辐射形式进行。当介质流动时，除了热 传导和辐射外，还要以对流形式传递热量，因而就加速了热交换过程。介质的流动速度 越大，热交换的速度也就越快 ?例如，当食品主要以空气作为冷却介质冷却时，空气在冷间内循环，室内温度保持在食 品冻结温度以上约12左右。当空气温度为0，空气循环不强时，冷却猪肉需36h， 如温度降至-2，加强了空气循环，冷却时间就可以缩短至16h 2011-9-6 ?高温食品进入冷却间后、就不断向它周围的低温介质散发热量，直至它被冷却到和周围 介质相同的温度为止。冷却过程中食品的散热量常称之为冷耗量。食品在冷却过程中的 冷耗量可以按照下式计算 2.2.2 食品冷却时的耗冷量食品冷却时的耗冷量 3210 QQQQ+= (2-2) 式中：Q0 食品冷却过程中的总散热量即总冷耗量，kJ； Ql 食品冷却过程中，从高温降到低温所放出的热量， kJ； Q2 果蔬食品冷却过程中放出的呼吸热量， kJ； Q3 屠宰后肉类食品冷却过程中放出的生化反应热量，kJ 2011-9-6 式中：G 被冷却食品的重量，kg； h1 被冷却新鲜果蔬食品进入冷却间初始温度时的焓值，kJ/kg； h2 被冷却新鲜果蔬食品进入冷却间内终止降温时的焓值，kJ/kg； ql 被冷却新鲜果蔬冷却初始温度时的呼吸热量，kg/(kgh)； q2 被冷却新鲜果蔬冷却终止温度时的呼吸热量，kg/(kgh)； 冷却食品需要的时间，h 210 QQQ+= () + += 2 21 21 qq GhhG ?对于新鲜果蔬食品式(2-2)为 (2-2-1) 2011-9-6 部分食品的比焓值（部分食品的比焓值（kJ/kg） 食品 温度 （） 9261.5232.6239.2292.9272.8297.9280.3315.1295354.5125.781.3258.1267.3268.6305.9279.5211.2 10264.8255.6242.2296.2276.1301.3283.7318.4298358129858261.6270.7271.9309.6282.8214.1 11268.2258.9245.5300.6279.5305287322.2302.1362.4134.190.1264.8274.4275.7313.4286.6217.5 12271.1261.9248.5303.4282.8308.4290.4326305.5366.6138.795.1268.2277.8279.1317.2289.9220.4 13274.4265.2251.4306.7286.2312.2293.7329.3308.8370.4144.1100.6271.5281.1282.8371293.7223.7 14277.8268.2254.3310.5289.5315.5297.1333.1312.2374.6149.6106.4274.9284.5286.2324.7297.1226.7 15280.7271.5257.3313.8292.9318.9300.8336.9315.9378.8155.4112.3278.2287.9289.9328.5300.8230 16284.1274.4260.6317.2296.2322.6304.2340.6319.3382.5161.3118.6281.6291.2293.3332.3304.2233 17287.4277.8263.6321299.6326307.5344322.6386.7166.8124.9284.9294.6297.1336.5308236.3 18290.4280.7266.5324.3302.9329.8310.9347.8326390.9172.2130.3288.3297.9300.4339.8313.4239.2 19293.7284.1260.4327.7236.3331.1314.3351.5329.3394.7117.7136.2291.6301.3304.2343.6315.1242.6 20297.1287272.8331.4309.6336.5317.6355.3333.1398.9182.7141.2295304.6307.5347.4318.4245.5 21300290.4275.7334.8313340.2321.4358.7396.5402.7187.7146.2298.3308311.3151.1322248.9 22303.4293.3278.6338.1315.9343.6324.7362.4339.8406.8192.3150.8301.7311.3315.1354.9325.6251.8 23306.7296.7281.6341.9319.3346.9328.1366.2343.2410.6196.5155.4305314.7318.4358.7329.3255.2 24310.1299.6284.9345.3322.6360.7331.4369.6346.5414.8200.7159.6308.4318321.8362.4332.7258.1 25313302.9287.9349326354.1334.8373.3350.3418.6204.9163.8311.4321.4325.6366.2336.5261.5 26316.4305.9290.8350.4329.3357.8338.1377.1422.8208.7167.6315.1325.1328.9370339.8264.4 27319.7309.2293.7356.2332.7361.2341.5380.9426.5212.4171318.4328.5332.7373.8343.6267.3 28322.6312.2297.1359.5336365345.3384.2430.7215.8174.3321.8331.9336377.5344.4270.7 29326315.5300362.9339.7368.3348.6388434.5219.1177.7325.1335.2339.8381.3350.7273.6 30329.3318.4302.9366.6342.7371.7352391.8438.7222.9181.4328.5338.6343.2385.1354.1277 牛肉 各类 禽类 羊 肉猪 肉 肉类 副产 品 去骨 牛肉 少脂 鱼 多脂 鱼 鱼 片蛋 黄 纯牛 奶 奶 油 炼制 奶油 奶油 冰淇 淋 牛奶 冰淇 淋 葡萄 杏子 樱桃 水果 及其 他 浆果 水果 及糖 浆 浆果 加糖 的浆 果 2011-9-6 式中：G 被冷却食品的重量，kg； h1 被冷却新鲜果蔬食品进入冷却间初始温度时的焓值，kJ/kg； h2 被冷却新鲜果蔬食品进入冷却间内终止降温时的焓值，kJ/kg； 冷却食品需要的时间，h 0.6276 每千克胴体在冷却时的平均生化反应热量，kJ/(kgh) 310 QQQ+= ()+=6276. 0 21 GhhG ?对于屠宰后的肉类食品，式(2-2) 为 (2-2-2) 2011-9-6 2.3 食品冷却速度与时间食品冷却速度与时间 ?食品的冷却时间与其冷却速度有着密切的关系。当食品的温度随着时间的延长而逐渐 降低时它与冷却介质之间的温差也逐渐减小，食品的冷却速度也就减慢。所以食品 的冷却速度是随着时间而变化的 ?食品从韧温降低到要求的温度所需要的时间与食品的初温、冷却介质的温度、食品的 几何形状以及表面传热系数等有关 ?人们研究食品冷却过程主要关注如下三个问题：食品冷却时间、重量损失和能量消耗 ?其中食品冷却时间是至关重要的，它直接影响到重量损失和能量消耗 2011-9-6 2.3.1 平板状食品平板状食品 r r tt tt a c += 0 lg 3 . 5 65 . 4 式中： 食品从 t0 冷却到 t 所用时间，s 食品密度，kg/m3 c 食品的比热容，J/kgK 平板状食品厚度，m 食品内部导热系数，W/mK tr 冷却介质温度，K 对流换热系数，W/m2K 2011-9-6 2.3.2 圆柱状食品圆柱状食品 r r tt tt a RR c += 0 lg16. 33565. 0 式中： 食品从 t0 冷却到 t 所用时间，s 食品密度，kg/m3 c 食品的比热容，J/kgK R 圆柱状食品的圆柱半径，m 食品内部导热系数，W/mK tr 冷却介质温度，K 对流换热系数，W/m2K 2011-9-6 2.3.3 球状食品球状食品 r r tt tt a RR c += 0 lg12. 52185. 0 式中： 食品从 t0 冷却到 t 所用时间，s 食品密度，kg/m3 c 食品的比热容，J/kgK R 球状食品的半径，m 食品内部导热系数，W/mK tr 冷却介质温度，K 对流换热系数，W/m2K 2011-9-6 2.3.4 毕渥数小于毕渥数小于0.1的冷却问题的冷却问题 1、食品冷却计算中的两个准则数（传热学 非稳态导热）、食品冷却计算中的两个准则数（传热学 非稳态导热） ?毕渥数Bi（Biot number） ?傅里叶数Fo（Fourier number） ?毕渥数毕渥数Bi L Bi =或 /1 /L Bi = 式中： 对流换热系数，W/m2K 食品内部导热系数，W/mK L 食品的特征尺寸，m（大平板状食品：L为厚度的一半 长圆柱状和球状食品L为半径） L/ 导热热阻 1/ 对流换热热阻 2011-9-6 ?毕渥数 Bi 反映固体内部单位导热面积上的导热热阻和单位表面积上的对流换热热 阻之比。 ?当：Bi0.1时：食品内部的温度分布与空间坐标无关，只是时间的函数，内 部导热热阻可以忽略不计；（牛顿冷却） ?Bi40时：可以用冷却介质温度代替食品表面温度，表面对流换热热阻可以 忽略； ?0.1Bi40时：食品内部导热热阻与表面对流换热热阻均需考虑。 2011-9-6 ?傅里叶数傅里叶数Fo 2 L at Fo = aL t Fo / 2 =或 式中：a 食品的热扩散系数（=/c），m2/s t 食品冷却时间，s L 食品的特征尺寸，m(同Bi) 食品内部导热系数，W/mK 食品密度，kg/m3 c 食品的比热容，J/kgK t 食品从边界上开始热扰动的时刻起到所计算时间止的时间间隔 L2/a 使食品边界上发生的有限大小的热扰动穿过一定厚度的食品扩散 到L2的面积上所用时间 Fo 在非稳态导热中，反映非稳态过程的无纲量时间，表征传热过程进行的深度 Fo 越大，说明热扰动就越深入地传播到食品内部，因而食品内部各点的温度就越接 近于周围介质的温度 c a = 其中： 2011-9-6 2、Bi0.1时的冷却时间计算时的冷却时间计算 ?根据非稳态导热基本概念，当固体内部的导热热阻远小于其表面的换热热阻时，固体 内部的温度趋于一致，以致可以认为整个固体在同一瞬间均处于同一温度下。此时忽 略物体内部热阻的简化分析方法称为集总参数法（lumped method） 由集总参数法公式 )( 0 FoBi r r e tt tt = = Vc A e 得到 r r tt tt A cV = 0 ln 2011-9-6 2.4 食品在冷却中的变化食品在冷却中的变化 ?不论是植物性食品还是动物性食品，在冷却过程中将发生一系列变化，研究和掌握这 些变化将有助于改进食品冷却冷藏工艺，避免和减少食品在冷却、冷藏过程中的品质 下降 ?食品在冷却、冷藏过程中的变化与食品的种类、成分及冷却冷藏条件密切相关 ?新鲜肉类食品原料在冷却过程中的成熟作用有助于提高肉的品质，改善肉的风味。除 此之外，各种食品的其他变化均不同程度使食品品质下降 2011-9-6 2.4.1 水分的蒸发和干耗的形成水分的蒸发和干耗的形成 ?在空气介质中冷却无包装或无保护膜的食品，如肉、禽、蛋、水果、蔬菜时，食品在 冷却过程中向外散发热量的同时，还向外蒸发水分，造成食品的失水干耗 （dehydration or drying）。对于采用能透过水蒸气包装材料包装的食品，这种食品失 水干耗将会不同程度地发生 ?对于肉类产品干耗发生的同时肉的表面收缩、硬化，形成干燥皮膜，肉色也有变化 ?鸡蛋内的水分蒸发主要表现为鸡蛋气室增大而造成质量下降 ?无包装的肉类食品在冷却中水分蒸发造成的干耗与肉的种类、单位重量表面积的大小 表面形状、脂肪含量和分布有关 ?蔬菜类食品冷却时的水分蒸发量要根据各种蔬菜的水分蒸发特性控制其适宜的湿度、 温度及风速；肉类食品除了温度、湿度和风速外，还与肉的种类、单位质量表面积的 大小、表面形状、脂肪含量等有关。当减重达到5%时，水果、蔬菜会出现明显的凋萎 （languish）现象 2011-9-6 ?水果、蔬菜类食品冷却冷藏时，因表皮成分、厚度及内部组织结构不同，水分蒸发存 在着差异。如：杨梅、龙须菜、葡萄、蘑菇、叶菜类食品原料在冷却冷藏过程中，水 分蒸发作用较强；而桃子、李子、无花果、番茄、甜瓜、莴苣、萝卜在冷却过程中水 分蒸发次之；苹果、柑桶类、柿子、梨、马铃薯、洋葱在冷却过程中水分蒸发较小。 未成熟的果实要比成熟的果实水分蒸发量大 2011-9-6 2.4.2 冷害冷害 ?在冷却贮藏时，有些水果、蔬菜的品温虽然在冻结点以上，但当贮藏温度低于某一界 限温度时，果蔬正常的生理机能遇到障碍，失去平衡，称为冷害（chilling injury），也 叫低温病害 ?大部果蔬低温冷害症状是外表呈凹陷斑点或条纹，一些表皮较薄的果蔬或组织结构柔 软的果蔬则易出现水渍状斑块。发生低温冷害的果蔬组织内部常出现软化、褐变、纤 维化、稀溜化现象。冷害病常使果蔬不能正常成熟，并产生异味 ?有些果蔬在外观上看不出症状，但冷藏后再放至常温中，就丧失了正常的促进成熟作 用的能力，这也是冷害的一种 ?引起低温冷害病的温度因果蔬的种类、品种、栽培和成熟度而异。一般是产于热带、 亚热带的果蔬易受冷害。同一种类果蔬中，引起低温冷害病的临界温度也并非绝对固 定，随果蔬的品种和冷藏条件会发生一些波动，不同种类的果蔬对低温冷害病的易感 性大小也不同 2011-9-6 ?发生低温冷害病的情况与所采用贮温低于其冷害临界温度的值和时间长短有关，如果 采用的贮温较其临界温度低得越多，冷害发生的情况会越严重。如果在冷害临界温度 下经历时间较短，并很快恢复到其冷藏的适宜温度，一般冷害病将不会发生 ?冷害症状出现最早的是香蕉，黄瓜和茄子则需要1014天才出现症状 ?冷害是存冻结点以上的低温贮藏时发生的生理机能障碍，所以与冻害（freezing injury） 发生的原理不同 2011-9-6 产品大致最低安全温度在0 与安全温度之间贮藏时损坏的特征 苹果 香蕉 黄瓜 茄子 西瓜 木瓜 菠萝 番茄（成熟） 12 13 7 7 2 7 7 10 内部褐变 成熟后色泽暗淡 病斑、水浸斑点、腐烂 移至室温时病斑和褐变增加 病斑、令人讨厌的气味 破裂 成熟时暗绿色 破裂 资料来源：U.S.Department of Agriculture, 1954 部分果蔬的低温冷害温度及症状部分果蔬的低温冷害温度及症状 2011-9-6 2.4.3 移臭移臭 ?有强烈味道的食品与其它食品放在一起冷却贮藏，容易产生移臭（串味）现象 ?对于那些在冷藏中容易放出气味或容易吸收气味的食品，即使贮期很短，也不宜将它 们放在同一个冷藏间内 ?苹果不宜和芹菜、甘蓝菜、马铃薯或洋葱放在同一个冷藏间，芹菜和洋葱会相互影响 品质，苹果和柑橘的气味会迅速转给乳制品，乳制品容易吸收其他气味，马铃薯也极 易使其他食品产生异味，因而不宜和水果、鸡蛋、乳制品及坚果等共同贮藏 ?鸡蛋和鱼或某些蔬菜一起贮藏时，就会变成异味蛋 ?茶属于易吸收气味食品 ?凡是气味可能相互影响的食品应分别贮藏，不得不放在一起时，最好包装后进行贮 藏，以避免食品间气味的相互影响 ?除食品风味的吸收外，还应注意冷库的清洁 ?冷藏库还具有一些特有的臭味，俗称冷藏臭，也会移给冷却食品 2011-9-6 2.4.4 寒冷收缩寒冷收缩 ?宰后的牛肉在短时间内快速冷却，肌肉会发生显著收缩现象，以后即使经过成熟过 程，肉质也不会十分软化，这种现象叫寒冷收缩 ?一般来说，宰后10h内，肉温降低到8以下，容易发生寒冷收缩，但这温度与时间也 未必是一定的。成牛与小牛或者同一头牛的不同部位都有差异。例如成牛是温度低于 8，而小牛是温度低于4 ?按照过去的概念，肉类宰后要迅速冷却这个原则，但近年来由于冷却肉的销售量不断 扩大，为了避免寒冷收缩的发生，人们正在研究不引起寒冷收缩的冷却方法 2011-9-6 2.4.5 生理作用生理作用 ?水果、蔬菜在收获后仍是有生命的活体。为了运输和贮存上的便利，果蔬一般在收获 时尚未完全成熟，因此收获后还有个后熟过程 ?在冷却贮藏过程中，水果、蔬菜的呼吸作用、后热作用仍在继续进行，体内各种成分 也不断发生变化，例如淀粉和糖的比例、糖酸比、维生素C的含量等，同时还可以看到 颜色、硬度等的变化 ?果蔬的成熟会使果蔬的成分发生变化 ?对于大多数水果来说，随着果实由未熟向成熟过渡，果实内的糖分、果胶增加，果实 的质地变得软化多汁，糖酸比更加适口，食用口感变好 ?冷藏过程中果蔬的一些营养成分如维生素C等会有一定的损失。肉类和鱼类的成熟是在 酶的作用下发生的自身组织的降解，肉组织中的蛋白质、ATP等分解，使得其中的氨 基酸等含量增加，内质软化、烹调后口感鲜美 2011-9-6 2.5 食品冷却方法和装置食品冷却方法和装置 ?真空冷却真空冷却 ?差压式冷却差压式冷却 ?通风冷却通风冷却 ?冷水冷却冷水冷却 ?碎冰冷却碎冰冷却 2011-9-6 2.5.1 冷风冷却冷风冷却 2011-9-6 ?利用低温冷空气流过食品表面使食品温度下降是一种最常用的冷却方法。这种方法常 被用来冷却水果、蔬菜、鲜蛋，及肉类、家禽等冻放食品冻结前的预冷处理 ?准备冷却的水果、蔬菜进入冷却间时按一定方式进行码放，冷风机将冷却后的空气由 风道送入冷却间。水果、蔬菜冷却的初期空气流速一般在1-2m/s，末期在lm/s以下。空 气相对湿度一般控制在8590之间。冷空气在冷却间内作循环流动，将水果、蔬菜的 热量带走，根据水果、蔬菜品种的不同，将水果、蔬菜冷却至各自适宜的冷藏温度， 然后将冷却后的水果、蔬菜移至冷藏间进行冷藏 ?鲜蛋的冷却在冷却间进行，鲜蛋箱在冷却间码成留有通风道的堆垛，冷风机送风带走 鲜蛋的热量，使鲜蛋内部温度降到12，然后将鲜蛋移入冷藏间进行冷藏。鲜蛋在冷 却间冷却时控制空气相对湿度7580，空气的流速0.5m/s ?肉在冻结前和销售前往往需要冷却处理，将刚屠宰过的肉内部热量带走，以使肉进入 速冻间后实现快速冻结，同时排掉体内乳酸，达到成熟过程。在冷却间的温度下能有 效减少微生物的繁殖。冷却肉时空气流速一般控制在0.52m/s，空气相对湿度采用 9095，冷却初期空气相对湿度接近95，末期空气相对湿度接近90，以避免冷却 过程中肉体水分大量蒸发而干耗严重。肉的冷却终点为肉中心温度降到04 2011-9-6 ?空气冷却也常用于家禽冻结前的冷却，以除去家禽刚屠宰后体内的热量，冷却初期空 气温度12，末期空气温度0，空气相对湿度8590，空气流速11.2m/s，一般家 禽胴体温度冷却至5以下可以送去冻结。个体较小的食品也常放在金屈传送带上吹风 冷却，进行连续化操作。空气冷却可广泛地用于不能用水冷却的食品。对于末包装食 品，采用空气冷却时会产生较大的干耗损失 2011-9-6 2.5.2 冷水冷却冷水冷却 2011-9-6 ?冷水和冷空气相比有较高的传热系数，用冷水冷却食品可以大大缩短冷却时间，而且 不会产生干耗 ?冷水冷却多用于鱼类、家禽的冷却，有时也用于水果、蔬菜和包装过的食品。冷水冷 却一般采用喷淋式或浸渍式： ?喷淋式 被冷却的食品放在金属传送带上，冷却水从食品上方淋水盘均匀淋下，或 由喷嘴喷下和食品接触，带走食品热量，达到冷却的目的。 ?浸溃式 被冷却的食品直接涅没在装有冷却水的冷却槽中，采用搅拌器不停地搅拌 使冷却水流动，提高传热速度和均匀性 ?在喷淋式和浸渍式的冷却食品方法中，冷却水都是循环使用的。循环使用的冷却水受 到某些食品个体污染后，容易造成对其他食品的污染。一般采用在水中加人杀菌剂的 办法来控制冷却水中微生物的含量 ?冷却水的温度一般在0左右，冷却水的降温多采用在换热器中进行，也有采取不断补 充碎冰的办法以维持冷却水温度在0