冷冻技术原理.ppt

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1、第四章冷冻技术保藏原理与食品冷冻工艺第一节冷冻技术保藏原理第二节食品冷冻过程第三节食品冷冻方法及设备第四节食品冻藏第五节食品的解冻方法及设备第一节冷冻技术保藏原理一、低温与微生物的控制（一）低温与微生物的关系降低温度能减缓微生物生长和繁殖的速度和酶活性，这就是冷藏和冻结冷藏的依据。当温度降低到微生物最低生长温度时，它们就停止生长并出现死亡。值得注意的是，低温可以减缓微生物的生长和活力，并可使部分细菌死亡，但死亡速度比在高温下缓慢得多。仅依靠冷是不能使食品杀菌。不同微生物对低温的敏感性不同，许多嗜冷

2、菌和嗜温菌的最低生长温度低于0℃，有的可达-8℃。长期处在低温中的微生物能产生新的适应性，这是长期低温培育中自然选育后形成了能适应低温的菌种。这种微生物对低温的适应性可以从微生物生长时出现的滞后期缩短的情况加以判断滞后期是微生物接种培养后观察到有生长现象时所需的时间。为此，长期处于冻结状态的食品解冻过程中，残存的微生物常会快速恢复生长。表4-2微生物生长的适应性（二）低温导致微生物活力减弱和死亡的原因1微生物代谢失调微生物的生长繁殖是酶活动下物质代谢的结果。温度下降，酶的活性将随之下降，使得物质代谢

3、过程中各种生化减缓，因而微生物的生长繁殖就逐渐减慢。在正常情况下，微生物细胞内各种生化反应总是相互协调一致。但各种生化反应的温度系数Q10各不相同，因而降温时这些反应将按照各自的温度系数减慢，破坏了各种反应原来的协调一致性，影响了微生物的生活机能。温度降得愈低，失调程度也愈大，从而破坏了微生物细胞内的新陈代谢，以致它们生活机能受到了抑制甚至达到完全终止的程度。（二）低温导致微生物活力减弱和死亡的原因2、细胞内原生质稠度增加一方面，温度下降时微生物细胞内原生质粘度增加，胶体吸水性下降，蛋白质分散度改变

4、，并且最后还导致了不可逆性蛋白质凝固，从而破坏了生物性物质代谢的正常运行，对细胞造成了严重损害。另一方面，冷却时介质中冰晶体的形成就会促使细胞内原生质或胶体脱水，胶体内电解质浓度的增加常会促使蛋白质变性。微生物细胞失去了水分就失去了活动要素，于是它的代谢机能就受到抑制。（二）低温导致微生物活力减弱和死亡的原因3、冰晶体引起的机械伤害细胞内外冰晶体的形成和增大还会使微生物细胞遭受到机械性破坏。一般冰晶体越大，细胞膜越易破裂，从而造成细胞死亡；冰晶体越小，细胞膜损伤小。（三）影响微生物低温致死的因素低温

5、冷却和贮存的微生物并不一定完全死亡，决定于：1、温度高低☞在冰点左右，特别在冰点以上，微生物仍然具有一定的生长繁殖能力，虽只有部分能适应低温的微生物和嗜冷菌逐渐增长，但最后会导致食品变质。对低温不适应的微生物则逐渐死亡。这就是高温冷藏食品时仍会出现不耐久藏的原因。☞稍低于生长温度或冻结温度时对微生物的威胁性最大，一般为-1～-12℃,尤以-2～-5℃为最甚，此时微生物的活动会受到抑制或几乎全部死亡。☞温度冷却到-20℃～-25℃时，微生物细胞内所有酶的反应实际上几乎全部停止，并且还延缓了细胞内胶质体

6、的变性，因而此时微生物的死亡比在-8～-10℃时就缓慢得多表4.3不同温度和贮藏期的冻鱼中细菌含量（三）影响微生物低温致死的因素2、降温速度☞食品冻结前，降温愈速，微生物的死亡率也愈大。这是因为迅速降温过程中，微生物细胞内新陈代谢时原来协调一致的各种生化反应未能及时迅速重新调整，并和温度变化情况相适应所致。☞食品冻结时情况恰好相反，缓冻将导致大量微生物死亡，而速冻则相反。这是因为▶缓冻时一般食品温度长时间处于-1～-12℃（特别在-2～-5℃），并形成量少粒大的冰晶体，对细胞产生机械性破坏作用，还促

7、进蛋白质变性，以致微生物死亡率相应增加。▶速冻时，在对细胞威胁性最大的温度范围内停留的时间甚短，同时温度迅速下降到-18℃以下，能及时终止细胞内酶的反应和延缓胶质体的变性，故微生物的死亡率也相应降低。一般情况下，食品速冻过程中微生物的死亡数仅为原菌数的50%左右。（三）影响微生物低温致死的因素3、结合水分和过冷状态☞急速冷却时，如果水分能迅速转化成过冷状态，避免结晶并成为固态玻璃质体，这就有可能避免因介质内水分结冰所遭受到的破坏作用。☞当微生物细胞含有大量结合水分时，介质极易进入过冷状态，不再形成冰

8、晶体，这将有利于保持细胞内胶质体的稳定性。若和生长细胞相比，细菌和霉菌芽孢中的水分含量就比较低，而其中结合水分的含量就比较高，因而它们在低温下的稳定性也就相应地较高。（三）影响微生物低温致死的因素4、介质☞高水分和低pH值的介质会加速微生物的死亡，而糖，盐，蛋白质、胶体、脂肪对微生物则有保护作用。☞冻结或冰冻介质最易促使微生物死亡。对0℃下尚能生长的微生物也是这样。☞-8～-12℃温度下，因介质内有大量水分转变成冰晶体，对微生物的破坏作用特别显著。☞在温度更低的冻结或