專利名稱：用于冷凍果蔬產(chǎn)品的方法
用于冷凍果蔬產(chǎn)品的方法發(fā)明目的本發(fā)明涉及一種特別是設(shè)計用于在處理農(nóng)產(chǎn)品領(lǐng)域中應(yīng)用的工業(yè)方法，其中， 從樹木或植物上剛剛收獲或采集的整個的或切片的果蔬食品在其最佳成熟時期被冷凍。本發(fā)明的目的是提供一種冷凍方法，其中降低了代謝過程和水果呼吸，使得其 存儲時間得到延長，所有這些并未損壞所述過程中它的結(jié)構(gòu)，使得冷凍食品可以在高產(chǎn) 量期間被儲存以便在短缺時期在市場上供應(yīng)，并可以保留它們?nèi)康母泄倨焚|(zhì)。本發(fā)明的目的也是為了獲得快速冷凍的工業(yè)方法，以便允許在可能最短的時間 內(nèi)處理大量的果蔬產(chǎn)品。
背景技術(shù)：
冷凍食品在西方世界中是基于克拉倫斯·伯宰(ClarenceBirdseye)在加拿大停 留期間對愛斯基摩人(Eskimos)通過將剛捕獲的魚放在冰上冷凍行為的評述(remarks)。他也證明，當(dāng)寒冷程度越強(qiáng)烈時，冷凍會發(fā)生得快很多，從而冰晶會小很多， 導(dǎo)致魚細(xì)胞結(jié)構(gòu)的損害降低，當(dāng)食用時它們的品質(zhì)會好很多?；谶@些經(jīng)驗，他在80多年以前在美國遞交了第一份關(guān)于冷凍食品，特別是 肉、魚和蔬菜的專利。伯宰無法獲得的是冷凍含有高水分的食品，諸如大多數(shù)果蔬產(chǎn)品。因為當(dāng)這些 食品被冷凍時，包含在細(xì)胞內(nèi)部和外部的水通過轉(zhuǎn)化為冰擴(kuò)大了對細(xì)胞結(jié)構(gòu)的破壞，從 而當(dāng)解凍所述食品時，受損的細(xì)胞膜無法將水保留在其中，以至于所述食品的感官特征 大大下降，因此失去了對客戶的吸引力。水果的生長通常包括細(xì)胞增殖初期，和隨后的用于擴(kuò)大在成熟期結(jié)束的細(xì)胞的 較長時期。水果在已經(jīng)達(dá)到其最終生長階段時在生理上處于成熟，并且通常已經(jīng)形成了 在采集后成熟的能力。在成熟期間，水果經(jīng)歷了一系列重要的生化和生理變化，從而結(jié)果實現(xiàn)了最佳 消費(fèi)感官特征。在細(xì)胞膜的后面是汁液。水果細(xì)胞內(nèi)的汁液由溶解在水中的物質(zhì)，諸如酸、色 素、糖、礦物質(zhì)、維生素等組成。這些小體積物質(zhì)或化合物中的一些，諸如水或某些 酸，能夠相當(dāng)容易地通過細(xì)胞膜或細(xì)胞壁的微孔而穿出。當(dāng)果蔬食品成熟時，它們的細(xì)胞完全充滿了水分，因此簡單的冷凍轉(zhuǎn)換(氣體 或液體)使得水分凍結(jié)而形成冰晶，破壞了水果的結(jié)構(gòu)并撕裂了水果的細(xì)胞壁。通過隨后解凍水果或蔬菜，水分穿過撕裂的細(xì)胞壁出來，留下糟糕的紋理 (texture)。除極小的水果諸如漿果外，其中，在冷凍隧道中的冷凍沒有造成嚴(yán)重的損害。 直接的結(jié)果是，當(dāng)這些水果被解凍時，它們的原始結(jié)構(gòu)會保持的相對好。當(dāng)解凍肉和魚時，由于具有較低比例的水分，損害會較小。產(chǎn)品冷凍得越快， 水結(jié)晶得越??；因而細(xì)胞壁破壞得越小，隨后在解凍中釋放的液體越少。在家庭中已經(jīng) 知道肉或魚應(yīng)該在碗中解凍，因此釋放的液體不會弄臟廚房臺面。這樣做的一個理由是當(dāng)冷凍時，這種食品的細(xì)胞結(jié)構(gòu)內(nèi)的一些東西已經(jīng)破壞了。食品中的水分比例越少，所 述的影響就越小。當(dāng)通過比在冷凍隧道或冷凍室中始終慢很多的速度冷凍食品來使冷凍鏈破壞 時，這些食物被不恰當(dāng)?shù)乩鋬觯瑥亩纬煽梢該p壞食物結(jié)構(gòu)的大冰晶。已知有多篇使用實驗室方法或工業(yè)方法冷凍果蔬產(chǎn)品的專利。但是其中沒有一 篇已經(jīng)是有效果的，未能在解凍后不損失感官特征的情況下將果蔬產(chǎn)品，諸如蘋果或西 紅柿放在超市貨架上。專利US 2004/096559描述了用于冷凍蔬菜或水果的方法，其中將產(chǎn)品部分脫水 以大大降低產(chǎn)品的原先含水量。根據(jù)該方法，使用溫度在90°C以上的熱氣將產(chǎn)品脫水， 含水量優(yōu)選地降低到25%至60%之間。隨后，通過在接近于-200°C的溫度下將該產(chǎn)品浸 沒在液氮或液態(tài)二氧化碳中來使這些產(chǎn)品經(jīng)受閃凍(flash freezing)處理。當(dāng)解凍時，產(chǎn) 品很好地維持了它們的味道，但是沒有維持其外觀，其外觀非常皺褶，這是因為絕大部 分的水分已經(jīng)從產(chǎn)品中移出。為了減小經(jīng)受冷凍處理的水果內(nèi)部產(chǎn)生的冰晶的大小，專利EP1525801描述了 一種方法，其中水果經(jīng)受于階梯式降溫系統(tǒng)。將水果緩慢冷卻至0°C，然后以每小時10°C至40°C以上(10°C over morethan
40°C)的冷卻速度緩慢冷凍至_8°C至-12°C之間的溫度，因此，表面和內(nèi)部之間的溫度差 異是1.5°C，最后進(jìn)一步冷卻，直至凍結(jié)成冰。盡管與其它替代方法相比較，該方法保留 了更好的水果味道，但是其中水果上撒有含糖液體或粉末，傾向于在冷凍狀態(tài)下食用水 果。在解凍水果的情況下，它們明顯損失了其原來的紋理。專利FR 2878412、EP 0572745和US6004607描述了一種方法，其中將產(chǎn)品浸沒
在用于表面預(yù)凍的水溶液中，在冷卻前或者然后，使用常規(guī)方法進(jìn)行冷凍。根據(jù)這些文 件，通過將產(chǎn)品浸沒在水溶液中使水果包膜(envelope)，在沒有造成水果核冷凍時其最外 層就被冷凍，這通過在其中形成冰晶降低了在產(chǎn)品包膜之后造成的損壞。然而，這些方 法具有明顯的缺陷a)通過向水溶液中添加制品而降低水的冷凍點(diǎn)造成被浸沒的產(chǎn)品味 覺發(fā)生變化，通常使用的制品是氯化鈉、氯化鈣、糖類或醇類，以及b)當(dāng)冷凍時細(xì)胞壁 被損壞，隨后當(dāng)解凍時它們也失去其紋理。W02007/057888描述了用于保持新鮮農(nóng)產(chǎn)品的方法，其中該農(nóng)產(chǎn)品經(jīng)過手工處 理，以不超過每平方米所述產(chǎn)品單位面積30X 10_6kg的速度從該農(nóng)產(chǎn)品中移除含量為5% 至20 %的水分。隨后，冷凍所述產(chǎn)品。在P200701391中，在5°C至10°C的溫度下，按照慣例以優(yōu)選為60%至70%濕度 的空氣將食品緩慢并溫和地脫水，以便尤其是從食品包膜或最外層部分地移除按重量計 占大約2%至大約10%的食品含水量。因此可選地，從以前操作中獲得的水果是真空包 裝的，該真空包裝具有致密的、柔性的、優(yōu)選為透明的且可折疊的包裝部。將包裝后的 水果通過浸沒在攪拌的有機(jī)鹽或無機(jī)鹽的水溶液中來進(jìn)行閃凍處理，根據(jù)水果的種類和 大小該閃凍處理的時間范圍介于2分鐘和10分鐘之間，其中攪拌的有機(jī)鹽或無機(jī)鹽的水 溶液即使在其溫度低于_50°C時也能夠使水保持在液體狀態(tài)。該方法的問題是成本昂貴，這是因為該方法十分緩慢且需要多次操作，因此當(dāng) 工業(yè)處理大量的果蔬產(chǎn)品時，進(jìn)行所述整體處理所需要的資源和時間限制了每日獲得的產(chǎn)品數(shù)量，存在由其產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)后果和負(fù)面影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出的用于冷凍果蔬產(chǎn)品的方法以完全令人滿意的方式解決了上述問 題，因而在不破壞食品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)或細(xì)胞壁的情況下獲得了高品質(zhì)的冷凍產(chǎn)品，因此一 旦解凍，其外觀、口味、氣味和紋理與它們被冷凍之前的相似，所有這些都顯著降低了 實現(xiàn)該方法的時間。為此，所推薦方法目的是將水果含水量降低6%至10%，以相對快的方式通過 使其經(jīng)受滲透處理或者使用真空冷卻器(真空冷卻)迫使水果發(fā)汗，在這兩種情況下以便 將其含水量降低6%至10%。所述水果也可以在10°C至30°C的溫度下經(jīng)受相對濕度為0 至50%的相對干燥的氣流。在這種情況下，干燥氣體可以產(chǎn)生自工業(yè)除濕器，使空氣的 相對濕度為0至50%，這取決于待脫水的產(chǎn)品是否是整個的還是切片的和去皮的水果。 可選地，所述干燥空氣可以由空氣組成，該空氣冷卻至溫度為約0至5°C以除去大部分包 含的水，然后加熱到約15°C至30°C以具有大約20%至50% HR的濕度，如果其他的能量 源已經(jīng)用來冷卻該空氣，諸如留在冷凍隧道或冷凍室中的氮?dú)猓敲此黾訜峥梢酝ㄟ^ 使產(chǎn)品穿過用于冷卻該產(chǎn)品的制冷單元的散熱器或使產(chǎn)品穿過熱源來獲得。隨后，在通過使用上述三種提及的方法中的任何一種來迫使水果發(fā)汗后，然后 根據(jù)果蔬產(chǎn)品的大小和形狀(整個的或去皮的且切片的)，以液氮、碳酐或機(jī)械制冷在隧 道或櫥柜內(nèi)在幾分鐘內(nèi)將水果快速冷凍，在所有的情況下溫度處于-40°C以下。發(fā)明優(yōu)選的實施方式更具體地，該方法包括使食品在特定條件下發(fā)汗一定時間，以便使其失去低百 分含量的水。如前所述，成熟水果的細(xì)胞完全充滿了水，借此如果迫使水果發(fā)汗并因而失去 足夠量的水，在水果生長時，當(dāng)冰凍時將不會破壞細(xì)胞壁，隨后當(dāng)解凍時水果什么都不 會發(fā)生，因為水會沒有問題地重新回到細(xì)胞中。采用這種方式，將會避免分子結(jié)構(gòu)發(fā)生 破壞，但是并未改變其外觀。一旦迫使發(fā)汗完成，將所述水果穿過冷凍的隧道或連續(xù)室或者穿過用于通過循 環(huán)冷凍的特定櫥柜。工業(yè)上，適宜的是既快又便宜的方法，因此，應(yīng)該選擇可以達(dá)到預(yù)期結(jié)果的最 合適的方法。通過將整個的或切片的水果浸沒到合適的液體或糖漿中，通過滲透來迫使發(fā) 汗，以便迫使水分出來直到達(dá)到理想的水平。在整個的且表皮堅韌的水果如西紅柿中， 應(yīng)用滲透表皮處理將是必需的。在待移除的水分的百分比小的情況中，可以使用收獲后廣泛使用的“真空冷 卻”(真空冷卻器)技術(shù)來閃凍食品，這顯示出低能量消耗的優(yōu)點(diǎn)，但是有水果發(fā)汗相對 較少的缺點(diǎn)每冷卻5°C有的水。也可以使用溫度為10°C至30°C、0至50HR的低濕度空氣，以便迫使發(fā)汗，因而 空氣越熱、越干，發(fā)汗越快。在整個的且表皮堅韌的水果諸如西紅柿中，使用非常干燥 的且相對熱的氣體來迫使發(fā)汗、并且有時應(yīng)用滲透處理將是必需的，而對于去皮的且切片成低厚度片的水果，例如8mm，空氣必需不太干燥且更冷些，以便不會造成太強(qiáng)的表 面干燥。工業(yè)上有若干方法來實現(xiàn)該目的，諸如將干燥空氣穿過工業(yè)除濕器至合適溫度，諸如由硅膠制成的那些工業(yè)除濕器， 根據(jù)要脫水的產(chǎn)品(整個的或切片且去皮的)使空氣具有0至50%之間的相對濕度。將干燥空氣冷卻到溫度為0至5°C以便除去大部分包含的水，然后加熱到約15°C 至30°C，使其濕度為約20%至50% HR。如果其他的能量源已經(jīng)用來冷卻該氣體，諸如 留在冷凍隧道或冷凍室中的氮?dú)?，那么可以使產(chǎn)品穿過用于冷卻該產(chǎn)品的制冷單元的散 熱器，或者使其穿過熱源。應(yīng)該提及的是，該方法生產(chǎn)的果蔬食品是新鮮的(alive)，因而合適的是在中等 溫度下進(jìn)行工業(yè)處理，因為如果在35°C以上的溫度下進(jìn)行脫水，這些產(chǎn)品會迅速降解 (degrade)。至于發(fā)汗的時間，是非常易變的，因為通過燈光系統(tǒng)去皮的且切片的水果在幾 分鐘內(nèi)可能失去必要的水分，而其他的產(chǎn)品諸如具有極堅韌表皮的完整的西紅柿，將必 須使用更加強(qiáng)的系統(tǒng)(intensive systems)達(dá)幾個小時。冷凍系統(tǒng)基本上取決于欲冷凍的產(chǎn)品的大小，盡管該冷凍系統(tǒng)總是適合于極為 快速的冷凍以便僅形成非常小的晶體，對食品也沒有任何損害。在所述冷凍方法中，以前對食品進(jìn)行包裝不是必需的。在冷凍方法用于冷凍切片的且去皮的水果的情況下，可以使用氮、CO2或者機(jī) 械冷卻隧道，因為具有非常小的尺寸，冷凍進(jìn)行的非常快。為了冷凍整個的水果和果蔬產(chǎn)品，氮或CO2隧道是必需的。從隧道中出來的所述果蔬產(chǎn)品在_18°C以下的溫度下大量儲存在用于冷凍產(chǎn)品的 室內(nèi)部的容器中。這些產(chǎn)品能在其中放置若干月。隨后，可以將所述冷凍的產(chǎn)品包裝成顧客所要求的不同的商用尺寸，以單個產(chǎn) 品或者以若干產(chǎn)品的混合的形式。該系統(tǒng)很大的優(yōu)點(diǎn)是，對于整個去皮且切片的片而言，解凍前和解凍后通過滲 透度儀測量的食品的紋理幾乎沒有變化。
權(quán)利要求
1.用于冷凍果蔬產(chǎn)品的方法，其特征在于，建立了與以下相同的操作階段通過滲透迫使水果的水分流失，以便僅將所述水果的含水量降低6%至10% ；在所提及的發(fā)汗之后，根據(jù)產(chǎn)品的大小和形狀(整個的、去皮的或切片的)， 在-40°C以下的溫度下在具有液氮、碳酐或機(jī)械冷卻的隧道或櫥柜內(nèi)閃凍果蔬產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于冷凍果蔬產(chǎn)品的方法，其特征在于，在移除的水分百分 含量小的情況下，通過滲透迫使的發(fā)汗使用“真空冷卻”(真空冷卻器)技術(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于冷凍果蔬產(chǎn)品的方法，其特征在于，為了迫使水分從水 果中流失，使用了濕度為0至50%、溫度為10°C至30°C的相對干燥的氣流。
4.根據(jù)權(quán)利要求1和3所述的用于冷凍果蔬產(chǎn)品的方法，其特征在于，用于迫使水分 從水果中流失的所述干燥氣體產(chǎn)生自工業(yè)除濕器，根據(jù)所述果蔬產(chǎn)品的種類、大小和形 狀，所述干燥氣體具有0至50%的相對濕度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1和3所述的用于冷凍果蔬產(chǎn)品的方法，其特征在于，迫使水果發(fā)汗 的過程是使用干燥氣體實現(xiàn)的，所述干燥氣體首先冷卻到約0至5°C的溫度以便除去包含 在所述氣體中的大部分水分，隨后經(jīng)受加熱過程直至干燥溫度達(dá)到15°C至30°C，并獲得 濕度為20%至50% HR的所述氣體。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于冷凍果蔬產(chǎn)品的方法，其特征在于，如果其他的能量源 已經(jīng)用來冷卻所述氣體，諸如留在所述冷凍隧道中的氮?dú)?，那么使用通過用于氣體冷卻 的制冷單元的散熱器、或者通過熱源的冷卻后氣體的傳導(dǎo)來加熱所述冷卻后氣體。
全文摘要
本方法包括使用真空冷卻(真空冷卻器)技術(shù)或者通過干燥氣流使產(chǎn)品進(jìn)行滲透以便迫使水果發(fā)汗直到將其含水量降低6％至10％，隨后，根據(jù)產(chǎn)品大小和形狀(整個的、去皮的或切片的)，在-40℃以下的溫度下將所述產(chǎn)品在具有液氮、碳酐或機(jī)械冷卻的隧道或櫥柜中閃凍。通過除濕器可以提供所述干燥氣體，或者所述干燥氣體也可以通過強(qiáng)的空氣冷卻，然后加熱來干燥。
文檔編號A23B7/055GK102014642SQ200980112259
公開日2011年4月13日 申請日期2009年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月10日
發(fā)明者布蘭卡·羅斯奇·費(fèi)雷爾 申請人:克萊薩盧斯系統(tǒng)有限公司