第四章冷冻技术保藏原理与食品冷冻工艺第一节冷冻技术保藏原理第二节食品冷冻过程第三节 食品冷冻方法及设备第四节食品冻藏第五节食品的解冻方法及设备. .第一节冷冻技术保藏原理一、低温与微生物的控制一、低温与微生物的控制一、低温与微生物的控制一、低温与微生物的控制（一）（一）（一）（一）低温与微生物的关系低温与微生物的关系 降低温度能减缓微生物生长和降低温度能减缓微生物生长和繁殖的速度和酶活性，这就是繁殖的速度和酶活性，这就是冷藏和冷藏和冻结冷藏的依据冻结冷藏的依据。 当温度降低到微生物最低生长当温度降低到微生物最低生长温度时，它们就停止生长并出现死亡。温度时，它们就停止生长并出现死亡。 值得注意的是，低温可以减缓值得注意的是，低温可以减缓微生物的生长和活力，并可使部分细微生物的生长和活力，并可使部分细菌死亡，但死亡速度比在高温下缓慢菌死亡，但死亡速度比在高温下缓慢得多。仅依靠得多。仅依靠冷是不能使食品杀菌冷是不能使食品杀菌。 不同微生物对低温的敏感性不同，不同微生物对低温的敏感性不同，许多嗜冷菌和嗜温菌的最低生长温度许多嗜冷菌和嗜温菌的最低生长温度低于低于00，有的可达，有的可达-8-8。 . . 长期处在低温中的微生物能产生长期处在低温中的微生物能产生新的适应性新的适应性，这是长，这是长期低温培育中自然选育后形成了能适应低温的菌种。这种期低温培育中自然选育后形成了能适应低温的菌种。这种微生物对低温的适应性可以从微生物生长时出现的微生物对低温的适应性可以从微生物生长时出现的滞后期滞后期缩短的情况加以判断缩短的情况加以判断 滞后期是微生物接种培养后观察到有生长现象时所需滞后期是微生物接种培养后观察到有生长现象时所需的时间。为此，长期处于冻结状态的食品解冻过程中，残的时间。为此，长期处于冻结状态的食品解冻过程中，残存的微生物常会存的微生物常会快速恢复生长快速恢复生长。表表4-2 4-2 微生物生长的适应性微生物生长的适应性. .（二）低温导致微生物活力减弱和死亡的原因（二）低温导致微生物活力减弱和死亡的原因（二）低温导致微生物活力减弱和死亡的原因（二）低温导致微生物活力减弱和死亡的原因1 1 1 1 微生物代谢失调微生物代谢失调微生物代谢失调微生物代谢失调 微生物的生长繁殖是酶活动下物质代谢的结果。温度微生物的生长繁殖是酶活动下物质代谢的结果。温度下降，酶的活性将随之下降，使得物质代谢过程中各种生下降，酶的活性将随之下降，使得物质代谢过程中各种生化减缓，因而微生物的生长繁殖就逐渐减慢。化减缓，因而微生物的生长繁殖就逐渐减慢。 在正常情况下，微生物细胞内各种生化反应总是相互在正常情况下，微生物细胞内各种生化反应总是相互协调一致。协调一致。 但各种生化反应的温度系数但各种生化反应的温度系数Q Q1010各不相同，因而降温时各不相同，因而降温时这些反应将按照各自的温度系数减慢，破坏了各种反应原这些反应将按照各自的温度系数减慢，破坏了各种反应原来的协调一致性，影响了微生物的生活机能。来的协调一致性，影响了微生物的生活机能。 温度降得愈低，失调程度也愈大，从而破坏了微生物温度降得愈低，失调程度也愈大，从而破坏了微生物细胞内的新陈代谢，以致它们生活机能受到了抑制甚至达细胞内的新陈代谢，以致它们生活机能受到了抑制甚至达到完全终止的程度。到完全终止的程度。. .（二）低温导致微生物活力减弱和死亡的原因（二）低温导致微生物活力减弱和死亡的原因（二）低温导致微生物活力减弱和死亡的原因（二）低温导致微生物活力减弱和死亡的原因2 2 2 2、细胞内原生质稠度增加、细胞内原生质稠度增加、细胞内原生质稠度增加、细胞内原生质稠度增加 一方面，温度下降时微生物细胞内原生质粘度增加，一方面，温度下降时微生物细胞内原生质粘度增加，胶体吸水性下降，蛋白质分散度改变，并且最后还导致了胶体吸水性下降，蛋白质分散度改变，并且最后还导致了不可逆性蛋白质凝固，从而破坏了生物性物质代谢的正常不可逆性蛋白质凝固，从而破坏了生物性物质代谢的正常运行，对细胞造成了严重损害。运行，对细胞造成了严重损害。 另一方面，冷却时介质中冰晶体的形成就会促使细胞另一方面，冷却时介质中冰晶体的形成就会促使细胞内原生质或胶体脱水，胶体内电解质浓度的增加常会促使内原生质或胶体脱水，胶体内电解质浓度的增加常会促使蛋白质变性。微生物细胞失去了水分就失去了活动要素，蛋白质变性。微生物细胞失去了水分就失去了活动要素，于是它的代谢机能就受到抑制。于是它的代谢机能就受到抑制。 . .（二）低温导致微生物活力减弱和死亡的原因（二）低温导致微生物活力减弱和死亡的原因（二）低温导致微生物活力减弱和死亡的原因（二）低温导致微生物活力减弱和死亡的原因3 3 3 3、冰晶体引起的机械伤害、冰晶体引起的机械伤害、冰晶体引起的机械伤害、冰晶体引起的机械伤害 细胞内外冰晶体的形成和增大还会使微生物细胞内外冰晶体的形成和增大还会使微生物细胞遭受到机械性破坏。一般冰晶体越大，细胞细胞遭受到机械性破坏。一般冰晶体越大，细胞膜越易破裂，从而造成细胞死亡；冰晶体越小，膜越易破裂，从而造成细胞死亡；冰晶体越小，细胞膜损伤小。细胞膜损伤小。. .（三）影响微生物低温致死的因素（三）影响微生物低温致死的因素 低温冷却和贮存的微生物并不一定完全死亡，决定于：低温冷却和贮存的微生物并不一定完全死亡，决定于： 1 1、温度高低、温度高低 在冰点左右，特别在冰点以上，微生物仍然具有一定的在冰点左右，特别在冰点以上，微生物仍然具有一定的生长繁殖能力，虽只有部分能适应低温的微生物和嗜冷菌生长繁殖能力，虽只有部分能适应低温的微生物和嗜冷菌逐渐增长，但最后会导致食品变质。对低温不适应的微生逐渐增长，但最后会导致食品变质。对低温不适应的微生物则逐渐死亡。这就是高温冷藏食品时仍会出现不耐久藏物则逐渐死亡。这就是高温冷藏食品时仍会出现不耐久藏的原因。的原因。 稍低于生长温度或冻结温度时对微生物的威胁性最大，稍低于生长温度或冻结温度时对微生物的威胁性最大，一般为一般为-1-1-12,-12,尤以尤以-2-2-5-5为最甚，此时微生物的活为最甚，此时微生物的活动会受到抑制或几乎全部死亡。动会受到抑制或几乎全部死亡。 温度冷却到温度冷却到-20-20-25-25时，微生物细胞内所有酶的反时，微生物细胞内所有酶的反应实际上几乎全部停止，并且还延缓了细胞内胶质体的变应实际上几乎全部停止，并且还延缓了细胞内胶质体的变性，因而此时微生物的死亡比在性，因而此时微生物的死亡比在-8-8-10-10时就缓慢得多时就缓慢得多 . .表表表表4.3 4.3 4.3 4.3 不同温度和贮藏期的冻鱼中细菌含量不同温度和贮藏期的冻鱼中细菌含量不同温度和贮藏期的冻鱼中细菌含量不同温度和贮藏期的冻鱼中细菌含量 . .（三）影响微生物低温致死的因素（三）影响微生物低温致死的因素2 2、降温速度、降温速度 食品冻结前，降温愈速，微生物的死亡率也愈大。这是食品冻结前，降温愈速，微生物的死亡率也愈大。这是因为迅速降温过程中，微生物细胞内新陈代谢时原来协调因为迅速降温过程中，微生物细胞内新陈代谢时原来协调一致的各种生化反应未能及时迅速重新调整，并和温度变一致的各种生化反应未能及时迅速重新调整，并和温度变化情况相适应所致。化情况相适应所致。 食品冻结时情况恰好相反，缓冻将导致大量微生物死亡，食品冻结时情况恰好相反，缓冻将导致大量微生物死亡，而速冻则相反。这是因为而速冻则相反。这是因为 缓冻时一般食品温度长时间处于缓冻时一般食品温度长时间处于-1 -1 -12-12（特别（特别在在-2-2-5-5），并形成量少粒大的冰晶体，对细胞产生机），并形成量少粒大的冰晶体，对细胞产生机械性破坏作用，还促进蛋白质变性，以致微生物死亡率相械性破坏作用，还促进蛋白质变性，以致微生物死亡率相应增加。应增加。 速冻时，在对细胞威胁性最大的温度范围内停留的时速冻时，在对细胞威胁性最大的温度范围内停留的时间甚短，同时温度迅速下降到间甚短，同时温度迅速下降到-18-18以下，能及时终止细以下，能及时终止细胞内酶的反应和延缓胶质体的变性，故微生物的死亡率也胞内酶的反应和延缓胶质体的变性，故微生物的死亡率也相应降低。一般情况下，食品速冻过程中微生物的死亡数相应降低。一般情况下，食品速冻过程中微生物的死亡数仅为原菌数的仅为原菌数的50%50%左右。左右。. .（三）影响微生物低温致死的因素（三）影响微生物低温致死的因素（三）影响微生物低温致死的因素（三）影响微生物低温致死的因素3 3、结合水分和过冷状态、结合水分和过冷状态 急速冷却时，如果水分能迅急速冷却时，如果水分能迅速转化成过冷状态，避免结晶速转化成过冷状态，避免结晶并成为固态玻璃质体，这就有并成为固态玻璃质体，这就有可能避免因介质内水分结冰所可能避免因介质内水分结冰所遭受到的破坏作用。遭受到的破坏作用。 当微生物细胞含有大量结合水当微生物细胞含有大量结合水分时，介质极易进入过冷状态，分时，介质极易进入过冷状态，不再形成冰晶体，这将有利于不再形成冰晶体，这将有利于保持细胞内胶质体的稳定性。保持细胞内胶质体的稳定性。若和生长细胞相比，细菌和霉若和生长细胞相比，细菌和霉菌芽孢中的水分含量就比较低，菌芽孢中的水分含量就比较低，而其中结合水分的含量就比较而其中结合水分的含量就比较高，因而它们在低温下的稳定高，因而它们在低温下的稳定性也就相应地较高。性也就相应地较高。. .（三）影响微生物低温致死的因素（三）影响微生物低温致死的因素（三）影响微生物低温致死的因素（三）影响微生物低温致死的因素4 4、介质、介质 高水分和低高水分和低pHpH值的介质会加速微生物的死值的介质会加速微生物的死亡，而糖，盐，蛋白质、胶体、脂肪对微生物则亡，而糖，盐，蛋白质、胶体、脂肪对微生物则有保护作用。有保护作用。 冻结或冰冻介质最易促使微生物死亡。对冻结或冰冻介质最易促使微生物死亡。对00下尚能生长的微生物也是这样。下尚能生长的微生物也是这样。 -8 -8 -12-12温度下，因介质内有大量水分温度下，因介质内有大量水分转变成冰晶体，对微生物的破坏作用特别显著。转变成冰晶体，对微生物的破坏作用特别显著。 在温度更低的冻结或冰冻介质中在温度更低的冻结或冰冻介质中(-18(-18- -20)20)微生物的死亡速度却显著地缓慢微生物的死亡速度却显著地缓慢 . .（三）影响微生物低温致死的因素（三）影响微生物低温致死的因素（三）影响微生物低温致死的因素（三）影响微生物低温致死的因素5 5、贮期、贮期 低温贮藏时微生物数一般总是随着贮存期的增加而有所低温贮藏时微生物数一般总是随着贮存期的增加而有所减少，但是贮藏温度愈低，减少的量愈少，有时甚至于没减少，但是贮藏温度愈低，减少的量愈少，有时甚至于没减少。贮藏初期减少。贮藏初期( (也即最初数周内也即最初数周内) )，微生物减少的量最大，微生物减少的量最大，其后它的死亡率下降。其后它的死亡率下降。 一般来说，贮藏一年后微生物死亡数将达原菌数的一般来说，贮藏一年后微生物死亡数将达原菌数的606090%90%以上。在酸性水果和酸性食品中微生物数的下降比在以上。在酸性水果和酸性食品中微生物数的下降比在低酸性食品中更多。低酸性食品中更多。6 6、交替冻结和解冻、交替冻结和解冻 理论上认为交替冻结和解冻将加速微生物的死亡，实理论上认为交替冻结和解冻将加速微生物的死亡，实际上效果并不显著。炭疽菌在际上效果并不显著。炭疽菌在-68-68；温度下的；温度下的COCO2 2中冻结，中冻结，再在水中解冻，反复连续二次，结果仍未失去毒性。再在水中解冻，反复连续二次，结果仍未失去毒性。. .（四）冻制食品中病原菌控制（四）冻制食品中病原菌控制（四）冻制食品中病原菌控制（四）冻制食品中病原菌控制 1 1、病原菌的耐低温性、病原菌的耐低温性 冻制食品并非无菌，因而就可能含有病原菌，如肉毒杆菌、冻制食品并非无菌，因而就可能含有病原菌，如肉毒杆菌、金黄色葡萄球菌、肠球菌、溶血性链球菌、沙门氏菌等，从而可金黄色葡萄球菌、肠球菌、溶血性链球菌、沙门氏菌等，从而可能传播疾病。因此病原菌的控制是一个重要问题。能传播疾病。因此病原菌的控制是一个重要问题。 嗜冷致病菌嗜冷致病菌(Psychro trophic pathogens) : L . (Psychro trophic pathogens) : L . MMonocytogenes ( onocytogenes ( 单核单核细胞增生李斯特菌细胞增生李斯特菌) ;Y . enterocolitica () ;Y . enterocolitica (小肠结肠炎耶尔森氏菌小肠结肠炎耶尔森氏菌); );C . C . botulinum type (botulinum type (肉毒梭状芽孢杆菌肉毒梭状芽孢杆菌) ) 首先特别注意的是肉毒杆菌。首先特别注意的是肉毒杆菌。 肉毒杆菌及其毒素对低温有很强的抵抗力。肉毒杆菌及其毒素对低温有很强的抵抗力。 在在-16-16温度中肉毒杆菌能保持生命达一年之久，其毒素毒力温度中肉毒杆菌能保持生命达一年之久，其毒素毒力 在在-79-79温度中可保持温度中可保持2 2个月，个月， 在在2020温度下生长并产生毒素，温度下生长并产生毒素， 但在但在1010以下就不能生长活动。以下就不能生长活动。 因此，冻制食品即使有肉毒杆菌存在，若贮藏在因此，冻制食品即使有肉毒杆菌存在，若贮藏在-18-18以下，不以下，不会产生毒素。会产生毒素。 . .（四）冻制食品中病原菌控制（四）冻制食品中病原菌控制（四）冻制食品中病原菌控制（四）冻制食品中病原菌控制 能产生肠毒素的葡萄球菌也常会在冻制蔬菜中出现。能产生肠毒素的葡萄球菌也常会在冻制蔬菜中出现。它们对冷冻的抵抗力比一般细菌强。有人曾将伤寒沙门氏它们对冷冻的抵抗力比一般细菌强。有人曾将伤寒沙门氏菌和冰淇淋配料混和而后冻结，并贮存于菌和冰淇淋配料混和而后冻结，并贮存于-40-40的硬化室的硬化室内，观察它的残菌量，所得试验结果见表内，观察它的残菌量，所得试验结果见表4.44.4。 . .（四）冻制食品中病原菌控制（四）冻制食品中病原菌控制（四）冻制食品中病原菌控制（四）冻制食品中病原菌控制2 2、冻制食品中病原菌如伤害菌等的控制、冻制食品中病原菌如伤害菌等的控制 目前主要还是：目前主要还是： 杜绝各个生产环节中一切可能的污染源，杜绝各个生产环节中一切可能的污染源， 不让带菌者和患病者参加生产，尽可能减少生产过程中不让带菌者和患病者参加生产，尽可能减少生产过程中的人工处理。的人工处理。 对消费者食用冻制食品最大的保险就是有关卫生部门对对消费者食用冻制食品最大的保险就是有关卫生部门对食品原料处理以及加工、分配和贮藏中的卫生措施始终不食品原料处理以及加工、分配和贮藏中的卫生措施始终不渝地进行严格的监督。渝地进行严格的监督。 当然，食品冻结前的加工处理必须符合安全卫生的要当然，食品冻结前的加工处理必须符合安全卫生的要求仍是重要的因素。求仍是重要的因素。. .总结总结 10 10以上大多数腐败菌能迅速繁殖生长。以上大多数腐败菌能迅速繁殖生长。 00时微生物繁殖速度与室温时相比非常缓慢，故成为短时时微生物繁殖速度与室温时相比非常缓慢，故成为短时期贮藏食品耐常用的贮温。期贮藏食品耐常用的贮温。 某些食品中毒菌和病原菌在温度降低至某些食品中毒菌和病原菌在温度降低至33前仍能缓慢地生前仍能缓慢地生长。长。 嗜冷菌仍能在嗜冷菌仍能在-10-10-5-5温暖范围内缓慢地生长，而且不会温暖范围内缓慢地生长，而且不会产生毒素和导致疾病，不过它们即使处于产生毒素和导致疾病，不过它们即使处于-4-4以下，却仍有以下，却仍有导致食品腐败变质的可能。导致食品腐败变质的可能。 -7 -7 -10-10时只有少数霉菌尚能生长，而所有细菌和酵母时只有少数霉菌尚能生长，而所有细菌和酵母几乎都停止了生长。几乎都停止了生长。 如食品温度低于如食品温度低于-10-10，微生物不再有明显的生长，并与之，微生物不再有明显的生长，并与之相反，活菌数将逐渐缓慢地下降，但达不到无菌的程度。相反，活菌数将逐渐缓慢地下降，但达不到无菌的程度。 因此，食品低温保藏时菌数虽也下降，和高温热处理相因此，食品低温保藏时菌数虽也下降，和高温热处理相比并不相同，因它本身并非为有效的杀菌措施，低温的作用比并不相同，因它本身并非为有效的杀菌措施，低温的作用主要是延缓或阻止食品腐败变质。主要是延缓或阻止食品腐败变质。 . . 为此，为此，-10-10-12-12则成为冻制食品能长期贮藏则成为冻制食品能长期贮藏时的时的控制微生物控制微生物生长的安全贮藏温度。生长的安全贮藏温度。 酶的活动控制酶的活动控制：一般只有温度降低到：一般只有温度降低到-20-20-30-30时才有可能完全停止。时才有可能完全停止。 对寄生虫的对寄生虫的控制控制: : - 18 - 18 ，至少要保持，至少要保持24 24 48 48 h h，才能杀死寄生虫。，才能杀死寄生虫。 工业生产实践证明工业生产实践证明-18-18以下以下的温度是冻制食品的温度是冻制食品冻藏时最适宜的安全贮藏温度。在此温度下还有冻藏时最适宜的安全贮藏温度。在此温度下还有利于保持食品色泽、减少干缩量和运输中保冷。利于保持食品色泽、减少干缩量和运输中保冷。. .二、低温与酶的活性控制二、低温与酶的活性控制n n大多数酶活性化学反应的大多数酶活性化学反应的Q10Q10 值为值为2 2 3 3。这就是。这就是说温度每下降说温度每下降1010，酶活，酶活性就会削弱性就会削弱1/2 1/2 1/31/3。图表明了温度与蔗糖酶活图表明了温度与蔗糖酶活性的关系，由此可知，大性的关系，由此可知，大多数酶仍能继续活动，和多数酶仍能继续活动，和适宜温度时相比，它的活适宜温度时相比，它的活性就会有所减弱。性就会有所减弱。. .二、低温与酶的活性控制二、低温与酶的活性控制二、低温与酶的活性控制二、低温与酶的活性控制 低温对酶活性并不起完全的抑制作用，酶仍能保持部分低温对酶活性并不起完全的抑制作用，酶仍能保持部分活性，因而，酶催化作用实际上也未停止，在长期的冷藏活性，因而，酶催化作用实际上也未停止，在长期的冷藏过程中，酶的作用仍可使食品变质。过程中，酶的作用仍可使食品变质。 例如，胰蛋白酶在例如，胰蛋白酶在-30-30下仍然有微弱的活性，下仍然有微弱的活性， 脂肪分解酶在脂肪分解酶在-20-20下仍能引起脂肪水解。下仍能引起脂肪水解。 一般来说，如将温度维持在一般来说，如将温度维持在-18 -18 以下，酶的活以下，酶的活性才会受到很大程度的抑制。性才会受到很大程度的抑制。 因此，商业上一般将冻制食品放于因此，商业上一般将冻制食品放于-18-18下冻藏，下冻藏，对于多数冻制食品可贮藏数周至数月。对于多数冻制食品可贮藏数周至数月。 . . 当冻制食品解冻时，保持着活性的酶将重新活当冻制食品解冻时，保持着活性的酶将重新活跃起来，加速食品的变质。为了将冷冻、冻藏和跃起来，加速食品的变质。为了将冷冻、冻藏和解冻过程中食品的不良变化降低到最低程度，食解冻过程中食品的不良变化降低到最低程度，食品在冻制前常经短时间品在冻制前常经短时间预煮（热烫）灭酶预煮（热烫）灭酶，再行，再行冻制。冻制。 无论是微生物还是酶以及其它因素引起的食品无论是微生物还是酶以及其它因素引起的食品变质，在低温环境中，可以减弱它们的作用，延变质，在低温环境中，可以减弱它们的作用，延缓变质速率，但低温并不能完全抑制它们的作用，缓变质速率，但低温并不能完全抑制它们的作用，为此，冻制食品在长期冷藏过程中，其质量是不为此，冻制食品在长期冷藏过程中，其质量是不断下降的。断下降的。. .第二节 食品冷冻工艺一、冷冻食品的定义和分类一、冷冻食品的定义和分类一、冷冻食品的定义和分类一、冷冻食品的定义和分类1 1 冷冻（冷冻（Refrigeration and FreezingRefrigeration and Freezing） 即食品制冷过程中即食品制冷过程中各阶段的总称，包括：各阶段的总称，包括： 物料由室温冷至冰点以上的过程称物料由室温冷至冰点以上的过程称“ “冷却冷却” ”（CoolingCooling） 物料在室温以下，冰点以上温度范围中维持较长时间以物料在室温以下，冰点以上温度范围中维持较长时间以达到保藏目的的过程称达到保藏目的的过程称“ “冷藏冷藏” ” (Cold Storage)(Cold Storage) 物料由冰点以上温度冷至冰点以下温度而不结冰过程和物料由冰点以上温度冷至冰点以下温度而不结冰过程和现象称现象称“ “过冷过冷” ” (Supercooling or Undercooling(Supercooling or Undercooling）；）； 物料温度由冰点以上冷至冰点以下并形成冰结晶的过程物料温度由冰点以上冷至冰点以下并形成冰结晶的过程称称“ “冻结冻结” ”（FreezingFreezing） 冻结物料在冰点以下维持较长时间以达到保藏目的的过冻结物料在冰点以下维持较长时间以达到保藏目的的过程称程称“ “冻藏冻藏” ”（Freeze StorageFreeze Storage）。）。. .ABCDFGIHJK00时间时间h h-1-1-5-5. .2 2 2 2 冷冻食品（冷冻食品（冷冻食品（冷冻食品（Refrigerated and Frozen FoodsRefrigerated and Frozen FoodsRefrigerated and Frozen FoodsRefrigerated and Frozen Foods）冷冻食品这一名称包括冷冻食品这一名称包括: :（1 1） 冷却食品（冷却食品（Cold FoodsCold Foods）即食品所冷却到的低温没有）即食品所冷却到的低温没有引起食品结构结冰（冰点以上的低温）；引起食品结构结冰（冰点以上的低温）；（2 2）冻结食品（）冻结食品（Frozen FoodsFrozen Foods）即食品冷却到的低温引起组）即食品冷却到的低温引起组成中可冻结水大部分转化成冰，如成中可冻结水大部分转化成冰，如-18-18。 冷却食品属食品贮藏范畴，冻结食品是属于加工的范畴。冷却食品属食品贮藏范畴，冻结食品是属于加工的范畴。 现代的现代的“ “冷冻食品冷冻食品” ”的概念倾向于指冻结食品，的概念倾向于指冻结食品， 即所谓冷冻食品是指采用新鲜原料，迅速经过适当的即所谓冷冻食品是指采用新鲜原料，迅速经过适当的前处理，急速冷冻，妥善包装，而于前处理，急速冷冻，妥善包装，而于-18-18以下的连续低以下的连续低温下冻藏或送抵消费地点的加工食品温下冻藏或送抵消费地点的加工食品。. .3 3 3 3 分类分类分类分类冷冻食品可按原料种类和品温进行分类。冷冻食品可按原料种类和品温进行分类。（1 1）按品温可分为五类）按品温可分为五类 速冻食品速冻食品(quick frozen Foods)(quick frozen Foods)：冷冻速度：冷冻速度v5 v5 20cm/h20cm/h，冻后品温应达到，冻后品温应达到00或或1818以下，如速冻蔬菜以下，如速冻蔬菜 冻结食品冻结食品(Frozen Foods)(Frozen Foods)：冻结后品温在：冻结后品温在-1-1以下，以下，一般要求在一般要求在-8 -8 -12-12，如冷库中冻肉的品温，如冷库中冻肉的品温 半冻结食品半冻结食品(Semi-Frozen Foods)(Semi-Frozen Foods)：品温在：品温在-2 -2 -3-3 冷却食品冷却食品(Chilled Foods)(Chilled Foods)：品温在：品温在-1 -1 11 预冷食品预冷食品(Cold Foods)(Cold Foods)：品温在：品温在1 1 5.45.4（2 2）按原料不同进行分类）按原料不同进行分类 冷冻水产品冷冻水产品 ；冷冻肉制品；冷冻肉制品 ；冷冻家禽；冷冻蛋品；冷冻家禽；冷冻蛋品； 速冻水果蔬菜速冻水果蔬菜 ；冷冻调理食品；冷冻调理食品. .二、食品冷冻技术的发展二、食品冷冻技术的发展二、食品冷冻技术的发展二、食品冷冻技术的发展 食品冷冻是食品保藏方法之一，食品冷冻业是食品冷冻是食品保藏方法之一，食品冷冻业是当今世界上发展最快的工业之一。当今世界上发展最快的工业之一。 自从人工制冷法自从人工制冷法制冷机直接用于食品保藏制冷机直接用于食品保藏以来（以来（18281828年英国），从冷冻技术上有许多重大发展年英国），从冷冻技术上有许多重大发展主要表现在四个方面：主要表现在四个方面：1 1、冷冻食品的形式：、冷冻食品的形式： 整体大包装整体大包装加工分割处理或小加工分割处理或小型单体形式型单体形式小包装小包装2 2、冻结方式：管架式、冻结方式：管架式吹风式吹风式连续式（隧道）连续式（隧道）流流态式态式平板式平板式低温盐水循环式冻结器低温盐水循环式冻结器制冷剂直接制冷剂直接浸渍和直接喷淋式深冷装置，使冻结的温度更加均匀，浸渍和直接喷淋式深冷装置，使冻结的温度更加均匀，冻结速度大大提高，生产效率也更加提高。冻结速度大大提高，生产效率也更加提高。. .二、食品冷冻技术的发展二、食品冷冻技术的发展3 3、作为冷源的制冷装置也有新的突破，如利用液氮、液态、作为冷源的制冷装置也有新的突破，如利用液氮、液态二氧化碳直接喷淋冻结，实现了超低温冻结（二氧化碳直接喷淋冻结，实现了超低温冻结（Cryogenic Cryogenic FreezingFreezing）4 4、冷链建设：食品冷藏链、冷链建设：食品冷藏链(Cold Chain(Cold Chain）是指易腐食品在生）是指易腐食品在生产、贮藏、运输、销售、直至消费前的各个环节中始终处产、贮藏、运输、销售、直至消费前的各个环节中始终处于规定的低温环境下，以保证食品质量、减少食品损耗的于规定的低温环境下，以保证食品质量、减少食品损耗的一项系统工程。一项系统工程。美国美国 Arsdel Arsdel 等人，自等人，自 1948 1948 年至年至 1958 1958 年，年，长达长达 10 10 年年 研究，总结冻结食品的品温变化与品质保持时研究，总结冻结食品的品温变化与品质保持时间的关系，间的关系， 即冻结食品的即冻结食品的 T.T.T T.T.T 概念（概念（TimeTime、TemperatureTemperature、ToleranceTolerance； 时间、温度时间、温度和品质容许限度的和品质容许限度的影响（影响（TTT) TTT) 。. .研究热点问题. .三、 食品冻结规律 食品冻结是食品冻藏前的必经阶段，冻结技术对冻藏食品冻结是食品冻藏前的必经阶段，冻结技术对冻藏品质量及其耐藏性有相当的影响。品质量及其耐藏性有相当的影响。 食品的冻结或冻制就是运用现代冻结技术食品的冻结或冻制就是运用现代冻结技术( (包括设备和包括设备和工艺工艺) )在尽可能短的时间内，将食品温度降低到它的冻结在尽可能短的时间内，将食品温度降低到它的冻结点点( (即冰点即冰点) )以下预期的冻藏温度，使它所含的全部或大部以下预期的冻藏温度，使它所含的全部或大部分水分，随着食品内部热量的外散而形成冰晶体，以减少分水分，随着食品内部热量的外散而形成冰晶体，以减少生命活动和生化变化所必需的液态水分，并便于运用更低生命活动和生化变化所必需的液态水分，并便于运用更低的贮藏温度，抑制微生物活动和高度减缓食品的生化变化，的贮藏温度，抑制微生物活动和高度减缓食品的生化变化，从而保证食品在冷藏过程中的稳定性。从而保证食品在冷藏过程中的稳定性。 此外，冻结技术也常用于特殊食品的制造如冰淇淋、此外，冻结技术也常用于特殊食品的制造如冰淇淋、冷冻脱水食品，及食品水分的分离和浓缩如浓缩果汁等。冷冻脱水食品，及食品水分的分离和浓缩如浓缩果汁等。 . .1.1.食品冻结点食品冻结点 众所周知，水的冰点是众所周知，水的冰点是00，而水中溶入糖、盐一类，而水中溶入糖、盐一类非挥发性物质时，冰点（非挥发性物质时，冰点（freezing point) freezing point) 就会下降。就会下降。根据拉乌尔（根据拉乌尔（Raoult)Raoult)法则：冰点下降与其溶质的摩尔浓度有法则：冰点下降与其溶质的摩尔浓度有关，每增加关，每增加1mol/L1mol/L的溶质，冰点下降的溶质，冰点下降1.861.86。 食品的冰点低于纯水：食品一般都是由动植物来源的食品的冰点低于纯水：食品一般都是由动植物来源的原料制成，动植物原料则是由大量细胞构成，在细胞中含原料制成，动植物原料则是由大量细胞构成，在细胞中含有大量有机物质和无机物质，有些还溶有气体。在加工过有大量有机物质和无机物质，有些还溶有气体。在加工过程中，大部分食品，特别是预制食品，还要添加盐类、糖程中，大部分食品，特别是预制食品，还要添加盐类、糖类、油脂等等辅料，使食品体系更为复杂。因此，食品的类、油脂等等辅料，使食品体系更为复杂。因此，食品的冻结点低于纯水的冰点。冻结点低于纯水的冰点。 不同食品的冰点不同：当然由于水分和溶有固形物的不同食品的冰点不同：当然由于水分和溶有固形物的种类及其数量各有差异，食品的冻结点也不一样。如肉类种类及其数量各有差异，食品的冻结点也不一样。如肉类-1.7-1.7-2.2-2.2，鱼，鱼-1.0-1.0-2.2-2.2，蛋，蛋-0.56-0.56，葡萄，葡萄-2.5-2.5-3.9-3.9，花生，花生-8.3-8.3。这些食品在同一冻结条件下冻结。这些食品在同一冻结条件下冻结时，时间就会不同。时，时间就会不同。 . .一些食品的冻结点和水分含量品种品种冻结点冻结点/水分含量水分含量%品种品种冻结点冻结点/水分含量水分含量%牛肉牛肉 -0.6-1.7-0.6-1.771.671.6葡萄葡萄-2.2-2.281.581.5猪肉猪肉 -2.8-2.86060苹果苹果-2-287.587.5鱼肉鱼肉 -0.6 -2-0.6 -270 8570 85桔子桔子-2.2-2.288.188.1蛋清蛋清 -0.45-0.458989香蕉香蕉-3.4-3.475.575.5蛋黄蛋黄 -0.65-0.6549.549.5青豆青豆-1.1-1.173.473.4干酪干酪 -8-85555菠菜菠菜-0.56 -0.9-0.56 -0.990.290.2. .2. 食品冻结规律和水分冻结量牛肉薄片的冻结曲线牛肉薄片的冻结曲线1 1）食品冻结规律）食品冻结规律 食品中水的冻结包括两个过食品中水的冻结包括两个过程：降温和结晶；程：降温和结晶； 纯水冻结，冰点是固定不变纯水冻结，冰点是固定不变的，食品中的水分冻结点是不断的，食品中的水分冻结点是不断下降。下降。 少量未冻结的高浓度的高浓少量未冻结的高浓度的高浓度溶液只有温度降低到低共熔点度溶液只有温度降低到低共熔点时，才会全部凝结成固体。时，才会全部凝结成固体。食品的低共熔点大约为食品的低共熔点大约为-55-55- -6565左右，冻藏温度一般仅左右，冻藏温度一般仅- -1818左右，故冻藏食品中的水分左右，故冻藏食品中的水分实际上并未完全凝结固化。实际上并未完全凝结固化。. .(2) (2) 食品冻结过程放热量食品冻结过程放热量A A 冻结前冷却时的放热量冻结前冷却时的放热量: :从初温从初温t t0 0至冻结点至冻结点t tp p，主要放出显热，主要放出显热，降温速度快。降温速度快。Q Q1 1=C=C0 0（t t0 0-t -tp p）其中其中C C0 0 温度高于冻结点时的食品比热；温度高于冻结点时的食品比热；B B 冻结时形成冰晶体的放热量：一般食品从冻结点下降至中冻结时形成冰晶体的放热量：一般食品从冻结点下降至中心温度心温度-5-5。主要放出潜热，降温速度慢。主要放出潜热，降温速度慢。 Q Q2 2=W=W冰冰 WW：水分总量；：水分总量； 最终冻结食品温度时水分冻结率；最终冻结食品温度时水分冻结率； 冰：冰：水分形成冰晶体时放出的潜热（水分形成冰晶体时放出的潜热（334.72kjkg334.72kjkg-1-1）C C 冻结食品降温时的放热量：一般是冻结食品降温时的放热量：一般是- 5-18 - 5-18 。Q Q3 3=C=Ci i（t t冻冻-t -t终终）其中其中C Ci i 冻结食品的比热冻结食品的比热 冷耗量冷耗量Q=Q=（ Q Q1 1 + Q + Q2 2 + Q + Q3 3+ Q+ Q门（人员进出）门（人员进出） + Q+ Q灯光及其他电器灯光及其他电器 + + Q Q货架和包装货架和包装 + Q+ Q生化热和其它生化热和其它 ） 安全系数安全系数. .2 2）水分冻结率（）水分冻结率（frozen water ratio) frozen water ratio) 指食品冻结时它的水分转化成冰晶体的形成量，指食品冻结时它的水分转化成冰晶体的形成量，也就是一定温度时形成的冰晶体重量与在同一温度时也就是一定温度时形成的冰晶体重量与在同一温度时食品内所含水分和冰晶体的总重量之比（即冰晶体重食品内所含水分和冰晶体的总重量之比（即冰晶体重量占食品中水分总含量的比例）。量占食品中水分总含量的比例）。近似式: tp: 食品的冻结点，t：冷冻食品的温度. . 大部分食品中心温度大部分食品中心温度从从-1-1降至降至-5-5，有近，有近80%80%的水分冻结成冰，的水分冻结成冰，此温度范围称为此温度范围称为 “ “最大最大冰晶生成带冰晶生成带” ” （zone of maximum ice zone of maximum ice crystal formation) crystal formation) . .3）食品冷冻中的玻璃化转变食品冷冻中的玻璃化转变 （1 1）玻璃态、高弹态和粘流态的概念）玻璃态、高弹态和粘流态的概念玻璃态玻璃态玻璃态玻璃态：即无定形聚合物在较低的温度下，分子热运动能量很低，：即无定形聚合物在较低的温度下，分子热运动能量很低，而分子链和链段均处于被冻结状态，这时的聚合物所表现出的而分子链和链段均处于被冻结状态，这时的聚合物所表现出的力学性质与玻璃相似，故称这种状态为玻璃态或玻璃化。力学性质与玻璃相似，故称这种状态为玻璃态或玻璃化。 其外观像固体具有一定的形状和体积，但结构又与液体相同，其外观像固体具有一定的形状和体积，但结构又与液体相同，即分子间的排列为近程有序而远程无序，所以它实际上是一种即分子间的排列为近程有序而远程无序，所以它实际上是一种“ “过冷液体过冷液体” ”( (又名无定形体或无定形基质又名无定形体或无定形基质) )，只是由于黏度太，只是由于黏度太大，不易觉察出流动而已。大，不易觉察出流动而已。橡胶态橡胶态橡胶态橡胶态：随着温度升高至某一温度时，链段运动受到激发，但整：随着温度升高至某一温度时，链段运动受到激发，但整个分子链仍处于冻结状态。在受到外力作用时，无定形聚合物个分子链仍处于冻结状态。在受到外力作用时，无定形聚合物表现出很大形变，外力解除后，形变可以恢复。这种状态称为表现出很大形变，外力解除后，形变可以恢复。这种状态称为高弹态，又称橡胶态。高弹态，又称橡胶态。黏流态黏流态黏流态黏流态：温度继续升高，不仅链段可以运动，整个分子链都可以：温度继续升高，不仅链段可以运动，整个分子链都可以运动，无定形聚合物表现出黏性流动的状态，即黏流态。玻璃运动，无定形聚合物表现出黏性流动的状态，即黏流态。玻璃态、高弹态和黏流态表现为无定形聚合物的三种力学状态。态、高弹态和黏流态表现为无定形聚合物的三种力学状态。. .（2）食品玻璃态与保藏 食品在玻璃态下，造成食品品质变化的一切受扩散控食品在玻璃态下，造成食品品质变化的一切受扩散控制的反应速率均十分缓慢，甚至不发生反应。因此食品采制的反应速率均十分缓慢，甚至不发生反应。因此食品采用玻璃化保藏，可以最大限度地保存其原有的色、香、味、用玻璃化保藏，可以最大限度地保存其原有的色、香、味、形以及营养成分。形以及营养成分。 其原因是：在此状态下，分子热运动能量很低，只有其原因是：在此状态下，分子热运动能量很低，只有较小的运动单元，如侧基、支链和链节能够运动，而分子较小的运动单元，如侧基、支链和链节能够运动，而分子链和链段均处于被冻结状态，在此情况下，分子流动阻力链和链段均处于被冻结状态，在此情况下，分子流动阻力较大，从而使体系具有较大的黏度较大，从而使体系具有较大的黏度( (约为约为10101414papa s)s)，以致，以致整个体系中的分子扩散速率很小。整个体系中的分子扩散速率很小。 . .（3）玻璃化转变温度玻璃化转变温度玻璃化转变温度玻璃化转变温度玻璃化转变温度： 是指非晶态聚合物是指非晶态聚合物( (包括晶态聚合物中的非晶部分包括晶态聚合物中的非晶部分) )从从玻璃态到橡胶态或从橡胶态到玻璃态的转变，此时链段的玻璃态到橡胶态或从橡胶态到玻璃态的转变，此时链段的微布朗运动在冷却时被冻结或在升温时被解冻，其特征温微布朗运动在冷却时被冻结或在升温时被解冻，其特征温度称为玻璃化转变温度，用度称为玻璃化转变温度，用TgTg，表示。，表示。 当当TTgTTgTTg时，体系所处的状态为橡胶态，此时可能出现整时，体系所处的状态为橡胶态，此时可能出现整个聚合物链的平动，体系黏度急剧降低，自由体积由于热个聚合物链的平动，体系黏度急剧降低，自由体积由于热膨胀系数的增大而显著增大，各种受分子扩散运动控制的膨胀系数的增大而显著增大，各种受分子扩散运动控制的变化反应加快。变化反应加快。 . .（3）玻璃化转变温度 在在“ “食品聚合物科食品聚合物科学学” ”理论中，根据食品含理论中，根据食品含水量的多少，玻璃化转变水量的多少，玻璃化转变温度有两种定义：对于低温度有两种定义：对于低水分食品水分食品( (水的质量分数水的质量分数w20w20W20) )，玻璃化转变温度指最大，玻璃化转变温度指最大冻结浓缩溶液发生玻璃化冻结浓缩溶液发生玻璃化转变时的温度，定义为转变时的温度，定义为TgTg。. .（4）玻璃化形成的动力因素 对一定的物质，玻璃对一定的物质，玻璃态的形成主要取决于动力态的形成主要取决于动力学因素，即冷却速率的大学因素，即冷却速率的大小，只要冷却速率足够快，小，只要冷却速率足够快，且达到足够低的温度，几且达到足够低的温度，几乎所有材料都能从液体过乎所有材料都能从液体过冷到玻璃态的固体，这里，冷到玻璃态的固体，这里，“ “足够低足够低” ”指的是必须冷指的是必须冷却到却到TTgTTg；“ “足够快足够快” ”的的意思是，在冷却过程中，意思是，在冷却过程中，迅速通过迅速通过TgTTmTgT WI W4040胞内外胞内外柱状柱状5050 10010001001000少数少数I WI P水；P气 P冰；P小冰 P大冰. .2 2重结晶现象：重结晶现象： 主要原因是冻结食品的表面与中心部位之间有温度差，主要原因是冻结食品的表面与中心部位之间有温度差，从而产生蒸汽压差。由于温度的波动使得食品表面从而产生蒸汽压差。由于温度的波动使得食品表面 的温度的温度高于食品中心部位的温度，高于食品中心部位的温度， 从而表面的水蒸气压高从而表面的水蒸气压高 于中于中心部位的水蒸气压，在蒸汽压差的作用下，水蒸气从心部位的水蒸气压，在蒸汽压差的作用下，水蒸气从 表面表面向中心扩散，向中心扩散， 促使中心部位微细的冰结晶生长、促使中心部位微细的冰结晶生长、 变大，变大， 这种现象持续发生，这种现象持续发生， 就会使食品快速冻结生成的微细冰结就会使食品快速冻结生成的微细冰结 晶变成缓慢冻结时的大冰结晶，给细胞组织造成破坏。晶变成缓慢冻结时的大冰结晶，给细胞组织造成破坏。 采采用快速冻结方法的冻结食品。用快速冻结方法的冻结食品。 当储蓄过程中有温度当储蓄过程中有温度 变化变化时，细胞间隙中的冰结晶成长就要更为明显。时，细胞间隙中的冰结晶成长就要更为明显。 3 3防止冰结晶的成长和重结晶措施：防止冰结晶的成长和重结晶措施： 采用降温快速冻结采用降温快速冻结方式，让食品中方式，让食品中 90%90%水分在冻结水分在冻结 过程中来不及移动，就形过程中来不及移动，就形成极微细大小均匀的冰晶。成极微细大小均匀的冰晶。 同时冻结温度低，提高了食品同时冻结温度低，提高了食品的冻结率，使食品中的的冻结率，使食品中的 残留的液相水少，从而减少冻结贮残留的液相水少，从而减少冻结贮藏中冰结晶的长藏中冰结晶的长 大。大。 冻藏温度尽量低，少变动，特别冻藏温度尽量低，少变动，特别是要避免高于是要避免高于-18 -18 以上的温度变化。以上的温度变化。. .（二）干耗与冻结烧1 1干耗：由于冻结食品表面与冻藏室之间的温差，使得干耗：由于冻结食品表面与冻藏室之间的温差，使得 冻冻结食品表面的冰晶升华，造成水分损失，从结食品表面的冰晶升华，造成水分损失，从 而使冻结食品而使冻结食品表面出现干燥现象，并造成重量表面出现干燥现象，并造成重量 损失，即俗称干耗。损失，即俗称干耗。 干耗水分量干耗水分量 W=FW=F（Pg-PrPg-Pr） kg/h kg/h ：升华率（：升华率（kg/mkg/m 2 2 h h mmHgmmHg） F F：冻结食品表面积（：冻结食品表面积（m m 2 2 ） PgPg：冻结食品表面的水蒸汽压差（：冻结食品表面的水蒸汽压差（mmHgmmHg） Pr Pr ：与食品接触的空气的水蒸汽压：与食品接触的空气的水蒸汽压 （mmHgmmHg） 对于某一种食品而言，对于某一种食品而言，、F F 是一定的，是一定的，W W 主要由水蒸汽主要由水蒸汽压差决定。压差决定。. .2 2冻结烧冻结烧 freezer burnfreezer burn：由于干耗的不断进行，食品表面：由于干耗的不断进行，食品表面的的 冰晶升华向内延伸，达到深部冰晶升华，这冰晶升华向内延伸，达到深部冰晶升华，这 样不仅使样不仅使冻结食品脱水减重，冻结食品脱水减重， 造成重量损失，造成重量损失， 而且由于冰晶升华而且由于冰晶升华后的地方成为微细空穴，后的地方成为微细空穴， 大大增加了冻结食品与空气接触大大增加了冻结食品与空气接触面积。在氧面积。在氧 的作用下，食品中的脂肪氧化酸败，表面变的作用下，食品中的脂肪氧化酸败，表面变 黄褐，使食品外观损坏，风味、营养变差，黄褐，使食品外观损坏，风味、营养变差， 称为冻结烧。称为冻结烧。 冻结烧部分的食品含水量非常低，接近冻结烧部分的食品含水量非常低，接近 2 23 3，断面呈，断面呈海绵状，蛋白质严重变性，海绵状，蛋白质严重变性， 食品质量严重下降。食品质量严重下降。3 3 防止干耗和冻结烧措施：防止干耗和冻结烧措施： 主要是防止外界热量的传入，主要是防止外界热量的传入， 提高冷库外围结构的隔提高冷库外围结构的隔 热效果。同时，隔绝空气与冻结食热效果。同时，隔绝空气与冻结食品的接触或加入抗氧化品的接触或加入抗氧化 剂，有利于防止冻结烧的发生。剂，有利于防止冻结烧的发生。. .（三）变色1 1制冷剂泄漏时会造成食品的变色。制冷剂泄漏时会造成食品的变色。 2 2脂肪氧化的变色。脂肪含量高的食品会导致风味降低，脂肪氧化的变色。脂肪含量高的食品会导致风味降低， 甚至发粘，发出异味。甚至发粘，发出异味。3 3蔬菜的变色。过氧化酶的氧化而变色，以及叶绿素的蔬菜的变色。过氧化酶的氧化而变色，以及叶绿素的 变变化而变色。可通过适当烫漂处理。化而变色。可通过适当烫漂处理。4 4红色肉的变色。如金枪鱼、肌红蛋白被氧化造成的。红色肉的变色。如金枪鱼、肌红蛋白被氧化造成的。 低低温冻藏（温冻藏（-35-40-35-40）防止发生。）防止发生。5 5鱼肉的绿变。肉鲜度降低时，产生的鱼肉的绿变。肉鲜度降低时，产生的 H2S H2S 与血液中血与血液中血 红红蛋白、肌肉中肌红蛋白生成绿色的硫血红蛋白和硫蛋白、肌肉中肌红蛋白生成绿色的硫血红蛋白和硫 肌红蛋肌红蛋白所致。故冻前要保鲜好，能降低此现象。白所致。故冻前要保鲜好，能降低此现象。6 6虾的黑变。主要原因是多酚氧化酶使酪氨酸产生黑色素虾的黑变。主要原因是多酚氧化酶使酪氨酸产生黑色素所致。所致。 可冻前破坏多酚氧化酶或加抗氧化剂以防止。可冻前破坏多酚氧化酶或加抗氧化剂以防止。 7 7其他褐变。其他褐变。Maillard Maillard 反应。反应。 . .（四）液汁损失 冻结食品解冻时，内部冰结晶融化成水，不能被肉吸冻结食品解冻时，内部冰结晶融化成水，不能被肉吸 收而成液汁流出的现象。收而成液汁流出的现象。 原因：原因： 肉质组织在冻结过程中产生冰结晶及冻藏过程中冰肉质组织在冻结过程中产生冰结晶及冻藏过程中冰 结晶成长所受到的机械损伤。结晶成长所受到的机械损伤。 . .二、食品的冻藏温度对于冻结食品来说，冻藏温度越低，贮藏期越长，对于冻结食品来说，冻藏温度越低，贮藏期越长，品质品质 保持也越好，但更低的温度对设备要求高，保持也越好，但更低的温度对设备要求高，且用电高等，经且用电高等，经 济上不划算。故冻结食品在什么济上不划算。故冻结食品在什么温度下最经济值得考虑。根温度下最经济值得考虑。根 据据 T.T.T.T.T.T.研究成果，研究成果，认为认为-18-18对大部分冻结食品来说是最经对大部分冻结食品来说是最经 济的冻济的冻藏温度。但为了提高某些食品的品质，近年来国藏温度。但为了提高某些食品的品质，近年来国际上际上 冷库的冻藏温度逐渐趋于低温化，有利于防冷库的冻藏温度逐渐趋于低温化，有利于防止干耗、多酚氧止干耗、多酚氧 化酶的氧化等。化酶的氧化等。 . .三、冻结食品的PPP和 TTT（一）（一） PPPPPP和和 TTTTTT概念概念1 P.P.P:1 P.P.P:是指原料（是指原料（productproduct）冻结及冻结前后的处理（）冻结及冻结前后的处理（processingprocessing）及包）及包装（装（packagepackage）三方面的条件。）三方面的条件。2 T.T.T:2 T.T.T: 指冻结食品的冷藏温度变化和冻结时间与食品耐藏性之间指冻结食品的冷藏温度变化和冻结时间与食品耐藏性之间的关系。冻藏食品温和冻藏、运输所历经的时间制约着食品的关系。冻藏食品温和冻藏、运输所历经的时间制约着食品的耐藏性（的耐藏性（TimeTime、Temperature and to TerenceTemperature and to Terence）。）。 以冻结状态流通的食品，它的品质主要取决于四个因素。以冻结状态流通的食品，它的品质主要取决于四个因素。（1 1）原料的固有品质（）原料的固有品质（product) product) （2 2）冻结及冻结前后的处理）冻结及冻结前后的处理(processing)(processing)（3 3）包装（）包装（PackagePackage） （4 4）产品在流通过程中所经历的温度和时间。）产品在流通过程中所经历的温度和时间。 . .三、冻结食品的PPP和 TTT如果把冷冻食品的品质分为两个如果把冷冻食品的品质分为两个阶段即阶段即 初期阶段（冻结加工结束时）和初期阶段（冻结加工结束时）和 最终品质（到消费者手中时），最终品质（到消费者手中时）， 则则P.P.PP.P.P 决定冷冻食品的初期品决定冷冻食品的初期品质，质，T.T.TT.T.T决定冷冻食品的最决定冷冻食品的最终品质。终品质。由由 T.T.T T.T.T 概念可知：冻结食品的概念可知：冻结食品的品质变化主要取决于温度，冻品质变化主要取决于温度，冻结食品的品温越低，优秀品质结食品的品温越低，优秀品质的保存时间越长。的保存时间越长。 T.T.T T.T.T 概念还告诉我们，冻结食概念还告诉我们，冻结食品在流通中因时间、品在流通中因时间、 温度的经温度的经历而引起的品质降低是累积和历而引起的品质降低是累积和不可逆的，不可逆的， 与经历的顺序无关。与经历的顺序无关。1 12 23 36 69 91212181824243636-30-30-20-20-10-10mothsmoths多脂肪鱼和炸鸡多脂肪鱼和炸鸡少脂肪鱼少脂肪鱼四季豆四季豆草莓草莓. .（二）T.T.T 曲线 对冻结食品在流通过程中的对冻结食品在流通过程中的变化，变化， 国内外通常采用感官鉴国内外通常采用感官鉴定的方法进行评价（色、香、定的方法进行评价（色、香、味、品质、形状）。味、品质、形状）。 根据大量实验资料，主要是根据大量实验资料，主要是通过感官鉴定可知：大多数冷通过感官鉴定可知：大多数冷冻食品的品质稳定性是冻食品的品质稳定性是 随着食随着食品温度的降低而呈指数品温度的降低而呈指数 关系地关系地增大。在一定温度范围增大。在一定温度范围 内，贮内，贮藏温度与实用冷藏期之间的关藏温度与实用冷藏期之间的关系曲线。这样的曲线叫系曲线。这样的曲线叫 T.T.T T.T.T 曲线。曲线。 根据根据 T.T.T T.T.T 曲线的曲线的 斜率可知道斜率可知道温度对冻结食品品质稳定性的温度对冻结食品品质稳定性的影响，用温度系数影响，用温度系数 Q Q1010 表示。表示。 Q Q1010小于小于1 1不适用。不适用。 1 12 23 36 69 91212181824243636-30-30-20-20-10-10mothsmoths多脂肪鱼和炸鸡多脂肪鱼和炸鸡少脂肪鱼少脂肪鱼四季豆四季豆草莓草莓. .（三）HQL & PSL -18-18-40-40-29-29-12-12-7-7流通温度流通温度对照温度对照温度感官评鉴感官评鉴HQLHQLHQLHQLHQLHQLHQLHQLPSLPSLPSLPSLPSLPSLPSLPSLPSLPSL. .（四）（四）T.T.T T.T.T 的计算的计算1 T.T.T 1 T.T.T 1 T.T.T 1 T.T.T 的计算方法的计算方法的计算方法的计算方法 冻结食品从生产出来，到达消费者手上，温度经常会冻结食品从生产出来，到达消费者手上，温度经常会发发 生变化，这对冻结食品的品质会带来很大的影响，因生变化，这对冻结食品的品质会带来很大的影响，因此如何知道冻结食品在流通过程中的品质变化，在实用上此如何知道冻结食品在流通过程中的品质变化，在实用上很重要。很重要。 我们把某个冻结食品在流通过程中所经历的温度和时我们把某个冻结食品在流通过程中所经历的温度和时间间 记录下来，根据记录下来，根据 T.T.T T.T.T 曲线按顺序算出各阶段的品质曲线按顺序算出各阶段的品质下降，下降， 然而再确定冻结食品的品质，这种方法叫然而再确定冻结食品的品质，这种方法叫 T.T.T T.T.T 的计算方法。的计算方法。 根据根据 T.T.T T.T.T 曲线可知，一个冻结食品在某个温度的曲线可知，一个冻结食品在某个温度的实用实用 冷藏期是冷藏期是 A A，即经过，即经过 A A天其品质由天其品质由 1 1降为降为 0 0。那么。那么在此在此 温度下，该冻结食品每天的品质下降量：温度下，该冻结食品每天的品质下降量： B=1/AB=1/A。. .冻藏食品流通期的温度及经过的天数 阶段阶段温度温度每天品质每天品质降低率降低率% %天数天数/d/d总下降量总下降量生产者手中生产者手中 -30-300.230.23150150？运输运输-25-250.270.272 2？批发商批发商-24-240.280.286060？送货中送货中-20-200.400.401 1？零售商零售商-18-180.480.481414？搬运搬运-9-91.91.91/61/6？消费者消费者-12-120.910.911414？. . 从从 T.T.T T.T.T 概念可知，冻结食品的品质保证与品温有概念可知，冻结食品的品质保证与品温有直接直接 关系。品温越低，品质降低就越慢，故冻结食品从生关系。品温越低，品质降低就越慢，故冻结食品从生产出来产出来 后，为了使品质不降低，一直持续到消费者手上，后，为了使品质不降低，一直持续到消费者手上，故必须从生产到消费所有环节都维持低温。故必须从生产到消费所有环节都维持低温。 冷冻食品刚生产出来时，如在包装上印有出厂日期，冷冻食品刚生产出来时，如在包装上印有出厂日期，这实际无多大意义。这实际无多大意义。 冷冻食品的品质，在更大程度上是取决于冻品所经历冷冻食品的品质，在更大程度上是取决于冻品所经历的温度及其变化。出厂时期短，并不能保证冻品的质的温度及其变化。出厂时期短，并不能保证冻品的质 量一量一定好。若放在不适宜温度下流通，冻品质量很快下降，定好。若放在不适宜温度下流通，冻品质量很快下降， 甚甚至失去食用价值。至失去食用价值。 . .（四）（四）TTTTTT计算例外计算例外1 1乳状食品或胶状食品，如冰淇淋。乳状食品或胶状食品，如冰淇淋。 温度升高，冰淇淋会融化温度升高，冰淇淋会融化或软化，温度降低，它又再或软化，温度降低，它又再 变硬。这种反复如果频繁的话，变硬。这种反复如果频繁的话，就会产生大的冰结晶，原来滑溜滑的舌触感就会变粗糙，失就会产生大的冰结晶，原来滑溜滑的舌触感就会变粗糙，失去商品的价值，此时仅用去商品的价值，此时仅用 T.T.T T.T.T 计算是不能判断出食品的质计算是不能判断出食品的质量的。量的。 2 2冻藏室内，冻结食品直接与空气接触。当冻藏室中温度波动冻藏室内，冻结食品直接与空气接触。当冻藏室中温度波动大且频繁的话，那么冻结食品的冰结晶成长，表面冰晶升华，大且频繁的话，那么冻结食品的冰结晶成长，表面冰晶升华，干耗特别严重。不仅质量减少，而且质量恶化，比用干耗特别严重。不仅质量减少，而且质量恶化，比用 T.T.T T.T.T 计算所得质量降低率损失更大。计算所得质量降低率损失更大。 3 3商店冷藏柜中的冷冻食品，由于光照的影响，使冻品干燥和商店冷藏柜中的冷冻食品，由于光照的影响，使冻品干燥和变色，与存放在暗的冷库中冻品相比，品质劣化程度严重，变色，与存放在暗的冷库中冻品相比，品质劣化程度严重，这也比这也比 T.T.T T.T.T 计算值判定质量降低量大。计算值判定质量降低量大。 4 4冻品温度波动次数少，但在冻品温度波动次数少，但在-10 -10 以上温度保存，且长时间的以上温度保存，且长时间的话，那么实际质量的降低也比话，那么实际质量的降低也比 T.T.T T.T.T 计算求得值大得多。计算求得值大得多。5 5 腌制肉的品温在腌制肉的品温在-5-40-5-40，随温度降低，实用冷藏期缩短，可，随温度降低，实用冷藏期缩短，可能是盐浓度增加促进脂肪氧化。能是盐浓度增加促进脂肪氧化。 但对大多数食品而言，用但对大多数食品而言，用 T.T.T T.T.T 理论计算冻品在流通理论计算冻品在流通 领域中的质量变化仍适用。领域中的质量变化仍适用。 . .（五）冷冻食品的保鲜原则1 1 3C 3C 3C 3C 原则原则原则原则：规定保鲜时应做到：规定保鲜时应做到 冷却（冷却（ChillingChilling）、清洁（）、清洁（CleanClean）、小）、小 心（心（CareCare）。）。2 2 3P 3P 3P 3P 原则原则原则原则： 产品质量取决于原料产品质量取决于原料 （ProductsProducts）、）、 加工工艺加工工艺 （ProcessingProcessing）、）、 包装（包装（PackagePackage）。）。 3 3 3T 3T 3T 3T 原则原则原则原则：产品最终质量还取决于在冷藏链中流通的时间：产品最终质量还取决于在冷藏链中流通的时间（TimeTime）、）、 温度条件（温度条件（TemperatureTemperature）、产品耐藏性）、产品耐藏性（ToleranceTolerance）。）。 这些原则中，这些原则中，3T 3T 原则运用得最普遍，因为原则运用得最普遍，因为 3T 3T 原则原则的重要成果，的重要成果， 是明确了冷冻食品的品温必须在是明确了冷冻食品的品温必须在-18-18以下。以下。在这个温度下，大部分冷在这个温度下，大部分冷 冻食品在一年的贮藏期之内，不冻食品在一年的贮藏期之内，不会失去原有的品质，正因如此，使冷会失去原有的品质，正因如此，使冷 冻食品业在世界范围冻食品业在世界范围内迅速发展。内迅速发展。. .第五节食品的解冻方法及设备一、解冻过程 解冻是使冻结品融解恢复到冻前的新鲜状态。解冻是使冻结品融解恢复到冻前的新鲜状态。 冷冻冷冻食品食用前的煮熟也属于解冻。食品食用前的煮熟也属于解冻。 解冻是冻结时食品中形成的冰结晶还原成融解成水，解冻是冻结时食品中形成的冰结晶还原成融解成水， 故可视为冻结的逆过程。故可视为冻结的逆过程。 解冻时，冻品表层的冰首先融解成水，随解冻的进解冻时，冻品表层的冰首先融解成水，随解冻的进行融解部分逐渐向内延伸，由于冰的导热系数是水的行融解部分逐渐向内延伸，由于冰的导热系数是水的 4 4 倍，倍，因此解冻速度随解冻的进行而逐渐下降，这与冻结过程恰因此解冻速度随解冻的进行而逐渐下降，这与冻结过程恰好相反，解冻所需时间比冻结时间长。好相反，解冻所需时间比冻结时间长。 . .冻结与解冻的特点比较. .一、解冻过程冻结曲线冻结曲线解冻曲线解冻曲线-12-12-7-7-1-1h h1 12 23 34 45 56 6 此图可以看出此图可以看出-5-1-5-1温度上升温度上升慢。通常慢。通常 0-50-5温度带由于结冰温度带由于结冰易发生蛋白质变易发生蛋白质变性，停留时间长，性，停留时间长，使食品产生异味、使食品产生异味、臭味，故解冻亦臭味，故解冻亦希望快速通过此希望快速通过此温度带。目前趋温度带。目前趋向于快速解冻。向于快速解冻。 图 牛肉（厚10cm）的冻结曲线 和解冻曲线 . .一、解冻过程 解冻的终温由解冻食品的用途决定，解冻的终温由解冻食品的用途决定， 用作加工原料的冻品，半解冻即中心温度用作加工原料的冻品，半解冻即中心温度-5-5即可，且解冻介质温度以不超过即可，且解冻介质温度以不超过10151015为宜。为宜。 对植物性食品青豆等为防止淀粉对植物性食品青豆等为防止淀粉 化宜采用蒸化宜采用蒸汽、汽、 热水、热水、 热油等高温解冻。热油等高温解冻。 冻结前经加热烹调等处理的方便食品，快速解冻结前经加热烹调等处理的方便食品，快速解冻比普通缓慢解冻好。冻比普通缓慢解冻好。 为防止解冻食品质量变化，最好实现均一解冻，为防止解冻食品质量变化，最好实现均一解冻，这就要这就要 求冻品薄，表面积大较好。求冻品薄，表面积大较好。 . .二、解冻方法 从提供热量的方法来看，冻结品解冻有以下三种：从提供热量的方法来看，冻结品解冻有以下三种：1 1、解冻介质温度高于冻品的外部加热法；、解冻介质温度高于冻品的外部加热法；（1 1）空气解冻法）空气解冻法 （2 2）水或盐水解冻法）水或盐水解冻法（3 3）冰块解冻法）冰块解冻法（4 4）接触解冻法：该装置与平板冻结装置相似。）接触解冻法：该装置与平板冻结装置相似。 板与板之板与板之间放食品，用上下两板将食品压紧，板内通以间放食品，用上下两板将食品压紧，板内通以2525的流动的流动水。水。 （5 5）真空解冻法：在真空状态下，水在低温时沸腾，沸腾）真空解冻法：在真空状态下，水在低温时沸腾，沸腾形成的水蒸气遇到更低温的冻品，在其表面凝结。此时放形成的水蒸气遇到更低温的冻品，在其表面凝结。此时放出的凝结热被冻品吸收，使冻品温出的凝结热被冻品吸收，使冻品温 度升高而解冻。度升高而解冻。. .2 2 2 2 冻品内部加热的电解冻法冻品内部加热的电解冻法冻品内部加热的电解冻法冻品内部加热的电解冻法 利用电阻、电加热、超声波、红外辐射等内部加热方利用电阻、电加热、超声波、红外辐射等内部加热方式，解冻速度要快得多。式，解冻速度要快得多。 （1 1）低频电流解冻（电阻型）低频电流解冻（电阻型） 电流通过镍铬丝时会因电阻发热，据此原理将电流通过镍铬丝时会因电阻发热，据此原理将 电流电流通过冷冻品，起初因是冻品故电阻大，电通过冷冻品，起初因是冻品故电阻大，电 流小，在逐渐流小，在逐渐发热过程中，液态水增加，电阻发热过程中，液态水增加，电阻 减小，电流增大，电流减小，电流增大，电流逐渐流经内部，在内部逐渐流经内部，在内部 发热，冻品被解冻。所用电流为发热，冻品被解冻。所用电流为交流电，频率交流电，频率 50HZ 50HZ 或或 60HZ 60HZ 的低频。故属于低频解冻。的低频。故属于低频解冻。 特点：特点： 解冻速度快，是空气和水解冻速度解冻速度快，是空气和水解冻速度 2-3 2-3 倍倍46 46 能耗少能耗少 只能解冻表面平滑的块状冷冻品，否则，只能解冻表面平滑的块状冷冻品，否则，解冻解冻 不均匀，易产生过热。不均匀，易产生过热。 . .（2 2 2 2） 高频、微波解冻高频、微波解冻高频、微波解冻高频、微波解冻 原理：高频原理：高频 3-3000MHZ3-3000MHZ（M=10 9 M=10 9 ）、微波发热是电）、微波发热是电 磁波对冻品中的高分子和低分子的极性基团起磁波对冻品中的高分子和低分子的极性基团起 作用。尤作用。尤其是对水分子起特殊作用，它使极性其是对水分子起特殊作用，它使极性 分子在电场中改变分子在电场中改变双轴分子的轴向排列。随频双轴分子的轴向排列。随频 率数，极性分子的轴向排列率数，极性分子的轴向排列作相应变化，变化时分子之间进行互相旋转、振动、碰撞，作相应变化，变化时分子之间进行互相旋转、振动、碰撞，就产生摩察。频率越高，碰撞作用越大，发热量越就产生摩察。频率越高，碰撞作用越大，发热量越 多，多，解冻越快。解冻越快。 通常把通常把 1-50MHZ 1-50MHZ 称为高频，称为高频， 300-3000MHZ 300-3000MHZ 称为微波，称为微波，国际规定只有国际规定只有 915MHZ 915MHZ 和和 2450MHZ 2450MHZ 两个波段能用于工业两个波段能用于工业上。上。 特点：特点： 解冻时间快，解冻食品质量无变化解冻时间快，解冻食品质量无变化 冻品冻品不受污染，营养成分不流失不受污染，营养成分不流失 占地面积小占地面积小 可连续生可连续生产产 有时加热不均匀，易产生过热有时加热不均匀，易产生过热 进行完全解冻困进行完全解冻困难难 装置成本高装置成本高. .3 两者都采用的组合解冻法。 组合解冻是以电解冻为轴心，再辅之以空气和水组合解冻是以电解冻为轴心，再辅之以空气和水解冻，可避免各自的缺点解冻，可避免各自的缺点（1 1）电和空气组合解冻）电和空气组合解冻 在微波解冻装置上再装以冷风设备，此冷风设备是防在微波解冻装置上再装以冷风设备，此冷风设备是防止微波产生的部分过热。先由电加热到可以用刀切的程度，止微波产生的部分过热。先由电加热到可以用刀切的程度，停止电加热，继之以冷风解冻，这样不致引起过热，避免品停止电加热，继之以冷风解冻，这样不致引起过热，避免品温不均匀。温不均匀。 （2 2）电和水组合解冻）电和水组合解冻 冷冻品完全冻结时，冷冻品完全冻结时， 电流很难通过其内部，电流很难通过其内部， 故在电阻故在电阻解冻前先采用空气或水把冻品表面稍融化，在进行电解冻。解冻前先采用空气或水把冻品表面稍融化，在进行电解冻。可缩短解冻时间，节约电能。可缩短解冻时间，节约电能。 另一种高频和水组合解冻：另一种高频和水组合解冻：在高频解冻之间是水解冻，形成高频在高频解冻之间是水解冻，形成高频水水高频形式进行解高频形式进行解冻。冻。 . .（3 3）微波和液氮组合解冻。）微波和液氮组合解冻。 原理：微波解冻中产生的过热由喷淋液氮来原理：微波解冻中产生的过热由喷淋液氮来避避 免。喷淋液氮时，加上静电场能使液氮喷淋面免。喷淋液氮时，加上静电场能使液氮喷淋面 集中，冷冻品放在转盘上使冻品受热均匀。集中，冷冻品放在转盘上使冻品受热均匀。 （4 4）二段解冻）二段解冻 对不易出现解冻僵硬的冻品，先将冻品放在对不易出现解冻僵硬的冻品，先将冻品放在 0 0 -2 -2空气中一段时间（空气中一段时间（7-10 7-10 天），肉的天），肉的品品 温呈半解冻温呈半解冻-2-2 -3 -3。 然后在到然后在到 1010空气空气中中 进行第二段解冻。进行第二段解冻。 另一种二段解冻是用热水。另一种二段解冻是用热水。 . .