低温工艺在食品中的应用

1．低温工艺的应用 降温可以延长微生物繁殖一代所需时间(代期)，例如大肠杆菌37℃时为17—21分，20℃时则延为60分，因而有显著抑菌作用，-10℃以下能生存的微生物已很少。按照Q10＝K2／K1＝2—3的温度与化学反应速度公式，温度每升降10℃，化学反应速度则至少增加1倍或减至l／2，可见降温对食品中酶促与非酶化学反应速度均可显著减弱。低温还能降低水的蒸气压，因而降低水分活性值，例如纯水在0、一10、一20和一30℃下，aw分别为1．00、0．907、0．823和0．750，因而对延长食品货架寿命也大有好处。上面所提几方面作用，使得低温在食品保藏上很有效而获得广泛应用。此外，低温形成冰晶并使之饱含空气，而在冰淇凌等一类食品生产中得到应用。

2．食品降温方式 制冷工艺一是利用致冷剂。最常用的是冰和食盐加冰，后者在食盐：冰为7．5：92．5、17．5:82．5和29:7l时，温度可分别降至-4．4、-11.0和-20．0℃。其他盐类也可制成此类共融冰，如氯化钙与冰为100：246和100：8l时，温度可降至-9．0和-40．3℃。液氮沸点-196℃，无毒，适于蘑菇、冻虾一类水产品等的速冻。从一195．6℃上升至一18℃，每kg液氮将吸热409Kj(包括潜热200kJ，显热209kJ)，可使食品在1—3分钟内冻结。固体CO2(干冰)也常用作超低温制冷剂，比液氮花费少，沸点-78．5℃。有人也在研究食用级氟利昂作为直接制冷剂的可能性。另一降温方式为冷冻机械法。包括①用一次冷媒或二次冷媒的常用降温法。②用一30℃冷风、风速4—5m／s的吹风冻结法和风速1．5—2m／s的半吹风冻结法。③用降温金属板夹层接触食品不断移动的接触冻结法等。

3．冷冻与解冻对食品质量的影响 食品冷冻是一个过程。温度降至-l一-5℃称冰晶生成带，食品中水结冰率为85％如果冷冻缓慢，在此温度带滞留时间长，则食品中冰晶体积大而数量少。冰晶直径×长度(μm)，数秒、1．5分、40分和90分钟，分别为l一5×5—10、0—2×20一50、5一100×100以上和50一200×200以上μm。冰晶数量分别为无数、多数、少数和很少。温度降至-8一-12℃、-18℃和-30℃，分别称为冻结带、冷冻带和冷冻保存带，食品中水分结冰率分别达到90％、＞98％和100％。可见食品如果缓慢冻结，则其中生成的冰晶少，体积大，压迫周围组织，以至食品细胞损伤溃破，未结冰水分向冰晶集中，造成食品局部脱水，成分浓缩，pH改变。这些对食品质量不利的作用，均可由迅速降温，迅速通过冰晶生成带而得以避免。除此之外，食品冻结后体积膨胀率可达9％，其中所包含气体膨胀率更大，所以融解时以温度不高，缓慢融化为宜，否则将造成汁液流失，影响质量。例如冻肉l℃48小时、10℃25h和25℃20小时，肉汁液耗损量分别为1．76、3．27和4．22％，肌肉组织状态前二者可完全恢复，后者则只能大部分恢复。综上所述可见，食品冻结与解冻的合理工艺应是急冻缓化。所谓急冻一般是指30分钟内使食品降至-5℃以下，或-5℃冰层以每小时5—20cm速度向食品中心部推进。缓化指在0—10℃下完全融解。此外，食品冻结过程还可因降温、局部脱水及pH改变而发生蛋白质变性，是要利用还是要防止，视食品工艺目的而异。谷氨酸脱羧酶、糖原磷酸分解酶等酶类和糖甘油等多醇类有减缓蛋白质变性作用。

4．低温工艺的食品卫生问题：①选定适宜的低温范围。对低温工艺食品卫生的着眼点是降温范围适应食品产储运销中食品卫生需要。不耐藏食品一般应一直处于低温下，保持连续低温，通称冷链，其基本依据是质量耐受的适宜温度和时间，简称TTT。为此，提倡各食品企业根据自己的业务需要，经调查研究，编制包括所生产经营食品的TTT图表，用来监测食品的正确低温工艺要求。一般来讲，10℃以下一切病原性与非病原性微生物生长繁殖已大大减弱，代期明显加长，抑菌作用已很明显；0℃以下一般微生物已不能繁殖，也不能分解食品；-10℃以下能生存的微生物已极有限，但个别嗜冷菌仍可繁殖，仍不能达到无菌水平。低温下影响食品卫生质量的主要因素是脂肪氧化，肉类的超期氧化，鱼类的“油烧”，在-20一-30℃才可有效抑制，此时遮光、断氧、防止污染及金属离子触媒有重要作用。②用冰制冷时，结冰用 水应符合饮用水卫生要求。冰融解水不得滴落浸渍食品。必要时可在食品表面挂冰，即在肉鱼冷冻之后，再在表面淋水冻一层冰膜，有时挂冰水中还可添加糊料、异抗坏血酸等，既可减少食品干耗减重，又可增强保藏效果。③冷藏设备的冷媒如氨、氯化钠、氯化钙、氟利昂等不得外泄。要检修管道，保持密闭。注意防鼠、除臭、防霉以及人员、货品出入污染。④食品冷藏库应建立卫生制度，如货品先入先出，定期与出入库检质，不超期存放，严格控制并记录温湿度等。⑤导热良好的器物或食品表层，如金属、油漆、橡胶、蜡纸、蛋壳、硬糖等，均可因温度骤变而发生结露(凝结水)现象，造成食品局部水分增多以至污染，而致食品腐败、霉变，可见于粮仓顶部、蜡纸包装面包、低温下运进的鲜蛋等，须用适当苫、垫等隔热。

表9-1 一些食品适宜冷藏条件

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│ 食品名称│ 温度℃ │ 湿度％ │ 保藏期限 │

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│ 鲜 肉 │ 1—-1 │ 60—85 │ 10—20日 │

│ 鲜 鱼 │ 0-l │ 95-98 │ l—2日 │

│ 鲜 蛋 │ —2 │ 85-88 │ 数月 │

│ 鲜 奶 │ l-2 │ 70-75 │ l-2日 │

│ 菠 菜 │ 0 │ 90—95 │ 10—14日 │

│ 黄 瓜 │ 7—10 │ 90-95 │ 10-14日 │

│ 西红柿 │ 0 │ 85—‘90 │ 7日 │

│ 柿子椒 │ 7—10 │ 85- 90 │ 8-10日 │

│ 胡萝卜 │ 0 │ 90-95 │ 4—5月 │

│ 甘 薯 │ 13—16 │ 90-95 │ 4-6月 │

│ 马铃薯 │ 3—10 │ 85—90 │ 5—8月 │

│ 菜 豆 │ 3 │ 85-90 │ 8-10日 │

│ 西 瓜 │ 2-5 │ 85-90 │ 2—3周 │

│ 香 蕉 │ 13 │ 85-95 │ 6-10日 │

│ 葡 萄 │ 0-0．5 │ 85-90 │ 3—8周 │

│ 桔 子 │ 0-3 │ 85—90 │ 3—4周 │

│ 桃 │ 0 │ 85—90 │ 2—6月 │

│ 苹 果 │ 0 │ 85-90 │ 4—6月 │

│ 冻 肉 │ -10—-18 │ 96-100 │ 数月 │

│ 冻 鱼 │ -9—-18 │ 95-98 │ 数月 │

│ 冰 蛋 │ —10 │ 85-90 │ 数月 │

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附：猪肉经冷却至0一4℃，空气温度-18和-23℃，气流1．5—2m／s，肉内达-15℃，需72和24小时。又猪肉厚度15cm以内，在-15℃、-23．3℃和-29℃下，杀死旋毛虫时间分别为20天、10天和6天。