【文章內容簡介】 冷凍原理第一小組講解，教師補充。216。 冷凍過程水凍結的兩個過程：降溫和結晶（結合P22 圖21 22講解）。結冰的兩個過程：晶核的形成和晶體的增長注：①晶核在過冷條件達到后才能出現。②冰晶體的增長是水分子有次序地不斷結合到晶核上。詳細內容：果蔬的凍結包括降溫和結晶兩個過程。果蔬由原來的溫度降到冰點，其內部所含水分由液態(tài)變成固態(tài)，這一現象即為結冰。待全部水結冰后溫度才繼續(xù)下降。純水在冷凍降溫過程中，常出現過冷現象，即溫度降到冰點(0℃)以下，而后又上升到冰點時才開始結冰(圖71)。在過程abc中，水以釋放顯熱的方式降溫；當過冷到c點時，由于冰晶開始形成，釋放的相變潛熱使樣品的溫度迅速回升到0℃，即過程cd，在過程de中，水在平衡的條件下，繼續(xù)析出冰晶，不斷釋放大量的固化潛熱。在此階段中，樣品溫度保持恒定的凍結溫度0℃；當全部的水被凍結后，固化的樣品才以較快速率降溫(ef段)。在果蔬的冷凍降溫過程中，也會出現過冷現象，但這種過冷現象的出現情況隨著冷凍條件和產品性質的不同而有較大差異，所以其凍結曲線與純水的凍結曲線有較大差異。此過冷現象一定出現在結冰之前，否則對果蔬的品質影響較大。水的結晶也包括兩個過程，即晶核的形成和晶體的增大。晶核形成是一部分極少的水分子以一定規(guī)律結合成顆粒型的微粒，提供晶體增長的基礎。晶核的形成需在某種過冷條件下才能發(fā)生。晶體的增大是將水分子有秩序地結合到晶核上面去，繼續(xù)增大冰晶體的體積。如果水和冰同時存在于0℃下，保持溫度不變，它們就會處于平衡狀態(tài)而共存。如果繼續(xù)由其排除熱量，就會促使水轉變?yōu)楸恍枰Ш诵纬蛇^程，即在原有的冰晶體上不斷增長擴大。如果在開始時只有水而無晶核存在的話，則需在晶體增長之前先有晶核的形成，溫度必須降到冰點以下形成晶核，而后才有結冰和體積增長。晶核是冰晶體形成和增長的基礎，結冰必須先有晶核的存在。晶核可以是自發(fā)形成的，也可以是外加的，其他的物質也能起到晶核的作用，但它要具有與晶核表面相同的形態(tài)，才能使水分子有序地在其表面排列結合。216。 凍結點水的冰點（0℃）：純水的結冰溫度果蔬的凍結點通常在0~ ℃；低于水的冰點。詳細內容：純水的結冰溫度稱之為水的冰點，而果蔬中的水成一種溶液狀態(tài)，其冰點比純水低。果蔬細胞含有大量的水分，一般為其質量的2/3以上。其中溶解有各種有機和無機物質，如溶解的鹽類、糖類、酸類以及懸浮在其中的蛋白質，是一種很復雜的溶液。一般植物性食品如果品和蔬菜，℃之間。最大冰晶生成帶大部分食品中心溫度從1℃降至5℃，有近80%的水分凍結成冰，此溫度范圍稱為 “最大冰晶生成帶”。冷凍速度 小組討論，提問。以時間劃分：食品中心溫度從1℃降到5℃所需時間在30分鐘內為快速凍結，超過這個時間為慢速凍結。以距離劃分：每小時食品在5℃的冷凍層從食品表面內部延伸的距離為520cm時稱為快速凍結；15cm/h稱為中速凍結；。提問：哪種冷凍方式較好呢？ 小組討論，回答。216。 冷凍速度對產品質量的影響 216。 緩凍與速凍形成冰晶大小比較： 緩凍：形成大且分布不均的冰晶(緩凍期間形成的少數晶核，繼續(xù)增長而成大形冰塊)速凍：形成冰晶細小而分布廣泛均勻(速凍時全面,大量形成晶核，分布廣泛，以后的增長分配在多數晶核上進行，故晶塊小而廣)在冷凍過程中，晶體形成的大小與晶核的數目直接相關，而晶核數目的多少又與冷凍速度有關。如果冷凍是在緩凍的條件下進行，則在細胞間隙首先出現晶核，而且所形成的晶核少。隨著冷凍的繼續(xù)進行，水分在少數晶核上結合，使得冰晶體體積在細胞間隙不斷增長擴大，造成細胞受機械損傷而破裂。待解凍后脫汁現象嚴重，汁液流失大，質地腐軟，風味消失，影響產品質量。在速凍條件下，果蔬在幾十分鐘內通過最大晶核生成區(qū)(5一1℃)，由于其凍結速度快，細胞內外同時達到形成冰晶的溫度條件，此時在細胞內外同時產生晶核，且數目多，分布廣，因而晶體的增大就分別在大量、細小的晶核上進行，這樣冰晶體就不會變得很大，這種細小晶體全面、廣泛的分布使細胞內外壓力一表39 凍結速度與冰晶的關系 樣，細胞膜穩(wěn)定，不致?lián)p傷細胞組織，待解凍后容易恢復原來的狀況，并更好地保持原有的色、香、味和質地。因而掌握好冷凍速度和冰晶狀態(tài)對產品質量是非常重要的。凍結速度與冰晶分布的關系三、速凍工藝流程第一小組講解，教師補充。原料選擇選擇適宜冷凍加工的果蔬品種。在鮮食風味最佳時采收，此時的色香味最佳?；疽螅耗蛢霾兀鋬龊髧乐刈兾兜脑弦话悴灰?；食用前需要煮制的蔬菜適宜速凍，對于需要保持其生食風味的品種不作為速凍原料。原料預冷速凍之前降溫處理。降低果蔬田間熱和各種生理代謝，防止腐敗、衰老。清洗、整理和切分。認真清洗，出去污物和雜質。根據產品要求去皮、切分。護色有些原料如馬鈴薯、蘋果在去皮后常會引起褐變，這類產品在去皮切分后應立即浸泡在溶液中進行護色。%%的SO2溶液，2%的食鹽水溶液，%—%的檸檬酸溶液等等，即可抑制氧化，又可降低酶促反應。水果的浸糖處理：水果切分后保存在糖液或維生素C溶液中，或切分的果品常與糖漿液共同包裝冷凍，以破壞水果酶活性，防止氧化變色。目的： 增加甜味；有助于芳香氣味的保存；減少在低溫下冰結晶；減少溶液中氧的含量從而降低褐變。漂燙和冷卻。漂燙能鈍化酶的活性，使產品的顏色、質地、風味及營養(yǎng)成分穩(wěn)定；殺滅微生物；軟化組織，有利于包裝。漂燙時間和溫度應根據原料性質、切分程度確定，一般是95100℃，幾秒至幾分鐘。漂燙后應立即冷卻，否則產品易變色。實驗證明，漂燙后的蒜臺在25℃情況下6小時變黃。此外，如不能及時冷卻也會使微生物繁殖，影響產品質量。冷卻方法是：立即浸入到冷水中，水溫越低，冷卻效果越好。一般水溫在510℃，也有用冷水噴淋或冷風冷卻的。瀝水防止表面帶有較多水分，在冷凍過程中溶液形成冰塊，增大產品體積。包裝通過包裝，可以有效控制速凍果蔬在長期貯藏過程中發(fā)生的冰晶升華，即水分由固體的冰蒸發(fā)而造成的產品干燥；防止產品長期貯藏接觸空氣而氧化變色；便于運輸、銷售和食用；防止污染，保持產品衛(wèi)生。速凍選擇適宜方法和設備進行果蔬速凍，要求在最短時間內以最快速度通過果蔬的最大冰晶生成帶，一般控制凍結溫度在40℃28℃，要求30min內果蔬中心溫度達到18℃。流化單體速凍：在鼓風凍結設備中如果讓氣流從輸送帶的下面向上鼓風并流經其上的原料時，在一定的風速下，會使較小的顆粒狀食品輕微跳動，或將物料吹起浮動，形成流化現象。流化現象不僅能使顆粒食品分散，并且還會使每一顆粒都能和冷空氣密切接觸，從而解決了食品凍結時?；ハ嗾尺B的問題，這種凍結方法就是流化凍結法。流化凍結法適于凍結散體食品，散體食品的速凍又稱為單體速凍(IQF)。適宜于小型水果如草莓、櫻桃等的速凍。貯藏條件：低溫（18 ℃）；庫溫相對穩(wěn)定；嚴禁與水、畜產品混藏；消除庫房異味凍融交替對晶體大小的影響：溫度變化使細小晶體部分融化后，再進行凍結時，水分就會在存在的冰晶體上結晶增長。融化再結晶重復進行會使冰晶體不斷增大。因此，應避免庫溫波動。解凍從提供熱量的方法來看，凍結品解凍有以下三種： 1)解凍介質溫度高于凍品的外部加熱法； 2)凍品內部加熱的電解凍法利用電阻、電加熱、超聲波、紅外輻射等內部加熱方式，解凍速度要快得多。3）組合解凍法組合解凍是以電解凍為軸心，再輔之以空氣和水解凍，可避免各自的缺點四、速凍西蘭花制備分組解讀速凍西蘭花實驗步驟，講解。分組完成速凍西蘭花實驗。五、產品分析及評價每組領取速凍西蘭花及解凍西蘭花制品，分析其色澤、風味、組織狀態(tài)等品質。是否符合速凍西蘭花質量標準：色澤：呈青花菜的鮮綠色，色澤一致。風味：具有青花菜特有的氣味和滋味，無異味。組織狀態(tài)：新鮮，食之無粗纖維感，球形完整，無斑點、腐爛等。六、優(yōu)質速凍食品應具備的要素－18℃－－30 ℃凍結20分鐘內完成速凍后食品中心溫度要達到－18 ℃以下針狀小冰晶，其直徑應小于100um冰晶體分布合理。食品解凍時，不產生汁液流失各小組根據以上標準判斷速凍西蘭花制品是否是優(yōu)質產品。七、冷凍對果蔬制品的影響任務：各小組根據領取速凍西蘭花及解凍西蘭花制品，分析冷凍對果蔬制品有哪些影響。(一)冷凍對果蔬組織結構的影響一般來說，冷凍可以導致果蔬組織細胞膜的變化，即膜透性增加，膨壓降低，這雖然有利于水分和離子的滲透，但可能造成組織的損傷，而且緩凍和速凍對果蔬組織結構的影響也是不同的。在緩凍條件下，晶核主要是在細胞間隙中形成，數量少，細胞內水分不斷外移，隨著晶體不斷增大，原生質體中無機鹽濃度不斷上升，最后，細胞失水，造成質壁分離，原生質濃縮，其中的無機鹽可達到足以沉淀蛋白質的濃度，使蛋白質發(fā)生變性或不可逆的凝固，造成細胞死亡，組織解體，質地軟化，解凍后“流汁”嚴重。在速凍條件下，由于細胞內外的水分同時形成晶核，晶體小、且數量多，分布均勻，對果蔬的細胞膜和細胞壁不會造成擠壓現象，所以組織結構破壞不多，解凍后仍可復原。速凍制品在凍藏期或解凍早期因溫度、壓力和濕度等條件的變化，冰晶體會不斷增大，這種現象稱重結晶。這是由于果蔬細胞內含大量的可溶性固形物，其冰點較低，結冰之后，當溫度稍有回升，這部分低冰點的水首先融化，擴散到細胞間隙內，再次降溫時就會使冰晶體增大。重結晶對果蔬品質的影響與綏凍類似，所以應堅決避免。(二)冷凍對果蔬化學變化和酶活性的影響 果蔬原料在降溫、凍結、凍藏和解凍期間都會發(fā)生色澤、風味和質地的變化，因而影響產品的質量。在凍結和凍藏期間常發(fā)生影響產品質量的化學變化有：不良氣味的產生、色素的降解、酶促褐變以及抗生素的自發(fā)氧化等。不良氣味是由于在凍結和凍藏期間，果蔬組織中積累的羰基化合物和乙醇等物質產生的揮發(fā)性異味，或是含類脂物質較多的果蔬，由于氧化作用而產生的某種異味。色澤的變化包括兩方面：一方面是果蔬本身色素的分解，如葉綠素轉化為脫鎂葉綠素，果蔬由綠色變?yōu)榛揖G色，既影響外觀，又降低其商品價值。二是酶褐變的影響，特別是解凍之后褐變發(fā)生的更為嚴重，這是由于果蔬組織中的酚類物質(綠原酸、兒茶酚、兒茶素等)在氧化酶和多酚氧化酶的作用下發(fā)生氧化反應之緣故。這種酶褐變速度很快，使產品變色變味，影響質量。防止酶褐變的有效措施有；酶的熱鈍化；加用抑制劑，如二氧化硫和抗壞血酸；排除氧氣或用適當的包裝密封；排除頂隙中的空氣等。經凍藏和解凍后的果蔬，其組織發(fā)生軟化，原因之一是由于果膠酶的存在，使果膠水解，原果膠變成可溶性果膠，而導致組織結構分離，質地軟化。另外，凍結時細胞內水分外滲，解凍后不能全部被原生質吸收復原，也是果蔬組織軟化的一個原因。冷凍保藏對果蔬的營養(yǎng)成分也有影響。冷凍本身對營養(yǎng)成分有保護作用，溫度越低，保護程度越高。但由于原料在冷凍前的一系列處理，如洗滌、去皮、切分、破碎等工序使營養(yǎng)成分受到影響。凍結時酶蛋白變性，活性降低，溫度越低，時間越長，酶蛋白失活程度越重。酶活性雖在冷凍冷藏中顯著下降，但并不說明酶完全失活，在長期冷藏中，酶的作用仍可使果蔬變質。當果蔬解凍后，隨著溫度的升高，仍保持活性的酶將重新活躍起來，加速果蔬的變質。因此，速凍果蔬在解凍后應迅速食用或使用。研究表明，酶在過冷狀況下，其活性常被激發(fā)。例如，果蔬凍結時．當溫度降至5一1℃時，有時會呈現其催化反應速度比高溫時快的現象。因此，快速通過這個冰晶帶不但能減少冰晶對果蔬的機械損傷，同時也能減少酶對果蔬的催化作用。在冷凍和冷藏條件下，果蔬中酶的活性雖然減弱，但仍然存在，由其 造成的敗壞影響還很明顯，尤其是在解凍之后更為迅速。因此，在速凍以前常采用一些輔助措施破壞或抑制酶的括性，例如冷凍前采用的燙漂處理、浸漬液中添加抗壞血酸或檸檬酸以及前處