液氮在食品工業(yè)中的應(yīng)用

液氮是無色、無味、低粘度的透明液體，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不與任何物質(zhì)起化合作用；其具體物理性質(zhì)見表1。液氮作為空氣液化分離的*大宗產(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(rèn)可。把液氮作為理想的制冷劑應(yīng)用于食品工業(yè)；尤其在食品速凍中的應(yīng)用，已在世界范圍內(nèi)有了長足發(fā)展，被國外譽(yù)為20世紀(jì)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(yīng)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(yǎng)、功能及**的食品成為主導(dǎo)，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(tǒng)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(shù)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(dǎo)率 焦耳／厘米?秒?℃ 2.28x10-4
 
1 液氮在食品應(yīng)用中具備的特點(diǎn)
(1)液氮的無色、無味、無臭及無毒等基本性質(zhì)；
(2)液氮具窒息性惰性性質(zhì)，對細(xì)菌和其他微生物有窒息和抑制作用；保證食品衛(wèi)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(dá)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?dú)馐强諝獾闹饕M成部分，在空氣中的含量高達(dá)78%(體積)，來源豐富。
2 液氮在食品工業(yè)上的應(yīng)用
2.1 液氮在食品速凍中的應(yīng)用
在眾多的保藏法中，冷凍保藏法應(yīng)用*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(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，使食品解凍后能*大限度地恢復(fù)到原來的新鮮狀態(tài)和原有的營養(yǎng)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(jié)速度比一般凍結(jié)方法約快30-40倍)：采用液氮速凍，
可使食品迅速通過0℃～5℃*大冰晶生長帶，食品研究人員已在這方面做了有益的嘗試。
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*大限度地保持加工前的色、香、味及營養(yǎng)價(jià)值。段振華等人用液氮對檳榔進(jìn)行速凍處理，結(jié)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(jié)的干耗損失率為3～10%，而液氮速凍可減少到0.25～0.5%。
④ 設(shè)備與動(dòng)力費(fèi)用低，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化流水線，提高生產(chǎn)率。
2.2 液氮在飲料加工中的應(yīng)用
目前，已有不少飲料生產(chǎn)廠家采用氮或氮與CO2的混合物取代傳統(tǒng)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(yīng)用
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)和原有營養(yǎng)價(jià)值，延長果蔬保鮮期。
2.4 液氮在肉制品加工中的應(yīng)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，既可在較長時(shí)間內(nèi)保持熱肉特性，又保證了肉品衛(wèi)生**；在加工工藝上，無須再擔(dān)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(jié)因素的影響，同時(shí)還可使加工過程處于低氧分壓，在一定范圍延長了產(chǎn)品的貨架壽命。
2.5 液氮在食品低溫粉碎中的應(yīng)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程。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*****新加工食品。
2.6 液氮在食品包裝中的應(yīng)用
英國倫敦一家公司開發(fā)出一種簡單實(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(nèi)加入幾滴液氮。當(dāng)液氮蒸發(fā)轉(zhuǎn)化成氣體時(shí)，它的體積迅速擴(kuò)大，在包裝袋內(nèi)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)，從而大大延長食品的保鮮期。
2.7 液氮在食品冷藏運(yùn)輸中的應(yīng)用
冷藏運(yùn)輸是食品工業(yè)中很重要的一部分。開發(fā)液氮制冷技術(shù)，發(fā)展液氮冷藏火車、冷藏汽車及冷藏集裝箱是現(xiàn)今國際上的共同發(fā)展趨勢。經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家多年的應(yīng)用實(shí)踐表明，液氮制冷系統(tǒng)是**在商業(yè)上可與機(jī)械制冷系統(tǒng)相競爭的冷藏保鮮技術(shù)，也是食品冷藏運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展方向。
2.8 液氮在食品工業(yè)中的其它應(yīng)用
由于液氮的制冷作用,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。**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(wěn)定、不受污染等特點(diǎn)。

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