保留原生風(fēng)味，液氮冷凍技術(shù)讓食物品質(zhì)如初
液氮快速冷凍在食品行業(yè)中是一種歷史悠久、技術(shù)成熟的冷凍技術(shù)。液氮即液態(tài)氮?dú)?，溫?195.8℃，為無色透明、無味、無毒的透明液體，不導(dǎo)熱導(dǎo)電，不自燃助燃，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不與任何物質(zhì)起化合作用。
氮?dú)馐强諝獾闹饕M成部分，在空氣中的含量高達(dá)70%體積。液氮是一種冷凍強(qiáng)度極強(qiáng)的制冷媒介，利用和產(chǎn)品之間的巨大溫差釋放極大的冷凍強(qiáng)度，使產(chǎn)品快速通過其冰晶生成帶，達(dá)到一個(gè)玻璃化凍結(jié)的狀態(tài)，有效保持產(chǎn)品的品質(zhì)，是食品冷凍技術(shù)的開發(fā)熱點(diǎn)。
液氮速凍技術(shù)是通過液氮食品與接觸所吸收大量的潛熱和顯熱致使食品凍結(jié)。液氮從容器內(nèi)噴射出來，突變到常溫常壓，液態(tài)向氣態(tài)轉(zhuǎn)化，在這個(gè)相變過程中，液氮在-195.8℃沸騰蒸發(fā)變成氣態(tài)氮?dú)?，蒸發(fā)潛熱為199kJ/kg；若-195.8℃的氮?dú)獬合聹囟壬仙?20℃則可吸收183.89kJ/kg的顯熱(比熱容以1.05kJ/(kg·K)計(jì))，液氮相變過程吸收的汽化熱和顯熱所吸收的熱量可達(dá)383kJ/kg低溫快速冷凍可使食品形成小而均勻的冰晶，品質(zhì)劣化低，恰能彌補(bǔ)普通冷凍技術(shù)的不足。
常規(guī)凍結(jié)如平板凍結(jié)、單凍等目前已在企業(yè)得到廣泛應(yīng)用。隨著低溫技術(shù)的發(fā)展，深冷速凍技術(shù)逐漸應(yīng)用在食品保鮮貯運(yùn)領(lǐng)域。
超低溫速凍技術(shù)目前一般以液氮作為制冷媒介的冷凍技術(shù)。液氮快速凍結(jié)，每分鐘可降溫7-15℃，凍結(jié)速度比一般凍結(jié)方法約快30-40倍。使產(chǎn)品細(xì)胞內(nèi)幾乎沒有產(chǎn)生冰晶，可降低細(xì)胞破壁和營(yíng)養(yǎng)液外泄，品質(zhì)好且營(yíng)養(yǎng)成分損失和破壞少、干耗小。
液氮速凍技術(shù)的類型液氮低溫速凍方法分為冷氣循環(huán)式、浸漬和噴淋凍結(jié)。
沉浸式冷凍技術(shù)是將食品完全浸入液氮中，可以達(dá)到所期望的快速凍結(jié)，食品可占用的空間較小，同時(shí)產(chǎn)生能量變化的幅度也很顯著，但液氮消耗量較大，因?yàn)閮H用液氮的潛熱這部分冷量。
而噴淋式冷凍技術(shù)設(shè)有三個(gè)冷凍區(qū)：預(yù)冷區(qū)、凍結(jié)區(qū)和均溫區(qū)。液氮經(jīng)噴嘴成霧狀與食品進(jìn)行熱交換，液氮吸熱蒸發(fā)成氮?dú)?，氮?dú)庥直挥脕眍A(yù)冷新進(jìn)入的食品，這樣既利用了液氮的潛熱，又利用了液氮的顯熱，使冷量得到充分利用。
最后一種是冷空氣循環(huán)冷凍，由液氮冷卻循環(huán)的冷空氣，用空氣作為載冷劑冷凍食品，可避免巨大的制冷設(shè)備對(duì)空間的占用以及加少初始投資。
而凍結(jié)裝置目前應(yīng)用最多的主要有液氮柜式冷凍機(jī)、液氮隧道速凍機(jī)兩種。
液氮隧道速凍機(jī)：尤其是在當(dāng)今生產(chǎn)要求"零庫(kù)存"的環(huán)境下，工廠需要經(jīng)常更換加工產(chǎn)品的種類，因此節(jié)約企業(yè)工作時(shí)間就尤為重要。液氮隧道冷凍機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)緊湊型，相比同樣長(zhǎng)度的低溫隧道冷凍機(jī)，能極大的提高速凍產(chǎn)能。同時(shí)液氮隧道速凍機(jī)創(chuàng)新的設(shè)計(jì)，使得清洗變的容易，從而減少生產(chǎn)時(shí)的待機(jī)時(shí)間和人工成本。
液氮柜式冷凍機(jī)：液氮柜式冷凍設(shè)備由三部分組成:食品級(jí)不銹鋼保溫柜體、特殊的渦輪冷風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)和液氮噴射系統(tǒng)。-196℃的液氮被噴射入渦輪冷風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)，產(chǎn)生液氮汽霧。超低溫的液氮汽霧均勻通過置于柜體內(nèi)的食品推車和托盤，快速冷凍了食品。一般柜式冷凍機(jī)適用于加工單一品種的食品，通過設(shè)定冷凍溫度和時(shí)間，達(dá)到最高的效率。
液氮速凍食品的優(yōu)越性在食品冷凍過程中，由于瞬間帶走大量熱量而致使食品由外向內(nèi)迅速降溫至凍結(jié)。液氮速凍技術(shù)以液氮為冷源，對(duì)環(huán)境沒有任何危害，與傳統(tǒng)的機(jī)械制冷相比，液氮冷凍技術(shù)具優(yōu)勢(shì)：
1、液氮的凍結(jié)速度極快，能使食品內(nèi)的冰晶細(xì)小而均勻，******程度減少營(yíng)養(yǎng)成分損失，保留產(chǎn)品原有的風(fēng)味，增加產(chǎn)品的附加值;
2、液氮適用于形狀不規(guī)則的食品，并能與產(chǎn)品的所有部分密切接觸，進(jìn)而使傳熱阻力降低到最小極限；
3、凍結(jié)食品的干耗較小，僅為0.6%-l%，而一般凍結(jié)裝置干耗率卻高達(dá)3%-6%；
4、液氮無毒且對(duì)食品成分呈惰性，隔絕了食品與空氣的接觸，確保幾乎不發(fā)生氧化變色和脂肪酸敗。同時(shí)能保護(hù)預(yù)制食品剛剛做成時(shí)的香味，由于被凍食品瞬時(shí)就達(dá)到-10℃，因此凍品雜菌污染少。
5、占地面積小，初投資低，裝置效率高，運(yùn)用簡(jiǎn)單方便，操作管理費(fèi)少；
6、尤其適用于冷凍體積小的食品，可實(shí)行超快速的單個(gè)凍結(jié)。
液氮速凍早已經(jīng)被食品加工企業(yè)所采用，由于它能實(shí)現(xiàn)低溫深冷的超速凍，也有利于實(shí)現(xiàn)凍結(jié)食品的部分玻璃化，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。但是，由于此方法凍結(jié)速度極快如浸漬式，凍結(jié)過程中存在著一個(gè)主要問題即低溫?cái)嗔?，使凍品質(zhì)量極度下降。此外，液氮凍結(jié)成本較高，且液氮的運(yùn)輸和貯藏需要特殊的容器和車輛，不適用于一些附加值低的原材料和輔料。
液氮冷凍技術(shù)在食品中的應(yīng)用1、液氮冷凍技術(shù)在水產(chǎn)上應(yīng)用：
以浙江舟山某大型水產(chǎn)公司為例，其年生產(chǎn)能力1萬余噸，通過應(yīng)用自堆積螺旋式液氮凍結(jié)機(jī)后，不僅滿足了企業(yè)每日水產(chǎn)品冷凍處理需求，同時(shí)展現(xiàn)了液氮保鮮領(lǐng)先于傳統(tǒng)保鮮方式的全方位優(yōu)勢(shì)。
由于液氮的最低工作溫度可達(dá)到-196℃，因此，當(dāng)海鮮進(jìn)入-80℃液氮速凍機(jī)后，捕獲的海鮮將在極短時(shí)間內(nèi)降至-5℃，之后更可進(jìn)一步快速降到-50℃以下，不僅能夠有效保護(hù)細(xì)胞免受損傷的方式，還完美保留了食材的新鮮口感。
對(duì)于海鮮以及水產(chǎn)企業(yè)來說，保鮮和減少由水分流失帶來的價(jià)格損失就是產(chǎn)品的保值，甚至是增值。以梭子蟹為例，當(dāng)經(jīng)過液氮保鮮的梭子蟹在通過運(yùn)輸達(dá)到銷售終端時(shí)，除了能保持產(chǎn)品最初的體表色澤，肉質(zhì)及口感與新鮮捕撈上來的產(chǎn)品幾無差異。更重要的是可以使海鮮產(chǎn)品在儲(chǔ)運(yùn)過程中減少3%的水分損失，在某種程度上也就意味著企業(yè)在純利上增加了3%的空間。投資成本的降低，收益和利潤(rùn)的增加，無疑也將進(jìn)一步縮短企業(yè)的投資回報(bào)周期。
2、液氮冷凍技術(shù)在益生菌領(lǐng)域的應(yīng)用：
以液氮作為冷卻介質(zhì)，通過熱量的對(duì)流和傳導(dǎo)使益生菌快速達(dá)到低溫處理的目的。益生菌以足夠快的冷卻速度實(shí)現(xiàn)玻璃態(tài)，從而降低菌體細(xì)胞損傷。在益生菌生產(chǎn)中，液氮冷效果好、菌體失活少，生產(chǎn)效率高、設(shè)備投資維護(hù)費(fèi)用低，相對(duì)于傳統(tǒng)的冷凍干燥更具優(yōu)勢(shì)，益生菌在生產(chǎn)過程中主要采用的是顆粒滴凍式設(shè)備。
3、液氮冷凍技術(shù)在低溫粉碎領(lǐng)域的應(yīng)用：
食品的低溫粉碎是近幾年發(fā)展起來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(xì)小并保持其有效營(yíng)養(yǎng)。
如日本將經(jīng)液氮凍結(jié)后的海藻、甲殼素、蔬菜、調(diào)味品等，投入粉碎機(jī)粉碎，可使成品微細(xì)粒度高達(dá)100μm以下，且基本保持原有營(yíng)養(yǎng)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、水分多的蔬菜等在常溫下難以粉碎的食品原料，并可以制造迄今未曾有過的新加工食品
4、液氮冷凍技術(shù)在其他食品領(lǐng)域的應(yīng)用：
液氮的制冷作用，蛋汁、液體調(diào)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(jī)中來保護(hù)有價(jià)值的成分，同時(shí)也增加了研磨產(chǎn)量。液氮用于果蔬的貯存保鮮具有氣調(diào)的優(yōu)點(diǎn)，可調(diào)節(jié)農(nóng)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(diào)的功能是提高氮?dú)獾臐舛?，同時(shí)控制氮、氧與CO2的氣體比例，并使其保持在穩(wěn)定狀態(tài)，降低果蔬的呼吸強(qiáng)度，延緩后熟過程，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(yǎng)價(jià)值，延長(zhǎng)果蔬保鮮期。液氮在對(duì)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(qiáng)保水性，且對(duì)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(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持熱肉特性，又保證了肉品衛(wèi)生安全；在加工工藝上，無須再擔(dān)心溫度上升對(duì)肉質(zhì)的影響，且加工可不受原料溫度、加工時(shí)間、季節(jié)因素的影響，同時(shí)還可使加工過程處于低氧分壓，在一定范圍延長(zhǎng)了產(chǎn)品的貨架壽命。
