综述食品冷冻理论及冷冻新技术
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食品冷藏与冷冻技术的优化与应用食品冷藏与冷冻技术作为当代食品加工与储存的重要手段,具有广泛的应用于食品行业。
其作用不仅仅是延长食品的保鲜期,更重要的是在提高食品质量和保持食品原有的营养成分方面起到了至关重要的作用。
本文将对食品冷藏与冷冻技术的优化与应用进行探讨。
一、食品冷藏技术的优化与应用食品冷藏技术是指将食品储存于低温环境中,以延长其保鲜期。
通过控制存储温度和湿度、延缓微生物的繁殖速度、减缓酶的活性等措施,能够有效地延长食品的保鲜期。
在食品冷藏技术的应用中,重要的一点是正确调控存储温度。
不同的食品对存储温度有不同的要求,过高或过低的温度都会影响食品的品质和口感。
此外,还可以使用适当的冷藏包装,如真空包装、气调包装等,有效地降低氧气浓度,减缓脂肪氧化速度,从而延长保鲜期。
二、食品冷冻技术的优化与应用食品冷冻技术是指将食品储存于极低温环境中,以达到冻结的目的。
与冷藏相比,冷冻技术能够更长时间地保持食品原有的品质和口感。
在食品冷冻技术的应用中,关键的一步是控制冷冻速度。
过快的冷冻速度会导致食品内部的冰晶形成较大,破坏细胞结构,影响食品的质量。
因此,采用适当的冷冻速度,如逐步冷冻、积温冻结等技术,能够更好地保持食品的质量。
此外,还可以使用冷冻保存贮存盒等冷藏工具,避免食品接触空气,减少氧化反应的发生。
三、食品冷藏与冷冻技术的应用案例随着科技的不断进步,食品冷藏与冷冻技术在食品行业的应用也越来越广泛。
例如,餐饮业常采用冷藏技术储存生鲜蔬菜、水果、肉类等原材料,以保证食品的新鲜度和品质。
冷藏技术的应用还可以延长某些季节性食材的供应时间,满足消费者的需求。
此外,在乳制品行业,冷冻技术被广泛应用于奶制品的加工和储存中,使其更好地保持原有的营养成分和口感。
而在休闲食品领域,冷冻技术应用于雪糕、冷冻点心等产品的生产和销售,使消费者在享受美味的同时,也能够感受到食品的新鲜和口感。
在食品冷藏与冷冻技术的优化与应用中,除了技术本身的创新和提升,食品行业还需要重视对冷藏与冷冻设备的维护和管理。
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。
食品工程中的冷冻技术改进与创新冷冻技术在食品工程领域中起着至关重要的作用。
通过冷冻,食品的新鲜度可以被延长,品质得以保持,同时还可以延缓食品的腐败过程。
冷冻技术的改进与创新,为食品工程带来了许多新的发展机遇和挑战。
一、改进食品保鲜的传统冷冻技术冷冻技术的传统方法是通过降低食品温度来降低微生物活动、酶催化反应和化学反应的速率,从而实现食品长时间保存的目标。
然而,传统冷冻技术也存在一些缺陷,比如食品冻结过程中的细胞破坏和组织失水等问题。
为了克服这些问题,改进的冷冻技术被引入到食品工程中。
二、新型冷冻技术的引入微波冷冻技术是近年来引入食品工程领域的一项创新技术。
它通过利用微波加热食品内部的水分子,迅速提高食品的温度并达到冷冻的目的。
相比传统冷冻技术,微波冷冻技术能够更快速地将食品内部温度降至冰点以下,从而大大减少了食品质量的损失。
此外,也有研究表明,微波冷冻技术还能够改善食品的纹理和口感。
三、冷冻技术与营养价值的平衡在冷冻技术的改进与创新中,需要平衡食品的营养价值与品质保持之间的关系。
冷冻食品通常要面临着营养流失的问题,因为冷冻过程中细胞膜的破裂会导致营养物质的流失。
因此,在冷冻技术中,需要采取一些措施来减少营养损失。
例如,利用高压处理或加入保护剂等方法来保护食品的营养成分。
四、冷冻技术与食品安全的挑战随着对食品安全的要求越来越高,冷冻技术也面临着新的挑战。
一方面,冷冻技术可以降低食品中的微生物数量,从而达到一定的杀菌效果。
但另一方面,冷冻过程中也可能导致微生物的休眠,而不是直接杀灭它们。
因此,冷冻食品在解冻后可能会出现微生物再生的问题,这对食品安全构成了一定的威胁。
面对这一挑战,食品工程师需要运用新的技术手段,如紫外线辐射或高压处理等来杀灭微生物,确保食品安全。
五、冷冻技术的环境影响与节能除了对食品质量和安全有影响外,冷冻技术还需要考虑其对环境的影响。
冷冻技术的大规模应用会消耗大量能源,从而对环境造成一定的负担。
低温冷冻技术在食品储藏中的应用研究随着社会的不断发展和人们生活水平的提高,食品储藏技术也越来越受到人们的关注。
其中,低温冷冻技术作为一种常见的食品储藏方法,在保持食品新鲜度和延长货架期方面具有重要意义。
本文将探讨低温冷冻技术的原理及其在食品储藏中的应用,以及对食品品质和食品安全性的影响。
一、低温冷冻技术原理低温冷冻技术依靠调控食品储藏环境中的温度,将食品迅速冷却至低温状态,从而阻止微生物的繁殖和食品中的化学反应。
冷冻过程中,食品内部的水分会形成微小的冰晶,使得菌落数量降低,细胞的代谢活动减缓,从而达到保鲜的效果。
二、低温冷冻技术在食品储藏中的应用1.食品保鲜低温冷冻技术在食品储藏中广泛应用于肉类、水产品、蔬菜和水果等食品的保鲜过程中。
通过将这些食品迅速冷冻,可以有效延缓食品腐败菌的生长速度,并减少食品质量的降低。
同时,低温冷冻还可以有效地保持食品的营养成分和风味。
2.延长货架期低温冷冻技术可以延长食品的货架期。
通过将食品冷冻保存,可以防止微生物的繁殖和酶的活性,从而延长食品的保质期。
这在食品行业中尤其重要,可以降低食品库存的损失,减少食品回收和处理工作的数量。
3.保持食品品质低温冷冻技术可以帮助食品保持其原有的品质。
在食品储藏过程中,温度的降低会降低水分蒸发的速度,从而有效地减少食品质量的降低。
此外,低温冷冻还可以防止油脂氧化和食品变质,使食品保持口感和风味。
三、低温冷冻技术对食品品质和安全性的影响虽然低温冷冻技术在食品储藏中具有许多优点,但也存在一些潜在的问题。
例如,长时间的低温储藏可能会导致食品脱水和结冰磨损,降低食品质量。
此外,冷冻过程中还可能引起食品中的细胞破裂、水分流失等现象,从而导致食品的组织结构破坏。
同时,低温冷冻技术对食品的安全性也有一定的影响。
由于低温并不能完全杀灭某些食源性病原体,因此,在食品冷冻前应确保其源头的卫生安全。
此外,在采购或消费冷冻食品时,也需要注意产品的保质期和储藏状态,避免食用过期或受损的食品。
食品加工中的冷冻食品制作技术在当今的社会中,随着人们对于饮食健康和美味口感的越来越高的要求,食品加工业得到了极大的发展和壮大,而冷冻食品作为其中的重要组成部分,也因为其方便、美味、营养等优点而备受消费者的青睐。
本文将对冷冻食品制作技术进行较为详细的探讨。
一、冷冻食品的概念和发展所谓冷冻食品,就是制作过程中将食品放到-18℃以上的低温环境中,使食品处于半固态状态,并能够保持食品的品质和风味,从而获得一种便携的、便于保存和使用的食品。
冷冻食品可以以固体、液体、半固体等形式存在,其中最常见的是以固体形态出现的冷冻食品。
冷冻食品的发展历史可以被追溯到上个世纪30年代,当时生产的主要是冷冻蔬菜、水果和鱼类等。
20世纪50年代,随着速冻技术的不断发展和各种新型的冷冻设备和工艺的应用,冷冻食品的种类逐渐增多,质量稳定,形状多样,操作简单,价格逐渐变得更加亲民,大受欢迎。
二、冷冻食品制作的工艺和流程1. 食材准备食材的准备过程非常重要,不仅包括规格、品质的的选定和质量的处理,还包括初步的加工处理,例如、若是肉类可以切成小块,水果可以去核、去皮、去籽等。
2. 预处理预处理也是冷冻食品制作中的重要一步。
将加工处理过后的食材进行一定的脱水或者溶解真空脱氧等预处理,可以在一定程度上提高食品的保鲜期和营养成分的保存。
3. 冷冻处理冷冻处理可以说是冷冻食品制作的核心所在。
一般冷冻食品采用的是单程制冷的方式,即从室温直接冷冻至-18℃以上,冷冻时间较长。
在这个过程中还需要对食材进行快速冻结、选择适当的冷冻速度、利用低温保持食品品质和风味。
4. 包装冷冻食品的包装方式和材质也有很大的讲究。
包装材质应该具备足够的抗冲击性、耐低温性、抑氧性和防潮性,同时应该充分考虑易开封、易操作、易摆放的因素,方便消费者长期保存和使用。
三、冷冻食品制作技术的要点和技巧1. 选用优质食材选用优质食材是获得冷冻食品好口感和品质的基础。
只有选用新鲜、无污染的食材,并进行必要的质量处理,才能制作出优质的冷冻食品。
食品速冻技术
一、原理
食品速冻技术是通过将食品迅速降低温度,使其迅速达到冷冻状态,以达到保鲜和延长食品货架期的目的。
常用的速冻方法有冷冻空气速冻、冷冻液体速冻和冷冻蒸发速冻。
其中,冷冻空气速冻是最常见的方法,其原理是通过将食品置于低温的冷冻空气中,将食品的热量迅速带走,使其迅速冷却。
二、应用
食品速冻技术广泛应用于各类食品的加工和储存过程中。
在食品加工过程中,速冻能够快速将食品冷却,避免食品在加工过程中的细菌滋生和品质变化。
在食品储存过程中,速冻能够延长食品的货架期,保持食品的新鲜度和口感。
速冻技术被广泛应用于冷冻食品、速冻水产品、速冻蔬菜和速冻水果等领域。
三、优势
食品速冻技术具有以下几个优势:
1. 保持食品的品质:速冻技术能够迅速将食品温度降低,减少食品中的水分结晶,从而减少食品的质量损失。
同时,速冻技术还能够减少食品中的细菌滋生,保持食品的新鲜度和口感。
2. 延长食品货架期:通过速冻技术,食品可以在较长时间内保持在低温状态,从而延长食品的货架期,减少食品的损耗和浪费。
3. 提高加工效率:速冻技术能够快速将食品冷却,减少食品加工过程中的等待时间,提高加工效率。
4. 方便快捷:速冻食品在储存和使用过程中非常方便快捷,只需解冻即可食用,节省时间和精力。
食品速冻技术作为一种常见的食品加工和储存技术,具有重要的意义和广泛的应用。
通过快速降温和保持低温,速冻技术能够保持食品的品质和口感,延长食品的货架期,并提高加工效率。
随着社会生活节奏的加快,速冻食品越来越受到人们的青睐,食品速冻技术也将继续得到发展和应用。
目录 摘要 II 关键词 II Abstract II Keywords II 1. 前言 1 2. 食品冷冻理论简介 1 2.1 冷冻传递理论 1 2.2 玻璃化转变理论 2 2.3 冰结晶理论 2 3. 食品冷冻技术方法的分类 2 3.1 空气鼓风冷冻 2 3.2 直接接触冷却食品 2 3.3 利用低温介质对食品的喷淋冷冻 3 4. 食品冷冻新技术 3 4.1 CAS冷冻技术 3 4.2 抗冻蛋白 4 4.3 冰核活性蛋白 4 4.4 高压冷冻技术 5 4.5 磁共振冷冻技术 5 4.6 微波辐射冷冻技术 5 4.7 超声波冷冻技术 6 4.8 渗透脱水冷冻技术 6 4.9 被膜包裹冷冻技术 6 4.10 其他冷冻新技术 7 5. 总结展望 7 参考文献 8 食品冷冻理论及冷冻新技术 摘要: 冷冻技术的发展异常迅速,
在食品工业中的应用也越来越广泛, 冷冻贮藏对食品保藏 和运输具有重要意义。 主要综述了冷冻过程中的理论研究及其冷冻新技术, 介绍了冷冻在食 品工业中的应用及解冻,最后介绍了近年来国内外食品冷冻技术的发展趋势。 关键词:食品冷冻;理论研究;新技术;应用 Abstract: The development of freezing technique is very rapidly. The using of freeze technique is more and more extensively.This article mainly summarize the theoretical research in the course of freezing and the new techonogy of freezing.And introduces the application of freezing in food industry. Last the present situation and development trend are indicated in this paper . Keywords :food freeze; theory research; new techonogy; application1 前言 冷冻是最古老和最常用的食品保藏手段, 是一种可生产具有高度安全性、 营养价值、
感官品 质和方便性食品的保藏方法,被认为是延长食品贮存期极为有效的手段。 人类利用低温条件来保藏食品的方法具有悠久的历史。 公元前一千多年, 我国就有利用天然 冰雪贮藏食品的记载。直到 19 世纪上半叶,在欧洲,冷冻机的发明使得人工冷源逐渐代替 了天然冷源,这标志着食品冷冻技术的起源。 近年来,我国食品冷冻行业发展势头强劲。冷 冻食品具有卫生、 食用方便、营养合理、 能耗低及减轻家务劳动等优点, 因而近年来风靡欧、 美、日本。然而,我国的冷冻食品行业与发达国家相比还有较大差距。首先,冷冻食品质量 缺乏保证, 一些企业不具备安全生产所必需的设备和关键技术条件, 导致市场上冷冻食品的 质量参差不齐。 其次,与发达国家相比, 我国食品冷冻产业依旧相对薄弱。 本文主要介绍了 食品冷冻理论及冷冻新技术和冷冻食品质量的控制。 2 食品冷冻理论简介 食品冷冻是一个降低食品温度使部分水结晶化形成冰的过程, 常应用于食
品保鲜、 果汁冷冻 浓缩、 冷冻干燥以及为切片或碎化而使肉硬化的加工中。 在食品冷冻过程中, 温度变化大体 分为预冷阶段、 冻结阶段和降低至贮藏温度阶段。 目前, 关于食品冷冻方面理论的研究主要 有以下三种代表性的观点。 2.1 冷冻传递理论 冷冻传递理论认为, 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 中食品物料所丧失的总焓取决于温度的变化、比热和样品质量 ( Sigfusson ,2004)。 Hu 和 Sun
模拟了圆柱状熟肉在气流冷冻的热量和质量传递冷冻模式,利用 CFD 的 CFX软件来计算传 热系数的平均值。 在此基础上他们还对传热模型作了进一步的改进, 通过测定食品内部局部 传热系数的变化, 建立起表面空间三维立体传热模型 (Hu,et al.2000)。还有 Francisc等用三维 的几何模型描述了牛肉冷冻过程中的传热和传质过程, 该模型除了能计算和预测载热量、 温 度、失重和水分活性外, 还可以计算局部传热系数的变化,与以前建立的模型相比,该模型 所预测的温度变化与实际所测能较好的吻合( Francisco,et al.2006 )。 2.2 玻璃化转变理论 冷冻过程中食品物料的玻璃化转变理论主要基于热力学理论和自由体积理
论。 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转变, 玻璃态的形 成主要取决于动力学因素。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。 2.3 冰结晶理论 从热力学角度来看, 食品冷冻过程其实质是, 食品物料中的水分从液态变为固
态的冰晶的相 变过程。由于在大气压下,冷冻过程中水结晶成冰的过程体积膨胀, 0℃时体积增大 9% 左 右, -20℃时体积增大约为 13%。食品在冷冻后品质下降的主要原因,普遍认为是由于冰晶 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的冰结晶体的成核和生长 过程及其粒数衡算有助于获得改善的冷冻食品品质。 3 食品冷冻技术方法的分类 食品冷冻的方法按照冷冻使用的介质可以分为三类。
3.1 空气鼓风冷冻 使用低温空气作为冷冻介质。常见的方式是鼓风冻结險道 ,主要有以下两种
形式: (1) 被冷冻的食品装在小车上推进險道,向險道内鼓进低温空气进行冷却、冻结,之后再推 出
隧道。主要用于产量小于 200 kg/h 的场合。目前所用的低温气 流,流速为 2~3m/s ,温度为 -35~-45°C,其相应制冷系统蒸发温度为 -42—52°C。食品在險
道中需要停留的时间,对包装食品是 l-4h,对较厚食品是 6-12h 。 (2)被冷却的食品用传送带输入隧道,食品在传送带上连续进出。食品可以是包装好的,
也可以是散装的。传送带上设有许多小孔,冷空气经由小孔吹向食品。 3.2 直接接触冷却食品 采用低温金属板 (冷板 )为冷却介质 ,内部可以是制冷工质直接蒸发 ,也可以是载冷剂。食品与 冷板直接接触进行冷冻。其主要特点是 :被冻食品夹在两块金属板之间 ,用液压装置使金属板 和食品紧贴 ,由于食品和金属板直接接触 ,热阻小 ,所以冻结速度快 ,主要用于冻结块状或规则 的食品。若仅是冻结食品的下部与金属板直接接触 ,靠导热来传导热量 ,上部与空气进行强制 对流换热 ,这种方式称为半接触式冻结法。 3.3 利用低温介质对食品的喷淋冷冻 这种方法主要是将液氮或液态 CO2直接喷射到食品表面进
行冻结。由于液态 CO2 和液氮的 沸点都很低,分别是 -78°C 和-196°C,所以,当这样的液体喷淋到食品的表面时,能迅速 吸收大量的热量。 同一般的冻结装置相比, 这类冻结装置的冻结温度更低, 所以也常称为低 温冻结装置或深冷冻结装置。 其共同特点是没有制冷循环系统, 在低温液体和食品接触的过 程中实现冻结。这种方法的传热速率很高 ,初投资很低,可以达到快速冷冻的目的 ,但是运行 费用较高。 4 食品冷冻新技术
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。 4.1 CAS冷冻技术( Cell Alive System)
CAS( 2005 年日本 ABI 公司幵发的在磁场作用下对材料进行冷冻的装置)冻结系统是由动磁
场和静磁场组合后,从壁面释放出微小的能量,使食物中的水分子呈细小且均一化的状态, 然后将物料从过冷状态立即降温到 -23℃以下而被冻结的过程。 CAS 是一种与以往的冻结系 统不同的新型冻结系统,食品物料在 CAS 中即时冻结后,细胞也不至于死亡,解冻后其新 鲜度可最大限度恢复到冻结前的状态。 由于最大限度抑制了冻晶膨胀, 食品的细胞组织未被 破坏,解冻后能恢复到食品刚制作后的色、香、味和鲜度,而且没有汁液流失现象,口感和 保水性都得到了较好的保持。 Kaku M 等利用 CAS系统提供的 0.01 mT 弱磁场在浓度为 10%的硫酸二甲酯 (Me2SO4)溶
液中 对牙周初带细胞进行 7d 的低温冷冻 (-150 ° C),解冻后发现,与不加磁场的冻结相比,在 0.01 mT磁场下冻结的样本, 其解冻后的细胞组织存活率更高 (Kaku,et al.2010)。2012 年, 周子鹏等研究了弱磁场对水的过冷和结晶现象的影响, 发现磁场增大
了过冷度, 延长了过冷 时间,水在过冷态下时间越长 ,温度均勻性越好,结晶速度越快(周子鹏等, 2012 )。 4.2 抗冻蛋白( antifreeze proteins) 抗冻蛋白是一类能抑制冰晶生长的特殊蛋白质, 它
能够非依数性地降低水溶液的冰点, 且对 熔点的影响甚微 (闫清华等, 2010)。AFPs在很多有机物中都存在, 包括细菌、 真菌、 昆虫、 植物材料及鱼类等,当前研究最多的是鱼类的抗冻活性蛋白。 AFPs 可以降低溶液冰点,抑 制晶核生长及冰晶生长速率。极低浓度( 10-8mol/L 的 AFPs就能抑制重结晶,并且对冰晶形 态有修饰作用。在 AFPs的作用机理研究方
面,比较合理的解释是吸附抑制理论:一般晶体 生长垂直于晶体表面, 假如杂质分子吸附于冰生长通途的表面, 那么需要外加一个推动力 (冰 点下降),促使冰在杂质间生长。 对 AFPs 在冷冻食品实际应用方面的研究较少。目前, AFPs在食品中最成功的应用是将 AFPs 添加到冷冻乳制品中抑制重结晶化,比如冰淇淋。在冷冻储藏过程中,由于温度发生波动, 重结晶化不可避免,从而造成冰淇淋质地粗糙、 质量下降。研究发现,把少量的 AFPs加入到冰淇淋样品中,在- 80℃下迅速冷冻,然后在