食品冷冻冷藏原理与设备－冻藏

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1、第六章食品的冻结与冻藏郑艺华生物系统热科学与技术研究所食品冻结与冻藏是食品冷加工的主要内容之一，目前在国内外发展都很快、冻结品的销售量逐年递增。关于如何提高冻结食品的质量，降低食品冻结加工与冻藏成本，同时减少加工与贮藏中对大气环境的破坏是人们研究的重点。具体内容：冻结方法、冻结与冻藏设备、冰品对食品质量的影响、冻伤、冻结速率、食品热物性、冻结食品的包装、水分与汁液流失、冻结食品成分与形态等问题。其中冻结速率和食品热物性是影响冻结食品质量及设备性能的主要因素。§6-1冻结速率的表示法冻结速率可用食品热中心温度下降的速率或冰锋前进的速度表示。一、食品热

2、中心温度下降的速率食品热中心即指降温过程中食品内部温度最高的点。对于成分均匀且几何形状规则的食品、热中心就是其几何中心。常用食品热中心温度从一1℃降至一5℃所用时间长短衡量冻结快慢问题，并称此温度范围为最大冰晶生成带。若通过此冰晶生成带的时间少于30min，称为快速冻结；若大于30min，称为慢速冻结。以往认为这种快速冻结对食品质量影响很小，特别是果蔬食品。然而，随着冻结食品种类增多相对冻结食品质量要求的提高，人们发现这种表示方法对保证有些食品的质量并不充分可靠。主要原因是：有些食品的最大冰晶生成带可延伸至一10～一15℃；不能反映食品形态、几何尺

3、寸、包装情况等多种因素的影响。因此，近几年，人们建议采用冰锋移动速率表示冻结快慢问题。二、用冰锋前进速率表示这种表示法最早是德国学者普朗克提出的，他以一5℃作为结冰锋面，测量从食品表面向内部移动的速率。并按此速率高低将冻结分类；快速冻结：冰锋移动速率＞＝5—20cm／h；中速冻结：冰锋移动速率＞＝1—5cm／h慢速冻结：冰锋移动速率＝0.1—1cm／h使用中发现，有两个因素对冻结速率影响最大。一个是温度传感器件置于热中心位置的偏差；另一个是食品的初始温度。三、目前采用的冻结速率慢冻：在通风房内，对散放大体积材料的冻结。冻结速率为0.2cm/h。快冻

4、或深冻：在鼓风式或板式冻结装置中冻结零售包装食品。冻结速率为0.5—3cm／h；速冻或单体快速冻结：在流化床上对单粒小食品快冻，冻结速率为5一10cm/h。超速冻：采用低温液体喷淋或浸没拣结。冻结速率为10一100cm／h。对于畜肉类食品，冻结速率达到2—5cm/h，即获得较好的效果；而对于生禽肉，冻结速率必需大于1.0cm/h，才能保证有较亮的颜色.§6-2冻结时的变化冻结中会发生物理、化学、组织方面的变化。都会影响到食品的品质。1、体积膨胀、产生内压水在4℃时体积最小，因而密度最大，为1000kg／m3。0℃时水结成冰，体积约增加9％，在食品个

5、体积约增加6％。冰的温度每下降1℃，其体积收缩0.01％～0.005％。二者相比，膨胀比收缩大得多，所以含水分多的食品冻结时体积会膨胀。食品冻结时，首先是表面水分结冰，然后冰层逐渐向内部延伸。当内部的水分因冻结而体积膨胀时，会受到外部冻结层的阻碍，产生内压称做冻结膨胀压，纯理论计算其数值可高达8.7MPa。当外层受不了这样的内压时就会破裂，逐渐使内压消失。2、热物性的变化比热容热容为4.18KJ／（kg·K），冰的比热容为2kJ／（kg·K）。冰的比热容约是水的1／2。热导率水的热导率为0.6w／(m·℃)，冰的热导率为2.2w／(m·℃)，约为水

6、热导率的4倍。当温度下降，食品的水分开始结冰的同时，热导率就变大，食品的冻结速度加快。另一方面，冻结食品解冻时，冰层由外向内逐渐融化成水．热导率减小，热量的移动受到抑制，解冻速度就变慢。与热流方向有关，当热的移动方向与肌肉组织垂直时热导串小，平行时则大。3、体液流失食品经过冻结、解冻后，内部冰晶融化成水，如不能被组织、细胞吸收回复到原来的状态，这部分水分就分离出来成为流失液。流失液不仅是水，还包括溶于水的成分，如蛋白质、盐类、维生素类等。体液流失使食品的质量减少，营养成分、风味亦受损失。因此，流失的产生成为评定冻品质量的指标之一。一般来说，如果食品

7、原料新鲜，冻结速度快，冻藏温度低或波动小，冷藏期短，则解冻时流失液少。若水分含量多，流失液亦多。如鱼和肉比，鱼的含水量高故流失液亦多。叶菜类和豆类相比、叶菜类流失液多。经冻结前处理如加盐、糖、磷酸盐时流失液少。食品原料切得越细小，流失液亦越多。4、干耗食品冰结过程中，因食品中的水分从表面蒸发，造成食品的质量减少，俗称“干耗”。干耗不仅会造成企业很大的经济损失，还给冻品的品质和外观带来影响。例如日宰2000头猪的肉联厂，干耗以2.8％或3％算。要年损失600多吨肉，相当干15000头猪。干耗发生的原因是冻结室内的空气未达到水蒸气的饱和状态，其蒸汽压小

8、于饱和水蒸气压，而鱼、肉等含水量较高，其表面层接近饱和水蒸气压，在蒸气压差的作用下食品表面水分向空气中蒸发、表面层水分蒸发