第三章 食品的冻结 鱼、肉、加工食品等要长期贮藏，如一个月以上就必须经过冻结处理。一般食品温度越低质量变化越缓慢，质量变化是由酶、微生物及氧化作用等引起，它们都随温度降低而作用受弱。此外因蒸发而引起的干耗速度亦随温度降低而变弱。 防止微生物繁殖的临界温度是－12℃，但在此温度下酶及非酶作用以及物理变化都还不能有效地抑制。所以必须采用更低的温度，实际使用时的推荐温度是—18℃。 在也这样低的温度下食品内含有的水分必定要结冰，冰晶危害。水果、蔬菜类若不经前处理直接冻结则解冻后的品质要恶化。所以蔬菜须经漂烫，水果进行加糖等前处理后再去冻结。 第一节 食品在冻结时的变化 一、物理变化 由于水结冰 1 体积增加冻啤酒瓶暴烈，最大冰晶生成带－1℃~－5℃。 2 比热下降，导热系数上升。要求同学能估计食品的比热和导热系数。 总结规律：记住水和冰的比热/导热系数（1、0.5 kcal/kg.℃，0.5、2 kcal/m.h.℃），乘以含水量见P33。下表中果蔬75~90%？？ 估计食品含水量：水果85-90%/含糖甜；蔬菜90-95%。瘦肉70%左右，豆薯类因含淀粉70%左右。由于冻结点以下水并未完全结冰，故比热/导热系数减少或增加实际没有那么大，要打10%的折扣。 比如：估计番茄、甜橙、瘦肉的比热和导热系数？？  3汁液流失的原因，冰机械损伤，蛋白质变性。危害，质与量均损失，重要指标。减少办法，提高冻结冻藏质量。P34 4干耗，损失P34，3%，原因水蒸汽压差，要求温度风速低。结合同学们晾衣服加深理解。 二、组织学变化 植物性组织含水量大，结冰损伤大，故？ 三、化学变化 盐析浓缩使蛋白质变性，脱水，变色 四、生物和微生物 有一定的杀灭或致死作用。寄生虫如旋毛虫；猪链球菌、禽流感 第二节 冻结率——食品中水分冻结的百分率。 冻结点：食品开始冻结的温度——－1~－2℃，为什么？同学会估计。 水分冻结百分率——冻结率=1－（冻结点÷食品温度） 1－-1/-18=94.5%，1－-1/-5=80%， 大部分食品，在－l~－5℃温度范围内几乎80％水分结成冰，此温度范围称为最大冰晶生成带。对保证冻品的品质这是最重要的温度区间。 最大冰晶生成带－1℃~－5℃。  第三节 冻结速度与结晶分布情况 一、 冻结速度 1时间划分 30分钟通过最大冰晶生产带为快速。最大冰晶生成带：指-1~ -5℃的温度范围，大部分食品在此温度范围内约80%的水分形成冰晶。研究表明，应以最快的速度通过最大冰晶生成带。 2距离划分 冻结层移动速度。慢速、中速、快速 0.1 cm/h——1 cm/h——5 cm/h——20 cm/h 我国为慢速或中慢速， 二、冻结速度与结晶分布的关系(重点P39) 冰晶分布特点： 冻结速度快，食品组织内冰层推进速度大于水移动速度，冰晶的分布接近天然食品中液态水的分布情况，冰晶数量极多，呈针状细小结晶体。 冻结速度慢，细胞外溶液浓度较低，冰晶首先在细胞外产生，而此时细胞内的水分是液相。在蒸汽压差作用下，细胞内的水向细胞外移动，形成较大的冰晶，且分布不均匀。除蒸汽压差外，因蛋白质变性，其持水能力降低，细胞膜的透水性增强而使水分转移作用加强，从而产生更多更大的冰晶大颗粒。 速冻/缓冻对品质的影响/危害： 速冻形成的冰结晶多且细小均匀，水分从细胞内向细胞外的转移少，不至于对细胞造成机械损伤。冷冻中未被破坏的细胞组织，在适当解冻后水分能保持在原来的位置，并发挥原有的作用，有利于保持食品原有的营养价值和品质。 缓冻形成的较大冰结晶会刺伤细胞，破坏组织结构，解冻后汁液流失严重，影响食品的价值，甚至不能食用。 同学们怎样理解、掌握下面几个表？？？   第四节 食品冻结温度曲线 1 初阶段：初温到冻结点，放出显热，数量小，温差大，故降温快，曲线陡。 2 中阶段：冰结晶最大生成带，－1℃~－5℃。放出结冰潜热，数量最大，故降温慢，曲线平坦。 3 终阶段：显热、潜热同时放出，由于数量不大，故降温较快，但曲线不及曲线陡。  冻结过程生产上注意： 1 由于M，E，O2，冰晶等的不良影响，力求快速通过三阶段。 2 由于中阶段放出热量很大，放热不均衡，制冷设备不能按平均放热量来选择。 三个阶段的分析和注意事项，显热/潜热。速冻与缓冻对品质的影响。 图A、B哪一个有利于食品品质？ 第五节 冻结时所放出的热量 方法一：比热法 1 冷却时的热量 显热 相对潜热较小 q1=c1△t kcal/kg 2 形成冰时的热量 融冰潜热，也叫相变热，冰80kcal/kg，数量较大。一般占全过程的60—70%。 q2=Wωr kcal/kg 3 冰点至终温的热量 q3=c3△t kcal/kg Q=G（q1+ q 2+q3） 方法二：焓差法计算 焓表示食品所含热量的多少，单位kcal/kg，用字母i表示，以－20℃的焓定为零，其大小与食品含水量密切相关。 举例材料参见手稿。 例：10t牛肉由+5降至－20℃，求Q=？ 解法一： q1=c1△t=0.70×7=4.9 kcal/kg q2=Wωr=0.70×0.95×80=53.2 kcal/kg q3=c3△t=0.38×18=6.84 kcal/kg Q=G（q1+ q 2+q3）=10×103（4.9+53.2+6.84） =64.9×104 kcal 解法二：Q=G×(i初- i 终)=G×△i =10×103(59.3-0) =59.3×104　kcal 用两种方法举例计算，P42-43 放热不均衡性，较好解释冻结曲线。对制冷设备选择有指导意义。焓差法以均衡放热为依据，但计算简单，很常用。 第六节 冻结时间 本节结合附件材料讲解。 冻结时间计算式的应用，讲解相关参数取值/估值？查阅手册，也应该会估计，它们对冻结时间的影响。尤其导热系数α=6+4v，冰箱中α=6 kcal/m2h℃ 缩短冻结时间可选择的途径，是否可以提高导热系数来缩短冻结时间？哪些参数不能改变？ 提问：题中那些取值与以前讲的不一样？风速快，介质温度低。 与普通冻库不同之处：P48风速一般1~2m/s，速冻/冻结装置一般达到3~5m/s。冷却介质温度不同：冷库普通冻结间温度-23℃，速冻/冻结装置一般达到-30—-40℃。    导热系数α=6+4v         第七节 食品冻结装置 食品直接置于空气中冻结时，由于蒸汽压差的影响，食品表面的水分向空气中蒸发，引起食品的干耗，增加了空气中的水分，并随后成为冻结器蒸发管表面的霜层，这种情况对冻结极为不利。增加了热阻，延长冻结时间，增加电耗，所以一般冻结器在冻结过程中必须停止冻结进行融霜。若冻结经包装的食品这种情况就有所改善，但包装使热阻增大，冻结时间仍有所延长。 冰箱就是一个以空气为介质的冻结装置。P48最后一段重点讲，融霜/除霜及方法，来源于食品水分蒸发，致使食品重量减轻，质量下降，同时影响冷却排管传热。增加风速增加导热系数α=6+4v，提高冻结速度，冷库冻结如P49表中，最高列有6m/s。提问：冰箱的α= ？ 增大风速能使表面放热系数提高，从而提高冻结速度。表3—12表明了食品表面的风速与冻结速度之间的关系。与无风速比较，风速1.5m／s时冻结速度提高1倍，风速3m／s时提高近3倍，风速5m／s时冻速提高近4倍，所以送风冻结是有利的。目前的任务是要使冻结室内各点上风速都—致。  一、间接冻结装置 速冻装置与冷库不一样？ 1 静止空气/不吹风 如冰箱α小，时间长。  2半吹风 安装风机，但不是冷风机。α有所增加  3吹风 安装冷风机。α大，时间较短。 隧道式冻结装置：为了改善静止空气冻结速度慢的缺点，采用风机使空气运动。冷空气在风机作用下以3—4m／s的速度在室内循环。图3—9由燕发器和风机组成冷风机，装在冻结间的一侧。风机使冷风通过蒸发器到食品，冷风吸收热量的同时食品被冻结，吸热后的冷风再出风机吸入蒸发器被冷却。如此不断反复循环。蒸发器的融霜采用热氨和水同时进行，故融霜时间短。 传送带式：冷库普通冻结间温度-23℃，速冻/冻结装置一般达到-30—-40℃。  螺旋式和悬浮式：  4平板冻结器 特点：接触压紧，α特大，冻结速度更快，但猪头/草莓是否 可以？  二、直接冻结装置 液氮喷淋冻结，记住沸点－196℃，冻结速度最快 。液态二氧化碳喷淋冻结，沸点－79℃。速度快，惰性气体，品质佳。  第八节 几种冻结装置的计算 实质就是冻结时间计算公式的应用 ，风速和介质温度不同、低一些。