果蔬速冻-PPT课件.ppt
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1、果蔬速冻果蔬速冻第十一章果蔬速冻第十一章果蔬速冻第一节果蔬冷冻基本原理第一节果蔬冷冻基本原理 第二节速冻果蔬生产技术第二节速冻果蔬生产技术 第三节果蔬速冻方法和设备第三节果蔬速冻方法和设备 第四节速冻果蔬的营销第四节速冻果蔬的营销 果蔬冷冻基本原理果蔬冷冻基本原理第一节果蔬冷冻基本原理第一节果蔬冷冻基本原理 一、果蔬的冻结一、果蔬的冻结1冻结过程食品冷冻的过程即采取一定方式排除其热量,使食品食品冷冻的过程即采取一定方式排除其热量,使食品中水分冻结的过程,水分的冻结包括降温和结晶两个过程。中水分冻结的过程,水分的冻结包括降温和结晶两个过程。果蔬由原来的温度降到冰点,其内部所含水分由液态变成果蔬由
2、原来的温度降到冰点,其内部所含水分由液态变成固态,这一现象即为结冰,待全部水结冰后温度才继续下固态,这一现象即为结冰,待全部水结冰后温度才继续下降。降。果蔬冷冻基本原理果蔬冷冻基本原理(1)降温纯水在冷冻降温过程中,常出现过冷现象,即温度降到冰点(0)以下,而后又上升到冰点时才开始结冰(图3-1)。在过程abc中,水以释放显热的方式降温;当过冷到c点时,由于冰晶开始形成,释放的相变潜热使样品的温度迅速回升到0,即过程cd,在过程de中,水在平衡的条件下,继续析出冰晶,不断释放大量的固化潜热。在此阶段中,样品温度保持恒定的冻结温度0;当全部的水被冻结后,固化的样品才以较快速率降温(ef段)。 图
3、3-1纯水的冻结曲线 果蔬冷冻基本原理果蔬冷冻基本原理在食品的冷冻降温过程在食品的冷冻降温过程中,也会出现过冷现象,但中,也会出现过冷现象,但这种过冷现象的出现,随着这种过冷现象的出现,随着冷冻条件和产品性质的不同冷冻条件和产品性质的不同有较大差异,并且果蔬中的有较大差异,并且果蔬中的水呈一种溶液状态,其冰点水呈一种溶液状态,其冰点比水低,一般果蔬食品的冰比水低,一般果蔬食品的冰点温度通常在点温度通常在-3.8-3.800之间,之间,所以其冻结曲线与纯水的冻所以其冻结曲线与纯水的冻结曲线有较大差异(图结曲线有较大差异(图3-23-2)。)。 图3-2不同冻结速率下食品的冻结曲线(S=过冷点)
4、果蔬冷冻基本原理果蔬冷冻基本原理(2 2)结晶食品中的水分由液态变为固态的)结晶食品中的水分由液态变为固态的冰晶结构,即食品中的水分温度在下降到过冷点之冰晶结构,即食品中的水分温度在下降到过冷点之后,又上升到冰点,然后开始由液态向固态的转化,后,又上升到冰点,然后开始由液态向固态的转化,此过程为结晶。结晶包括两个过程:即晶核的形成此过程为结晶。结晶包括两个过程:即晶核的形成和晶体的增长。和晶体的增长。晶核的形成。在达到过冷温度之后,极少一晶核的形成。在达到过冷温度之后,极少一部分水分子以一定规律结合成颗粒型的微粒,即晶部分水分子以一定规律结合成颗粒型的微粒,即晶核,它是晶体增长的基础。核,它是
5、晶体增长的基础。晶体的增长。指水分子有秩序地结合到晶核晶体的增长。指水分子有秩序地结合到晶核上面,使晶体不断增大的过程。上面,使晶体不断增大的过程。果蔬冷冻基本原理果蔬冷冻基本原理食品的冻结曲线(图食品的冻结曲线(图3-23-2)显示了食品在冻结过程中温度与时间的)显示了食品在冻结过程中温度与时间的关系。关系。ASAS阶段为降温阶段,食品经过过冷现象,此间温度下降放出显阶段为降温阶段,食品经过过冷现象,此间温度下降放出显热。热。BCBC阶段为结晶阶段,此,降温慢时食品中大部分水结成冰,整个阶段为结晶阶段,此,降温慢时食品中大部分水结成冰,整个冰冻过程中大部分热量(潜热)在此阶段放出、曲线平坦。
6、冰冻过程中大部分热量(潜热)在此阶段放出、曲线平坦。CDCD阶段为阶段为成冰到终温,冰继续降温,余下的水继续结冰。成冰到终温,冰继续降温,余下的水继续结冰。 果蔬冷冻基本原理果蔬冷冻基本原理2果蔬的冰点 产品种类冰点温度/产品种类冰点温度/芦笋花椰菜甘蓝卷心菜胡萝卜芹菜李梨杏桃-0.60-0.60-0.80-0.90-1.40-0.50-1.55-1.50-2.12-1.31甜玉米豌豆番茄洋葱蘑菇黄瓜葡萄草莓柑橘苹果-0.60-0.60-0.50-0.80-0.90-0.50-3.29-0.85-1.03-1.40表3-1各种果蔬的冰点温度 果蔬冷冻基本原理果蔬冷冻基本原理3水分的冻结率冻结终
7、了时食品中水分的冻结量称冻结率。可以近似地表示为 K =100(1-td/ts)式中 K食品冻结率, td食品冻结点, ts食品温度,食品的冻结率与温度、食品的种类有关,温度越低,食品冻结率越高,不同种类的食品即使在相同温度下也有不同的冻结率。如表3-2所示。 果蔬冷冻基本原理果蔬冷冻基本原理品 名食品温度/-1-2-3-4-5-6-10-15-18-20-25-30番茄30607076808288909191.59395洋葱10506571757783.587.589909293大豆,胡萝卜028505864.568778384858790苹果,梨,马铃薯0032455358707880.2
8、828587葡萄002032414865.57275778083樱桃000203240586771727476表表3-23-2一些果蔬在不同温度下的水分冻结率一些果蔬在不同温度下的水分冻结率 单位:单位:% % 果蔬冷冻基本原理果蔬冷冻基本原理通常食品的温度需下降到通常食品的温度需下降到-55-55-65-65左右左右, ,全全部水分才会凝固部水分才会凝固, ,从冻结成本考虑从冻结成本考虑, ,工艺上一般不采工艺上一般不采用这样的低温用这样的低温, ,在在-30-30左右左右, ,食品中大部分水分能食品中大部分水分能够结晶够结晶, ,结晶水分主要为游离水结晶水分主要为游离水, ,在此温度下冻结
9、食在此温度下冻结食品品, ,已经达到冷冻贮藏要求。已经达到冷冻贮藏要求。在冻结过程中,多数食品在在冻结过程中,多数食品在-1-1-5-5温度范围温度范围内,大部分游离水已形成冰晶,一般把这一温度范内,大部分游离水已形成冰晶,一般把这一温度范围称食品最大冰晶生成区。围称食品最大冰晶生成区。 果蔬冷冻基本原理果蔬冷冻基本原理二、冻结速度和冰晶分布二、冻结速度和冰晶分布1 1冻结速度的表示方法冻结速度的表示方法(1 1)按时间划分)按时间划分 食品中心温度从食品中心温度从-1-1降到降到- -55所需要的时间,在所需要的时间,在3030分钟内为快速冻结,超过分钟内为快速冻结,超过3030分钟为慢速冻
10、结,之所以选择分钟为慢速冻结,之所以选择3030分钟是因为在这分钟是因为在这样的冻速下冰晶对组织影响最小。样的冻速下冰晶对组织影响最小。(2 2)按距离划分)按距离划分 每小时食品在每小时食品在-5-5的冻结层的冻结层从食品表面向内部延伸的距离为从食品表面向内部延伸的距离为5 52020cmcm时称为快时称为快速冻结;速冻结;1 15 5cm/hcm/h称为中速冻结;称为中速冻结;0.10.11 1cm/hcm/h为慢为慢速冻结。速冻结。 果蔬冷冻基本原理果蔬冷冻基本原理2 2冻结速度与冰晶分布冻结速度与冰晶分布(1 1)速冻速冻是指食品中的水分在)速冻速冻是指食品中的水分在3030分钟内通过
11、最分钟内通过最大冰晶生成区而结冻,在速冻条件下,食品降温速度快,大冰晶生成区而结冻,在速冻条件下,食品降温速度快,食品细胞内外同时达到形成晶核的温度条件,食品降温速食品细胞内外同时达到形成晶核的温度条件,食品降温速度快,晶核在细胞内外广泛形成,形成的晶核数目多而细度快,晶核在细胞内外广泛形成,形成的晶核数目多而细小,水分在许多晶核上结合,形成的晶体小而多,冰晶的小,水分在许多晶核上结合,形成的晶体小而多,冰晶的分布接近于天然食品中液态水的分布情况。由于晶体在细分布接近于天然食品中液态水的分布情况。由于晶体在细胞内外广泛分布,数量多而小,细胞受到压力均匀,基本胞内外广泛分布,数量多而小,细胞受到
12、压力均匀,基本不会伤害细胞组织,解冻后产品容易恢复到原来状态,流不会伤害细胞组织,解冻后产品容易恢复到原来状态,流汁量极少或不流汁,能够较好地保存食品原有的质量。汁量极少或不流汁,能够较好地保存食品原有的质量。果蔬冷冻基本原理果蔬冷冻基本原理(2 2)缓冻缓冻是指不符合速冻条件的冷冻。)缓冻缓冻是指不符合速冻条件的冷冻。食品在缓冻条件下,降温速度慢,细胞内外不能同食品在缓冻条件下,降温速度慢,细胞内外不能同时达到形成晶核的条件,通常在细胞间隙首先出现时达到形成晶核的条件,通常在细胞间隙首先出现晶核,晶核数量少,水分在少数晶核上结合,形成晶核,晶核数量少,水分在少数晶核上结合,形成的晶体大,但数
13、量少。由于较大的晶体主要分布在的晶体大,但数量少。由于较大的晶体主要分布在细胞间隙中,致使细胞内外受到压力不均匀,易造细胞间隙中,致使细胞内外受到压力不均匀,易造成细胞机械损伤和破裂,解冻后,食品流汁现象严成细胞机械损伤和破裂,解冻后,食品流汁现象严重,质地软烂,质量严重下降。重,质地软烂,质量严重下降。 果蔬冷冻基本原理果蔬冷冻基本原理3.3.重结晶重结晶由于温度的变化,食品反复解冻和再冻结,会导致水分的重由于温度的变化,食品反复解冻和再冻结,会导致水分的重结晶现象。通常当温度升高时冷冻食品中细小的冰晶体首先熔化,结晶现象。通常当温度升高时冷冻食品中细小的冰晶体首先熔化,冷冻时水分会结合到较
14、大的冰晶体上,反复的解冻和再冷冻后,冷冻时水分会结合到较大的冰晶体上,反复的解冻和再冷冻后,细小的冰晶体会减少乃至消失,较大冰晶体会变得更大,因此对细小的冰晶体会减少乃至消失,较大冰晶体会变得更大,因此对食品细胞组织造成严重伤害,解冻后,流汁现象严重,产品质量食品细胞组织造成严重伤害,解冻后,流汁现象严重,产品质量严重下降。另一种关于重结晶的解释是当温度上升,食品解冻时,严重下降。另一种关于重结晶的解释是当温度上升,食品解冻时,细胞内部的部分水分首先熔化并扩散到细胞间隙中,当温度再次细胞内部的部分水分首先熔化并扩散到细胞间隙中,当温度再次下降时,它们会附着并冻结在细胞间隙的冰晶上,使之体积增大
15、。下降时,它们会附着并冻结在细胞间隙的冰晶上,使之体积增大。可见冷冻食品质量下降的原因,不仅仅是缓冻,还有另外一可见冷冻食品质量下降的原因,不仅仅是缓冻,还有另外一个因素为重结晶,即使采用速冻方法得到的速冻食品,在贮藏过个因素为重结晶,即使采用速冻方法得到的速冻食品,在贮藏过程中如果温度波动大,同样会因为重结晶现象造成产品质量劣变。程中如果温度波动大,同样会因为重结晶现象造成产品质量劣变。 果蔬冷冻基本原理果蔬冷冻基本原理三、冷冻对果蔬的影响三、冷冻对果蔬的影响1 1冷冻对果蔬组织结构的影响冷冻对果蔬组织结构的影响一般来说,冷冻可以导致果蔬细胞膜的变化,即细胞膜透性一般来说,冷冻可以导致果蔬细
16、胞膜的变化,即细胞膜透性增加,膨压降低或消失,细胞膜或细胞壁对离子和分子的透性增增加,膨压降低或消失,细胞膜或细胞壁对离子和分子的透性增大,造成一定的细胞损伤,而且缓冻和速冻对果蔬组织结构的影大,造成一定的细胞损伤,而且缓冻和速冻对果蔬组织结构的影响也是不同的。另外,果蔬在冷冻时,通常体积膨胀,密度下降响也是不同的。另外,果蔬在冷冻时,通常体积膨胀,密度下降4 46 6,所以在包装时,容器要留有空间。,所以在包装时,容器要留有空间。在缓冻条件下,晶核主要是在细胞间隙中形成,数量少,细在缓冻条件下,晶核主要是在细胞间隙中形成,数量少,细胞内水分不断外移,随着晶体不断增大,原生质体中无机盐浓度胞内
17、水分不断外移,随着晶体不断增大,原生质体中无机盐浓度不断上升,最后,细胞失水,造成质壁分离,原生质浓缩,其中不断上升,最后,细胞失水,造成质壁分离,原生质浓缩,其中的无机盐可达到足以沉淀蛋白质的浓度,使蛋白质发生变性或不的无机盐可达到足以沉淀蛋白质的浓度,使蛋白质发生变性或不可逆的凝固,造成细胞死亡,组织解体,质地软化,解冻后流汁可逆的凝固,造成细胞死亡,组织解体,质地软化,解冻后流汁严重。严重。果蔬冷冻基本原理果蔬冷冻基本原理在速冻条件下,由于细胞内外的水分同时形成晶核,在速冻条件下,由于细胞内外的水分同时形成晶核,晶体小,且数量多,分布均匀,对果蔬的细胞膜和细胞壁晶体小,且数量多,分布均匀
18、,对果蔬的细胞膜和细胞壁不会造成挤压现象,所以组织结构破坏不多,解冻后仍可不会造成挤压现象,所以组织结构破坏不多,解冻后仍可复原。保持细胞膜的结构完整对维持细胞内静压是非常重复原。保持细胞膜的结构完整对维持细胞内静压是非常重要的,它可以防止流汁和组织软化。要的,它可以防止流汁和组织软化。一般认为,冷冻造成的果蔬组织破坏并引起软化流汁,一般认为,冷冻造成的果蔬组织破坏并引起软化流汁,不是由于低温的直接影响,而是由于冰晶形成所造成的机不是由于低温的直接影响,而是由于冰晶形成所造成的机械损伤,由于细胞间隙结冰而引起细胞脱水,原生质破坏,械损伤,由于细胞间隙结冰而引起细胞脱水,原生质破坏,发生质壁分离
19、,破坏了原生质的胶体性质,由于失水而增发生质壁分离,破坏了原生质的胶体性质,由于失水而增加了盐类的浓度,使蛋白质由原生质中盐析出来造成细胞加了盐类的浓度,使蛋白质由原生质中盐析出来造成细胞死亡,从而失去对新鲜特性的控制能力。据实验观察,果死亡,从而失去对新鲜特性的控制能力。据实验观察,果蔬在干冰中速冻,解冻时的流汁现象比蔬在干冰中速冻,解冻时的流汁现象比-18-18的空气中冷冻的空气中冷冻要少得多。要少得多。 果蔬冷冻基本原理果蔬冷冻基本原理2 2冷冻对果蔬化学变化的影响冷冻对果蔬化学变化的影响果蔬原料在降温、冻结、冻藏和解冻期间都会发生色泽、风果蔬原料在降温、冻结、冻藏和解冻期间都会发生色泽
20、、风味和质地的变化,因而影响产品的质量。通常在味和质地的变化,因而影响产品的质量。通常在-7-7的冻藏温度的冻藏温度下,多数微生物停止了生命活动,但原料内部的化学变化并没有下,多数微生物停止了生命活动,但原料内部的化学变化并没有停止,甚至在商业性的冷藏温度(停止,甚至在商业性的冷藏温度(-18-18)下仍然发生化学变化。)下仍然发生化学变化。在速冻温度以及在速冻温度以及-18-18以下的冻藏温度条件下化学物质变化速度以下的冻藏温度条件下化学物质变化速度较慢。在冻结和冻藏期间常发生影响产品质量的化学变化有:不较慢。在冻结和冻藏期间常发生影响产品质量的化学变化有:不良气味的产生,色素的降解,酶促褐
21、变以及抗生素的自发氧化等。良气味的产生,色素的降解,酶促褐变以及抗生素的自发氧化等。不良气味的产生是因为在冻结和冻藏期间,果蔬组织中积累不良气味的产生是因为在冻结和冻藏期间,果蔬组织中积累的羰基化合物和乙醇等物质产生的挥发性异味,或是含类脂物质的羰基化合物和乙醇等物质产生的挥发性异味,或是含类脂物质较多的果蔬,由于氧化作用而产生异味。试验表明:豌豆、四季较多的果蔬,由于氧化作用而产生异味。试验表明:豌豆、四季豆和甜玉米在冷冻贮藏期间发生了类脂化合物的变化,它们的游豆和甜玉米在冷冻贮藏期间发生了类脂化合物的变化,它们的游离脂肪酸的含量显著增加。离脂肪酸的含量显著增加。 果蔬冷冻基本原理果蔬冷冻基
22、本原理色泽的变化包括两个方面:一方面是果蔬本身色素的分解,色泽的变化包括两个方面:一方面是果蔬本身色素的分解,如叶绿素转化为脱镁叶绿素,果蔬由绿色变为灰绿色,既影响外如叶绿素转化为脱镁叶绿素,果蔬由绿色变为灰绿色,既影响外观,又降低其商品价值。另一方面是酶的影响,特别是解冻后褐观,又降低其商品价值。另一方面是酶的影响,特别是解冻后褐变发生的更为严重,这是由于果蔬组织中的酚类物质(绿原酸、变发生的更为严重,这是由于果蔬组织中的酚类物质(绿原酸、儿茶酚、儿茶素等)在氧化酶和多酚氧化酶的作用下发生氧化反儿茶酚、儿茶素等)在氧化酶和多酚氧化酶的作用下发生氧化反应的缘故。这种反应速度很快,使产品变色变味
23、,影响严重。防应的缘故。这种反应速度很快,使产品变色变味,影响严重。防止酶褐变的有效措施有:酶的热钝化;添加抑制剂,如二氧化硫止酶褐变的有效措施有:酶的热钝化;添加抑制剂,如二氧化硫和抗坏血酸;排出氧气或用适当的包装密封;排除包装顶隙中的和抗坏血酸;排出氧气或用适当的包装密封;排除包装顶隙中的空气等。空气等。经冻藏和解冻后的果蔬,其组织发生软化,原因之一是由于经冻藏和解冻后的果蔬,其组织发生软化,原因之一是由于果胶酶的存在,使果胶水解,原果胶变成可溶性果胶,从而导致果胶酶的存在,使果胶水解,原果胶变成可溶性果胶,从而导致组织结构分解,质地软化。另外,冻结时细胞内水分外渗,解冻组织结构分解,质地
24、软化。另外,冻结时细胞内水分外渗,解冻后不能全部被原生质吸收复原。也是果蔬组织软化的一个原因。后不能全部被原生质吸收复原。也是果蔬组织软化的一个原因。 果蔬冷冻基本原理果蔬冷冻基本原理冷冻保藏对果蔬的营养成分也有影响。冷冻本身对营冷冻保藏对果蔬的营养成分也有影响。冷冻本身对营养成分有保护作用。温度越低,保护程度越高。但是由于养成分有保护作用。温度越低,保护程度越高。但是由于原料在冷冻前的一系列处理,如洗涤、去皮、切分、破碎原料在冷冻前的一系列处理,如洗涤、去皮、切分、破碎等工序使原料破裂,暴露于空气中,与空气的接触面积大等工序使原料破裂,暴露于空气中,与空气的接触面积大大增加,维生素大增加,维
25、生素C C因氧化、水溶而失去营养价值。这种化学因氧化、水溶而失去营养价值。这种化学变化在冻藏中仍然进行,但速度缓慢得多。因而,冷冻前变化在冻藏中仍然进行,但速度缓慢得多。因而,冷冻前的热处理(抑制酶的活性)及加入抗坏血酸等措施都有保的热处理(抑制酶的活性)及加入抗坏血酸等措施都有保护营养物质的作用。维生素护营养物质的作用。维生素B B1 1对热比较敏感,易受热损失,对热比较敏感,易受热损失,但在冷藏中损失很少。维生素但在冷藏中损失很少。维生素B B2 2在冷冻前的处理过程中有在冷冻前的处理过程中有所降低,但在冷冻贮藏中损失不多。另外,冷冻果蔬中维所降低,但在冷冻贮藏中损失不多。另外,冷冻果蔬中
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