食品冷却与冻结加工技术，冻结速度对冻结食品质量的影响

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学习目标：
了解食品冻结加工设备及畜肉、禽肉、鱼类的冻结加工工艺；
掌握各类食品冷却加工的方法及冻结速度对冻结食品质量的影响；
熟练掌握果蔬的速冻工艺。

=====全文目录=====

第一节　食品的冷却加工
一、食品冷却
二、果蔬的冷却加工
三、畜肉的冷却加工
四、鱼的冷却加工
                                                                     
第二节　食品的冻结加工
一、食品冻结的基础理论
二、食品冻结过程中发生的变化
三、食品的冻结加工设备
四、果蔬的速冻
五、畜肉的冻结加工
六、家禽的冻结加工
七、鱼类的冻结加工

=====正文节选=====

第一节　食品的冷却加工
一、食品冷却
食品冷却是将食品的温度快速降低到规定的温度，但应高于食品汁液的冻结点。冷却食品的温度范围上限是15℃，下限是0℃。
常用的冷却食品的方法有冷风冷却、冷水冷却、碎冰冷却和真空冷却等，应根据食品的种类及冷却要求的不同选择。
（一）冷风冷却
（二）冷水冷却
（三）碎冰冷却
（四）真空冷却

（一）冷风冷却
冷风冷却是利用冷风机产生冷空气并使其流动，从而使食品的温度下降的一种冷却方法。它是一种使用范围较为广泛的冷却方法。
冷风冷却主要使用于冷却水果、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、蔬菜表面并吸收热量，然后回到冷风机的蒸发器中，将热量传给蒸发器，空气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，从而维持其低温状态。冷风的温度可以根据选择的储藏温度进行调节和控制。

（冷风冷却系统示意图见左图）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在金属传送带上，可连续作业。
冷风冷却可以广泛地用于不能用水冷却的食品上，其缺点是当室内相对湿度低时，被冷却食品的干耗较大。

（二）冷水冷却
冷水冷却是通过低温水把食品冷却到指定温度的方法。冷水冷却可用于水果、蔬菜、家禽、水产品等食品的冷却，特别是对一些易变质的食品更为适合。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。若不设预冷水箱，可以把蒸发器直接设置于冷却槽内，在该情况下，冷却槽必须设置搅拌器，由搅拌器促使水流动，使冷却槽内温度均匀。现代冰蓄冷技术的研究与完善，为冷水冷却提供了更为广阔的应用前景。具体做法是在冷却开始前先让冰凝结于蒸发器上，冷却开始后，此部分冰就会释放出冷量。

冷水冷却有以下三种形式：1.浸渍式；喷水式；3.混合式

水作为冷却介质，热传性非常好，最大的优点是冷却速度快，而且没有干耗。冷水冷却设备与真空冷却装置相比价格较为低廉。缺点是浸过水的食品不利于保鲜，需要迅速做风干处理。

（三）碎冰冷却
冰是一种很好的冷却介质，它有很强的冷却能力。在与食品接触的过程中，冰融化成水要吸收334.53kJ/kg的相变潜热，使食品迅速冷却。冰价格便宜，无害，易于携带和储藏。碎冰冷却能避免干耗现象。
用来冷却食品的冰有淡水冰和海水冰两种。一般淡水鱼用淡水冰冷却，海水鱼用海水冰冷却。淡水冰可以分为机制块冰（重100kg/块或者120kg/块，经破碎后用来冷却食品）、管冰、片冰、米粒冰等多种形式。按冰质可以分成透明冰和不透明冰。不透明冰是因为冰中含有许多微小的空气气泡。从单位体积释放的冷量来讲，透明冰要高于不透明冰。海水冰也有多种形式，以块冰和片冰为主。随着制冰机技术的完善，许多作业渔船可以带制冰机随制随用。要注意的是，不允许用被污染的海水及港湾内海水来制冰。
在海上，渔获物的冷却一般有加冰法（干法）、水冰法（湿法）两种。

（四）真空冷却
真空冷却又叫减压冷却，它的原理是水在不同的压力下有不同的沸点，
真空冷却装置中有真空冷却槽、制冷装置、真空泵等设备，如图3-2所示。装置中配有的制冷装置，不是直接用来冷却食品的，其作用是让水汽重新凝结在蒸发器上而排出，保持真空冷却槽内压力的稳定。
真空冷却装置主要用于蔬菜的快速冷却。收获后的蔬菜经过挑选、整理，放入有孔的容器，然后再放入真空冷却槽，关闭槽门，启动真空冷却装置。当真空冷却槽内压力降低至666.6Pa时，蔬菜中的水分在1℃下迅速汽化。水变成水蒸气时吸收2253.88kJ/kg的汽化潜热，使得蔬菜本身的温度迅速下降到1℃。

真空冷却装置示意图
注：1.真空泵；2.冷却器；3.真空冷却槽；4.膨胀阀；5.冷凝器；6.压缩机。


真空冷却的优点是：
（1）冷却时间短。如相同数量果蔬，真空冷却一般为20~30min，而普通冷却需要24h左右。
（2）冷藏时间较长。真空冷却果蔬会使其降温迅速，呼吸速度也马上下降，食品内营养成分分解减慢，因此冷藏时间较长。
（3）质量好。经过真空冷却的果蔬，其蛋白质、糖类、脂类、维生素等并未损失。另外对有异味的蔬菜，异味问题还可以得到改善。
（4）干耗少。真空冷却的果蔬干耗在3%~4%，而普通冷却的在10%以上。
（5）不受包装限制，操作方便。用纸箱、塑料袋（透水蒸气）等包装的果蔬，在真空冷却时的冷却速度与不包装的产品几乎无差异，这在生产中极为方便。

真空冷却的缺点是：
（1）冷却品种有限。一般只适用于冷却表面积比较大的叶菜类，如菠菜、芥菜、白菜、莴苣、芹菜、卷心菜、甘蓝等。表面积比较小的马铃薯、胡萝卜、西红柿等果菜类、根菜类等因其温度不能迅速下降，不适用于真空冷却。另外，仁果类和果菜类在低压下果芯的空气会被抽出，使内部压力过小，会呈现凹形，从而失去鲜活商品价值，如甜椒等品种。
（2）成本高。真空冷却装置造价高，而且要消耗电能，因此其成本比冷风冷却和冷水冷却高。

二、果蔬的冷却加工
（一）果蔬的采集、分级和包装
（二）果蔬的冷却

（一）果蔬的采集、分级和包装
1.采集
果蔬采集工作直接影响原料的品质并影响运输、储藏等环节。为了保证冷加工产品的质量，果蔬要达到最适宜的成熟度才可以采集。
果实的成熟过程大体可分为绿熟、坚熟、软熟和过熟四期。绿熟期果实已充分长成，但还未显出色彩，仍有绿色（绿色品种除外），这时果肉硬，缺乏香气和风味，但是适于储藏和长途运输。坚熟期果实已经充分长成，适当地表现出应有的色彩、香气和风味，肉质坚密但不软，适于储藏、短途运输和加工。果实到软熟期，色、香、味已充分表现，肉质变软，适于食用和加工，但已不适于储藏和运输。过熟的果实，组织细胞解体，已失去食用和加工价值。
蔬菜一般以幼嫩为好，果菜类宜在坚熟期和软熟期采集。
有后熟能力的果蔬，如苹果、梨、柑橘、番茄等可在成熟度达七八成时采收，香蕉需要更早一些。

2.分级
果蔬在生长过程中，可能发生病虫害而产生病果和虫果。采集不当会造成机械损伤。另外，果蔬在大小、成熟度和色泽上也不一致，所以果蔬在采集后应当进行挑选分级，剔除畸形的以及坏、伤、烂、残的果蔬，使产品均一，以便包装、运输和储藏。
果蔬的分级方法有：
（1）按品质分级。
果蔬按品质分级时，凡有良好的一致性，无病虫害和机械损伤，品种特性正确，成熟度适宜、品质优良的为一级品。凡是在这几方面有缺陷的，则按其程度依次降低等级。
（2）按大小分级。
如苹果、梨、桃、柑橘等较大水果一般可以按大小分为三、四级，小而柔软的水果如樱桃、草莓、葡萄等只能分两级。其中葡萄分级以果穗为单位，同时考虑果穗和果粒的大小。大小分级可以借助分级板和量果器进行，也可使用分级机（如豌豆分级）。

3.包装
为了便于运输和久贮，保证果蔬的质量，要将分级的果蔬加以包装。
包装容器有盛装和保护双重作用，因而要求其材料质轻而坚固，可耐重压，没有异味，价廉易得。包装容器的大小要适宜，以便于搬运和堆放。常用的有木箱和纸箱，这类容器比较坚固耐压，容量固定，适于长途运输。木桶、竹篓、柳条筐、荆筐、草包等应用较普遍，成本较低。
所有包装容器内最好有衬纸，以减少果蔬的擦伤。
果实装入容器时要仔细排列，使其互相紧挨着，不晃动也不挤压。为了避免在搬运时或者在运输途中摇动和摩擦，减少摔碰磕压的损耗，可以在果实周围的空隙加些填充物。这对于在寒冷地区运输时的苹果、梨等还有防冻的作用。填充物应当干燥，不吸水，无臭味，质轻，如纸条、锯屑、刨花等。


（二）果蔬的冷却
新鲜果蔬在采集后，仍然进行着旺盛的呼吸作用，从空气中吸收氧气，分解和消耗自身中的营养成分，放出二氧化碳、水和热量。根据这一与畜肉、禽肉、水产品完全不同的生物活性的特点，应当在最短时间内把采集的果蔬进行预冷，即先冷却到规定温度（如4℃），然后入冷藏库。对于长期储藏的果蔬，应当在产地进行冷却，充分散发“田间热”，并在冷却状态下运到冷库冷藏。
目前，大多数果蔬不在产地冷却，而是将果蔬包装后直接运往冷库进行冷却和冷藏。
果蔬的冷却方法包括以下几种。
1.冷空气冷却法
2.冷水冷却法
3.真空冷却法

1.冷空气冷却法
（1）一般冷空气冷却法。
在高温库的冷却间或者冷库的穿堂内冷却。冷却间的温度视果蔬的品种而定，一般在0~5℃。若温度过低，接近果蔬冻结点时，会发生“冻伤”现象。相对湿度在85%~90%，空气流速为0.5m/s，经过24h，盛果蔬的容器中心温度达到5℃左右，完成冷却过程。
（2）压差通风式冷却法。
对于果蔬类易腐食品，应当采用冷却速度更快的冷风冷却方法——压差通风式冷却法。压差通风式冷却法与强制通风冷却法类似，但包装果蔬的纸箱两侧必须打孔，用压差板把冷风从箱子的孔引入箱子内部，以达到提高冷却速度的目的。

2.冷水冷却法
冷水冷却法一般有喷水式（包括喷淋式和喷雾式）、浸渍式和混合式（即喷水和浸渍结合）三种。常用的有喷水式和浸渍式两种。
喷水式冷却装置由冷却隧道、冷却水槽、传送带、压缩机、冷却排管以及水泵等部分组成。在冷却水槽中有冷却排管，由压缩机制冷使排管周围的水结冰，在冷却水槽中形成冰水混合，水温一般在0~3℃，将冷却的水用泵抽到冷却隧道的顶部，果蔬从冷却隧道的传送带上通过，冷却水从上向下喷到果蔬的表面使其冷却。浸渍式冷却装置一般在冷水槽底部设有冷却排管，上部有冷却果蔬的传送带，将果蔬直接浸渍在冷水箱中沉浸冷却。
混合式是喷水式和浸渍式交替进行冷却的方法。一般是先浸渍再喷水，这种冷却不仅速度快，而且更卫生。
冷水冷却的最大问题是容易引起果蔬的腐烂，主要原因是水中的微生物易污染被冷却的果蔬，同时水流动也会使果蔬损伤，此外被冷却的果蔬本身表面带有较多的微生物，会造成污染。


3.真空冷却法
真空冷却原理就是将果蔬放入真空柜内，使之与外面空气完全隔绝。然后用真空泵抽去真空柜内空气，使它的压力逐渐降到所需要的真空压力，造成果蔬中一部分水汽化为水蒸气，同时也就除去了果蔬内部的热量，而使其温度下降得以冷却。

真空冷却装置操作时，将需要冷却的果蔬放入真空柜中后关紧柜门，开动真空泵排除柜内空气，同时开动制冷装置，使冷却器中的液体冷媒的温度保持在-5℃左右，将果蔬蒸发出来的水蒸气进行冷却并使其凝结成水，排出柜外。影响真空冷却效果的主要因素有：
（1）水分蒸发和预先湿润
（2）商品的包装
（3）果蔬的种类

三、畜肉的冷却加工
（一）牲畜死后的变化
（二）肉的冷加工

（一）牲畜死后的变化
牲畜屠宰以后，肉尸在体内酶和外界微生物的作用下，会发生一系列物理化学变化。这些变化分为僵直、成熟、自溶和腐败四个阶段。僵直和成熟阶段的肉是新鲜的，自溶现象的出现则标志着腐败变质的开始。
1.肉的僵直
屠宰后的牲畜肉尸，随着血液停止流动和氧气停止供应，正常代谢中断，。僵直出现的早晚和持续时间的长短与动物种类、年龄、环境温度、牲畜生前生活状态以及屠宰方法有关，通常开始于宰后8~12h，20h后逐渐终止，接着又开始软化。僵直持续的时间越长，肉类保持新鲜的时间也就越长，这期间温度越低，保持的时间越长。处于僵直期的肉肌纤维粗糙僵硬，肉汁不透明，会产生不良气味，食用价值及滋味都较差。

2.肉的成熟
肉在供食用之前，原则上是需要经过成熟过程来改进其品质，特别是对于牛肉和羊肉，成熟对提高风味是非常必要的。
肉的成熟是在细胞酶的催化下进行的，肉中的糖原含量与成熟过程有密切关系。为了加快成熟，在10~15℃温度下，只要2~3天即可。在这样的温度下，为防止肉表面有微生物繁殖，可以用杀菌灯照射表面。成熟好的肉应立即冷却到接近0℃后冷藏，以保持其质量。


3.肉的自溶
肉在成熟过程中，主要是糖酵解酶类及无机磷酸化酶在起催化作用，而蛋白质分解酶的作用几乎完全没有表现出来或极其微弱。但随后由于肉的保藏不适当，如未经冷却即进行冷藏，或相互堆叠无散热条件，使肉长时间保持较高的温度，此时即使组织内部没有微生物存在，也会引起组织自体分解，这种现象的出现主要是因为组织蛋白酶类催化的作用。众所周知，内脏中组织酶比较丰富，其组织结构也适合酶类活动，故内脏在存放时比肌肉类更易发生自溶。

4.肉的腐败
肉在成熟和自溶阶段的分解产物为腐败微生物的生长、繁殖提供了良好的营养物质，随着时间的推移，微生物大量繁殖，必然导致肉发生更加复杂的分解反应。此时，蛋白质不仅被分解成氨基酸，而且氨基酸再经脱氨、脱羧、分解作用被分解成更低级的产物，如吲哚、甲基吲哚、酚、腐胺、酪胺、尸胺、组胺、色胺等及各种含氮的酸和脂肪酸类，最后生成硫化氢、硫醇、甲烷、氨及二氧化碳等，这就是由微生物作用所引起的腐败过程。
肉类腐败的原因虽然不是单一的，但肉类腐败主要是由微生物造成的。所以，只有被微生物污染，并且有微生物发育繁殖的条件，腐败过程才能发展。

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以上贴子只是内容提要，完整详细的内容在下面附件中，请下载后阅读：

童年记忆

感谢分享，学习到了很多新知识。
原来食品冷却还有这么多讲究，看来我们平时的温度监控还得再细致一些才行。

煮茶

好的技术梳理。
结合我们仓库的实际操作，感觉在预冷环节的衔接上还有提升空间，受启发了