第四章-食品冷加工原理與冷凍保藏技術(shù)

第四章食品低溫保藏學習目標掌握低溫對酶活性的影響，掌握影響微生物低溫下活性降低的因素。掌握食品在冷藏過程中發(fā)生的變化及冷藏食品回熱的目的。掌握冷凍食品加工前的原料選擇和預處理方法、常用包裝材料的性質(zhì)及常用的解凍處理方法。了解冷凍干燥的原理及凍干食品的干燥工藝處理。掌握冷藏庫圍護及冷藏庫中設(shè)備的工作原理。掌握冷藏運輸設(shè)備、冷藏銷售設(shè)備的類型及特點。低溫保藏食品的歷史公元前一千多年，我國就有利用天然冰雪來貯藏食品的記載。凍結(jié)食品的產(chǎn)生起源于19世紀上半葉冷凍機的發(fā)明。1834年，JacobPerkins（英）發(fā)明了以乙醚為介質(zhì)的壓縮式冷凍機。1860年，Carre（法）發(fā)明以氨為介質(zhì)，以水為吸收劑的吸收式冷凍機。1872年，DavidBoyle（美）和CarlVonLinde（德）分別發(fā)明了以氨為介質(zhì)的壓縮式冷凍機，當時主要用于制冰。1877年，CharlesTellier（法）將氨-水吸收式冷凍機用于冷凍阿根廷的牛肉和新西蘭的羊肉并運輸?shù)椒▏?，這是食品冷凍的首次商業(yè)應用，也是冷凍食品的首度問世。20世紀初，美國建立了凍結(jié)食品廠。20世紀30年代，出現(xiàn)帶包裝的冷凍食品。第一節(jié)低溫防腐的基本原理低溫對酶活性的影響酶的活性和溫度的關(guān)系低溫能降低酶的活性，但不能使酶完全失活，在長期的冷藏過程中，酶的作用仍可引起食品的變質(zhì)。溫度降至－18℃才能有效抑制酶活，但溫度回升后，活性會重新恢復，甚至更高。酶的最適溫度：一般40-50℃，繼續(xù)加熱，活性下降，一般加至熱100℃以上，大部分酶活性喪失，但少部分耐熱酶依然能保持活性。酶的活性與溫度的關(guān)系常用溫度系數(shù)Q10來衡量：Q10表示溫度每升高（或降低10℃）時反應速度所增加（或降低）的倍數(shù)。

食品中Q10大約為2-3，即溫度每降低10℃，酶活降低至原來的1/3或1/2。低溫對微生物的影響任何微生物都有其適宜的生長活動溫度范圍。溫度越低，它們的生長與繁殖速率也越低。當溫度處于其最低生長溫度時，絕大多數(shù)微生物的新陳代謝已減弱到極低的程度，呈休眠狀態(tài)。微生物對低溫有較強的抵抗力，孢子對低溫的抵抗力更強。低溫下死亡速度比在高溫下緩慢得多。微生物對低溫的抵抗力因菌種、菌齡、培養(yǎng)基、污染量和凍結(jié)等條件而有所不同。長期處于低溫中的微生物能產(chǎn)生新的適應性，二、低溫與微生物的關(guān)系降低溫度可以減緩微生物生長和繁殖的速度。不同微生物對低溫的敏感性不同。低溫并不能全部殺死微生物。微生物具有一定的低溫適應性。

根據(jù)微生物的適宜生長溫度范圍可將微生物分為三大類，嗜熱菌、嗜溫菌和嗜冷菌。在低溫貯藏的實際應用中，嗜溫菌、嗜冷菌是最主要的。對于引起食品腐敗和食物致毒的嗜溫菌，在低于3℃情況下即不產(chǎn)生毒素，個別菌種例外。對于嗜冷菌，一般在－10～－12℃時停止生長。最低生長溫度：細菌為－5～－10℃

；酵母為－10～－12℃

；霉菌為－15～－18℃

。－18

℃以下即可長期貯藏凍結(jié)食品。在實際工作中，不能指望利用凍結(jié)低溫對污染食品進行殺菌。

長期處于低溫中的微生物能產(chǎn)生新的適應性，這是長期低溫培育中自然選育后形成了多少能適應低溫的菌種所得的結(jié)果。2.低溫導致微生物活力減弱和死亡的原因微生物代謝失調(diào)——酶活力下降細胞內(nèi)原生質(zhì)稠度增加冰晶體引起的機械傷害3.影響微生物低溫致死的因素（1）溫

度冰點以上：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低溫的微生物和嗜冷菌逐漸增長，但最后也會導致食品變質(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).低溫對芽孢的活力影響較小。（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，降溫速率越慢，形成的冰結(jié)晶越大。緩凍將導致大量微生物死亡，而速凍則相反。（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。微生物細胞內(nèi)原生質(zhì)含有大量結(jié)合水分時，介質(zhì)極易進入過冷狀態(tài)，不再形成冰晶體，有利于保持細胞內(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。（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。低溫對其它的變質(zhì)因素的影響

引起食品變質(zhì)的原因:油脂的酸敗，油脂本身黏度增加，出現(xiàn)“哈喇”味。維生素C被氧化；番茄色素氧化；胡蘿卜色素類氧化等.無論是細菌、霉菌、酵母菌等微生物引起的食品變質(zhì)，還是由酶引起的變質(zhì)以及其他因素引起的變質(zhì)，在低溫的環(huán)境下，可以延緩、減弱它們的作用。低溫并不能完全抑制它們的作用，即使在凍結(jié)點以下的低溫，食品進行長期儲藏，其質(zhì)量仍然有所下降。注意：低溫出現(xiàn)淀粉的老化（不溶性的淀粉分子）現(xiàn)象（2~4℃）。冷藏是將食品在略高于凍結(jié)點的溫度下貯藏，一般冷藏溫度在-2~15℃，以4~8℃最為常用。冷藏是最方便、最經(jīng)濟、對食品品質(zhì)影響最小的貯藏方法。但貯藏期較短，一般為幾天到數(shù)周。食品冷藏的基本工藝：預冷（冷卻）冷藏第二節(jié)食品的冷藏冷卻對象植物性食品短期儲藏的動物性食品冷卻食品的溫度范圍

一般：0~15℃冷卻肉：4℃魚類：0℃果蔬類：品種較多，差別較大

柑橘1~2℃，蘋果-1~1℃，香蕉12~16℃，

黃瓜7~10℃，胡蘿卜0℃，馬鈴薯3~10℃冷藏食品物料的選擇和前處理對于冷藏的植物性食品物料的選擇應特別注意原料的成熟度和新鮮度。成熟度愈低，貯藏壽命愈長；原料越新鮮，貯藏時間愈長。此外，冷藏的植物性食品物料還應無機械傷、無病蟲害。同一批冷藏的食品物料的成熟度、個體大小等應盡量均勻一致。動物性食品物料一般應選擇動物屠宰或捕獲后的新鮮狀態(tài)進行冷藏。植物性食品的前處理包括：挑選、去雜、分級和包裝等。動物性食品物料在冷藏前需要清洗去除血污以及其他一些在捕獲和屠宰過程中帶來的污染物，同時降低原料中初始微生物數(shù)量，以延長貯藏期。預冷或冷卻預冷是指在貯藏運輸之前將食品冷卻到冷藏溫度，從而能及時地抑制食品中的微生物的生長繁殖和生化反應速度，以較好地保持原有產(chǎn)品品質(zhì)，延長食品貯藏期的一種措施。冷卻可以通過傳導、對流、輻射或蒸發(fā)冷卻來達到目的。冷卻方式的選擇主要取決于產(chǎn)品的類型，即液體食品、固體食品或半干半濕食品。固體食品的冷卻空氣冷卻法冷水冷卻法冰冷法真空冷卻法固體食品的冷卻空氣冷卻法自然通風冷卻：將采收后的果蔬放在陰涼通風的地方，使產(chǎn)品所帶的田間熱散去。這種方法冷卻的時間較長，而且難以達到產(chǎn)品所需要的預冷溫度。強制通風冷卻：讓低溫空氣流經(jīng)包裝食品或未包裝食品的表面，將產(chǎn)品散發(fā)的熱量帶走，達到冷卻的目的。強制通風冷卻可先用冰塊或機械制冷使空氣降溫，然后冷風機將被冷卻的空氣從風道吹出，在冷卻間或冷藏間中循環(huán)，吸收食品中的熱量，促使其降溫?？諝饫鋮s法的使用范圍很廣，常用于冷卻果蔬、鮮蛋、乳品以及畜禽肉等冷藏、凍藏食品的預冷處理。

冷水冷卻法冷水冷卻法：用冷水噴淋產(chǎn)品或?qū)a(chǎn)品浸泡在冷卻水（淡水或海水）中，使產(chǎn)品降溫的一種冷卻方式。冷卻水的溫度一般在0℃左右，冷卻水的降溫可采用機械制冷或碎冰降溫。噴水冷卻多用于魚類、家禽，有時也用于水果、蔬菜和包裝食品的冷卻。冷卻水可循環(huán)使用，必須加入少量次氯酸鹽消毒。鹽水用做冷卻介質(zhì)不宜和一般食品直接接觸。用海水冷卻魚類，冷卻速度快，魚體冷卻均勻，成本也可降低。冷水和冷空氣相比有較高的傳熱系數(shù)，可以大大縮短冷卻時間，而不會產(chǎn)生干耗，費用也低。適合采用水冷法冷卻的蔬菜有甜瓜、甜玉米、胡蘿卜冰冷法冰冷法：在裝有蔬菜、水果、魚、畜禽肉等的包裝容器中直接放入冰塊使產(chǎn)品降溫的冷卻方法。冰是比冷水更好的預冷介質(zhì)。冰塊冷卻時食品溫度不可能低于0℃。碎冰冷卻法特別適宜于魚類的冷卻，它不僅能使魚冷卻、濕潤、有光澤，而且不會發(fā)生干耗現(xiàn)象。①碎冰冷卻(干式冷卻)：該法要求在船艙底部和四周先添加碎冰，然后再一層冰一層魚裝艙，這樣魚體溫度可降至1℃，一般可保鮮7-10天不變質(zhì)。②水冰冷卻(濕式冷卻)：先將海水預冷到1.5℃，送入船艙或泡沫塑料箱中，再加入魚和冰，要求冰完全將魚浸沒，用冰量一般是魚與冰之比為2：l或3：1。水冰冷卻法易于操作、用冰量少，冷卻效果好，但魚在冰水中浸泡時間過長，易引起色肉變軟、變白，因此該法主要用于魚類的臨時保鮮。真空冷卻法定義：真空冷卻也叫減壓冷卻是把食品物料放在可以調(diào)節(jié)空氣壓力的密閉容器中，使產(chǎn)品表面的水分在真空負壓下迅速蒸發(fā)，帶走大量汽化潛熱，從而使食品冷卻。特點：降溫冷卻速度快、冷卻均勻，30分鐘內(nèi)可以使蔬菜的溫度從30℃左右降至0~5℃，而其他方法需要約30小時。適用范圍：真空冷卻法適用于葉菜類，對蔥蒜類、花菜類、豆類和蘑菇類等也可應用，某些水果和甜玉米也可用此方法預冷。葉菜具有較大的表面積，實際操作中，只要減少產(chǎn)品總質(zhì)量的1％，就能使葉菜溫度下降6℃。作法：先將食品原料濕潤，為蒸發(fā)提供較多的水分，再進行抽空冷卻操作。缺點：食品干耗大、能耗大，設(shè)備投資和操作費用都較高。液體食品的冷卻原理：大多數(shù)液體冷卻系統(tǒng)采用熱交換器，熱量的傳遞通過熱交換器兩面的液體對流和金屬壁的傳導作用進行。熱傳遞系數(shù)取決于對流和傳導的大小。設(shè)備：應用于液體食品冷卻的熱交換器可以是板式的、套管式的、降膜(或表面)式的、刮板式的，或者是夾層式的盤管冷卻器。最常見的類型是板框式的。在板框式熱交換器的設(shè)計中，許多板片被堆集在框架上，板片之間保留一定的空間，由橡膠墊片進行流體的導流。被冷卻的液體和冷媒分別流經(jīng)相隔的板片，這類換熱器熱交換面積大和占地面積小，具有能量守恒或能量回收的特點，通過對冷、熱流體不同流動過程的安排可以達到節(jié)省能量的目的食品冷藏工藝傳統(tǒng)冷藏法是用空氣作為冷卻介質(zhì)來維持冷藏庫的低溫，在食品冷藏的過程中，冷空氣以自然對流或強制對流的方式與食品接觸。食品冷藏的工藝效果主要決定于儲藏溫度、空氣濕度和空氣流速等。儲藏溫度食品的儲藏期是儲藏溫度的函數(shù)，在保證食品不至于凍結(jié)的情況下，冷藏溫度越接近凍結(jié)溫度則儲藏期越長。有些食品對儲藏溫度持別敏感，如果溫度高于或低于某一臨界溫度，常會有冷藏病害出現(xiàn)。冷藏室內(nèi)溫波動，會引起空氣水分在食品表面凝結(jié)，并導致發(fā)霉?？諝庀鄬穸燃捌淞魉倮洳厥覂?nèi)空氣既不宜過干也不宜過于潮濕。如果空氣過于潮濕，低溫的食品表面與高濕空氣相遇，就會有水分冷凝在其表面上，導致食品容易發(fā)霉、腐爛。如空氣的相對濕度過低，食品中水分又會迅速蒸發(fā)并出現(xiàn)萎縮?？諝饬魉俚拇_定原則是及時將食品所產(chǎn)生的熱量帶走，保證室內(nèi)溫度均勻分布，同時將冷藏食品脫水干耗現(xiàn)象降到最低程度。冷藏食品若覆有保護層，室內(nèi)的相對濕度和空氣流速則不再成為影響因素。冷藏技術(shù)管理（1）貯藏溫度——重要因素冷藏溫度應根據(jù)具體的原料來確定。冷藏溫度越接近原料的凍結(jié)溫度，貯藏期越長（香蕉、瓜類、馬鈴薯等在臨界溫度下有冷害的除外）。應嚴格控制冷藏室溫度。溫度波動會使空氣中的水分冷凝在食品表面，導致發(fā)霉。34（2）空氣相對濕度冷藏時適宜的濕度：水果，85-90%蔬菜，90-95%堅果，70%干燥制品，＜50%35（3）空氣流速為了保證貯藏室內(nèi)溫度均勻，應保持最低速度的空氣循環(huán)。空氣流速越大，食品水分蒸發(fā)率越高。帶包裝的食品不受空氣相對濕度和空氣流速的影響。36二、食品在冷藏過程中的質(zhì)量變化

水分蒸發(fā)冷害生理作用移臭和串味肉的成熟寒冷收縮脂肪的氧化微生物的增殖水分蒸發(fā)食品在冷卻冷藏過程中，食品表面的水分向外蒸發(fā)，使食品失水干燥。失水干燥會導致食品質(zhì)量損失(俗稱干耗)，而且使果實失去新鮮飽滿的外觀，影響其柔嫩性和抗病性。在冷卻冷藏的初期食品水分蒸發(fā)的速度較大。

水果蔬菜的水分蒸發(fā)特性

水分蒸發(fā)特性水果蔬菜的種類

A型(蒸發(fā)量小)蘋果、橘子、柿子、梨、西瓜、葡萄(歐洲種)、馬鈴薯、洋蔥

B型(蒸發(fā)量中等)白桃、李子、無花果、番茄、甜瓜、萵苣、蘿卜

C型(蒸發(fā)量大)櫻桃、楊梅、龍須菜、葡萄(美國種)、葉菜類、蘑菇

冷卻及貯藏中食肉胴體的干耗時間牛(%)小牛(%)羊(%)豬(%)12小時2.02.02.01.024小時2.52.52.52.036小時3.03.03.02.548小時3.53.53.53.08天4.04.04.54.014天4.54.65.05.0

冷

害有些水果、蔬菜在冷卻冷藏過程中的溫度雖未低于其凍結(jié)點，但當儲溫低于某一溫度界限時，這些水果、蔬菜的正常的生理機能就會因受到障礙而失去平衡，引起一系列生理病害。這種由于低溫造成的生理病害現(xiàn)象稱為冷害。冷害有各種現(xiàn)象，最明顯的癥狀是組織內(nèi)部變褐和表皮出現(xiàn)干縮、凹陷斑紋。引起冷害發(fā)生的因素很多，主要有果蔬的種類、儲藏溫度和時間，熱帶、亞熱帶果蔬易出現(xiàn)冷害。冷害現(xiàn)象出現(xiàn)最早的品種是香蕉，像黃瓜、茄子這類品種一般需要l0～14天。生理作用為了獲得較長的貯藏期，水果和蔬菜在尚未完全成熟時就進行采收，然后在低溫下貯藏或運輸，使它在貯藏和運輸?shù)倪^程中逐漸成熟。這種果蔬在采收后向成熟轉(zhuǎn)化的過程稱為后熟。在低溫冷藏期間，果蔬在呼吸作用下逐漸轉(zhuǎn)向成熟，其組織成分和組織形態(tài)會發(fā)生一系列的變化，表現(xiàn)為可溶性糖含量升高、糖酸比例趨于協(xié)調(diào)、可溶性果膠含量增加、果實香味變得濃郁、顏色變紅或變艷、硬度下降等一系列成熟特征。為了較長時間地貯藏果蔬，應當控制其后熟能力。移臭和串味各種食品的氣味不盡相同，在混合儲藏過程就有一個串味的問題。對于那些在冷藏中容易放出或吸收氣味的食品，即使儲藏期很短，也不宜將它們一起存放。大蒜的臭味非常強烈，如將其與蘋果等水果一起存放，則蘋果會帶上大蒜的臭味；梨和蘋果與土豆冷藏在一起，會使梨或蘋果產(chǎn)生土腥味；柑桔或蘋果不能與肉、蛋、牛奶冷藏在一起，否則將互相串味。凡是氣味相互影響的食品應分開儲藏，或包裝后進行儲藏。冷藏庫長期使用后會有一種特有的冷藏臭，也會轉(zhuǎn)移給冷藏食品。肉的成熟作用剛屠宰后動物的肉是柔軟的，并已具有很高的持水性，經(jīng)過一段時間的放置，肉質(zhì)會變得粗硬，持水性大大降低。繼續(xù)延長放置時間，尸僵開始緩解，肉的硬度降低，保水性有所恢復，使肉變得柔軟、多汁，風味得到改善，這個變化過程稱為肉的成熟。肉成熟的速度與溫度有關(guān)。溫度低（0-4℃），肉成熟的時間長，但肉質(zhì)好，耐貯藏；高溫(20℃以上)，肉成熟時間雖短，但肉質(zhì)差，易腐敗。寒冷收縮畜禽屠宰后在末出現(xiàn)僵直前如果進行快速冷卻，其肌肉會發(fā)生顯著收縮，以后即使經(jīng)過成熟過程，肉質(zhì)也不會十分軟化，這種現(xiàn)象叫寒冷收縮。肉類在冷卻時若發(fā)生寒冷收縮，其肉質(zhì)變硬、嫩度差，如果再經(jīng)凍結(jié)，在解凍后會出現(xiàn)大量的汁液流失。一般來說，牛肉在宰后10小時內(nèi)，pH降到6.2以前，肉溫降到8℃以下，就容易發(fā)生寒冷收縮。脂肪的氧化冷卻冷藏過程中，食品中所含油脂會發(fā)生水解、脂肪酸的氧化、聚合等復雜變化，導致食品風味變差，味道惡化，出現(xiàn)變色、酸敗、發(fā)黏等現(xiàn)象。微生物的增殖在冷卻貯藏的溫度下，微生物特別是低溫細菌，它的繁殖和分解作用并沒有充分被抑制，只是速度變得緩慢些，長時間后，由于低溫細菌的增殖，就會使食品發(fā)生腐敗。低溫細菌的繁殖在0℃以下變得緩慢，但如果要停止繁殖，一般來說溫度要降到-10℃以下，對于個別低溫細菌在-40℃的低溫下仍有繁殖。冷藏食品的回熱

出冷藏庫后不立即食用的冷藏食品在出冷藏庫前均要經(jīng)過回熱，即在保證空氣中的水分不會在冷藏食品表面上冷凝的前提下，逐漸提高冷藏食品的溫度，使其最終與外界空氣溫度一致。如果冷藏食品不經(jīng)回熱就直接出冷藏庫，當所遇外界空氣的露點溫度高于其表面溫度時，就會有帶灰塵和微生物的水分在冷藏食品的冷表面上凝結(jié)，使冷藏食品受到污染?；責岬募夹g(shù)關(guān)鍵是必須使與冷藏食品的冷表面接觸的空氣的露點溫度始終低于冷藏食品的表面溫度。否則，食品表面就會有冷凝水出現(xiàn)。暖空氣的相對濕度不宜過高，也不宜過低。相對濕度過高，空氣中的水分容易出現(xiàn)冷凝現(xiàn)象；相對濕度過低，容易引起回熱過程中食品的干縮。第三節(jié)食品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～-23℃，以-18℃為最適用。貯藏凍藏食品的冷庫常稱之為低溫冷庫或凍庫。凍藏適用于長期貯藏，短的可達數(shù)日，長的可以年計。凍藏是易腐食品長期貯藏的重要保藏方法。食品的冷凍保藏冷凍食品物料的選擇和前處理食品的凍結(jié)食品的凍結(jié)規(guī)律和水分凍結(jié)量影響凍結(jié)速率的因素凍結(jié)對食品品質(zhì)的影響速凍與緩凍凍制食品的儲藏和解凍一、冷凍食品原料的選擇和前處理冷凍食品物料的選擇：只有新鮮優(yōu)質(zhì)原材料才能供凍制之用。冷凍食品物料的前處理蔬菜原料水果肉制品家禽液態(tài)食品蔬菜原料進行清洗、除雜，以清除表面上的塵土、昆蟲、汁液等雜質(zhì)，減少微生物的污染。在100℃熱水或蒸汽中進行預煮——破壞酶活力。預煮后應立即將原料冷卻到10℃以下——防止殘存細菌的腐敗活動。水果水果也要進行清理和清洗；水果不宜預煮；低濃度糖漿，添加檸檬酸、抗壞血酸和二氧化硫等添加劑以延緩氧化作用。肉制品一般不需特殊加工處理，屠宰清理后直接預冷、凍制而成。采用加鹽處理，類似于鹽腌。加水溶性或脂溶性的抗氧化劑。對于家禽，屠宰后12～24h內(nèi)凍結(jié)，肉質(zhì)嫩度好，貯藏期長。液態(tài)食品濃縮后凍結(jié)效果好。在凍結(jié)前可采用不透氣的包裝材料對食品物料進行包裝。食品的凍結(jié)

食品的凍結(jié)或凍制就是運用現(xiàn)代冷凍技術(shù)，在盡可能短的時間內(nèi)將食品溫度降低到其凍結(jié)點以下預期的凍藏溫度，使食品所含的全部或大部分水分隨著食品內(nèi)部熱量的外散形成冰晶體，以減少生命活動和生化變化所必需的液態(tài)水分，并便于運用更低的貯藏溫度抑制微生物活動和高度減緩食品的生化變化，從而保證食品在冷藏過程中的穩(wěn)定性。食品內(nèi)水分不是純水而是含有有機物及無機物的溶液。食品要降到0℃以下才產(chǎn)生冰晶，此冰晶開始出現(xiàn)的溫度即所謂的凍結(jié)點。水溶液冰點降低與溶質(zhì)的濃度成正比，每增加1mol?L-1溶質(zhì)，溶液冰點下降1.86℃。一般食品的凍結(jié)點為-3~-0.6℃。品種凍結(jié)點/℃含水量/%品種凍結(jié)點/℃含水量/%牛肉豬肉魚肉蛋白蛋黃牛奶白脫-0.6～-1.7-2.8-0.6～-2-0.45-0.65-0.5-1～-1.871.66070～858949.588.615干酪葡萄蘋果青豆橘子香蕉-8-2.2-2-1.1-2.2-3.45581.587.973.488.175.5凍結(jié)規(guī)律和水分凍結(jié)量凍結(jié)規(guī)律不論是固體還是液體，凍結(jié)時水分不會同時立即從液態(tài)轉(zhuǎn)變成為固態(tài)。如將一杯液體食品放入凍結(jié)室內(nèi)，杯壁附近的液體就首先凍結(jié)，而且最初完全是自由水分形成冰晶體。隨著冰晶體的不斷形成，未凍結(jié)食品中的無機鹽類、蛋白質(zhì)、乳糖和脂肪等含量相應地增加，隨著凍結(jié)不斷進行，凍結(jié)溫度不斷下降，含有溶質(zhì)的溶液也就隨之不斷凍結(jié)，未凍結(jié)溶液的濃度亦隨之增濃，此現(xiàn)象叫凍結(jié)濃縮現(xiàn)象。凍藏之前食品需要預先凍結(jié)。1.凍結(jié)的基本過程凍結(jié)點、共晶溫度凍結(jié)過程：降溫→過冷→形成晶核→長大成冰晶凍結(jié)率＝[1—（食品的凍結(jié)點/食品的溫度)]×100%最大冰晶生成帶：大部分食品在-1~-5℃的溫度區(qū)間內(nèi)，80%水分凍結(jié)成冰，此溫度范圍成為最大冰晶生成帶。曲線的形狀與凍結(jié)速度和食品的部位有關(guān)2、凍結(jié)溫度曲線

研究凍結(jié)溫度曲線的意義測定凍結(jié)速度測定食品的凍結(jié)點凍結(jié)速度慢，形成較大的冰晶體且分布不均勻。水分轉(zhuǎn)移除蒸汽壓差外還因動物死后蛋白質(zhì)的保水能力降低，細胞膜的透水性增強而加強。只有迅速凍結(jié)把食品凍結(jié)體的狀態(tài)牢靠地保持在-18℃以下的儲藏條件下才能得到穩(wěn)定的速凍食品質(zhì)構(gòu)，才能抑制微生物活動、延緩生化反應，才能得到較高質(zhì)量的制品。

3.凍結(jié)速度1）凍結(jié)速度以時間劃分：食品中心溫度從-1℃降低到-5℃所需時間。

3-20min為快速凍結(jié)

20-120min為中速凍結(jié)

大于120min為慢速凍結(jié)

以距離劃分：1小時內(nèi)-5℃凍結(jié)面從表面向中心推進的距離(cm/h)

5-20cm為快速凍結(jié)

l-5cm為中速凍結(jié)

0.1-1cm為緩慢凍結(jié)。2）凍結(jié)速度與冰晶分布的關(guān)系

凍結(jié)速度快，組織內(nèi)冰層推進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)食品是在溫度降低到-1℃以下才開始凍結(jié)，然而溫度降低到-46℃時，尚有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。實驗研究結(jié)果

表4-7凍結(jié)速度與結(jié)晶冰形狀之間的關(guān)系凍結(jié)速度通過0~5℃的時間冰結(jié)晶冰層推進速度I水移動速度W位置形狀大?。ㄖ睆健灵L度）數(shù)量數(shù)秒細胞內(nèi)針狀1~5×5~10μ無數(shù)I≥W1.5分細胞內(nèi)桿狀0~20×20~500μ多數(shù)I>W40分細胞內(nèi)柱狀50~100×1000μ以上少數(shù)I<W90分細胞內(nèi)塊粒狀50~200×200μ以上少數(shù)I≤W當冰層推進速度大于水移動速度時，冰晶體小，數(shù)量多。表4-8龍須菜的凍結(jié)速度與冰晶大小的關(guān)系凍結(jié)方法凍結(jié)溫度（℃）凍結(jié)速度（cm/h）冰晶（μ）厚寬長液氮-19610-1000.5~50.5~55~15干冰+乙醇-8010左右6.118.229.2鹽水-186左右9.112.829.7平板-402-487.6163.0320.0空氣-180.08-0.2324.4544.0920.0

凍結(jié)速度快冰晶小，凍結(jié)速度慢冰晶大。3）凍結(jié)與凍品質(zhì)量的關(guān)系凍結(jié)時食品容積的變化凍結(jié)對溶液內(nèi)溶質(zhì)重新分布的影響冰晶體對食品的危害性濃縮的危害性A、

食品物料在凍結(jié)后一般會發(fā)生體積膨脹，膨脹的程度與食品中的水分和氣體含量有關(guān)。水凍結(jié)成冰體積增大9%，冰溫度下降1℃，體積縮小0.01-0.05%，總的來說體積變大。結(jié)果：內(nèi)壓升高現(xiàn)象：食品龜裂不凍結(jié)物（脂肪、酶）擠到表面，加速氧化

凍結(jié)時食品容積的變化

液態(tài)食品（如牛奶）凍結(jié)時它的體積會增大?！?/p>

因液體和冰塊都無甚壓縮性，瓶裝液體食品凍結(jié)時常會出現(xiàn)跳蓋或玻瓶爆裂的現(xiàn)象。為此，用硬質(zhì)容器裝液態(tài)食品時必須為凍結(jié)時容積的增長留有余地。B、凍結(jié)→解凍，產(chǎn)生汁液流失結(jié)果：重量減少，營養(yǎng)成分流失。原因：大分子化合物的脫水、組織結(jié)構(gòu)的破壞C、組織學變化植物組織比動物組織凍結(jié)時損傷大原因：植物組織為細胞壁，纖維素動物組織為細胞膜，蛋白質(zhì)凍結(jié)使溶液中的溶質(zhì)按幾何梯級重新分布，愈到中心濃度愈濃。溶質(zhì)在凍結(jié)溶液內(nèi)的重新分布或分層化完全決定于分界面位移速度和溶質(zhì)擴散速度的對比關(guān)系。分界面位移速度愈快，溶質(zhì)分布愈益均勻。即使凍結(jié)層分界面高速位移也難使凍結(jié)溶液內(nèi)溶質(zhì)分布完全均勻，而緩慢的位移也很難會使最初形成的冰晶體內(nèi)達到完全脫鹽的程度。冷凍濃縮即是利用上述凍結(jié)規(guī)律來濃縮果汁等一類具有熱敏性物質(zhì)的新技術(shù)。凍結(jié)對溶液內(nèi)溶質(zhì)重新分布的影響冰晶體對食品的危害性

由細胞構(gòu)成的食品（水分存在于原生質(zhì)或細胞間隙中，或呈結(jié)合狀態(tài)或呈游離狀態(tài)）冰晶體的生成導致水分向細胞外滲透，最終導致食品失去原有質(zhì)地。凍結(jié)過程中溫度降低到食品開始凍結(jié)的溫度(凍結(jié)點)時，處于細胞間的水分首先形成冰晶體冰晶體附近的溶液濃度升高→與細胞內(nèi)汁液形成滲透壓差冰晶體對細胞產(chǎn)生擠壓細胞和肌纖維內(nèi)汁液形成的水蒸汽壓大于冰晶體的蒸汽壓

水分向細胞外擴散

有些食品本身雖非細胞構(gòu)成，但冰晶體的形成對其品質(zhì)同樣會有影響。如奶油那樣的乳膠體、冰淇淋那樣的凍結(jié)泡沫體。

食品內(nèi)如尚有未凍結(jié)核心或部分凍結(jié)區(qū)存在,就極易出現(xiàn)色澤、質(zhì)地和膠體性質(zhì)等方面的變質(zhì)現(xiàn)象。未凍結(jié)核心或部分凍結(jié)區(qū)的高濃度溶液是造成部分凍結(jié)食品變質(zhì)的主要原因。溶液中若有溶質(zhì)結(jié)晶或沉淀，出現(xiàn)沙粒感。在高濃度溶液中的溶質(zhì)未沉淀出來，蛋白質(zhì)會因鹽析而變性。酸性溶質(zhì)濃縮會使pH值下降，導致蛋白質(zhì)凝固。膠體懸浮液中陰、陽離子的濃度增加或沉淀，會對懸浮液的平衡產(chǎn)生干擾作用。水分形成冰晶體時，溶液內(nèi)氣體濃度增加至過飽和，被擠出。溶質(zhì)濃度增加引起鄰近的組織脫水，解凍后難以復原。濃縮的危害性4）速凍與緩凍凍結(jié)速度對食品的影響速凍食品的質(zhì)量高于緩凍食品速凍形成的冰晶體顆粒小，對細胞的破壞性也比較小。凍結(jié)時間短，允許鹽分擴散和分離出水分的時間也隨之縮短，濃縮的危害性也隨之而下降到最低的程度。將食品溫度迅速降低到微生物生長活動溫度以下，能及時地阻止凍結(jié)時食品分解。緩凍方法將食品放在絕熱的低溫室內(nèi)(室溫一般為-18～-40℃，常用溫度為-23～-29℃)，并在靜態(tài)的空氣中進行凍結(jié)的方法就是緩凍方法。特點：費用低，凍結(jié)速度慢。凍結(jié)時間：約需3小時～3天。適用性：牛肉、豬肉(半胴休)、箱裝家禽、盤裝整條魚、大容器或桶裝水果、5千克以上包裝的蛋品(蛋白、蛋黃、全蛋)等。速凍方法鼓風凍結(jié)法間接接觸凍結(jié)法直接接觸凍結(jié)法鼓風凍結(jié)法概念

即采用鼓風的方法使低溫空氣強制流動，并和食品物料充分接觸，促使食品快速散熱，以達到提高凍結(jié)速度、縮短凍結(jié)時間的目的。原理

增大風速以使對流傳熱系數(shù)提高，從而提高凍結(jié)速度，縮短凍結(jié)時間。技術(shù)關(guān)鍵

保證空氣流通，并使之與食品所有部分都能密切接觸。工藝參數(shù)

空氣溫度-29～-46℃，空氣流速則為3～15m／s?？諝饬鲃臃绞?/p>

空氣可從食品上面流過，也可從食品的下面流過，還有流經(jīng)食品堆層的。凍結(jié)方式分為間歇凍結(jié)和連續(xù)凍結(jié)螺旋式凍結(jié)裝置適用性：適用于凍結(jié)時間為10min～3h以內(nèi)的各種食品，如肉餡餅、魚糕、魚條、雞塊、魚塊、盤菜、水果餡餅、漢堡雞、紙杯冰淇淋等。風向：冷風垂直向下吹過所有各層傳送帶，且直接從食品表面吹過。物料流向：特點：占地面積?。桓珊谋纫话銉鼋Y(jié)裝置減少約50％。間接接觸凍結(jié)法概念：即用制冷劑或低溫介質(zhì)冷卻的金屬板和食品密切接觸，使食品凍結(jié)的方法。傳熱方式：傳導方式適用性：可用于凍結(jié)未包裝的和用塑料袋、玻璃紙或紙盒包裝的食品。常用設(shè)備：平板速凍裝置、鋼帶式凍結(jié)裝置、回轉(zhuǎn)式凍結(jié)裝置直接接觸凍結(jié)概念：即包裝或未包裝食品與低溫介質(zhì)或超低溫制冷劑直接接觸下進行凍結(jié)的方法常用方法：噴淋、浸漬法或者兩種方法同時使用。對低溫或超低溫介質(zhì)的要求：未包裝食品要求：無毒、純度高、清潔、無異味、無外來色素或漂白作用等。包裝食品：介質(zhì)必須無毒并對包裝材料無腐蝕作用。常用的低溫介質(zhì)：氯化鈉、甘油和丙二醇溶液常用的超低溫制冷劑：液氨、液態(tài)CO2浸漬法特點：

a.低溫液體的傳熱性能很好，液態(tài)介質(zhì)還能和形態(tài)不規(guī)則的食品如龍蝦、蘑菇等密切接觸凍結(jié)速度很快，若對低溫液體再加以攪拌，則凍結(jié)速度還可進一步提高。

b.低溫介質(zhì)凍結(jié)未包裝食品時，在滲透壓的作用下，食品內(nèi)汁液會向介質(zhì)滲出，，以致介質(zhì)污染和濃度降低，并導致低溫介質(zhì)凍結(jié)溫度上升；

b.直接接觸凍結(jié)時，食品表面會有薄層冰衣形成，可防止未包裝食品的干縮；

c.采用此法，食品和空氣接觸時間少，適用于凍結(jié)易氧化食品。噴淋法注：裝置外形呈隧道狀，中間是不銹鋼絲制的網(wǎng)狀傳送帶，食品隨帶在隧道內(nèi)依次經(jīng)過預冷區(qū)、凍結(jié)區(qū)、均溫區(qū)、凍結(jié)完成后到出口處。

液氮的凍結(jié)速度極快，在食品表面與中心會產(chǎn)生極大的瞬時溫差，造成食品龜裂，所以過厚的食品不宜采用，厚度—股應小于10cm。特點：液氮凍結(jié)裝置構(gòu)造簡單、使用壽命長，可實現(xiàn)超快速凍結(jié)，而且食品幾乎不發(fā)生干耗，不發(fā)生氣化變色，很適宜于凍結(jié)個體小的食品，主要問題是凍液的成本高。圖3—3—7

噴淋式液氮凍結(jié)裝置1.風機

2.進料口3.攪拌風機4.風機5.液氮噴霧器6.出料口

鋼帶式凍結(jié)裝置主要特點：①連續(xù)流動運行；②干耗較少；③能在幾種不同的溫度區(qū)域操作；④與平板式、回轉(zhuǎn)式相比，帶式凍結(jié)裝置結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。改變帶長和帶速，可大幅度地調(diào)節(jié)產(chǎn)量。⑤占地面積大。返回三、凍制食品的貯藏和解凍食品在凍藏中的變化冰結(jié)晶成長干耗和凍結(jié)燒化學變化凍結(jié)食品的凍藏凍制食品的解凍食品在凍藏中的變化凍藏食品的冰結(jié)晶成長概念：在凍藏過程中，微細的冰結(jié)晶會逐漸減少、消失，而大的冰結(jié)晶逐漸成長變得更大，食品中冰結(jié)晶數(shù)目也大大減少（重結(jié)晶），這種現(xiàn)象稱為冰結(jié)晶成長。后果：冰結(jié)晶的長大會嚴重破壞食品的組織結(jié)構(gòu)，使凍藏食品受到緩慢凍結(jié)那樣的傷害，解凍后液汁流失增加，食品的風味和營養(yǎng)價值都發(fā)生下降。溫度波動幅度越大，波動次數(shù)越多，則重結(jié)晶的現(xiàn)象就越嚴重。食品在凍藏中的變化凍藏食品的干耗和凍結(jié)燒與冷藏時一樣，凍結(jié)食品在凍藏室內(nèi)貯藏時同樣會發(fā)生干耗現(xiàn)象。所不同的只是凍藏食品內(nèi)的水分直接從固態(tài)以冰結(jié)晶升華的方式進入周圍的空氣中，而不是以液態(tài)汽化的方式。干耗后果：食品表面會因水分的升華而出現(xiàn)出現(xiàn)脫水多孔層。隨著凍藏時間的延長，脫水多孔層會不斷地加深，同時脫水多孔層會被空氣充滿，使食品受到強烈的氧化。在氧的作用下，食品中的脂肪氧化酸敗，表面發(fā)黃褐變，使食品的色、香、味和營養(yǎng)價值都變差，這種由于干耗所引起的品質(zhì)變差現(xiàn)象稱為凍結(jié)燒（魚類脂肪最易引起）。影響干耗的因素：外界傳入凍藏室內(nèi)的熱量（季節(jié)、貯藏室的大小、絕熱層的絕熱情況）、室內(nèi)的空氣溫度與冷卻排管內(nèi)的制冷劑的蒸發(fā)溫度的溫差、食品種類、食品大小和形狀、室內(nèi)貨物堆放和位置等均對干耗有影響。凍藏食品的化學變化脂肪的變色不飽和脂肪酸被空氣中的氧所氧化，褐變?yōu)辄S色；蔬菜的變色由多酚氧化酶、葉綠素酶或過氧化物酶所引起；紅色肉的變色含有2價鐵離子的肌紅蛋白和氧合肌紅蛋白氧化生成含有3價鐵離子的氧化肌紅蛋白呈褐色。魚肉的綠變硫化氫與肌紅蛋白、血紅蛋白反應生成硫肌紅蛋白和硫血紅蛋白；蝦的黑變氧化酶(酚酶)使酪氨酸變成黑色素。有些無漂燙處理的果蔬在凍結(jié)和凍藏期間，果蔬組織中會累積羰基化合物和乙醇等物質(zhì)，產(chǎn)生揮發(fā)性異味。食品在凍藏中的變化凍結(jié)食品的凍藏

凍藏溫度冷凍食品食用品質(zhì)受凍結(jié)過程和貯藏條件的影響。凍藏溫度越低，凍藏食品的品質(zhì)變化越小。在確定凍藏溫度時，要平衡質(zhì)量與成本的關(guān)系。凍藏溫度低于-10℃才能有效地抑制微生物的生長繁殖；-18℃以下才能有效地控制酶反應。

短期凍藏溫度-12～-18℃，長期凍藏溫度-18～-23℃。

凍結(jié)食品的凍藏凍結(jié)食品的T.T.T概念凍藏食品的品質(zhì)主要取決于原料固有的品質(zhì)、凍結(jié)前后的處理和包裝、凍結(jié)方式、流通中各個環(huán)節(jié)所經(jīng)歷的溫度和時間。冷鏈（Coldchain）是指從食品的生產(chǎn)到運輸、銷售等各個環(huán)節(jié)組成的一個完整的低溫物流體系。凍結(jié)食品的T.T.T（Time-Temperature-Tolerance）即凍結(jié)食品的可接受性與凍藏溫度、凍藏時間的關(guān)系，用以衡量在冷鏈中食品的品質(zhì)變化，并可根據(jù)不同環(huán)節(jié)及條件下凍藏食品品質(zhì)的下降情況，確定食品在整個冷鏈中的貯藏期限。凍藏食品的“T.T.T”研究常用感官評價（organoleptictest）配合理化指標來測定，通過感官評價能感知品質(zhì)的變化。

大多數(shù)凍結(jié)食品的品質(zhì)穩(wěn)定性或?qū)嵱觅A藏期是隨著凍藏溫度的降低而呈指數(shù)關(guān)系地增大。

圖3—3—10凍結(jié)食品的T.T.T曲線1.多脂肪魚和炸仔雞2.少脂肪魚3.四季豆