低温保藏.ppt
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1、3 食品的低温保藏,3.1 低温防腐的基本原理 3.2 食品的冷藏 3.3 食品的冷冻保藏,概念 食品的低温保藏即降低食品温度,并维持低温水平或冰冻状态,阻止或延缓它们的腐败变质,从而达到远途运输和短期或长期贮藏的目的过程。 早在古代,人们就懂得了用天然降温的方法延缓食品的腐败变质,如利用天然冰、山洞、地窖及地下水降温,这种方法在那些没有人工制冷的地区至今仍在使用。直到1875年人工制冷的出现,才为大量易腐食品较长期的贮藏、运输创造了良好条件。随后冷藏库、冷藏车和冷藏船相继出现,并成为贮运食物原料和易腐食品的重要手段。,3.1 食品低温保藏的原理,3.1.1 低温对酶活性的影响 酶的活性和温度
2、有密切的关系 大多数酶的适宜温度为30-40,动物体内的酶需稍高的温度,植物体内的酶需稍低的温度。随着温度的升高和降低,酶的活性均下降。,图31 温度对酶活性的影响,酶的活性与温度的关系常用温度系数Q10来衡量。 低温虽然能显著降低酶的活性,但不能使酶完全失活,在长期的冷藏过程中,酶的作用仍可引起食品的变质。 即使是温度低于-18时,酶的催化作用也未停止,只是非常缓慢而已。例如,胰蛋白酶、脂肪分解酶。,基质浓度和酶浓度对催化反应速度影响也很大。 例如,在食品冻结时,当温度降至-1- -5时,有时会呈现酶催化反应速度比高温时快的现象。 为了防止酶对食品品质的影响,某些食品在冻结前通常采用短时间的
3、预煮的方法进行酶的钝化处理。,3.1.2 低温对微生物的影响,任何微生物都有其适宜的生长活动温度范围,表33 微生物的生长温度,温度对微生物的生长繁殖影响很大 大多数腐败菌最适宜的繁殖温度为25-37。温度在6时几乎能阻止所有食物中病原菌的生长。 最低生长温度 低温至死的速度,图3-2 温度对微生物繁殖数量的影响,微生物对低温有较强的抵抗力,特别是在形成孢子的情况下抵抗力更强。 某些微生物(如霉菌、酵母菌)耐低温能力很强,其最低生长温度低于0,有的甚至可低达-8。 微生物对低温的抵抗力因菌种、菌龄、培养基、污染量和冻结等条件而有所不同。,长期处于低温中的微生物能产生新的适应性。,表3-5 微生
4、物生长的适应性,3.1.3 低温对其它的变质因素的影响,在低温的环境下,可以延缓、减弱非酶褐变、氧化反应、食品成分与包装容器的反应等的作用,从而达到贮藏的目的。,3.2 食品的冷藏,3.2.1 冷藏食品物料的选择和前处理 3.2.2 预冷或冷却 3.2.3 食品冷藏工艺 3. 2.4 食品在冷藏过程中的质量变化 3.2.5 冷藏食品的回热,3.2.1 冷藏食品物料的选择和前处理,冷藏食品物料的选择 植物性食品物料 一般应选择达到采收成熟度、且成熟度较低的果实; 原料应新鲜; 应无机械伤、无病虫害; 同一批冷藏的食品物料的成熟度、个体大小等应尽量均匀一致; 同种果蔬的不同品种的耐藏性不一样,应选
5、择耐藏品种进行贮藏。 动物性食品物料 一般应选择动物屠宰或捕获后的新鲜状态进行冷藏。 食品物料冷藏前的处理 植物性食品的前处理:挑选、去杂、分级和包装等。 动物性食品物料的前处理:清洗去除血污以及其他一些在捕获和屠宰过程中带来的污染物,同时降低原料中初始微生物数量。,3.2.2 预冷或冷却,概念 冷却是指在贮藏运输之前将食品温度降到冷藏温度,从而能及时地抑制食品中的微生物的生长繁殖和生化反应,以较好地保持原有产品品质,延长食品贮藏期的一种措施。,时机 新鲜食品的变质速度是很快的。只要在收获或屠宰与冷藏之间有数小时的延缓显著的变质现象。 特别是某些采收后仍具有代谢活性的水果、蔬菜,不仅通过呼吸放
6、热,而且代谢物从一种形式转化为另一种形式。 梨采后24小时冷却0储藏5周不腐烂;采后经96小时才冷却0下储藏周有30%腐烂。 甜玉米甜度下在l天内丧失8%,在4天内丧失22%;20下1天内丧失25%,炎热的夏天还要远远超过此数值。 冷却应在植物性食品采收后、动物性食品捕获或屠宰后尽快地进行冷却。,冷却方式 传导 当产品的几何形状适合于与固体冷却器件接触时,可以采用热传导方式。 对流 大多数食品以对流或对流传导方式冷却的。 辐射 辐射冷却在食品加工中占有一定地位,例如巧克力和糖果生产中的冷却隧道通常采用辐射冷却。 蒸发,3.2.2.1 固体食品的冷却 空气冷却法固体食品冷却最经常使用的方法。常用
7、于冷却果蔬、鲜蛋、乳品以及畜禽肉等冷藏、冻藏食品的预冷处理。特别是青花菜、绿叶类蔬菜等经浸水后品质易受影响的蔬菜产品,适宜于用空气冷却法。 自然通风冷却 最简单易行,常用于果蔬,即将采后果蔬放在阴凉通风的地方,使产品所带的田间热散去。 特点:冷却的时间较长,难以达到产品所需要的预冷温度,在没有更好的预冷条件时不失为一种有效的方法。 强制通风冷却 工艺效果主要取决于空气的温度、相对湿度和流速等因素。工艺条件的选择根据食品的种类、有无包装、是否干缩、是否快速冷却等来确定。,冷水冷却法用冷水喷淋产品或将产品浸泡在冷却水(淡水或海水)中,使产品降温的一种冷却方法。 冷却水温度:一般0左右。 冷却水可循
8、环使用,但须加少量次氯酸盐消毒,以消除微生物或某些个体食品对其他食品的污染。 特点 冷水和冷空气相比有较高的传热系数,可以大大缩短冷却时间,而不会产生干耗,费用也低。 并不是所有的食品都可以直接与冷水或其他冷媒接触。适合采用水冷法冷却的蔬菜有甜瓜、甜玉米、胡萝卜、菜豆、番茄、茄子和黄瓜等。,冰冷却法是在装有果蔬、鱼、畜禽肉等的容器中放入冰块使产品降温的冷却方法。 适用范围 只适用于那些与冰接触后不会产生伤害的产品。 特点 能使食品迅速冷却(其相变潜热为334.9kJkg-1); 冷却时食品温度不会低于0。 渔获物进行冰冷却时,可采用的方式 碎冰冷却(干式冷却):碎冰冷却法特别适宜于鱼类的冷却,
9、它不仅能使鱼冷却、湿润、有光泽,而且不会发生干耗现象。 水冰冷却(湿式冷却):水冰冷却法易于操作、用冰量少,冷却效果好,但鱼在冰水中浸泡时间过长,易引起鱼肉变软、变白。因此,该法主要用于鱼类的临时保鲜。,真空冷却法是把食品物料放在可以调节空气压力的密闭容器中,使产品表面的水分在真空负压下迅速蒸发,带走大量汽化潜热,从而使食品冷却的方法。 适用范围:适用于叶菜类,对葱蒜类、花菜类、豆类和蘑菇类等也可应用,某些水果和甜玉米也可用此方法预冷。但对表面积小、组织致密的蔬菜不大适宜。 特点 降温速度快、冷却均匀; 食品干耗大、能耗大,设备投资和操作费用都较高。,3.2.2.2 液体食品的冷却 大多数液体
10、冷却系统采用热交换器,热量的传递通过热交换器两面的液体对流和金属壁的传导作用进行。 热交换器可以是板式的、套管式的、降膜(或表面)式的、刮板式的,或者是盘管冷却器。,3.2.3 食品冷藏工艺,传统冷藏法即空气冷藏法,是以空气作为冷却介质来维持冷藏库的低温,在冷藏过程中,冷空气以自然对流或强制对流的方式与食品接触。 空气冷藏的方法 自然空气冷藏法利用自然的低温空气来储藏食品的方法。 机械空气冷藏法利用制冷机械冷却的空气来储藏食品的方法。 食品冷藏的工艺效果主要决定于储藏温度、空气湿度和空气流速等。 表3 7,3.2.3.1 储藏温度 食品的储藏期是储藏温度的函数 (一般)在保证食品不至于冻结的情
11、况下,冷藏温度越接近冻结温度则储藏期越长。 有些食品对储藏温度特别敏感,如果温度高于或低于某一临界温度,常会有冷藏病害出现。 冷藏室内温度应严格控制,减小其波动幅度和次数。 任何温度变化都有可能对食品造成不良后果引起空气中水分在食品表面凝结,并导致发霉。,3.2.3.2 空气相对湿度及其流速 相对湿度 冷藏室内空气既不宜过干也不宜过于潮湿 ; 大多数水果85-90%;叶菜、根菜以及脆质蔬菜90%-95%,坚果70%下比较合适;干态颗粒食品如乳粉、蛋粉及吸湿性强的食品相对湿度50%以下。 空气流速 确定空气流速的原则是:要及时将食品所产生的热量(如生化反应热或呼吸热和外界渗入室内的热量)带走,保
12、证室内温度均匀分布,同时将冷藏食品脱水干耗现象降到最低程度。 冷藏食品若覆有保护层,相对湿度和空气流速则不再成为影响因素。,3.2.4 食品在冷藏过程中的质量变化,水分蒸发 冷害 后熟 移臭和串味 肉的成熟 寒冷收缩 脂肪的氧化 微生物的增殖 其他变化,3.2.4.1 水分蒸发,条件 当冷空气中水分的蒸汽压低于食品表面水分蒸汽压时,食品表面的水分还会向外蒸发。 后果 失水干燥会导致食品质量损失(俗称干耗),亦会导致食品的品质恶化。 水果、蔬菜失去水分重量减少、失去新鲜饱满的外观; 鸡蛋失去水分会气室增大、质量减轻、品质下降。 肉类食品发生干耗质量减轻,肉的表面还会形成干燥皮膜,肉色也发生变化。
13、,影响水分蒸发的因素 食品的种类、食品和冷却介质空气的温差、空气介质的湿度和流速及冷却冷藏的时间。 各种水果、蔬菜因表皮成分、厚度及内部组织结构不同,水分蒸发情况有很大差别。 果蔬的成熟度亦会影响水分的蒸发,一般未成熟的果蔬蒸发量大,随着成熟度的增大,蒸发也逐渐减少。 肉类水分蒸发量与肉的种类、单位质量表面积的大小、表面形状、脂肪含量等有关。 在冷却冷藏的初期食品水分蒸发的速度较大。,3.2.4.2 冷害,概念 有些果蔬在冷却冷藏过程中,当储温低于某一温度界限时,其正常的生理机能就会因受到障碍而失去平衡,引起一系列生理病害,这种由于低温造成的生理病害现象称为冷害 。 现象 冷害的症状主要是局部
14、组织坏死,表现为表皮凹陷、干疤、斑点、水渍状、内部褐变、黑心等。 有些果蔬在冷藏后从外观上看不出冷害的现象,但如果再放到常温下,却不能正常的成熟。,影响冷害发生的因素 果蔬的种类 储藏温度和时间 发生冷害的程度与采用的温度冷害临界温度的程度和时间长短有关。 温度临界温度低得越多,冷害发生的情况就越严重。 果蔬冷害的出现需要一定的时间,如果在冷害临界温度下经历时间较短,一般不会出现冷害。,防止和减轻冷害的措施,适温贮藏 温度锻炼 间歇升温 变温处理 热处理 气体处理 气调贮藏 湿度调节 化学处理 激素控制,3.2.4.3 后熟作用,水果和蔬菜常在尚未完全成熟时进行采收在低温下贮藏或运输在贮藏和运
15、输的过程中逐渐成熟。 果蔬在采收后向成熟转化的过程称为后熟。 成熟的主要表现 可溶性糖含量升高 糖酸比例趋于协调 可溶性果胶含量增加 果实香味变得浓郁 颜色变红或变艳 硬度下降等,影响后熟速度的因素 果实种类、品种和储藏条件 温度会直接影响果蔬的后熟,采用较低的贮藏温度可以推迟后熟,但应根据品种而定,既要防止冷害,又不能产生高温病害,否则果蔬会失去后熟能力。 香蕉的最适贮藏温度是15-20,在30时会产生高温病害,12以下又会出现冷害。 未成熟的果蔬风味较差。低温冷藏的有呼吸高峰的水果(如:香蕉、弥猴桃等)在销售、加工之前需要对其进行人为控制的催熟,以满足适时的加工或鲜货上市需要。,3.2.4
16、.4 移臭和串味,各种食品的气味不同,在混合储藏过程就有一个串味的问题。 对于那些在冷藏中容易放出或吸收气味的食品,即使储藏期很短,也不宜将它们一起存放。 例如,大蒜与苹果等水果一起存放(大蒜的臭味);梨和苹果与土豆冷藏在一起(土腥味);柑桔或苹果不能与肉、蛋、牛奶冷藏在一起,否则将互相串味。 凡是气味相互影响的食品应分开储藏,或包装后进行储藏。 冷藏库长期使用后会有一种特有的冷藏臭,也会转移给冷藏食品。,3.2.4.5 肉的成熟,刚屠宰后动物的肉是柔软的,并具有很高的持水性,经过一段时间后, 肉质会变得粗硬,持水性大大降低,再继续放置,尸僵开始缓解,肉的硬度降低,保水性有所恢复,使肉变得柔软
17、、多汁,风味得到改善,这个变化过程称为肉的成熟。 肉成熟的速度与温度有关。 温度低(0-4),肉成熟的速度慢,但肉质好,耐贮藏;温度高(20以上),肉成熟需时虽短,但肉质差,易腐败。 动物的种类不同,成熟作用的重要性也不同。 牛、绵羊、野禽等成熟作用十分重要,对其肉质软化与风味增加有显著的效果。,3.2.4.6 寒冷收缩,畜禽屠宰后在末出现僵直前如果进行快速冷却,肌肉会发生显著收缩,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。 后果 肉类在冷却时若发生寒冷收缩,其肉质变硬、嫩度差,如果再经冻结,在解冻后会出现大量的汁液流失。 一般来说,如果牛肉在宰后10小时内, pH降到6.
18、2以前,肉温降到8以下,就容易发生寒冷收缩。 成牛与小牛,或者同一头牛的不同部位出寒冷收缩的时间和温度也有差异。成牛出现寒冷收缩的温度是8以下,而小牛则是4以下。,3.2.4.7 脂肪的氧化,后果 导致食品风味变差,味道恶化,出现变色、酸败、发黏等现象。,3.2.4.8 微生物的增殖,在冷却贮藏的温度下,微生物特别是低温细菌的繁殖和分解作用并没有充分被抑制,只是速度变得缓慢些,时间一长,低温细菌的增殖会导致食品发生腐败变质。 低温细菌的繁殖在0以下变得缓慢,但如果要停止繁殖,般来说温度需降到-l0以下,个别低温细菌在-40的低温条件下仍有繁殖能力。,3.2.4.9 食品在冷却冷藏中的其他变化,
19、在冷却冷藏中 ,还可能发生一些其他不良变化,如: 淀粉的老化 风味物质的丧失 红肉色泽的变化 鱼组织软化和出现淌液 营养成分的损耗 变色等,3.2.5 冷藏食品的回热,在保证空气中的水分不会在冷藏食品表面上冷凝的前提下,逐渐提高冷藏食品的温度,使其最终与外界空气温度一致的操作过程称为回热。 不回热的后果带灰尘和微生物的水分在其冷表面上凝结 例如:经冷藏的蛋,如果未经过升温而直接出库,鲜蛋突然退热,蛋壳表面就会凝结水珠(俗称“出汗”),容易造成微生物的繁殖蛋变坏。 技术关键:必须使与冷藏食品的冷表面接触的空气的露点温度始终低于冷藏食品的表面温度。,设和冷藏食品表面相接触的空气状态在图上为点4,若
20、它与温度为T1的食品干表面接触,;如果上述空气与温度为T2的食品干表面相接触,则空气温度就会继续降至食品温度T2 ;若食品干表面的温度更低为T3, 。,实际上冷藏食品的表面未必是干表面。在回热过程中,食品在吸收暖空气所提供的热量的同时也向空气中蒸发了水分,这样空气 为了避免回热过程中食品表面出现水分的冷凝,在实际操作中,当暖空气状态降至2时,就需重新加热, ,回热过程中暖空气的相对湿度不宜过高,也不宜过低。 相对湿度过高,空气中的水分容易出现冷凝现象; 相对湿度过低,容易引起回热过程中食品的干缩。 回热时食品物料出现干缩,不仅会影响食品物料的外观,而且会加剧氧化作用。,3.3 食品的冷冻保藏,
21、食品冻藏就是采用缓冻或速冻方法将食品冻结,而后在能保持食品冻结状态的温度下贮藏的保藏方法。 常见的冻藏食品 经过初加工的新鲜状态的果蔬、果汁、浆果、肉、禽、水产品和去壳蛋等; 加工品,如面包、点心、冰淇淋; 预煮和特种食品、膳食用菜肴等。 合理冻结和贮藏的食品在大小、形状、质地、色泽和风味方面一般不会发生明显的变化,而且还能保持原始的新鲜状态。 冻藏是易腐食品长期贮藏的重要保藏方法。,3.3.1 冷冻食品物料的选择和前处理,任何冻制食品最后的品质及其耐藏性决定于: 原料的成分和性质 原料的严格选用、处理和加工 冻结方法 贮藏的情况 冷冻食品物料的选择 只有新鲜优质原材料才能供冻制之用。 对于水
22、果、蔬菜来说,必须选用适宜于冻制的品种,并在成熟度最高时采收。此外,为了避免酶和微生物活动引起不良变化,采收后应尽快冻制。,冷冻食品物料的前处理,蔬菜原料 冻制前首先应进行清洗、除杂。 需要将其在100热水或蒸汽中进行预煮。 预煮后应立即将原料冷却到10以下。 水果 水果也要进行清理和清洗; 水果不宜采用预煮的方法来破坏酶的活力,因为这会破坏新鲜水果原有的品质; 为了有效地控制氧化,在冻制水果中常加有以浸没水果为度的低浓度糖浆,有时还另外添加柠檬酸、抗坏血酸和二氧化硫等添加剂以延缓氧化作用。,肉类 一般在冻制前并不需特殊加工处理。 在国外,为了适应消费者的消费要求,牛肉一般须先冷藏进行酶嫩化处
23、理; 生产中有时还会在冻制前对水产品和肉类采用加盐处理。 对于虾、蟹等冻结时容易氧化而变色、变味的水产品,可以加入水溶性或脂溶性的抗氧化剂。 对于家禽,为了提高肉的品质,应先经短时间的冷藏后再冻结。 液态食品如经浓缩后再冻结,则冻结对食品中胶体物质的影响较小、解冻后容易复原。 在冻结前通常还采用不透气的包装材料对食品物料进行包装。,3.3.2 食品的冻结,冻结是食品冻藏前的必经阶段,亦是生产冻制品的关键阶段。 食品的冻结或冻制即运用现代冷冻技术,在尽可能短的时间内将食品温度降低到其冻结点以下预期的冻藏温度,使食品所含的全部或大部分水分随着食品内部热量的外散形成冰晶体,以减少生命活动和生化变化所
24、必需的液态水分,并便于运用更低的贮藏温度抑制微生物活动和高度减缓食品的生化变化,从而保证食品在冷藏过程中的稳定性。 此外,冻结技术也常用于特殊食品的制造如冰淇淋、冷冻脱水食品及食品水分的分离和溶液的浓缩等。,水的冰点即水和冰之间处于两相平衡时的温度;两相处于平衡时,两相的蒸汽压相等。 水冰平衡时,若在水中溶入非挥发性溶质,则溶液的蒸汽压就会下降,冰的蒸汽压水的蒸汽压,此时,若温度维持不变,冰块水。如果降低温度促使冰的蒸汽压,直至再次建立溶液和冰之间的相互平衡,那末冰即不再消失,即整个体系的温度达到了和溶液浓度相适应的新的冻结点。 溶液的浓度不同,所对应的冰点温度也不同。 水溶液冰点的降低值与溶
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