粮油食品加工工艺学-第六章.pptx
第一节 概述冷冻食品（quick freezing food）工艺学是运用人工制冷技术来降低温度以保藏食品和冷冻加工食品的科学。一、冷冻食品工艺学包含的内容1、了解各种食品组分的特性；2、各种食品在低温保藏条件或冷冻下发生的物理、化学和结构方面的变化、原理；3、具备冷冻方法的基本知识。第1页/共45页二、冷冻食品应满足的定义1、鲜食品原料经前处理和预加工而达到食品卫生标准；2、经过适当的前处理，并采用适当的包装，保证卫生安全。3、产品经简单的解冻加热或烹调即可食用；4、配有符合要求的包装和标签。第2页/共45页三、冷冻食品的分类1、各类生鲜冷冻食品。包括水果蔬菜类、水产类、肉禽蛋类等。2、调理食品。指以农产、畜禽、水产品等为主要原料，经前处理及配制加工后，采用速冻工艺，并在冻结状态下（产品中心温度在-18 以下）储存、运输和销售的包装食品。3、冷冻饮品。以饮用水、食糖、乳制品、水果制品、豆制品、食用油等中的一种或多种为主要原料，添加或不添加食品添加剂，经配料、灭菌、冷冻而制成的冷冻固态制品。包括冰淇淋、雪糕、雪泥、冰棍、甜味冰、食用冰等。第3页/共45页四、冷冻食品的特点1、易保藏；2、食用方便；3、营养合理；4、品种多样；5、口味鲜，耗能少、成本低。第4页/共45页食品的腐败变质，主要是由于微生物的生命活动和食品中的酶所进行的生物化学反应以及非酶促反应所造成的。第二节 冷冻食品生产原理食品腐败变质食品腐败变质微生物引起的微生物引起的变质变质酶引起的变质酶引起的变质非酶引起的变非酶引起的变质质氧氧化化作作用用呼呼吸吸作作用用机机械械损损伤伤第5页/共45页一、食品低温保藏基本原理食品的低温保藏是指在15以下的环境中储存食品的方法，一般可分为冷冻和冷藏两种方式。冷冻法是将保藏物降温到冰点以下，使水部分或全部成冻结状态，动物性食品常用此法。冷藏法无冻结过程，常降温至微生物和酶活力较小的温度，新鲜果蔬类常用此法。低温处理可抑制化学反应和酶反应、阻止微生物生长，因而能够延长食品的保藏时间。第6页/共45页冷冻食品分为冷却食品和冻结食品冷却食品：-215冻结食品：-12-45任何冻制食品最后品质及其耐藏性决定于下列各种因素。冻制用原料的成分和性质。冻制用原料的严格选用，处理和加工。冻结方法。贮藏情况。第7页/共45页1、低温对酶活性的影响酶是生物机体组织内的一种具有催化特性的特殊蛋白质。酶活性与温度有关，在一定的温度范围内(040)，酶的活性随温度上升而增大，但是酶也是一种蛋白质，其本身也会因温度过高而变性，失去其催化特性。在酶促反应中，这两个相反的影响是同时存在的，因此在某一温度时，酶促反应速度最大，这个温度就称为酶的最适温度。大多数酶是最适温度为3040。当温度超过酶的最适温度时，酶的活性就开始受到破坏。当温度达到8090时，几乎所有的酶的活性都遭受到破坏。酶的活性因温度而发生的变化常用温度系数Q10来衡量。第8页/共45页在一定的温度范围内，大多数酶的Q10值为23，也就是说温度每下降10，酶的活性就会削弱至原来的1/21/3。低温并不会破坏酶的活性，但可以在一定程度上抑制酶的活性。温度越低，对酶的活性的抑制作用越强。将食品的温度维持在-18以下，食品中酶的活性就会受到很大程度上的抑制，从而有效的延缓了食品的腐败变质的发生。为了将食品在冻结，冻藏和解冻过程中由于酶活性而引起的不良变化降低到最低温度，食品常经过短时间热烫(或预煮)，预先将酶的活性钝化，然后再冻结。常采用检验食品中过氧化物酶的残余活性的方法，来确定食品热烫处理的工艺条件。第9页/共45页2、低温对微生物的影响低温导致微生物活力降低和死亡的原因温度降低到微生物的最低生长温度时，微生物就会停止生长。许多嗜温菌和嗜冷菌的最低生长温度低于0，有的甚至可低达-8。温度降至微生物的最低生长温度以下，就会导致微生物死亡。不过在低温下，微生物的死亡速度比在高温下缓慢的多。冻结或冰冻介质容易促使微生物死亡，冻结导致大量的水分转变成冰晶体，对微生物有较大的破坏作用。例如微生物在-8的冰冻介质中死亡速率比在-8过冷介质中的死亡速率明显快得多。第10页/共45页影响微生物低温致死的因素温度的高低温度在冰点左右或冰点以上，部分能适应低温的微生物会逐渐生长繁殖，最后也会导致食品变质。这是冷却贮藏的食品不耐久藏的原因。冻结温度对微生物的威胁性很大，尤其是-2-5的温度对微生物的威胁性最大。温度下降到-20-25时，微生物的死亡速度反而缓慢的多。因为温度低至-20-25时，微生物细胞内的生化反应几乎完全停止。第11页/共45页降温速度在冻结温度以上时，降温越快，微生物的死亡率也越大。这是因为在迅速降温过程中，微生物细胞内的新陈代谢所需的各种生化反应的协调一致性迅速破坏。食品冻结时的情况恰恰相反，缓冻会导致大量微生物死亡，而速冻则相反。因为缓冻时形成量少粒大的冰晶体，不仅对微生物细胞产生机械性破坏作用，还促使蛋白质变性。速冻时食品在对细胞威胁性最大的-2-5的温度范围内停留的时间甚短，而且温度会迅速下降到-18以下，能及时终止微生物细胞内酶的反应和延缓胶质体的变性，故微生物的死亡率较低。一般来说，食品速冻过程中的微生物的死亡率仅为原菌数的50%左右。第12页/共45页介质的状态高水分和低pH的介质会加速微生物的死亡，而适当的糖、盐、蛋白质、脂肪等对微生物有保持作用。储藏的时间微生物数量随储藏期增加而减少。第13页/共45页二、食品冻结的技术原理食品的冻结就是运用现代冻结技术(包括设备和工艺)在尽可能短的时间内，将食品的温度降低到食品冻结点以下的某一预定温度，使食品中的大部分水分形成冰晶体，以减少微生物活动和食品生化变化所必需的液态水分。1、速冻迅速冷冻使食物形成极小的冰晶，不严重损伤细胞组织，从而保存了食物的原汁与香味，且能保存较长时间。第14页/共45页2、食品冻结理论 冻结曲线在低温介质中，随着冻结的进行，食品的温度逐渐下降。冻结曲线表示了冻结过程中温度随时间的变化。曲线分三个阶段：第一阶段，食品的温度从初温降低至食品的冻结点，这时食品放出的热量是显热，此热量与全部放出的热量比较，其值较小，所以降温速度快，冻结曲线较陡。第15页/共45页第二阶段，食品的温度从食品的冻结点降低至-5左右，这时食品中的大部分水结成冰，放出大量的潜热。整个冻结过程中食品的绝大部分热量在此阶段放出，因此食品在该阶段的降温速度慢，冻结曲线平坦。第三阶段，食品的温度从-5左右继续下降至终温，此时放出的热量一部分是由于冰的降温，另一部分是由于残余少量的水继续结冰。这一阶段的冻结曲线也比较陡峭。以冷盐水为传热介质的食品冻结速度快。食品在冻结过程中，同一时刻的温度始终是食品表面最低，越接近中心层越高。在食品的不同部位，食品温度下降的速度是不一样的。大多数食品的水分含量都比较高，而且大部分水分都在-1-5的温度范围内冻结。这种大量形成冰结晶曲温度范围称为冰结晶最大生成带。第16页/共45页)冻结点与冻结率冻结点：冰晶开始出现的温度。食品冻结的实质是其中水分的冻结。食品物料要降到0以下才产生冰晶。温度-60左右，食品内水分全部冻结。在-18-30时，食品中绝大部分水分已冻结，能够达到冻藏的要求。低温冷库的贮藏温度一般为-18-25。冻结率：冻结终了时食品内水分的冻结量(%)K=100(1-TD/TF)TD和TF分别为食品的冻结点及其冻结终点温度。第17页/共45页结晶条件当液体温度降到冻结点时，液相与结晶相处于平衡状态。而要使液体转变为结晶体就必须破坏这种平衡状态，也就是必须使液相温度降至稍低于冻结点，造成液体的过冷。因此过冷现象是水中有冰结晶生成的先决条件。水在降温过程中开始形成稳定性晶核时的温度或在开始回升的最低温度称为过冷临界温度或过冷温度。过冷温度总是比冰点低，当温度回升到冰点后，只要液态水仍在不断地冻结，并放出潜热，水冰混合物的温度就不会低于0，只有全部水分都冻结后，其温度才会迅速下降。各种食品的过冷温度并不相同，如禽、肉、鱼为-45，牛奶为-56，蛋类为-1113。第18页/共45页冻结速度与冰晶大小的关系急速冷却和缓慢冷却两者通过最大冰结晶生成带的时间非常不同，越慢则时间越长，形成的结晶大而少；急速冻结，则食品细胞中的冰结晶小而多。第19页/共45页3、影响速冻食品质量的关键因素冻结速度冻结速度对食品组织中形成的冰晶大小的影响快速冻结时使食品以最短的时间通过最大冰晶生成带，食品内的水分形成无数针状小冰晶均匀分布于食品的细胞内与细胞间隙中。采用慢速冻结，则使食品细胞间形成柱状或块粒状大冰晶。冻结速度对蛋白质变性影响食品在冻结过程中，蛋白质变性、淀粉老化等，均会降低冻结食品的质量。品温波动如果冻藏室空气温度波动幅度大而且频繁会致使冻结食品表面出现干燥现象，致使产品失重，表皮开裂或脱落，严重影响产品的外观和内在品质。第20页/共45页三、食品冷链食品冷链由冷冻加工、冷冻贮藏、冷藏运输及配送、冷冻销售四个方面构成。根据冷藏链中食品贮藏温度的不同，将食品冷藏链分为冷却食品的冷藏链（015）冰鲜冷藏链（0以下至各自冻结点的范围内）冻结食品冷藏链（-18）超低温冷藏链（-45以下）第21页/共45页1、冷冻加工包括肉禽类、鱼类和蛋类的冷却与冻结，以及在低温状态下的加工 作业过程；也包括果蔬的预冷；各种速冻食品和奶制品的低温加工等。在这个环 节上主要涉及冷链装备是冷却、冻结装置和速冻装置。2、冷冻贮藏包括食品的冷却储藏和冻结储藏，以及水果蔬菜等食品的气调贮藏，它是保证食品 在储存和加工过程中的低温保鲜环境。在此环节主要涉及各类冷藏库/加工间、冷藏柜、冻结柜及家用冰箱等等。第22页/共45页3、冷藏运输包括食品的中、长途 运输及短途配送等物流环节的低温状态。它主要涉及铁路冷藏车、冷藏汽车、冷 藏船、冷藏集装箱等低温运输工具。在冷藏运输过程中，温度波动是引起食品品 质下降的主要原因之一，所以运输工具应具有良好的性能，在保持规定低温的同 时，更要保持稳定的温度，远途运输尤其重要。4、冷冻销售包括各种冷链食品进入批发零售环节的冷冻储藏和销售，它由生产厂家、批发商和零售商共同完成。随着大中城市各类连锁超市的快速发展，各种连锁超市正在成为冷链 食品的主要销售渠道，在这些零售终端中，大量使用了冷藏/冷冻陈列柜和储藏 库，它们成为完整的食品冷链中不可或缺的重要环节。第23页/共45页四、食品在冻结时的变化食品在冻结过程中会发生各种各样的变化，如物理变化（体积、导热性、比热、干耗变化等）、化学变化（蛋白质变性、色变等）、细胞组织变化以及生物和微生物的变化等。1、物理变化体积增加汁液流失干耗第24页/共45页2、组织变化细胞损伤3、化学变化蛋白质变性 蛋白质变性后肌肉组织持水力降低，质地变硬，口感变差，加工适宜性下降。变色褐变 黑变褪色，外观变差，有时还会产生异味，影响冻品质量生物和微生物的变化与食品腐败和食物中毒关系最大的是细菌，冻结阻止了微生物的生长繁殖（-10对冻结食品是最高的温度界限）第25页/共45页五、食品的玻璃化转变和玻璃化保藏Levine和Slade提出食品聚合物科学理论。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。食品采用玻璃化保藏可以最大限度地保存食品原有的色、香、味、形以及营养成分。玻璃态，此时分子运动能量低，分子链段基本处于“冻结”状态，只有较小的运动单元（侧链、支链等）能够运动，体系粘度很高 第26页/共45页玻璃态及玻璃化转变玻璃态：温度低时，分子能量较低，热运动能力弱，线性高聚物的大分子链和链段都不能运动，像固体玻璃一样，故这种状态为玻璃态玻璃化转变是聚合物从玻璃态到高弹态或高弹态到玻璃态的转变，其特征温度称为玻璃化转变温度。当体系温度低于Tg时，所处的状态为玻璃态，此时分子运动能量低，分子链段基本处于“冻结”状态，只有较小的运动单元（侧链、支链等）能够运动，体系粘度很高第27页/共45页食品的玻璃化保藏技术理论认为，食品在玻璃态下，造成食品品质变化的一切受扩散控制的反应速率均十分缓慢，甚至不发生反应。因此食品采用玻璃化保藏，可以最大限度地保存其原有的色、香、味、形以及营养成分。其原因是：在此状态下，分子热运动能量很低，只有较小的运动单元，如侧基、支链和链节能够运动，而分子链和链段均处于被冻结状态，体系具有较大的黏度，以致整个体系中的分子扩散速率很小。第28页/共45页 玻璃化在冰淇淋中的应用贮存橡胶态 Tg：3043，贮存温度：18 实现玻璃化的方案：改变配方，使Tg 18.Tg 随分子量增大而增大,主要是添加一些能提高其Tg的稳定剂,高分子量的物质用分子量较大的多糖作稳定剂,加入的量占冰淇淋总量的0.255%，比较常用的是多糖稳定剂，CMC与卡拉胶的混合物效果较好第29页/共45页速冻水饺加工工艺 1水饺生产流程 菜类处理 搅拌 备馅 肉类处理 速冻 包装入库 面粉 搅拌制皮 原料的预处理 饺子是含馅的食品，饺子馅的原料可以是蔬菜、肉、和食用菌类，原料处理的好坏与产品质量关系密切。第30页/共45页 蔬菜的预处理洗菜时新鲜蔬菜要去根、老叶，削掉霉烂部分，且要用流动水冲洗，一般至少冲洗35次，以便清洗干净。切菜的目的是将颗粒大、个体长的蔬菜切成符合馅料需要的细碎状。从产品使用口感方面讲，菜切的粗一些好，一般机器加工的饺子适合的菜类颗粒为mm，手工包制蔬菜长度在6mm以上，但太长不仅制作的馅料无法成型，且手工包制时饺子皮也容易破口；如果是采用机器包制，馅料太粗，容易造成堵塞，在成型过程中就表现为不出馅或出馅不均匀，所形成的水饺就会呈扁平馅少或馅太多而破裂，严重影响水饺的感官质量；如果菜切的太细，虽有利于成型，但食用口感不好，会有很烂的感觉，或者说没有咬劲，消费者不能接受。第31页/共45页脱水程度控制得如何，与馅类的加工质量关系很大，也是菜类处理工序中必不可少的工艺。实际生产中很容易被忽略的因素就是采摘后存放时间的长短，存放时间长了，会自然干耗脱水，一般春季干旱时期各种蔬菜的脱水率可以控制在15%17%。一个简单的判断方法就是采用手挤压法，即将脱水后的菜抓在手里，用力捏，如果稍微有一些水从手指缝中流出来，说明脱水率已控制良好。有时一些蔬菜需要漂烫，漂烫时将水烧开，把处理干净的蔬菜倒入锅内，将菜完全被水淹没，从菜入锅开始计时，30s左右立即将菜从锅中取出，用凉水快速冷却，要求凉水换三遍以防止菜叶变黄。严禁长时间把菜在热水中热烫，最多不超过50s。第32页/共45页肉类预处理在水饺馅制作过程中，肉类的处理非常重要，如果使用鲜肉，用10mm孔径的绞肉机绞成碎粒，反复两次；若是冻肉，可以先用切肉机将大块冻肉刨成68cm薄片，再经过10mm孔径的绞肉机硬绞成碎粒。如果肉中含水量较高，可以适当脱水，脱水率控制在20%25%为佳。硬绞出的肉糜一般不宜马上用作制馅，静置一段时间后，待肉糜充分解冻后方能使用。即硬刨，硬绞，解冻，否则会出现肉糜没有粘性，馅料不成形和馅料失味等现象。第33页/共45页配料肉类要和食盐、味精、白糖、胡椒粉、酱油以及各种香精香料等先进行搅拌，主要是为了能使各种味道充分的吸收到肉类中，同时肉只有和盐搅拌才能产生粘性，盐分能溶解肉类中的不溶性蛋白而产生粘性，水饺馅料有了一定的粘性后生产时才会有连续性，不会出现馅料不均匀，也不会在成型过程中脱水。但是也不能搅拌太久，否则肉类的颗粒性被破坏，食用时就会产生口感很烂的感觉，食用效果不好。第34页/共45页菜类和油类需要先拌和，这是一个相当重要和关键的工艺。肉料含有3%5%左右的盐分，而菜类含水量非常高，两者混合在一起很容易使菜类吸收盐分而脱水，由此产生的后果是馅料在成型时容易出水，另外水饺在冻藏过程中容易缩水，馅料容易变干，食用时汤汁减少，干燥。如果先把菜类和油类进行拌和，油类会充分地分散在菜的表面，把菜叶充分包起来，这样产品在冷冻、冷餐过程中，菜类的水分不容易分离出来。而当水饺食用前水煮时，油珠因为受热会完全分散开来，消除了对菜类水分的保护作用，菜中的水分又充分分离出来，这样煮出来的水饺食用起来多汤多汁，口感最佳。第35页/共45页面团的调制制作水饺的面粉要求灰分低、蛋白质质量好。一般要求面粉的湿面筋含量在28%30%。搅拌是制作面皮的最主要的工序，这道工序直接影响成型是否顺利水饺是否耐煮，是否有弹性冷冻保藏期间是否会发裂。为了增加制得的面皮弹性，在搅拌面粉时添加少量食盐，食盐添加量一般为面粉量的1%；在搅拌过程中，用水要分23次添加，搅拌时间是否适宜，可以用以下方法判定：搅拌好的面皮有很好的筋性，用手拿取一小撮，用食指和拇指捏住小面团的两端，轻轻地向下上和两边拉延，使面团慢慢变薄，如果面团伸的很薄，透明，不会断裂，说明该面团搅拌的刚好；如果面团伸不开，容易断裂或表面很粗糙会粘手，说明该面团搅拌的不够，用于成型时，水饺表皮不光滑，有粗糙颗粒感，容易从中间断开，破饺率高。第36页/共45页 饺子面皮的辊压成型目前工业制得的饺子皮的厚度均匀，而手工加工的饺子皮具有中间厚，周围薄的特点，因此手工加工的饺子口感好，且不容易煮烂。调制好的面团经过45道压延，就可以得到厚度符合要求的饺子面皮，整张面皮厚度约为2mm。第37页/共45页 饺子的成型（包制）手工包制，一定要对生产工人的包制手法进行统一培训，以保证产品外形的一致。用水饺机包制，成型出的水饺外观和质量自然就一样，但成型时有几个要点需要注意：首先要调节好皮速，皮速过快会使成型出的水饺产生痕纹，且皮很厚；如果皮速慢了，成形出的水饺容易缺角，因此调节皮速是水饺成型时首先要考虑的关键工作。调节皮速的技巧是关上机头，关闭馅料口或不添加馅料。其次，要调节好机头的撒粉量，撒粉的目的是缓和面皮的黏性，通常可以用玉米淀粉。撒粉量不是越多越好，如果撒粉太多，经过速冻、包装后，水饺表面的撒粉就容易潮解，而使水饺表面发粘影响产品外观。第38页/共45页 速冻对于速冻调理食品来说，要把食品原有的色香味保持得较好，速冻工艺条件控制至关重要。原则上要求低温短时快速，使水饺以最快的速度通过最大冰晶生成带，中心温度要在短时间达到-15。在速冻过程中，工艺条件控制不好的现象有：1速冻隧道冻结温度还没有达到-20以下就把水饺放入速冻隧道，这样就不会在短时间内通过最大冰晶生成带，因此不是速冻而是缓冻；2温度在整个冻结过程中达不到-18，有的小厂家根本没有速冻设备，甚至急冻间都没有，只能在冰柜里冻结，这种条件冻结出来的水饺很容易解冻，而且中心馅料根本达不到速冻食品的要求，容易变质；3生产出的水饺没有及时放入速冻车间，在生产车间放置的时间太长，馅料中的盐分水汁已经渗透到了皮料中，使皮料变软，变扁变塌，这样的水饺经过速冻后最容易发黑，外观也不好；第39页/共45页速冻包子生产技术1.速冻包子坯的加工：馅料预处理 剁馅 调馅原料预处理 调制面团 发酵 分块擀皮 包馅成型 醒发 冷却 急速冷冻 包装 冷藏销售第40页/共45页2.主要工艺条件面团调制（1）配料：面皮原料以中筋面粉、耐冻性好的酵母（如鲜酵母和活性干酵母，最好不要使用即发干酵母）为好，适当增加酵母用量（鲜酵母2%4%，活性干酵母0.3%1.0%）。调粉时应尽可能多加水，使面团柔软，但又要以最低限度的自由水为前提。含水较多的馅料应调制成可黏结成团的状态，含油较多的馅料使用固体脂肪为宜。速冻包子的馅料颗粒不可大于3mm。（2）搅拌：与一般蒸制食品面团调制条件类似，搅拌程度以达到面筋充分扩展为宜。尽量使面筋的延伸性加强，防止成型困难以及冻结状态蒸制时萎缩。第41页/共45页面团发酵在3035的条件下，发酵4060min，注意面团发起。发酵到酵母的最活跃时期，保证醒发顺利，又增加了柔韧性，使擀片和包馅成型顺利。但不允许发酵过度，防止破坏面团组织。第42页/共45页 成型成型包括面团分块、擀皮、包馅、捏花等步骤。（1）分块应保证质量稳定，尽量减少面团的机械损伤。适当搓团使擀片和包馅成型顺利。（2）擀制面片的厚度根据产品要求而定，一般在蒸制时不破皮的前提下，面皮薄一些为宜。（3）包馅时注意每个包子的馅量应一致，尽可能使包子皮厚薄均匀。第43页/共45页 醒发包子坯在温度3545和相对湿度70%90%的条件下醒发。醒发时间以面坯开始明显膨胀为宜。掌握包子坯适当胀发并变得比较柔软，即停止醒发，不可醒发过度。冷却与速冻包子坯适当冷却后急速冷冻。速冻包子根据个体大小，放入-30-35 的冷冻机中，速冻时间一般为1025min，使中心馅料温度达到-18以下。第44页/共45页感谢您的观看！第45页/共45页
