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冻藏技术及其影响因素

时间:2023-06-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:然而,过低温度将增加冻藏成本。因此,食品平均冻结终温应尽量等于冻藏温度。但由于冻藏期长,食品中酶和微生物的作用及氧化反应,仍会使食品出现变色、变味等现象。冻结贮藏6个月,明度、红色有所降低,肉色变为淡黄色。冻结贮藏9~12个月的,肉已没有色彩。这种在冻藏中的干耗现象称为冻伤。高质量冻藏期通常从冻结结束后开始算起。一种食品的实用冻藏期和高质量冻藏期均是通过反复实验后获得。

冻藏技术及其影响因素

(一)冻藏条件

冻藏条件指低温冷库的温度、相对湿度及空气流速等参数的选择与控制。温度低,酶活性低,微生物繁殖速度也低,有利于食品的冻藏。然而,过低温度将增加冻藏成本。此外要求在一昼夜间及食品进出库等引起库温的波动要尽量小,一般最大不超过±2K。温度波动过大,会促进食品中冰晶的再结晶、小冰晶的消失和大冰晶的长大。据报道,食品在-10℃下冻藏21天,冰晶即由30μm增加到60μm。冰晶的增大加剧了对食品细胞的机械损伤。因此,食品平均冻结终温应尽量等于冻藏温度。食品一般应经冻结后进入低温冷库,未冻结的食品不能直接入库,若运输冻结的食品温度高于-8℃,则在入库前必须重新冻结至要求温度。

(二)食品在冻藏中的变化

经冻结冻藏的食品的大部分水分(95%以上)冻结成冰,自由水含量极少;-18℃低温也极大地抑制了酶和微生物的活性,因此冷冻肉能贮存较长时间。但由于冻藏期长,食品中酶和微生物的作用及氧化反应,仍会使食品出现变色、变味等现象。其中干耗和冻伤问题较大。

1.冻结贮藏中的品质变化

(1)肌肉形态学变化

冻结贮藏时间越长,肌肉纤维内形成的小冰晶越易与邻接的冰晶相互融合,逐渐形成大的冰晶,使结晶数减少。特别是冻结贮藏6~9个月的肌肉,冰晶会破坏肌肉膜并在肌肉纤维外面成长,使肌肉纤维出现不正常萎缩现象。

冷冻速度对肉的质量有一定的影响。快速冻结,即将肉放在-25℃以下的冷库内,使肉的温度迅速降到-18~-15℃冷冻,肉中形成的冰晶颗粒小而均匀,对肉的质量影响较小,经解冻后肉汁流失少。慢冻形成的冰晶大,肌肉细胞受到的破坏就大,肉在解冻后,汁液流失较多,品质就差。

(2)肉色的变化

冻结贮藏3个月,肉色仅有微小变化。冻结贮藏6个月,明度、红色有所降低,肉色变为淡黄色。冻结贮藏9~12个月的,肉已没有色彩。也就是说,随着贮藏时间的增加,冻结贮藏肉与生肉的差别愈加明显。

2.解冻后汁液流失

冻结肉在解冻时,会出现汁液流出的问题。汁液流失量一般为3%左右。其内含有蛋白质氨基酸、B族维生素等。汁液流失量增多的主要原因,据推定是最大冰结晶生成带所用时间过多(冻结速度较慢),使冰结晶体增大,在解冻时肌肉蛋白质持水性小。另外,肉片大小、形状(体积和表面积的比例)等与其也有关系。

3.干耗(dehydration or drying)

食品在冷冻加工和冷冻贮藏中均会发生不同程度的干耗,使食品重量减轻,质量下降。干耗是食品冷冻加工和冷冻贮藏中的主要问题之一,是由食品中水分蒸发或升华造成的,其程度主要与食品表面和环境空气的水蒸气压差的大小有关。

减少干耗的途径有以下几种方式。影响食品干耗的因素主要有库内空气状态(温度、相对湿度)、流速和食品表面与空气的接触情况。对于冷库内的冷却方式,应尽量提高冷库的热流封锁系数。对于冷库内食品的堆放方式和密度、食品的包装材料及包装材料与食品表面的紧密程度,都应尽量减少食品表面与空气的接触面积。冷库除了保证温度要求外,还要有足够大的空气相对湿度和合理的空气流速及分布,以减少干耗。

4.冻伤(freezrer burn)

虽然干耗在冷却物冷藏与冻结及冻藏中均会发生,但干耗给食品带来的影响是不同的。冷却冷藏中干耗过程是水分不断从食品表面向环境中蒸发,同时食品内部的水分又会不断地向表面扩散,干耗造成食品形态萎缩。而冻结冻藏中的干耗过程为水分不断从食品表面升华出去,食品内部的水分却不能向表面补充,干耗造成食品表面呈多孔层。这种多孔层大大地增加了食品与空气中氧的接触面积,使脂肪、色素等物质迅速氧化,造成食品变色、变味、脂肪酸败、芳香物质挥发损失、蛋白质变性和持水能力下降等后果。这种在冻藏中的干耗现象称为冻伤。发生冻伤的食品,其表面变质层已经失去营养价值和商品价值,只能刮除扔掉。避免冻伤的方法是首先避免干耗,其次是在食品中或镀冰衣的水中添加抗氧化剂。(www.xing528.com)

(三)冻结食品的TTT(Time-Temperature-Tolerance)

冻结食品的TTT概念是美国Arsdel等人在1948—1958年对在冻藏下的食品经过大量实验总结归纳出来的,揭示了食品在一定初始质量、加工方法和包装方式,即3P原则(product of initial quality,processing method and packaging,PPP factors)下,冻结食品的容许冻藏期与冻藏时间、冻藏温度的关系,对食品冻藏具有实际指导意义。

研究资料表明,冻结食品质量随时间的下降是累积性的,而且为不可逆的。在这个期间内,温度是影响质量下降的主要因素。温度越低,质量下降的过程越缓慢,容许的冻藏期也就越长。冻藏期一般可分为实用冻藏期(practical storage life,PSL)和高质量冻藏期(high quality life,HQL)。也有将冻藏期按商品价值丧失时间(time to loss of consumer acceptability)和感官质量变化时间(time to first noticeable change)划分的。

实用冻藏期指在某一温度下不失去商品价值的最长时间;高质量冻藏期是指初始高质量的食品,在某一温度下冻藏,组织有经验的食品感官评价者定期对该食品进行感官质量检验,检验方法可采用三样两同鉴别法或三角鉴别法,若其中有70%的评价者认为该食品质量与冻藏在-40℃温度下的食品质量出现差异,则此时间间隔即为高质量冻藏期。显然,在同一温度下高质量冻藏期短于实用冻藏期。高质量冻藏期通常从冻结结束后开始算起。而实用冻藏期一般包括冻藏、运输、销售和消费等环节。

一种食品的实用冻藏期和高质量冻藏期均是通过反复实验后获得。实验温度范围一般在-40~-10℃,实验温度水平有4~5个。鉴别方法除感官质量评价外,根据不同食品,还可采用相应的理化指标分析,例如果蔬类食品常进行维生素C含量的检验。根据实验数据,画出相应的TTT曲线(见图5-1)。

图5-1 花椰菜和豌豆的实用冻藏期(PSL)

由于冻结食品质量下降是累积的,根据TTT曲线可以计算出冻结食品在贮运等不同环节中质量下降累积程度和剩余的可冻藏性。

[例]花椰菜经过冻结后,在-24℃低温库冻藏150天,随后运至销售地,运输过程中温度为-15℃,时间为15天,在销售地又冻藏了120天,温度为-20℃。求此时冻结花椰菜的可冻藏性为多少?

解:由图5-1可知,花椰菜在-24℃下经过540天或-20℃下经过420天或-15℃下经过270天,其可冻藏性完全丧失,变为零。

根据质量下降的累积性,得质量下降率为:

剩余的可冻藏性为:1-63%=37%

这说明如果仍在-20℃下冻藏,最多只能冻藏:420×37%=155(天)

若在-12℃下仅能冻藏:180×37%=66(天)即花柳菜失去了商品价值。

上述计算方法对多数冻结食品的冻藏具有指导意义,但食品腐败变质的原因与多因素有关,如温度波动给食品质量造成的影响(冰晶长大、干耗等),光线照射对光敏成分的影响等,这些因素在上述计算方法中均未包括,因此,实际冻藏中质量下降率要大于用TTT法的计算值,即冻藏期小于TTT法下的计算值。

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