第三章 食品的低溫保藏

1食品保藏原理

第三章

食品的低溫保藏

2食品低溫保藏的基本原理

食品的冷藏

食品的凍藏

食品低溫保藏設(shè)備內(nèi)容提要3低溫處理在食品工業(yè)中的應(yīng)用

食品的低溫處理是指食品被冷卻或凍結(jié)，通過降低溫度改變食品的特性，從而達(dá)到加工或保藏的目的。

目前世界冷凍食品總產(chǎn)量已經(jīng)超過5000萬噸，人均消費(fèi)約10公斤。發(fā)達(dá)國家的冷凍食品已形成規(guī)模化的工業(yè)生產(chǎn)，在市場上普及，成為消費(fèi)者生活中不可缺少的食品4低溫用于食品加工：冷凍濃縮、冷凍干燥冷凍去皮、碳酸化乳酪成熟、牛肉嫩化、冰淇淋生產(chǎn)低溫用于食品保藏：冷卻貯藏冷凍貯藏

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食品低溫保藏的種類和一般工藝

食品低溫保藏的種類冷藏（ColdStorage）：溫度范圍：15~-2℃，食品的貯期：幾小時~十幾天其中，15~2℃（Cooling）多用于植物性食品

2~-2℃（Chilling）多用于動物性食品凍藏（FrozenStorage）：溫度范圍：-2~-30℃，食品的貯期：十幾天~幾百天常用4-8℃常用-18℃6低溫保藏的一般工藝：食品物料→前處理→冷卻或凍結(jié)→冷藏或凍藏→回?zé)峄蚪鈨?

食品低溫保藏技術(shù)的發(fā)展食品低溫保藏技術(shù)的歷史：

利用低溫保藏食品的開始：歷史悠久現(xiàn)代低溫保藏的發(fā)展：隨人工制冷技術(shù)的出現(xiàn)而發(fā)展目前狀況：我國目前冷凍食品的生產(chǎn)水平仍不高，但發(fā)展前景很好冷凍食品發(fā)展：

種類：速凍果蔬、速凍肉類、速凍水產(chǎn)品、速凍調(diào)理食品、速凍包點(diǎn)、速凍乳品等

50，60年代發(fā)展起來的新型加工食品70年代迅速發(fā)展80年代普及90年代，躍居加工食品榜首1000多年前人們就采用天然冰雪貯藏食品；19世紀(jì)上半紀(jì)冷凍機(jī)的出現(xiàn)人工冷源開始取代天然冷源；19世紀(jì)至今，用冷凍機(jī)直接凍結(jié)食品和冷藏食品；食品的冷藏如今已發(fā)展成一門科學(xué)技術(shù)了。8第一節(jié)食品低溫保藏的原理

食品冷凍保藏就是利用低溫以控制微生物生長繁殖和酶活動的一種方法。利用低溫技術(shù)將食品溫度降低并維持食品在低溫狀態(tài)以阻止食品腐敗變質(zhì)，延長食品保存期。低溫保藏可用于新鮮食品物料、食品加工品及半成品的保藏。9

任何微生物都有一定正常生長和繁殖的溫度范圍。溫度越低，它們的活動能力也越弱。一、低溫對微生物的影響

溫度下降，酶活性隨之下降，物質(zhì)代謝減緩，微生物的生長繁殖就隨之減慢。由于各種生化反應(yīng)的溫度系數(shù)不同，降溫破壞了原來的協(xié)調(diào)一致性，影響微生物的生活機(jī)能。

降溫時，微生物細(xì)胞內(nèi)原生質(zhì)粘度增加，膠體吸水性下降，蛋白質(zhì)分散度改變，還可能導(dǎo)致不可逆性蛋白質(zhì)變性，從而破壞正常代謝。冷凍時介質(zhì)中冰晶體的形成會促使細(xì)胞內(nèi)原生質(zhì)或膠體脫水，使溶質(zhì)濃度增加促使蛋白質(zhì)變性。同時冰晶體的形成還會使細(xì)胞遭受機(jī)械性破壞。10影響微生物低溫下活性下降的因素

溫度降溫速率水分存在狀態(tài)食品成分

pH11影響微生物低溫致死的因素1.溫度冰點(diǎn)以上：微生物仍然具有一定的生長繁殖能力，雖然只有部分能適應(yīng)低溫的微生物和嗜冷菌逐漸增長，但最后也會導(dǎo)致食品變質(zhì)。-8～-12℃，尤其-2～-5℃（凍結(jié)溫度）,微生物的活動會受到抑制或幾乎全部死亡。當(dāng)溫度急劇下降到-20～-30℃時，所有生化變化和膠體變性幾乎完全處于停頓狀態(tài).12影響微生物低溫致死的因素2.降溫速度凍結(jié)前，降溫越快，微生物的死亡率越大凍結(jié)時，緩凍將導(dǎo)致大量微生物死亡，而速凍則相反。13影響微生物低溫致死的因素3.結(jié)合狀態(tài)和過冷狀態(tài)急速冷卻時，如果水分能迅速轉(zhuǎn)化成過冷狀態(tài)，避免結(jié)晶形成固態(tài)玻璃體，就有可能避免因介質(zhì)內(nèi)水分結(jié)冰所遭受的破壞作用微生物細(xì)胞內(nèi)原生質(zhì)含有大量結(jié)合水分時,介質(zhì)極易進(jìn)入過冷狀態(tài)，不再形成冰晶體，有利于保持細(xì)胞內(nèi)膠體穩(wěn)定性。4.介質(zhì)高水分和低pH值的介質(zhì)會加速微生物的死亡，而糖、鹽、蛋白質(zhì)、膠體、脂肪對微生物則有保護(hù)作用。5.貯存期低溫貯藏時微生物一般隨貯存期的增長而減少；但貯藏溫度越低，減少量越少，有時甚至沒減少。貯藏初期微生物減少量最大，其后死亡率下降。14低溫導(dǎo)致酶的活性降低一般，-18℃以下才能比較有效地抑制酶的活性，但不能使酶失活，溫度回升后，酶的活性會重新恢復(fù)，甚至活性比冷凍前還高。故低溫處理前需進(jìn)行滅酶處理。酶的耐低溫性與酶的種類有關(guān)來自動物性食品原料的酶耐低溫性較差，來自植物性食品原料的酶較耐低溫性。二、低溫對酶的影響15

植物性食品物料（新鮮的水果蔬菜）

采收后的完整個體在一定的時間內(nèi)仍保持生命狀態(tài),有呼吸作用，具有“免疫功能”。低溫保藏時，應(yīng)維持其一定水平的新陳代謝。溫度越低,貯藏期越長的規(guī)律對植物性原料并不是所有時候都適用。三、低溫對食品物料的影響16動物性食品物料

對于捕獲和屠宰后的動物性食品原料，一般不再具有生命特征，不具備“免疫功能”。其他類食品物料

不再具有生命特征，不具備“免疫功能”。

低溫對食品物料的影響牲畜、家禽、水產(chǎn)原料、鮮乳等其他食品原料、加工品和半加工品17冷藏是將食品的溫度降低到接近冰點(diǎn)，而不凍結(jié)的一種食品保藏方法；冷藏溫度一般為-2—15℃，而4—8℃則為常用的冷藏溫度。此冷藏溫度的冷庫通常稱為高溫庫；冷藏技術(shù)與其他操作結(jié)合，使很多制品以其新鮮、方便在食品消費(fèi)中占一席之地；第二節(jié)食品的冷藏

18冷藏適當(dāng)，在一定的貯期內(nèi)，對食品的風(fēng)味、質(zhì)地、營養(yǎng)價值等不良影響很小.比其他保藏手段帶來的不良影響小；對大多數(shù)食品，冷藏是一種效果較弱的保藏技術(shù);有些熱帶和亞熱帶水果及部分蔬菜如果在它們的冰點(diǎn)以上3-10℃內(nèi)儲藏，會發(fā)生冷害。易腐食品如成熟番茄的貯藏期為7—10天，耐藏食品的可長達(dá)6—8個月19植物性物料的特性：組織脆弱、易受機(jī)械傷；含水量高、冷藏時易萎縮；營養(yǎng)成分豐富，易被微生物利用而腐爛變質(zhì)；具有呼吸作用、有一定的天然抗病性和耐貯藏性等特點(diǎn)；采收后繼續(xù)成熟，一般采收后、冷藏前食品物料的成熟度愈低，貯藏時間愈長一、冷藏食品物料的選擇和前處理20動物性物料的特性含水量也較高，營養(yǎng)成分豐富，易被微生物利用，沒有呼吸作用，但仍有生理生化反應(yīng)進(jìn)行；動物性食品物料也會有一“成熟”過程，肉胴體會由熱鮮肉→僵直肉→解僵肉。一般應(yīng)選擇動物屠宰或捕獲后的新鮮狀態(tài)進(jìn)行冷藏。21其它類食品物料的特性一般沒有上述植物性和動物性食品物料的生理生化變化，對于這些食品物料應(yīng)盡量選擇新鮮、污染程度低的作為冷藏的原料。22前處理食品物料冷藏前的處理對保證冷藏食品的質(zhì)量非常重要。通常的前處理種類包括：挑選去雜、清洗、分級和包裝等。植物性去雜草、雜葉、果梗、腐葉和爛果等；根據(jù)大小、成熟度等進(jìn)行的分級；適當(dāng)?shù)陌b23動物性清洗去血污、魚類體表的粘液及其它污染物，切分成較小的個體。鮮乳本身具有抗菌特性，但這種抗菌效果與鮮乳擠出時的微生物污染程度、冷卻、冷藏有關(guān)鮮蛋一定程度的凈化，但不損害原蛋表面保護(hù)膜擠乳時嚴(yán)格遵守衛(wèi)生制度，擠出的鮮乳迅速冷卻，冷藏溫度低一些等措施都是鮮乳冷藏時應(yīng)注意的。24二、冷卻方法及控制冷卻是將食品物料的溫度降低到冷藏的溫度的過程。應(yīng)在植物性食品物料采收后、動物性物料屠宰或捕獲后盡快地冷卻，冷卻的速度也應(yīng)盡可能快冷卻方法

強(qiáng)制空氣冷卻法（Forcedaircooling）真空冷卻法（Vacuumcooling）水冷卻法（Watercooling）冰冷卻法（Icecooling）又稱為預(yù)冷251.強(qiáng)制空氣冷卻法降溫后的冷空氣作為冷卻介質(zhì)流經(jīng)食品時吸取其熱量，促使其降溫的方法稱為空氣冷卻法；在應(yīng)用空氣冷卻時，主要的空氣參數(shù)是溫度、速度和相對濕度；261.強(qiáng)制空氣冷卻法溫度視食品的具體要求而定；相對濕度因種類、是否有包裝而異；風(fēng)速一般1.5—5.0m/s；冷空氣降溫方法：機(jī)械制冷、冰冷。27真空冷卻法真空冷卻的依據(jù)是水在低壓下蒸發(fā)時要吸取汽化潛熱，并以水蒸汽狀態(tài)轉(zhuǎn)移此熱量的，所蒸發(fā)的水可以是食品本身的水分，或者是事先加進(jìn)去的；汽化要求使水沸騰,因?yàn)樵诔合滤姆悬c(diǎn)是100℃,低的沸騰溫度只有用抽真空的辦法才能取得；28真空冷卻法這種方法主要用于葉類蔬菜和蘑菇。消毒牛奶和烹調(diào)后的土豆丁的瞬間冷卻也要靠真空冷卻；這種方法是目前所有冷卻方法中最迅速的29水冷卻法通過低溫水將需要冷卻的食品冷卻到指定溫度；比空氣冷卻有一些重要的優(yōu)點(diǎn)；但是大多數(shù)產(chǎn)品不允許用冷水冷卻，因?yàn)橥庥^會受到損害，同時冷卻后難以儲藏；冷卻水中的微生物可以通過加殺菌劑進(jìn)行控制。冷水冷卻通常用于禽類、魚類、某些果蔬30冰冷卻法這種冷卻效果是靠冰的融解潛熱；用冰直接接觸，從產(chǎn)品中取走熱量，除了有高冷卻速度外，融冰可一直使產(chǎn)品表面保持濕潤；該法常用于冷卻魚、葉類蔬菜和一些水果,也用于一些食品如午餐肉的加工；31冰冷卻法食品冷卻的速度取決于食品的種類和大小、冷卻前食品的原始溫度、冰塊和食品的比例以及冰塊的大??；食品冷卻時的用冰量可根據(jù)食品放熱量進(jìn)行推算32冷卻過程一般在冷卻間進(jìn)行，冷卻間與冷藏室之間的溫度差應(yīng)保持最小，這樣由冷卻間進(jìn)入冷藏室的食品物料對冷藏室的溫度影響最小，同時對維持冷藏室內(nèi)空氣的相對濕度也極為重要。

33三、食品冷藏技術(shù)冷藏的條件和控制要素

冷藏溫度；空氣相對濕度；空氣流速34不同食品物料的冷藏技術(shù)果蔬的冷卻和冷藏果蔬的冷卻：常采用空氣冷卻法、冷水冷卻法和真空冷卻法；果蔬的冷藏：完成冷卻的果蔬可以進(jìn)入冷藏庫，其工藝條件根據(jù)不同的果蔬種類而異?？諝饬魉?.5m/s冷水溫度0-3℃，冷卻速度快，干耗小真空冷卻法多用于表面積較大的葉菜類35肉類的冷卻和冷藏肉類的冷卻：常采用吊掛在空氣中冷卻，冷卻的方法有一段冷卻法和兩段冷卻法；肉類的冷藏：肉類冷卻后應(yīng)迅速進(jìn)入冷藏庫，冷藏的溫度控制在-1—1℃，空氣相對濕度85%-90%一段冷卻法冷卻時間較短，冷耗小兩段冷卻法干耗小，微生物繁殖及生化反應(yīng)易于控制，冷耗小。36魚類的冷卻和冷藏一般采用冰冷卻法和水冷卻法，采用層冰層魚法；冰冷卻法一般只能將魚體溫度冷卻到1℃左右，冷卻魚的貯藏期一般為：淡水魚8-10d，海水魚10-15d；冷海水溫度-2—-1℃，水流速度0.5m/s，冷海水中鹽的濃度2-3g/L，魚與海水比例7:337其他食品物料的冷卻和冷藏鮮乳常采用冷媒冷卻法進(jìn)行冷卻，牧場多采用冷排進(jìn)行冷卻?，F(xiàn)代乳品廠均采用封閉式板式冷卻器進(jìn)行鮮乳的冷卻；鮮蛋冷卻一般采用空氣冷卻法，冷卻間空氣相對濕度75-85%，空氣流速0.3-0.5m/s，冷卻過程在24h內(nèi)完成。鮮蛋開始冷卻時，空氣溫度與蛋體溫度不要相差太大，一般低于蛋體2-3℃38四、冷卻過程中冷耗量的計(jì)算如果食品內(nèi)無熱源存在

Q=Gc（T初-T終）–Q——冷卻過程中食品的散熱量或冷耗量,kJ–G——被冷卻食品的重量,kg–c——凍結(jié)點(diǎn)以上食品的比熱,kJ/kg.K–T初——冷卻開始時食品的初溫,K–T終——冷卻完成時食品的終溫,K39凍結(jié)點(diǎn)以上食品物料的比熱容可根據(jù)其成分和各成分的比熱容計(jì)算低脂肪食品

c=cwW+cd(1-W)–c——食品物料的比熱容,kJ/(kg.K）–cw——水的比熱容4.184kJ/(kg.K）–cd——食品物料干物質(zhì)的比熱容,kJ/kg.K–W——食品物料的水分比例,kg/kg40含脂食品

c=4.184+0.2092Ap+0.4184Af+(0.003138Ad+0.007531Af)(Ti-Tc)-2.9288Ad–c——肉和肉制品的比熱容,kJ/(kg.K）–Ap,Af,Ad——分別為肉制品中的蛋白質(zhì)、脂肪、干物質(zhì)含量，kg/kg–Ti——冷卻時食品的初溫，T–Tc——冷卻的終溫，T41

試計(jì)算10噸瘦牛肉（水分70.7%，蛋白質(zhì)20.3%,脂肪6.2%），從14℃預(yù)冷到2℃所需要的全部耗冷量42五、食品在冷卻冷藏過程中的變化

食品在冷卻冷藏時，由于動植物性食品及加工制品的性質(zhì)不同，組成成分不同，發(fā)生的變化也不一樣。其變化程度與冷卻方法、冷卻溫度、食品的種類、成分等都有關(guān)。除了肉類在冷卻儲藏過程中的成熟作用外，其他變化均會使食品的品質(zhì)下降,當(dāng)然采取一定的措施可以減緩變化速度。43水分蒸發(fā)冷卻時，食品溫度下降，食品中所含汁液增加，表面水分蒸發(fā)，出現(xiàn)干燥現(xiàn)象；食品中水分減少后，造成重量損失，使水果、蔬菜類食品失去新鮮飽滿的外觀；為了減少果蔬冷卻時的水分蒸發(fā)作用，應(yīng)根據(jù)其各自的水分蒸發(fā)特性，控制其適宜的冷藏條件。果蔬的水分蒸發(fā)特性44食品低溫保藏的種類冷藏（ColdStorage）

15~-2℃，

15~2℃（Cooling）多用于植物性食品

2~-2℃（Chilling）多用于動物性食品凍藏（FrozenStorage）

-2~-30℃低溫保藏的一般工藝：食品物料→前處理→冷卻或凍結(jié)→冷藏或凍藏→回?zé)峄蚪鈨隼鋬鍪称钒l(fā)展：種類：速凍果蔬、速凍肉類、速凍水產(chǎn)品、速凍調(diào)理食品、速凍包點(diǎn)、速凍乳品等

低溫對微生物的影響(蛋白質(zhì)變性，細(xì)胞脫水，機(jī)械損傷）溫度、降溫速率、水分存在狀態(tài)、食品成分、pH溫故知新45低溫對酶的影響-18℃以下才能比較有效地抑制酶的活性（不能使酶失活），低溫處理前需進(jìn)行滅酶處理低溫對食品物料的影響植物性食品物料，動物性食品物料，其他類食品物料冷卻方法：Forcedaircooling、Vacuumcooling、WatercoolingIcecooling不同食品物料的冷藏技術(shù)果蔬的冷卻和冷藏果蔬的冷卻：常采用空氣冷卻法、冷水冷卻法和真空冷卻法；空氣流速0.5m/s肉類：一段冷卻和兩段冷卻。熱耗量和比熱容的計(jì)算溫故知新46肉類水分蒸發(fā)的量與冷卻貯藏室的空氣溫度、濕度及流速有關(guān)，還與肉的種類、單位重量表面積的大小、表面形狀、脂肪含量有關(guān)。47低溫冷害與寒冷收縮冷卻貯藏時，有些果蔬的溫度雖然在凍結(jié)點(diǎn)以上，但當(dāng)貯藏溫度低于某一溫度界限時，果蔬的正常生理機(jī)能受到障礙，失去平衡；冷害最明顯的癥狀是在表皮出現(xiàn)軟化斑點(diǎn)和心部變色，像鴨梨的黑心病，馬鈴薯的發(fā)甜現(xiàn)象都是低溫傷害；果蔬冷害的界限溫度和癥狀48低溫冷害與寒冷收縮一般來說，產(chǎn)地在熱帶、亞熱帶的水果、蔬菜容易發(fā)生冷害；有些水果、蔬菜在外觀上看不出冷害的癥狀，但冷藏后再放至常溫中，就喪失了正常的促進(jìn)成熟作用的能力，這也是冷害的一種；49低溫冷害與寒冷收縮有時候?yàn)榱顺岳涞墓撸虝r間放入冷藏庫內(nèi),即使在界限溫度以下，也不會出現(xiàn)冷害，因?yàn)楣呃浜Φ某霈F(xiàn)還需要一定的時間。寒冷收縮是畜禽屠宰后在未出現(xiàn)僵直前快速冷卻造成的，寒冷收縮后的肉經(jīng)成熟階段也不能充分軟化，肉質(zhì)變差。50成分變化冷卻貯藏過程中，食品中所含的油脂會發(fā)生水解,脂肪酸氧化、聚合等復(fù)雜變化，同時食品風(fēng)味變差，味道惡化，出現(xiàn)變色、酸敗、發(fā)粘等現(xiàn)象,這種變化進(jìn)行得嚴(yán)重時，人們稱之為“油燒”；51成分變化淀粉老化；果實(shí)糖分、果膠增加，質(zhì)地軟化多汁，糖酸比更適口，食用口感變好；魚、肉類發(fā)生成熟作用，使得其氨基酸含量增加，肉質(zhì)軟化。52移臭具有強(qiáng)烈香或臭味的食品冷藏在一起發(fā)生串味，使食品原有風(fēng)味發(fā)生變化。另外，冷庫中還有一種特殊的臭味，俗稱冷庫臭，也會移給食品。

53第三節(jié)食品的凍藏食品凍藏就是采用緩凍或速凍方法將食品凍結(jié)，而后再在能保持食品凍結(jié)狀態(tài)的溫度下貯藏的保藏方法。常用的貯藏溫度為-12—-30℃，-18℃為最適溫度。凍藏適用于長期貯藏，短的可達(dá)數(shù)日，長的以年計(jì)，凍藏食品需解凍后才能食用。541、凍結(jié)點(diǎn)和低共熔點(diǎn)

凍結(jié)點(diǎn)過冷點(diǎn)、過冷度溶液的低共熔點(diǎn)凍結(jié)的時候，先是部分水分首先形成冰結(jié)晶，使剩余溶液的濃度增大，剩余溶液濃度的增大又導(dǎo)致溶液的凍結(jié)點(diǎn)進(jìn)一步降低，如果想使剩余溶液凍結(jié)，就必須繼續(xù)提供低溫環(huán)境，直至所有的水分都凍結(jié)，此時，溶液中的溶質(zhì)、溶劑水達(dá)到共同固化，這一狀態(tài)被稱為低共熔點(diǎn)或冰鹽凍結(jié)點(diǎn)。

一、食品凍結(jié)過程的基本規(guī)律

純水凍結(jié)，冰點(diǎn)是固定不變的；食品凍結(jié)點(diǎn)隨水分凍結(jié)量的增加，不斷下降；少量未凍結(jié)的高濃度溶液只有溫度降低到低共熔點(diǎn)時，才會全部凝結(jié)成固體；食品的低共熔點(diǎn)大約為-55—-65℃左右，凍藏溫度一般僅-18℃左右，故凍藏食品中的水分實(shí)際上并未完全凝結(jié)固化。55

水的相圖56蔗糖水溶液的液固相圖低共熔體低共熔體572、凍結(jié)過程和凍結(jié)曲線

凍結(jié)過程食品物料的凍結(jié)過程是指從食品物料的初溫到凍結(jié)結(jié)束的整個過程。凍結(jié)曲線凍結(jié)曲線（freezingcurve）就是描述凍結(jié)過程中食品物料的溫度隨時間變化的曲線.

58圖3-3純水的凍結(jié)曲線

59圖3-4蔗糖溶液的凍結(jié)曲線

最大冰結(jié)晶生成帶最大冰晶生成區(qū)

(zoneofmaximumicecrystalformation)食品中心溫度從-1℃降至-5℃時,近80%的水分可凍結(jié)成冰,此溫度范圍即稱。也稱最大冰結(jié)晶生成帶（crystallisation）

60凍結(jié)率(frozenwaterratio)食品中的水分凍結(jié)量。

ω=(1-tp/t)×100%

式中,ω為凍結(jié)率(%),tp為食品的凍結(jié)點(diǎn)(℃),t為冷凍食品的溫度(℃)61凍結(jié)曲線初階段:初溫到凍結(jié)點(diǎn),放出顯熱,數(shù)量小，溫差大，故降溫快，曲線陡;中階段:冰結(jié)晶最大生成帶,－1℃-－5℃。放出結(jié)冰潛熱，數(shù)量最大，故降溫慢，曲線平坦;終階段:顯熱、潛熱同時放出，由于數(shù)量不大，故降溫較快，但曲線不及初始曲線陡。623、凍結(jié)速率

凍結(jié)速率（freezingvelocity）是指食品物料內(nèi)某點(diǎn)的溫度下降速率或冰峰的前進(jìn)速率凍結(jié)速率的表示方法時間-溫度冰峰前進(jìn)速率國際冷凍協(xié)會定義63時間劃分[食品熱中心溫度下降的時間]

食品的熱中心（降溫過程中食品內(nèi)部溫度最高點(diǎn)，thermalcenter）溫度從-1℃下降至-5℃所需的時間(即通過最大冰晶生成區(qū)的時間)，在30min以內(nèi)，屬于快速凍結(jié)，超過30min則屬于慢速凍結(jié)。

一般認(rèn)為，在30min內(nèi)通過-1～-5℃的溫度區(qū)域所凍結(jié)形成的冰晶，對食品組織影響最小，尤其是果蔬組織質(zhì)地比較脆嫩，凍結(jié)速度應(yīng)要求更快。由于食品的種類、形狀和包裝等情況不同，這種劃分方法對某些食品并不十分可靠．64距離劃分

[凍結(jié)層伸延的距離]

單位時間內(nèi)-5℃的凍結(jié)層從食品表面伸延向內(nèi)部的距離，單位cm·h-1。常稱線性平均凍結(jié)速率。

以此而將凍結(jié)速度分為3類；快速凍結(jié)，V≥5cm·h-1;中速凍結(jié)，V=1～5cm·h-1，慢速凍結(jié)，V=O.1～1cm·h-1。65國際制冷學(xué)會對凍結(jié)速度的定義：

食品表面與熱中心溫度點(diǎn)間的最短距離(L)與食品表面達(dá)到0℃后食品熱中心溫度降至比食品冰點(diǎn)(開始凍結(jié)溫度)低10℃所需時間（t)之比，該比值就是凍結(jié)速率(V)，單位cm·h-1。

V=δ0/τ0

式中：δ0為食品表面與熱中心溫度點(diǎn)間的最短距離(cm）；τ0為表面達(dá)0℃后，食品熱中心溫度降至比凍結(jié)點(diǎn)低10℃所需的時間(h)。

一般快速凍結(jié)v≥5～20cm·h-1

，中速凍結(jié)v≥1～5cm·h-1

，慢速凍結(jié)v＝0.1～lcm·h-1

。各種凍結(jié)裝置性能不同，凍結(jié)速度差異很大。664、冰晶體

冰結(jié)晶的成長

剛生產(chǎn)出來的凍結(jié)食品，冰結(jié)晶大小不是全部均勻一致。凍藏過程中，微細(xì)的冰晶逐漸減少、消失，大的冰晶逐漸成長，變得更大，食品中整個冰晶數(shù)目大大減少，這種現(xiàn)象稱為冰結(jié)晶的成長，同時由于凍藏時間很長，可使冰結(jié)晶充分長成67冰結(jié)晶成長的危害

細(xì)胞受到機(jī)械損傷；蛋白質(zhì)變性；解凍后汁液流失增加；食品的風(fēng)味和營養(yǎng)價值發(fā)生下降68冰結(jié)晶形成原因

凍結(jié)食品中殘留的水溶液的蒸汽壓差大于冰結(jié)晶的水蒸汽壓；主要原因是凍結(jié)食品表面與中心間有溫差,產(chǎn)生蒸汽壓差。溫度的波動使食品表面溫度高于中心溫度，表面的水蒸氣壓高于中心的水蒸氣壓，在蒸汽壓差作用，水蒸氣從表面向中心擴(kuò)散，促使中心部位微細(xì)的冰結(jié)晶生長、變大

69防止冰結(jié)晶的成長

采用快速降溫凍結(jié)方式，讓食品中90%水分在凍結(jié)過程中來不及移動，就形成極微細(xì)大小均勻的冰晶；凍結(jié)溫度低，提高了食品的凍結(jié)率;凍藏溫度盡量低，少變動，特別是要避免高于-18℃以上的溫度變化。食品中的殘留的液相減少，從而減少凍結(jié)貯藏中冰結(jié)晶的長大70二、凍結(jié)方法

1、空氣凍結(jié)法（airfreezing）

靜止空氣凍結(jié)法：凍結(jié)室的溫度一般是-40—-18℃，常用-23—-29℃鼓風(fēng)凍結(jié)法（air-blastfreezing）：凍結(jié)室內(nèi)空氣溫度一般為-46—-29℃，空氣流速10-15m/s

低溫空氣基本處于靜止?fàn)顟B(tài)，實(shí)際上仍以對流方式進(jìn)行循環(huán)

，目前唯一的緩慢凍結(jié)方法利用低溫和空氣高速流動，促使食品快速散熱，以達(dá)到迅速凍結(jié)的要求。71二、凍結(jié)方法

2、間接接觸凍結(jié)法

板式凍結(jié)法（platefreezing）：板式凍結(jié)法是最常見的間接接觸凍結(jié)法，采用制冷劑或低溫介質(zhì)冷卻金屬板以及和金屬板密切接觸的食品物料。凍結(jié)效率跟金屬板與食品物料之間的接觸狀態(tài)有關(guān)，外形規(guī)整的食品物料由于和金屬板接觸較為緊密，凍結(jié)效果好。把食品放在由制冷劑冷卻的板、盤、帶或其他冷壁上，與冷壁直接接觸，但與制冷劑間接接觸。72二、凍結(jié)方法

3、直接接觸凍結(jié)法液體凍結(jié)法（liquidfreezing）：嚴(yán)格的說，空氣凍結(jié)法也是一種直接接觸凍結(jié)法，這里所指的直接接觸凍結(jié)法實(shí)際上是指除空氣以外，用載冷劑或制冷劑直接噴淋或浸泡需凍結(jié)的食品物料。由于載冷劑和制冷劑直接與食品物料相接觸，要求他們無毒、純凈、無異味和異樣氣體，無外來色澤和漂白作用、不易燃、不易爆等，和食品接觸后，不能改變食品物料原有的成分和性質(zhì)。73凍結(jié)方法

1.速凍①鼓風(fēng)凍結(jié)②平板凍結(jié)或接觸凍結(jié)③噴淋或浸漬冷凍組織內(nèi)冰層推進(jìn)速度大于水分移動速度，冰晶分布接近天然食品中液態(tài)水的分布，且冰晶的針狀結(jié)晶體數(shù)量多。2.緩凍食品放在絕熱的低溫室中（-18～-40℃，常用-23～-29℃），并在靜態(tài)的空氣中進(jìn)行凍結(jié)的方法;

凍結(jié)時，冰晶首先在細(xì)胞外產(chǎn)生，而此時細(xì)胞內(nèi)的水分還以液相殘存。同溫度下水的蒸汽壓總高于冰，在蒸汽壓作用下細(xì)胞內(nèi)的水向冰晶移動，形成較大的冰晶體且分布不均勻。74三、食品凍結(jié)與凍藏技術(shù)

凍結(jié)速率的選擇

一般認(rèn)為，速凍食品的質(zhì)量高于緩凍食品。

至于多大的凍結(jié)速率才是速凍，目前尚沒有統(tǒng)一的概念，實(shí)際應(yīng)用中多以食品類型或設(shè)備性能劃分。凍結(jié)速率與凍結(jié)方法、食品物料種類、大小、包裝情況相關(guān)。一般認(rèn)為凍結(jié)時食品物料從常溫凍至中心溫度低于-18℃,果蔬類不超過30min,肉類不超過6h為速凍75速凍食品的質(zhì)量總是高于緩凍食品速凍形成的冰晶體顆粒小，對食品組織的影響?。粌鼋Y(jié)時間短，食品中水分和溶質(zhì)沒有足夠時間分離；溫度迅速降低到微生物生長活動溫度以下，減少了微生物活動所帶來的不良影響；濃縮的溶質(zhì)和食品組織、膠體以及各種成分相互接觸的時間減少，可以將濃縮的危害降到最低。76凍結(jié)條件與冰晶分布的關(guān)系凍結(jié)速度快，組織內(nèi)冰層推進(jìn)速度大于水分移動速度時，冰晶分布越接近天然食品中液態(tài)水的分布情況，且冰晶的針狀結(jié)晶體數(shù)量多。大多數(shù)食品在溫度降低到-1℃以下才開始凍結(jié)，然而溫度降低到-46℃時，部分高濃度的汁液仍未凍結(jié)。大多數(shù)冰晶體都是在-1—-4℃（-1～-5℃）間形成，這個溫度區(qū)間稱為最高冰晶體形成階段。凍結(jié)速度與結(jié)晶冰形狀之間的關(guān)系77凍藏的溫度與凍藏的時間凍藏溫度的選擇主要考慮食品物料的品質(zhì)因素和經(jīng)濟(jì)成本等因素。

-10℃以下，才能有效地抑制微生物的生長繁殖，而要有效控制酶反應(yīng)，溫度必須降低到-18℃以下。78凍藏的溫度與凍藏的時間

一般認(rèn)為，-12℃是食品凍藏的安全溫度,-18℃以下則能更好地保持食品的品質(zhì)，目前國內(nèi)外大多數(shù)的食品凍藏溫度都在-18℃以下,常見的范圍在-18~-35℃

凍藏溫度愈低，凍藏所需的費(fèi)用愈高。79冷凍鏈和TTT概念冷凍鏈(coldchain)

是指從食品的生產(chǎn)到運(yùn)輸,銷售等環(huán)節(jié)組成的完整的鏈狀體系。TTT是指時間-溫度-品質(zhì)耐性相對品質(zhì)的允許時間與溫度的程度.用以衡量在冷凍鏈的不同環(huán)節(jié)中不同溫度下食品品質(zhì)的耐性,根據(jù)不同環(huán)節(jié)、條件下凍藏食品品質(zhì)的下降情況,確定食品在冷凍鏈中的貯藏期限。Time-Temperature-Tolerance冷鏈的概念是1908年法國和英國學(xué)者提出的。1948年美國針對戰(zhàn)后市場冷藏品品質(zhì)低劣和必需加強(qiáng)管理的要求出發(fā)，用10年時間對各種食品在不同貯藏溫度和貯藏時間內(nèi)的品質(zhì)變化狀況，進(jìn)行了10萬個以上的采樣測試和研究。80低溫冷害和寒冷收縮溫故知新凍藏溫度為-12—-30℃，-18℃為最適溫度凍結(jié)點(diǎn)過冷點(diǎn)、過冷度、溶液的低共熔點(diǎn)凍結(jié)曲線、最大冰晶生成區(qū)凍結(jié)率、凍結(jié)速率冰結(jié)晶的形成、凍結(jié)的方法81冷凍食品的貯藏溫度、貯藏時間與允許限度1958年于其研究報(bào)告中提出了三點(diǎn)結(jié)論：①各種不同食品，在不同貯藏溫度下品質(zhì)的下降與其貯藏時間之間存在著一定不變的關(guān)系；②降低食品貯藏溫度，可使食品品質(zhì)的穩(wěn)定度隨之成指數(shù)關(guān)系增大。實(shí)用上保持穩(wěn)定品質(zhì)所需降低的溫度應(yīng)在00F(即-18℃)以下；③時間、溫度對于品質(zhì)帶來的損失量在整個保藏期間是不斷累積的和不可逆的，貯藏的時間和溫度兩者對品質(zhì)的影響順序與積累下來的品質(zhì)損失總量無關(guān)。由此提出了冷凍食品的貯藏溫度、貯藏時間與允許限度的明確概念，并為國際冷藏行業(yè)所接受。同時提出為使多數(shù)食品保質(zhì)期限達(dá)到1年，需把貯藏溫度保持在-18℃以下，以及應(yīng)用時溫限原理對于貯藏中品質(zhì)變化的汁算評價方法。℉=(9/5)℃+3282凍結(jié)食品的TTT概念T-TT(Time-TemperatureTolerance)

相對品質(zhì)的允許時間與溫度的程度.用以衡量在冷凍鏈的不同環(huán)節(jié)中不同溫度下食品品質(zhì)的耐性,根據(jù)不同環(huán)節(jié)、條件下凍藏食品品質(zhì)的下降情況,確定食品在冷凍鏈中的貯藏期限

冷凍食品在生產(chǎn)、貯藏及流通各個環(huán)節(jié)中經(jīng)歷的時間(time)和經(jīng)受的的溫度(temperature)對其品質(zhì)的容許限度(tolerance)有決定性影響.83

根據(jù)冷鏈中的TTT原則，通過計(jì)算指出食品物料是否超出允許的貯藏期限。物料是否變質(zhì)？在-10℃下還能保存多久？848586T-TT的計(jì)算設(shè)一個冷凍食品在某個貯藏溫度下的實(shí)用冷藏期為A,也就是說這個冷凍食品原來的品質(zhì)是100%,經(jīng)過時間A后其品質(zhì)降低至0,那么在此溫度下該冷凍食品每天的品質(zhì)下降量為B=100/A.食品最終的品質(zhì)下降為各個階段品質(zhì)下降的合計(jì)值；該冷凍食品各個階段的品質(zhì)降低量等于各個溫度下每天的品質(zhì)降低率與此溫度下所經(jīng)歷的天數(shù)相乘.87TTT的計(jì)算步驟首先了解凍藏食品在不同溫度Ti下的品質(zhì)保持時間(貯藏期)Di；然后計(jì)算在不同溫度下食品物料在單位貯藏時間(如1天)所造成的品質(zhì)下降程度di=1／Di；根據(jù)凍藏食品物料在冷凍鏈中不同環(huán)節(jié)停留的時間ti，確定凍藏食品物料在冷鏈各個環(huán)節(jié)中的品質(zhì)變化(ti×di)；最后確定凍藏食品物料在整個冷鏈中的品質(zhì)變化∑(ti×di)?！?ti×di)=1是允許的貯藏期限。當(dāng)∑(ti×di)<1表示仍在允許的貯藏期限之內(nèi)，當(dāng)∑(ti×di)>1表示已超出允許的貯藏期限。88某冷凍食品流通過程中的

時間、溫度經(jīng)歷與品質(zhì)下降量流通階段保管溫度(平均)/℃每天品質(zhì)降低率/%保管時間/d品質(zhì)降低量/%生產(chǎn)者保管者-300.2315033.0運(yùn)輸中-250.2720.5批發(fā)商保管中-240.286017.0送