《食品技術(shù)原理》教案-第一章 食品的低溫處理和保藏

概述食品低溫保藏定義降低食品溫度，并維持低溫水平或凍結(jié)狀態(tài)，以延緩或阻止食品的腐敗變質(zhì)，達(dá)到食品長途運(yùn)輸和短期或長期貯藏的目的的保藏方法食品低溫保藏歷史很早，人們利用天然冰保藏食品，受季節(jié)和區(qū)域和限制19世紀(jì)，壓縮式冷凍機(jī)發(fā)明，食品冷凍不依靠自然20世紀(jì)食品技術(shù)商業(yè)化，普及食品冷凍目的（低溫處理的目的）保藏手段低溫抑制微生物生長繁殖和食品中酶活性，降低非酶因素引起的化學(xué)反應(yīng)速率，因而能夠延長食品保存期限。加工處理手段低溫好處：使食品加工處理比較方便改善食品性狀，提高食品的價(jià)值制成新產(chǎn)品食品低溫保藏也稱冷凍保藏，分為冷卻貯藏和凍結(jié)貯藏。冷卻貯藏T＞凍結(jié)點(diǎn)，短期或長期貯藏凍結(jié)貯藏T＜凍結(jié)點(diǎn)，長期貯藏食品冷凍溫度范圍冷卻貯藏溫度范圍：-2℃～15℃凍結(jié)貯藏溫度范圍：-12℃～-30℃。我國一般為-18℃～-23℃，國際＜-25℃。食品冷凍廠，冷藏室俗稱高溫庫，凍藏室稱為低溫庫。畜肉宰后經(jīng)歷過程：冷涼：（自然冷卻）：40℃～20℃冷卻：（人工制冷）40/20℃→0～4℃（略高于冰點(diǎn))過冷：冰點(diǎn)→形成冰結(jié)晶臨界溫度，但尚未凍結(jié)（肉制品一般為-5℃～-6℃）凍結(jié)：冰形成，臨界溫度→冰點(diǎn)以下溫度（至低熔共晶點(diǎn)為止）繼續(xù)凍結(jié)：任何冰點(diǎn)以下溫度→低熔共晶點(diǎn)繼續(xù)冷卻：溫度由低熔共晶點(diǎn)繼續(xù)下降冷藏：將肉體溫度維持在恒定的某一冰點(diǎn)以上溫度的保藏過程（0～4℃）凍藏：將肉體溫度維持在恒定的某一冰點(diǎn)以下溫度的保藏過程（-15℃～-18℃）解凍：將肉體溫度由冰點(diǎn)以下溫度提高到冰點(diǎn)以上的溫度，并使冰變?yōu)樗倪^程回?zé)幔喝怏w溫度由應(yīng)戰(zhàn)以上溫度升溫至室溫以下的過程低溫對酶及微生物的影響對酶活性的影響酶活性與溫度的關(guān)系：在一定溫度范圍內(nèi)，酶活性隨溫度升高而升高，溫度過高，酶即變性失活。酶的最適溫度：酶促反應(yīng)速度最大時(shí)的溫度，即酶的最適溫度。一般為30-40℃。溫度系數(shù)Q10：衡量酶活性因溫度而發(fā)生的變化。K1------溫度為t時(shí)，酶促反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)K2------溫度為t+10℃時(shí)，酶促反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)在一定溫度范圍內(nèi)，大多數(shù)酶的Q值為2-3，即溫度每下降10℃，酶的活性就會(huì)削弱至原來的1/2～1/3，所以低溫可抑制酶活性。但在低溫下，酶仍有部分活性，其催化作用仍在進(jìn)行，當(dāng)溫度升高時(shí)，酶即復(fù)活。食品加工中，為了將酶活性引起的不良變化降到最低，食品常經(jīng)短時(shí)間熱燙（預(yù)煮），將酶活性鈍化，然后再凍結(jié)。檢驗(yàn)酶是否鈍化的標(biāo)準(zhǔn)為：過氧化物酶是否殘留活性。低溫對微生物的影響低溫與微生物的關(guān)系任何微生物都有一定的正常系列的溫度范圍，溫度降低，其活動(dòng)能力變微弱，溫度降低到微生物最低生長溫度，微生物停止生長，溫度降低到微生物最低生長溫度以下，微生物死亡低溫下，微生物死亡速度比在高溫下緩慢，凍結(jié)或冰凍介質(zhì)容易促使微生物死亡微生物低溫致死原因溫度下降，微生物細(xì)胞內(nèi)酶活性降低，物質(zhì)代謝反應(yīng)速度降低，微生物生長繁殖下降酶的溫度系數(shù)（Q10）值不同，破壞各生化反應(yīng)一致性，破壞微生物新陳代謝細(xì)胞內(nèi)原生質(zhì)上升，膠體吸水性降低，蛋白質(zhì)分散度改變，最后導(dǎo)致不可逆蛋白質(zhì)凝固，破壞其物質(zhì)代謝正常運(yùn)行，嚴(yán)重?fù)p害細(xì)胞。食品凍結(jié)時(shí)，冰形成，有如下后果：細(xì)胞內(nèi)原生質(zhì)/膠體脫水，細(xì)胞內(nèi)溶質(zhì)濃度上升，使蛋白質(zhì)變性使微生物細(xì)胞受到機(jī)械性的破壞與常溫相比，冷卻貯藏可以延長食品貯藏期，貯藏可抑制所有微生物生長。影響微生物低溫致死的因素溫度高低：冰點(diǎn)左右或冰點(diǎn)以上溫度微生物會(huì)逐漸生長繁殖，凍結(jié)溫度（-2～-5℃）對微生物危脅最大，但溫度極低時(shí)（-20～-25℃），死亡速率下降降溫速度：凍結(jié)溫度以上，降溫越快，微生物死亡率提高，凍結(jié)溫度以下，降溫越快，微生物死亡率降低結(jié)合水分和過冷狀態(tài)：結(jié)合水含量高，降溫易形成過冷狀態(tài)，有利于保持細(xì)胞膠體穩(wěn)定性，微生物不易死亡。介質(zhì)：高水分，低pH值會(huì)加速微生物死亡，糖、鹽、蛋白質(zhì)、脂肪有保護(hù)作用貯藏期：凍結(jié)貯藏時(shí)微生物的數(shù)量一般隨著貯藏期的增加而有所減少，但貯藏溫度越低，減少的量越少。食品凍結(jié)貯藏時(shí)，微生物數(shù)量雖也會(huì)下降，但和高溫?zé)崽幚砭哂斜举|(zhì)的區(qū)別，因?yàn)榈蜏夭⒉皇怯行У臍⒕胧且种破渖L繁殖的有效措施。食品的冷卻冷卻是食品冷藏前的階段，易腐食品在剛采收或屠宰后立即進(jìn)行冷卻最理想，這樣可以及時(shí)抑制食品內(nèi)的生物化學(xué)變化和微生物生長繁殖過程，最大限度保持食品原料原始質(zhì)量，抑制微生物和酶引起的變質(zhì)。食品冷卻過程中的冷卻速度和冷卻終了溫度是抑制食品本身的生化變化和微生物的生長繁殖，防止食品質(zhì)量下降的決定性因素。食品冷卻本質(zhì)上是一種熱交換過程。影響食品冷卻過程因素影響食品冷卻過程中的冷卻過程的因素歸納一下有以下幾點(diǎn)：冷卻介質(zhì)性質(zhì)，食品物料性狀，及二者之間溫差及接觸方式。冷卻介質(zhì)即從食品中吸收質(zhì)量，把質(zhì)量傳遞給冷卻裝置的媒介。常用的冷卻介質(zhì)有氣體，液體和固體。氣體：空氣，經(jīng)濟(jì)，冷卻速度慢，導(dǎo)致干耗，氧化，冷卻裝置上面會(huì)凝水或結(jié)霜液體：冷水/冰水混合物，冷卻速度快，可導(dǎo)致交叉污染，營養(yǎng)物質(zhì)損失，食品帶水固體：淡水冰，傳熱介于氣液之間，無氧化和干耗問題，但是勞動(dòng)強(qiáng)度較大。冷卻過程中傳熱問題食品在冷卻過程中的熱交換，包括對流傳熱和傳導(dǎo)傳熱對流：流體和固體表面時(shí)互相間的熱交換過程。單位時(shí)間從食品表面?zhèn)鬟f給冷卻介質(zhì)的熱量h-----對流放熱系數(shù)（W/（m2·K））A-----食品冷卻表面面積(m2)Ts-----食品的表面溫度(K)Tr-----冷卻介質(zhì)的溫度(K)當(dāng)流體流動(dòng)時(shí)，h變大。因此，食品進(jìn)行冷卻時(shí)，常強(qiáng)制對流，以提高食品冷卻速度。傳導(dǎo)傳熱：熱量在物體內(nèi)的傳遞。食品冷卻時(shí)，熱量從內(nèi)部向表面?zhèn)鬟f，即為傳導(dǎo)傳熱。熱量一般從溫度高的一面向溫度低的一面?zhèn)鬟f。單位時(shí)間內(nèi)以熱傳導(dǎo)方式傳遞的熱量可用下式表示λ----食品的熱導(dǎo)率（W/（m2·K））A----熱傳導(dǎo)的面積(m2)T1T2----兩個(gè)面各自的溫度（K）x----兩個(gè)面之間的距離（m）λ隨食品種類不同而不同。主要與食品中水分和脂肪含量有關(guān)。另外凍結(jié)狀態(tài)食品的λ值要比未凝結(jié)時(shí)顯著增加。由此可得出：影響食品冷卻過程中冷卻速度和冷卻終了溫度因素有：冷卻介質(zhì)的相態(tài)，物理性質(zhì)，冷卻介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和速度。冷卻介質(zhì)與食品的溫差，食品的厚度與物理性質(zhì)（質(zhì)量熱容，熱導(dǎo)率）等冷卻方法常用的食品冷卻方法有冷風(fēng)冷卻，冷水冷卻，碎冰冷卻，真空冷卻等。碎冰冷卻優(yōu)點(diǎn)：簡易，冷卻效果好，可避免干耗冰塊：魚重＝0.75：1，冰塊大小最好不超過2cm冷風(fēng)冷卻：使用范圍廣，缺點(diǎn)，易干耗其冷卻效果取決于冷空氣相對溫度，相對濕度和流速（一般0.5～3m/s）冷卻裝置蒸發(fā)器和室內(nèi)空氣溫差盡可能小，一般5～9℃。冷水冷卻用水泵將降溫后的冷水噴淋在食品上（或?qū)⑹称方n）進(jìn)行冷卻的方法。優(yōu)點(diǎn)：冷卻速度快，缺點(diǎn)：產(chǎn)品易受微生物污染真空冷卻（減壓冷卻）水在壓力降低情況下可以在低溫條件下蒸發(fā)，水分蒸發(fā)吸收大量熱量使食品降溫。優(yōu)點(diǎn)：蔬菜快速冷卻，缺點(diǎn)：投資大，操作成本高。冷卻過程中的能耗食品冷卻過程中的耗冷量：即冷卻過程中食品的散熱量假設(shè)：食品中無熱源，周圍介質(zhì)溫度穩(wěn)定不變，食品內(nèi)各點(diǎn)溫度一致，則耗冷量公式：m----被冷卻食品的質(zhì)量（kg）,c0-----凍結(jié)點(diǎn)以上食品的質(zhì)量熱容c0確定：（1）干物質(zhì)1.464kJ/(kg·K)（2）低脂肪食品：c水-----水的質(zhì)量熱容4.184kJ/(kg·K)c干-----干物質(zhì)的質(zhì)量熱容，1.464kJ/(kg·K)w-----食品含水量T＞T凍時(shí)，含脂肪食品的熱容會(huì)隨溫度變化而變化。（3）肉與肉制品質(zhì)量熱容T-----肉制品熱力學(xué)溫度溫度在初溫（T初）和冷卻后溫度（T終）間的平均質(zhì)量熱容可按下式計(jì)算食品冷卻過程平均耗冷量t-----時(shí)間（h）例題，p12冷卻率因素和安全系數(shù)根據(jù)牛頓定律，冷卻過程中食品溫度變化的速度因食品和冷卻介質(zhì)間的溫度差而異，溫差越大，溫度變化速度越快，即：dt-----冷卻時(shí)間（h）k-----比例常數(shù)T------食品溫度Tr-------冷卻介質(zhì)溫度當(dāng)冷卻介質(zhì)溫度不變時(shí)，食品的散熱量隨食品溫度下降而減少，即，上式表明，整個(gè)冷卻過程中食品所需的耗冷量并非均勻一致，一般Q初期>Q末期，若按食品冷卻過程平均耗冷量Φz選設(shè)備，那么所選設(shè)備難以擔(dān)負(fù)起冷卻初期的冷負(fù)荷，因此引入冷卻率因素：冷卻率因互通過試驗(yàn)和計(jì)算取得，并隨進(jìn)料時(shí)間和全部冷卻時(shí)間比例而異。不論冷卻，凍結(jié)還是凍藏的冷負(fù)荷量一般均需增加5%～10%的安全系數(shù)。當(dāng)選用冷卻設(shè)備時(shí)，冷負(fù)荷（）加上安全系數(shù)（5%～10%），再除以冷卻時(shí)間，即每小時(shí)平均冷負(fù)荷量（kJ/h）以空氣為介質(zhì)冷卻時(shí)食品水分的蒸發(fā)量和食品的干縮度食品無包裝或用可透蒸汽的保護(hù)膜包裝時(shí)，用冷空氣冷卻時(shí)，食品除散熱，還向外蒸發(fā)水分，使食品失水干縮，俗稱冷卻干耗。食品冷卻時(shí)干縮度，Δm0----冷卻過程中食品水分蒸發(fā)量（kg）m-----食品質(zhì)量食品干縮后的不良后果：質(zhì)量減少品質(zhì)惡化（果蔬萎縮，凋萎，嫩度下降，抗病力下降，貯藏性下降肉類變色，促進(jìn)表面氧化）總體來說，干耗是一種不良現(xiàn)象，冷卻速度越快，干耗越少。肉類快速冷卻時(shí)，內(nèi)層水分不易向表面擴(kuò)散，表層水很快蒸發(fā)，在肉表面形成一層堅(jiān)質(zhì)的干燥膜，防止微生物入侵繁殖，而且可減少干耗。食品的水分蒸發(fā)率和食品與冷卻介質(zhì)之間的水蒸汽壓差及食品外露的表面積成正比。食品中水分蒸發(fā)有利于加速冷卻。潮濕食品在冷空氣中冷卻時(shí)，食品表面水分向空氣蒸發(fā)。當(dāng)空氣與排管進(jìn)行熱交換時(shí)，這些水分會(huì)在冷卻排管上冷凝出來，則冷卻排管吸收熱量為Δm0----冷卻過程中食品水分蒸發(fā)量（kg）c-----水的質(zhì)量熱容ΔT----食品表面與冷卻排管表面溫度差如果水在冷卻排管表面凝結(jié)成霜，則冷卻排管吸收的熱量為：Δr----食品中蒸發(fā)出水分最終變成固態(tài)所釋放的相變熱（334.72kJ/kg）計(jì)算冷卻排管冷負(fù)荷時(shí)，要考慮食品散熱及食品蒸發(fā)水分帶來的額外冷負(fù)荷量。冷卻速度和時(shí)間食品冷卻速度就是食品溫度下降的速度。一般食品表面溫度下降最快，中心溫度下降最慢，整個(gè)食品的冷卻速度以平均溫度的下降速率來表示。平板狀食品食品的冷卻速度與許多因素有關(guān)。板狀食品冷卻速度近似公式：T0----板狀食品初溫Tr-----冷卻介質(zhì)溫度α----熱擴(kuò)散率，λ----板狀食品導(dǎo)熱率c----板狀食品質(zhì)量熱容ρ----板狀食品密度μ----常數(shù)，由的值決定x----板狀食品的厚度（m）t----食品冷卻時(shí)間（h）μ與有關(guān)，由P19頁可看出，值小的時(shí)候，增大，則μ增大顯著隨著增大，μ增大的趨勢逐漸減少，當(dāng)值非常大時(shí)，μ幾乎不變。μ與量化關(guān)系如下，當(dāng)值非常小時(shí)，當(dāng)值非常大時(shí)，μ≈π一般情況下數(shù)值很小，接近于1，公式可近似簡化為：，由此可得到，當(dāng)值非常小時(shí)，，，此時(shí)，冷卻速度與對流傳熱系數(shù)h成正比，與厚度x成反比。當(dāng)值非常大時(shí)，μ≈π，此時(shí)，與厚度x2成反比，所以，當(dāng)值非常大時(shí)，減小食品厚度，冷卻速度可顯著加快。當(dāng)值在上述兩極端的中間時(shí)，與xn成反比，n介于1～2,越小，越接近于1，越大，n越接近于2。平板狀食品冷卻時(shí)間的計(jì)算公式：t-----平板狀食品冷卻時(shí)間c------食品質(zhì)量熱容ρ------食品密度λ------食品熱導(dǎo)率x------食品厚度h------對流放熱系數(shù)T0------食品初溫Tr------冷卻介質(zhì)溫度------食品冷卻后平均溫度圓柱狀食品冷卻時(shí)間計(jì)算公式：球狀食品第三節(jié)食品的凍結(jié)食品的凍結(jié)即將食品的溫度降低到食品凍結(jié)點(diǎn)以下的某一預(yù)定溫度，一般食品中心溫度低于-15℃，使食品中的大部分水分凍結(jié)成冰晶體。凍結(jié)理論凍結(jié)曲線（p23,圖1－1－17）不論何種食品，其凍結(jié)曲線在性質(zhì)上都是相似的，曲線分三個(gè)階段。第一階段：溫度由食品初溫降至食品凍結(jié)點(diǎn)，放出顯熱，此熱量較少，降溫速度快，曲線較陡。第二階段，溫度由食品凍結(jié)點(diǎn)降至-5℃，大部分水變成冰，放出潛熱，此熱較多，降溫速度慢，曲線平坦。第三階段，溫度由-5℃降至終溫，少量水凍結(jié)，水放熱降溫?zé)彷^少，降溫速度快，曲線較陡。凍結(jié)平坦段的長短與傳熱介質(zhì)的傳熱快慢有關(guān)。傳熱介質(zhì)傳熱快，第二階段曲線平坦段短。（冷鹽水降溫時(shí)間比空氣短）。凍結(jié)過程中，同一時(shí)刻食品表面溫度較低。越近中心，溫度越高。食品不同部位，降溫速度不同。當(dāng)食品中心溫度低于-5℃時(shí)，平均凍結(jié)終溫可以用食品表面凍結(jié)終溫與食品中心凍結(jié)終溫算術(shù)平均值表示。結(jié)晶條件和結(jié)晶曲線結(jié)晶條件液體溫度降至凍結(jié)點(diǎn)時(shí)，液相與結(jié)晶相處于平穩(wěn)，液體如想結(jié)晶，必須破壞這種平衡，必須使液相溫度降到稍低于凍結(jié)點(diǎn)，造成液體過冷。因此過冷現(xiàn)象是水中有冰結(jié)晶生成的先決條件。降溫過程中，水的分子運(yùn)動(dòng)逐漸減慢，其逐漸趨向于形成近似結(jié)晶體的穩(wěn)定性聚集體。溫度繼續(xù)降至冰晶形成時(shí)或在振動(dòng)促進(jìn)下，水就成冰并釋放出潛熱，使溫度回升至水的冰點(diǎn)。水在降溫過程中開始形成穩(wěn)定性晶核時(shí)的溫度或在開始回升的最低溫度稱過冷臨界溫度或過冷溫度。過冷溫度總比冰點(diǎn)低，當(dāng)溫度回升至冰點(diǎn)后，只要液態(tài)水仍凍結(jié)，并放出潛熱，冰水混合物溫度＞0℃，只有全部水分都凍結(jié)后，溫度都會(huì)繼續(xù)下降。當(dāng)食品溫度降至低熔共晶點(diǎn)時(shí)，食品中水分才會(huì)全部凍結(jié)。低熔共晶點(diǎn)即在降溫過程中，食品組織內(nèi)溶液濃度增加到一定程度后不再改變，水和它所溶解的鹽類共同結(jié)晶并凍結(jié)成固體時(shí)的溫度。食品的低熔共晶點(diǎn)為-55℃～-60℃。各種食品的過冷溫度不同，肉、魚為-4℃～-5℃，奶-5℃～-6℃，蛋-11℃～-13℃結(jié)晶曲線水在結(jié)晶過程中有兩種現(xiàn)象發(fā)生，晶核形成，以晶核為中心晶體生長。隨著溫度降低，晶核生成數(shù)和晶體的成長有著各不相同的速度。aa線，當(dāng)溫度較高時(shí)，產(chǎn)生晶核數(shù)少，結(jié)晶成長速度較快，晶體產(chǎn)生速度＜晶體成長速度，此溫度下形成少量的大型結(jié)晶。bb線，晶核生成很多，晶體成長速度快，所以結(jié)果形成大量晶核及大小不一結(jié)晶cc線，晶核生成相當(dāng)多，晶體成長速度慢，結(jié)果形成大量較小的冰晶dd線，玻璃體狀態(tài)，形成極少量晶核，不存在成長。凍結(jié)率和冰結(jié)晶最大生成帶根據(jù)拉烏爾第二定律，冰點(diǎn)降低與溶質(zhì)濃度成正比，食品因成分復(fù)雜，所以其溫度低于0℃才有冰晶產(chǎn)生。一般食品凍結(jié)點(diǎn)為－0.6℃～-3℃。食品水分凍結(jié)率：食品凍結(jié)過程中，在某一溫度時(shí)食品中水分轉(zhuǎn)化成冰晶體的量與在同溫度時(shí)食品內(nèi)所含水分和冰晶體總量之比。當(dāng)T＞-30℃時(shí)，Td----凍結(jié)點(diǎn)（K）,A、B為經(jīng)驗(yàn)值，不同物質(zhì)A、B值不同。如肉類A、B值分別為1.105，0.31大多數(shù)食品的水分含量都比較高，且大部分水分都在-1℃～-5℃的溫度范圍內(nèi)凍結(jié)。這種大量形成冰結(jié)晶的溫度范圍稱為冰結(jié)晶最大生成帶。一般認(rèn)為，食品的中心溫度在冰結(jié)晶最大生成帶的溫度范圍內(nèi)停留時(shí)間不超過30分鐘就達(dá)到快速凍結(jié)要求。冰結(jié)晶的形成和分布緩慢凍結(jié)時(shí)，冰結(jié)晶大多在細(xì)胞的間隙內(nèi)形成，冰晶量少而粗大?？焖賰鼋Y(jié)時(shí)，冰結(jié)晶大多在細(xì)胞內(nèi)形成，冰量多而細(xì)小。凍結(jié)膨脹當(dāng)0℃的水變成同溫度的冰時(shí)，其體積會(huì)增大到4℃時(shí)水的1.09倍，增大9%，食品凍結(jié)時(shí)表面水分首先凍結(jié)成冰，然后冰層逐漸向內(nèi)部延伸。當(dāng)內(nèi)部的水分凍結(jié)膨脹時(shí)，會(huì)受到外部凍結(jié)層阻礙，于是產(chǎn)生內(nèi)壓，即凍結(jié)膨脹壓。當(dāng)外層受不了這樣的內(nèi)壓時(shí)，就會(huì)破裂。在食品通過-1℃～-5℃冰結(jié)晶最大生成帶時(shí)，凍結(jié)膨脹壓升高到最大值。食品厚度大，含水率高，表面溫度下降極快時(shí)易產(chǎn)生龜裂。凍結(jié)速度評價(jià)水溶液凍結(jié)時(shí)，凍結(jié)速度越快，凍結(jié)溶液內(nèi)溶質(zhì)的分布越均勻。食品的凍結(jié)速度對這些從食品組織細(xì)胞內(nèi)向細(xì)胞外轉(zhuǎn)移的水分影響很大。凍結(jié)速度快，食品組織細(xì)胞內(nèi)向細(xì)胞外轉(zhuǎn)移的水分少。使細(xì)胞內(nèi)尚處于原來狀態(tài)的汁液迅速形成冰結(jié)晶。反之，凍結(jié)速度慢，則食品組織細(xì)胞內(nèi)向細(xì)胞外轉(zhuǎn)移的水分多。形成冰結(jié)晶顆粒大，細(xì)胞內(nèi)的溶液濃縮。大多數(shù)凍結(jié)食品只有在全部或幾乎全部凍結(jié)的情況下，才能保證良好品質(zhì)。食品內(nèi)若殘留未凍結(jié)的核心或部分未凍結(jié)區(qū)存在，極易出現(xiàn)色澤，質(zhì)地和其它方面變質(zhì)現(xiàn)象。殘留的高濃度溶液是造成部分凍結(jié)食品變質(zhì)的主要原因。濃縮危害：溶液中產(chǎn)生溶質(zhì)結(jié)晶高濃度溶液中若仍有大量溶質(zhì)未沉淀，蛋白質(zhì)因鹽析而變性。有些溶質(zhì)呈酸性，濃縮后pH值下降，導(dǎo)致蛋白質(zhì)凝固對凍結(jié)食品而言，大粒冰結(jié)晶和濃縮引起的危害都很大，因此快速凍結(jié)是保證凍結(jié)食品質(zhì)量的重要因素?？焖賰鼋Y(jié)優(yōu)點(diǎn)：食品凍結(jié)后形成的冰晶體顆粒小，對食品組織破壞性小組織細(xì)胞內(nèi)水分向外轉(zhuǎn)移少，對細(xì)胞內(nèi)汁液的濃縮程度較小溫度迅速降低至微生物的最低生長溫度下，阻止微生物，酶活性，提高食品穩(wěn)定性食品凍結(jié)時(shí)的熱力學(xué)性質(zhì)的變化凍結(jié)食品的質(zhì)量熱容食品在凍結(jié)點(diǎn)以下的質(zhì)量熱容：CT----食品在凍結(jié)點(diǎn)以下的質(zhì)量熱容[kJ/(kg·K)]C干----食品中的干物質(zhì)的質(zhì)量熱容[kJ/(kg·K)]C干=1.4644+0.0067(T-273)T為凍結(jié)食品的平均溫度C冰----冰的質(zhì)量熱容為2.092[kJ/(kg·K)]C水----水的質(zhì)量熱容為4.184[kJ/(kg·K)]ω----食品中的水分含量(%)w----食品中的水分凍結(jié)率(%)凍結(jié)食品熱導(dǎo)率冰的熱導(dǎo)率超過水的4倍速，凍結(jié)使水結(jié)冰，熱導(dǎo)率增大。如食品凍結(jié)點(diǎn)接近-1℃，凝結(jié)食品熱導(dǎo)率可按下式計(jì)算：λ0----凍結(jié)前食品熱導(dǎo)率Aλ、Bλ----常數(shù)，肉的該值分別為：0.938、0.186魚的該值分別為：0.699、0.148T----凍結(jié)食品熱力學(xué)溫度值（K）凍結(jié)食品的熱擴(kuò)散率熱擴(kuò)散率反映了物體對熱的慣性反應(yīng)。其他條件相同，物體熱擴(kuò)散率高，則物體受熱和冷卻時(shí)速度變化快，反之，則物體受熱和冷卻溫度變化慢。食品凍結(jié)時(shí)，生成，食品質(zhì)量熱容下降，熱導(dǎo)率升高，導(dǎo)致擴(kuò)擴(kuò)散率增加，食品凍結(jié)時(shí)溫度下降應(yīng)該更快，但是由于冰生成時(shí)釋放出大量潛熱，使食品溫度難以下降，是凍結(jié)食品的中心溫度在-1℃～-5℃范圍，下降特別緩慢。凍結(jié)過程中冷能消耗平均溫度可由查表得到。如P34（1-1-19）耗冷量Q由三部分組成Q＝Q1+Q2+Q3Q1凍結(jié)前食品冷卻時(shí)的放熱量m----食品的質(zhì)量（kg）C0----溫度高于食品凍結(jié)點(diǎn)時(shí)的食品的質(zhì)量熱容[kJ/(kg·K)]T初----食品的初溫（K）T凍----食品的凍結(jié)點(diǎn)溫度（K）Q2冰結(jié)晶形成時(shí)的放熱量w----食品中的水分含量（%）ω----食品達(dá)到最終溫度時(shí)的水分凍結(jié)率（%）r冰----食品中的水分形成冰晶體時(shí)所放出的潛熱，334.72kJ/kgQ3凍結(jié)食品繼續(xù)降溫放熱CT----溫度低于食品時(shí)的食品的質(zhì)量熱容[kJ/(kg·K)]T凍----食品的平均凍結(jié)點(diǎn)溫度（K）T終----食品的凍結(jié)終溫（K）能量消耗制冷系統(tǒng)消耗的能量不僅與制冷量有關(guān)，而且與制冷工況密切相關(guān)。制冷工況：制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)溫度和冷凝溫度。當(dāng)冷凝溫度不變，隨蒸發(fā)溫度下降，制冷量急劇減少，輸入功率也有所減少。當(dāng)蒸發(fā)溫度不變，隨著冷凝溫度的上升，有僅制冷量有所下降，而輸入功率急劇上升。凍結(jié)時(shí)間平板狀食品凍結(jié)時(shí)間計(jì)算公式：圓柱狀食品：球狀食品：ρ----食品的密度（kg/m3）qi----食品中的水分形成冰結(jié)晶時(shí)放出的熱量(kJ/kg)Tp----食品凍結(jié)點(diǎn)溫度(K)T----冷卻介質(zhì)溫度(K)上述公式引入適當(dāng)?shù)南禂?shù)就能得到適用于三種幾何形狀的通用計(jì)算式：，式中P和R為系數(shù)，隨被凍結(jié)食品的幾何形狀而異。平板狀食品：P＝1/2，R＝1/8圓柱狀食品：P＝1/4，R＝1/16球狀食品：P＝1/6，R＝1/24凍結(jié)裝置(可根據(jù)冷卻介質(zhì)與食品接觸狀況分類)吹風(fēng)凍結(jié)裝置其T為-23～-46℃,速度v=3～10m/s,適用于單體速凍吹風(fēng)凍結(jié)裝置包括隧道式凍結(jié)裝置，傳送帶式凍結(jié)裝置，螺旋帶式凍結(jié)裝置和流態(tài)化凍結(jié)裝置。平板凍結(jié)裝置板狀食品，對于厚度＜50mm的食品來說，凍結(jié)快，干耗小，凍品質(zhì)量高。低溫液體凍結(jié)裝置常用于魚類，液體可用氯化鈉，甘油，丙二醇液超低溫液體凍結(jié)裝置常用液氮沸點(diǎn)為-195.8℃液態(tài)二氧化碳沸點(diǎn)-78.9℃食品的冷藏和凍藏冷藏：將經(jīng)過冷卻的食品放在高于食品凍結(jié)點(diǎn)的某一合適溫度下貯藏凍藏：將經(jīng)過凍結(jié)的食品放在低于食品凍結(jié)點(diǎn)的某一合適溫度下貯藏有生命力食品：有一定免疫力，有呼吸，冷藏，要通風(fēng)換氣無生命力食品：失去免疫力，無呼吸，凍藏，不透氣材料包裝技術(shù)管理冷藏：對不同食品采用各自合適貯藏溫度、空氣相對濕度，空氣流速冷藏溫度冷藏食品溫度選擇：有生命的食品避免冷害；無生命的食品，越接近食品凍結(jié)點(diǎn)越好。溫度波動(dòng)范圍：冷藏時(shí)≤0.5℃，出貨時(shí)溫差＜3℃空氣相對濕度水果85%-90%，蔬菜90%-95%，堅(jiān)果＞70%，干制食品濕度越低越好。流速一般空氣流速加大，則食品與空氣間蒸汽壓差隨之增大，使食品水分蒸發(fā)。冷藏室內(nèi)的空氣流速一般只需保持低速循環(huán)即可。如食品采用不透氣的材料包裝，則空氣相對濕度和流速不再有影響。凍藏：根據(jù)食品的種類，貯藏期的長短選擇合適的凍藏溫度。凍藏溫度的選擇：短期凍藏：溫度為-12～-18℃，一般溫度波動(dòng)＜1℃，進(jìn)出貨時(shí)＜4℃長期凍藏：-18～-23℃含脂類的食品：＜-23℃并結(jié)食品在凍藏時(shí)的質(zhì)量管理，注意凍藏期，凍藏溫度及波動(dòng)對凍品質(zhì)影響。食品在冷藏和凍藏中的變化冷藏中變化干耗冷害串味后熟作用肉類成熟脂類變化淀粉老化微生物增值寒冷收縮凍藏中變化重結(jié)晶：由于溫度波動(dòng)引起，波動(dòng)幅度越大，波動(dòng)次數(shù)越多，重結(jié)晶越嚴(yán)重。食品內(nèi)部溫度波動(dòng)出現(xiàn)滯后現(xiàn)象。因此，食品內(nèi)部溫度波動(dòng)比凍藏室小，隨著貯藏時(shí)間延長，食品內(nèi)部冰結(jié)晶仍會(huì)長大。干耗/凍結(jié)燒當(dāng)冰直接升華變成蒸汽蒸發(fā)時(shí)，產(chǎn)生干耗，食品產(chǎn)生脫水多孔層，導(dǎo)致氧氣進(jìn)入，使食品中的脂肪發(fā)生氧化酸敗，表面變?yōu)辄S褐色，使食品色香味營養(yǎng)變差，這種現(xiàn)象稱為凍結(jié)燒。食品的水分升華的熱量來源有：食品本身，外界傳入，電燈及操作人員產(chǎn)生的熱量導(dǎo)致凍結(jié)食品干耗關(guān)鍵因素是傳入凍藏室內(nèi)的熱量和凍藏室內(nèi)空氣對流。決定干耗程度因素有：氣溫越高的季節(jié)或地區(qū)，凍藏食品的干耗量越大凍藏室內(nèi)空氣對流速度越大，食品干耗量越大自然對流情況下，室內(nèi)空氣溫度與制冷劑蒸發(fā)溫度差越大，干耗量越大干耗發(fā)生在貨堆周圍外露部分，食品緊密度越大，干耗量越小食品堆垛越多，相對干耗下降室內(nèi)溫度下降，相對濕度升高，空氣流動(dòng)降低，則干耗量下降鍍冰衣或用不透蒸汽塑料袋包裝，可顯著減小凍藏食品干耗量變色凡在常溫下可發(fā)生的變色現(xiàn)象，在長期凍藏過程中均會(huì)發(fā)生，速度十分慢脂肪變色：原因是高度不飽和脂肪酸被空氣中的氧氧化蔬菜變色：多酶氧化酶，葉綠素酶或過氧化物酶引起瘦肉變色：Fe2+→Fe3+，使瘦肉顏色加深，脂肪氧化引起褐變魚肉綠變：常見于箭魚，原因：硫化氫與肌紅蛋白或血紅蛋白結(jié)合，生成綠色的硫肌紅蛋白或硫血紅蛋白。蝦黑變：在氧化酶作用下，酪氨酸產(chǎn)生黑色素。凍藏食品的貯藏期凍藏溫度和實(shí)用貯藏期-18℃對于大部分凍結(jié)食品來講是最經(jīng)濟(jì)的凍藏溫度，在此溫度下大部分凍結(jié)食品可在一年內(nèi)不失去商品價(jià)值。食品在凍藏中的品質(zhì)保持時(shí)間可用高品質(zhì)壽命（Highqualitylife,HQL）和實(shí)用貯存期(practicalstoragelife,PSL)來表示。高品質(zhì)壽命：在所使用凍藏溫度下的凍結(jié)食品與在-40℃溫度下的凍藏食品相比較，當(dāng)采用科學(xué)的感官鑒定方法剛能判定出二者差別時(shí)，所經(jīng)歷的時(shí)間。實(shí)用貯藏期：經(jīng)凍藏的食品仍保持著對一般消費(fèi)者或作為加工原料使用無妨的感官品質(zhì)指標(biāo)時(shí)，所經(jīng)過的凍藏時(shí)間。凍結(jié)食品TTT概念以凍結(jié)狀態(tài)流通的凍結(jié)食品，其品質(zhì)取決于四個(gè)因素：原料固有品質(zhì)，凍結(jié)前后的處理和包裝，凍結(jié)方式，凍結(jié)產(chǎn)品在流通