速冻食品加工理论基础.ppt

速冻食品加工的理论基础 速冻食品加工的理论基础 试管婴儿 卵子从母体取出后，培养5-6天形成囊胚，囊胚经过玻璃化冷冻后，随后解冻再进行囊胚移植，将使妊娠率达到60%～70%甚至以上。 速冻食品加工的理论基础 速冻食品是20世纪60年代发展起来的新型食品，由于它具有方便、卫生、价廉质优等优点，故进入70年代后迅速发展，到90年代已成为世界上发展最迅速的食品产业之一。 食品速冻技术是目前国际公认的食品最佳保藏技术, 食品的低温玻璃化保存是近十年发展起来的一门新学科。由于食品是多相、多组分、非均质且是物理化学性质不稳定的极其复杂的系统, 另外在食品冻结和贮藏过程中涉及到生物化学、物理化学等方面的变化，所以目前从整个行业来看，对速冻食品并没有进行很深入很透彻的剖析和研究。 玻璃态及玻璃化转变理论 1966年，White和Cokebread首次讲述了含有糖分的食品的玻璃态及玻璃化转变温度问题。主要包括：在各种含水的食品体系中，玻璃态、玻璃化转变温度、以及玻璃化转变温度与储藏温度的差别，对于食品加工、储藏的安全性与稳定性都是十分重要的。 其中，水作为一种增塑剂，对食品体系的玻璃化转变温度影响很大，食品体系中的含水量越大，其玻璃化转变温度越低，在加工与保藏的过程中其玻璃化也越难实现。以上的有关食品的玻璃态及玻璃化转变温度问题一直以来被看作是“食品聚合物科学”的先导。 近年来，广大食品科学工作者对此也进行了大量的研究，基本思想是：食品材料的分子与人工合成聚合物的分子间具有相似性。如果聚合物分子结构变化了，则其宏观性质也将发生变化，在聚合物科学中，这种结构与性质的关系已经形成较为完善的理论体系。由此我们根据食品材料的状态，就能预测其加工及保藏的性质。 玻璃态、高弹态和粘流态被称为无定形聚合物的三种力学状态。 玻璃态 玻璃态是指当非晶高聚物的温度低于玻璃化转变温度（Tg）时，高分子链段运动既缺乏足够的能量以越过内旋转所要克服的能量壁垒，又没有足够的自由体积，链段运动被冻结，高分子材料失去柔性，成为类似玻璃状的无定形的固体。表现为高分子构象被冻结，体系与环境之间由扩散控制的物质交换及化学反应在动力学上受阻，因而体系具有良好的结构和化学稳定性。 可以预见，如果将食品在其玻璃化温度下保藏，体系中诸如由蛋白质、多糖等具有结构功能性大分子的构象重排所引起的食品质构的变化以及风味物质的散失等现象就会被抑制，从而大大提高食品质构、结构和化学组成的稳定性。 当处于玻璃态的物质温度升高至某一个温度时，链段的运动受到激发，但整个分子链仍处于冻结状态。受到外力作用时，无定形聚合物表现出很大的形变。外力解除后又能恢复原来的状态，这种状态叫做高弹态。 温度继续升高，不仅链段可以运动，整个分子链都可运动，无定形聚合物表现出粘性流动的状态，即粘流态。 随着温度的升高，当聚合物发生由玻璃态向高弹态的转变时，即玻璃化转变，其转变温度为玻璃化转变温度，用Tg表示。 目前，国内外关于冷冻食品低温稳定性的研究焦点是未冻结的冷冻浓缩相的玻璃化转变。冷冻食品中未冻结水的存在加剧了酶促反应和重结晶现象，缩短了食品的货架寿命。在较高的冷藏温度、较大的温度波动和较长的贮存期间下，产品质量的下降会更加严重，尤其是那些含有较多未冻结水，易形成结晶的食品。 但当处于玻璃态时，食品体系具有很高的粘度，分子扩散速率极低，体系处于亚稳态，对酶促反应和重结晶现象都很稳定。因此，可以通过在玻璃化温度以下贮存食品，或提高食品体系的玻璃化温度来缓解冷冻食品品质的劣变。 玻璃化转变温度的测定及预测 要进行食品的玻璃化加工与保藏，就要确定食品体系的玻璃化转变温度值，目前准确的测定玻璃化转变温度通常都是非常困难的，而且所得值通常受样品的组成、样品的热历史、设备类型等试验条件的影响，目前还没有一种简单快捷的方法准确测定某一种物质的玻璃化转变温度 。 玻璃化转变温度没有固定的数值，往往随测定方法和条件而变。因此，在标出某种材料的玻璃化转变温度时，必须注明测定的方法和条件。研究者在利用玻璃化转变温度对材料性能进行研究时，应考虑其测试条件和方法。目前人们大多是测定食品的各个组成成分的Tg值，然后按照下列方法来确定食品系统的Tg值。Tg=W1Tg1+K W2Tg2/W1+KW2 W1、W2为样品的质量分数，Tg1，Tg2为样品1和样品2的玻璃化转变值，K是经验常数。 差示扫描量热法(DSC)测定Tg DSC是传统的测定玻璃化转变温度的方法，也是目前被广泛采用的一种测定食品Tg的方法，DSC用于