第四章(2010)、冻结及冻结速度对冻结

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1、三、冻结及冻结速度对冻结产品质量的影响食品在冷冻中发生的变化，大致可分为两类：物理变化：如干耗、冰晶体的膨大引起组织结构变化等；化学变化：如蛋白质变性和氧化变色等。1物理变化：1)干耗食品在冷却、冻结、冻藏过程中都会产生干耗，但因冻藏时间最长，干耗问题更为突出。冻结食品的干耗主要是由于食品表面的冰结晶升华而造成的。2)冻结对食品组织结构的影响：冻结对食品组织结构的不利影响，如造成的组织破坏，引起的软化、流汁等，一般认为不是低温的直接影响，而是由于冰晶体的膨大而造成的机械损伤，细胞间隙的结冰引起细胞脱水、死亡、失去新鲜特性的控制能力。目前的解释主要集中在机械

2、性损伤、细胞的溃解和气体膨胀3个方面。(1)机械性损伤：在冷冻过程中，细胞间隙中的游离水一般含有可溶性物质较少，其冻结点高，所以首先形成冰晶，而细胞内的原生质体仍然保持状态，细胞内过冷的水分比细外的冰晶具有较高的蒸气压和自由能，因而促进细胞内的水分向细胞间隙移动，不断结合到细胞间隙的冰晶核上面，在这样的条件下，细胞间隙所形成的冰晶体会越来越大，产生机械性挤压，原来细胞间的相互结合发生分离，解冻后不能恢复原来的状态，不能吸收冰晶融解所产生的水分而流出汁液，组织变软。(2)细胞的溃解：植物组织的细胞内有大的液胞，水分含量高，易冻结成大的冰晶体，产生较大的“冻结

3、膨胀压”，而植物组织细胞的细胞壁比动物细胞膜厚而又缺乏弹性，因而易被大冰晶体刺破或胀破，细胞即受到破裂损伤，解冻后组织就会软化流水。冻结速度过快时，如液氮等超急速冻结个体较大的食品时，产生的“冻结膨胀压”较大，有时容易产生破裂，所以液氮不易冻结5—10mm以上的大个体食品。速冻荔枝也容易产生裂果。(3)气体膨胀：组织细胞中溶解于液体中的微量气体，在液体结冰时发生游离而体积增加数百倍，这样会损害细胞和组织，引起质地的改变。植物性食品如果蔬的组织结构脆弱，细胞壁较薄，含水量高，当冻结进行缓慢时，就会造成严重的组织结构的改变。故应快速冻结，以形成数量多体积细小的

4、冰晶体，而且让水分在细胞内原位冻结，使冰晶体分布均匀，才能避免组织受到损伤。如速冻的番茄其薄壁组织在显微镜下观察，细胞内外和细胞壁中存在的冰晶体都非常小，细胞间隙没有扩大，原生质紧贴着细胞壁阻止水分外移，这种微小的冰晶体对组织结构的影响就很小。在较快的解冻中观察到对原生质的损害也极微，质地保藏较完整，细胞膜有时未损伤。保持细胞膜的结构完整是非常重要的，可以防止流汁和组织软化。冷冻果蔬等食品的质地和外观与新鲜的原料比较，还是有差异的。组织的溃解、软化、流汁等的程度因原料的种类、成熟度、冷冻工艺和方法等的不同而异。2化学变化1)蛋白质变性：食品中的结合水是与原

5、生质、胶体、蛋白质、淀粉等结合的，在冻结时，水分从其中分离出来而结冰，这也是一个脱水过程，过程往往是不可逆的，尤其是缓慢的冻结，其脱水程度更大，冰晶体主要在细胞间隙中形成，胞内水分产生外移，原生质胶体和蛋白质等分子过多失去结合水，分子受压凝集，会破坏其结构，或者由于原生质体中无机盐因浓缩作用而使浓度提高，产生盐析作用而使蛋白质变性。水产品中的脂肪在耐低温的磷脂酶作用下水解产生不稳定的游离脂肪酸，其氧化产物醛、酮等，促使蛋白质变性，此作用在冻藏时较突出。这些情况都会使这些物质失掉对水的亲和力，以后水分即不能再与之重新结合。蛋白质变性或不可逆的凝固，造成细胞死

6、亡，解冻后组织解体，质地软化，流出汁液，风味下降等。2)变色：冻结产品的变色有褐变、黑变、退色等，会影响产品外观和风味。常见变色的原因有：美拉德反应，如鳕鱼肉中的核酸系物质反应生成核糖，再与氨基化合物反应发生的褐变；酪氨酸酶的氧化造成虾的黑变；肌肉的肌红蛋白受空气中的氧的作用而变色。用低温快速冻结食品是近年来食品冷冻技术发展的一个总的趋势，显示出它具有高质量的优越性，如结晶小、质地好、解冻后可逆性大，不会导致细胞受损伤。用于食品冻结的装置和方法有多种，(一)按使用的冷冻介质及与食品接触的状况，其形式可分为以下2类：间接冻结：静止空气冻结；送风冻结；强风冻结

7、；接触冻结。直接冻结：冰盐混合物冻结；液氮及液态二氧化碳冻结。四、食品常用的冻结方法1间接冻结装置(1)低温静止空气冻结装置：用空气作为冻结介质其热导性能差，而且空气与其接触的物体之间的传热系数也最小；但它对食品无害、成本低、机械化较容易。因此是最早使用的一种冻结方式。(2)送风冻结装置：增大风速能使原料的表面传热系数提高，从而提高冻结速度。风速达1.5m/s时，可提高冻结速度l倍；风速3m/s，可提高3倍；风速5m/s，可提高4倍。虽然送风会加速产品的干耗，但若加快冻结，产品表面形成冰层，可以使水分蒸发减慢，减少干耗，所以送风对速冻有利。但要注意使冻结装

8、置内各点上的原料表面的风速一致。(3)强风冻结装置:以强大风机使冷