1、果蔬速冻果蔬速冻 的全面研究第一节 果蔬冷冻基本原理 第二节 速冻果蔬生产技术 第三节 果蔬速冻方法和设备 第四节 速冻果蔬的营销 果蔬冷冻基本原理第一节 果蔬冷冻基本原理一、果蔬的冻结1冻结过程食品冷冻的过程即采取一定方式排除其热量，使食品中水分冻结的过程，水分的冻结包括降温和结晶两个过程。果蔬由原来的温度降到冰点，其内部所含水分由液态变成固态，这一现象即为结冰，待全部水结冰后温度才继续下降。果蔬冷冻基本原理 港 华 冷 库 -（ 1）降温 纯水在冷冻降温过程中，常出现过冷现象，即温度降到冰点（ 0 ）以下，而后又上升到冰点时才开始结冰（图 3-1）。在过程 abc中，水以释放显热的方式降温
2、；当过冷到 c点时，由于冰晶开始形成，释放的相变潜热使样品的温度迅速回升到 0 ，即过程 cd， 在过程 de中，水在平衡的条件下，继续析出冰晶，不断释放大量的固化潜热。在此阶段中，样品温度保持恒定的冻结温度 0 ；当全部的水被冻结后，固化的样品才以较快速率降温（ ef段）。 图 3-1 纯水的冻结曲线 果蔬冷冻基本原理在食品的冷冻降温过程中，也会出现过冷现象，但这种过冷现象的出现，随着冷冻条件和产品性质的不同有较大差异，并且果蔬中的水呈一种溶液状态，其冰点比水低，一般果蔬食品的冰点温度通常在 -3.8 0 之间，所以其冻结曲线与纯水的冻结曲线有较大差异（图 3-2）。 图 3-2 不同冻结速
3、率下食品的冻结曲线（ S=过冷点） 果蔬冷冻基本原理（ 2）结晶 食品中的水分由液态变为固态的冰晶结构，即食品中的水分温度在下降到过冷点之后，又上升到冰点，然后开始由液态向固态的转化，此过程为结晶。结晶包括两个过程：即晶核的形成和晶体的增长。 晶核的形成。在达到过冷温度之后，极少一部分水分子以一定规律结合成颗粒型的微粒，即晶核，它是晶体增长的基础。 港华冷库 - 晶体的增长。指水分子有秩序地结合到晶核上面，使晶体不断增大的过程。果蔬冷冻基本原理食品的冻结曲线（图 3-2）显示了食品在冻结过程中温度与时间的关系。 AS阶段为降温阶段，食品经过过冷现象，此间温度下降放出显热。 BC阶段为结晶阶段，
4、此时食品中大部分水结成冰，整个冰冻过程中大部分热量（潜热）在此阶段放出，降温慢、曲线平坦。 CD阶段为成冰到终温，冰继续降温，余下的水继续结冰。 如果水和冰同时存在于 0 下，保持温度不变，它们就会处于平衡状态而共存。如果继续由其排除热量，就会促使水转换成冰而不需要晶核的形成，即在原有的冰晶体上不断增长扩大。如果在开始时只有水而无晶核存在的话，则需要在晶体增长之前先有晶核的形成，温度必须降到冰点以下形成晶核，而后才有结冰和体积增长。晶核是冰晶体形成和增长的基础，结冰必须先有晶核的存在。晶核可以是自发形成的，也可以是外加的，其他的物质也能起到晶核的作用，但是它要具有与晶核表面相同的形态，才能使水
5、分子有序地在其表面排列结合。 果蔬冷冻基本原理2果蔬的冰点 产品种类 冰点温度 / 产品种类 冰点温度 /芦笋花椰菜甘蓝卷心菜胡萝卜芹菜李梨杏桃-0.60-0.60-0.80-0.90-1.40-0.50-1.55-1.50-2.12-1.31甜玉米豌豆番茄洋葱蘑菇黄瓜葡萄草莓柑橘苹果-0.60-0.60-0.50-0.80-0.90-0.50-3.29-0.85-1.03-1.40表 3-1 各种果蔬的冰点温度 果蔬冷冻基本原理3水分的冻结率冻结终了时食品中水分的冻结量称冻结率。可以近似地表示为K =100（ 1-td/ts）式中 K 食品冻结率，td 食品冻结点， ts 食品温度， 食品的
6、冻结率与温度、食品的种类有关，温度越低，食品冻结率越高，不同种类的食品即使在相同温度下也有不同的冻结率。如表 3-2所示。 果蔬冷冻基本原理品 名食品温度 /-1 -2 -3 -4 -5 -6 -10 -15 -18 -20 -25 -30番茄 30 60 70 76 80 82 88 90 91 91.5 93 95洋葱 10 50 65 71 75 77 83.5 87.5 89 90 92 93大豆，胡萝卜 0 28 50 58 64.5 68 77 83 84 85 87 90苹果，梨，马铃薯 0 0 32 45 53 58 70 78 80.2 82 85 87葡萄 0 0 20 3
7、2 41 48 65.5 72 75 77 80 83樱桃 0 0 0 20 32 40 58 67 71 72 74 76表 3-2 一些果蔬在不同温度下的水分冻结率 单位： % 果蔬冷冻基本原理通常食品的温度需下降到 -55 -65 左右 ,全部水分才会凝固 ,从冻结成本考虑 ,工艺上一般不采用这样的低温 ,在-30 左右 ,食品中大部分水分能够结晶 ,结晶水分主要为游离水 ,在此温度下冻结食品 ,已经达到冷冻贮藏要求。在冻结过程中，多数食品在 -1 -5 温度范围内，大部分游离水已形成冰晶，一般把这一温度范围称食品最大冰晶生成区。 果蔬冷冻基本原理二、冻结速度和冰晶分布1冻结速度的表示方
8、法（ 1）按时间划分 食品中心温度从 -1 降到 -5 所需要的时间，在 30分钟内为快速冻结，超过 30分钟为慢速冻结，之所以选择 30分钟是因为在这样的冻速下冰晶对组织影响最小。（ 2）按距离划分 每小时食品在 -5 的冻结层从食品表面向内部延伸的距离为 5 20cm时称为快速冻结； 15cm/h称为中速冻结； 0.1 1cm/h为慢速冻结。 果蔬冷冻基本原理2冻结速度与冰晶分布（ 1）速冻 速冻是指食品中的水分在 30分钟内通过最大冰晶生成区而结冻，在速冻条件下，食品降温速度快，食品细胞内外同时达到形成晶核的温度条件，食品降温速度快，食品细胞内外同时达到形成晶核的温度条件，晶核在细胞内外
9、广泛形成，形成的晶核数目多而细小，水分在许多晶核上结合，形成的晶体小而多，冰晶的分布接近于天然食品中液态水的分布情况。由于晶体在细胞内外广泛分布，数量多而小，细胞受到压力均匀，基本不会伤害细胞组织，解冻后产品容易恢复到原来状态，流汁量极少或不流汁，能够较好地保存食品原有的质量。果蔬冷冻基本原理（ 2）缓冻 缓冻是指不符合速冻条件的冷冻。食品在缓冻条件下，降温速度慢，细胞内外不能同时达到形成晶核的条件，通常在细胞间隙首先出现晶核，晶核数量少，水分在少数晶核上结合，形成的晶体大，但数量少。由于较大的晶体主要分布在细胞间隙中，致使细胞内外受到压力不均匀，易造成细胞机械损伤和破裂，解冻后，食品流汁现象
10、严重，质地软烂，质量严重下降。 果蔬冷冻基本原理3.重结晶由于温度的变化，食品反复解冻和再冻结，会导致水分的重结晶现象。通常当温度升高时冷冻食品中细小的冰晶体首先熔化，冷冻时水分会结合到较大的冰晶体上，反复的解冻和再冷冻后，细小的冰晶体会减少乃至消失，较大冰晶体会变得更大，因此对食品细胞组织造成严重伤害，解冻后，流汁现象严重，产品质量严重下降。另一种关于重结晶的解释是当温度上升，食品解冻时，细胞内部的部分水分首先熔化并扩散到细胞间隙中，当温度再次下降时，它们会附着并冻结在细胞间隙的冰晶上，使之体积增大。可见冷冻食品质量下降的原因，不仅仅是缓冻，还有另外一个因素为重结晶，即使采用速冻方法得到的速
11、冻食品，在贮藏过程中如果温度波动大，同样会因为重结晶现象造成产品质量劣变。 果蔬冷冻基本原理三、冷冻对果蔬的影响1冷冻对果蔬组织结构的影响一般来说，冷冻可以导致果蔬细胞膜的变化，即细胞膜透性增加，膨压降低或消失，细胞膜或细胞壁对离子和分子的透性增大，造成一定的细胞损伤，而且缓冻和速冻对果蔬组织结构的影响也是不同的。另外，果蔬在冷冻时，通常体积膨胀，密度下降4 6，所以在包装时，容器要留有空间。在缓冻条件下，晶核主要是在细胞间隙中形成，数量少，细胞内水分不断外移，随着晶体不断增大，原生质体中无机盐浓度不断上升，最后，细胞失水，造成质壁分离，原生质浓缩，其中的无机盐可达到足以沉淀蛋白质的浓度，使蛋
12、白质发生变性或不可逆的凝固，造成细胞死亡，组织解体，质地软化，解冻后流汁严重。果蔬冷冻基本原理在速冻条件下，由于细胞内外的水分同时形成晶核，晶体小，且数量多，分布均匀，对果蔬的细胞膜和细胞壁不会造成挤压现象，所以组织结构破坏不多，解冻后仍可复原。保持细胞膜的结构完整对维持细胞内静压是非常重要的，它可以防止流汁和组织软化。一般认为，冷冻造成的果蔬组织破坏并引起软化流汁，不是由于低温的直接影响，而是由于冰晶形成所造成的机械损伤，由于细胞间隙结冰而引起细胞脱水，原生质破坏，发生质壁分离，破坏了原生质的胶体性质，由于失水而增加了盐类的浓度，使蛋白质由原生质中盐析出来造成细胞死亡，从而失去对新鲜特性的控
13、制能力。据实验观察，果蔬在干冰中速冻，解冻时的流汁现象比 -18 的空气中冷冻要少得多。 果蔬冷冻基本原理2冷冻对果蔬化学变化的影响果蔬原料在降温、冻结、冻藏和解冻期间都会发生色泽、风味和质地的变化，因而影响产品的质量。通常在 -7 的冻藏温度下，多数微生物停止了生命活动，但原料内部的化学变化并没有停止，甚至在商业性的冷藏温度（ -18 ）下仍然发生化学变化。在速冻温度以及 -18 以下的冻藏温度条件下化学物质变化速度较慢。在冻结和冻藏期间常发生影响产品质量的化学变化有：不良气味的产生，色素的降解，酶促褐变以及抗生素的自发氧化等。不良气味的产生是因为在冻结和冻藏期间，果蔬组织中积累的羰基化合物
14、和乙醇等物质产生的挥发性异味，或是含类脂物质较多的果蔬，由于氧化作用而产生异味。试验表明：豌豆、四季豆和甜玉米在冷冻贮藏期间发生了类脂化合物的变化，它们的游离脂肪酸的含量显著增加。 果蔬冷冻基本原理色泽的变化包括两个方面：一方面是果蔬本身色素的分解，如叶绿素转化为脱镁叶绿素，果蔬由绿色变为灰绿色，既影响外观，又降低其商品价值。另一方面是酶的影响，特别是解冻后褐变发生的更为严重，这是由于果蔬组织中的酚类物质（绿原酸、儿茶酚、儿茶素等）在氧化酶和多酚氧化酶的作用下发生氧化反应的缘故。这种反应速度很快，使产品变色变味，影响严重。防止酶褐变的有效措施有：酶的热钝化；添加抑制剂，如二氧化硫和抗坏血酸；排
15、出氧气或用适当的包装密封；排除包装顶隙中的空气等。经冻藏和解冻后的果蔬，其组织发生软化，原因之一是由于果胶酶的存在，使果胶水解，原果胶变成可溶性果胶，从而导致组织结构分解，质地软化。另外，冻结时细胞内水分外渗，解冻后不能全部被原生质吸收复原。也是果蔬组织软化的一个原因。 果蔬冷冻基本原理冷冻保藏对果蔬的营养成分也有影响。冷冻本身对营养成分有保护作用。温度越低，保护程度越高。但是由于原料在冷冻前的一系列处理，如洗涤、去皮、切分、破碎等工序使原料破裂，暴露于空气中，与空气的接触面积大大增加，维生素 C因氧化、水溶而失去营养价值。这种化学变化在冻藏中仍然进行，但速度缓慢得多。因而，冷冻前的热处理（抑
16、制酶的活性）及加入抗坏血酸等措施都有保护营养物质的作用。维生素 B1对热比较敏感，易受热损失，但在冷藏中损失很少。维生素 B2在冷冻前的处理过程中有所降低，但在冷冻贮藏中损失不多。另外，冷冻果蔬中维生素 C常有很大程度的损失。只有在低温并不供给氧气的状况下，维生素 C才比较稳定。 果蔬冷冻基本原理3冷冻对果蔬中酶活性的影响冷冻产品的色泽、风味变化很多是在酶的作用下进行的。酶的活性受温度的影响很大，同时也受 pH和基质的影响。酶或酶系统的活性在高温 93.3 左右被破坏，而温度降至 -73.3 时还有部分活性存在，食品冷冻对酶的活性只是起到抑制作用，使其活性降低，温度越低，时间越长，酶蛋白失活程
17、度越重。酶活性虽然在冷冻冷藏中显著下降，但是并不说明酶完全失活，在长期冷藏中，酶的作用仍可使果蔬变质。当果蔬解冻后，随着温度的升高，仍保持活性的酶将重新活跃起来，加速果蔬的变质。因此，速冻果蔬在解冻后应迅速食用或使用。 果蔬冷冻基本原理研究表明，酶在过冷状况下，其活性常被激发。 因此，在速 冻 以前常采用一些 辅 助措施破坏或抑制 酶 的活性，例如冷 冻 以前采用的漂 烫处 理、浸 渍 液中添加抗坏血酸或柠 檬酸以及前 处 理中采用硫 处 理等。果蔬原料中加入糖浆对冷冻产品的风味、色泽也有良好的保护作用。糖浆涂布在果蔬表面既能阻止其与空气接触，减少氧化机会，也有利于保护果蔬中挥发性酯类香气的散
18、失，对酸性果实可增加其甜味。冷冻加工中常将抗坏血酸和柠檬酸溶于糖浆中以提高其保护效果。经 SO2处理后的果蔬如果再加用糖浆，对风味的保持亦有良好的作用。果蔬冷冻基本原理4冷冻对微生物的影响 任何微生物的生 长 、繁殖及活 动 都有一定的温度范 围，超 过 或低于 这 个温度，微生物的生 长 及活 动 就逐 渐 抑制或被 杀 死。冷 冻 果蔬中微生物的影响主要有两个方面：一方面是造成 产 品 质 量劣 变 或全部腐 烂 ；另一方面是 产 生有害物 质 ，危机人体健康。 低温 导 致微生物活力减弱的原因是：一方面在 较 低温度下微生物 酶 活性下降，当温度降至 -20 -25 时 ，微生物 细 胞
19、内所有 酶 反 应 几乎完全停止。另一方面，微生物 细胞内原生 质 黏度增加，胶体吸水性下降，蛋白 质发 生不可逆凝固 变 性，同 时 冰晶体的形成 还 会使 细 胞遭受到机械性破坏。因而冷 冻 可以抑制或 杀 死微生物。 果蔬冷冻基本原理食品冻结时缓冻将导致大量微生物死亡，而速冻则相反，因为缓冻时食品温度长时间处于 -18 -12 ，易形成少量大粒冰晶体，对细胞产生机械破坏作用，对微生物影响较大。而在速冻条件下，食品在对细胞威胁较大的温度范围内停留时间甚短，温度迅速下降到 -18 下，对微生物影响相对较小。果蔬原料在冷冻前，其条件适宜于微生物的生长繁殖，所以易被杂菌感染，而且原料从准备处理到
20、冷冻之前拖的时间愈长，感染愈重。如原料热处理后降温不够充分就包装冷冻，那么包装材料会阻碍热的传导，使冷却变得缓慢，尤其是包装中心温度下降更慢，在此期间仍会有微生物活动引起败坏作用发生。果蔬冷冻基本原理致病菌在果蔬速冻时随着温度降低其存活率迅速下降，但冻藏中低温的杀伤效应则很慢（见图 3-3）。如果冷冻和解冻重复进行，对细菌的营养体具有更高的杀伤力，但对果蔬的品质也有很大的破坏作用。 图 3-3 冷冻食品中致病菌的存活率 速冻果蔬生产技术第二节 速冻果蔬生产技术一、工艺流程原料选择 预冷 清洗 去皮 切分 漂烫 冷却 沥水 包装 速冻 冻藏 解冻使用二、技术要点1原料的选择速冻对果蔬原料的基本要
21、求：（ 1）耐冻藏，而冷冻后严重变味的原料一般不宜。（ 2）食用前需要煮制的蔬菜适宜速冻，对于需要保持其生食风味的品种不作为速冻原料。 速冻果蔬生产技术2原料的预冷原料在采收之后，速冻之前需要进行降温处理，这个过程称预冷，通过预冷处理降低果蔬的田间热和各种生理代谢，防止腐败衰老。预冷的方法包括冷水冷却、冷空气冷却和真空冷却。3原料的清洗、整理和切分按原料种类特点和加工要求进行清洗、整理和适当切分。4原料的漂烫和冷却通过漂烫可以全部或部分地破坏原料中氧化酶的活性，起到一定杀菌作用。对于含纤维较多的蔬菜和适于炖炒的种类，一般进行漂烫。漂烫的时间和温度根据原料的性质、切分程度确定，通常是 95 10
22、0 ，几秒至数分钟。而对于含纤维较少的蔬菜，适宜鲜食的，一般要保持脆嫩质地，通常不进行漂烫。速冻果蔬生产技术5水果的浸糖处理水果需要保持其鲜食品质，通常不进行漂烫处理，为了破坏水果酶活性，防止氧化变色。水果在整理切分后需要保存在糖液或维生素 C溶液中。水果浸糖处理还可以减轻结晶对水果内部组织的破坏作用，防止芳香成分的挥发，保持水果的原有品质及风味。糖的浓度一般控制在 30 50，因水果种类不同而异，一般用量配比为 2份水果加 1份糖液，加入超量糖会造成果肉收缩。某些品种的蔬菜，可加入 2食盐水包装速冻，以钝化氧化酶活性，使蔬菜外表色泽美观。为了增强护色效果，还常需在糖液中加入 0.1 0.5的
23、维生素 C、 0.1 0.5 柠檬酸或维生素 C和柠檬酸混合使用效果更好（如 0.5左右的柠檬酸和 0.020.05%维生素 C合用），此外，还可以在果蔬去皮后投入 50mg/kg的 SO2溶液或 2 3亚硫酸氢钠溶液浸渍 2 5min， 也可有效抑制褐变。速冻果蔬生产技术6沥水（甩水）原料经过漂烫、冷却处理后，表面带有较多水分，在冷冻过程中很容易形成冰块，增大产品体积，因此要采取一定方法将水分甩干，沥水的方法有两种：（ 1）可将原料置平面载体上晾干。（ 2）用离心机或振动筛甩干。 7包装 （ 1）速冻果蔬包装的方式 速冻果蔬包装的方式主要有普通包装、充气包装和真空包装，下面主要介绍后两种。
24、充气包装。首先对包装进行抽气，在充入 CO2或 N2等气体的包装方式。这些气体能防止食品特别是肉类脂肪的氧化和微生物的繁殖，充气量一般在 0.5以内。 真空包装。抽去包装袋内气体，立刻封口的包装方式。袋内气体减少不利于微生物繁殖，有益于产品质量保存并延长速冻食品保藏期。 速冻果蔬生产技术（ 2）包装材料的特点 耐温性。速冻食品包装材料一般以能耐 100 沸水 30min为合格，还应能耐低温。纸最耐低温，在 -40 下仍能保持柔软特性，其次是铝箔和塑料在 -30 下能保持其柔软性，塑料遇超低温时会硬化。 透气性。速冻食品包装除了普通包装外，还有抽气、真空等特种包装，这些包装必须采用透气性低的材料
25、，以保持食品特殊香气。 耐水性。包装材料还需要防止水分渗透以减少干耗，这类不透水的包装材料，由于环境温度的改变，易在材料上凝结雾珠，使透明度降低。因此，在使用时要考虑到环境温度的变化。 耐光性。包装材料及印刷颜料要耐光，否则材料受到光照会导致包装色彩变化及商品价值下降。 速冻果蔬生产技术（ 3）包装材料的种类 速冻食品的包装材料按用途可分为：内包装（薄膜类）、中包装和外包装材料。内包装材料有聚乙烯、聚丙稀、聚乙烯与玻璃复合或与聚酯复合材料等，中包装材料有涂蜡纸盒、塑料托盘等，外包装材料有瓦楞纸箱、耐水瓦楞纸箱等。 薄膜包装材料。一般用于内包装，要求耐低温，在 -1 -30 下保持弹性；能耐 100 110 高温；无异味、易热封、氧气透过率要低；具有耐油性、印刷性。 硬包装材料。一般用于制托盘或容器，常用的有聚氯乙烯、聚碳酸酯和聚苯乙烯。
