一种超高压协同液氮速冻预制菜或生鲜果蔬的方法

技术领域

本发明属于冷冻食品技术领域，具体涉及一种超高压协同液氮速冻预制菜或生鲜果蔬的方法。

背景技术

鲜食预制菜及生鲜果蔬不耐贮藏，需采用冷冻手段，以最大程度延长其货架期，促进市场流通，满足消费者对美好生活的需求。冷冻分为慢冻与速冻，传统慢冻对物料品质损坏严重，营养成分大量流失、感官变差。速冻成为冷冻行业的热点。

超高压速冻，是指常压浸渍冷冻过程中，引入压力场，调控冰晶生长路径，使得物料中冰晶细小且分布均匀，最大限度降低由于冰晶生长造成的机械压力损伤，最大程度保证冻品品质。超高压速冻过程中，虽然结晶相变时间短，但是总体冻结时间相对较长，而且高压下酶可能发生激活等现象，因此需要进行辅助调控。液氮速冻，是利用其在相变气化过程中可吸收大量热量，快速降低物料温度，具有传热速率快、耗时短的特点；但随之耗氮量比较高、尤其是冻结环温相对较低时，成本消耗较大。

Su等在牛肉、对虾的速冻实验中发现，超高压速冻处理显著优于空气冻结、液氮速冻。Wu等发现-100℃的液氮速冻联合梯度解冻能够保持新鲜荔枝果肉营养成分85％以上。中国专利ZL103168828B公布了一种通过变频超声波强化提高冷冻荔枝品质的方法。

鲜食预制菜及生鲜果蔬虽然货架期短，但由于其便捷、美味和营养，市场欢迎度高，也满足人民对美好生活的追求。如何延长其货架期，保证其贮藏期品质，速冻显得尤为重要，能最大程度地保证冷冻物料的品质。目前，传统的一些速冻方法如机械冻库、风冷、浸渍冷冻等相对来说主要存在以下不足：

(1)传统冷冻：冻结速率慢，形成的冰晶尺寸不一、分布不均、对细胞骨架及细胞膜产生不可逆的损害，导致解冻后汁液流失率高，品质降低严重。

(2)单一的液氮速冻：耗氮量高，需要相对很低的温度才能达到快速穿过最大冰晶生成带效果，对冰晶的调控弱于超高压速冻，品质较后者相对较差。

(3)单一的超高压速冻：总体冻结时间比较长、相变后的结晶降温阶段耗时。

发明内容

为解决现有技术的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种超高压协同液氮速冻预制菜或生鲜果蔬的方法，实现高品质节能节时速冻。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种超高压协同液氮速冻预制菜或生鲜果蔬的方法，包括以下步骤：

(1)将预制菜或生鲜果蔬样品置于-1～4℃下预冷6～12h，得到预冷样品；

(2)将超高压速冻设备的冷凝循环模块打开，进行高静压承压腔体预冷，高静压承压腔体内的冷冻媒介与冷凝循环的媒介形成一个闭路循环系统，待高静压承压腔体温度达到T℃，将预冷样品置于高静压承压腔体内进行高静压处理，其中高静压承压腔体内增压至100～500MPa，然后保压至样品核心温度达到高静压承压腔体温度T℃；卸压并继续在高静压承压腔体内浸渍1～3min，得到超高压速冻的样品，其中高静压承压腔体温度T高于样品在高静压承压腔体内对应压力下相变温度的0.5～1.5℃；

(3)将超高压速冻的样品置于-55～-90℃的液氮速冻机内冷冻至样品核心温度达到-28～-30℃，得到超高压协同液氮速冻样品，并置于-28～-30℃下贮存。

优选地，步骤(1)所述预制菜或生鲜果蔬样品在预冷前，进行分选包装，具体为筛选尺寸、色泽等相近的样品；更优选地，所述分选包装，具体为：对于生鲜果蔬，筛选无机械损伤、大小相近的果蔬；对于预制菜，预制菜包装规格需一致。

优选地，步骤(1)所述生鲜果蔬不包括浆果类水果，如枸杞、蓝莓、草莓等；更优选地，所述生鲜果蔬为荔枝、芒果、菠萝、玉米、青豆和胡萝卜中的至少一种；所述预制菜为以生鲜果蔬、肉类和水产中的至少一种为原料所得的预制菜。

优选地，步骤(1)中，对于冻融后易褐变的预制菜或生鲜果蔬样品，在预冷前，进行护色处理，例如护色剂浸泡、涂抹等。

优选地，步骤(2)所述高静压承压腔体温度T，高于样品在高静压承压腔体内对应压力下相变温度的0.8～1.2℃；其中相变温度值根据热电偶在线监测所得，例如某样品在100MPa、150MPa、200MPa下的相变点分别为-8.8℃、-14.3℃、-20.6℃。

步骤(2)中冷冻媒介为本领域常规冷冻媒介，如乙醇水混合液，更优选为体积分数为50％乙醇-水混合液。

步骤(2)所述样品在高静压承压腔体内对应压力下相变温度与样品物料的品类、大小、尺寸等相关；优选地，步骤(2)所述高静压承压腔体温度T的取值范围为-8～-20℃。

优选地，步骤(3)中的液氮速冻，具体为：超高压速冻中高静压承压腔体温度T取值范围为-8～-14℃，则对应液氮速冻温度设定为-75～-90℃；超高压速冻中高静压承压腔体温度T取值范围为-14～-20℃，则对应液氮速冻温度设定为-55～-75℃；更优选地，超高压速冻承压腔体温度T为-20℃，则对应液氮速冻温度设定为-55℃；超高压速冻承压腔体温度T为-8℃，则对应液氮速冻温度设定为-85℃。

本申请方法所用设备均为本领域现有设备。原则上，超高压速冻温度高，则液氮速冻温度低点；超高压速冻温度低，则液氮速冻温度高点；但此处超高压速冻温度的高低是对超高压速冻而言，液氮速冻温度的高低是对液氮速冻而言，本发明方法中，液氮速冻温度需要比超高压速冻温度低。

本发明的技术原理如下：

本发明主要是针对常规速冻导致预制菜或生鲜果蔬冻品品质差、单一超高压速冻冻结时间长、单一液氮速冻耗氮量高等问题，进行超高压协同液氮速冻，在样品冻结前期采用超高压速冻中的高压转移冷冻，以达到快速穿过最大冰晶生成带、形成多且细小冰晶的目的；在冻结后期，采用超低温液氮速冻，将物料进一步冻结，促进冰晶冻结完成以及样品中非水分子的其他物质全部冻结至贮藏温度。

与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果：

(1)采用本发明的方法，穿过最大冰晶生成带的时间大大缩短，相比单独使用液氮速冻节省了20％以上。

(2)采用本发明的方法，样品总体冻结时间大大缩短，相比单独使用超高压速冻节省了40％以上。

(3)采用本发明的方法，大大节省了能耗，相比单独使用液氮速冻节省了40％以上能耗。

(4)本发明的方法对冻品微生物具有显著的杀灭作用，是单独液氮速冻无法达到的，提高了3-5个数量级，较单独的超高压速冻亦存在显著的提升1-2个数量级。

(5)本发明的方法冻结终点是-28～-30℃，是目前超高压速冻较难达到的温度，耗时很长；与常规的-18～-20℃的冻结终点和冻藏相比，能够避免冻藏期重结晶现象，保护色泽，显著提高冻藏期品质10％以上。较单独超高压速冻、液氮速冻可分别延长冻藏期30-120d或以上。

(6)本发明的方法得到的冷冻物料晶体更细小、数量更多、分布更均匀，形成的晶体只有8％以下达到50μm或以上，绝大部分都是30μm左右，且90％以上的冰晶在细胞内；而单独使用高静压冷冻、液氮冷冻的样品产生的晶体尺寸达到50μm或以上则分别有25％、45％或以上，且分别仅有80％、60％或以下的冰晶在细胞内。本发明的方法所得冻品冻藏期品质稳定，解冻后品质能保留冻结前物料初始品质特性的92％以上。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

本发明实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或者制造商建议的条件进行。所用未注明生产厂商者的原料、试剂等，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

实施例超高压速冻中高静压承压腔体的冷冻媒介为体积分数为50％乙醇-水混合液。

实施例1

本实施的超高压协同液氮速冻预制菜及生鲜果蔬的方法，包括以下步骤：

选取新鲜成熟的井冈红糯荔枝为实验样品，荔枝采摘后，经过剪枝、分选，筛选无机械损伤、大小相近的果；荔枝置于冰水(0-4℃)中预冷2h，冰水中含有8％ C

实施例2

本实施的超高压协同液氮速冻预制菜及生鲜果蔬的方法，包括以下步骤：

以玉米粒、青豆、胡萝卜丁(0.5cm

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。