食品冷冻工艺学.ppt
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食品冷冻工艺学.ppt
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食品冷冻工艺学轻工食品学院成坚第一章食品低温保藏原理第一节引起食品腐败变质的因素一、微生物1.细菌2.真菌:
霉菌、酵母二、化学变化1.酶促化学反应2.非酶促进化学反应三、物理变化1.水分蒸发2.机械损伤第二节温度对微生物生长繁殖速度的影响一、微生物的最适生长温度1.嗜热菌:
最适生长温度为4560
(1)极端嗜热菌:
最适生长温度在65以上,最低生长温度在40以上。
在美国黄石国家公园的含硫热泉中,曾经分离到一株嗜热的兼性自养细菌酸热硫化叶Sulfolobus),它们可以在高于90的温度下生长。
(2)专性嗜热菌:
最适生长温度在50以上,40以下则生长很差,甚至不能生长。
(3)兼性嗜热菌:
最高生长温度在4050之间,但最适生长温度仍在中温范围内,故又称为耐热菌。
2.嗜温菌:
最适生长温度为2040最适温度为人体的体温,即37,故实验室一般采用37培养细菌。
3.嗜冷菌:
最适生长温度为1020*在-1520C之间最适宜生长,由于这个温度段与其它菌最适宜生长的温度段相比要冷许多(普通细菌适应生长温度为2540C),故此得名嗜冷菌。
*嗜冷菌种最常见的品种有李斯特菌(0-42C)、耶氏菌(4C)和假单胞菌二、温度对微生物生长繁殖的影响:
1.最高生长温度:
902.最低生长温度:
-8第三节温度对化学反应速度的影响一、温度对非酶促化学反应速度的影响化学反应速度常数K:
对于吸热反应,K随温度降低而减小二、温度对酶促化学反应速度的影响1.酶的最适作用温度:
*大多数动物酶的最适作用温度为37-40;*植物酶的最适作用温度为50-602.低温对酶促化学反应速度的影响:
温度系数Q10Q10:
温度升高10或降低10时,化学反应速度常数的变化率Q10=K10+T/KT=23第四节低温对鲜活食物的影响一、冷害:
在冻结点以上由于降温引起的生理性伤害1.现象:
香蕉不能后熟;番茄不能后熟;木瓜不能后熟;青椒溃烂;红薯变甜;土豆变甜;冻疮等2.原因:
酶系中各种酶的温度系数差异导致代谢紊乱,代谢产物积累中毒;油脂相变影响代谢异常;二、冻害:
水分结冰引起的生理性伤害第五节温度对水分的影响一、温度与压蒸汽T,P,水分蒸发速度二、温度变化与水分变化的关系:
1.冷藏食品的水分蒸发与冷凝:
*温度升高时,水分向空气中蒸发,造成失水萎蔫;*温度降低时空气中的水分在食品表面冷凝,造成”出汗”,微生物易生长.2.冻藏食品的解冻与重结冰:
*温度升高时,解冻:
化学反应速度加快;蒸汽压升高,水分向空气中蒸发,造成失水失重和多孔层的形成;*温度降低时,空气中的水分在食品表面冷凝和冻结,造成起霜.内部水分缓慢冻结形成粗大冰晶,使冷冻食品有沙粒感.3.控制措施:
尽量减少温度波动的频率和幅度第六节食品低温保藏的温度选择原则一、对于有生命的鲜活食品1.在不引起冷害和冻害的前提下温度越低越好.2.温度范围:
-215,常用26;在此温度范围的贮存库称为高温库或冷藏库。
二、对于无生命的食品:
1.对于微生物:
-8可以完全抑制微生物的生长,-10-12称为生物安全温度;2.对于化学反应:
温度越低越好。
-20时,85%以上的水分已经冻结,化学反应已经非常缓慢;-40时,99%以上的水分已经冻结,化学反应已经几乎停止;3.考虑经济因素*-20左右称为实用贮藏温度或商业冻藏温度;常用温度为-18-23;*-40左右称为高品质贮藏温度;*在此温度范围的贮藏库:
称为低温库或冻藏库;在此温度范围的贮藏称为冻藏第二章食品的冷却和冻结一、食品的冷却:
1.食品在冷却过程中的变化:
(1)水分蒸发:
(2)冷害:
后熟型果蔬(3)比热的变化*低脂食品(果蔬类):
C=C水*W+C干(1W)=4.184W+1.464(1W);*高脂食品(肉类):
CT=4.184+0.209A蛋+0.418脂+(0.006A干+0.015A脂)(T273)-2.929A干C=4.184+0.209A蛋+0.418脂+(0.003A干+0.007A脂)(T初T终)-2.929A干2.食品在冷却过程中的冷耗量的计算
(1)显热Q1的计算:
Q1=GC(T初T终)
(2)生化反应热和呼吸热Q2的计算肉类的生化反应热:
Q2=0.628*G*tt-冷却时间(小时)果蔬类的呼吸热:
Q2=G*H*tH-呼吸热KJ/kg.hH与温度有关。
(3)总冷耗QQ=Q1+Q23.食品的冷却速率
(1)降温速度:
dT/dt=-K(TT0)
(2)散热速度:
dQ/dt=-KC(TT0)(3)考虑冷却速率因素的冷耗量:
Q=1.5(Q1+Q2)4.冷却时间t=2.320.37+lgT初T0/T初-T终*lgT初T0/T初-T终/K5.食品的冷却方法
(1)接触式冰块冷却法:
带皮、鱼类冷却,机械损伤
(2)空气冷却法:
水分蒸发(3)水冷却法:
清洗、稀释(4)真空冷却法:
比表面积、水分蒸发、二、食品的冻结1.起始冻结点
(1)水的冻结点:
0;
(2)溶液的冻结点:
0,浓度,23%的盐水,冻结点为-21.1;(3)食品的冻结点:
0,大多数天然食品:
-1-2.6,有些可低至-5;2.冻结规律:
冻结过程中的温度变化规律
(1)水的冻结规律:
(2)溶液的冻结规律:
低共融点(-55-65)(3)食品的冻结规律:
3.水分冻结率
(1)水分冻结量:
(2)水分冻结率:
(3)水分冻结率随温度变化规律:
*最大冰结晶生成带:
0-4;*对于大部分鲜活食品,当温度降至-20,90%以上的水分可发生冻结;当温度降至-40时,99%的水分可发生冻结;*食品的低共融点:
-55-65;*=A冰/1+B冰/lg(273-T)(%)A冰、B冰为常数,对于肉类:
A冰=110.5、B冰=0.314.食品在冻结过程中的变化
(1)食品品质的变化:
*体积的变化:
冰的密度小于水的密度,膨胀,胀裂;*冰晶体造成的机械损伤:
不可逆;*水分和溶质重新分布:
冷冻浓缩效应(胶体变性、蛋白质盐析、pH下降等);*汁液流失。
(2)物理特性的变化*比热CT:
水的比热4.18,冰的比热2.09;CT=C0-4.18A比/1+B比/lg273-TA比、B比为常数,对于肉类:
A比=0.4、B比=0.35*导热系数:
水的导热系数0.54,冰的导热系数2.39;T=0-4.18A导/1+B导/lg273-TA导、B导为常数,对于肉类:
A导=0.94、B导=0.19*温度传导系数=3.6/C:
随冻结进行而升高。
T=0-4.18A温/1+B温/lg273-TA温、B温为常数,对于肉类:
A温=0.0024、B温=0.4555.食品冻结的冷耗量q
(1)冻结前食品冷却时的冷耗量q1q1=C1(T初T冻)(kJ/kg)
(2)冰晶体形成时的冷耗量q2q2=W(kJ/kg)(3)冻结食品降温时的冷耗量q3q3=C3(T冻T终)(kJ/kg)(4)总冷耗q=q1+q2+q3(kJ/kg)5.冻结速度
(1)冻结速度的表示方法:
*降温速度:
*冰晶体形成速度:
*界面位移速度:
dx/dt=3.6(T冻T0)/(X/T1/)q冻
(2)影响冻结速度的因素:
(3)缓冻与速冻的划分:
*-1-5所经历的时间:
30分钟内为速冻;*界面位移速度:
5-20cm/h为速冻,1-5cm/h为中速冻结,0.1-1cm/h为慢速冻结(4)冻结速度对食品品质的影响*冰晶大小;*水分和溶质重新分布;*汁液流失;*对微生物的抑制。
6.冻结方法
(1)空气冻结:
干耗
(2)间接接触冻结:
(3)直接接触冻结:
*液氮冻结:
-196;*液态二氧化碳冻结:
-79;*食用级氟利昂冻结:
-23;*甘油+水:
67%浓度,-46.7*甘油+水:
67%浓度,-46.7,甜味;*丙二醇+水:
60%浓度,-51,辛辣味;*盐水:
氯化钠(23%,-21.1);氯化钙(第二章食品的冷藏和冻藏第一节食品冷藏一、食品冷藏的工艺条件1.适宜品种:
(1)有生命食品(果、蔬、蛋等)长期贮藏;、无生命食品(经加工)的短期贮藏
(2)干货的长期贮藏;(3)无生命食品(经加工)的短期贮藏。
2.温度:
不发生冷害和冻害的前提下,温度越低越好。
一般-215,常用26;3.湿度:
不宜过干也不宜过湿,过干易失水萎缩,过湿易出汗长菌,水果85-90%,蔬菜90-95%,坚果70%;4.气体成分:
需要吸入氧气和排除二氧化碳及有害气体以维持生命。
气体贮存:
减少O2和增加CO2均有利于延缓呼吸作用和生理变化。
对某些水果:
O2:
从21%降低到3%、CO2:
从0.03%增加到2-5%、其余用N2或其它惰性气体填充可取得较好的贮存效果。
5.空气流速:
有利于散热和气体交换,也会带来水分损失。
需保持一定速度的强制对流。
6.包装方法:
有一定透气性。
7.堆放方法:
离墙、离地、呈“品”字堆放。
8.混合贮藏:
温度就高不就低,防止“串味”。
二、食品在冷藏中的变化1.冷害和冻害:
2.失水:
3.长菌:
4.氧化:
5.串味:
第二节食品冻藏一、食品冻藏的工艺条件1.适宜品种:
所有无生命食品的长期贮藏。
控制微生物的生长和化学变化。
2.温度:
一般-18-23,常用-20。
3.湿度:
越高越好。
4.空气流速:
需及时将外围进入的热量带到换热器。
自然对流。
5.包装:
密封包装。
6.堆放方法:
离墙离地紧密堆放,防止水分散失、氧化、串味等。
7.混合贮藏:
独立密封包装。
二、食品在冻藏中的变化1.物理变化:
(1)失重:
(2)脱水多孔层的形成:
(3)水分和溶质重新分布:
(4)重结晶:
产生沙粒感。
2.化学变化:
氧化、褐变冻结烧:
经过长期冻藏的食品在表面或中心出现的褐变现象。
第三节食品的冷链一、食品冷链的定义和组成1.定义:
2.组成:
原料冷冻加工冷冻贮藏冷冻运输冷冻销售二、食品经过冷链中的品质变化评估1.食品在冷链中品质变化评估指标
(1)实用贮存期(PSL):
在一定温度下冻藏的食品,保持一般食用或加工原料使用无妨的品质指标所经历的贮藏时间。
(2)高品质寿命(HQL):
在一定温度下冻藏的食品与-40冻藏的同种食品比较,当用科学的感官鉴定标准可以判别出两者差异时,所经历的贮藏时间。
(3)TTT(temperature-time-tolerance)曲线:
不同冻藏温度条件下的PSL曲线2.食品在冷链中品质变化测算及耐贮藏期预测
(1)平均每日品质变化率Bi=1/PSLi
(2)品质变化量Ai=ti*B(3)总品质变化量A=Ai,当A1时,在保质期内;A1时,过保质期。
(4)预计耐贮藏期t=(1A)/Bit=(10.27191)*200=145.6(天)冷链环节温度PSL经历时间品质变化量生产车间:
-254000.50.00125工厂冷库:
-20300600.20000运输车辆-1825060.02400批发冷库-20300100.03333超市冷柜-1215020.01333合计0.27191第四章低温技术在食品加工保藏中的应用第一节果蔬冷却、冷藏技术一、果蔬的特性与分类1.果蔬的特性
(1)生命特性:
抗病力;
(2)呼吸作用:
消耗基质、产生热量;(3)自身催熟:
乙烯的产生。
2.果蔬的分类
(1)水果的分类:
坚果类(如核桃、板栗等)、核果类(如桃、李、杏等)、仁果类(如苹果、梨、山楂等)、浆果类(如草莓、葡萄等)、柑橘类(如柑、橙等)。
(2)蔬菜的分类:
叶菜类(如菠菜、大白菜、韭菜等)、茎菜类(如姜、葱、蒜、笋等)、根菜类(萝卜、山药等)、花菜类(如花椰菜、韭菜花等)、果菜类(如番茄、茄子等)二、果蔬的预冷与冷藏工艺1.预处理:
分级(按大小、品质等分级)清洗、吹干、上蜡、包装。
2.冷却:
空气温度0-5,湿度85-90%,流速0.5m/s,24小时内冷却至5。
3.冷藏:
不同温度的果蔬要分库冷藏,温湿度维持稳定,空气自然循环,定期检查。
4.几种果蔬的冷藏工艺:
(1)橙类冷藏:
*预处理:
0.5%硼砂溶液浸泡1-2分钟,吹干,蜡液浸泡1-2秒,晾干,单果包纸,装箱。
*冷却:
不经预冷。
*冷藏:
温度1-3,湿度90%,进库10天内,每隔2小时通风30分钟
(2)鸭梨冷藏:
*冷却:
分段降温冷却:
10,7天;45-60天降2-4。
(防止黑心病)*冷藏:
温度0左右,湿度85-90%,进库10天内,通风由1天2次到1天1次到3天1次到7天1次(3)土豆的冷藏冷却:
防止冻伤冷藏:
温度1-
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