1、第八章第八章 食品的低温保藏食品的低温保藏 1 1 食品低温保藏的原理食品低温保藏的原理 2 2 食品的冷却和冷藏食品的冷却和冷藏 3 3 食品的冻结食品的冻结 4 4 食品的冻藏食品的冻藏 5 5 食品的解冻食品的解冻 0 0 序言序言(1)(1)食品行业低温的利用食品行业低温的利用 low temperature application in food industry Frozen storagecoolingair condition chill storageCA/MA CA/MA food preservation food processing frozen dehydratio
2、nquick freezing freezing concentration (2)(2)冷藏食品和冻藏食品冷藏食品和冻藏食品 冷藏食品是将食品的温度降到接近冻结点，并在此冷藏食品是将食品的温度降到接近冻结点，并在此 温度温度下保藏的食品。冷藏食品不需要冻结。下保藏的食品。冷藏食品不需要冻结。冻藏食品又称冷冻食品，是将食品冻结后在低于冻冻藏食品又称冷冻食品，是将食品冻结后在低于冻 结点结点的温度保藏的食品。的温度保藏的食品。冷藏食品和冷冻食品（合称冷冻食品）可按原料冷藏食品和冷冻食品（合称冷冻食品）可按原料 及消费及消费形式分为果蔬类、水产类、肉禽蛋类、调理方便食品类四形式分为果蔬类、水产类、
3、肉禽蛋类、调理方便食品类四类。类。(3)(3)冷冻食品的特点冷冻食品的特点 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、蔬菜和水果等蛋、蔬菜和水果等易腐食品的生产、运输和贮藏。易腐食品的生产、运输和贮藏。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地位，在发展中国市场需求量大，在发达国家占有重要的地位，在发展中国家发展迅速，在食品加工中已成为一个大行业。家发展迅速，在食品加工中已成为一个大行业。与其它保藏食品相比，冻藏食品的优点：与其它保藏食品相比，冻藏食品的优点：与干藏比，具有较好的复原性；与干藏比，具有较好的复原性；与罐藏比
4、，由于不需高温处理，能较好保持食品原有的品与罐藏比，由于不需高温处理，能较好保持食品原有的品质；质；与化学保藏比，没有任何残留的添加剂；与化学保藏比，没有任何残留的添加剂；与发酵腌制食品比，较多保留食品的固有成分与发酵腌制食品比，较多保留食品的固有成分.冻藏能最大程度地保持食品的新鲜度、营养和原有风味。冻藏能最大程度地保持食品的新鲜度、营养和原有风味。出口及市面速冻食品主要分为五大类：出口及市面速冻食品主要分为五大类：肉类的分割速冻肉类的分割速冻 海产品海产品 水果、蔬菜水果、蔬菜 米、面制品米、面制品 调理食品调理食品(4)(4)速冻食品发展状况速冻食品发展状况 2020世纪初，美国最早建立
5、了冷冻食品厂。世纪初，美国最早建立了冷冻食品厂。二战的军需，极大地促进了美国冻结食品业的发展。战二战的军需，极大地促进了美国冻结食品业的发展。战后出现了调理冷冻食品、耐热复合塑料薄膜后出现了调理冷冻食品、耐热复合塑料薄膜 包装袋、高质包装袋、高质快速解冻复原加热设备等，冷冻食品业成为方便食品和快快速解冻复原加热设备等，冷冻食品业成为方便食品和快餐业的支柱行业。餐业的支柱行业。2020世纪世纪6060年代，发达国家构成完整的冷藏链。冷冻食品年代，发达国家构成完整的冷藏链。冷冻食品进入超市。进入超市。冷冻加工技术从整体冻结向小块或颗粒冻结发展。冷冻加工技术从整体冻结向小块或颗粒冻结发展。我国在我国
6、在2020世纪世纪7070年代，因外贸需要冷冻蔬菜，冷冻食品开年代，因外贸需要冷冻蔬菜，冷冻食品开始起步。始起步。8080年代，家用冰箱和微波炉的普及，销售用冰柜和冷藏柜年代，家用冰箱和微波炉的普及，销售用冰柜和冷藏柜的使用，推动了冷冻冷藏食品的发展，出现冷冻面点。的使用，推动了冷冻冷藏食品的发展，出现冷冻面点。9090年代，冷链初步形成，冷冻食品品种增加，风味特色产年代，冷链初步形成，冷冻食品品种增加，风味特色产品和各种菜式；生产企业和产量大幅度增加。品和各种菜式；生产企业和产量大幅度增加。速冻食品工业成为当今世界上发展最快的工业之一；速冻食品工业成为当今世界上发展最快的工业之一；我国速冻食
7、品每年以我国速冻食品每年以1515左右的速度递增；左右的速度递增；19961996年我国年的速冻食品产量为年我国年的速冻食品产量为220220万吨，万吨，20002000年产量达年产量达850850万吨；万吨；预计到预计到20102010年我国速冻食品产量将达年我国速冻食品产量将达20002000万吨，人均年消万吨，人均年消费量约费量约16kg16kg，基本达到中等发达国家水平。，基本达到中等发达国家水平。1 1 食品低温保藏的原理食品低温保藏的原理 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1.1 1.1 低温对微生物
8、的影响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 pH值值 营养物营养物 温度温度 1.1.1 1.1.1低温和微生物的关系低温和微生物的关系 低温能有效抑制霉菌、酵母和细菌的生长发育及繁殖。低温能有效抑制霉菌、酵母和细菌的生长发育及繁殖。酵母菌及霉菌的耐低温能力比细菌强。酵母菌及霉菌的耐低温能力比细菌强。在未冻结的介质中，某些嗜冷细菌可在在未冻结的介质中，某些嗜冷细菌可在0 0-8-8活动，某活动，某些霉菌、酵母菌可在些霉菌、酵母菌可在-8-8-12-12活动。活动。一般在一般在-12-1
9、5-12-15以下才能抑制各种微生物的活动。以下才能抑制各种微生物的活动。表表 1-1 1-1 微生物按生长温度分类微生物按生长温度分类758075805065506530453045嗜热嗜热 微生物微生物 4050 4050 3040304010151015嗜温嗜温 微生物微生物 2530253015201520-75-75嗜冷嗜冷 微生物微生物最高温度最高温度 最适温度最适温度 最低温度最低温度 冷冻是不是灭菌措施？冷冻是不是灭菌措施？冷冻并不能完全杀死微生物，即使长久在低温下它们会冷冻并不能完全杀死微生物，即使长久在低温下它们会逐渐死亡，但往往还有残存，尤其是污染严重的产品和微生逐渐死亡
10、，但往往还有残存，尤其是污染严重的产品和微生物的孢子和芽孢等。物的孢子和芽孢等。冷冻既能保存食品，也能保护一些微生物，如有冷冻既能保存食品，也能保护一些微生物，如有 的霉的霉菌、酵母菌、细菌能在冷冻食品生存数年之久。菌、酵母菌、细菌能在冷冻食品生存数年之久。残存的微生物冷冻温度下活动受到抑制，但解冻残存的微生物冷冻温度下活动受到抑制，但解冻 时在时在室温下会恢复活动，使食品迅速败坏。室温下会恢复活动，使食品迅速败坏。冷冻不是灭菌措施！冷冻不是灭菌措施！1.1.2 1.1.2 降温速度对微生物的影响降温速度对微生物的影响 冻结前的降温越迅速，对微生物的损害作用越大；冻结前的降温越迅速，对微生物的
11、损害作用越大；冻结点以下的缓慢冻结可导致微生物的大量死亡；快速冻结点以下的缓慢冻结可导致微生物的大量死亡；快速冻结对微生物的致死效果较差。冻结对微生物的致死效果较差。1.1.3 1.1.3 低温导致微生物活力减弱和死亡的原因低温导致微生物活力减弱和死亡的原因 各种生化反应的温度系数各种生化反应的温度系数Q10Q10各不相同；各不相同；降温使降温使Q10Q10减慢，原来反应的协调性和新陈代谢受到破坏减慢，原来反应的协调性和新陈代谢受到破坏，致使其生活机能受到抑制甚至终止；，致使其生活机能受到抑制甚至终止；冻结导致蛋白质变性、原生质或胶体脱水；冻结导致蛋白质变性、原生质或胶体脱水；冰晶体形成致使细
12、胞机械性破坏。冰晶体形成致使细胞机械性破坏。1.1.41.1.4影响微生物低温致死的因素影响微生物低温致死的因素 温度高低温度高低 稍低于生长温度或冻结温度时对微生物威胁最大；稍低于生长温度或冻结温度时对微生物威胁最大；降温速度降温速度 冻结前冻结前,降温越快降温越快,微生物的死亡率越大；微生物的死亡率越大；冻结时冻结时,缓冻将导致大量微生物死亡缓冻将导致大量微生物死亡,而速冻则相反。而速冻则相反。结合水分结合水分 结合水分含量高，微生物在低温下的稳定性相应提高；结合水分含量高，微生物在低温下的稳定性相应提高；过冷状态过冷状态 急速冷却时，水分有可能迅速转为过冷状态而避免急速冷却时，水分有可能
13、迅速转为过冷状态而避免 结晶。结晶。介质介质 高水分、低高水分、低pHpH值会加速微生物死亡，糖、盐、蛋白质等对值会加速微生物死亡，糖、盐、蛋白质等对微生物有保护作用。微生物有保护作用。贮贮 藏藏 期期 微生物的数量随低温贮藏期的延长而减少。微生物的数量随低温贮藏期的延长而减少。交替冻结和解冻交替冻结和解冻 可加速微生物的死亡。可加速微生物的死亡。1.1.51.1.5冷冻食品中微生物存在引起关注的问题冷冻食品中微生物存在引起关注的问题 冷冻食品的安全性问题有害微生物的繁殖，产生相当数量冷冻食品的安全性问题有害微生物的繁殖，产生相当数量的毒素，危害人体健康，使食品食用不安全；的毒素，危害人体健康
14、，使食品食用不安全；由于微生物的活动造成产品质量下降或全部腐烂；由于微生物的活动造成产品质量下降或全部腐烂；冷冻食品解冻后并在解冻状态下长时间存放时，腐败菌的冷冻食品解冻后并在解冻状态下长时间存放时，腐败菌的繁殖常足以使食品发生腐败。繁殖常足以使食品发生腐败。保证冷冻食品安全的关键：保证冷冻食品安全的关键：GMPGMP和和HACCPHACCP标准管理标准管理 （1 1）在加工过程中坚持高标准卫生要求；）在加工过程中坚持高标准卫生要求；（2 2）在加工流水线上避免物料积存和时间拖延；）在加工流水线上避免物料积存和时间拖延；（3 3）避免加工品与原料的交叉污染；）避免加工品与原料的交叉污染；（4
15、4）保持冷冻产品在合适的低温下贮藏。）保持冷冻产品在合适的低温下贮藏。1.2 1.2 低温对酶活性的影响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1.2.1 低温与酶活性的关系低温与酶活性的关系 酶的活性与温度密切相关；酶的活性与温度密切相关；酶的最适温度酶的最适温度3045；湿热湿热8090可有效钝化酶的活性酶的活性；可有效钝化酶的活性酶的活性；因温度变化而引致反应速度的变化可用温度系因温度变化而引致反应速度的变化可用温度系 数数Q 10 衡衡量：
16、量：Q 10=Kt+10/Kt 温度每下降温度每下降10，酶的活性会削弱，酶的活性会削弱1/21/3。在许多化学在许多化学和生物化学反应中，和生物化学反应中，Q 10 在在23之之 间；间；Q10 值越大，低温保藏的效果越显著。值越大，低温保藏的效果越显著。低温可以完全抑制酶的活性吗？低温可以完全抑制酶的活性吗？低温对酶并不起完全的抑制作用，酶仍能保持部分活性，有些酶在温度低温对酶并不起完全的抑制作用，酶仍能保持部分活性，有些酶在温度低至低至-73.3-73.3时仍有一定程时仍有一定程 度的活性；度的活性；低温下酶的催化作用实际上也未停止，只是进行得非常慢；低温下酶的催化作用实际上也未停止，只
17、是进行得非常慢；防止微生物繁殖的临界温度（防止微生物繁殖的临界温度（-12-12）还不足以有效地抑制酶的活性及）还不足以有效地抑制酶的活性及各种生物化学反应；各种生物化学反应；在在-18-18以上时仍有不少数量的未冻结水分存在，可为酶的活动提供条以上时仍有不少数量的未冻结水分存在，可为酶的活动提供条件，要达到抑制酶的活性及各种生物化学反应的目的，温度应低于件，要达到抑制酶的活性及各种生物化学反应的目的，温度应低于-18-18；解冻时，酶活性会骤然增强，从而导致产品品质发生变化。解冻时，酶活性会骤然增强，从而导致产品品质发生变化。低温不可以完全抑制酶的活性！低温不可以完全抑制酶的活性！例：例：速
18、冻荔枝（整果、带果皮核）速冻荔枝（整果、带果皮核）速冻前外果皮的多酚氧化酶活性是速冻前外果皮的多酚氧化酶活性是14.30114.301活性单位；活性单位；(Vit.C mg(Vit.C mg1kg1kg30min)30min)解冻后上升至是解冻后上升至是39.99639.996活性单位，酶的活性增加活性单位，酶的活性增加1 1倍以上，倍以上，导致荔枝果皮很快变褐。导致荔枝果皮很快变褐。多数果蔬都存在氧化酶系统，因此在冻结前要考虑钝化或多数果蔬都存在氧化酶系统，因此在冻结前要考虑钝化或 抑制酶活性的处理措施抑制酶活性的处理措施,如采用烫漂或添加护色剂处理。如采用烫漂或添加护色剂处理。从有效地抑制
19、酶及其引起的反应方面考虑，食品若要长期从有效地抑制酶及其引起的反应方面考虑，食品若要长期 冻藏，温度不能高过冻藏，温度不能高过-18-18，有些还采用更低的温度。，有些还采用更低的温度。冷冻产品的色泽、风味、营养等变化，多冷冻产品的色泽、风味、营养等变化，多数情况下有酶参与。数情况下有酶参与。冷冻产品品质劣化现象：褐变、变味、软冷冻产品品质劣化现象：褐变、变味、软化或肉类的表面干硬等。化或肉类的表面干硬等。1.3 1.3 玻璃化转变理论（玻璃化转变理论（glass transition theory）与食品的冻）与食品的冻结保藏结保藏 玻璃化转变理论的概念：玻璃化转变理论的概念：当非晶体高聚物
20、的温度低于玻璃化转变的温度（当非晶体高聚物的温度低于玻璃化转变的温度（TgTg）时）时，高分子链段运动既缺乏足够的能量以越过内旋转所要克服，高分子链段运动既缺乏足够的能量以越过内旋转所要克服的能垒，又没有足够的自由体积，链段的运动受到约束，高的能垒，又没有足够的自由体积，链段的运动受到约束，高分子材料失去柔软性，成为玻璃样的无定型的固体，称之为分子材料失去柔软性，成为玻璃样的无定型的固体，称之为玻璃态。玻璃态。食品在冻结过程中：食品在冻结过程中：冰晶核形成、生长冰晶核形成、生长 体系向热动力学平衡点靠近体系向热动力学平衡点靠近 液相中溶质浓度增加液相中溶质浓度增加 温度降低温度降低 浓度增加浓
21、度增加 至某个温度至某个温度 粘度增加粘度增加 至一定浓缩浓度至一定浓缩浓度不再结冰，该相态具有玻璃的特性不再结冰，该相态具有玻璃的特性 通过冻结浓缩途径达到的玻璃化可称为通过冻结浓缩途径达到的玻璃化可称为“最大冻结浓缩最大冻结浓缩玻璃化玻璃化”（maximally freeze-concentration glass），此时），此时达到最大冻结浓缩玻璃化转变温度为达到最大冻结浓缩玻璃化转变温度为 Tg。Tg对冷冻食品的稳定性意义很大，当温度低于对冷冻食品的稳定性意义很大，当温度低于 Tg时时，由扩散控制的物质交换及化学反应在动力学上受阻，因，由扩散控制的物质交换及化学反应在动力学上受阻，因而
22、体系具有良好的结构和化学稳定性。而体系具有良好的结构和化学稳定性。不同的组织和种类的食品有不同的不同的组织和种类的食品有不同的Tg，研究清楚各种，研究清楚各种食品的食品的Tg，对探明冷冻食品在冻结和冻藏的过程中的稳定，对探明冷冻食品在冻结和冻藏的过程中的稳定性非常重要。性非常重要。2 2 食品的冷却和冷藏食品的冷却和冷藏 2.1 2.1 食品的冷却或预冷食品的冷却或预冷 2.1.1 2.1.1 冷却的目的冷却的目的 2.1.2 2.1.2 冷却方法冷却方法 2.2 2.2 食品在冷藏过程中的变化食品在冷藏过程中的变化 2.3 2.3 冷藏工艺计算冷藏工艺计算 2.4 2.4 食品的冷藏工艺食品
23、的冷藏工艺 2.4.1 2.4.1 空气冷藏法空气冷藏法 2.4.2 2.4.2 气调冷藏法气调冷藏法2.1 2.1 食品的冷却或预冷食品的冷却或预冷 2.1.1 2.1.1 冷却的目的冷却的目的 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 冷却是将食品的品温降低到高于食品冻结温度的预定冷却是将食品的品温降低到高于食品冻结温度的预定温度；目的是为了及时抑制食品内的生物化学变化和微生温度；目的是为了及时抑制食品内的生物化学变化和微生物的繁殖活动。物的繁殖活动。冷却是食品冷藏或冻藏前的必经阶段。冷却
24、是食品冷藏或冻藏前的必经阶段。鱼类：鱼类：捕获后必须快速冷却。因为经过死后僵硬期，进行消化捕获后必须快速冷却。因为经过死后僵硬期，进行消化分解作用，而后由于细菌的繁殖以至腐败，其变化是相当分解作用，而后由于细菌的繁殖以至腐败，其变化是相当复杂的生化反应过程。冷却可延缓这些过程的进行。复杂的生化反应过程。冷却可延缓这些过程的进行。鱼体温度：鱼体温度：35 15 10 5 1 35 15 10 5 1 僵硬开始时间：僵硬开始时间：310min 2h 4h 16h 35h 310min 2h 4h 16h 35h 僵硬期：僵硬期：3040min 1024h 36h 22.5d 34d3040min
25、1024h 36h 22.5d 34d 肉类：肉类：冷却肉：冷却肉：0404，短期贮藏（二周内），有成熟作用，短期贮藏（二周内），有成熟作用，较受消费者欢迎。较受消费者欢迎。植物性食品植物性食品 果蔬类：有生命机体。降低温度，降低呼吸强度，降果蔬类：有生命机体。降低温度，降低呼吸强度，降低生命活动消耗。低生命活动消耗。如甜玉米：如甜玉米：00，1d1d，糖分消耗达，糖分消耗达8%8%，4d4d后达后达25%25%；2222，1d1d，糖分消耗已达，糖分消耗已达25%25%。2.1.2 2.1.2 冷却时间的估算冷却时间的估算 食品的冷却过程实际上是热和质的交换同时并进的统一食品的冷却过程实际上
26、是热和质的交换同时并进的统一散热过程。散热过程。质物料表面的水分蒸发质物料表面的水分蒸发 热物料在介质低温的作用下进行热交换热物料在介质低温的作用下进行热交换 食品冷却时间随食品的种类、包装材料、冷却介质等而食品冷却时间随食品的种类、包装材料、冷却介质等而异，难以精确计算。一般以牛顿冷却定律为基础，根据实验异，难以精确计算。一般以牛顿冷却定律为基础，根据实验数据按照比拟的方法，对食品的冷却时间进行估算。数据按照比拟的方法，对食品的冷却时间进行估算。（1）肉类食品的冷却时间 t：冷却时间；T 初、T 终、T 0：分别为冷却初温、冷却终温、冷却介质绝对温度；K：比例常数；肉类：K=a（0.0029
27、+19.27-3）（1/h）：肉块厚度（cm）a：放热系数（w/m2，k），（当空气流速V为15m/s，a=6.16+4.07 V）00lg0lg37.032.2TTTTTTTTkt终初终初初 例题例题1 1 猪腿厚猪腿厚=20cm=20cm；T T初初 =273+30=273+30；T T终终=273+1=273+1；T0=273-2T0=273-2；空气流速；空气流速v=2m/sv=2m/s，求冷却时间，求冷却时间?（2）平板状食品的冷却时间 c：比热（kjkg-1-1）：密度（kgm-3）：导热系数（wm-1-1）：食品厚度（m）k：对流放热系数（wm-2-1）终初介初TTTTkctlg
28、3.556.4 （3）圆柱状食品的冷却时间 c：比热（kjkg-1-1）：密度（kgm-3）：导热系数（wm-1-1）R：圆柱半径（m）k：对流放热系数（wm-2-1）终初介初TTTTkRRctlg0.373.2 例题例题 2 2 初温为初温为T T初初 =20=20的金枪鱼放入的金枪鱼放入T T介介=-1.0=-1.0的海的海水中冷却。金枪鱼可看作半径水中冷却。金枪鱼可看作半径r=0.1r=0.1米的圆柱体，与米的圆柱体，与海水间的对流放热系数海水间的对流放热系数K=1674.7K=1674.7千焦千焦/米米2 2小时小时，另外另外=1000=1000千克千克/米米3 3，C=3.27C=3
29、.27千焦千焦/千克千克，=1.88=1.88千焦千焦/米小时米小时，求金枪鱼冷却到平均温度，求金枪鱼冷却到平均温度T T终终=3=3所需时间。所需时间。（4）球状食品的冷却时间 c：比热（kjkg-1-1）：密度（kgm-3）：导热系数（wm-1-1）R：球半径（m）k：对流放热系数（wm-2-1）终初介初TTTTkRRctlg7.390.4 例题例题3 苹果可看作苹果可看作r=0.04米的球状食品，把初温米的球状食品，把初温T初初=25的苹的苹果果 放入空气温度为放入空气温度为T介介=0、流速为、流速为1米米/秒的空气冷却室秒的空气冷却室 内内，表面与空气直接接触，表面与空气直接接触，k=
30、41.87千焦千焦/米米2小时小时，苹果的，苹果的=950千克千克/米米3，C=3.35千焦千焦/千克千克，=2.72千焦千焦/米小时米小时，求苹果冷却到平均温度，求苹果冷却到平均温度T终终=3所需时间。所需时间。2.1.3 2.1.3 冷却方法冷却方法 固体物料的冷却固体物料的冷却 冷风冷却冷风冷却 冷水冷却冷水冷却 碎冰冷却碎冰冷却 真空冷却真空冷却 液体物料的冷却液体物料的冷却 其它其它 2.1.3.1 2.1.3.1 空气冷却法空气冷却法 利用低温空气流过食品表面，促使食品温度降低的一种利用低温空气流过食品表面，促使食品温度降低的一种冷却方法，降温速度与空气温度、流速、相对湿度有关。冷
31、却方法，降温速度与空气温度、流速、相对湿度有关。工艺条件的选择与食品种类、形状、有无包装等有关。工艺条件的选择与食品种类、形状、有无包装等有关。空气温度低，降温快，若低于空气温度低，降温快，若低于00，则易出现过冷现象；，则易出现过冷现象；空气相对湿度低，干耗大；空气相对湿度低，干耗大；速度较慢，会蒸发部分水分，易产生干耗。速度较慢，会蒸发部分水分，易产生干耗。2.1.3.2 2.1.3.2 水冷却法水冷却法 利用低温水与食品接触，使食品温度降低到预定温度。利用低温水与食品接触，使食品温度降低到预定温度。冷却水温度越低、循环速度越快，食品的冷却速度越快。冷却水温度越低、循环速度越快，食品的冷却
32、速度越快。特点：冷却速度快，无干耗，可连续操作；特点：冷却速度快，无干耗，可连续操作；缺点：冷却水循环使用时容易污染食品，可溶性物质有损失。缺点：冷却水循环使用时容易污染食品，可溶性物质有损失。处理方式：浸渍式、喷淋式等处理方式：浸渍式、喷淋式等 2.1.3.3 2.1.3.3 碎冰冷却碎冰冷却 冰块与食品直接接触，利用冰熔化吸收相变热，使食冰块与食品直接接触，利用冰熔化吸收相变热，使食品降温。冰块越小，冰与食品的比品降温。冰块越小，冰与食品的比 例越大，食品的冷却例越大，食品的冷却速度越快。速度越快。特点：降温快、无干耗、但可溶性物质有损失。特点：降温快、无干耗、但可溶性物质有损失。碎冰冷却
33、常用于蔬菜和鱼类的冷却。碎冰冷却常用于蔬菜和鱼类的冷却。2.1.3.4 2.1.3.4 真空冷却法真空冷却法 水分在低压下蒸发成水蒸气吸收相变热，使食品温度水分在低压下蒸发成水蒸气吸收相变热，使食品温度降低。降低。特点：冷却速度快、冷却均匀、有干耗特点：冷却速度快、冷却均匀、有干耗 缺点：设备投资大、操作费用高缺点：设备投资大、操作费用高 真空冷却法主要用于蔬菜类预冷。真空冷却法主要用于蔬菜类预冷。2.2 2.2 食品的冷藏食品的冷藏 自然空气冷藏法自然空气冷藏法 2.2.1 2.2.1 空气冷藏法空气冷藏法 机械空气冷藏法机械空气冷藏法 一般以空气作为冷却介质来维持冷藏库的低温。一般以空气作
34、为冷却介质来维持冷藏库的低温。2.2.2 2.2.2 气调冷藏法气调冷藏法 在低温的基础上，通过调节冷藏环境的氧气和二氧化碳在低温的基础上，通过调节冷藏环境的氧气和二氧化碳气体浓度，提高保藏效果。常用于果蔬的保鲜贮藏。气体浓度，提高保藏效果。常用于果蔬的保鲜贮藏。什么是机械冷藏什么是机械冷藏?机械冷藏是在有良好隔热性能的库房中借助机械冷凝系机械冷藏是在有良好隔热性能的库房中借助机械冷凝系统的作用，把热量由高温物体（被冷却物体）转移到低温统的作用，把热量由高温物体（被冷却物体）转移到低温物体（环境介质）中去，即将库内的热量传递到库外，使物体（环境介质）中去，即将库内的热量传递到库外，使库内温度降
35、低并保持在有利于果蔬长期贮藏的范围内。库内温度降低并保持在有利于果蔬长期贮藏的范围内。机械冷藏的优点是不受外界环境条件的影响，可以迅机械冷藏的优点是不受外界环境条件的影响，可以迅速而均匀地降低库温，库内的温度、湿度和通风都可以根速而均匀地降低库温，库内的温度、湿度和通风都可以根据贮藏对象的要求而调节控制。据贮藏对象的要求而调节控制。机械冷藏的原理机械冷藏的原理?机械制冷的工作原理是利用制冷剂从液态变为气态时机械制冷的工作原理是利用制冷剂从液态变为气态时吸收热量的特性，使库内水果和蔬菜的温度下降，并维持吸收热量的特性，使库内水果和蔬菜的温度下降，并维持恒定的低温条件，达到延缓果蔬衰老、延长贮藏寿
36、命和保恒定的低温条件，达到延缓果蔬衰老、延长贮藏寿命和保持商品品质。持商品品质。制冷系统的组成？制冷系统的组成？制冷系统是冷库的核心，主要由压缩系统、冷凝系统、制冷系统是冷库的核心，主要由压缩系统、冷凝系统、蒸发系统和调节阀四大部份组成，另外还有风扇、导管和蒸发系统和调节阀四大部份组成，另外还有风扇、导管和仪表等辅件。整个制冷系统是一个密封的循环回路，制冷仪表等辅件。整个制冷系统是一个密封的循环回路，制冷剂在该密封系统中循环，根据需要控制供应量和进入蒸发剂在该密封系统中循环，根据需要控制供应量和进入蒸发器的次数，以获得适宜的低温条件。压缩机是制冷系统的器的次数，以获得适宜的低温条件。压缩机是制
37、冷系统的心脏，它推动制冷剂在系统中循环。心脏，它推动制冷剂在系统中循环。果蔬气调贮藏保鲜原理与方法果蔬气调贮藏保鲜原理与方法 果蔬气调贮藏保鲜的原理果蔬气调贮藏保鲜的原理 气调贮藏简称气调贮藏简称CACA，是指在特定的气体环境中的冷藏方，是指在特定的气体环境中的冷藏方法。正常大气中氧含量为法。正常大气中氧含量为20.920.9，二氧化碳含量为，二氧化碳含量为0.030.03，而气调贮藏改变贮藏环境的气体成份，降低氧的含量至，而气调贮藏改变贮藏环境的气体成份，降低氧的含量至2 25 5，提高二氧化碳的含量到，提高二氧化碳的含量到0 05 5。气调的方法气调的方法 1 1、塑料薄膜帐气调法：利用塑
38、料薄膜对氧气和二氧化碳有、塑料薄膜帐气调法：利用塑料薄膜对氧气和二氧化碳有不同渗透性和对水透过率低的原理来抑制果蔬在贮藏过程不同渗透性和对水透过率低的原理来抑制果蔬在贮藏过程中的呼吸作用和水蒸发作用的贮藏方法。中的呼吸作用和水蒸发作用的贮藏方法。硅窗气调法硅窗气调法 根据不同的果蔬及贮藏的温湿条件选择面积不同的硅根据不同的果蔬及贮藏的温湿条件选择面积不同的硅橡胶织物膜热合于用聚乙烯或聚氯乙烯制成的贮藏帐上，橡胶织物膜热合于用聚乙烯或聚氯乙烯制成的贮藏帐上，作为气体交换的窗口，简称硅窗。作为气体交换的窗口，简称硅窗。（MA)MA)2 2、催化燃烧降氧气调法：、催化燃烧降氧气调法：用催化燃烧降氧机
39、以汽油、石油液化气等燃烧与从贮用催化燃烧降氧机以汽油、石油液化气等燃烧与从贮藏环境中（库内）抽出的高氧气体混合进行催化燃烧反应藏环境中（库内）抽出的高氧气体混合进行催化燃烧反应。反应后无氧气体再返回气调库内，如此循环，直到把库。反应后无氧气体再返回气调库内，如此循环，直到把库内气体含氧量降到要求值。内气体含氧量降到要求值。充氮气降氧气调法：充氮气降氧气调法：从气调库内用真空泵抽除富氧的空气，然后充入氮气从气调库内用真空泵抽除富氧的空气，然后充入氮气，这两个抽气、充分过程交替进行，以使库内氧气含量降，这两个抽气、充分过程交替进行，以使库内氧气含量降到要求值，所用氮气的来源一般有两种：一种用液氮钢
40、瓶到要求值，所用氮气的来源一般有两种：一种用液氮钢瓶充氮；另一种用碳分炎筛制氮机充氮，其中第二种方法一充氮；另一种用碳分炎筛制氮机充氮，其中第二种方法一般用于大型的气调库。（般用于大型的气调库。（CA)CA)混合降氧法混合降氧法 快速降氧快速降氧-自然降氧自然降氧 减压降氧法减压降氧法 真空泵真空泵 减压减压增湿增湿通风通风低温低温 2.2.3 2.2.3 低温对食品品质的影响低温对食品品质的影响 生理作用生理作用 果蔬冷藏食品，降低呼吸作用，保持最低生命力；果蔬冷藏食品，降低呼吸作用，保持最低生命力；冻藏食品，无呼吸作用和生命力；冻藏食品，无呼吸作用和生命力；蒸发作用蒸发作用 冷藏使部分水蒸
41、发，冻藏使部分水升华；冷藏使部分水蒸发，冻藏使部分水升华；有的新鲜果蔬发生低温冷害有的新鲜果蔬发生低温冷害 氧化作用氧化作用 如油脂氧化生成醛、酮、酸、内酯、醚等；如油脂氧化生成醛、酮、酸、内酯、醚等；VCVC氧化生成脱氢氧化生成脱氢VCVC，生理功能降低；，生理功能降低；冷冻易使细胞组织产生机械损伤。冷冻易使细胞组织产生机械损伤。食品在冷藏期间的品质变化现象：食品在冷藏期间的品质变化现象：（1 1）干耗（水分蒸发）干耗（水分蒸发）（2 2）冷害冷害 （3 3）后熟（果蔬）后熟（果蔬）（4 4）移臭和串味移臭和串味 （5 5）肉的成熟肉的成熟 （6 6）寒冷收缩寒冷收缩 （7 7）脂质氧化脂质
42、氧化 （8 8）淀粉老化淀粉老化 （9 9）微生物增殖微生物增殖 2.3 冷藏工艺计算冷藏工艺计算 2.3.1 冷耗量的计算冷耗量的计算 食品在冷却过程中，由品温降至环境温度时所放出的热食品在冷却过程中，由品温降至环境温度时所放出的热量称为冷耗量。量称为冷耗量。Q0=GC0（初初-终）终）(KJ）Q0:冷却过程的冷耗量（散热量）（千焦）冷却过程的冷耗量（散热量）（千焦）G:被冷却食品的重量（千克）被冷却食品的重量（千克）C0:冻结点以上食品的比热（千焦冻结点以上食品的比热（千焦/千克，千克，K)初初:冷却开始时食品的初温（冷却开始时食品的初温（K绝对温度）绝对温度）终终:冷却完成时食品的终温（
43、冷却完成时食品的终温（K）比热计算：比热计算：可根据食品的组成成分和各成分的比热总和算出。可根据食品的组成成分和各成分的比热总和算出。（1）对于低脂食品（果蔬类）对于低脂食品（果蔬类）可根据含水量和干物质量按下式推算：可根据含水量和干物质量按下式推算：C0=C水水W+C干干（1-W）（W：食品水分含量）：食品水分含量）水的比热：水的比热：C水水=4.184 KJ/Kg,K。一般干物质比热（。一般干物质比热（C干）干）变化极小（在变化极小（在1.0461.674 KJ/Kg,K）通常取平均值：）通常取平均值：1.464 KJ/Kg 如荔枝水分含量为如荔枝水分含量为85%，冰点（，冰点（0）以上的
44、比热：）以上的比热：C0=4.1840.85+1.464（1-0.85）=3.776（KJ/Kg,K）（2）含脂肪较多食品（肉类）：）含脂肪较多食品（肉类）：由于脂肪会因温度变化而凝固或熔化，相变时产生热效由于脂肪会因温度变化而凝固或熔化，相变时产生热效应应,对比热有影响。对比热有影响。一般计算温度在初温一般计算温度在初温初初(K）和冷却后温度）和冷却后温度终（终（K）之）之间的平均比热。间的平均比热。C0=4.1840.2092A蛋蛋0.4184A脂（脂（0.003138A干干 0.007531A脂）（脂）（初初终）终）2.929A干（干（kJ/kg，K）A干、干、A脂、脂、A蛋：分别为肉及
45、其制品的干物质、脂肪、蛋：分别为肉及其制品的干物质、脂肪、蛋白质含量（蛋白质含量（kJ/kg）食品的冷耗量：食品的冷耗量：QF=QS+QL+QC+QP+QW QF=QS+QL+QC+QP+QW QS QS：显热；：显热；QLQL：脂肪的凝固潜热；：脂肪的凝固潜热；QCQC：生化反应热；：生化反应热；QPQP：包装物冷耗量；：包装物冷耗量；QWQW：水蒸气结霜潜热；：水蒸气结霜潜热；食品的显热：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。食品中有热源时，需计算生
46、化热：食品中有热源时，需计算生化热：动物胴体生化热：动物胴体生化热：Qo=GCo（初初终）终）+0.6276t（kJ）果蔬生化反应热：果蔬生化反应热：Qo=GCo（初初终）终）+Ht（kJ）H(KJ/kg,h)可查阅相关表可查阅相关表 例例 题题 4 4 牛肉牛肉1010吨，含水分吨，含水分70.7%70.7%，蛋白质，蛋白质20.3%20.3%，脂肪，脂肪6.2%6.2%，从从1414冷却至冷却至22，求，求QoQo。若冷却时间为t，则冷却过程平均散热量（冷耗量）为：Q时=Q0/t 由于冷却过程冷耗量并非均匀一致，初期温差大，冷耗量最大，后期则较小。即在冷却初期，冷却设备的冷负荷量要比计算所
47、得的平均冷耗量大得多。因此估算冷耗量时，应考虑冷却率因素，以校正冷却设备热负荷分布的不均匀性。使用冷却率因素计算冷耗量时可用下式：冷却因素终）初(0GcQ 一些食品的冷却率因素 菠萝菠萝 0.67 桃桃 0.62 李、梅李、梅 0.67 苹果苹果 0.67 梨梨 0.80 葡萄葡萄 0.80 香蕉香蕉 0.10 番茄番茄 1.0 青刀豆青刀豆 0.67 青豆青豆 0.67 瓜类瓜类 0.90 洋葱洋葱 0.80 包菜包菜 0.80 甘蓝甘蓝 0.80 胡萝卜胡萝卜 0.80 猪肉猪肉 0.67 羊肉羊肉 0.75 牛肉牛肉 0.56 家禽内脏家禽内脏 0.70 计算冷负荷量（冷却、冻结和冻藏）
48、计算冷负荷量（冷却、冻结和冻藏）通常按计算量再增加通常按计算量再增加10%10%（安全系数）。（安全系数）。即以冷负荷量加上安全系数索得的值计算每小即以冷负荷量加上安全系数索得的值计算每小时的平均冷负荷量（时的平均冷负荷量（kJkJ），根据该值选用相应的），根据该值选用相应的冷却设备。冷却设备。2.2.5 2.2.5 食品的冷藏工艺食品的冷藏工艺 (1)(1)贮藏温度贮藏温度 是冷藏工艺条件中最重要的因素。是冷藏工艺条件中最重要的因素。贮藏温度包括冷库温度和食品温度，以后者为主要因素贮藏温度包括冷库温度和食品温度，以后者为主要因素。食品的冷藏工艺的工艺参数主要有：温度、湿度、空气流。食品的冷藏
49、工艺的工艺参数主要有：温度、湿度、空气流速要根据贮藏对象、贮藏期、包装形式等确定适宜的冷藏条速要根据贮藏对象、贮藏期、包装形式等确定适宜的冷藏条件。件。选择贮藏温度必须根据食品的种类：无生命力的食品，选择贮藏温度必须根据食品的种类：无生命力的食品，如肉、鱼、蛋等，可根据贮藏期和用途，决定贮藏温度。如肉、鱼、蛋等，可根据贮藏期和用途，决定贮藏温度。冰温贮藏冰温贮藏-0-0-5-5 冻结贮藏冻结贮藏-18-18 冷藏冷藏-0-01010 (2)(2)空气相对湿度和流速空气相对湿度和流速 贮藏室内的空气湿度对食品耐贮性的影响不象温度那贮藏室内的空气湿度对食品耐贮性的影响不象温度那么显著，但根据食品的
50、不同，对湿度也有不同的要求。么显著，但根据食品的不同，对湿度也有不同的要求。各类食品冷藏所要求的各类食品冷藏所要求的RHRH：叶菜类叶菜类 90909595 大多数果蔬大多数果蔬85859090 肉类肉类 80808585 干态食品干态食品5050 RHRH过低，过低，植物性食品会失水过多导致萎凋；植物性食品会失水过多导致萎凋；RHRH过高，水分冷凝过高，水分冷凝在食品表面，霉菌及细菌易繁殖。在食品表面，霉菌及细菌易繁殖。3 3 食品的冻结食品的冻结 3.1 3.1 食品的冻结过程食品的冻结过程 3.2 3.2 冻结速度与冻结时间冻结速度与冻结时间 3.2.1 3.2.1 冻结速度冻结速度 3
