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果蔬速冻
果蔬速冻工艺
赵瑞平
食品贮运教研室
第五章果蔬的速冻
一、概念及基本情况
速冻果蔬是将新鲜果蔬经过加工预处理后,利用低温使之快速冻结并贮藏在-18℃或以下,达到长期贮藏的目的。
起始于二十世纪30年代,其品质好,接近新鲜果蔬的色泽、风味和营养价值,保存时间长,可随时供应,食用方便,近二十年来,由于生活水平提高,冷链运输和冰箱的普及等而发展迅猛,速冻蔬菜的主要消费国是美国、欧洲及日本,其中美国即是消费国也是出口国。
日本也是速冻蔬菜的消费大国。
45%来自美国,35%为中国。
我国60年代开始发展,主要是速冻蔬菜,为出口大国,年创汇2亿美元。
生产企业300多家,销往欧美及日本,劳动力成本低、原料经济便宜,竞争力强。
可用于速冻的水果有:
葡萄、桃、李子、杏、樱桃、草莓、荔枝、西瓜、梨等。
而蔬菜的种类较多:
果菜类、瓜类、豆类、叶菜类、茎菜类、根菜类、食用菌类等,如马铃薯、甜玉米、青刀豆、毛豆、蚕豆、菠菜、菜花、胡萝卜、马蹄、藕、芋头、蒜、青椒等。
二、速冻果蔬生产的基本原理
1、冷冻对微生物和酶的影响
(1)酵母菌及霉菌比细菌耐低温能力强,而部分嗜冷细菌在低温下缓慢活动,一般最低温度活动范围:
嗜冷细菌0—-8℃、耐低温霉菌与酵母菌-8—-12℃。
因此,防止微生物繁殖的临界温度是-12℃,但-12℃不能有效抑制酶的活性和各种生化反应,这些要求应低于-18℃
冷冻不能完全杀死微生物,有部分微生物生存,尤其是孢子和芽孢,幸存的微生物在冷冻时会受到抑制,但在解冻时会迅速恢复活动而造成败坏,故要创造良好卫生条件,如GMP、HACCP。
(2)冷冻产品的色泽、风味、营养等变化,有许多酶参与,造成褐变、变味、软化等。
低温可显著降低酶促反应,但不能破坏酶的活性,在-18℃以下,酶仍缓慢活动,有的在-73℃时仍有活性,在解冻时酶活性增强,使色泽、风味、质地变劣,故在冻结前要进行破坏或抑制酶活性的处理措施。
此外若不钝化或抑制酶活性,直接冻结贮藏几周后,其色泽、风味等也变劣。
2、果蔬的冻结过程:
表现为时间与温度的冻结温度曲线:
果蔬冻结过程中温度逐步下降,一般可分为三个阶段,如图所示:
(1)初阶段:
从初温——冻结点:
放出显热,降温快、曲线陡,形成晶核,其中有过冷现象,其过冷点稍低于冻结点(冰点),在贮藏学中是果蔬的冻害的开始。
冻结点随溶液浓度(可溶性固形物)增大而降低,蔬菜水多,冻结点高-0.5——-1.5℃,果品水少,冻结点低-1.0——-2.5℃。
(2)中阶段:
从冻结点至-5℃,此过程中80%水冻结成冰,潜热大、降温慢、曲线平缓,整个冷冻过程中的绝大部分热是在此阶段放出。
(3)终阶段:
从-5℃至终温(-18℃),主要是冰的降温和其余水结冰,曲线不及初阶段陡。
3、冻结速度对产品质量的影响:
结冰包括晶核的形成和晶体的增长两个过程,冻结速度影响冰晶形成的数量、大小及其分布,从而影响冻结食品的质量。
一般食品中的水分90%被冻结时才能控制和生化反应,冻结过程中的各种变化,如物理变化、化学反应、细胞组织变化及生物化学变化有最大可逆性才称为良好冻结,而冻结时生成冰晶的数量和大小对冻结的可逆性有很大意义,一般冻结速度快,水分重新分布不显著,冰晶形成小而多,而且分布均匀,对细胞组织损伤小,复原性好,可最大程度保持果蔬的原有品质;否则容易使细胞组织损伤大,细胞壁破坏,解冻后汁液流失严重,失去果蔬的原有品质。
果蔬组织的结构脆弱、细胞壁薄、含水量高,因此应快速冻结,形成细小的冰晶体,而且让水分在细胞内原位冻结,使冰晶体分布均匀,才能避免组织损伤。
结冰率:
冻结时果蔬中的水份转化成冰晶体的百分比。
最大冰晶生成区:
大多数冰晶体在0-5℃之间形成,有80%水份结冰
为保证冻结,应以最快的冻结速度通过最大冰晶生成区,一般食品中心在30min内通过最大冰晶生成区称为速冻,超过30min为慢冻。
影响产品质量的因素还有冻结设备、冻结温度、风速、物料种类、大小、堆放厚度、冻结初温以及冻藏的温度与时间等因素。
速冻果蔬的早其质量是优良的,但长期贮存就会下降,速冻果蔬商品从生产、贮存至流通中的质量主要由“早期质量”和“最终质量”来决定。
早期质量称“P.P.P”,即原料(product),加工处理(processing)和包装(package),就是说早期质量由原料优劣与鲜度、预处理、速冻条件和包装因素所决定。
最终质量称“T.T.T”概念,即温度(temperature)、时间(time)、容许限度(tolerance),就是贮存温度与冻藏期的长短。
三、冻结方法与设备
1、间接冻结
(1)低温静止空气冻结装置:
主要用在小型冷库中,冰箱也为此类,导热系数低、效果差、效率低、劳动强度大,在工艺上已落后,对食品无害、成本低、机械化比较容易。
使用最早,一般使用管架式,冰结时间10h左右。
(2)送风冻结装置:
风速可增大原料表面的放热系数,而提高冻结速度。
注意:
一是可以增加干耗二是原料表面风速不一致时造成的温差
风速1.5m/s时,可以提高冻结速度1倍;
风速3m/s时,可以提高冻结速度3倍;
风速5m/s时,可以提高冻结速度4倍;
(3)强风冻结装置:
用强大风机使冷风以3-5m/s以上的速度在装置内循环,常见的有:
a隧道式
b传送带式:
风向可平行、垂直、顺向、逆向、侧向等
c悬浮式(流态床):
用风将原料吹起。
5-15min可达-18℃,适于颗粒状、小片状、短段状等原料。
原料不粘结成堆,故也称单体急冻(individualquickfreezing)。
d接触冻结装置:
即平板冻结(板内配蒸发管):
原料夹在平板之间,速度快。
厚6-8cm食品在2-4h可冻结,最适用于小包装水产品和肉类制品的冻结。
属于间歇生产类型,劳动强度大。
2、直接冻结:
(见以前的)
目前果蔬速冻加工的装置有:
a隧道式连续速冻机
b螺旋式连续速冻机
c流化床式速冻机
其它的设备有:
清洗机、切分机、热烫槽、冷却设备、沥水设备(如离心机)、普通或真空封口机等。
3、冻藏设备及管理
(1)冻藏库使用前的准备工作
(2)对入库速冻食品的要求
(3)严格掌握库房温度与湿度
(4)认真掌握贮存安全期限
(5)流通中采用冷链
4、冷冻耗冷量的计算:
冷冻冷量由三部分构成:
4.1、产品由原始温度降到冻藏温度应排除的热量。
(1)产品在冰点以上的比热×产品的质量×降温的度数(初温-冰点),此为产品由初温度降到冰点释放的热量。
(2)产品由液体→固体时释放的热量为
产品的潜热×产品的重量
(3)产品由冰点→冻藏温度时释放热量
冻结产品的比热×产品的重量×降温度数
4.2、维持冷藏库需要的热量(即冷库漏热)
漏热=(导热系数×24×外壁面积×内外温差)/绝热材料厚度
4.3、其他热源:
电灯、马达、操作人员等
4.4、另加10%的安全系数
四、果蔬速冻加工工艺
1、工艺流程:
原料选择-----采收运输-----整理------烫漂或浸渍------冷却-----沥水-----装盘(或直接进入传网带)----预冷----速冻------包装----冻藏-----运销
2、操作要点
(1)原料选择:
品种优良、成熟度适当、鲜嫩、整齐、无农药及微生物污染等。
一般含水分和纤维多的品种对冷冻的适应能力差,而水分少、淀粉多的品种对冷冻的适应力强。
(2)采收运输:
采收要细致、避免机械伤、采后立即运回、避免震动及日晒、雨淋等
(3)原料整理:
运回后尽快加工,主要是清洗、挑选、去皮、去核、去筋及适当切分等。
为防止变色:
用清水或0.2%NaHS03、1%食盐。
0。
5%柠檬酸浸泡,菜花、豆角要在2--3%的盐水中浸泡15---20min以将其内部的小虫驱除,也可将原料浸入0.5—1%的CaCl2液中浸泡10—20min,以增强硬度和脆性。
(4)烫漂:
沸水或蒸汽中短时间内达到半熟成度。
用于蔬菜,以破坏酶活性、杀死微生物、保持蔬菜原有的色泽、同时排除组织内所含的空气、保存维生素等。
然后冷却至10℃左右,烫漂时注意铁锅引起的变色,烫漂后沥干水分防止结块。
烫漂温度95—100℃,处理时间为几秒—几分钟,如
青菜、小白菜0.1—1min、菜豆、豌豆1.5—2min、荷兰豆1—1.5min、菜花、土豆块、冬笋块、青豆2---3min,莴苣3-4min、蘑菇3---5min
(5)浸渍糖液:
在果品速冻中应用,其作用为:
A:
相同的低温状态下糖液的冻结膨胀率比水小,加糖后可以减轻冰晶对水果内部组织的破坏作用;
B:
消除酶的活力;
C:
防止干耗;
D:
糖液形成的“糖衣”可有效控制水果被氧化(糖的还原性);
E:
防止芳香成份的“挥发”
H:
保持水果的原有品质及风味;
一般糖液浓度为30—50%,可结合加入柠檬酸0.3—0.5%,VC或VC为0.1%等以防止水果褐变,糖液浓度太大会使果肉收缩,但保护作用加强。
(6)预冷和速冻
经前处理的原料可预冷至0℃以利于加快冻结,有的有专用的预冷段工艺或在其他冷库中进行。
速冻温度-30~-35℃、风速3-5m/s、小于30min通过最大冰点生成区,冻结中心为-15~-18℃,90%水份原地结成细小冰晶,此称为速冻果蔬,冰晶分布均匀,具有新鲜品质且营养与色泽良好。
(7)包装:
冻结后进行包装入库。
主要以先冻后藏,但部分蔬菜如叶菜类为避免破碎可以先包装后冻结
为防止干耗和褐变,部分产品如蘑菇可以包冰衣,即将产品倒入≤5℃的水中,然后很快的捞出,而形成一层冰衣,
包装可用袋、托盘、盒、杯等,大小不等以产品性质而定,
此工艺应在低温下进行,即≤-5℃下包装,一般冻结在于-2~-4℃会发生重结晶。
(8)冻藏:
温度≤-18℃,稳定的温度和湿度
温度波动过大,易出现再结晶且冰晶体增大,损伤组织而使解冻后汁液流失增多,产品质量下降,冻藏时间10—12个月以上,部分产品可达2年。
(9)运输销售:
低温冷链
(10)解冻:
结合烹调及自然融化解冻,一般0~-5℃下的时间太长会引起果蔬变色变味,但是解冻介质温度不超过10-15℃为宜。
五、实例:
草莓的速冻菠菜速冻
六、速冻果蔬产品质量控制:
GMPgoodmanufacturingpractice
HACCP:
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