CN114403199B - 一种显热与潜热分段处理的肉类冷冻方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及食品加工领域，具体涉及一种显热与潜热分段处理的肉类冷冻方法，其包括：将鲜肉在第一阶段温度下冷冻处理，使其放出显热，并处理至其表面温度为‑2.5～0.0℃；而后将其在第二阶段温度下进行冷冻处理，使其放出潜热；所述第二阶段温度低于第一阶段温度。本发明的显热与潜热分段处理肉类冷冻方法不仅冷冻速度快，而且冷冻效果均匀，有利于保证冷冻肉品品质，此外，其能耗远低于传统的冷冻库冷冻方式，在实际生产中具有良好的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及食品加工领域，具体涉及一种显热与潜热分段处理的肉类冷冻方法。
背景技术
冷冻贮藏应用于食品保藏已有上千年历史，由于该方法操作简单且能够长时间保持食物品质，因此目前仍是肉品贮藏保鲜领域应用最广泛的技术手段。同时，冷冻肉也是进出口贸易与地区间流通时原料肉的主要形态。一般而言，冷冻肉品品质与冻结和冷冻过程密切相关，冻结速率和冻结过程中冰晶的形成对于最大限度地减少冷冻过程中的组织损伤和汁液流失至关重要。冰晶的形成主要包括冷冻成核和核的生长两个阶段，冰晶的大小和分布则主要由成核速率和冰晶生长及二者之间的关系决定。通常，冷冻速率越快，产生的冰结晶越小、越均匀，因此加快冷冻速率更有利于改善产品品质，适宜的冻结方案可大大降低冷冻肉品冷冻后的品质劣变。
传统的肉类冷冻方法主要有空气冷冻、板式接触冷冻等，这些方法操作简便，但常会对肉品品质造成许多不利影响，严重降低了肉品的食用品质、加工品质及营养品质，这不仅给生产企业带来严重的经济损失，更加给消费者的健康带来隐患。因此，肉类产业亟需开发效果更好的肉类冷冻技术以改善冷冻肉品质，促进肉类产业升级。
近年来，基于化学的、物理的新型快速冷冻技术发展迅猛，众多研究表明这些新技术能够节约能量并提高产品质量，但研究成果缺乏归纳总结，且由于诸多技术升级改造的条件限制，大多数新兴的冷冻技术仍处于研究阶段。现有技术中，CN105638848A公开了一种畜禽肉冻结及冷冻方法，该方法以畜禽肉为原料，在静电场条件下进行冷冻及冷冻，降低冷冻肉的汁液损失，并提高冷冻肉的品质，缩短冷冻时间。但是，进行静电场处理对冷冻效果所带来的改进是有限的，尤其在肉的色泽改善方面，静电场处理的影响很小。CN112400973A公开了一种电场协同的水产品快速冷冻方法，采用低电压冰温处理和高电压冷冻处理，并添加保鲜剂，使得水产品体内冰晶粒度更小，数量比普通冷冻更少。但该方法主要适用于水产，即局限于冰层传热的冷冻方式，而无法在其他肉类冷冻中进行实际应用。同时，上述方法并不能在保证肉的品质的同时，降低冷冻所需的能耗。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷和不足，本发明提供了一种显热与潜热分段处理的肉类冷冻方法。
具体的，本发明的肉类冷冻方法包括：
将鲜肉在第一阶段温度下冷冻处理，使其放出显热，并处理至其表面温度为-2.5～0.0℃；
而后将其在第二阶段温度下进行冷冻处理，使其放出潜热；
所述第二阶段温度低于第一阶段温度。
本发明意外发现，通过上述的冷冻方法，可以有效提高冷冻效率，减少冷冻时间，并大幅降低冷冻羊肉的汁液损失，有利于保证冷冻肉解冻后的品质。
作为优选，将鲜肉在所述第一阶段温度下冷冻处理至其表面温度为-1.5～-0.5℃后，在所述第二阶段温度下进行冷冻处理。
作为优选，所述第一阶段温度为-20～-15℃。
在一种优选的实施方案中，所述第一阶段温度为-18℃。
在冷冻初期，肉品本身温度较高，本阶段肉品放出的热量主要为显热，通过上述的温度处理，肉品温度下降明显，有利于为后期冰晶的形成做准备。
作为优选，所述第二阶段温度为-40～-30℃。
在一种优选的实施方案中，所述第二阶段温度为-35℃。
在此阶段，肉品温度为-5.0～-1.0℃，所放出的热量主要为潜热，本阶段是影响冷冻肉品质的重要阶段，通过在上述温度下处理，有利于使处理温度快速通过最大冰晶形成区域(-5～-1℃)，进而使产品形成更加微小的冰晶，以进一步提升其品质。
作为优选，所述肉类冷冻方法还包括：
将鲜肉在所述第二阶段温度下冷冻至其中心温度为-6.5～-4.0℃后，在第三阶段温度下处理至冷冻结束；
所述第三阶段温度为肉品的冷冻贮藏温度。
本发明发现，在肉品的中心温度降至-6.5～-4.0℃后，其放出的热量主要为显热，肉品温度可迅速下降至与环境温度平衡，因此本阶段的温度可选择与肉品后期冷冻贮藏时相同的温度。
作为优选，所述第三阶段温度为-20～-15℃。
在一种优选的实施方案中，所述第三阶段温度为-18℃。
作为优选，将鲜肉在所述第二阶段温度下冷冻至其中心温度为-5.5～-4.5℃后，在所述第三阶段温度下处理至冷冻结束。
作为优选，在进行冷冻处理前，所述鲜肉经过排酸处理，且温度为0～6℃。
作为优选，所述肉类为羊肉。
对于长期贮藏的冷冻肉而言，其中心温度一般在-15℃以下，肉中80％的水分都呈冻结状态。冷冻过程中温度通过最大冰晶形成区域所需要的时间占整体冷冻时间的较大部分，最大冰晶形成区域的温度范围为-5～-1℃。另外，肉品未冻结部分的传热速率只有冻结部分的1/3，肉品通过最大冰晶形成区域温度的阶段是影响冷冻羊肉最终品质的关键阶段。
基于上述情况，本发明将整个冷冻过程分为三个连续的阶段。在冷冻的第一阶段，冷冻羊肉本身温度较高，为迅速均匀的降低肉品温度为第二阶段的相变做准备，本阶段可采用相对较高的温度使肉品温度快速下降。在冷冻的第二阶段，随着冻羊肉表面温度的下降及由冷鲜肉到冷冻肉的相变过程，其表面传热速率也迅速增大，此时应下调环境温度，使产品迅速通过最大冰晶形成区域，以利于微小冰晶的形成，减少后期解冻后汁液损失。在冷冻的第三阶段，冷冻温度通过最大冰晶形成区域(-5～-1℃)后，整个羊肉块儿的温度会迅速下降，因此从节约能源角度出发，本阶段应上调冷冻库内温度至与最终冻藏温度相一致。
本发明的有益效果至少在于：
1)本发明的显热与潜热分段处理肉类冷冻方法不仅冷冻速度快，而且冷冻效果均匀，汁液流失较少，冷冻肉品在解冻后表面色泽新鲜，较大限度地保持了鲜肉的口感和风味。
2)与传统的冷冻库冷冻方式相比较，本发明方法能够在保证冷冻羊肉品质的同时最大限度节约能源，提高制冷效率，减少能耗，为企业节约生产成本，具有良好的应用前景。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件，或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可通过正规渠道商购买得到的常规产品。
实施例1
本实施例提供一种羊肉冷冻方法，具体包括以下步骤：
S1，将冷冻库温度设定为-18℃，将新鲜羊肉置于预设温度的冷冻库内进行冷冻。
S2，当检测到所述冷冻羊肉的表面温度为-1.0℃时，调节所述冷冻库内温度为-35℃，进行冷冻。
S3，当检测到所述冷冻羊肉的中心温度为-5.0℃时，将调节所述冷冻库内温度为-18℃进行冷冻，直至冷冻完成。
实施例2
本实施例提供一种羊肉冷冻方法，具体包括以下步骤：
S1，将冷冻库温度设定为-18℃，将新鲜羊肉置于预设温度的冷冻库内进行冷冻。
S2，当检测到所述冷冻羊肉的表面温度为-2.5℃时，调节所述冷冻库内温度为-35℃，进行冷冻。
S3，当检测到所述冷冻羊肉的中心温度为-4.0℃时，将调节所述冷冻库内温度为-18℃进行冷冻，直至冷冻完成。
实施例3
本实施例提供一种羊肉冷冻方法，具体包括以下步骤：
S1，将冷冻库温度设定为-18℃，将新鲜羊肉置于预设温度的冷冻库内进行冷冻。
S2，当检测到所述冷冻羊肉的表面温度为-1.0℃时，调节所述冷冻库内温度为-35℃，进行冷冻。
S3，当检测到所述冷冻羊肉的中心温度为-5.0℃时，保持冷冻库内温度为-35℃进行冷冻，直至冷冻完成后转入-18℃冻藏库。
对比例1
本实施例提供一种通过速冻库对羊肉进行冻结的方法，具体包括以下步骤：
设定速冻库内温度为-35℃，达到预设温湿度后，将新鲜羊肉置于速冻库内进行冷冻，直至冷冻完成。
对比例2
本实施例提供一种通过冷冻库对羊肉进行冻结的方法，具体包括以下步骤：
设定冷冻库内温度为-35℃，达到预设温湿度后，将新鲜羊肉置于冷冻库内进行冷冻，直至冷冻完成。
试验例1
本试验例验证实施例和对比例羊肉冻结过程中表面温度和中心温度的变化，并记录冻结所需时间。
具体步骤方法如下：
监测冻结过程中羊肉表面和中心温度变化，按照时间温度节点调整冷冻库温度，直至冷冻完成，停止冷冻，取出温度记录仪记录冷冻所需时间，结果见表1。
表1羊肉冷冻时间
| 羊肉冷冻时间/h | |
| 实施例1 | 10.83 |
| 实施例2 | 12.42 |
| 实施例3 | 7.67 |
| 对比例1 | 6.33 |
| 对比例2 | 16.58 |
如表1所示，对比例2为传统冷库冻结，可见实施例1与传统冷库冻结相比，大大缩短了冷冻所需时间。实施例2在表面温度为-2.5℃到中心温度为-4.0℃之间的时间段冷库温度为-35℃，其冷冻所需时间为12.42h，远低于对比例2，但仍然明显高于实施例1。实施例3在第二阶段和第三阶段均维持-35℃，缩短了整个冷冻所需时间。
试验例2
本试验例验证实施例和对比例的冷冻羊肉经解冻后汁液损失的变化。
具体步骤方法如下：
经冷冻贮藏的羊肉样品，称取质量(M1)，放入4℃冷库中低温解冻，解冻结束后，用滤纸轻轻擦干肉品表面汁液，再次称取质量(M2)，解冻汁液损失率计算公式如下：
结果见下表2：
表2羊肉解冻汁液损失变化
| 解冻汁液损失/％ | |
| 实施例1 | 2.95±0.20 |
| 实施例2 | 4.21±0.31 |
| 实施例3 | 2.86±0.25 |
| 对比例1 | 2.92±0.30 |
| 对比例2 | 4.69±0.27 |
由上表可知，对比例2解冻汁液损失为4.69％，显著高于实施例1、实施例3和对比例1，可见传统冷库冻结的方法不利于保持肉品保水性品质。实施例1解冻汁液损失为2.95％，与实施例3和对比例1相比较无明显差异，可见在保持肉品保水性方面实施例1与实施例3和对比例1相比效果相似，但实施例1更加节约能源，有利于降低生产成本。
试验例3
本试验例验证实施例和对比例的冷冻羊肉经解冻后表面色泽的变化。
具体步骤方法如下：
经冷冻贮藏的羊肉样品放入4℃冷库中低温解冻，解冻结束后，利用色差计对样品表面颜色进行测定，分别得到L*亮度值，a*红度值和b*黄度值，每块儿肉样表面取4个不同位置检测，然后取其平均值作为该样品的颜色值，总色差值△E按照以下公式计算：
其中△L*,△a*，和△b*分别为该样品在新鲜状态(没有经过冻结解冻)时的颜色值(Lx*、ax*、bx*)与解冻后的颜色值(L*、a*、b*)之差。
结果见下表3。
表3羊肉色泽变化
| L* | a* | b* | △E | |
| 实施例1 | 41.73±2.77 | 10.40±1.53 | 10.40±1.19 | 3.35±0.44 |
| 实施例2 | 39.05±1.03 | 9.40±1.66 | 12.10±1.02 | 4.63±0.21 |
| 实施例3 | 38.74±3.02 | 9.43±0.98 | 10.63±0.96 | 3.58±0.26 |
| 对比例1 | 42.81±2.03 | 9.48±1.23 | 11.05±1.03 | 3.18±0.30 |
| 对比例2 | 36.56±2.25 | 7.62±0.95 | 13.25±1.19 | 5.91±0.11 |
色泽是衡量原料肉品质的重要指标，一般而言，肉品经冷冻解冻后，色泽新鲜度有所下降。由上表可知，对比例2解冻后色泽变化最大，其△E值为5.91，显著高于其他方法解冻的羊肉，说明传统冷库冻结不利于保持肉品色泽品质。实施例1的色泽变化△E值与实施例3和对比例1相比较无明显差异，说明分段冷冻处理的羊肉可以达到与速冻相似的色泽品质。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (1)
1.一种肉类冷冻方法，其特征在于，包括：
将鲜肉在第一阶段温度下冷冻处理，使其放出显热，并处理至其表面温度为-1℃；在进行冷冻处理前，所述鲜肉经过排酸处理，且温度为0~6℃；所述肉类为羊肉；
而后将其在第二阶段温度下进行冷冻处理，使其放出潜热；
所述第二阶段温度低于第一阶段温度；所述第一阶段温度为-20~-15℃；所述第二阶段温度为-40~-30℃；
所述肉类冷冻方法还包括：
将鲜肉在所述第二阶段温度下冷冻至其中心温度为-6.5～-5.0℃后，在第三阶段温度下处理至冷冻结束；
所述第三阶段温度为肉品的冷冻贮藏温度；所述第三阶段温度为-20~-15℃。
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Non-Patent Citations (1)
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