《食品冷凍冷藏原理與技術》全面系統(tǒng)地介紹了食品冷凍冷藏基礎理論、基本原理和實用技術,全書共分7章。前5章闡述了食品冷凍冷藏所涉及的基礎理論和基本原理,內(nèi)容包括食品冷凍冷藏的生物化學基礎、物理化學基礎、物性學基礎、傳熱學基礎和傳質(zhì)學基礎;后2章從技術應用出發(fā),詳盡介紹了食品冷卻、凍結、冷藏、凍藏、解凍的工藝技術和裝置。
《食品冷凍冷藏原理與技術》可供食品科學與工程、農(nóng)(水)產(chǎn)品加工及儲藏工程、制冷與低溫技術、冷凍凍藏技術等專業(yè)(專業(yè)方向)的本科生、研究生或教師作為專業(yè)教材或教學參考書使用,也適于食品冷凍冷藏相關企業(yè)的工程技術人員閱讀。
食品是人類生命活動不可缺少的物質(zhì)來源。優(yōu)質(zhì)的食品與人的健康有著非常密切的關系。隨著社會的不斷進步、食品工業(yè)的迅猛發(fā)展以及人民生活水平的不斷提高,食品冷凍冷藏技術得到了快速發(fā)展。經(jīng)過多年的探索和研究,人們發(fā)現(xiàn)低溫保鮮方法能最大限度地保持食品原有色、香、味及其外觀、鮮度和營養(yǎng)價值,因此是目前世界上被普遍采用的一種食品保鮮方法。冷凍冷藏食品是經(jīng)過嚴格的原料篩選、加工處理、調(diào)理制作、低溫快速凍結、密封包裝、低溫儲存、運輸和銷售的現(xiàn)代化加工食品,具有安全衛(wèi)生、品質(zhì)優(yōu)良、食用方便、成本較低等優(yōu)點。隨著世界經(jīng)濟一體化,各國對食品品質(zhì)和安全的要求也在不斷提高,如何運用現(xiàn)代科學理論和技術研究與解決食品冷凍冷藏過程中出現(xiàn)的質(zhì)量問題和安全問題,完善和開發(fā)滿足不同消費需求的食品冷加工工藝和設備,建設完善可靠、規(guī)范管理的食品冷藏鏈,提高冷加工食品品質(zhì)控制水平,全面提升我國食品品質(zhì),適應國內(nèi)外市場需求是冷凍冷藏食品行業(yè)面臨的重要課題。為此,我們編寫了《食品冷凍冷藏原理與技術》一書,全面系統(tǒng)地介紹了食品冷凍冷藏的基礎理論、基本原理和應用技術,可供食品科學與工程、農(nóng)(水)產(chǎn)品加工及儲藏工程、制冷與低溫技術、冷凍凍藏技術等專業(yè)(專業(yè)方向)的本科生、研究生或教師作為專業(yè)教材或教學參考書使用,也適于食品冷凍冷藏相關企業(yè)的工程技術人員閱讀。
全書共分7章。前5章重點闡述了食品冷凍冷藏所涉及的基礎理論和基本原理,包括食品冷凍冷藏的生物化學基礎、物理化學基礎、物性學基礎、傳熱學基礎和傳質(zhì)學基礎。后2章從技術應用出發(fā),主要介紹了食品冷卻、凍結、冷藏、凍藏和解凍的工藝技術及其裝置。第1~第4章由關志強編寫;第5章由蔣小強編寫;第6章(第1、第4節(jié))、第7章由李敏編寫;第6章(第2、第3節(jié))由葉彪編寫。全書由關志強主編和統(tǒng)稿。博士研究生宋小勇、碩士研究生王秀芝、郭勝蘭、鄭立靜為本書的編寫做了大量的編譯和校對工作。
由于編者水平有限,書中難免存在不妥之處,懇請同行專家和各界讀者提出寶貴意見。
第1章 食品冷凍冷藏的生物化學基礎
1.1 食品原料的基本構成
1.2 食品原料的化學組成
1.3 新鮮天然食物組織的生物化學
1.4 食品冷凍冷藏基本原理
復習思考題
第2章 食品冷凍冷藏的物理化學基礎
2.1 水溶液的基本性質(zhì)
2.2 水溶液的凍結特性
2.3 食品原料中的水分活度
2.4 食品原料的玻璃態(tài)轉化
2.5 分子流動性與食品穩(wěn)定性和加工工藝
2.6 水和溶液的結晶理論
2.7 食品貨架壽命的預測
復習思考題
第3章 食品冷凍冷藏的物性學基礎
3.1 水和冰的熱物理性質(zhì)
3.2 食品材料的密度
3.3 食品材料的比熱容
3.4 食品材料的焓值
3.5 食品材料的熱導率
3.6 食品材料的熱擴散率
3.7 食品材料熱物理性質(zhì)的測量
復習思考題
第4章 食品冷凍冷藏的傳熱學基礎
4.1 食品冷卻的傳熱方式
4.2 食品冷卻過程的傳熱計算
4.3 食品凍結過程的傳熱問題
4.4 食品凍結時間的計算
4.5 食品凍結和解凍時間的數(shù)值計算
復習思考題
第5章 食品冷凍冷藏的傳質(zhì)學基礎
5.1 分子擴散傳質(zhì)
5.2 對流傳質(zhì)
5.3 冷凍干燥原理
5.4 食品中的水分轉移
復習思考題
第6章 食品凍結和凍藏工藝
6.1 食品凍結和凍藏時的變化
6.2 食品凍結特性和凍結裝置
6.3 食品凍結和凍藏工藝
6.4 食品的解凍
復習思考題
第7章 食品冷卻和冷藏工藝
7.1 食品冷卻和冷藏時的變化
7.2 食品冷卻方法和裝置
7.3 食品冷卻和冷藏工藝
復習思考題
主要參考文獻
(1)冷凍速率對食品玻璃化保存的影響
圖2-30給出了不同冷凍速率到達玻璃化的路徑。在極低的冷凍速率下,體系玻璃態(tài)轉化的路徑是沿著液固平衡線Tm不斷析出冰晶直至低共熔點,再沿圖中虛線所示到達T線,這就是最大凍結濃縮溶液玻璃態(tài)轉化路徑。在極高的冷凍速率下,體系玻璃態(tài)轉化的路徑是不沿著液固平衡線Tm而遠離平衡態(tài),在幾乎不出現(xiàn)冰晶的情況下,即在與聚合物溶液初始濃度幾乎相等的狀態(tài)下達到玻璃態(tài)轉化溫度,并隨著冷凍降溫的繼續(xù)而實現(xiàn)體系的完全玻璃態(tài)轉化,這就是完全的整體玻璃態(tài)轉化路徑。上述兩種玻璃態(tài)轉化的路徑是假設在兩個極端的冷凍速率條件下描述的,實際操作中是難以實現(xiàn)的。但從上述的分析中可以看出,提高冷凍速率有利于體系結晶的減少,而所需的玻璃態(tài)儲藏溫度卻要降低。所以,實際生產(chǎn)中采用的冷凍速率介于兩者之間,即采用圖2-30中的中等冷凍速率或最佳冷凍速率,此時,雖然體系也形成冰晶,但由于冷凍速率高于最大凍結濃縮溶液玻璃態(tài)轉化相對應的冷凍速率,在相同溫度下體系的冰晶量就會低于最大凍結濃縮溶液玻璃態(tài)轉化時的冰晶含量,所需的玻璃態(tài)儲藏溫度也介于上述兩種極端情況之間,這種情況也屬于部分結晶的玻璃態(tài)轉化。
對于含水量較高的食品,只能借助于部分結晶的玻璃態(tài)轉化方法實現(xiàn)食品的保存。但由于部分結晶的同時存在著濃縮現(xiàn)象,又將導致冷凍食品的未凍結部分的不穩(wěn)定。例如,蔗糖溶液的Tg‘約為-45℃,葡萄糖溶液和麥芽糖溶液的Tz’約為-50~-40℃,而現(xiàn)在商業(yè)冷凍食品的儲藏溫度T通常為-18℃,由于儲藏溫度高于Tg‘意味著被濃縮的部分仍處于無定形態(tài)或橡膠態(tài),溶質(zhì)分子鏈仍能自由運動,擴散系數(shù)比較大,各種溶質(zhì)分子的反應速率較快,體系處于不穩(wěn)定狀態(tài),這就是碳水化合物型速凍制品在凍藏時仍會發(fā)生褐變現(xiàn)象的主要原因之一。褐變作用不僅影響冷凍食品的外觀,而且其風味與營養(yǎng)價值也降低。
對于速凍食品,由于快速通過最大冰晶生成的溫度區(qū)域,冰晶的生成量較少,體系沒有達到最大凍結濃縮狀態(tài),導致大量的未凍溶液在Tg’處玻璃化。在較高的儲藏溫度(-18℃)、較大的溫度波動或較長的儲藏時間下,未凍結水仍會出現(xiàn)冰晶體結構,再結晶速率增大,出現(xiàn)所謂的反玻璃化現(xiàn)象(對應的溫度稱為反玻璃態(tài)轉化溫度),并且隨著儲藏時問的延長,冰晶體會不斷長大,直至食品體系達到最大冷凍濃縮狀態(tài)為止。冰晶體的再次出現(xiàn)、長大,會破壞細胞的結構,從而導致凍結食品品質(zhì)下降,貨架壽命縮短。
……