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第3章 食品冷却与冷藏工艺
作者:AG8    发布日期:2020-10-01 19:04


  第3章食品冷却与冷藏工艺3.1食品冷却和冷藏时变化 3.2食品冷却方法和装置 3.3食品冷却工艺 3.4食品冷藏工艺 冷藏与制冷技术 第3章食品冷却与冷藏工艺 冷却是将食品的品温降低到接近食品的冰点而不冻结的一种冷加工方式。 冷却的主要对象是植物性食品和作短期储藏的动物性食品。 储藏期较短,一般从几天到数周。冷藏与制冷技术 3.1食品冷却和冷藏时的变化 冷却是对水果、蔬菜等植物性食品进行冷加工的常用方法。 植物性食品都是有生命的有机体,储藏过程中还在进行呼吸作用,放出呼吸热使其自身温度升高, 加快衰老,因此必须通过冷却除去呼吸热而延长 其储藏期。 冷藏与制冷技术 另外,水果、蔬菜的冷却应及时进行,以除去田间热,使呼吸作用自摘收后,就处于较低水 平,以保持水果、蔬菜的品质。 果蔬类植物性食品的冷却温度不能低于发生冷害的界限温度,否则会使果蔬正常的生理机能 受到障碍,出现冷害。 冷藏与制冷技术 冷却是短期保持肉类的手段,肉类的冷却是将肉类冷却到冰点以上的温度,一般为0-4C。 酶的分解作用,微生物的生长繁殖及干耗,氧化作用等均未被充分抑制,冷却肉只能储藏2 周左右的时间。 冷藏与制冷技术 图3.1、图3.2保藏温度与鱼体的腐败关系,渔获后的冷却与鱼鲜度之间的关系。 挥发性盐基总氮(total volatile basic nitrogen ,TVBN) 挥发性盐基总氮系指肉、鱼类样品浸液在弱碱性下能与 水蒸汽一起蒸馏出来的总氮量,主要是氨和胺类(三甲 胺和二甲胺),常用蒸馏法或Conway微量扩散法定量。该 指标现已列入我国食品卫生标准。例如一般在低温有氧 条件下,鱼类挥发性盐基氮的量达到30mg/100g时,即 认为是变质的标志。 冷藏与制冷技术 在此温度范围内,温度越低,储藏期限越长,只适用于水产类和动物类食品。 对于植物性食品来说,其温度要求在冷害界限温度之上,否则会引起冷害,造成过早衰老或 死亡。 冷藏与制冷技术 微冻食品,将食品温度降低到比其冰点温度低2-3 C,并在此温度下储藏的一种保鲜方法。 冷藏与制冷技术3.1.2食品冷却与冷藏时变化 当食品中的水分减少后,不但造成质量损失,而且,使植物性食品失去新鲜饱满的外观,当 减重到达5%时,水果蔬菜会出现明显的凋萎现 肉类食品在冷却冷藏中也会因水分蒸发而发生干耗,同时,肉的表面收缩,硬化,形成干燥 皮膜,肉色也有变化。 冷藏与制冷技术 鸡蛋在冷却储藏中,因水分蒸发而造成气室增大,使蛋内组织挤压在一起而造成质量下降。 为了减少水果、蔬菜类食品在冷却中时的水分蒸发,要根据它们各自水分蒸发性,控制其适 宜温度、湿度和风速。 冷藏与制冷技术 2、冷害 在冷却储藏时,有些水果、蔬菜的品温,虽然在冻结点以上,但当温度低于某一界限温度时, 果蔬正常的生理机能就会遇到障碍,失去平 衡——冷害。 冷害症状随品种的不同而各不相同,最明显的症状是表皮出现软化斑点和核周围肉质变色, 像西瓜表面凹斑,鸭梨的黑心病,马铃薯的发 冷藏与制冷技术2、冷害 另有一些水果、蔬菜,在外观上看不出冷害症状,但冷藏后,再放到常温中,就丧失了正常 的促进成熟作用的能力,这也是冷害的一种。 如:香蕉的“见风黑”。一般来讲,产地在热带,亚热带的果蔬容易发生冷害。 果蔬需要在低于界限温度的环境中放置一段时间,冷害才能显现,症状出现最早的品种是香 、茄子一般则需要10—14d的时间。冷藏与制冷技术 香蕉冷害 冷藏与制冷技术 有强烈香味或臭味的食品,与其他食品放在一起冷却储藏,这种香味或臭味就会传给其他食 例如:洋葱与苹果放在一起冷藏,洋葱的臭味就会传到苹果上去,这样,食品原有的风味就 会发生变化,使食品品质下降。 冷藏与制冷技术 有时,一间冷藏室内放过具有强烈气味的物质后,室内留下的强烈气味会传给接下来放 入的食品。 冷藏库还具有一些特有的臭味,俗称冷藏臭。冷藏与制冷技术 4、生理作用 在冷却储藏过程中,水果、蔬菜的呼吸作用,后熟作用仍在继续进行,体内各种成分也在不 断发生变化,如:淀粉和糖的比例,糖酸比, 维生素C的含量等,同时,还可以看到颜色、 硬度等的变化。 冷藏与制冷技术 5、成熟作用 由于这一系列变化,使肉类变得柔嫩,并具有特殊的鲜、香风味,我们把肉的这种变化称为 肉的成熟。 对猪、家禽等肉质原来就柔嫩的品种来讲,成熟作用不十分重要。但对牛、绵羊、野禽等, 成熟作用就十分重要,它对肉质软化与风味的 增加有显著的效果,并且提高了它们的商品价 冷藏与制冷技术6、脂类的变化 冷却冷藏过程中,食品中所含有的油脂会发生水解,脂肪酸的氧化,聚合等复杂的变化,其 反应生成的醛、酮类物质,会使食品的风味变 差,味道恶化,使食品出现变色,酸败,发黏 等现象,严重时——油烧。 冷藏与制冷技术 7、淀粉老化 淀粉在适当温度下,在水中溶胀分裂,形成均匀的糊状溶液,这种作用叫糊化作用。 糊化作用实质是把淀粉分子间的氢键断开,水分子和淀粉形成氢键,形成胶体溶液。 糊化淀粉又称为α-淀粉,食品中的淀粉是以α-淀粉的形式存在的。 冷藏与制冷技术 7、淀粉老化 在接近0C的低温范围内,糊化了α-淀粉,又自动排列成序,形成致密的高度晶化的不溶性 淀粉分子,迅速出现淀粉β化,这就是淀粉的 老化。 水分含量在30%—60%的淀粉容易老化,含量在10%以下的干燥状态及在大量水中的淀粉都不 易老化。 冷藏与制冷技术 7、淀粉老化 淀粉老化作用的最适温度是2-4C,例如面包在冷却储藏时,淀粉迅速老化,味道就变得很不 好吃。 土豆放在冷藏陈列柜中储藏时,也会有淀粉老化的现象发生。 冷藏与制冷技术 7、淀粉老化 当储藏温度低于-20C或高于60C时,均不会发生淀粉老化现象。 低于-20C时,淀粉分子间水分急速冻结,形成了冰晶,阻碍了淀粉分子间的相互靠近而不能 形成氢键,所以不会发生淀粉老化的现象。 冷藏与制冷技术 8、微生物的增殖 在冷却冷藏状态下,微生物(特别是低温微生物)的繁殖和分解作用并没有被充分抑制,只 是微生物速度变得缓慢停止繁殖, 一般来说,温度要降低到-10C以下,对于个别低温细菌,在-40C的低温下仍有繁殖现象。 冷藏与制冷技术 9、寒冷收缩 宰后的牛肉在短时间内快速冷却,肌肉会发生显著收缩现象,以后即使经过成熟过程,肉质 也不会十分软化,这种现象叫寒冷收缩。 一般来说,宰后10h内,肉温降低到8C以下,容易发生寒冷收缩。 这温度与时间并不固定,成牛与小牛,或同一头牛的不同部位肉都有差异。 冷藏与制冷技术 采用液体为冷却介质的有冷水和水冰混合物。 冷却介质 通常采用的冷却介质有气体、液体和固体。 在气体介质中普遍采用的是空气。 采用固体作为冷却介质的主要是淡水冰。 3.2食品冷却方法与装置 冷藏与制冷技术 3.2食品冷却方法与装置 常用的冷却方法有冷风冷却、冷水冷却、碎冰冷却、线是上述冷却方法的一般使用范围。(p149) 表1-1- 食品冷却方法和使用范围冷却方法 水果蔬菜 烹调食品 冷风冷却 冷藏与制冷技术3.2.1冷风冷却 是利用冷风机强制流动的冷空气是被冷却食品的温度下降的一种冷却方法,它是一种使用范围较 广的冷却方法。 冷风冷却使用最多的是冷却水果、蔬菜,冷风机将冷空气从风道中吹出,冷空气流经库房内的水 果、蔬菜表面吸收热量,然后回到冷风机的蒸发 器中,将热量传递给蒸发器,空气自身温度降低 后,又被冷风机吹出,如此循环往复,不断地吸 收水果、蔬菜的热量并维持其低温状态。 冷藏与制冷技术 3.2.1冷风冷却 图3.5肉类冷风冷却装置示意图。p150冷藏与制冷技术 冷藏与制冷技术 表1-1- 部分食品的冷风冷却工艺要求冷却室温度 冷却室相对湿 初期末期 冷却时间(小时) 冷却率 因素 菠萝 7.2 3.3 85 1.25 0.75 29.4 4.4 0.67苹果 4.4 -1.1 85 0.75 0.30 26.7 240.67 柠檬 15.6 12.8 85 1.25 0.45 23.9 13.9 20 1.0 851.25 0.45 23.9 220.70 850.75 0.30 21.1 1.1 24 0.80 香蕉 21.1 13.3 95~90 0.75 0.45 25.6 13.3 12 1.0 番茄 21.1 10.0 85 0.75 0.45 26.7 11.0 34 1.0 青刀豆 4.4 0.56 85 0.75 0.30 26.7 1.7 20 0.67 青豆 4.4 0.56 85 0.75 0.45 26.7 1.1 20 0.67 菜花 4.4 900.75 0.30 21.1 1.1 24 0.80 猪肉 3.3 -1.67 90 1.25 0.75 40.6 1.7 14 0.67 羊肉 7.22 -1.1 90 1.25 0.45 37.8 4.4 0.75牛肉 7.22 -1.1 87 1.25 0.75 37.8 6.7 18 0.56 家禽 7.22 850.75 0.45 29.4 4.4 1.0冷藏与制冷技术 3.2.1冷风冷却 第1阶段:是在快速冷却隧道或冷却间进行,空气流速为2m/s,空气温度较低,一般在-5-- 15C,经过2-4h后,胴体表面温度降到0-2C, 而后腿中心温度还在16-20C。然后,在温度为 +1~-1C的空气自然循环,冷却间进行第2阶段 的冷却,整体温度基本趋向一致,达到平衡温 度4C时,即可认为冷却结束,整个冷却过程在 14-18h完成。 冷藏与制冷技术 3.2.1冷风冷却 优点:干耗小,平均干耗量为1%,肉的外观好,肉味佳,在分割时,汁液流失量少。 但由于冷却肉的温度在0—4C,在这样的温度条件下,不能有效的抑制微生物的生长繁殖和 酶的作用,只能作1—2星期的储藏。 冷风冷却还可以用来冷却禽、蛋、调理食品等,冷却时,通常把被冷却食品放于金属传送带上, 可连续作业。 冷藏与制冷技术 3.2.2冷水冷却 是通过低温水把被冷却的食品冷却到指定温度的方法。 冷却水常用于水果、蔬菜禽类、水产品等食品冷却,特别是对一些易变质的食品更为合适。 冷水冷却通常用预冷水箱来进行,水在预冷水箱中被布置于其中的制冷系统的蒸发器冷却, 然后与食品接触,把食品冷却下来。 冷藏与制冷技术 3.2.2冷水冷却 冷水冷却可以分为3种:喷淋式、浸渍式、混合式 缺点:被冷却食品之间容易交叉感染。冷藏与制冷技术 3.2.3碎冰冷却 冰的相变潜热为334.5KJ/kg,具有较大的冷却能力,是一种良好的冷却介质。 在与食品接触过程中,冰吸收热量融化成水,使食品迅速冷却。 冷藏与制冷技术 3.2.3碎冰冷却 融化的冰水能使食品表面一直保持湿润,防止干耗的发生,同时,冰价格便宜,无毒害,易 携带和储藏。 一般淡水冰用来冷却淡水鱼,海水冰用来冷却海水鱼。 冷藏与制冷技术 3.2.3碎冰冷却 要求在容器的底部和四壁先加上冰,随后层冰层鱼,薄冰薄鱼,要求冰粒要细,撒布均匀, 最上面的盖冰冰量要充足,融冰水应及时排出。 冷藏与制冷技术 3.2.3碎冰冷却 水冰法:在有盖的泡沫塑料箱内,用冰加上冷海水来保鲜鱼货。海水必须先预冷到1.5~- 1.5C,再送入容器或舱中,再加鱼和冰,鱼必 须完全被冰浸盖,用冰量根据气候变化而定, 一般鱼与冰的质量比为(2-3):1。如用淡水 冰需加盐。 特点:水冰法操作简便,用冰省,冷却速度快。浸泡后肉质较软弱,易变质。 冷藏与制冷技术 3.2.3碎冰冷却 主要以机械制冷的冷海水来冷却保藏鱼货,与水冰法相似,水温一般控制在0—-1C。 优点:具有效率高,可大量处理鱼货,所需劳动力少,卸货快,冷却速度快。 缺点:鱼体会因吸收部分水分和盐分而膨胀,颜色发生变化,蛋白质容易损耗,另外,因舱 体的摇摆,鱼体易相互碰撞而造成机械伤口等。 冷藏与制冷技术 3.2.4真空冷却/减压冷却 原理:真空降低水的沸点,促使食品中的水分蒸发,因蒸发潜热来自食品自身,从而使食品 温度降低而冷却。 真空冷却装置:真空冷却槽,制冷装置,真空泵等组成。 冷藏与制冷技术 真空冷却主要用于蔬菜的快速冷却,线所示。 冷藏与制冷技术 3.2.4真空冷却/减压冷却 挑选、整理后的蔬菜放入打孔的纸箱中,推进真空冷却槽,关闭曹门,开动真空泵,制冷机, 当线C温度下水变成水蒸气,体积增大近20万倍,增设制冷设备,并不是直接用来冷却蔬菜,而 是用来使大量的水蒸气冷凝成水排除冷槽,从 而保持稳定真空度。 冷藏与制冷技术 3.2.4真空冷却/减压冷却 真空冷却是目前最快的一种冷却方法,对表面积大(叶菜类)的食品,冷却效果特别好。 优点:冷却速度快,时间短,冷却后的食品储藏时间长,易于处理散装产品,若在产品上先 喷洒水分,干耗非常低。 缺点:装置成本高,少量使用时,不经济。冷藏与制冷技术 3.3食品的冷却工艺 预冷是指食品从初始温度(30C左右)迅速降低到所需的终点温度(0-15C),即在运输前、冷 藏前的冷却以及冻结前的快速冷却等统称为预冷。 冷却则是将食品的温度降低到接近其冰点但不冻结的冷加工方式。 冷藏与制冷技术 屠宰后的畜禽胴体肉质内部会发生一系列的理化变化,相继出现僵直、解僵软化的过程,结 果使肉柔软多汁,并产生特有的滋味和气味, 我们把这一系列使肉变柔软多汁和风味提高的 过程称为肉的成熟,在工业上称为肉的排酸 此过程通常在低温条件下进行,也叫冷却排酸。3.3.2肉类食品冷却工艺 冷藏与制冷技术 3.3.2肉类食品冷却工艺 猪、牛、羊等刚屠宰完毕时,自体的热量还没有散,肉温一般37C上下,且由于肉的“后熟”作 用,在肝糖分解时,还要产生一定热量,使肉体 温度处于上升的趋势,肉体的高温和潮湿的表面, 最适宜微生物的生长和繁殖,所以为了较好的保 持屠宰的品质,一般先经过冷却工序。 冷藏与制冷技术 3.3.2肉类食品冷却工艺 通过冷却能迅速排除肉体内部的含热量,降低肉体深层的温度,并在肉的表面形成一层干燥 膜,肉体表面的干燥膜可以阻止微生物的生长 和繁殖,延长肉的保藏时间,并且能够减缓肉 体内部水分的蒸发。 冷藏与制冷技术 3.3.2肉类食品冷却工艺 我国肉类的冷却方法是冷风冷却法,主要设备:落地式冷风机或吊顶式冷风机。 风速是决定冷却速度的主要因素之一,在冷却过程中以不超过2m/s为合适,一般采用0.5m/s 以上。 冷藏与制冷技术3.3.2肉类食品冷却工艺 指在冷却温度条件下,经过一定的冷却时间,达到胴体后腿最厚部中心肉温达0—4C的冷却 终点,即可结束冷却过程。 我国的肉类加工企业普遍采用一次冷却工艺。冷藏与制冷技术 3.3.2肉类食品冷却工艺 在冷却过程开始时,将冷却间的空气温度降得很低,(一般为-5~-10C),使胴体表面在较 短的时间内降到接近冰点,迅速形成干膜,然 后再用一般的冷却方法进行第2次冷却。在冷 却第2阶段,冷却间温度逐步升高到0-2C,以 防止肉体表面冻结,直到肉体表面温度与中心 温度达到平衡,一般为2-4C。 冷藏与制冷技术 二段冷却 冷却时间内所需的单位制冷量大,微生物数量低,由于胴体表面温度下降快,干耗小,比一 段冷却可减少40%—50%,提高冷却间的生产能 冷藏与制冷技术3.3.3水产品冷却工艺 一、水产品本身带有的或储运过程中污染的微生物,在适宜条件下生长繁殖,分解鱼体蛋白 质、氨基酸、脂肪等成分,而产生有异臭味和 毒性物质,致使水产品腐败变质。 二、水产品本身含有的酶,在一定环境条件下也能促使鱼体腐败变质。 冷藏与制冷技术 3.3.3水产品冷却工艺 冷海水冷却法:保冷温度在-1-0C,保鲜期为9-12d。 冷藏与制冷技术 冰冷却法 一般鱼和冰的比例为1:1,气温高,无隔热条件时,加大冰的比例。 优点:冷却速度快,用于死后易变质的鱼和捕获量大的鱼。 冷藏与制冷技术 微冻保鲜法 鱼类的微冻保鲜法是将渔获物保藏在其细胞汁液冻结温度以下(-3C左右)的一种轻度冷冻 的保鲜方法。 冷藏与制冷技术 微冻保鲜法 采用搁架吹风式制冷装置,微冻间的温度控制在-5C,鱼体内部温度一般在-2—-1C,鱼体 表面温度达到-3C,然后在-3C的舱温中保藏, 保藏时间最长可达20d。 冷藏与制冷技术 3.3.4果蔬类食品的冷加工工艺 一类是,含水量低的种子类食品,含水量一般为12%—15%。 特点:代谢活动强度很低,耐储性强,组织结构和主要营养成分在采收后及储藏过程中变化很小。 另一类是,含水量较高的水果、蔬菜类食品,含水量一般为70%—90%。 特点:多汁,代谢活跃,在采收后和储藏过程中,组织结构和营养成分变化较大。 冷藏与制冷技术 3.3.4果蔬类食品的冷加工工艺 采收后的水果、蔬菜与整株植物的新陈代谢有显著不同,生长中的整株植物同时存在同化合 成作用和异化分解作用。 采收后的果蔬被切断养料供应来源,组织细胞只能利用内部储存的营养来维持生命活动,主 要表现为异化分解作用。 采收后的果蔬由于已经离开了母株,再也得不到水分补充,而很容易失水过多而萎蔫。 冷藏与制冷技术 3.4食品冷藏工艺 将已经冷却到合适温度的食品放于合适的温湿度条件下储藏起来,因为冷却食品的品温都在 0C以上,所以冷却物冷藏库又叫高温冷库。 冷藏与制冷技术 3.4.1冷藏条件和控制要素 主要控制的工艺条件:冷藏温度、空气相对湿度、空气流速。 一般来说,储藏期短,对相应的冷藏工艺要求可以低一些。 冷藏与制冷技术 温度 不仅指冷库内空气的温度,更重要的是指食品物料的温度。 植物性食品物料的冷藏温度通常要高于动物性的食品物料温度。植物性食品物料的活态生命 可能受到低温的影响而发生冷害。 冷藏与制冷技术 空气相对湿度 低温的食品表面如果与高湿空气相遇,就会有水分冷凝在其表面,导致食品容易发霉、腐烂。 空气的相对湿度过低时,食品中的水分会迅速蒸发并出现萎缩。 冷藏与制冷技术 空气相对湿度 冷藏时大多数水果和植物性食品物料适宜的相对湿度为85%—90%。 绿叶蔬菜、根菜类蔬菜和脆质蔬菜适宜的相对湿度可提高到90%—95%。 若食品物料具有阻隔水汽的包装时,空气的相对湿度对食品物料的影响较小,控制的要求相 对也较低。 冷藏与制冷技术 空气流速 一般冷藏室内的空气保持一定的流速,以保持室内温度的均匀和进行空气循环。 湿度低,流速大,食品物料表面水分蒸发也随之增大。 空气的相对湿度高,流速低,水分损耗降低。冷藏与制冷技术 3.4.2果蔬的气调储藏 气调储藏:是调整食品环境气体成分的冷藏方法,减少环境中氧气量,增加二氧化碳量组成 的综合储藏方法。 环境中氧过少会产生无氧呼吸,二氧化碳量过高会产生中毒,温度太低也会引起冷害。 储藏蔬菜应控制环境条件,使氧浓度保持在最低水平,使有氧呼吸量达到最低后,却又不发 生无氧呼吸或无氧呼吸甚微。 冷藏与制冷技术 气调储藏法 果蔬密封于冷藏库后,由于果蔬本身的呼吸作用,使库内氧减少,二氧化碳量增加。 当二氧化碳浓度过大时,可用气体洗涤器来除去,当氧浓度不足时,可通过吸入空气来补充。 碱式气体洗涤器,NaOH,消石灰,低温水吸收CO2. 冷藏与制冷技术 气调储藏法 在短时间内制取二氧化碳,控制二氧化碳和氧的组成,制取氧体积分数低于21%的人工空气。 该方法是使用气体反应器,通过对丙烷气体的完全燃烧,来减少氧量和增加二氧化碳量,当 气体发生器制出果蔬最适气体组合后,就把这 气体送入冷库中。 这样的冷库叫机械气调储库。冷藏与制冷技术 气调储藏法 生理包装袋是用50μm厚的聚乙烯组成柱形套袋,将水果一个挨一个放进去,排列成行,一 般以5—6个或1kg左右为宜,袋子装好水果后, 烫口密封,袋上没有任何孔洞。 冷藏与制冷技术 作业 1、简述真空冷却的基本原理、操作过程及其特点。

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