液氮在食品工业中的应用

   2014-03-21 丹东天茂气体有限公司谭小东3200
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氮气在食品工业中的应用
(丹东天茂气体有限公司)转载自网络
        自古以来,人们就已经开发出一些便利的延缓食物变质的方法。以低温液态和气态形式存在的氮,在这些过程中起着决定性的作用,它被应用于深度冷冻、贮存,在包装中作为保护性气体,还可用于充罐饮料、保质粉碎和控制水果的成熟度等领域。
  氮气,无色、无味、无臭的惰性气体,密度为1.2506kg/m3,熔点-209.86℃,沸点为-195.8℃,稍溶于水和乙醇,化学性质不活跃。在1个大气压下,液氮的温度为-196℃,在0.3Mpa压力下,液氮汽化可吸收热量约181kJ/kg,加热到-20℃,这种冷的氮气又吸收热量181kJ/kg,因此在冷却和冷冻整个过程中,吸收的总能量为382kJ/kg。在同食品的接触过程中呈中性,因此可用于食品防腐。
  本文将从液氮冷冻与保质粉碎、非碳酸饮料制造加工、啤酒制造加工和食品包装方面综述氮气在食品工业中的应用。
  ■液氮冷冻和保质粉碎冷却、冷冻、深度冷冻——当含水食品从常温(大约为20℃)冷却到低于冻结温度(至少低于-15℃)时,这种食品可以长期贮存而不会产生明显的变质。这种冷冻过程包括凝固成水分的结晶。如果食品的温度降低到凝固点之上(对大多数食品在-2~0℃之间)我们称这个过程为冷却。类似的,如果一个产品已经凝固,也就是说它们中的水分大部分已经结冰,还能够冷却到更低的温度。
  使用液氮进行冷却、冷冻和深度冷冻有许多优点。许多食物原料在加工前,首先需将其磨碎,期间产生的热量能融化其中敏感的成分并且阻碍碾磨机的碾磨。例如,在碾磨香料和吸水的食品添加剂时,如糖的替代品和卵磷脂等,液氮注入碾磨机中来保护有价值的营养成分,同时也增加了碾磨产量,而且氮气的惰性也防止了火灾和粉尘爆炸的危险的发生。
  天然香辛料不仅营养丰富,而且有很好的药理作用,具有保健和医疗的价值,例如大蒜,它是一种天然的抗生素,可预防心血管疾病、肠道疾病等。为了使香辛料和功能性食品便于贮存、添加和食用,往往需要改变其规格,也就是需要经过碾磨粉碎。而在常温下粉碎存在两个主要难题:1.打滑。油质较多的食品(如肉桂等)更是如此,以至加工无法进行;2.发热。由于芳香物质对温度的敏感性,在碾磨加工过程中由于温度的升高而使挥发性芳香组分损失,色香味发生变化,影响产品的质量。采用液氮冷冻技术可解决这两个难题。在特定的条件下,用高纯度的液氮,在瞬间使物料的温度急剧下降,降温的程度视工艺的技术要求而定,液氮的消耗与温度的降低通常是1∶0.5~1.5。物料在低温冰冻的状态下变脆,解决了打滑的问题,使得碾磨顺利进行。而且,由于采用液氮或激冷的方式降温,物料在加工过程中的挥发性组分和各种有机成分都不易损失,除规格的改变外,不至于发生质的变化。美国的人参粉、日本的甲鱼粉等均采用冷冻碾磨技术。其工艺流程如下:
  原料→检验→消毒→液氮急冻→除铁→碾磨→过筛→包装→成品
  ■非碳酸饮料制造加工最近,饮料工业中出现了新一代的产品——非充气饮品。非充气饮品市场的增长率估计要比传统的充气饮料市场的增长率高50%。由于这种新产品的市场销路越来越好,制造加工非充气饮料的罐头厂会越来越多。要使这些非充气产品具有较强的竞争力,必须解决两个主要问题:1.必须改进装罐方法。2.必须在罐头最终密封之前加压到一定的范围,以便在不用二氧化碳的情况下采用传统的包装、堆放及运输方法。通过使用一个特殊设计的液氮贮存、输送和加注系统,可在每只罐头内形成一定的压力,并使非充气装罐工业达到预定的加工速率。在非充气饮料罐头中加注液氮的另一个好处是,所注入的液氮可排除每只罐头顶部空间中的氧气,从而延长了易腐品的贮存期限。
 
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