液氮在食品中應用

日期:2017年1月13日

  液氮是無色、無味、低粘度的透明液體,化學性質穩定,不與任何物質起化合作用;其具體物理性質見表1。液氮作為空氣液化分離的最大宗產品、工業制氧的副產品,加上液氮特有的性質,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;尤其在食品速凍中的應用,已在世界范圍內有了長足發展,被國外譽為20世紀食品工業最杰出的成就之一。在我國,液氮在食品工業各方面中的應用雖已逐漸興起,但存在的問題仍然很多。隨著人們對食品的要求越來越高,天然、營養、功能及安全的食品成為主導,液氮技術作為食品中低溫技術家族的一份子,取代傳統的加工方法,在食品工業領域一定會有較理想的發展。
  1 液氮在食品應用中具備的特點
  (1)液氮的無色、無味、無臭及無毒等基本性質;
  (2)液氮具窒息性惰性性質,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。
  (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),來源豐富。
  2 液氮在食品工業上的應用
  2.1 液氮在食品速凍中的應用
  在眾多的保藏法中,冷凍保藏法應用最為廣泛,效果也非常顯著。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所采用,由于它能實現低溫深冷的超速凍,也有利于實現凍結食品的部分玻璃化,使食品解凍后能最大限度地恢復到原來的新鮮狀態和原有的營養成分,極大提高了冷凍食品的品質,因此在速凍工業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點:
  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0℃~5℃最大冰晶生長帶,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:由于液氮速凍的時間短,經液氮速凍的食品可以最大限度
  保持加工前的色、香、味及營養價值。段振華[3]等人用液氮對檳榔進行速凍處理,結果表明經液氮處理后的檳榔保持有較高葉綠素含量,風味好。
  ③ 物料干耗小:一般凍結的干耗損失率為3~10%,而液氮速凍可減少到0.25~O.5%。
  ④ 設備與動力費用低,易于實現機械化和自動化流水線,提高生產率。
  2.2 液氮在飲料加工中的應用
  目前,已有不少飲料生產廠家采用氮或氮與CO2的混合物取代傳統的CO2,對飲料進行充氣包裝。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題要少;氮對于灌裝無泡飲料,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點,可調節農副產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,同時控制氮、氧與CO2的氣體比例,并使其保持在穩定狀態,降低果蔬的呼吸強度,延緩后熟過程,從而使果品、蔬菜保持采摘時的新鮮狀態和原有營養價值,延長果蔬保鮮期。
  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,可有效提高產品質量。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量;用于肉制點心、肉脯等再制肉的加工,不僅可使肉糜混合時加速蛋白質溶解和增強保水性,且對保持產品特有形狀尤為有效。另外原料肉經液氮快速冷卻,既可在較長時間內保持熱肉特性,又保證了肉品衛生安全;在加工工藝上,無須再擔心溫度上升對肉質的影響,且加工可不受原料溫度、加工時間、季節因素的影響,同時還可使加工過程處于低氧分壓,在一定范圍延長了產品的貨架壽命。
  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溫度的物質,在外力作用下破碎成粉體的過程。食品的低溫粉碎是近幾年發展起來的一種食品加工新技術,該技術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多的食品。用液氮進行低溫粉碎處理,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養。如日本將經液氮凍結后的海藻、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,且基本保持原有營養價值。此外,用液氮進行低溫粉碎,還可粉碎常溫下難以粉碎的物料、熱敏性及受熱易變質,易分解的物質。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。
  2.6 液氮在食品包裝中的應用
  英國倫敦一家公司開發出一種簡單實用的食品保鮮包裝方法,就是在給食品進行包裝時,往包裝袋內加入幾滴液氮。當液氮蒸發轉化成氣體時,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,從而大大延長食品的保鮮期。
  2.7 液氮在食品冷藏運輸中的應用
  冷藏運輸是食品工業中很重要的一部分。開發液氮制冷技術,發展液氮冷藏火車、冷藏汽車及冷藏集裝箱是現今國際上的共同發展趨勢。經濟發達國家多年的應用實踐表明,液氮制冷系統是唯一在商業上可與機械制冷系統相競爭的冷藏保鮮技術,也是食品冷藏運輸的發展方向。
  2.8 液氮在食品工業中的其它應用
  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并能倒出的顆粒狀冷凍食品,這些食品可隨時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,液氮被注入到研磨機中來保護有價值的成分,同時也增加了研磨產量。專家研究證明,利用液氮淬冷協同高溫解凍進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。

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