凍結溫度曲線

凍結溫度曲線

食品凍結溫度曲線是食品在冷卻凍結過程中,食品溫度與所經歷的時間關係曲線。

中文名稱凍結溫度曲線
英文名稱frozen temperature curve
定  義凍結過程中食品溫度與時間的關係曲線。
套用學科水產學(一級學科),水產品保鮮及加工(二級學科)

基本介紹

  • 中文名:凍結溫度曲線
  • 外文名:frozen temperature curve
定義,含義,影響,

定義

在食品冷卻、凍結的不同溫度階段中,放出的熱量是不均衡的。當食品剛被冷卻時,食品的溫度下降較快,但降至某一溫度時,食品中的水分開始凍結,並形成冰晶,這個溫度即為食品的凍結點,也稱為冰點。當食品繼續被冷卻時,其冷量主要用來奪取食品中大部分水分凍結成冰時所放出的大量潛熱,因此,在較長時間內食品的溫度幾乎恆定,曲線呈水平狀態,這段溫度區間通常在-1~-5℃,稱為最大冰晶生成帶(zone of maximum crystallization)。此後,食品溫度又快速下降,直至凍結結束。
食品凍結過程任何水溶液的冰點都低於純水的冰點0℃,這一自然現象稱為冰點降低。降低的程度取決於溶質的性質和濃度。新鮮食品中的水分一般占2/3,最高達95%以上,水中溶有糖、酸、礦物質以及膠體物質,所以食品的冰點均在 0℃以下。凍結過程是食品中水分不斷凍結成凍的過程。隨著溫度的降低,水分由液相轉變為固相的變化可以用凍結曲線表示。冰晶大小和膠體濃縮是影響凍結食品質量的重要因素。

含義

凍結曲線食品在緩慢凍結的過程中,水分隨溫度而變化。以牛肉薄片的凍結曲線為例,圖中右側斜線表示冰點總水分的百分率)。①當溫度降到冰點時,肉中的水並不立即凍結,待溫度降到足以出現晶核後,才開始向固相轉變,而且釋放出凍的熔化潛熱,使溫度回升到冰點。這一現象稱為過冷,回升前的溫度稱為過冷溫度。②其後,牛肉中的純水由外向內凍結成凍的結晶。在水不斷凍結並釋放潛熱的一段時間內,溫度保持恆定,與此同時,水中的溶質因水分減少而相應濃縮。③隨著水溶液中溶質濃度的增加,按照冰點降低的原理,出現新的冰點。新冰點低於原來的冰點,因而牛肉的溫度逐漸下降。因溫度的繼續降低,水分不斷凍結,溶液進一步濃縮,冰點再一次降低。④上述②和③的現象交替重複,直到濃縮溶液中的殘留水分基本凍結。食品的種類繁多,其化學成分各不相同,但凍結曲線相似,僅冰點高低有些出入。
冰晶和膠體各種固態食品無論是肉禽魚貝還是蔬菜水果,都是由細胞組成的。細胞內有膠體狀態的原生質,水分以游離狀態存在於細胞間隙和原生質之中。當食品開始凍結時,細胞間隙和膠體親和力較弱的水首先結成冰晶,其後逐漸長大。冰晶的大小決定於結晶的快慢,溫度越低,凍結越快,形成的冰晶愈多,冰晶就愈小。反之,冰晶越大。要得到高質量的凍結食品,必須採用速凍工藝,使食品整個組織中的水都形成均一的微小冰晶;解凍後,其膠體物質能重新吸水恢復原狀。否則,緩慢凍結形成的大冰晶會刺破細胞膜,解凍以後,汁水流失,組織軟爛,失去原來的新鮮度。食品在凍藏期間,溫度應保持恆定,如波動幅度過大,每當溫度高於冰點時,小結晶融化成水,大結晶只部分融化;待溫度降到冰點以下時,小冰晶融成的水,以大冰晶為晶核,使大冰晶長得更大。

影響

緩慢凍結對成品的不良影響,除大冰晶的危害以外,還有膠體的濃縮問題。當膠體中電解質濃縮到一定程度時,膠體即產生不可逆的化學反應,以致解凍以後出現蛋白質凝固等現象,不能恢復原來的膠體狀態。水結為冰晶和膠體濃度是同時發生的,並且都是影響食品質量的重要因素。因此在許多國家的食品法、食品法規或食品標準中都規定了各種凍藏食品必須在特定的時間內快速凍結。

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