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1、食品工艺学食品工艺学第四章第四章 食品的冷冻保藏食品的冷冻保藏第四章第四章 食品的冷冻保藏食品的冷冻保藏参考书目参考书目概述概述 思考题思考题第一节第一节 食品低温保藏的基本原理食品低温保藏的基本原理第二节第二节 食品的冷却食品的冷却第三节第三节 食品的冻结食品的冻结第四节第四节 食品的回热与解冻食品的回热与解冻参考书目参考书目食品工艺学（上册）食品工艺学（上册）食品工业制冷技术食品工业制冷技术食品冷冻工艺学食品冷冻工艺学肉类食品工艺学肉类食品工艺学水产品冷藏加工水产品冷藏加工冷藏和冻藏工程技术冷藏和冻藏工程技术各种食品类、制冷类的期刊各种食品类、制冷类的期刊概述概述冷冻食品和冷却食品冷冻食品
2、和冷却食品冷冻和冷却食品的特点冷冻和冷却食品的特点低温保藏食品的历史低温保藏食品的历史冷冻食品和冷却食品冷冻食品和冷却食品冷冻食品又称冻结食品，是冻结后在低冷冻食品又称冻结食品，是冻结后在低于冻结点的温度保藏的食品于冻结点的温度保藏的食品冷却食品不需要冻结，是将食品的温度冷却食品不需要冻结，是将食品的温度降到接近冻结点，并在此温度下保藏的降到接近冻结点，并在此温度下保藏的食品食品冷冻食品和冷却食品可按原料及消费形冷冻食品和冷却食品可按原料及消费形式分为果蔬类、水产类、肉禽蛋类、调式分为果蔬类、水产类、肉禽蛋类、调理方便食品类这四大类。理方便食品类这四大类。冷冻和冷却食品的特点冷冻和冷却食品的特
3、点易保藏，广泛用于肉、禽、水产、乳、易保藏，广泛用于肉、禽、水产、乳、蛋、蔬菜和水果等易腐食品的生产、运蛋、蔬菜和水果等易腐食品的生产、运输和贮藏输和贮藏营养、方便、卫生、经济营养、方便、卫生、经济市场需求量大，在发达国家占有重要的市场需求量大，在发达国家占有重要的地位，在发展中国家发展迅速地位，在发展中国家发展迅速低温保藏食品的历史低温保藏食品的历史公元前一千多年，我国就有利用天然冰公元前一千多年，我国就有利用天然冰雪来贮藏食品的记载。雪来贮藏食品的记载。冻结食品的产生起源于冻结食品的产生起源于19世纪上半叶冷世纪上半叶冷冻机的发明。冻机的发明。1834年年，Jacob Perkins（英英
4、）发发明明了了以以乙醚为介质的乙醚为介质的压缩式冷冻机压缩式冷冻机。1860年，年，Carre（法）发明以氨为介质，（法）发明以氨为介质，以以水为吸收剂的吸收式冷冻机水为吸收剂的吸收式冷冻机。1872年年，David Boyle（美美）和和Carl Von Linde（德德）分分别别发发明明了了以以氨氨为为介介质质的的压压缩式冷冻机缩式冷冻机，当时主要用于制冰。，当时主要用于制冰。1877年年，Charles Tellier（法法）将将氨氨-水水吸吸收收式式冷冷冻冻机机用用于于冷冷冻冻阿阿根根廷廷的的牛牛肉肉和和新新西西兰兰的的羊羊肉肉并并运运输输到到法法国国，这这是是食食品品冷冷冻冻的的首次
5、商业首次商业应用，也是冷冻食品的首度问世。应用，也是冷冻食品的首度问世。20世纪初，美国建立了冻结食品厂。世纪初，美国建立了冻结食品厂。20世纪世纪30年代，出现带包装的冷冻食品。年代，出现带包装的冷冻食品。二战的军需，极大地促进了美国冻结食二战的军需，极大地促进了美国冻结食品业的发展。品业的发展。战后，冷冻技术和配套设备不断改进，战后，冷冻技术和配套设备不断改进，出现预制冷冻制品、耐热复合塑料薄膜出现预制冷冻制品、耐热复合塑料薄膜包装袋和高质快速解冻复原加热设备，包装袋和高质快速解冻复原加热设备，冷冻食品业成为方便食品和快餐业的支冷冻食品业成为方便食品和快餐业的支柱行业。柱行业。20世纪世纪
6、60年代，发达国家构成完整的冷年代，发达国家构成完整的冷藏链。冷冻食品进入超市。藏链。冷冻食品进入超市。冷冻食品的品种迅猛增加。冷冻加工技冷冻食品的品种迅猛增加。冷冻加工技术从整体冻结向小块或颗粒冻结发展。术从整体冻结向小块或颗粒冻结发展。我国在我国在20世纪世纪70年代，因外贸需要冷冻年代，因外贸需要冷冻蔬菜，冷冻食品开始起步。蔬菜，冷冻食品开始起步。80年代，家用冰箱和微波炉的普及，销年代，家用冰箱和微波炉的普及，销售用冰柜和冷藏柜的使用，推动了冷冻售用冰柜和冷藏柜的使用，推动了冷冻冷藏食品的发展；出现冷冻面点。冷藏食品的发展；出现冷冻面点。90年代，冷链初步形成；品种增加，风年代，冷链初
7、步形成；品种增加，风味特色产品和各种菜式；生产企业和产味特色产品和各种菜式；生产企业和产量大幅度增加。量大幅度增加。erkins的乙醚压缩制冷机的乙醚压缩制冷机压缩机压缩机吸气管吸气管排气管排气管冷冷凝凝器器膨胀阀膨胀阀蒸发器蒸发器水水制冰箱制冰箱蒸汽吸收式冷冻机蒸汽吸收式冷冻机蒸汽压缩式冷冻机原理蒸汽压缩式冷冻机原理冷凝器蒸蒸发发器器高压高温区低压低温区膨胀阀膨胀阀压缩机压缩机等温等压等压等熵等焓第一节第一节 食品低温保藏的基本原理食品低温保藏的基本原理概述概述低温对微生物的影响低温对微生物的影响低温对酶活性的影响低温对酶活性的影响低温对非酶作用的影响低温对非酶作用的影响概述概述食品原料有动
8、物性和植物性之分。食品原料有动物性和植物性之分。食品的化学成分复杂且易变。食品的化学成分复杂且易变。食品因腐烂变质造成的损失惊人。食品因腐烂变质造成的损失惊人。引起食品腐烂变质的三个主要因素。引起食品腐烂变质的三个主要因素。一、低温对微生物的影响一、低温对微生物的影响微生物对食品的破坏作用。微生物对食品的破坏作用。微生物在食品中生长的主要条件：微生物在食品中生长的主要条件：液态水分液态水分pH值值营养物营养物温度温度 分类分类 最低温度举例最低温度举例低温的作用低温的作用降温速度降温速度微生物类型微生物类型温度温度最低最低最适最适最高最高嗜冷微生物嗜冷微生物-7515202530嗜温微生物嗜温
9、微生物101530404050嗜热微生物嗜热微生物304550607580微生物按生长温度分类微生物按生长温度分类部分微生物生长和产生毒素的最低温度部分微生物生长和产生毒素的最低温度微生物微生物最低生长温度最低生长温度产毒素最低温度产毒素最低温度食物食物中毒中毒性微性微生物生物肉毒杆菌肉毒杆菌A10.010.0肉毒杆菌肉毒杆菌B肉毒杆菌肉毒杆菌C-肉毒杆菌肉毒杆菌D3.03.0梭状荚膜产气杆菌梭状荚膜产气杆菌1520-金黄色葡萄球菌金黄色葡萄球菌6.76.7沙门氏杆菌沙门氏杆菌6.7不产外毒素不产外毒素粪便粪便指示指示剂微剂微生物生物埃希氏大肠杆菌埃希氏大肠杆菌35产气杆菌产气杆菌0大肠杆菌类
10、大肠杆菌类35肠球菌肠球菌0低温对微生物的作用低温对微生物的作用低温可起到抑制微生物生长和促使部分低温可起到抑制微生物生长和促使部分微生物死亡的作用。但在低温下，其死微生物死亡的作用。但在低温下，其死亡速度比在高温下要缓慢得多。亡速度比在高温下要缓慢得多。一般认为，低温只是阻止微生物繁殖，一般认为，低温只是阻止微生物繁殖，不能彻底杀死微生物，一旦温度升高，不能彻底杀死微生物，一旦温度升高，微生物的繁殖也逐渐恢复。微生物的繁殖也逐渐恢复。降温速度对微生物的影响降温速度对微生物的影响冻结前，降温越迅速，微生物的死亡率冻结前，降温越迅速，微生物的死亡率越高；越高；冻结点以下，缓冻将导致剩余微生物的冻
11、结点以下，缓冻将导致剩余微生物的大量死亡，而速冻对微生物的致死效果大量死亡，而速冻对微生物的致死效果较差。较差。二、低温对酶活性的影响二、低温对酶活性的影响酶作用的效果因原料而异酶作用的效果因原料而异酶活性随温度的下降而降低酶活性随温度的下降而降低一般的冷藏和冻藏不能完全抑制酶的活性一般的冷藏和冻藏不能完全抑制酶的活性三、低温对非酶因素的影响三、低温对非酶因素的影响各种非酶促化学反应的速度，各种非酶促化学反应的速度，都会因温度下降而降低都会因温度下降而降低第二节第二节 食品的冷却食品的冷却一、一、冷却的目的冷却的目的二、二、冷却的方法冷却的方法三、三、冷却过程的冷耗量冷却过程的冷耗量四、四、冷
12、却速度与冷却时间（自学）冷却速度与冷却时间（自学）五、五、气调贮藏气调贮藏六、冷藏中的变化及技术管理六、冷藏中的变化及技术管理一、冷却的目的一、冷却的目的植物性食品的冷藏保鲜植物性食品的冷藏保鲜肉类冻结前的预冷肉类冻结前的预冷分割肉的冷藏销售分割肉的冷藏销售水产品的冷藏保鲜水产品的冷藏保鲜鱼鱼肌肌肉肉组组织织在在自自溶溶作作用用时时主主要要的的生生化化反反应：应：（C6H10O5）n+nH2O 2n（C3H6O3）+58.061 cal肌酸肌酸P+ADP ATP+肌酸肌酸ATP ADP+Pi+7000 cal这这些些反反应应产产生生的的大大量量热热量量可可使使鱼鱼体体温温度度上上升升210，如
13、如不不及及时时冷冷却却，就就会会促促进进酶的分解作用和微生物的繁殖。酶的分解作用和微生物的繁殖。二、冷却的方法二、冷却的方法（一）（一）固体物料的冷却固体物料的冷却（二）（二）液体物料的冷却液体物料的冷却（三）（三）其它冷却方法其它冷却方法（一）、固体物料的冷却（一）、固体物料的冷却1.冷风冷却冷风冷却2.冷水冷却冷水冷却3.碎冰冷却碎冰冷却4.真空冷却真空冷却各种冷却方法的适用各种冷却方法的适用1、冷风冷却、冷风冷却用于果蔬类的高温库房用于果蔬类的高温库房肉类的冷风冷却装置肉类的冷风冷却装置隧道式冷却装置隧道式冷却装置冷风机的各种进出风类型冷风机的各种进出风类型冷风冷却系统示意图（冷风冷却系
14、统示意图（15）冷藏运输冷藏运输高温库房高温库房冷风机的各种进出风类型冷风机的各种进出风类型：冷风冷却系统示意图冷风冷却系统示意图冷藏运输：冷藏运输：2、冷水冷却、冷水冷却浸入式浸入式喷雾式喷雾式淋水式淋水式优缺点优缺点3、碎冰冷却、碎冰冷却特点特点冰的种类冰的种类操作要点操作要点适用适用4、真空冷却、真空冷却原理原理构造示意构造示意操作操作特点（特点（生菜冷却曲线生菜冷却曲线）（二）液体食品物料的冷却（二）液体食品物料的冷却特点特点间接冷却间接冷却冷却介质冷却介质冷却器：间歇式、连续式冷却器：间歇式、连续式（三）、其它冷却方法（三）、其它冷却方法接触冷却接触冷却辐射冷却辐射冷却低温学接触冷却
15、低温学接触冷却三、冷却过程的冷耗量三、冷却过程的冷耗量食食品品冷冷却却过过程程中中总总的的冷冷耗耗量量，即即由由制制冷冷装置所带走的总热负荷装置所带走的总热负荷QT：QT=QF+QVQF：冷却食品的冷耗量冷却食品的冷耗量；QV：其它各种冷耗量其它各种冷耗量，其它各种冷耗量其它各种冷耗量QV如外界传入的热量，外界空气进如外界传入的热量，外界空气进入造成的水蒸气结霜潜热，风机、入造成的水蒸气结霜潜热，风机、泵、传送带电机及照明灯产生的泵、传送带电机及照明灯产生的热量等。热量等。食品的冷耗量QFQF=QS+QL+QC+QP+QWQS：食品的显热食品的显热；QL：脂肪的凝固潜热；：脂肪的凝固潜热；QC
16、：生化反应热；：生化反应热；QP：包装物冷耗量；：包装物冷耗量；QW：水蒸气结霜潜热：水蒸气结霜潜热；食品的显热QS=GCO（TITF）G：食品重量；：食品重量；CO：食品的平均比热；：食品的平均比热；TI：冷却食品的初温；：冷却食品的初温；TF：冷却食品的终温。：冷却食品的终温。四、冷却速度与冷却时间四、冷却速度与冷却时间自学。自学。理论基础：传热。理论基础：传热。方式：按照食品的形状和冷却装置的形方式：按照食品的形状和冷却装置的形式，分别研究平板状食品、圆柱状食品式，分别研究平板状食品、圆柱状食品和球状食品的传热过程，从而计算食品和球状食品的传热过程，从而计算食品的冷却速度和冷却时间。的冷
17、却速度和冷却时间。五、气调贮藏五、气调贮藏0.发展史、定义及机理发展史、定义及机理1、气调贮藏的生理基础、气调贮藏的生理基础2、气调贮藏方法、气调贮藏方法0.发展史、定义及机理发展史、定义及机理发展史：参见冷藏和冻藏工程技术发展史：参见冷藏和冻藏工程技术定义：食品原料在不同于周围大气（定义：食品原料在不同于周围大气（21%O2、0.03%CO2）的环境中贮藏。通常与）的环境中贮藏。通常与冷藏结合使用。冷藏结合使用。用途：延长季节性易腐烂食品原料的贮藏用途：延长季节性易腐烂食品原料的贮藏期。期。机理：采用低温和改变气体成分的技术，机理：采用低温和改变气体成分的技术，延迟生鲜食品原料的自然成熟过程
18、。延迟生鲜食品原料的自然成熟过程。1、气调贮藏的生理基础、气调贮藏的生理基础降低呼吸强度，推迟呼吸高峰；降低呼吸强度，推迟呼吸高峰；抑制乙烯的生成，延长贮藏期；抑制乙烯的生成，延长贮藏期；控制真菌的生长繁殖；控制真菌的生长繁殖；若氧气过少，会产生厌氧呼吸；二氧化若氧气过少，会产生厌氧呼吸；二氧化碳过多，会使原料中毒。碳过多，会使原料中毒。2、气调贮藏方法、气调贮藏方法自然降氧法（自然降氧法（MA）快速降氧法（快速降氧法（CA）混合降氧法混合降氧法包装贮藏法包装贮藏法自然降氧法（自然降氧法（Modified Atmosphere Storage）果蔬原料贮藏于密封的冷藏库中（果蔬原料贮藏于密封的
19、冷藏库中（气调库气调库），），果蔬本身的呼吸作用使库内的氧量减少，二氧果蔬本身的呼吸作用使库内的氧量减少，二氧化碳量增加。化碳量增加。用吸入空气来维持一定的氧浓度。用吸入空气来维持一定的氧浓度。用气体洗涤器来除去过多的二氧化碳。用气体洗涤器来除去过多的二氧化碳。碱式，让气体通过碱式，让气体通过45%的的NaOH；水式，让气体通过低温的流动水；水式，让气体通过低温的流动水；干式，让气体通过消石灰填充柱。干式，让气体通过消石灰填充柱。快速降氧法快速降氧法（Controlled Atmosphere Storage）在气体发生器中用燃烧在气体发生器中用燃烧C3H8的方法来制的方法来制取低取低O2高高
20、CO2的气体；的气体；将气体通入冷藏库中；将气体通入冷藏库中；库中常保持负压。库中常保持负压。待藏原料入库时，即处于最适贮藏气体待藏原料入库时，即处于最适贮藏气体氛围，特别适用于不耐藏但经济价值高氛围，特别适用于不耐藏但经济价值高的原料，如草莓。的原料，如草莓。吸附器吸附器7、10通过阀门通过阀门6、8，轮流，轮流工作与再生。工作与再生。丙烷通过阀丙烷通过阀13进入发生进入发生器。器。混合降氧法混合降氧法先用快速降氧法将冷藏库内的氧气降低先用快速降氧法将冷藏库内的氧气降低到一定程度；到一定程度；原料入库，利用自然降氧法使氧的含量原料入库，利用自然降氧法使氧的含量进一步降低。进一步降低。既可控制
21、易腐原料的初期快速腐烂，又既可控制易腐原料的初期快速腐烂，又降低生产成本。降低生产成本。包装贮藏法包装贮藏法生理包装生理包装：将原料放进聚乙烯套袋，并：将原料放进聚乙烯套袋，并密封。利用原料的呼吸作用和气体透过密封。利用原料的呼吸作用和气体透过袋壁的活动，维持适宜的气体氛围。袋壁的活动，维持适宜的气体氛围。硅气窗包装硅气窗包装：用带有硅橡胶的厚质袋包：用带有硅橡胶的厚质袋包装原料，并密封。因气体的交换只通过装原料，并密封。因气体的交换只通过硅窗进行，所以改变硅窗的面积，就可硅窗进行，所以改变硅窗的面积，就可以维持不同的气体氛围。以维持不同的气体氛围。六、冷藏中的变化及技术管理六、冷藏中的变化及
22、技术管理0.简述简述1、冷藏时的变化、冷藏时的变化 2、冷藏技术管理、冷藏技术管理0.简述简述由于原料性质不同，组成成分不同，冷藏前的由于原料性质不同，组成成分不同，冷藏前的加工工艺不同，食品在冷藏时所发生的变化也加工工艺不同，食品在冷藏时所发生的变化也不尽相同。不尽相同。除了肉类在冷藏过程中的成熟作用外，其它所除了肉类在冷藏过程中的成熟作用外，其它所有变化均会使食品的品质下降。有变化均会使食品的品质下降。采取一定的措施可以减缓变化速度（控制温度采取一定的措施可以减缓变化速度（控制温度和湿度，采用合适的包装，采用冷藏结合气调和湿度，采用合适的包装，采用冷藏结合气调储藏等）。储藏等）。1、冷藏时
23、的变化、冷藏时的变化 水分蒸发水分蒸发冷害冷害串味串味生理作用生理作用脂类变化脂类变化淀粉老化淀粉老化微生物增殖微生物增殖（1）水分蒸发）水分蒸发 食品在冷却时及冷藏中，因为温湿度差而食品在冷却时及冷藏中，因为温湿度差而发生表面水分蒸发。发生表面水分蒸发。水分蒸发不仅造成重量损失（俗称干耗），水分蒸发不仅造成重量损失（俗称干耗），而且使果蔬类食品失去新鲜饱满的外观。而且使果蔬类食品失去新鲜饱满的外观。减重达到减重达到5%时，水果、蔬菜会出现明显的时，水果、蔬菜会出现明显的凋萎现象。凋萎现象。肉类食品因水分蒸发而发生表面收缩硬化，肉类食品因水分蒸发而发生表面收缩硬化，形成干燥皮膜，肉色也有变化。
24、形成干燥皮膜，肉色也有变化。鸡蛋因水分蒸发而造成气室增大。鸡蛋因水分蒸发而造成气室增大。一些果蔬的水分蒸发特性一些果蔬的水分蒸发特性冷却及贮藏中食肉胴体的干耗冷却及贮藏中食肉胴体的干耗（1）水分蒸发）水分蒸发 水果蔬菜的水分蒸发特性水果蔬菜的水分蒸发特性水分蒸发特性水果蔬菜的种类A型(蒸发量小)苹果、橘子、柿子、梨、西瓜、葡萄(欧洲种)、马铃薯、洋葱B型(蒸发量中等)白桃、李子、无花果、番茄、甜瓜、莴苣、萝卜C型(蒸发量大)樱桃、杨梅、龙须菜、葡萄(美国种)、叶菜类、蘑菇冷却及贮藏中食肉胴体的干耗冷却及贮藏中食肉胴体的干耗(=1，=80%90%，=0.2m/s)时间时间牛牛(%)小牛小牛(%)
25、羊羊(%)猪猪(%)12小时小时2.02.02.01.024小时小时2.52.52.52.036小时小时3.03.03.02.548小时小时3.53.53.53.08天天4.04.04.54.014天天4.54.65.05.0在冷藏时，果蔬的品温虽然在冻结点在冷藏时，果蔬的品温虽然在冻结点以上，但当贮藏温度低于某一温度界以上，但当贮藏温度低于某一温度界限时，果蔬的正常生理机能受到障碍，限时，果蔬的正常生理机能受到障碍，称为冷害。称为冷害。冷害的各种症状冷害的各种症状见后页表见后页表。（2）冷害）冷害 虽然在外观上没有症状，但冷藏后再放虽然在外观上没有症状，但冷藏后再放至常温中，就丧失了正常的促
26、进成熟作至常温中，就丧失了正常的促进成熟作用的能力，这也是冷害的一种。用的能力，这也是冷害的一种。需要在低于界限温度的环境中放置一段需要在低于界限温度的环境中放置一段时间，才会出现冷害。时间，才会出现冷害。（2）冷害）冷害 表表4-6水果蔬菜冷害的界限温度和症状水果蔬菜冷害的界限温度和症状种类界限温度()症状种类界限温度()症状香蕉11.7-13.8果皮变黑马铃薯4.4发甜、褐变西瓜4.4凹斑、风味异常番茄(熟)7.2-10软化、腐烂黄瓜7.2凹斑、水浸状斑点腐败番茄(生)12.3-13.9催熟果颜色茄子7.2表皮变色、腐败不好、腐烂（3）串味串味 具有强烈气味的食品与其它的食品放在具有强烈气
27、味的食品与其它的食品放在一起进行冷却和贮藏，这些易挥发的气一起进行冷却和贮藏，这些易挥发的气味就会被吸附在其它的食品上。甚至存味就会被吸附在其它的食品上。甚至存放过有强烈气味的食品（如洋葱）的库放过有强烈气味的食品（如洋葱）的库房中再贮藏其它的食品时，仍会有串味房中再贮藏其它的食品时，仍会有串味现象发生。现象发生。（4）生化作用生化作用 水果、蔬菜在收获后仍是有生命的活体。水果、蔬菜在收获后仍是有生命的活体。在冷藏过程中，果蔬的呼吸作用和后熟在冷藏过程中，果蔬的呼吸作用和后熟作用仍在继续进行，机体内所含的成分作用仍在继续进行，机体内所含的成分也不断发生变化。也不断发生变化。淀粉、糖、酸间的比例
28、，果胶物质的变化，淀粉、糖、酸间的比例，果胶物质的变化，维生素维生素C的减少等。的减少等。肉类在冷藏中的成熟作用。肉类在冷藏中的成熟作用。（5）脂类的变化）脂类的变化 冷却贮藏过程中，食品中所含的油脂冷却贮藏过程中，食品中所含的油脂会发生水解，脂肪酸氧化、聚合等复会发生水解，脂肪酸氧化、聚合等复杂的变化，使得食品的风味变差，味杂的变化，使得食品的风味变差，味道恶化，出现变色、酸败、发粘等现道恶化，出现变色、酸败、发粘等现象。这种变化进行得非常严重时，俗象。这种变化进行得非常严重时，俗称为称为“油烧油烧”。（6）淀粉老化）淀粉老化微晶形式存在的（微晶形式存在的（20%直链直链/80%支链）普通淀
29、粉（支链）普通淀粉（-淀粉）淀粉）较高温度下（食品加工）较高温度下（食品加工）糊化在水中溶胀形成均匀糊状溶液在水中溶胀形成均匀糊状溶液 （-淀粉）淀粉）接近接近0的低温范围中的低温范围中自动排列成序自动排列成序形成致密的高度晶化的不溶性淀粉分子形成致密的高度晶化的不溶性淀粉分子 化化/老化。老化的淀粉不易为淀粉酶作用，老化的淀粉不易为淀粉酶作用，所以也不易被人体消化吸收。所以也不易被人体消化吸收。（6）淀粉老化）淀粉老化含水量为多少最易老化？含水量为多少最易老化？含水量含水量3060%最易老化。最易老化。什么条件下淀粉不易老化？什么条件下淀粉不易老化？A。含水量在。含水量在10%以下的干燥状态
30、以下的干燥状态 B。大量水中。大量水中（6）淀粉老化）淀粉老化淀粉老化作用的最适温度是：淀粉老化作用的最适温度是：24。例如面包在冷却贮藏时淀粉迅速老化，松软例如面包在冷却贮藏时淀粉迅速老化，松软的质感不复存在；土豆在冷藏陈列柜中贮存的质感不复存在；土豆在冷藏陈列柜中贮存时，也会有淀粉老化现象发生。时，也会有淀粉老化现象发生。（6）淀粉老化）淀粉老化什么温度不发生老化？什么温度不发生老化？当贮存温度当贮存温度低于-20或高于60时，均不，均不会发生淀粉老化的现象。因为低于会发生淀粉老化的现象。因为低于-20时，时，淀粉分子间的水分急速冻结，形成的冰结晶淀粉分子间的水分急速冻结，形成的冰结晶阻碍
31、了淀粉分子间的相互靠近而不能形成氢阻碍了淀粉分子间的相互靠近而不能形成氢键。键。（6）淀粉老化）淀粉老化（7）微生物增殖）微生物增殖 2、冷藏技术管理、冷藏技术管理冷藏温度冷藏温度冷藏间相对湿度冷藏间相对湿度冷藏间空气流速冷藏间空气流速贮藏温度贮藏温度冷藏温度应根据具体的原料来确定。冷藏温度应根据具体的原料来确定。冷藏温度越接近原料的冻结温度，贮藏期冷藏温度越接近原料的冻结温度，贮藏期越长（香蕉、瓜类、马铃薯等在临界温度越长（香蕉、瓜类、马铃薯等在临界温度下有冷害的除外）。下有冷害的除外）。应严格控制冷藏室温度。温度波动会使空应严格控制冷藏室温度。温度波动会使空气中的水分冷凝在食品表面，导致发
32、霉。气中的水分冷凝在食品表面，导致发霉。空气相对湿度空气相对湿度若湿度过高，食品表面就会有水分冷凝，若湿度过高，食品表面就会有水分冷凝，不仅容易发霉也容易腐烂。不仅容易发霉也容易腐烂。若湿度过低，则食品因水分迅速蒸发而若湿度过低，则食品因水分迅速蒸发而发生萎蔫。发生萎蔫。冷藏时适宜的湿度：冷藏时适宜的湿度：水果，水果，85-90%蔬菜，蔬菜，90-95%坚果，坚果，70%干燥制品，干燥制品，50%空气流速空气流速为了保证贮藏室内温度均匀，应保持最为了保证贮藏室内温度均匀，应保持最低速度的空气循环。低速度的空气循环。空气流速越大，食品水分蒸发率越高。空气流速越大，食品水分蒸发率越高。带包装的食品
33、不受空气相对湿度和空气带包装的食品不受空气相对湿度和空气流速的影响。流速的影响。第三节第三节 食品的冻结食品的冻结一、一、冻结点与冻结率冻结点与冻结率二、二、冻结曲线冻结曲线三、三、冻结时放出的热量冻结时放出的热量四、四、冻结速度冻结速度五、五、冻结时间冻结时间六、六、冻结方法简介冻结方法简介七、七、冻结与冻藏时的变化及技术管理冻结与冻藏时的变化及技术管理 思考题思考题 课堂练习课堂练习一、冻结点与冻结率一、冻结点与冻结率冻结点：冰晶开始出现的温度冻结点：冰晶开始出现的温度食品冻结的实质是其中水分的冻结食品冻结的实质是其中水分的冻结食品中的水分并非纯水食品中的水分并非纯水Raoult稀溶液定律
34、：稀溶液定律：Tf=KfbB，Kf为与为与溶剂有关的常数，水为溶剂有关的常数，水为1.86。即质量摩尔。即质量摩尔浓度每增加浓度每增加1 mol/kg，冻结点就会下降，冻结点就会下降1.86。因此食品物料要降到。因此食品物料要降到0以下才以下才产生冰晶。产生冰晶。一、冻结点与冻结率一、冻结点与冻结率温度温度-60左右，食品内水分全部冻结。左右，食品内水分全部冻结。在在-18-30时时，食食品品中中绝绝大大部部分分水水分分已已冻冻结结，能能够够达达到到冻冻藏藏的的要要求求。低低温温冷冷库库的贮藏温度一般为的贮藏温度一般为-18-25。冻冻结结率率：冻冻结结终终了了时时食食品品内内水水分分的的冻冻
35、结结量（量（%），又称结冰率），又称结冰率K=100（1TD/TF）TD和和TF分别为食品的冻结点及其冻结终了温度分别为食品的冻结点及其冻结终了温度一、冻结点与冻结率一、冻结点与冻结率一、一、冻结点与冻结率冻结点与冻结率二、冻结曲线二、冻结曲线冻结曲线冻结曲线表示了冻结过程中温度随时间表示了冻结过程中温度随时间的变化。的变化。过冷现象，过冷临界温度。过冷现象，过冷临界温度。冷冻曲线的三个阶段：冷冻曲线的三个阶段：初始阶段，从初温到冰点，初始阶段，从初温到冰点，中间阶段，此阶段大部分水分陆续结成冰，中间阶段，此阶段大部分水分陆续结成冰，终了阶段，从大部分水结成冰到预设的冻结终了阶段，从大部分水结
36、成冰到预设的冻结终温。终温。二、冻结曲线二、冻结曲线二、冻结曲线二、冻结曲线上图显示冻结期间不同深度食品层温度均上图显示冻结期间不同深度食品层温度均随时间的变化（属于非稳态传热）随时间的变化（属于非稳态传热）二、冻结曲线二、冻结曲线图中多条曲线表示食品不同深度处温度图中多条曲线表示食品不同深度处温度随冻结时间的变化。在任一时刻食品表随冻结时间的变化。在任一时刻食品表面的温度始终最低，越接近中心层温度面的温度始终最低，越接近中心层温度越高。显示出在不同的深度，温度下降越高。显示出在不同的深度，温度下降的速度是不同的。的速度是不同的。二、冻结曲线二、冻结曲线冷冻曲线平坦段的长短与冷却介质的导冷冻曲
37、线平坦段的长短与冷却介质的导热性有关。在冷冻操作中，采用导热快热性有关。在冷冻操作中，采用导热快的冷却介质，可以缩短中间阶段的曲线的冷却介质，可以缩短中间阶段的曲线平坦段。图中显示，在盐水中冻结曲线平坦段。图中显示，在盐水中冻结曲线的平坦段要明显短于在空气中。的平坦段要明显短于在空气中。二、冻结曲线二、冻结曲线三、冻结时放出的热量三、冻结时放出的热量冻结终温冻结终温热量的三个组成部分热量的三个组成部分：冷却时的热量冷却时的热量qc形成冰时放出的热量形成冰时放出的热量qi自冰点至冻结终温时放出的热量自冰点至冻结终温时放出的热量qe三、冻结时放出的热量三、冻结时放出的热量单位质量食品的总热量：单位
38、质量食品的总热量：q=qc+qi+qe G kg食品冻结时的总热量：食品冻结时的总热量：Q=Gq或用焓差法表示：或用焓差法表示：Q=G（i2-i1）i1及及 i2分别为食品初始和终了状态时的焓值分别为食品初始和终了状态时的焓值在冻结过程中，若食品某一部位的温度高于在冻结过程中，若食品某一部位的温度高于冰点，而其他部位低于冰点，则上述三部分冰点，而其他部位低于冰点，则上述三部分放出热量同时存在；若食品任何部位的温度放出热量同时存在；若食品任何部位的温度均处于冰点，则冻结时只有后二部分热量放均处于冰点，则冻结时只有后二部分热量放出；若食品任何部位的温度都在冰点以下，出；若食品任何部位的温度都在冰点
39、以下，则所放出的热量仅是第三部分。则所放出的热量仅是第三部分。三、冻结时放出的热量三、冻结时放出的热量冻结时三部分热量不相等，以水变为冰时冻结时三部分热量不相等，以水变为冰时放出的热量为最大，第二部分的降热过程放出的热量为最大，第二部分的降热过程是制冷机负荷最高的过程是制冷机负荷最高的过程(图示图示)。冻结时总热量的大小与食品中含水量密切冻结时总热量的大小与食品中含水量密切有关，含水量大的食品其总热量亦大。有关，含水量大的食品其总热量亦大。三、冻结时放出的热量三、冻结时放出的热量四、冻结速度四、冻结速度1.速冻的定性表达：速冻的定性表达：外界的温度降与细胞组织内的温度降外界的温度降与细胞组织内
40、的温度降不等，即内外有较大的温差；而慢冻是不等，即内外有较大的温差；而慢冻是指外界的温度降与细胞组织内的温度降指外界的温度降与细胞组织内的温度降基本上保持等速。基本上保持等速。2.速冻的定量表达：速冻的定量表达：以时间划分和以时间划分和以推进距离划分两种方法。以推进距离划分两种方法。四、冻结速度四、冻结速度(1)按时间：按时间：食品中心温度从食品中心温度从-1降到降到-5所需的时间，所需的时间，在在330 min内，快速冻结，内，快速冻结，在在30120 min内，中速冻结，内，中速冻结，超过超过120 min，慢速冻结。，慢速冻结。四、冻结速度四、冻结速度(2)按推进距离：按推进距离：以以-
41、5的冻结层在单位时间内从食品表面的冻结层在单位时间内从食品表面向内部推进的距离为标准：向内部推进的距离为标准：缓慢冻结缓慢冻结 V=0.11 cm/h，中速冻结中速冻结 V=15 cm/h，快速冻结快速冻结 V=515 cm/h，超速冻结超速冻结 V15 cm/h。四、冻结速度四、冻结速度3.国际制冷学会的冻结速度定义：国际制冷学会的冻结速度定义：食食品品表表面面与与中中心心点点间间的的最最短短距距离离，与与食食品品表表面面达达到到0后后至至食食品品中中心心温温度度降降到到比比食食品品冻冻结结点点低低10所需时间之比。所需时间之比。四、冻结速度四、冻结速度v=食品表面与中心点的最短距离食品表面
42、与中心点的最短距离表面表面0到中心比冻结点低到中心比冻结点低1010所需时间所需时间四、冻结速度四、冻结速度例例如如：食食品品中中心心与与表表面面的的最最短短距距离离为为10 cm，食食品品冻冻结结点点为为-2，其其中中心心降降到到比比冻冻结结点点低低10即即-12时时所所需需时时间间为为15 h，其冻结速度为，其冻结速度为V=10/15=0.67 cm/h。根根据据这这一一定定义义，食食品品中中心心温温度度的的计计算算值值随随食食品品冻冻结结点点不不同同而而改改变变。如如冻冻结结点点-1时时中中心心温温度度计计算算值值需需达达到到-11，冻冻结结点点-3时其值为时其值为-13。4.各种冻结器
43、的冻结速度：各种冻结器的冻结速度：通风的冷库，通风的冷库，0.2 cm/h送风冻结器，送风冻结器，0.53 cm/h流态化冻结器，流态化冻结器，510 cm/h液氮冻结器，液氮冻结器，10100 cm/h四、冻结速度四、冻结速度5.冻结速度与冰晶冻结速度与冰晶冻结速度快，食品组织内冰层推进速冻结速度快，食品组织内冰层推进速度大于水移动速度，冰晶的分布接近度大于水移动速度，冰晶的分布接近天然食品中液态水的分布情况，冰晶天然食品中液态水的分布情况，冰晶数量极多，呈针状结晶体。数量极多，呈针状结晶体。四、冻结速度四、冻结速度冻结速度慢，细胞外溶液浓度较低，冰晶冻结速度慢，细胞外溶液浓度较低，冰晶首先
44、在细胞外产生，而此时细胞内的水分首先在细胞外产生，而此时细胞内的水分是液相。在蒸汽压差作用下，细胞内的水是液相。在蒸汽压差作用下，细胞内的水向细胞外移动，形成较大的冰晶，且分布向细胞外移动，形成较大的冰晶，且分布不均匀。除蒸汽压差外，因蛋白质变性，不均匀。除蒸汽压差外，因蛋白质变性，其持水能力降低，细胞膜的透水性增强而其持水能力降低，细胞膜的透水性增强而使水分转移作用加强，从而产生更多更大使水分转移作用加强，从而产生更多更大的冰晶大颗粒。的冰晶大颗粒。四、冻结速度四、冻结速度四、冻结速度四、冻结速度6.最大冰晶生成带最大冰晶生成带(图示图示)：指指-1-5的温度范围，大部分食品在此温度范的温度
45、范围，大部分食品在此温度范围内约围内约80%的水分形成冰晶。的水分形成冰晶。研究表明，食品冻结应以最快的速度通过最大冰研究表明，食品冻结应以最快的速度通过最大冰晶生成带。晶生成带。四、冻结速度四、冻结速度7.冻结速度对食品品质影响冻结速度对食品品质影响速冻形成的冰结晶多且细小均匀，水分从细胞内速冻形成的冰结晶多且细小均匀，水分从细胞内向细胞外的转移少，不至于对细胞造成机械损伤。向细胞外的转移少，不至于对细胞造成机械损伤。冷冻中未被破坏的细胞组织，在适当解冻后水分冷冻中未被破坏的细胞组织，在适当解冻后水分能保持在原来的位置，并发挥原有的作用，有利能保持在原来的位置，并发挥原有的作用，有利于保持食
46、品原有的营养价值和品质。于保持食品原有的营养价值和品质。缓冻形成的较大冰结晶会刺伤细胞，破坏组织结缓冻形成的较大冰结晶会刺伤细胞，破坏组织结构，解冻后汁液流失严重，影响食品的价值，甚构，解冻后汁液流失严重，影响食品的价值，甚至不能食用。至不能食用。四、冻结速度四、冻结速度五、冻结时间五、冻结时间1.平板冻结平板冻结(图示图示)。(1)因冻结产生的热量因冻结产生的热量 对于厚度为对于厚度为dx，表面积为，表面积为F 的冻层，冻结时应放的冻层，冻结时应放出的热量出的热量dQ为：为：dQ=F.dx.qi F：平板面积（：平板面积（m2)；：食品密度（：食品密度（kg/m3）；）；qi：冻结潜热（：冻
47、结潜热（kJ/kg）（2）由温差引起的热量传递）由温差引起的热量传递在（在（TPT）温差作用下，经厚度）温差作用下，经厚度x的的冻层在冻层在dt时间内传至冷却介质的热量为：时间内传至冷却介质的热量为：dQ=KF T.dt式中，式中，K=1/（1/+x/）T=TPT五、冻结时间五、冻结时间五、冻结时间五、冻结时间（3）平板冻结时间的计算式）平板冻结时间的计算式由于由于dQ=dQ，确定边界条件后进行积，确定边界条件后进行积分可得平板状食品的冻结时间计算式：分可得平板状食品的冻结时间计算式：式中，式中，L、x-厚度（厚度（m），），t-冻结时间（冻结时间（h），），-食品表面放热系数（食品表面放热系
48、数（kJ/m2h），），-已冻结食品的导热系数（已冻结食品的导热系数（kJ/mh）2.圆柱状及球状食品的冻结时间圆柱状及球状食品的冻结时间同理，圆柱状及球状食品的冻结时间计算式分别为：同理，圆柱状及球状食品的冻结时间计算式分别为：式中，式中，d分别为圆柱及球的直径。分别为圆柱及球的直径。圆柱状圆柱状球状球状五、冻结时间五、冻结时间3.通用冻结时间计算式（普朗克方式）通用冻结时间计算式（普朗克方式）将上述公式引入适当的系数就能得到适用将上述公式引入适当的系数就能得到适用于三种几何形状的通用计算式：于三种几何形状的通用计算式：式中，式中，P和和R为被冻物的几何形状参数为被冻物的几何形状参数。五、冻
49、结时间五、冻结时间普朗克方程的局限性普朗克方程的局限性只考虑了形成冰时放出潜热的时间，而未考虑只考虑了形成冰时放出潜热的时间，而未考虑从物品初温到冻结点的时间从物品初温到冻结点的时间计算式推导中冻结区内导热系数计算式推导中冻结区内导热系数 值为常数，值为常数，实际上随着冻层温度降低，冻结水量增加，冻实际上随着冻层温度降低，冻结水量增加，冻层内导热系数在不断变化层内导热系数在不断变化假定传热情况在两侧温度不变的稳定条件下进假定传热情况在两侧温度不变的稳定条件下进行，而实际冻结中两侧温差往往会发生变化行，而实际冻结中两侧温差往往会发生变化五、冻结时间五、冻结时间4.国际制冷学会推荐的冷冻时间计算公
50、式国际制冷学会推荐的冷冻时间计算公式为改进精度，把普朗克方程中的为改进精度，把普朗克方程中的qi用食品初温用食品初温和终温时的焓差和终温时的焓差 i代替，即为：代替，即为：焓差值焓差值 i可查有关手册。可查有关手册。五、冻结时间五、冻结时间4.缩短冻结时间的途径缩短冻结时间的途径从上式看，对于一种确定的食品及其加工工艺，从上式看，对于一种确定的食品及其加工工艺，其其 i，和和Tp（T=Tp-T）都可看作常数，而）都可看作常数，而x，和和T是可以改变的。因此，缩短冻结时间就应是可以改变的。因此，缩短冻结时间就应从这三方面加以考虑：从这三方面加以考虑：减小食品厚度，减小食品厚度，增大放热系数（采用