食品的凍結(jié)與凍藏

食品的凍結(jié)與凍藏1第一頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四第3章

食品的凍結(jié)與凍藏第1節(jié)食品的凍結(jié)第2節(jié)食品的凍藏第3節(jié)食品的凍結(jié)方法和凍結(jié)裝置2第二頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四

通常，非活體食品的貯藏溫度越低，其貯藏期越長(zhǎng)。動(dòng)物性食品在凍結(jié)點(diǎn)以上的冷卻狀態(tài)下，只能作1～2周的短期貯藏；如果溫度降至凍結(jié)點(diǎn)以下，國(guó)際上推薦一18℃以下，動(dòng)物性食品呈凍結(jié)狀態(tài)，就可作長(zhǎng)期貯藏，溫度越低，品質(zhì)保持越好，實(shí)用貯藏期越長(zhǎng)。以鱈魚(yú)為例，15℃只可貯藏1天，0℃可貯藏15天，一18℃可貯藏6～8個(gè)月，一25℃可貯藏1年。水果、蔬菜等植物性食品也可用凍結(jié)的方法加工成速凍水果、速凍蔬菜．并在一18℃以下的低溫下貯藏，其貯藏期可達(dá)1年以上。3第三頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四

食品在凍結(jié)過(guò)程中所含水分要結(jié)冰。魚(yú)、肉、禽等動(dòng)物性食品若不經(jīng)前處理直接凍結(jié)，解凍后的感官品質(zhì)變化不大，但水果、蔬菜類植物性食品若不經(jīng)前處理直接凍結(jié)；解凍后的感官品質(zhì)就會(huì)明顯惡化。所以蔬菜凍前須進(jìn)行燙漂，水果要進(jìn)行加糖或糖液等前處理后再凍結(jié)、如何把食品凍結(jié)過(guò)程中水變成冰結(jié)晶及低溫造成的影響減小或抑制到最低限度，是凍結(jié)工序中必須考慮的技術(shù)關(guān)鍵。4第四頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四第一節(jié)食品在凍結(jié)時(shí)的變化一、物理變化（一）體積膨脹、產(chǎn)生內(nèi)壓水在4C時(shí)體積最小，密度最大，為1000kg／m3。0℃時(shí)水結(jié)成冰，體積約增加9％，在食品中體積約增加6%。冰的溫度每下降1℃，其體積收縮0.01％～0.005％、二者相比，膨脹比收縮大得多，所以含水分多的食品凍結(jié)時(shí)體積會(huì)膨脹。5第五頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四食品凍結(jié)時(shí)．首先是表面水分結(jié)冰，然后冰層逐漸向內(nèi)部延伸。當(dāng)內(nèi)部的水分因凍結(jié)而體積膨脹時(shí)，會(huì)受到外部冰層的阻礙，產(chǎn)生內(nèi)壓稱做凍結(jié)膨脹壓．純理論計(jì)算其數(shù)值可高達(dá)8.7MPa。當(dāng)外層受不了這樣的內(nèi)壓時(shí)就會(huì)破裂，逐漸使內(nèi)壓消失。如采用一196℃的液氮凍結(jié)金槍魚(yú)時(shí)，由于厚度較大，凍品會(huì)發(fā)生龜裂，這就是內(nèi)壓造成的。6第六頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四

日本為了防止因凍結(jié)內(nèi)壓引起凍品表面的龜裂，采用均溫處理的二段凍結(jié)方式，先將魚(yú)體降溫至中心溫度接近凍結(jié)點(diǎn)，取出放入-15℃的空氣或鹽水中使魚(yú)體各部位溫度趨于均勻，然后再用-40℃的氯化鈣鹽水浸漬或噴淋凍結(jié)至終點(diǎn)，可防止魚(yú)體表面龜裂現(xiàn)象的發(fā)生。7第七頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四（二）物理特性的變化

食品的比熱容隨含水量而異，合水量多的食品比熱容大，含脂肪多的食品比熱容小。對(duì)一定含水量的食品，凍結(jié)點(diǎn)以上的比熱容要比凍結(jié)點(diǎn)以下的大。比熱容大的食品在冷卻和凍結(jié)時(shí)需耍的冷量大，解凍時(shí)需要的熱量亦多。1.比熱容8第八頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四9第九頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四

式中，W是食品中水分的含量。該近似計(jì)算式的計(jì)算值與實(shí)測(cè)值有很好的一致性。但在食品凍結(jié)過(guò)程中，隨著時(shí)間的推移，凍結(jié)率在不斷變化，會(huì)對(duì)食品的比熱容帶來(lái)影響、因此需根據(jù)食品的品溫求出凍結(jié)率，對(duì)比熱容進(jìn)行修正。10第十頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四2.導(dǎo)熱率構(gòu)成食品主要物質(zhì)的熱導(dǎo)率如表3-2所示。水的熱導(dǎo)率為0.6W／（m·℃），冰的熱導(dǎo)率為2.21W／（m·℃），約為水熱導(dǎo)率的4倍。其他成分的熱導(dǎo)率基本上是一定的，但因?yàn)樗谑称分械暮亢芨?，?dāng)溫度下降，食品中的水分開(kāi)始結(jié)冰的同時(shí)，熱導(dǎo)率就變大（參見(jiàn)表3－2），食品的凍結(jié)速度加快。11第十一頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四12第十二頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四13第十三頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四食品經(jīng)過(guò)凍結(jié)、解凍后，內(nèi)部冰晶融化成水，如不能被組織、細(xì)胞吸收回復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)．這部分水分就分離出來(lái)成為流失液。流失液不僅是水，還包括溶于水的成分，如蛋白質(zhì)、鹽類、維生素等。體液流夫使食品的質(zhì)量減少，營(yíng)養(yǎng)成分、風(fēng)味亦受損失。因此，流失液的產(chǎn)生率成為評(píng)定食品質(zhì)量的指標(biāo)之一。（三）體液流失14第十四頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四

一般來(lái)說(shuō)，如果食品原料新鮮，凍結(jié)速度快，凍藏溫度低且波動(dòng)小，冷藏期短，則解凍時(shí)流失液少。若水分含量多，流失液亦多、如魚(yú)和肉比。魚(yú)的含水量高故流失液亦多。葉菜類和豆類相比，葉菜類流失液多。經(jīng)凍結(jié)前處理如加鹽、糖、磷酸鹽時(shí)流失液少。食品原料切得越細(xì)小，流失液亦越多。15第十五頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四食品凍結(jié)過(guò)程中，因食品中的水分從表面蒸發(fā)，造成食品的質(zhì)量減少，俗稱“干耗”。干耗不僅會(huì)造成企業(yè)很大的經(jīng)濟(jì)損失，還給凍品的品質(zhì)和外觀帶來(lái)影響。例如日宰2000頭豬的肉聯(lián)廠。干耗以2%或3%計(jì)算，年損失600多噸肉，相當(dāng)于15000頭豬。（四）干耗16第十六頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四凍結(jié)室內(nèi)的空氣未達(dá)到飽和狀態(tài)，其水蒸汽壓小于飽和水蒸氣壓，而魚(yú)、肉等含水量較高，其表面層接近飽和水蒸氣壓，在蒸氣壓差的作用下食品表面水分向空氣中蒸發(fā)。表面層水分蒸發(fā)后內(nèi)層水分在擴(kuò)散作用下向表面層移動(dòng)。由于凍結(jié)室內(nèi)的空氣連續(xù)不斷地經(jīng)過(guò)蒸發(fā)器，空氣中的水蒸氣凝結(jié)在蒸發(fā)器表面，減濕后常處于不飽和狀態(tài)，所以凍結(jié)過(guò)程中的干耗在不斷進(jìn)行。干耗發(fā)生的原因17第十七頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四18第十八頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四魚(yú)、肉等動(dòng)物性食品中，構(gòu)成肌肉的主要蛋白質(zhì)是肌原纖維蛋白質(zhì)。在凍結(jié)過(guò)程中，肌原纖維蛋白質(zhì)會(huì)發(fā)生冷凍變性，表現(xiàn)為鹽溶性降低、ATP酶活性減小、鹽溶液的粘度降低、蛋白質(zhì)分子產(chǎn)生凝集使空間立體結(jié)構(gòu)發(fā)生變化等。蛋白質(zhì)變性后的肌肉組織．持水力降低、質(zhì)地變硬、口感變差，作為食品加工原料時(shí)，加工適宜性下降。如用蛋白質(zhì)冷凍變性的魚(yú)肉作為加工魚(yú)靡制品的原料，其產(chǎn)品缺乏彈性。蛋白質(zhì)凍結(jié)變性19第十九頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四食品凍結(jié)過(guò)程中發(fā)生的變色主要是冷凍水產(chǎn)品的變色．從外觀看通常有褐變、黑變、退色等現(xiàn)象。水產(chǎn)品變色的原因包括自然色澤的分解和產(chǎn)生新的變色物質(zhì)二方面。自然色澤的被破壞如紅色魚(yú)皮的退色、冷凍金槍魚(yú)的變色等，產(chǎn)生新的變色物質(zhì)如蝦類的黑變、鰭魚(yú)肉的褐變等。變色不但使水產(chǎn)品的外觀變差，有時(shí)還會(huì)產(chǎn)生異味，影響凍品的質(zhì)量。變色20第二十頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四生物和微生物的變化生物是指小生物，如昆蟲(chóng)、寄生蟲(chóng)之類，經(jīng)過(guò)凍結(jié)都會(huì)死亡。由于凍結(jié)對(duì)肉類所帶有的寄生蟲(chóng)有殺死仆用，有些國(guó)家對(duì)肉的凍結(jié)狀態(tài)作出規(guī)定，如美國(guó)對(duì)凍結(jié)豬肉殺死肉中旋毛蟲(chóng)的幼蟲(chóng)規(guī)定了溫度和時(shí)間條件，如表3所示。聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織（FAO）和世界衛(wèi)生組織（WHO）共同建議，肉類寄生蟲(chóng)污染不嚴(yán)重時(shí)，須在-10℃溫度下至少貯存10天。21第二十一頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四日本人有吃生魚(yú)片的習(xí)慣。在荷蘭，人們也常生吃鯡魚(yú)。為了殺死魚(yú)肉中寄生蟲(chóng)的幼蟲(chóng)．荷蘭以法律的形式規(guī)定。用于生吃的魚(yú)．廠商須履行在-20℃條件下凍結(jié)24h的義務(wù)。22第二十二頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四國(guó)際冷凍協(xié)會(huì)（IIR）建議為防止微生物繁殖，凍結(jié)食品必須在一12℃以下貯藏。為防止酶及物理變化，凍結(jié)食品的品溫必須低于一18℃。23第二十三頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四第2節(jié)食品凍結(jié)過(guò)程中的凍結(jié)水量和冰結(jié)晶24第二十四頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四25第二十五頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四食品降溫時(shí)開(kāi)始析出冰結(jié)晶時(shí)的溫度稱為食品的冰點(diǎn)溫度。食品中的水分不是純水，是含有機(jī)物質(zhì)和無(wú)機(jī)物質(zhì)的溶液，這些物質(zhì)包括鹽類、糖類、酸類及水溶性蛋白質(zhì)、維生素和微量氣體等。根據(jù)拉烏爾定律，食品的溫度要降至0℃以下才產(chǎn)生冰晶，此冰晶開(kāi)始出現(xiàn)的溫度即食品的凍結(jié)點(diǎn)。由于食品的種類、動(dòng)物類死后條件等不同，各種食品的凍結(jié)點(diǎn)也不相同。一般食品冰點(diǎn)的溫度范圍為-0.5—-2℃。食品的冰點(diǎn)26第二十六頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四食品溫度降至凍結(jié)點(diǎn)后其內(nèi)部開(kāi)始出現(xiàn)冰晶、隨著溫度繼續(xù)降低，食品中水分的凍結(jié)量逐漸增多，但要食品內(nèi)含有的水分全部?jī)鼋Y(jié)，溫度要降至-60℃左右．此溫度稱為共晶點(diǎn)。要獲得這樣低的溫度。在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上都有難度，因此目前大多數(shù)食品凍結(jié)只要求食品中大部分水分凍結(jié)，品溫在-18℃以下即達(dá)到凍結(jié)貯藏要求。27第二十七頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四28第二十八頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四結(jié)冰率1.結(jié)冰率的定義食品處于低于其冰點(diǎn)的某一溫度時(shí)，食品中結(jié)冰的水分量與食品中全部水量的比值。2.結(jié)冰率的計(jì)算公式一29第二十九頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四如某食品的凍結(jié)點(diǎn)是-1℃，當(dāng)溫度降低至-5℃30第三十頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四公式二31第三十一頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四食品的凍結(jié)曲線和最大冰晶生成帶32第三十二頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四食品凍結(jié)過(guò)程大致可分為三個(gè)階段。第一階段是食品從初溫降至凍結(jié)點(diǎn)，放出的是顯熱。此熱量與全部放出的熱量相比較小，故降溫快，曲線較陡、第二階段是食品溫度達(dá)到凍結(jié)點(diǎn)后，食品中大部分水分凍結(jié)成冰，水轉(zhuǎn)變成冰過(guò)程中放出的相變潛熱通常是顯熱的50～60倍，食品凍結(jié)過(guò)程中絕大部分的熱量是在第二階段放出的，食品降溫很慢，曲線出現(xiàn)平坦段、對(duì)于新鮮食品來(lái)說(shuō)，一般溫度降至-5℃時(shí)，已有80％的水分生成冰結(jié)晶、通常把食品凍結(jié)點(diǎn)至一5℃的溫度區(qū)間稱為最大冰晶生咸帶，即食品凍結(jié)時(shí)生成冰結(jié)晶最多的溫度區(qū)間。33第三十三頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四第三階段是殘留的水分繼續(xù)結(jié)冰。已成冰的部分進(jìn)一步降溫至凍結(jié)終溫。水變成冰后其比熱下降，冰進(jìn)一步降溫的顯熱減小。但因還有殘留水分結(jié)冰放出凍結(jié)潛熱，所以峰溫沒(méi)有第一階段．曲線也不及第一階段那樣陡。34第三十四頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四凍結(jié)速率可用食品熱中心溫度下降的速率或冰鋒前進(jìn)的速率表示。（一）凍結(jié)速率的表示法35第三十五頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四食品熱中心即指降溫過(guò)程中食品內(nèi)部溫度最高的點(diǎn)。對(duì)于成分均勻且?guī)缀涡螤钜?guī)則的食品，熱中心就是其幾何中心。用食品熱中心溫度從-1℃降至℃-5所用時(shí)間長(zhǎng)短衡量?jī)鼋Y(jié)快慢用食品熱中心降溫速率表示1、快速凍結(jié)τ<30Min2、緩慢凍結(jié)τ>30Min36第三十六頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四以往認(rèn)為這種快速凍結(jié)對(duì)食品質(zhì)量影響很小，特別是果蔬食品。然而，隨著凍結(jié)食品種類增多和對(duì)凍結(jié)食品質(zhì)量要求的提高，人們發(fā)現(xiàn)這種表示方法對(duì)保證有些食品的質(zhì)量并不充分可靠。主要原因是有些食品的最大冰晶生成帶可延伸至-10℃~-15℃；不能反映食品形態(tài)、幾何尺寸、包裝情況等多種因素的影響。因此，近幾年，人們建議采用冰鋒移動(dòng)速率表示凍結(jié)快慢問(wèn)題。37第三十七頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四用冰鋒前進(jìn)速率表示這種表示法最早是德國(guó)學(xué)者普朗克提出的，他以-5℃作為結(jié)冰鋒面，測(cè)量從食品表面向內(nèi)部移動(dòng)的速率。并按此速率高低將凍結(jié)分成三類：1、快速凍結(jié)V≥5~20cm/h2、中速凍結(jié)V=1~5cm/h3、緩慢凍結(jié)V=0.1~1cm/h38第三十八頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四1.慢凍：在通風(fēng)房?jī)?nèi)，對(duì)散放大體積材料的凍結(jié)。凍結(jié)速率為0.2cm/h

2.快凍或深凍：在鼓風(fēng)式或板式凍結(jié)裝置中凍結(jié)零售包裝食品。凍結(jié)速率為0.5~3cm/h

；

3.速凍或單體快速凍結(jié)：在流化床上對(duì)單數(shù)小食品快凍。凍結(jié)速率為5~10cm/h

；

4.超速凍：采用低溫液體噴淋或浸沒(méi)凍結(jié)。凍結(jié)速率為10~100cm/h。目前生產(chǎn)中使用的凍結(jié)裝置的凍結(jié)速率大致為：39第三十九頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四

對(duì)于畜肉類食品，凍結(jié)速率達(dá)到2~5cm/h時(shí)，即獲得較好的效果；而對(duì)于生禽肉，凍結(jié)速率必需大于10cm/h，才能保證有較亮的顏色。

40第四十頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四國(guó)際冷凍協(xié)會(huì)（IIR）C2委員會(huì)對(duì)食品凍結(jié)速度所作的定義如下：食品表面與溫度中心點(diǎn)間的最短距離與食品表面溫度達(dá)到0℃后，食品溫度中心點(diǎn)降至比凍結(jié)點(diǎn)低10℃所需時(shí)間之比，該比值即食品凍結(jié)速度。41第四十一頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四

例如某食品的表面與溫度中心點(diǎn)間最短距離為10cm；食品的凍結(jié)點(diǎn)為-2℃。食品凍結(jié)過(guò)程中溫度中心點(diǎn)降至比凍結(jié)點(diǎn)低10℃（即-12℃）所需時(shí)問(wèn)為15h，其凍結(jié)速度為：42第四十二頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四凍結(jié)速度與食品質(zhì)量的關(guān)系一、凍結(jié)速度與冰晶分布的關(guān)系

1、凍結(jié)速度快組織內(nèi)冰面推進(jìn)速度大于水移動(dòng)速度，冰晶分布接近天然食品中液態(tài)水的分布情況，冰晶呈針狀，數(shù)量多，體積小，對(duì)細(xì)胞的機(jī)械損傷小，解凍時(shí)液汁流失少。43第四十三頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四2、凍結(jié)速度慢由于細(xì)胞外溶液濃度低，首先在這里產(chǎn)生冰晶，而此時(shí)細(xì)胞內(nèi)的水分還以液相存在，在蒸氣壓差作用下細(xì)胞內(nèi)的水分向冰晶移動(dòng)，形成較大的冰晶且分布不均勻，容易損傷細(xì)胞，解凍時(shí)有大量汁液外流。對(duì)于植物性食品，一定要快速凍結(jié)。44第四十四頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四凍結(jié)與蛋白質(zhì)變性凍結(jié)速度與淀粉老化凍結(jié)速度與食品的膨脹壓力凍結(jié)速度與微生物和酶提高凍結(jié)速度只是提高食品質(zhì)量的一個(gè)重要方面45第四十五頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四食品凍結(jié)的熱負(fù)荷46第四十六頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四凍結(jié)結(jié)束時(shí)食品的平均溫度

1、定義：將凍結(jié)食品與外部絕熱，在食品內(nèi)部，熱量由高溫處流向低溫處，最后食品內(nèi)部的溫度趨于均勻一致,此時(shí)食品的溫度稱為凍結(jié)結(jié)束時(shí)食品的平均溫度。2、計(jì)算公式tp=(tBM+tZX)/2tp——凍結(jié)結(jié)束時(shí)食品的平均溫度tBM——凍結(jié)結(jié)束時(shí)食品的表面溫度tZX——凍結(jié)結(jié)束時(shí)食品的中心溫度47第四十七頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四如果食品凍結(jié)結(jié)束時(shí)的平均溫度不等于低溫冷藏庫(kù)的溫度，將凍結(jié)食品放入冷藏庫(kù)后會(huì)引起冷藏庫(kù)溫度波動(dòng)。溫度波動(dòng)會(huì)給冷藏食品的質(zhì)量帶來(lái)不良影響。因此，通常規(guī)定食品凍結(jié)結(jié)束時(shí)的平均溫度等于低溫冷藏庫(kù)的溫度。48第四十八頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四凍結(jié)過(guò)程的平均溫度

1、意義：計(jì)算時(shí)，采用凍結(jié)過(guò)程平均溫度為食品熱物性參數(shù)的定性溫度。2、計(jì)算公式t0—食品的冰點(diǎn)溫度tp—凍結(jié)結(jié)束時(shí)食品的平均溫度49第四十九頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四一、非生體食品

非生體食品的凍結(jié)熱負(fù)荷由下述六部分組成：

Q=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6

1、由高于冰點(diǎn)的初溫冷卻至冰點(diǎn)放出的熱量

Q1=GC0(tc-tB)食品凍結(jié)熱負(fù)荷50第五十頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四2、凍結(jié)過(guò)程中水結(jié)冰放出的潛熱

假設(shè)在食品凍結(jié)中形成的冰都是在冰點(diǎn)溫度下形成的。

Q2=GWmr

W—食品的初始含水率

m—食品凍結(jié)結(jié)束時(shí)，平均溫度下的結(jié)冰率

r—水的結(jié)冰潛熱，r=335kJ/kg51第五十一頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四Q3=GWmCB(tB-tP)

CB—冰的比熱，CB大約為2.1千焦/（公斤·度）3、冰點(diǎn)溫度下結(jié)成的冰冷卻至凍結(jié)結(jié)束平均溫度的放熱52第五十二頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四Q4=GW(1-m)CS(tB-tP)

CB—水的比熱，CS為4.187千焦/（公斤·度）4、未凍結(jié)水分從冰點(diǎn)冷卻至平均凍結(jié)終溫的放熱53第五十三頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四5、食品中的干物質(zhì)從冰點(diǎn)冷卻至平均凍結(jié)終溫的放熱Q5=G(1-W)Cg(tB-tP)

Cg—食品中干物質(zhì)的比熱54第五十四頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四Q6=0.5×△G×335

△G—食品凍結(jié)中的干耗量6、傳質(zhì)熱負(fù)荷55第五十五頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四

二、生體食品的凍結(jié)熱負(fù)荷

1、食品由于冷卻、凍結(jié)放出的顯熱和潛熱

2、由于呼吸作用放出的呼吸熱56第五十六頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四三、食品凍結(jié)熱負(fù)荷焓值計(jì)算法Q=G(ic-iz)57第五十七頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四58第五十八頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四59第五十九頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四（二）食品凍結(jié)時(shí)間食品凍結(jié)過(guò)程與食品冷卻不同。在凍結(jié)過(guò)程中，食品的物理性質(zhì)將發(fā)生較大的變化，其中比較明顯的是比熱容和熱導(dǎo)率，因此，很難用解析式求解。目前，常見(jiàn)的幾種求解方法基本是在較大假設(shè)條件范圍內(nèi)，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)修正后獲得。60第六十頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四一.普朗克公式(1913)如圖所示，厚度為δ（單位為m）的無(wú)限大平板狀食品，置于溫度為T∞的冷卻介質(zhì)中凍結(jié)。假設(shè)：1.食品凍結(jié)前初始溫度均勻一致并等于其初始凍結(jié)溫度；2.凍結(jié)過(guò)程中，食品的初始凍結(jié)溫度保持不變；3.熱導(dǎo)率等于凍結(jié)時(shí)的熱導(dǎo)率；4.只計(jì)算水的相變潛熱量，忽略凍結(jié)前后放出的顯熱量；5.冷卻介質(zhì)與食品表面的對(duì)流表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)不變。經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后，每側(cè)凍結(jié)層厚度均達(dá)到x（m）。由于對(duì)稱關(guān)系，下面僅考慮一側(cè)的凍結(jié)問(wèn)題。61第六十一頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四62第六十二頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四63第六十三頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四64第六十四頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四65第六十五頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四66第六十六頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四67第六十七頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四68第六十八頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四69第六十九頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四70第七十頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四71第七十一頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四72第七十二頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四73第七十三頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四74第七十四頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四75第七十五頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四3.2食品的凍藏76第七十六頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四3.2.1食品凍藏時(shí)的物理變化冰結(jié)晶的長(zhǎng)大干耗與凍結(jié)燒77第七十七頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四一、冰結(jié)晶的長(zhǎng)大凍結(jié)食品在-18℃以下的低溫冷藏室中貯藏，食品中90％以上的水分已凍結(jié)成冰，但其冰結(jié)晶是不穩(wěn)定的；大小也不全部均勻一致。在凍結(jié)貯藏過(guò)程中，如果凍藏溫度經(jīng)常變動(dòng)，凍結(jié)食品中微細(xì)的冰結(jié)晶量會(huì)逐漸喊少、消失．大的冰結(jié)晶逐漸生長(zhǎng)，變得更大，整個(gè)冰結(jié)晶數(shù)量大大減少，這種現(xiàn)象稱為冰結(jié)晶的長(zhǎng)大。78第七十八頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四冰結(jié)晶的長(zhǎng)大會(huì)對(duì)凍結(jié)食品的品質(zhì)帶來(lái)很大的影響。即使原來(lái)用快速凍結(jié)方式生產(chǎn)的、含有微細(xì)冰結(jié)晶的速凍食品的結(jié)構(gòu)，也會(huì)在凍藏溫度經(jīng)常波動(dòng)的凍藏室內(nèi)遭到破壞。巨大的冰結(jié)晶使細(xì)胞受到機(jī)械損傷，蛋白質(zhì)發(fā)生變性，解凍時(shí)汁液流失量增加，食品的口感、風(fēng)味變差，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值下降。79第七十九頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四在相同溫度下，小冰晶的表面張力大，其水蒸氣壓要比大冰晶的水蒸氣壓高、因而小冰晶的水蒸氣不斷地移向大冰晶的表面，并凝固在它的表面，使大冰晶越長(zhǎng)越大。小冰晶逐漸減少、消失。但是，這種水蒸氣移動(dòng)速度極其緩慢．所以只有在凍結(jié)食品長(zhǎng)期貯藏時(shí)才需要考慮此間題。80第八十頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四減少凍藏過(guò)程中冰結(jié)晶長(zhǎng)大的措施①采用快速深溫凍結(jié)方式，使食品中90％的水分在凍結(jié)過(guò)程中來(lái)不及移動(dòng)，就在原位置變成微細(xì)的冰結(jié)晶，其大小、分布都較均勻。同時(shí)由于凍結(jié)終溫低。提高了食品的凍結(jié)率，使食品中殘留的液相減少，從而減少凍結(jié)貯藏中冰結(jié)晶的長(zhǎng)大。②凍結(jié)貯藏室的溫度要盡量低，并要保特穩(wěn)定、少波動(dòng)，特別要避免一18℃以上的溫度波動(dòng)。81第八十一頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四二、干耗與凍結(jié)燒食品在冷卻、凍結(jié)、凍藏的過(guò)程中都會(huì)發(fā)生干耗，因凍藏期限最長(zhǎng)，干耗問(wèn)題也更為突出。凍結(jié)食品的干耗主要是由于食品表面的冰結(jié)晶直接升華造成的。82第八十二頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四在凍藏室內(nèi)，由于凍結(jié)食品表面的溫度、室內(nèi)空氣溫度和空氣冷卻器蒸發(fā)管表面的溫度三者之間存在著溫度差，因而也形成了水蒸氣壓差、凍結(jié)食品表面的冰結(jié)晶升華，跑到空氣中去。這部分含水蒸氣較多的空氣，流經(jīng)空氣冷卻器時(shí)．就在溫度很低的蒸發(fā)器表面水蒸氣達(dá)到露點(diǎn)．凝結(jié)成霜。降溫降濕后的空氣繼續(xù)循環(huán)，食品表面的冰結(jié)晶繼續(xù)向空氣中升華。這樣周而復(fù)始，造成食品的質(zhì)量損失。83第八十三頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四干耗量的計(jì)算84第八十四頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四85第八十五頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四86第八十六頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四87第八十七頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四凍結(jié)燒在食品的凍結(jié)冷藏中，由于水分處于凍結(jié)狀態(tài)，即使表面冰結(jié)晶升華完了，食品內(nèi)部的冰結(jié)晶也不能移動(dòng)到表面予以補(bǔ)充。于是，食品表面冰結(jié)晶升華后，留下孔隙，升華面便向食品內(nèi)部推進(jìn)。升華過(guò)程長(zhǎng)期進(jìn)行，便在食品表面形成多孔的海綿狀結(jié)構(gòu)。這層多孔的海綿狀結(jié)構(gòu)，充滿了空氣，表面積很大，促進(jìn)了色素與脂肪的氧化，引起食品變色、脂肪酸敗、蛋白質(zhì)變性、保水能力降低、芳香成分散逸，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和商品價(jià)值大為降低。88第八十八頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四降低貯藏溫度維持貯藏溫度穩(wěn)定采用抗氧化劑加外包裝防止凍結(jié)燒的措施89第八十九頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四合理選擇圍護(hù)結(jié)構(gòu)隔熱層的厚度合理布置排管，增大熱流封鎖系數(shù)減小庫(kù)房冷卻設(shè)備的傳熱溫差減少與空氣的接觸面積采用夾套式低溫冷庫(kù)設(shè)置冰幕減少凍藏中食品干耗的措施90第九十頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四對(duì)于食品本身來(lái)講，可采用加包裝或鍍冰衣的方法。91第九十一頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四鍍冰衣主要用于凍結(jié)水產(chǎn)品的表面保護(hù)，特別是對(duì)多脂肪魚(yú)類來(lái)說(shuō)。因?yàn)槎嘀~(yú)類合有大量高度不飽和脂肪酸，凍藏中很容易氧化。鍍冰衣可讓凍結(jié)水產(chǎn)品的表面附著一層薄的冰膜，在凍面過(guò)程中由冰衣的升華替代凍魚(yú)表面冰晶的升華，使凍品表面得到保護(hù)。同時(shí)冰衣包襄在凍品的四周．隔絕了凍品與周圍空氣的接觸。就能防止脂類和色素的氧化，使凍給水產(chǎn)品可作長(zhǎng)期貯藏。92第九十二頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四蛋白質(zhì)的凍結(jié)變性脂類的變化色澤的變化3.2.2食品凍藏時(shí)的化學(xué)變化93第九十三頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四3.2.3食品的凍藏條件溫度相對(duì)濕度空氣流速94第九十四頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四一、凍藏溫度食品質(zhì)量經(jīng)濟(jì)性市場(chǎng)需要95第九十五頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四研究表明，對(duì)大部分食品，-18℃是比較經(jīng)濟(jì)合理的凍藏溫度。我國(guó)凍結(jié)食品的貯藏溫度一般為-18℃96第九十六頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四97第九十七頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四98第九十八頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四99第九十九頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四凍結(jié)水產(chǎn)品的貯藏期最短，凍結(jié)蔬萊、水果的貯藏期最長(zhǎng)。在一18C凍藏溫度下，少脂肪魚(yú)的賣用貯藏期為8個(gè)月，多脂肪魚(yú)的實(shí)用貯藏期僅為4個(gè)月。力了保持凍結(jié)水產(chǎn)品的良好品質(zhì)，國(guó)際冷凍協(xié)會(huì)對(duì)水產(chǎn)品的凍藏溫度作了如下推薦；少脂魚(yú)類（如鱈魚(yú)）為一20℃，多脂魚(yú)類（鯡魚(yú)）為一30℃。100第一百頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四近年來(lái)，國(guó)際上冷藏庫(kù)的貯藏溫度趨向于低溫化，其主要原因是為了保持凍結(jié)水產(chǎn)品的良好品質(zhì)。英國(guó)對(duì)所有凍結(jié)魚(yú)類制品推薦的貯藏溫度為-30℃，這已被歐洲眾多的冷庫(kù)經(jīng)營(yíng)者所采用。美國(guó)認(rèn)為水產(chǎn)品的凍藏溫度應(yīng)在-29℃以下。101第一百零一頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四凍藏溫度的變動(dòng)也會(huì)給凍結(jié)水產(chǎn)品的品質(zhì)帶來(lái)很大的影響。如Dyer的研究報(bào)告指出，在-23℃或-18C℃溫度下貯藏的鱈魚(yú)片，如把它放置在-12~-9℃溫度下2周，其貯藏期縮短為原來(lái)的一半；如果放到-9℃僅3d，貯藏期縮短1個(gè)半月。102第一百零二頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四食品在-10℃下冷藏21天，冰晶即由30μm增加到60μm；而同樣的材料，在-20℃下冷藏卻需要60天，才能使冰晶從30μm增加到60μm。冰晶的增大加劇了對(duì)食品細(xì)胞的機(jī)械損傷作用。因此，食品平均凍結(jié)終溫應(yīng)盡量等于凍藏溫度。食品一般應(yīng)經(jīng)凍結(jié)后進(jìn)入低溫冷庫(kù)，未凍結(jié)的食品不能直接入庫(kù)。若運(yùn)輸凍結(jié)食品溫度高于-8℃時(shí)，在入庫(kù)前必須重新凍結(jié)至要求溫度。103第一百零三頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四我國(guó)目前冷藏庫(kù)的凍藏溫度大多為-18℃，庫(kù)內(nèi)相對(duì)濕度90％。這個(gè)溫度對(duì)蝦類、貝類、鰻魚(yú)、金槍魚(yú)等含脂肪較多和商品價(jià)值較高的水產(chǎn)品顯然是不適宜的、因此根據(jù)不同食品品種的要求和國(guó)際市場(chǎng)客戶的要求．我國(guó)水產(chǎn)品冷庫(kù)的凍藏溫度正在逐步降低，巳有部分冷庫(kù)的庫(kù)溫達(dá)到一22℃、一25℃、一28℃，最低的達(dá)到一30℃。104第一百零四頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四二、低溫冷藏庫(kù)內(nèi)空氣的相對(duì)濕度

低溫冷藏庫(kù)內(nèi)空氣的相對(duì)濕度維持在95~98%三、庫(kù)內(nèi)空氣的流動(dòng)速度

1、無(wú)包裝食品采用自然對(duì)流，空氣流速0.05m/s~0.15m/s優(yōu)點(diǎn)是干耗少，缺點(diǎn)是溫度和濕度分布不均勻

2、有包裝食品采用強(qiáng)制對(duì)流，空氣流速0.2~0.3m/s,最大不超過(guò)0.5m/s優(yōu)點(diǎn)是溫度和濕度分布均勻，缺點(diǎn)是干耗大冷藏食品應(yīng)處于空氣回流區(qū)內(nèi)。105第一百零五頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四凍結(jié)食品的TTT

(Time—Temperature—Tolerance)凍結(jié)食品的TTT概念是美國(guó)Arsdel等人在1948~1958年對(duì)食品在凍藏下經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)總結(jié)歸納出來(lái)的，揭示了食品在一定初始質(zhì)量、加工方法和包裝方式下，凍結(jié)食品的允許凍藏期與凍藏時(shí)間、凍藏溫度的關(guān)系，對(duì)食品凍藏具有實(shí)際指導(dǎo)意義。106第一百零六頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四研究資料表明，凍結(jié)食品質(zhì)量隨時(shí)間的降低是具有累積性的，而且為不可逆的。在這個(gè)期間內(nèi)，溫度是影響質(zhì)量下降的主要因素。溫度越低，質(zhì)量下降的過(guò)程越緩慢，容許的凍藏期也就越長(zhǎng)。凍藏期一般可分為實(shí)用凍藏期（PSL）和高質(zhì)量?jī)霾仄冢℉QL）107第一百零七頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四實(shí)用凍藏期指在某一溫度下不失去商品價(jià)值的最長(zhǎng)時(shí)間；高質(zhì)量?jī)霾仄谑侵赋跏几哔|(zhì)量的食品，在某一溫度下凍藏，組織有經(jīng)驗(yàn)的食品感官評(píng)價(jià)者定期對(duì)該食品進(jìn)行感官質(zhì)量檢驗(yàn)，檢驗(yàn)方法可采用三樣兩同鑒別法或三角鑒別法，若其中有70%的評(píng)價(jià)者認(rèn)為該食品質(zhì)量與凍藏在-40℃溫度下的食品質(zhì)量出現(xiàn)差異，此時(shí)間間隔即為高質(zhì)量?jī)霾仄?。顯然，在同一溫度下高質(zhì)量?jī)霾仄诙逃趯?shí)用凍藏期。高質(zhì)量?jī)霾仄谕ǔ膬鼋Y(jié)結(jié)束后開(kāi)始算起。而實(shí)用凍藏期一般包括凍藏、運(yùn)輸、銷售和消費(fèi)等環(huán)節(jié)。108第一百零八頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四一種食品的實(shí)用凍藏期和高質(zhì)量?jī)霾仄诰峭ㄟ^(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)后獲得。實(shí)驗(yàn)溫度范圍一般在-10~-40℃之間，實(shí)驗(yàn)溫度水平至少有4~5個(gè)。鑒別方法除感官質(zhì)量評(píng)價(jià)外，根據(jù)不同食品，可采用相應(yīng)的理化指標(biāo)分析。例如，果蔬類食品常進(jìn)行維生素C含量的檢驗(yàn)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，畫出相應(yīng)的TTT曲線109第一百零九頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四110第一百一十頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四111第一百一十一頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四1）凍結(jié)食品質(zhì)量降低到某一程度所需的天數(shù)與冷藏溫度有關(guān)2）冷藏時(shí)間與冷藏溫度綜合作用引起的凍結(jié)食品質(zhì)量降低具有累積性與所經(jīng)歷的各種溫度的順序無(wú)關(guān)。112第一百一十二頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四、食品的每天質(zhì)量降低率B=1/A×100%D>1該食品已失去商品價(jià)值D<1該食品還具有商品價(jià)值凍藏食品質(zhì)量的計(jì)算二、食品質(zhì)量總的降低率113第一百一十三頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四114第一百一十四頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四上述計(jì)算方法對(duì)多數(shù)凍結(jié)食品的凍藏是有指導(dǎo)意義的，但由于食品腐敗變質(zhì)的原因與多因素有關(guān)，如溫度波動(dòng)給食品質(zhì)量造成的影響（冰晶長(zhǎng)大、干耗等）；光線照射對(duì)光敏成分的影響等。這些因素在上述計(jì)算方法中均未包括，因此，實(shí)際凍藏中質(zhì)量下降要大于用TTT法的計(jì)算值，即凍藏期小于TTT的計(jì)算值。115第一百一十五頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四第3節(jié)食品的凍結(jié)方法和凍結(jié)裝置用低溫快速凍結(jié)食品，這是近年食品冷凍技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)，食品快速低溫凍結(jié)顯示出它具有高質(zhì)量的優(yōu)越性。主耍是速凍食品冰結(jié)晶小、解凍后可逆性大，不會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞受損傷、速凍后的食品貯藏在一30℃左右的凍藏室內(nèi)，保持優(yōu)良品質(zhì)可達(dá)十個(gè)月以上。日前世界上采用的食品快速凍結(jié)裝置生要有以下幾種。116第一百一十六頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四3.3.1強(qiáng)烈吹風(fēng)連續(xù)式凍結(jié)裝置流態(tài)化凍結(jié)裝置螺旋帶式凍結(jié)裝置117第一百一十七頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四一、流態(tài)化凍結(jié)裝置隨著我國(guó)速凍調(diào)理食品、速凍果蔬和蝦類的迅速發(fā)展，用于單體快速凍結(jié)食品的帶式流態(tài)化凍結(jié)裝置得到了廣泛的應(yīng)用。流態(tài)凍結(jié)是使小顆粒食品懸浮在不銹鋼網(wǎng)孔傳送帶上進(jìn)行單體凍結(jié)的。由于風(fēng)從傳送帶底部經(jīng)岡孔進(jìn)入時(shí)風(fēng)速很高，為7～8m／s，把顆粒食品吹起，形成懸浮狀態(tài)進(jìn)行凍結(jié)。凍結(jié)時(shí)食品間的風(fēng)速為3.5～4.5m／s，由于傳送帶上部的空間大。故冷風(fēng)的速度降低，不致將凍結(jié)后的食品吹走。118第一百一十八頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四隧道內(nèi)空氣溫度為-30℃~-35℃119第一百一十九頁(yè)，共一百