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低温快速微冻技术


编辑:2021-06-07 10:48:59

日期:2021-03-24 作者:韩教授 分类:理论基础

一、前言

现代的高端生物技术领域,各国科学家均已从化学合成的模型中解脱出来,从事直接从植物、动物中提取有效的天然物质,供人类食用,增强体质,增强免疫功能,提高人类对疾病的抗衡能力。

中国于2007年1月1日启动,旨在促进公众微生态平衡,提升国民体质的公众营养改善的OLIGO项目,这是中国继实施盐加碘、面粉强化、食用油强化等项目之后,改善国民健康的又一重要举措。

OLIGO项目的主要内容是针对现阶段中国居民大量存在的微生态营养失衡的状况,通过倡导食品企业在公众摄入的食品中加入OLIGO益生元素,******与增强人体内的益生菌群,摄入全价营养食品,以达到促进微生态平衡、改善公众营养健康的目的,OLIGO属于功能性低聚糖物质,天然存在于人们日常食用的多种动植物中。

卫生部、科技部和国家统计局联合发布的第四次中国居民营养与健康调查数据显示,由于食品加工过精,冷冻、冷藏食品在冻结过程中产生冰结晶破坏,食用时盐类物质、可溶性蛋白大量流失。滥用*********和环境污染加重,中国居民体内的微生态处于严重失衡状态,致使营养不良,成为影响中国居民健康的主要因素,由此给中国每年带来5400亿元的经济损失,这一状况已引起中国政府高度重视。

如我国居民中,精英中的精英,中国运动员参加的各类比赛项目,在技巧和小项目中,中国领先,但在体能项目中,远远落后其他国家,就是因为没有摄入全价食品,供不上体能的需要,造成体能不足的原因。

二、食品保鲜加工技术现状

人类从进化到能直立行走开始,就在摸索着如何保存食物,在食物短缺时食用。当近代人类进入高度文明发达的工业化信息化时代,无数科学家和有志者,从事着促进人类进步的食品保鲜:这一人类大课题的研究,并不断的发现和发明了各种各样保持食品品质的食物保鲜重大成果。其中,***普遍使用的是食品冷、热加工保鲜。

1、食品的热加工保鲜

食品的加热、蒸煮、烘干,加上各种各样的调味料,香料的应用,采用烹调和工业化生产的方式,为现代人类提供了五彩缤纷,色、香、味俱全的美食。

罐藏食品的工业化生产,不仅解决了人类对食品长期保存的问题,并且其携带方便。研究人员在逐步解决热加工前保持食品原料全价营养的问题,并依食品法控制各类食品添加剂、增色剂、防腐剂的使用量。使热加工这一形式更加完美。

2、食品的冷加工保鲜

人类社会发展至今,全******50 多亿人口,每年消耗的植物、动物类食品近20 亿吨。很多食品是用冷冻和冷藏来保存的,并且经济越发达,冷冻、冷藏的量值就越大,一些发达国家甚至已经开始把粮食用冷藏的方式保存。

现代工业已经把食品的冷冻、冷藏组合成了一个冷链系统:从城市化的冷冻、冷藏加工工业到食品冷藏运输车、冷藏集装箱,再到商场冷柜,直至家庭的冷柜、冰箱,人类在享受着现代化工业给生活带来的优越性。

在现代社会中,经济发达地区人们对疾病的抗衡能力低于经济发展中地区,各种心血管病、糖尿病、癌症等疾病,一直困扰着经济发达地区,在冷冻冷藏食品食用量比较高的发达国家和地区,特别明显。这一现象引起了国际社会和科学家们的重视。

经研究发现,水产、肉类食品是由无数细胞构成的,细胞内的液体含有盐类等物质,此溶液既是生命液。细胞液在细胞和细胞之间存在的浓度要比其在细胞内的低。现在的冷冻、冷藏工业化生产,在食品的冷冻过程中,当结冻设备温度降低,冷冻食品时,冰结晶首先在细胞之间产生,随着温度逐渐降低到细胞内溶液的冰点时,在细胞内又产生了冰结晶,由于产生了细胞内外压力不均衡的胀力,破坏了原生质和细胞膜。我们在做科学实验和研究中发现,在目前沿用的冻结方式中,做实验用的鱼、虾、肉类食品内细胞生物膜的结构均遭到冰结晶的不均衡性破坏,在细胞膜上形成通透性较大的裂缝,与鸡蛋在冰柜内外壳冻裂相似,形成许多电解质自由出入的通道,在食品解冻时,细胞质,即营养物质,可溶性蛋白和盐类物质,在解冻过程中大量流失,故在食品用水解冻时,水中会出现大量泡沫,降低了水产,肉类,食品的全价营养成分,即失去了鲜味感,又污染了环境。如虾类食品和高蛋白的贝类以及肉类食品,在常规冻结,单冻机,IQF,管架式冻结,平板冻结等方式中遭到破坏。故在食品解冻时,会有电解质外渗现象,会使肉质松散,失去原有的风味。且高比率,长期食用此类食品,就会出现目前经济发达国家和地区较普遍的肥胖,*********下降,并引发了一系列的亚健康疾病。

三、大自然给人类的启示

我们发现在自然界中,冬眠的动物,其体细胞具备自然抗冻的机理,如青蛙,泥鳅,鲫鱼等生活在亚热带,寒带的动物和水生动物,在大气温度急剧下降时,会增加体内细胞的多糖类抗冻物质,在其亚细胞膜的脂酸分子的双键数急骤增加,以冻抗冻,不致使体内细胞因外界温度下降而被冰结晶冻胀破裂,以保持生命体,在温度上升时复苏,复活。若气温是逐步下降,外界条件形成冰结晶杀死细胞和组织,冬眠的青蛙,泥鳅,鲫鱼也会大量冻死,春天来临也活不过来,留在洞穴中的是一幅骨头,决不会是活生生的生命体。我们亦在植物中发现此类现象,气温下降,枫叶中糖类物质增加,枫叶变红;大白菜、青菜在温度下降时,细胞内会产生抗冻的糖类物质,故食用时带微甜口味。

从大自然的启示中,我们人类如能在食品的冻结保鲜工业中创造自然条件,那人类就能全价保存、保鲜食品。这将是一项划时代的伟大创举。

四、动植物细胞在低温状态下的细胞学研究

任何动、植物,包括人类,都是由一个个细胞组成的,动植物食品的创世纪保鲜,亦必须从研究细胞在低温状态下的变化开始。70年代,上海水产大学的骆肇尧教授根据食品在冻结过程中细胞的冰结晶状态,发表了《冰结晶理论》,引起全球科技界的重视。我们通过多年的研究和科学试验,在骆肇尧教授的《冰结晶理论》的指导下,研究水产和肉类食品冻结过程中,产生冰结晶不均衡胀力状态的***盛时间和温度,通过科学实验理解食品体系所发生的生物活化反应的生物分子动力学的问题,采用华罗庚先******明的正交实验法,掌握了水产、肉类食品在低温状态下,生物细胞在温度和时间变化时的生物细胞信息,经过反复试验,实验,破译了食品冻结时细胞在温度,时间量变的拐点,发现和掌握了水产,肉类食品在低温冻结时细胞冰结晶产生的***盛时间和温度(表1):

五、水产、肉类食品低温快速微冻技术的发明

创新、发明的低温快速微冻技术是采用高科技生物技术,在研究生物体细胞在低温状态下的冰结晶状态,应用低温和超低温技术,和新发明的天然成分的微冻液,对被冻结保鲜的水产、肉类食品,用创新的冻结曲线,在微冻液中直接冻结保鲜。根据品种和物体的大小,在6到15分钟、15到30分钟内完成食品的冻结保鲜,表现在被冻保鲜的食品内的细胞膜未被冻裂,处在生物体微冻状态,再经冷藏保持被冻保鲜的水产、肉类食品,品质鲜活,故称为低温快速微冻技术,是食品保鲜领域达到国际领先水平的创新技术。

大自然的启示和经过多年多次反复进行的科学实验,证实食品细胞在冻结保鲜过程,******温度设置在-30~-35℃之间。但随食品物体传热学问题,冷却空气进行食品快速冻结不可能,常规冻结水 产、肉类食品***起码需要2小时,甚至12小时。因而不能满足被冻食品细胞膜不破的要求,经科学实验,把液体制冷到-30~-35 ℃时,把被冻物放入液态微冻液中,31~40只(500克)虾,只用了6分钟虾体中心温度达到-18℃。经测定,细胞膜未遭破坏。解冻后仍保持着鲜活的全价品质,而可以长期冷藏保存。在科学实验中用各种肉类食品做试冻保鲜,结果使肉类更加鲜美,并且快速冷冻肉内的乳酸即转化糖元物质,完全可以减去在加工肉类过程中的排酸工艺。用青蛙、鲫鱼、泥鳅、小龙虾做试验,冻结后在-18℃的冷库存放7天,慢慢调温解冻,部分试验生物能够复活。虾类、鱼类和肉类食品冻结后经细胞切片检验,细胞膜保存完好,解冻时无可溶性蛋白和细胞原生质外渗现象,故解冻水清澈洁净。

微冻液的研究和发明历经了20年的时间,采用正交实验法,经过上万次试验,终于在天然物质中,发掘和发明了微冻液,不仅在低温快速水产、肉类微冻技术上符合食品卫生要求,并且符合美国FDA标准要求。

发明的瞬间冷冻液,活海鲜微冻液,是由天然物质精制而成,经浙江省医学科学院毒理试验检测,《浙医科检031073》毒理试验报告,按GB-15193-94食品安全性毒理科学评价程序和方法,进行检测和评价,属******类,符合食品卫生学要求,可以与被冻物直接接触进行冻结保鲜;经上海市疾病预防控制中心检测《奉疾防2002检字第00724号》卫生学报告,符合食品卫生要求;并通过美国FDA注册认证,打开了低温快速微冻技术通向******的大门。此项专利技术已输出中国台湾地区和东南亚国家,为人类提供划时代创新的食品保鲜全价营养的产品。

六、低温快速微冻技术的应用和技术的经济性

水产、肉类低温快速微冻技术中,两项专利的发明和创新,组合成了微冻生产线,目前已被日本、韩国、广东、广西、湖北、浙江、河北等国家和地区的企业引进使用,填补了我国多项水产食品无法生产冻结保鲜生食水产品的空白。终端产品,如生食海虾、生食鱼片、脆鲩鱼等,均出口日本、美国,为企业取得了较高的经济利益。

引进水产、肉类低温快速微冻技术(简称ILF),引进微冻生产线的技术经济先进性。

1、中国中山市引进ILF,进行虾类食品保鲜加工,连续液态冻结又解决了广东特产脆鲩鱼的保鲜问题。以往传统冻结设备保鲜加工脆鲩鱼,一出冻就不脆了,因此,产生了30多年来无法解决的技术难题。如今引进水产、肉类低温快速微冻技术解决了这一难题:用ILF冻结的脆鲩鱼,出冻时还保持原有的脆度,口感还更佳好,在冷库存放1年,出库解冻后还是和活的脆鲩鱼一样具有脆性。ILF占地面积小,只是常规冻结设备20%的占地率。每吨虾冻结节省电耗40%,节省人力50%,提高虾类食品的品质,提高了企业的知名度,产品供不应求,企业取得了较高的经济效益。

2、广东、浙江、广西、湖北、河北等地企业引进ILF专业生产出口日本、美国的生食虾类食品和生食鱼类食品。

3、肉类食品加工企业ILF应用的技术经济性

A:同样60吨/日的冻结量,可节约投资HACCP标准车间60%的有效面积,在原有生产车间的基础上引进ILF进行肉类食品的冻结保鲜,可扩大1倍的生产量。

B:由于发明的微冻液的密度是空气的1300倍,导热系数hc=4卡/(米·小时·摄氏度),克服了空气具有较大的热阻,导热系于微冻液近30倍。故由电能转化成冷冻能量,传导到被冻物上的转换率为95%,传导速度极快,3cm*10cm*6cm大小的肉块在-30~-35℃的微冻液中冻结的时间为12分钟,中心温度达到-18℃。而在-30~-35℃的空气中冻结的时间为12小时,中心温度达到-18℃。所以,同吨位的肉类冻结保鲜能节省40%的电耗。

C:ILF在极短的时间完成肉类的冻结保鲜工艺,同时在快速冻结过程中,被冻物细胞膜不破裂,经急骤物理反应,转换成多糖物质,以创新的高科技生物技术,改变传统的排酸等工艺,解冻时肉中无可溶性蛋白质渗出,而解冻后的肉仍保持新鲜品质,保持了肉类食品的全价营养,食用时肉类更加鲜嫩。同时,加工企业克服了在常规冻结中的肉类干耗大难题,实现了无干耗,全价、省电、省人工的肉类冻结保鲜。

D:采用ILF进行肉类保鲜冻结,可解决鹅肝、猪肝等肉类食品的保鲜问题。和常规冻结的鹅肝相比,用ILF冻结保鲜的鹅肝,解冻后仍和刚从鹅身上取出时的新鲜度、弹性一样。

E:规模型的中、大型肉类加工厂,引进ILF进行肉类冻结保鲜时,可实现电脑自动化控制。这一创世纪的专利技术,在不改变原有的冷藏条件,可长时间保存肉类食品。

七、低温快速微冻技术ILF在果蔬保鲜加工中的应用

快速微冻保鲜能使果蔬细胞保持完整,而部分果蔬在快速冷冻过程中转化为多糖类物质,果蔬的食用口感更好,营养物质不会流失。1:青豆在ILF冻结保鲜3分钟,经冷藏6个月,解冻食用时,色泽同豆荚中刚剥出时一样,呈绿色。无需加温杀青等工艺,节省青豆加工中能耗60%。

2:大蒜头、块茎类蔬菜、西红柿等蔬菜均可用ILF进行冻结保鲜,长期保存。

3:荔枝、樱桃、龙眼、桑椹、乐利果、切片哈密瓜等亦可通过ILF进行保鲜加工,葡萄经ILF3分钟处理后,可增加葡萄的糖类物质,可制造生产出冰葡萄一样的优质商品葡萄酒。

八、低温快速微冻技术ILF在生物领域的应用

1:特定设计的ILF冻结系统,可满足疾病预防控制中心、公安法医保存取样,保存长时间原状,确保法律证物的真实性。而且使用方便,全天候待机,科技含量高,而运作成本低。

2:目前正与相关机构合作,进行人体器官、皮肤、动物精子、卵子、血浆、干细胞等生物领域应用的研究,低温快速微冻技术将为人类的生命科学作重大贡献。

九、改善公众营养,提升国民体质,实现OLIGO项目

低温快速微冻技术,水产,肉类,果蔬食品高科技加工保鲜专利技术,对促进和改善公众营养,为人类提供全价营养食品,提高国民体质,提高人类对疾病的抗衡能力,用科学手段创造比大自然更优越的可控条件。在低温快速微冻保鲜的水产,肉类,果蔬食品中,自然增加和产生了人工无法合成的,促使人类健康的OLIGO高营养的功能性低聚糖。

中华民族,5000年的历史,5000年发展的饮食文化,提倡:“医食同源、药食同行”,在饮食过程中防病,治病。现代科学的发展,其***尖端的科技基础和人类的管理,是以人为本,达到人类不生病,少生病,保证人类的健康为目的。我国政府通过一系列的法律,法规和各种划时代的举措,从我国人民平均寿命36岁,通过50多年的努力,人定胜天,采用改造自然,以防为主的方针,已经达到平均76岁寿命。低温快速微冻技术的发明,向全人类,向中国提供全价的水产,肉类,果蔬食品,不久的将来会使我国人民的平均寿命向90~96岁迈进。

全价保鲜食品含有天然OLIGO的功能性低聚糖,日常摄入能使海,陆,空三军和中国运动员增强体质,***************,提高对疾病的抵抗能力,并能增强战斗力和运动员的集体爆发能力和增加进行性力量和持久力。

国家管理工作人员,科学家,企业管理和从事脑力劳动的职业人群,相对精神压力很大,使得精神压力长时间积蓄,大脑超负荷运转,导致脑积劳,内分泌紊乱,从而造成*********下降,浑身无力,头晕眼涩,心悸气短,******健忘,上火******,没有食欲,萎靡不振,嗜睡不醒,面色萎黄,易患感冒和流行病等状况,全价保鲜食品的日常摄入能使上述症状逐渐改善和消失。

科技兴国,首先要提高全民族人民的文化素质和身体素质。全价保鲜食品的日常摄入能使我国居民享受到我们中国人发明的************的创新技术生产的完美食品,真正增强人民体质。目前引进这一创新技术生产的全价食品企业,产品全部出口日本、美国,这种状况理应引起我们的高度重视。