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冷冻速率对产品有什么影响

    预冻处理的目的是为了锁住含水产品中的大量水分,然后利用真空干燥的技术把水分去除,再进行下一步的产品处理,这一过程中,冷冻速率对材料会有什么影响呢?

    预冻过程是一个液相变为固相的过程,它是放热过程,只有把放出的熔化热被冷冻机 移走之后产品才会冻结,因此预冻需要维持一定的时间,时间长短与产品的装量和容器有关, 也与产品的共晶点有关,共晶点低的产品,达到低温的时间就较长,一般在产品温度达到低 于共晶点 5℃之后还需要保持 2~3 小时左右的时间。

    冷冻速率的快慢会影响冰晶尺寸的大小,因此也会影响干燥产品的质量。冷冻过程中, 冰晶的数量和大小受二个因素影响,即成核速率和晶体生长速率,而这二者都受温度的影响。 在 0℃时晶体的生长速率增加,而成核速率很低,因此在 0℃保持一段的时间将产生数量少 而尺寸大的晶体,在低于 0℃以下的温度冻结时将得到数量多而尺寸小的晶体。
    冰晶的大小也影响干燥速率和干燥后产品的溶解速度和产品质量。大的冰晶利于升华,小的冰晶不利于升华;大的冰晶溶解慢,小的冰晶溶解快;冰晶越小干燥后越能反映产 品的原来结构。

    冷冻会对细胞和生命体产生一定的破坏作用,其机理非常复杂,目前尚无统一的理论, 但一般认为主要是由机械效应和溶质效应引起的。

    机械效应是细胞内外冰晶生长而产生的机械应力引起的,特别是对有细胞膜这样的生 命体影响较大,一般冰晶越大,细胞膜越易破裂,从而造成细胞的死亡,冰晶小,细胞膜的 损伤小。

    产品冷冻时首先水开始结冰,冰晶的生长逐步造成溶液的浓缩,即电解质的浓缩,而 蛋白质对电解质的浓度是很敏感的,电解质浓度的增加会引起蛋白质的变性,而生命体是由 蛋白质组成的,蛋白质的变性会引起生命体的死亡,电解质浓度增加也会引起细胞脱水而死 亡。溶质效应在某一温度范围明显,这个范围在水的冰点和该液体的固化温度之间,如果 能以较高的降温速率越过这一温度范围,则溶质效应产生的影响就能减小。