食品冷冻保鲜原理与设备(课件)第一章

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1、食品冷冻保鲜原理与设备第一章冷冻保鲜机理及食品的热力学性质§1-1食品冷冻保鲜的基本原理引起食品变质的主要原因是：（1）微生物（细菌）的作用；（2)酶的作用；（3）有生命的水果和蔬菜的呼吸作用。一、温度对微生物(micro—organisms)的作用根据微生物对温度的耐受程度，将其划分为四类(表l-4)，即嗜冷菌(PsychroPhile)、适冷菌(psychrohoph)、嗜温菌(mesophile)和嗜热菌(thermophile)。温度对微生物的生长繁殖影响很大。温度越低、它们的生长与繁殖速率也越低(表1—5，图1—9)。当处在它们的最低生长温度时，

2、其新陈代谢活动已减弱到极低的程度，并出现部分休眠状态。二、水分对微生物的作用微生物的繁殖和生长与水分活度密切相关。表示基质中所含水分能为微生物活动所运用的比例，可表示为：（1-1）式中：P——基质中所含多扩散性溶液的水蒸气分压；P0——与P温度相同时的纯水的水蒸气分压。平衡状态时，水分活度恰巧与周围空气中以百分数表示的相对湿度的1/100相同。降低水分活度可抑制微生物的繁殖和生长。使食品内可用水降低到微生物的最低水分活度以下的主要方法有：（1）降低温度，因为温度降低后，促使食品附近的相对湿度降低,从而导致食品表面干燥，使表层的可用水降低到以下；（2）增加溶

3、质；（3）增加亲水胶体；（4）使水结成冰晶体，从而使可用水不再被微生物细胞所利用。因此，降低温度可抑制微生物的繁殖与生长，但对大部分微生物没有致命作用。而速冻所造成的“冷冲击”可杀死的微生物至少达50~60%。三、温度对酶活性(enzymeactivity)的影响食品中的许多反应都是在酶的催化下进行的，这些酶中有些是食品中固有的，有些是微生物生长繁殖中分泌出来的。温度对酶活性(即催化能力)影响最大，40-50℃时，酶的催化作用最强。随着温度的升高或降低，酶的活性均下降(图1—10)。一般来讲，在0-40℃范围内，温度每升高l0K，反应速度将增加1-2倍。一

4、般最大反应速度所对应的温度均不超过60℃。当温度高于60℃时，绝大多数酶的话性急剧下降。过热后，酶失活是由于酶蛋白发生变性的结果。而温度降低时，酶的活性也逐渐减弱。例如，若以脂肪酶40℃时的话性为1，则在－12℃时降为0.01；在－30℃时降为0.001。酶活性虽在冷冻冷藏中显著下降，但并不说明酶完全失活，在长期冷藏中，酶的作用仍可使食品变质。一般采用－18℃作为贮藏温度，对于多数食品在数周至数月内是安全可行的。四、温度对呼吸作用的影响呼吸是植物性食品维持生命代谢持有的现象。呼吸不但使食品的营养成分损失，而且呼吸放出的热量与有毒物质也加速食品的变质。呼吸速

5、率的高低可用温度系数衡量：多数果蔬的为2—3，即温度上升10K，化学反应速率增加2—3倍。表1—6、表1—7是部分果蔬的值，从表中可见，0－10℃间温度变化对呼吸速率的影响较大。§1-2食品冷冻工艺流程食品速冻工艺流程如图1所示。冻前预处理因为水果、蔬菜中含有酵素，所以要对其进行杀菁（Blanching）处理，通常用80~100℃的热水或蒸气对其进行加热，以杀死存于细胞中的过氧化氢酵素及过氧化酵素，同时也能杀死未造成胞子的一般细菌的95~99%。经杀菁处理后的原料应立即用冷风或冷水进行冷却，使原料的温度迅速降至0℃，然后再进行冻结。原料预冷筛选处理冻结包冰

6、包装包装装箱包装冻结装箱冷却调理包装冻结装箱冷藏§1-3食品的热物性一、比热1.含有多种成份的食品的比热，可用下式计算：（1-2）式中：Cp——定压比热;（Kcal/kg℃）Ci——每种成分的定压比热;bi——每一种成分的重量百分比(%);n——组成食品成分的总数.2、高于冻结点温度的食品的比热的计算（1-3）式中：Cb——高于冻结点温度时，食品的比热；CW——水的比热，CW=4.19KJ/kg•k；Wn——食品的含水量，（%）；Cs——干食品的比热，Cs=1.47KJ/kg•k；S——食品中干物质的含量（%）.其中，干食品的比热与温度的关系由下式给定：（

7、1-4）3、低于冻结点温度下食品的比热的计算(1-5)式中：Cic——冰的比热，Cic=2.09KJ/kg•k；J——冻结成冰的水量（%）；Ce——低于冻结点温度时，食品的比热。4、冻结全过程食品比热的计算(1-6)式中,L——水的冻结热，L=334.4KJ/kg;m——食品的含水量，（kg）；W2、W1——分别是在t2温度和t1温度时，冻结成冰的水量的百分比(%)，t2-t1=1℃食品材料的热物理数据一、比热容表36中列出了部分食品材料的比热容数据，但应当指出这些并非实验数据，是按近似公式计算得到的。二、融解潜热非脂肪食品或食品成分的融解潜热由下式表示：

8、式中：——计算的融解潜热，Kcal/kg;80——水的融解潜热，K