食品冷冻技术研究-
食品加工中的冷冻技术研究
食品加工中的冷冻技术研究古人云：“民以食为天。
”食物是人们生活所必需的，而食品加工则是确保食物安全和保鲜的重要环节之一。
而在食品加工领域中，冷冻技术无疑扮演着不可或缺的角色。
本文将探讨食品加工中冷冻技术的研究与应用。
首先，让我们了解一下冷冻技术的基本原理。
冷冻技术是通过将食物降温至低温状态，以防止细菌生长和微生物代谢，从而延长食品的保鲜期。
冷冻技术的原理是利用低温处理来抑制酶活性，降低微生物的生长和繁殖速率，尽可能保留食品的原有品质。
在过去的几十年里，食品加工中的冷冻技术发生了巨大的变革。
传统的冷冻技术主要依赖于冷冻贮藏设备，冻结速率相对较慢，而新型的冷冻技术则在冷冻速率和保鲜效果上取得了突破性的进展。
例如，液氮冷冻技术在食品加工中得到了广泛应用。
液氮冷冻技术的特点是速度快、温度低、冷冻效果好，能够更好地保留食品的营养成分和口感。
与此同时，冷冻技术在食品加工领域的研究也逐渐展开。
研究人员不断探索如何通过冷冻技术提高食品的质量和保鲜效果。
例如，依靠冷冻技术将食物迅速冷冻，可以有效地确保食品的新鲜度和口感，同时也能够最大限度地保留食品的营养价值。
同时，冷冻技术还可以在食品加工中实现精确控制，通过调整冷冻速率和温度，来达到最佳的食品贮藏效果。
除了食物的冷冻贮藏，冷冻技术还在食品加工的各个环节中具有广泛应用。
一些冷冻食品的生产过程中，需要对食品进行冻结烘干等处理，以实现干燥和冷冻的同时制备出高品质的产品。
冷冻技术在冷冻食品的干燥过程中可以更好地保持食品的形态和质量。
同时，在一些烘焙和糕点生产中，冷冻技术也起到了至关重要的作用，通过冷却食品使其更易加工和贮藏。
然而，虽然冷冻技术在食品加工中具有广泛的应用，但也存在一些挑战和问题。
一方面，冷冻技术对设备要求较高，成本相对较高。
另一方面，冷冻过程中，食物的细胞结构可能受到损害，导致食品的质量下降。
解决这些问题需要进一步的研究和实践。
综上所述，食品加工中的冷冻技术是确保食品安全和保鲜的重要手段。
食品冷冻技术的研究与应用
食品冷冻技术的研究与应用食品冷冻技术是一种能够延长食品保质期和保持食品品质的重要技术手段。
在如今这个快节奏的生活中，冷冻食品已经成为人们餐桌上的一部分。
然而，食品冷冻技术的研究与应用并不简单，它需要经过多个环节的精细操作，才能确保冷冻食品的品质和安全。
首先，食品冷冻技术的研究主要涉及到低温技术和冷冻速率的控制。
低温技术是冷冻食品中最核心的技术，它能够有效地抑制食品中的微生物和酶的活性，从而延缓食品的腐败速度。
冷冻速率的控制则是为了防止食品表面形成大冰晶，维持食品内部细胞的完整性。
研究人员通过对食品的成分、结构和热传导率等因素的分析，优化冷冻工艺，使冷冻食品能够达到最佳的品质。
其次，食品冷冻技术的应用范围非常广泛。
冷冻技术不仅可以用于冷冻肉类、海鲜和冷冻蔬菜等传统食品，还可以用于冷冻调配食品、速冻面食和冷冻果蔬干等创新产品。
食品冷冻技术不仅满足了人们对于方便快捷食品的需求，还提供了更多的选择和口味。
例如，冷冻蔬菜在保存了大部分维生素和营养成分的同时，还能够保持其鲜嫩的口感，给人们带来口腔上的享受。
冷冻调配食品和速冻面食，则能够在短时间内为人们提供丰富的美食体验。
然而，食品冷冻技术也存在一些挑战和难题，这也需要研究人员们进行深入的探讨和研究。
首先，冷冻食品的质量与保质期的掌握是一个关键问题。
不同食品的冷冻温度和时间要求不同，研究人员需要对每一种食品进行独立的研究，以确定最佳的冷冻条件。
同时，冷冻食品的储存条件也至关重要，包括温度、湿度和包装等因素的控制。
其次，冷冻食品在解冻过程中会出现水分流失和风味变化的问题。
研究人员需要寻找新的方法和技术，以减少食品在解冻过程中的品质损失。
最后，食品冷冻技术还需要注重食品的安全和卫生问题。
在冷冻过程中，需要确保食品不受外界污染，并采取一系列措施来避免细菌和其他有害微生物的滋生。
在未来的研究中，食品冷冻技术将继续融入更多的创新和发展。
随着科技的进步，新的冷冻技术和设备会被引入，以提高食品冷冻的效率和品质。
食品冷冻技术研究现状及进展
食品科技冷冻是一种利用接近或低于冰点的温度处理食品，以达到改善其加工或保藏特性的食品加工方法。
食品冷冻历史悠久，最早可追溯至史前时期，人们在那时就已经开始利用山洞、泉水以及天然冰对食物进行冷冻处理。
而现代食品冷冻技术则最早出现在19世纪后半叶的美国，机械制冷系统的迅速发展，使冷冻食品的产业化、现代化成为可能[1-2]。
根据处理采用的温度不同，食品冷冻技术可以分为食品冷却技术和食品冻结技术两类，其中食品冷却技术所采用的温度在食品的冰点以上，而食品冻结技术的温度则在食品的冰点以下。
这两种方法的处理温度虽然不同，但是其处理过程均为降低温度至适宜水平后再长期保持。
由于处理过程中，待处理的食品处在低温条件下，其中催化生化反应的酶的活性下降，水的流动性、溶解性减弱，致使食品中发生的各类生化反应速率减慢，并使大部分微生物的生长受到抑制。
此外，冻结过程中产生的冰晶还会改变食品原有的组织结构，同时进一步抑制微生物的生长。
因此，对食品进行冷冻处理可以达到延长食品保藏期、改变其加工特性的目的。
在食品工业中，常见的食品冷冻方法有：间接接触冷冻法、鼓风冷冻法以及浸渍冷冻法等[3]。
这些方法均是通过食品直接与低温介质接触而发生热交换，导致食品的温度降低至所设定的温度，从而实现对食品的冷冻处理，具有设备结构简单、操作简便等优点。
然而，这些冷冻方法大多具有耗费时间长，冻结时产生的冰晶大小不易控制以及得到的冷冻食品中的冰晶的体积过大等不足，因而无法适用于某些组织结构较为脆弱的食品的冷冻。
近几年，为解决食品冷冻过程中冰晶体积过大、能耗较高等问题，人们进行了深入研究，提出了超声波辅助浸渍冷冻法、食品减压冷冻技术以及冰核细菌冷冻技术等一系列新兴的冷冻技术，并在实践中取得了较为良好的成果。
1 食品冷冻新技术原理及应用1.1 超声辅助浸渍冷冻技术直接浸渍冷冻技术是一种在低温条件下将食品或食品原料浸没于以丙二醇、乙醇、食盐以及水为主要成分的载冷剂中，通过食品与载冷剂的热量传递以及食品内部的游离水分与载冷剂中所含溶质间的相互迁移，达到降低食品表面及内部温度的目的的冷冻技术[4]。
冷冻食品生产技术研究
冷冻食品生产技术研究冷冻食品是我们日常生活中经常使用的食品之一。
随着人们生活水平的提高，人们更加注重生活质量，冷冻食品生产技术也在不断的发展和创新。
它可以保持食品的新鲜度和添加不同的营养元素，让人们更加健康。
因此，本文将会从不同方面探讨冷冻食品的生产技术研究。
首先，冷冻技术的原理是利用食品内部水的结晶形成所产生的过冷却现象，使得食品内部水在负温度下形成冰晶体，从而达到保鲜的效果。
而这种方法在保持食品新鲜的同时还可以保留食品的色香味，并且味道更加浓郁。
此外，冷冻技术还可以抑制微生物生长，从而延长食品的保质期，节约了人们的时间和精力。
其次，冷冻技术在食品营养方面也有很大的优势。
一些蔬菜等新鲜食品经过冷冻处理后，营养成分基本不会流失，其口感和味道也在一定程度上得到提升。
此外，冷冻技术还可以通过添加合适的添加剂进行营养强化，从而增加食品的营养价值。
例如，在冷冻海产品的加工过程中添加适当的微量元素，可以增加海产品中的营养物质，对人体健康有益。
再次，现代冷冻技术正在不断地发展和创新。
高新技术的应用为冷冻食品行业带来了新的机遇与挑战。
例如，采用超低温冷冻技术可以达到更长的保鲜期，使得冷冻食品可以在更为宽泛的范围内得到应用。
此外，利用酶和其他生物学技术生产冷冻食品成为了一种趋势，为冷冻食品的可持续发展注入新鲜血液。
最后，需要注意的是冷冻食品生产技术中也存在一些风险与隐患。
例如，某些食品加工厂商可能会通过添加一些有害物质达到更好的口感和色泽，从而达到欺骗消费者的目的，对此人们需要更为关注。
同时，消费者在购买冷冻食品的过程中也需要注意食品的生产日期，保质期以及制作厂家等信息，以确保食品的消费安全。
综上所述，冷冻食品生产技术的研究已经成为了一个全球性的课题。
虽然冷冻技术在保持食品新鲜的同时增加了食品的营养价值，但是我们也需要注意其中存在的一些风险和隐患。
因此，科学合理地应用和使用冷冻技术是我们最为关注的问题。
只有通过不断的研究和创新，才能够让冷冻食品生产技术走上一条更为可持续的发展之路。
食品加工中的冷冻技术应用与研究进展
食品加工中的冷冻技术应用与研究进展冷冻技术是食品加工领域中非常重要的一项技术。
通过控制温度，将食品迅速冷却到极低温度，可以有效地延长食品的保鲜期，保持食品的营养价值和口感，并且能够方便地进行储存和运输。
目前，冷冻技术在食品加工中得到广泛应用，并且在研究领域也有新的进展。
一、冷冻技术的应用1.原料冷冻：在食品加工过程中，很多原料需要经过冷冻处理，以保证原料的新鲜度和质量。
比如，海鲜类的原料常常需要在捕捞之后迅速进行冷冻，以保持其鲜嫩口感和营养成分；水果也可以通过冷冻来保持其鲜甜口感，同时方便后续的加工；肉类的冷冻可以有效地杀灭细菌，延长保鲜期。
2.加工冷冻：在食品加工的各个环节中，冷冻技术都有应用。
比如，在烘焙行业中，面团在制作之后可能需要进行冷冻处理，以便后续使用；在冷冻食品的加工过程中，需要对食品进行冷冻，以保持其质量，并且容易进行分割和包装。
3.储存冷冻：冷冻技术可以很好地保持食品的新鲜度和营养成分，因此在食品储存方面也得到广泛应用。
比如，冷冻库是食品生产企业中不可或缺的一部分，可以为大量的食品提供低温储存环境，延长保鲜期。
冷冻柜也是家庭厨房中常见的电器之一，用于储存各类冷冻食品。
二、冷冻技术的研究进展1.冷冻速率控制技术：冷冻速率对冷冻食品的质量有重要影响。
过快的冷冻速率可能导致冰晶的内外不均匀分布，破坏食品的结构和纤维，影响食品的口感和质量。
因此，研究者们通过改变冷冻条件，控制冷冻速率，以达到最佳冷冻效果。
比如，利用气流冷冻和真空冷冻等方法，可以有选择地控制冷冻速率，避免质量损失。
2.冷冻对食品品质的影响研究：冷冻会对食品的质量产生一定的影响，包括品味、颜色、质地等方面。
因此，冷冻的条件和方法也需要合理设计，以保持食品的原有品质。
研究者们通过实验和分析，探索不同食品在冷冻过程中的质量变化规律，并研究如何优化冷冻条件，减少质量损失。
3.冷冻与其他食品加工技术的结合：冷冻技术与其他食品加工技术的结合，可以创造出更多种类的食品。
食品冷冻技术
生物技术1001冯越越食品冷冻技术一、食品冷冻保藏的原理：▪在温度较低的范围内，当温度高于食品的冰点时，食品中的微生物生长速率减缓，低于冰点以下时一般微生物都停止生长。
▪动物性食品：变质的主要原因是微生物和酶的作用。
变质过程中主要发生了微生物活动和食品抗病性（抵抗微生物的能力）的问题，要解决这个主要问题，须控制微生物的活动和酶对食品的作用。
动物性食品放在低温条件下，微生物和酶对食品的作用就微小了。
当食品在低温下发生冻结后，其水分结晶成冰，使微生物的活力丧失而不能繁殖，酶的反应受到严重抑制，这样生物体内的化学反应会变慢，食品就可以较长时间的贮藏。
所以动物性食品可以通过低温来维持它的新鲜状态。
▪植物性食品：呼吸作用是植物性食品变质的主要原因。
变质过程中主要发生了呼吸作用和耐藏性(延缓呼吸作用消耗营养的能力)的问题。
耐藏性是指贮藏期间果蔬的质量无显著变化，并且质量损耗最小。
果蔬的耐藏性并非由果蔬的某一种性状所决定的，而是果蔬各种物理、化学、生理学、生物化学性质的综合反映。
解决上述的主要问题，须控制植物的呼吸作用。
要长期贮藏植物性食品，就必需维持它们的活体状态，同时又要减弱它们的呼吸作用。
低温是能够减弱果蔬类食品的呼吸作用，延长贮藏时间。
二：食品冷却方法及其优缺点：▪食品冷却方法主要有：接触冰冷却、空气冷却法、水冷法和真空冷却。
▪接触冰冷却：▪优点:冷却迅速,价格便宜,易携带和贮藏▪缺点:易发生交叉污染▪空气冷却法：▪优点:广泛用于不能用冷水冷却的食品上,冷却速度快,冷却均匀,温差小,适用于大批量连续化生产▪缺点:不适用于较大块食品, 干耗大▪水冷法：▪优点:速度更快,不产生干耗,可以在传送带上连续操作▪缺点:易发生污染▪真空冷却法▪优点:不影响外观,降温快,干耗小缺点:耗能,只适用于果蔬食品冷藏过程中的变化▪水分蒸发：▪食品在冷却时，不仅食品的温度下降，而且其汁液的浓度会有所增加，食品表面水分蒸发，出现干燥现象。
食品加工中冷冻技术的应用及效果研究
食品加工中冷冻技术的应用及效果研究食品加工是人类社会发展的产物之一，随着科技的不断进步，食品加工技术也在不断更新。
其中，冷冻技术作为一项重要的加工工艺，被广泛应用于食品行业。
本文将探讨食品加工中冷冻技术的应用及其效果，并对其研究进行分析。
冷冻技术是通过降低食品温度使其处于冷冻状态，以延长食品的保鲜期和改善食品品质。
食品冷冻是一项基于物理原理的加工工艺，其主要原理是将食品的温度迅速降低至零下18摄氏度以下，使其水分结冰并阻止微生物生长，从而有效保持食品的新鲜度和原始口感。
而在解冻时，食品可以恢复到原来的状态，不会对食品的营养价值和口感造成明显损失。
冷冻技术在食品加工中的应用之一是食品保鲜。
由于冷冻能有效抑制微生物的生长繁殖，降低酶的活性，从而可以延长食品的保鲜期。
常见的冷冻食品有冷冻肉类、冷冻海鲜、冷冻蔬果等。
例如，将新鲜的肉类制成肉制品后冷冻储存，可以有效地延长其保质期，并保持其原有的鲜嫩口感。
冷冻海鲜则可以保持其新鲜度和味道，让消费者在任何时候都能品尝到鲜美的海鲜。
此外，冷冻技术还应用于冷冻饮品的制作。
冷冻饮品通常是一种以果汁、奶昔为基础，加入冰块或者冷冻果肉制成的饮品。
冷冻饮品的制作过程中，首先将果汁或奶昔等原料冷冻成块，然后搅拌粉碎，最后加入其他口感丰富的冷冻水果块等混合而成。
冷冻饮品在夏季成为人们消暑的首选饮品，既可口又清凉。
冷冻技术的应用使得冷冻饮品在储存、运输和销售过程中能够保持其原有的口感和品质。
冷冻技术的应用不仅仅局限于食品保鲜和冷冻饮品的制作，还可以应用于其他领域。
例如，冷冻技术在医药工业中的应用可以有效保持药物的活性成分和稳定性。
在药物生产过程中，人们可以通过冷冻技术将一些对温度敏感的药物冷冻保存，以确保其质量和疗效。
冷冻技术在生物学研究中的应用也日益广泛，可以保存各种细胞和生物制品，促进科研工作的进行。
尽管冷冻技术在食品加工中的应用带来了很多好处，但也存在一些问题。
首先，冷冻食品的制作过程需要严格控制时间和温度，否则会影响食品的质量。
食品液氮速冻技术研究进展
食品液氮速冻技术研究进展一、本文概述随着现代食品工业技术的不断进步，速冻技术作为一种重要的食品加工方法，已经得到了广泛的应用。
食品液氮速冻技术，作为速冻技术中的一种，其独特的冷冻方式和效果，为食品保鲜、延长保质期以及保留食品原有口感和营养价值提供了有力的支持。
本文旨在综述食品液氮速冻技术的研究进展，包括其基本原理、应用领域、优势与挑战等方面，以期为未来食品速冻技术的发展提供参考。
本文首先简要介绍了食品液氮速冻技术的基本原理，即通过液氮的快速蒸发吸热，使食品在短时间内达到极低的温度，从而实现食品的速冻。
随后，文章回顾了近年来食品液氮速冻技术在不同食品领域的应用研究，如肉类、水产品、果蔬等，展示了该技术在提高食品品质、延长保质期方面的显著效果。
在介绍应用研究的本文也探讨了食品液氮速冻技术的优势与挑战。
优势方面，该技术具有冷冻速度快、冷冻效果好、对食品营养成分影响小等优点，能够满足现代消费者对食品品质和口感的高要求。
然而，挑战也同样存在，如液氮的成本较高、操作安全性需进一步提高等问题，限制了该技术的广泛应用。
本文展望了食品液氮速冻技术的未来发展趋势，包括技术创新、成本降低、应用领域拓展等方面，以期推动该技术在食品工业中的更广泛应用，为食品产业的可持续发展做出贡献。
二、液氮速冻技术基础液氮速冻技术是一种先进的食品冷冻技术，其基本原理是利用液氮的超低温特性（-196℃），迅速将食品内部的热量带走，实现食品的快速冻结。
液氮速冻技术相较于传统的空气冷冻和接触式冷冻方法，具有更高的冻结速度和更低的温度，从而能够最大限度地保持食品的营养成分、口感和色泽。
液氮速冻技术的基础在于对食品进行快速而均匀的冷却。
在液氮速冻过程中，食品被置于液氮环境中，由于液氮的超低温，食品表面的水分会迅速凝结成冰，形成一层冰晶。
随后，冰晶通过热传导和对流作用，将食品内部的热量迅速带走。
由于液氮的汽化潜热非常大，使得冻结过程能够在短时间内完成，从而减少了冰晶生成的数量和大小，避免了食品在冻结过程中出现的组织结构破坏和营养流失。
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食品冷冻保藏技术研究
摘要.冷冻食品的质量与冷冻过程密切相关,食品冷冻时,由于冰晶的大小与分布不同,造成食品组织结构的机械损伤和破坏,是冷冻食品质量下降的主要原因。
各种不同的冻结方法使食品的冻结速度存在很大的差异,冻结速度的不同使食品中产生的冰晶的大小、存在位置等方面有很大区别。
关键词: 冷冻食品, 冷冻技术, 冷冻理论
1 食品冷冻理论现状
1.1 食品冷冻传递理论
从化工传递理论的角度看, 食品冷冻是食品物料内部固相和液相之间热量和质量传递的过程, 冷冻中食品所丧失的总焓取决于温度变化、比热和样品质量。
建立食品冷冻过程的传热和传质数学模型,需要准确性较高的热学物理参数和传热传质系数。
但是, 由于各种食品的组成成分不同, 尺寸不一, 含水量各异, 冻结部分和非冻结部分密度、热导、热容之间的显著差异, 而且这些参数在冷冻过程具有不确定性和难以测定, 因此, 利用简单的分析方程与数值显示计算难以准确反应食品冷冻的传递过程。
值得指出的是, 由于食品物料往往是结构比较复杂的生物材料, 冷冻过程中食品内部细胞与细胞之间的热量和质量传递是微尺度的介观传递过程,从描述宏观过程的传递理论出发难以建立一个准确的数学模型来描述冷冻过程。
1.2 玻璃化转变理论
有关冷冻过程食品物料的玻璃化转变的理论主要基于聚合物的玻璃化转变理论——热力学理论和自由体积理论。
主流的热力学理论认为玻璃化转变是一个非平衡的动力学过程, 即玻璃化转变不同于结晶相变, 玻璃态的形成主要取决于动力学因素。
在食品冷冻过程中则取决于冷冻速率, 冷却速率较慢时, 液相中食品物料析出的速率低于或等于晶体的形成和生长速率, 即可形成晶体; 一旦冷却速率足够快, 析出速率可以超过晶核形成和长大的速率, 即可生成玻璃体。
但是, 也有理论认为理想玻璃化转变为具有平衡性质的二级相转变。
自由体积理论则认为,固体或液体的体积包括两部分, 一部分是分子已经占据的占有体积, 另一部分为未被占据的自由体积,自由体积提供分子运动所需要的空间。
温度足够低时, 自由体积冻结,分子运动性低, 即到达所谓的玻璃态。
食品冷冻过程物料的玻璃化转变相关研究认为, 食品材料的分子与人工合成聚合物的分子间有着最基本、最为普遍的相似性。
通过对食品冷冻过程玻璃态及玻璃化转变的研究, 可以把冷冻食品的结构特性与其功能联系起来, 用于解释预测冷冻食品加工、储藏中的质量、安全性和稳定性问题, 为研究食品冷冻过程开辟了一个新的领域。
1.3 冰结晶理论
从热力学角度看, 食品冷冻过程其实质是食品物料中水分从液态转变为固态的冰结晶相变过程。
由于在大气压下, 冷冻过程水结晶成冰的过程体积膨胀, 0℃时体积增大 9%, - 20℃时体积增大约 13%。
一般认为, 食品在冷冻后品质降低的主要原因就是因为冰晶膨胀压对食品组织结构的破坏造成的。
因此, 研究食品冷冻过程中冰晶体的成核和生长过程及其粒数衡算有助于获得改善冷冻食品品质。
由于食品物料中的冰结晶不仅不同于一般的溶液结晶, 与自由水中的冰结
晶过程也有明显区别。
食品物料中可结晶水分存在于溶解有多种无机与有机化合物、小分子与大分子化合物的复杂溶液体系之中, 其结晶过程是在温度差推动力下, 存在于复杂溶液体系中水在食品组织间隙的微尺度空间内转化为冰的过程, 因此, 要建立完善的理论用以指导食品冷冻过程的冰结晶过程还需要不断的努力和实践。
2 食品冷冻技术进展
近年来, 虽然食品冷冻相关理论进展缓慢, 但是随着工程技术的发展, 在食品冷冻研究和应用领域出现了多项新技术。
2.1 超声食品冷冻技术
超声食品冷冻技术是将功率超声技术和食品冷冻相互耦合, 利用超声波作用改善食品冷冻过程。
其潜在的优势在于超声可以强化冷冻过程传热、促进食品冷冻过程的冰结晶、改善冷冻食品品质等方面。
超声波作用引发的各种效应, 能使边界层减薄, 接触面积增大, 传热阻滞减弱, 有利于提高传热速率, 强化传热过程。
研究表明, 超声波能促进冰结晶的成核和抑制晶体生长, ul- Haq 等发现一定强度的超声波作用能在枝状冰晶中产生裂缝, Hozumi 等的研究结果指出, 适宜参数(45kHz, 0.28W/cm2) 的超声波能降低纯水结晶的过冷度, 促进冰晶成核。
另外, 超声冷冻技术仅仅在食品冷冻过程中施加超声波外场能量而不需添加任何添加剂改善品质, 符合现代食品工业发展绿色食品的方向。
有关超声食品冷冻技术应用已有研究报道。
超声对制造冰冷糖果影响的研究表明, 超声辐照所产生的冰晶体的粒度明显减少, 在固体中分布更均匀, 这就使冰冻糖果比常规产品更坚硬, 并且使冰冻糖果与木质手柄结合得更牢固, 增加了产品在消费者中受欢迎的程度。
爱尔兰的 Sun 等学者根据功率超声所产生机械效应和空化效应的特点, 将超声食品冷冻技术应用于马铃薯的冷冻过程, 结果表明, 在25kHz、15.8W 的超声波辐照下, 冷冻速率提高, 冷冻后土豆的微观品质提高。
2.2 高压食品冷冻技术
在不同压力环境中, 水相变形成的冰晶密度不同。
在大气压下水冷冻形成的冰晶, 即Ⅰ型冰晶, 其密度低于液态水的密度; 而水在高压下冷冻时, 可以形成密度比水大Ⅱ型- Ⅵ型冰晶,结晶构造也复杂。
高压食品冷冻技术利用压力的改变控制食品中水的相变行为, 在高压条件(200400MPa) 下, 将食品冷却到一定温度, 此时水仍不结冰, 然后迅速解除压力,在食品内部形成粒度小而均匀的冰晶体, 而且冰晶体积不会膨胀, 能够减少对食品组织内部的损伤,获得能保持原有食品品质的冷冻食品。
高压食品冷冻技术应用实例包括: Martino 等人比较了大块猪肉分别经高压冷冻 (200MPa、- 20℃)、空气喷射冷冻和液氮冷冻后的品质和结构,发现无论是在食品表面还是中心, 高压冷冻技术所获得的冰晶最小, 而且样品微观结构受热梯度、冰晶不均匀分布所形成的内应力损坏最小。
有研究发现, 在400MPa, - 15℃下采用高压冷冻的马铃薯的结构基本没有变化, 破裂程度明显下降, 对色泽的影响明显低于常规的气流冷冻, 而且, 经高压冷冻的马铃薯试样汁液中溶解物的浓度较低。
Fuchigami 等人分别在200、340、400MPa 和- 18- 20℃下冷冻胡萝卜, 发现其品质几乎不变。
此外, 有研究表明,在200~400MPa 范围内冷冻的卷心菜菜肋能很好地保持其刚度。
值得注意的是, 高压冷冻技术适宜的压力范围为 200400MPa, 低于或高于这个范围所得冷冻食品的品质都有不同程
度的下降。
2.3 冰核细菌和生物冷冻蛋白技术
生物冷冻蛋白单体加速冰核形成的能力(冰核活性) 低, 当其形成多聚体后, 则具有很强的冰核活性, 这种蛋白多聚体可以作为水分子冷冻结晶的模板, 在略低于 0℃的较高冷冻温度下诱发和加速水的冷冻过程。
能产生这种生物冷冻蛋白的细菌被称为冰核细菌, 常见的冰核细菌包括丁香假单胞菌属、欧文氏菌属、黄单胞菌属。
目前, 在待冷冻食品物料中添加冰核细菌的冷冻技术在食品冷冻干燥和果汁冷冻浓缩中已有应用.它是生物技术在食品中的一项独特应用。
特别在食品冷冻浓缩方面, 利用冰核细菌辅助冷冻的优势在于: 可以提高食品物料中水的冻结点, 缩短冷冻时间, 节省能源; 促进冰晶的生长, 形成较大尺寸的冰晶, 在降低冷冻操作成本的同时, 使后续的冰晶与浓缩物料的分离变得容易; 使食品物料在冰晶上的夹带损失降低, 提高了冰晶纯度, 减少固形物损失。
采取在食品物料中直接添加胞外生物冷冻蛋白聚体取代添加冰核细菌的方法在食品冷冻方面也取得了较好的成效。
有研究表明, 细菌胞外冰蛋白的活性比整个冰核细胞更高, 而且所获得的冰晶体变成了有序的纤维状薄片结构, 有效改善了质地和提高了冷冻效率。
Zasypkin和 Lee 利用 Pantoea ananas 的胞外冰核冷冻蔗糖液和乳浊液中, 也证明了胞外冰核能够提高核温, 缩短冻结时间和改善冰晶结构。
2.4 CAS 冻结系统和冰温技术
CAS(Cell Alive System) 是一种与以往的冻结系统不同的新型冻结系统, 食品在 CAS 中即使冻结, 细胞也不至坏死, 解冻后其鲜度可最大限度回复到冻结前的状态。
CAS 冻结系统是由动磁场与静磁场组合, 从壁面释放出微小的能量, 使食品中的水分子呈细小且均一化状态,然后将食品从过冷却状态立即降温到- 23℃以下而被冻结。
由于最大限度抑制了冻晶膨胀,食品的细胞组织不被破坏, 解冻后能回复到食品刚制作时的色、香、味和鲜度, 且无液汁流失现象, 口感和保水性都得到较好保持。
冰温是处在冷却与冻结之间的温度带, 即 0℃以下至冻结点以上的未冻结温度区域。
冰温技术是通过添加有机或无机物质降低食品冻结点, 扩大冰温带, 使食品保持在尽量低的未冻结温度。
冰温技术已经在食品贮藏、后熟、干燥和流通等领域内应用。
在食品贮藏方面, 利用冰温技术贮藏水果和蔬菜, 可以抑制果蔬的新陈代谢, 使之处于活体状态, 减少冰晶对组织结构的损伤, 与冷藏相比其贮藏期得到显著延长, 在色、香、味、复原性、鲜度和口感方面都大大提高。
在冰温环境下后熟, 不仅能抑制细菌的繁殖,而且能减少后熟食品(肉类、果蔬、面制品等)中与腐败有关的挥发性含氮物质 (如氮碱 VBN、三甲胺等)的生成, 增加与香味有关的氨基酸浓度, 还可促进游离氨基酸和多种芳香成分的合成。