液氮在食品中應用

2017-06-30

液氮是無(wú)色、無(wú)味、低粘度的透明液體,化學(xué)性質(zhì)穩定,不與任何物質(zhì)起化合作用;其具體物理性質(zhì)見(jiàn)表1。液氮作為空氣液化分離的**宗產(chǎn)品、工業(yè)制氧的副產(chǎn)品,加上液氮特有的性質(zhì),已逐步受到人們的重視和認可。把液氮作為理想的制冷劑應用于食品工業(yè);尤其在食品速凍中的應用,已在世界范圍內有了長(cháng)足發(fā)展,被國外譽(yù)為20世紀食品工業(yè)*杰出的成就之一。在我國,液氮在食品工業(yè)各方面中的應用雖已逐漸興起,但存在的問(wèn)題仍然很多。隨著(zhù)人們對食品的要求越來(lái)越高,天然、營(yíng)養、功能及安全的食品成為主導,液氮技術(shù)作為食品中低溫技術(shù)家族的一份子,取代傳統的加工方法,在食品工業(yè)領(lǐng)域一定會(huì )有較理想的發(fā)展。

 

表1 液氮的物理性質(zhì)

物理性質(zhì) 單位 數量

分子量 28

比重 空氣=1 0.9674

密度 kg/m3(在0℃, l大氣壓時(shí)) 1.2507

沸點(diǎn) ℃ -195.8

熔點(diǎn) ℃ -209.9

臨界溫度 ℃ -147

臨界壓力 大氣壓 33.5

臨界密度 公斤/公斤 0.3l

液態(tài)密度 公斤/公斤(沸點(diǎn)) 0.8l

蒸發(fā)潛熱 千焦耳/公斤 161.19

定壓比熱 千焦耳/公斤?℃ 1.034

熱傳導率 焦耳/厘米?秒?℃ 2.28x10-4

 

1 液氮在食品應用中具備的特點(diǎn)

(1)液氮的無(wú)色、無(wú)味、無(wú)臭及無(wú)毒等基本性質(zhì);

(2)液氮具窒息性惰性性質(zhì),對細菌和其他微生物有窒息和抑制作用;保證食品衛生和質(zhì)量。

(3)分子量接近氧氣,在常壓條件下迅速汽化可達到低溫排氧的目的,在果蔬加工中可抑制褐變,加工效果顯著(zhù)。

(4)氮氣是空氣的主要組成部分,在空氣中的含量高達78%(體積),來(lái)源豐富。

2 液氮在食品工業(yè)上的應用

2.1 液氮在食品速凍中的應用

在眾多的保藏法中,冷凍保藏法應用*為廣泛,效果也非常顯著(zhù)。而作為冷凍保藏方法之一的液氮速凍早已被食品加工企業(yè)所采用,由于它能實(shí)現低溫深冷的超速凍,也有利于實(shí)現凍結食品的部分玻璃化,使食品解凍后能**限度地恢復到原來(lái)的新鮮狀態(tài)和原有的營(yíng)養成分,極大提高了冷凍食品的品質(zhì),因此在速凍工業(yè)中顯示出特有的生命力。與其它冷凍方法相比,液氮速凍具有以下明顯的優(yōu)點(diǎn):

① 冷凍速度快(凍結速度比一般凍結方法約快30-40倍):采用液氮速凍,

可使食品迅速通過(guò)0℃~5℃**冰晶生長(cháng)帶,食品研究人員已在這方面做了有益的嘗試[1,2]。

② 保持食品品質(zhì):由于液氮速凍的時(shí)間短,經(jīng)液氮速凍的食品可以**限度

地保持加工前的色、香、味及營(yíng)養價(jià)值。段振華[3]等人用液氮對檳榔進(jìn)行速凍處理,結果表明經(jīng)液氮處理后的檳榔保持有較高葉綠素含量,風(fēng)味好。

③ 物料干耗?。阂话銉鼋Y的干耗損失率為3~10%,而液氮速凍可減少到0.25~O.5%。

④ 設備與動(dòng)力費用低,易于實(shí)現機械化和自動(dòng)化流水線(xiàn),提高生產(chǎn)率。

2.2 液氮在飲料加工中的應用

目前,已有不少飲料生產(chǎn)廠(chǎng)家采用氮或氮與CO2的混合物取代傳統的CO2,對飲料進(jìn)行充氣包裝。充了氮的高碳酸型飲料,比僅充填二氧化碳的飲料引起的問(wèn)題要少;氮對于灌裝無(wú)泡飲料,如酒和果汁也是很理想的。在非充氣飲料罐頭中加注液氮的好處是,所注入的少量液氮可排除每只罐頭頂部空間中的氧氣,使貯罐上部空間的氣體呈惰性,從而延長(cháng)了易腐品的貯存期限。

2.3 液氮在果蔬貯存保鮮中的應用

液氮用于果蔬的貯存保鮮具有氣調的優(yōu)點(diǎn),可調節農副產(chǎn)品旺季和淡季供需方面的矛盾,減少貯存上的損失。氣調的功能是提高氮氣的濃度,同時(shí)控制氮、氧與CO2的氣體比例,并使其保持在穩定狀態(tài),降低果蔬的呼吸強度,延緩后熟過(guò)程,從而使果品、蔬菜保持采摘時(shí)的新鮮狀態(tài)和原有營(yíng)養價(jià)值,延長(cháng)果蔬保鮮期。

2.4 液氮在肉制品加工中的應用

液氮在對原料肉絞制、斬拌或混合等工序中加入,可有效提高產(chǎn)品質(zhì)量。如在沙拉米型香腸加工中,液氮的使用可提高肉保水性,阻止脂肪氧化,改善切片性和外觀(guān)質(zhì)量;用于肉制點(diǎn)心、肉脯等再制肉的加工,不僅可使肉糜混合時(shí)加速蛋白質(zhì)溶解和增強保水性,且對保持產(chǎn)品特有形狀尤為有效。另外原料肉經(jīng)液氮快速冷卻,既可在較長(cháng)時(shí)間內保持熱肉特性,又保證了肉品衛生安全;在加工工藝上,無(wú)須再擔心溫度上升對肉質(zhì)的影響,且加工可不受原料溫度、加工時(shí)間、季節因素的影響,同時(shí)還可使加工過(guò)程處于低氧分壓,在一定范圍延長(cháng)了產(chǎn)品的貨架壽命。

2.5 液氮在食品低溫粉碎中的應用

低溫粉碎,就是將冷卻到脆化點(diǎn)溫度的物質(zhì),在外力作用下破碎成粉體的過(guò)程。食品的低溫粉碎是近幾年發(fā)展起來(lái)的一種食品加工新技術(shù),該技術(shù)特別適宜于加工含芳香成分多、含脂量高、含糖量多和含膠狀物質(zhì)多的食品。用液氮進(jìn)行低溫粉碎處理,可連原料的骨、皮、肉、殼等一次性全部粉碎,使成品顆料細小并保持其有效營(yíng)養。如日本將經(jīng)液氮凍結后的海藻、甲殼素、蔬菜、調味品等,投入粉碎機粉碎,可使成品微細粒度高達100μm以下,且基本保持原有營(yíng)養價(jià)值。此外,用液氮進(jìn)行低溫粉碎,還可粉碎常溫下難以粉碎的物料、熱敏性及受熱易變質(zhì),易分解的物質(zhì)。另外,液氮可以粉碎如脂肪多的肉類(lèi)、水分多的蔬菜等在常溫下難以粉碎的食品原料,并可以制造迄今*****新加工食品。

2.6 液氮在食品包裝中的應用

英國倫敦一家公司開(kāi)發(fā)出一種簡(jiǎn)單實(shí)用的食品保鮮包裝方法,就是在給食品進(jìn)行包裝時(shí),往包裝袋內加入幾滴液氮。當液氮蒸發(fā)轉化成氣體時(shí),它的體積迅速擴大,在包裝袋內快速取代原有的大部分氣體,減少食品因氧化而造成的變質(zhì),從而大大延長(cháng)食品的保鮮期。

2.7 液氮在食品冷藏運輸中的應用

冷藏運輸是食品工業(yè)中很重要的一部分。開(kāi)發(fā)液氮制冷技術(shù),發(fā)展液氮冷藏火車(chē)、冷藏汽車(chē)及冷藏集裝箱是現今國際上的共同發(fā)展趨勢。經(jīng)濟發(fā)達國家多年的應用實(shí)踐表明,液氮制冷系統是**在商業(yè)上可與機械制冷系統相競爭的冷藏保鮮技術(shù),也是食品冷藏運輸的發(fā)展方向。

2.8 液氮在食品工業(yè)中的其它應用

由于液氮的制冷作用,蛋汁、液體調味品、醬油能夠加工成可自由流動(dòng)并能倒出的顆粒狀冷凍食品,這些食品可隨時(shí)使用并且很容易配制。在研磨香料和吸水的食物添加劑,如糖的替代品和卵磷脂時(shí),液氮被注入到研磨機中來(lái)保護有價(jià)值的成分,同時(shí)也增加了研磨產(chǎn)量。專(zhuān)家研究證明,利用液氮淬冷協(xié)同高溫解凍進(jìn)行花粉破壁具有效果好、破壁率高、速度快及花粉生理活性保持穩定、不受污染等特點(diǎn)。


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