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1、优秀精品课件文档资料,果蔬速冻,果蔬速冻的全面研究 第一节果蔬冷冻基本原理 第二节速冻果蔬生产技术 第三节果蔬速冻方法和设备 第四节速冻果蔬的营销,果蔬冷冻基本原理,第一节果蔬冷冻基本原理 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。,果蔬冷冻基本原理 港华冷库-,（1）降温纯水在冷冻降温过程中，常出现过冷现象，即温度降到冰点（0）以下，而后又上升到冰点时才开始结冰（图3-1）。在过程abc中，水以释放显热的方
2、式降温；当过冷到c点时，由于冰晶开始形成，释放的相变潜热使样品的温度迅速回升到0，即过程cd，在过程de中，水在平衡的条件下，继续析出冰晶，不断释放大量的固化潜热。在此阶段中，样品温度保持恒定的冻结温度0；当全部的水被冻结后，固化的样品才以较快速率降温（ef段）。,图3-1纯水的冻结曲线,果蔬冷冻基本原理,（2）结晶食品中的水分由液态变为固态的冰晶结构，即食品中的水分温度在下降到过冷点之后，又上升到冰点，然后开始由液态向固态的转化，此过程为结晶。结晶包括两个过程：即晶核的形成和晶体的增长。 晶核的形成。在达到过冷温度之后，极少一部分水分子以一定规律结合成颗粒型的微粒，即晶核，它是晶体增长的基础
3、。港华冷库- 晶体的增长。指水分子有秩序地结合到晶核上面，使晶体不断增大的过程。,果蔬冷冻基本原理,食品的冻结曲线（图3-2）显示了食品在冻结过程中温度与时间的关系。AS阶段为降温阶段，食品经过过冷现象，此间温度下降放出显热。BC阶段为结晶阶段，此时食品中大部分水结成冰，整个冰冻过程中大部分热量（潜热）在此阶段放出，降温慢、曲线平坦。CD阶段为成冰到终温，冰继续降温，余下的水继续结冰。 如果水和冰同时存在于0下，保持温度不变，它们就会处于平衡状态而共存。如果继续由其排除热量，就会促使水转换成冰而不需要晶核的形成，即在原有的冰晶体上不断增长扩大。如果在开始时只有水而无晶核存在的话，则需要在晶体增
4、长之前先有晶核的形成，温度必须降到冰点以下形成晶核，而后才有结冰和体积增长。晶核是冰晶体形成和增长的基础，结冰必须先有晶核的存在。晶核可以是自发形成的，也可以是外加的，其他的物质也能起到晶核的作用，但是它要具有与晶核表面相同的形态，才能使水分子有序地在其表面排列结合。,果蔬冷冻基本原理,2果蔬的冰点,表3-1各种果蔬的冰点温度,果蔬冷冻基本原理,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。可以近似地表示为 K =100（1-td/ts） 式中 K食品冻结率， td食品冻结点， ts食品温度， 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
5、也有不同的冻结率。如表3-2所示。,果蔬冷冻基本原理,表3-2一些果蔬在不同温度下的水分冻结率 单位：%,果蔬冷冻基本原理,通常食品的温度需下降到-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，大部分游离水已形成冰晶，一般把这一温度范围称食品最大冰晶生成区。,果蔬冷冻基本原理,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-5所需要的时间，在30分钟内为快速冻结，超过30分钟
6、为慢速冻结，之所以选择30分钟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的冻结层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。,果蔬冷冻基本原理,2冻结速度与冰晶分布 （1）速冻速冻是指食品中的水分在30分钟内通过最大冰晶生成区而结冻，在速冻条件下，食品降温速度快，食品细胞内外同时达到形成晶核的温度条件，食品降温速度快，食品细胞内外同时达到形成晶核的温度条件，晶核在细胞内外广泛形成，形成的晶核数目多而细小，水分在许多晶核上结合，形成的晶体小而多，冰晶的分布接近于天然食品中液态水的分布情况。由于晶体在
7、细胞内外广泛分布，数量多而小，细胞受到压力均匀，基本不会伤害细胞组织，解冻后产品容易恢复到原来状态，流汁量极少或不流汁，能够较好地保存食品原有的质量。,果蔬冷冻基本原理,（2）缓冻缓冻是指不符合速冻条件的冷冻。食品在缓冻条件下，降温速度慢，细胞内外不能同时达到形成晶核的条件，通常在细胞间隙首先出现晶核，晶核数量少，水分在少数晶核上结合，形成的晶体大，但数量少。由于较大的晶体主要分布在细胞间隙中，致使细胞内外受到压力不均匀，易造成细胞机械损伤和破裂，解冻后，食品流汁现象严重，质地软烂，质量严重下降。,果蔬冷冻基本原理,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
8、当温度升高时冷冻食品中细小的冰晶体首先熔化，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，流汁现象严重，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，细胞内部的部分水分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，同样会因为重结晶现象造成产品质量劣变。,果蔬冷冻基本原理,三、冷冻对果蔬的影响 1冷冻
9、对果蔬组织结构的影响 一般来说，冷冻可以导致果蔬细胞膜的变化，即细胞膜透性增加，膨压降低或消失，细胞膜或细胞壁对离子和分子的透性增大，造成一定的细胞损伤，而且缓冻和速冻对果蔬组织结构的影响也是不同的。另外，果蔬在冷冻时，通常体积膨胀，密度下降46，所以在包装时，容器要留有空间。 在缓冻条件下，晶核主要是在细胞间隙中形成，数量少，细胞内水分不断外移，随着晶体不断增大，原生质体中无机盐浓度不断上升，最后，细胞失水，造成质壁分离，原生质浓缩，其中的无机盐可达到足以沉淀蛋白质的浓度，使蛋白质发生变性或不可逆的凝固，造成细胞死亡，组织解体，质地软化，解冻后流汁严重。,果蔬冷冻基本原理,在速冻条件下，由于
10、细胞内外的水分同时形成晶核，晶体小，且数量多，分布均匀，对果蔬的细胞膜和细胞壁不会造成挤压现象，所以组织结构破坏不多，解冻后仍可复原。保持细胞膜的结构完整对维持细胞内静压是非常重要的，它可以防止流汁和组织软化。 一般认为，冷冻造成的果蔬组织破坏并引起软化流汁，不是由于低温的直接影响，而是由于冰晶形成所造成的机械损伤，由于细胞间隙结冰而引起细胞脱水，原生质破坏，发生质壁分离，破坏了原生质的胶体性质，由于失水而增加了盐类的浓度，使蛋白质由原生质中盐析出来造成细胞死亡，从而失去对新鲜特性的控制能力。据实验观察，果蔬在干冰中速冻，解冻时的流汁现象比-18的空气中冷冻要少得多。,果蔬冷冻基本原理,2冷冻
11、对果蔬化学变化的影响 果蔬原料在降温、冻结、冻藏和解冻期间都会发生色泽、风味和质地的变化，因而影响产品的质量。通常在-7的冻藏温度下，多数微生物停止了生命活动，但原料内部的化学变化并没有停止，甚至在商业性的冷藏温度（-18）下仍然发生化学变化。在速冻温度以及-18以下的冻藏温度条件下化学物质变化速度较慢。在冻结和冻藏期间常发生影响产品质量的化学变化有：不良气味的产生，色素的降解，酶促褐变以及抗生素的自发氧化等。 不良气味的产生是因为在冻结和冻藏期间，果蔬组织中积累的羰基化合物和乙醇等物质产生的挥发性异味，或是含类脂物质较多的果蔬，由于氧化作用而产生异味。试验表明：豌豆、四季豆和甜玉米在冷冻贮藏
12、期间发生了类脂化合物的变化，它们的游离脂肪酸的含量显著增加。,果蔬冷冻基本原理,色泽的变化包括两个方面：一方面是果蔬本身色素的分解，如叶绿素转化为脱镁叶绿素，果蔬由绿色变为灰绿色，既影响外观，又降低其商品价值。另一方面是酶的影响，特别是解冻后褐变发生的更为严重，这是由于果蔬组织中的酚类物质（绿原酸、儿茶酚、儿茶素等）在氧化酶和多酚氧化酶的作用下发生氧化反应的缘故。这种反应速度很快，使产品变色变味，影响严重。防止酶褐变的有效措施有：酶的热钝化；添加抑制剂，如二氧化硫和抗坏血酸；排出氧气或用适当的包装密封；排除包装顶隙中的空气等。 经冻藏和解冻后的果蔬，其组织发生软化，原因之一是由于果胶酶的存在，
13、使果胶水解，原果胶变成可溶性果胶，从而导致组织结构分解，质地软化。另外，冻结时细胞内水分外渗，解冻后不能全部被原生质吸收复原。也是果蔬组织软化的一个原因。,果蔬冷冻基本原理,冷冻保藏对果蔬的营养成分也有影响。冷冻本身对营养成分有保护作用。温度越低，保护程度越高。但是由于原料在冷冻前的一系列处理，如洗涤、去皮、切分、破碎等工序使原料破裂，暴露于空气中，与空气的接触面积大大增加，维生素C因氧化、水溶而失去营养价值。这种化学变化在冻藏中仍然进行，但速度缓慢得多。因而，冷冻前的热处理（抑制酶的活性）及加入抗坏血酸等措施都有保护营养物质的作用。维生素B1对热比较敏感，易受热损失，但在冷藏中损失很少。维生
14、素B2在冷冻前的处理过程中有所降低，但在冷冻贮藏中损失不多。另外，冷冻果蔬中维生素C常有很大程度的损失。只有在低温并不供给氧气的状况下，维生素C才比较稳定。,果蔬冷冻基本原理,3冷冻对果蔬中酶活性的影响 冷冻产品的色泽、风味变化很多是在酶的作用下进行的。酶的活性受温度的影响很大，同时也受pH和基质的影响。酶或酶系统的活性在高温93.3左右被破坏，而温度降至-73.3时还有部分活性存在，食品冷冻对酶的活性只是起到抑制作用，使其活性降低，温度越低，时间越长，酶蛋白失活程度越重。酶活性虽然在冷冻冷藏中显著下降，但是并不说明酶完全失活，在长期冷藏中，酶的作用仍可使果蔬变质。当果蔬解冻后，随着温度的升高
15、，仍保持活性的酶将重新活跃起来，加速果蔬的变质。因此，速冻果蔬在解冻后应迅速食用或使用。,果蔬冷冻基本原理,研究表明，酶在过冷状况下，其活性常被激发。因此，在速冻以前常采用一些辅助措施破坏或抑制酶的活性，例如冷冻以前采用的漂烫处理、浸渍液中添加抗坏血酸或柠檬酸以及前处理中采用硫处理等。 果蔬原料中加入糖浆对冷冻产品的风味、色泽也有良好的保护作用。糖浆涂布在果蔬表面既能阻止其与空气接触，减少氧化机会，也有利于保护果蔬中挥发性酯类香气的散失，对酸性果实可增加其甜味。冷冻加工中常将抗坏血酸和柠檬酸溶于糖浆中以提高其保护效果。经SO2处理后的果蔬如果再加用糖浆，对风味的保持亦有良好的作用。,果蔬冷冻基
16、本原理,4冷冻对微生物的影响 任何微生物的生长、繁殖及活动都有一定的温度范围，超过或低于这个温度，微生物的生长及活动就逐渐抑制或被杀死。冷冻果蔬中微生物的影响主要有两个方面：一方面是造成产品质量劣变或全部腐烂；另一方面是产生有害物质，危机人体健康。 低温导致微生物活力减弱的原因是：一方面在较低温度下微生物酶活性下降，当温度降至-20-25时，微生物细胞内所有酶反应几乎完全停止。另一方面，微生物细胞内原生质黏度增加，胶体吸水性下降，蛋白质发生不可逆凝固变性，同时冰晶体的形成还会使细胞遭受到机械性破坏。因而冷冻可以抑制或杀死微生物。,果蔬冷冻基本原理,食品冻结时缓冻将导致大量微生物死亡，而速冻则相反，因为缓冻时食品温度长时间处于-18-12，易形成少量大粒冰晶体，对细胞产生机械破坏作用，对微生物影响较大。而在速冻条件下，食品在对细胞威胁较大的温度范围内停留时间甚短，温度迅速下降到-18下，对微生物影响相对较小。 果蔬原料在冷冻前，其条件适宜于微生物的生长繁殖，所以易被杂菌感染，而且原料从准备处理到冷冻之前拖的时间愈长，感染愈重。如原料热处理后降温不够充分就包装冷冻，那么包装
