1、第四章 食品冷凍一、概述：1）定義：是指食品被冷卻或凍結，通過降低溫度改變食品的特性，從而達到加工或貯藏的目的的過程。2）類型：冷藏：-18 冷凍：-30以下凍結，-18以下儲藏3）一般工藝：食品物料前處理冷卻或凍結冷藏或凍藏回熱或解凍4）低溫處理的目的：利用低溫達到某種加工效果利用低溫導致食品物料物理化學特性發生變化而優化加工工藝條件利用低溫改善食品品質利用低溫防止微生物繁殖與生長二、保藏原理1、低溫對反應速度的影響： 溫度是物質分子或原子運動能量的度量，當物質中熱量被除去，物質的動能便減少，其組成物質的分子運動變緩。 由于物質生化和化學反應速度主要取決于反應物質分子的碰撞速度，因此，反應速

2、度取決于溫度。溫度商Q10：表示溫度每升高10 時反應速度所增加的倍數。 Q10=(Kt+10)/Kt 低溫保藏的目的就是抑制反應速度，因此，Q10越高，低溫保藏的效果就越好。大多數反應的Q10在2和3之間。如Q10為2.5，溫度從30降到20 ，反應速度可降低6.25倍。但Q10是有變化的，當冷卻或凍結的溫度接近食品的凍結點時，Q10值會大大增加，即達到2-16，甚至更大，這取決于產品的性質、溫度的范圍和質量變化的類型等等。2、低溫對微生物的影響：（1）低溫與微生物的關系任何微生物都有一定的正常生長溫度范圍。 溫度越低，它們的活動能力也越弱，所以降低溫度就能減緩微生物的生長和繁殖的速度。當溫

3、度低于最低生長溫度，他們就停止生長甚至出現死亡。 低溫儲藏的實際應用中嗜溫菌、嗜冷菌是主要的。大多數食物的致毒性菌和糞便污染性菌都屬于嗜溫菌。 通常食物致毒菌在溫度低于5 的環境中即不易生長也不產毒，但是毒素一旦產生后，是不能用降低溫度來使之失去活性的。 在冷藏期間繁殖的微生物大多屬于嗜冷菌。長期處于低溫下的微生物能產生新的適應性 這是長期低溫培育中自然選育后形成的結果。因此，低溫只是阻止微生物的繁殖，不能徹底消滅微生物，一旦溫度升高，微生物的繁殖也逐漸恢復。 凍結或冰凍介質最容易促使微生物死亡，主要因為冰晶體對微生物的破壞作用。（2）低溫導致微生物活力減弱或死亡的原因溫度下降，酶活性降低，微

4、生物體內物質代謝過程中各種生化反應減緩，微生物的生長繁殖減慢。溫度降低，由于微生物體內各種生化反應的溫度系數不同，破壞了各種反應原來的協調一致性，從而影響了微生物的生活機能。溫度降的越低，失調程度越大，最終微生物的生活機能受到抑制甚至完全停止。溫度下降，微生物細胞內原生質粘度增加，膠體吸水性下降，蛋白質分散度發生改變，導致不可逆的蛋白質變性凝固，從而破壞微生物物質代謝的正常進行，對細胞造成嚴重損害。冷凍時介質中的冰晶體的形成會促使細胞內原生質或膠體脫水，溶質濃度增加，促使蛋白質變性。同時冰晶體的形成還會使細胞受到機械性破壞。3）.影響微生物低溫致死的因素：（1）溫度的高低：冰點以上，微生物仍然

5、具有一定的生長繁殖能力，最終也會導致食品的腐敗變質。稍低于微生物最低生長溫度對微生物的威脅最大，一般-8-12 ，尤其是-2 -5 ，此時微生物的活動會受到抑制或幾乎全部死亡。溫度冷卻到-20 -25 ，微生物細胞內所有酶反應幾乎全部停止，延緩了細胞內膠質體的變性，因而此時微生物的死亡緩慢。當溫度降到-20 -30 時，微生物細胞內所有的生化反應和膠體變性幾乎全部處于停止狀態，以至于微生物細胞能在較長時間內保持其生命力。（2）降溫速度食品在凍結前，降溫速度越快，微生物死亡率越大。這是因為在迅速降溫過程中，微生物細胞新陳代謝原來的協調性遭到破壞所致。食品凍結后，緩凍可導致微生物大量死亡，而速凍則

6、相反。原因是緩凍最大冰晶生成區的時間長，量少粒大的冰晶體對微生物細胞產生機械破壞作用，還促進了蛋白質的變性，使微生物死亡率增加。 而速凍時通過最大冰晶生成區的時間短，冰晶體量多而小，對微生物細胞的機械破壞作用小，同時溫度迅速降低到-18 以下，能延緩膠質體的變性，所以微生物的死亡率降低。一般情況下，食品速凍過程中微生物的死亡率僅為原來菌的50%。（3）結合水分和過冷狀態 急速凍結時，水分如果進入過冷狀態，會形成玻璃體，使微生物避免了冰晶體的破壞作用，使微生物的穩定性提高。 結合水分含量越高，越容易進入過冷狀態。（4）介質： 高水分和低PH值的介質會加速微生物的死亡，而糖、鹽、蛋白質、膠體、脂肪

7、對微生物有保護作用。（5）貯藏期：低溫貯藏時微生物一般會隨貯藏期的增加而減少。但儲藏溫度越低，減少量越少，有時甚至沒有較少。初期減少量大，一般儲藏一年后微生物死亡數達到原始菌數的60-90%。（6）交替凍結和解凍理論上講交替凍結和解凍會加速微生物的死亡，但實際效果并不明顯。3.低溫對酶活性的影響 大多數酶的適應溫度在30-40，高溫使酶蛋白變性、酶鈍化，低溫只能抑制沒得活性，但不能鈍化。 低溫對酶并不完全抑制，只是進行的非常緩慢而已。 由于冷凍或冷藏不能破壞酶活性，凍制品在解凍后酶將重新活躍，從而使食品變質。一次，在冷凍或冷藏前一般采取預煮的方法破壞酶活性，然后再凍制。三、食品的冷卻與冷藏 冷

8、藏是將預冷后的食品在稍高于冰點溫度中儲藏的方法，一般溫度在-08，儲藏期一般從幾天到數周，耐藏食品可達6-8個月。 冷藏食品是否能成功推向消費者，除了本身質量之外，最重要的是冷藏鏈是否完善。1.食品的冷卻：1)冷卻目的：快速排出食品內部的熱量，及時抑制食品內的生化反應速度和微生物的繁殖活動，保持食品的良好品質及新鮮度，延長食品的儲藏期。2）方法：冷風冷卻、冷水冷卻、接觸冰冷卻、真空冷卻等。接觸冰冷卻： 這是一種常見的簡易冷卻方法，冷卻效果是靠冰融解吸收的潛熱，融冰和食品直接接觸就直接從食品中吸取熱量。用并直接接觸不但可以有較高的冷卻速度，還可以保持食品表面的濕潤度。 適用于冷卻魚、葉類蔬菜和一

9、些水果。 冷卻速度取決于食品的種類、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小等。 有的也可以使用干冰，即固態CO2， -78.5，是水冰的1.5倍，升華成CO2無污染，無殘留，且常壓下即可汽化，效果好于水冰。空氣冷卻： 降溫后用冷空氣作為冷卻介質來維持冷藏庫的低溫，在食品冷藏過程中冷空氣以自然對流或強制對流的方式與食品進行熱交換，來保持食品低溫水平的方法。 冷卻效果主要取決于空氣的溫度、相對濕度和空氣的流速等。一般空氣溫度不低于凍結溫度，流速保持在1.5-5m/s。水冷卻： 是指用大容量水泵將機械制冷或冰塊降溫后的水噴淋在食品上進行冷卻的方法。水溫應盡可能維持在0左右，這是能

10、否有效利用設備和獲得冷卻效果的關鍵。特點：避免干耗、冷去速度快、需要空間小、成品質良好；外觀會受到損害，冷卻后難以儲藏。 適用于禽類、魚類和某些水果蔬菜。 也可以采用鹽水、海水進行冷卻，冷卻水中還可以添加一些殺菌劑進行防腐處理。真空冷卻： 依據水在低壓下蒸發吸收汽化潛熱，并以水蒸氣狀態按質量傳遞方式轉移熱量，所蒸發的水分可以使食品本身的水分，或者是事先加進去的水分。一般壓力要求低于0.5kPa,冷卻時間僅需10min，主要適用于葉類蔬菜和蘑菇。特點：冷去速度快，但投資大，操作成本高。3）食品冷卻時的冷耗量：定義：冷卻過程中食品的散熱量稱之為冷耗量表示方法：Q=mc(T初-T終)Q:冷耗量；m：

11、被冷卻食品的質量；c：凍結點以上食品的比熱容；T初：冷卻開始時食品的初溫；T終：冷卻完成時食品的終溫。熱源引起額外的冷耗量：食品的內熱源：生化反應。與冷卻速度有關，冷去速度快，由于內熱源引起的冷耗量就小，一般速凍比緩凍冷耗量可減少10-15%。公式見課本138頁公式4-4. 呼吸熱。與其他新陳代謝活動一樣，隨溫度下降而減少，一般預冷可以加以控制。公式檢課本139頁公式4-5.其他熱源：如包裝容器的顯熱、冷藏庫中的電器等的散熱量、透過墻和地面以及屋頂等的熱損耗、操作人員的散熱等等。 因此，一般冷耗量需要增加5-10%，作為安全系數。4）食品的冷藏工藝和控制：（1）冷藏條件和控制要素：冷藏溫度：不

12、僅指冷庫內空氣的溫度，更重要的是食品物料的溫度，一般植物性食品要求高于動物性食品。 更重要的是控制溫度的變化，大型冷庫熱容量大，受外界影響小，溫度較好控制。空氣的相對濕度：過高：會有水分冷凝在食品表面，導致發霉、腐爛；過低：食品中水分會迅速蒸發，導致物料萎縮、變形。一般水果控制在85-90%，綠葉蔬菜90-95%，堅果類70%.空氣流速：一般控制在1.5-5m/s過大：導致環境的相對濕度過低，物料表面水分散失快，食品干縮現象嚴重。過小：導致環境的相對濕度過高。（2）食品物料的冷藏工藝和技術條件：果蔬類：方法：空氣冷卻、水冷卻和真空冷卻 工藝條件：0.5m/s，0-3，613-666Pa 采用氣

13、調與冷藏結合，可抑制物料的呼吸，延長儲存期。肉類：采用分為一段冷卻法和二段冷卻方法一段：空氣溫度0，流速0.5-1.5m/s，RH90-98%，物料中心溫度4，時間不超過24h。二段：空氣溫度-10 -15，流速1.5-3.0m/s，時間2-4h，物料表面溫度達到0 -2，內部溫度達到16-25；第二階段。空氣溫度0 -2，流速0.1m/s，時間10-16h，最終食品溫度達到4.特點：干耗小，微生物繁殖和生化反應容易控制，應用廣泛。魚類：一般采用水冷卻、冰直接接觸冷卻，層冰層魚冷卻法、海水冷卻等。工藝條件是：水或冰的溫度-1 -2，水流速度0.5m/s,時間幾分鐘到幾十分鐘不等。其他類：奶：冷

14、媒可用冷水、冰水、鹽水蛋類：可采用空氣冷卻法，溫度一般低于蛋體2-3，每隔1-2h降1，直至蛋體降到1-3.5）影響冷藏的因素：（1）冷藏的工藝條件：冷藏溫度：空氣相對濕度空氣流速（2）食品本身的因素：食品原料的種類、生長環境、不同的部位制品收獲后的狀況，如是否受到機械損傷或微生物污染、成熟度如何等運輸、儲藏及零售時的溫度、相對濕度狀況等（3）冷卻方法6）食品冷藏時的變化：（1）水分蒸發：食品在冷卻時，溫度下降，汁液濃度增加，表面水分蒸發導致食品出現干燥現象。 由于食品中水分減少造成質量的損失的現象稱為干耗。會導致水食品表面失去新鮮飽滿的外觀。 當干耗大于5%，果蔬就會出現明顯的凋萎現象。同時

15、肉類食品也由于干耗是肉的表面收縮、硬化，形成干燥皮膜，肉色也有不變化。控制措施：控制適宜的相對濕度和低溫條件； 控制食品與介質的溫差、空氣介質的濕度與流速。（2）冷害：定義：當儲藏溫度低于某一溫度界限時，果蔬產品的正常生理機能受到障礙，失去平衡的現象，稱為冷害。癥狀：組織內部變褐和干縮；外部出現凹陷斑紋，有的出現水漬狀板塊；果蔬不能正常成熟，并產生異味。見課本145頁表4-20.最早出現的品種有香蕉、黃瓜和茄子一般需要10-14天。（3）生化作用： 果蔬在收獲后仍有生命活動，一般在采收時尚未成熟，在收獲后有后熟過程，體內成分頁不斷發生變化，如淀粉和糖的比例、糖酸比、果膠物質的變化、Vc的減少，

16、還有色、香、味的變化等等。 肉類在屠宰后主要發生成熟作用。肉類在剛屠宰后是柔軟的，持水性很高，但放置一段時間后肉質變粗硬，持水性頁大大下降，繼續放置，粗硬的肉質會又變的柔軟，持水性也恢復，稱為肉的成熟。（4）脂類的變化： 主要會發生油脂的水解，脂肪的氧化、聚合等現象，造成食品出現風味變差，味道惡化，出現變色、酸敗、發粘等現象。這種現象人們稱之為“油燒”。（5）淀粉老化： 淀粉在適當溫度下，在足夠水中吸水溶脹分裂形成均勻的糊狀溶液，從晶體狀態向不規則的無定形狀態轉變，這種作用叫做淀粉的糊化。糊化作用就是淀粉分子間氫鍵斷開，淀粉分子與水分子形成氫鍵，形成了膠體溶液，糊化的淀粉稱之為-淀粉。 在接近

17、0的低溫范圍內，糊化的淀粉分子自動排列成序，形成致密的高度晶化德不溶性淀粉分子，即淀粉化，即淀粉老化。老化的淀粉不易為淀粉酶水解，所以也不易被人體消化吸收，淀粉的營養價值下降。淀粉老化的條件：溫度2-4，水分含量30-60%儲藏溫度低于-20或高于60，含水量低于10%或在大量水中淀粉不易老化。（6）微生物增殖： 在冷卻儲藏的溫度下，微生物特別是低溫微生物的繁殖分解作用并沒有受到充分抑制，只是速度變得緩慢，長時間后，由于低溫細菌的增值，就會使食品發生腐敗。 如果要是微生物停止繁殖，一般溫度要低于-10以下，而個別微生物在-40的低溫下仍能繁殖。（7）寒冷收縮： 屠宰后的肉類在未出現僵直前快速冷

18、卻，肌肉會發生顯著收縮，以后經過成熟過程肉質也不會十分軟化的現象。 一般宰后10h內，肉問降到8以下，容易發生寒冷收縮。其中牛羊肉較為嚴重，禽肉類較輕。7）冷藏過程中不良變化的控制（1）光線： 冷藏庫內必須是黑暗的，這樣有助于延緩馬鈴薯和洋蔥等的發芽，以及延緩果蔬的褪色和異味的產生。 紫外線被用來抑制微生物的生長及食品表面霉菌的生長，但紫外線同樣會催化氧化反應而導致果蔬的褪色及異味的產生，因此一般使用功率為1W/m,每晝夜連續或間隔照射5h，就可使空氣達到99%的殺菌效果。（2）低溫殺菌： 溫和的熱處理可以減少新鮮水果表面或接近表面的微生物的數量，因而可以延緩冷藏時的變質，并且沒有化學殘留。

19、對于檸檬、李子等水果浸泡在46-54的溫水中1-4min就有良好的效果。（3）表面涂層： 一些果蔬在冷藏前經過表面涂層可以減少脫水，改善外觀。（4）氣體調節 儲藏環境的空氣組成發生變化，果蔬的生理作用頁發生相應的變化，氧氣濃度下降或二氧化碳濃度的上升都能抑制果蔬的呼吸作用，延緩果蔬的成熟和組織中某些病害的蔓延。8）冷藏食品的回熱（1）定義：冷藏食品的溫度回到正常溫度進行加工或食用的過程。（2）要求：同食品表面接觸的空氣的露點必須始終低于食品表面的溫度。 空氣的露點取決于該空氣的狀態，即空氣的溫度及相對濕度。 在食品回熱過程中空氣的溫度會不斷下降，相對濕度也會不斷地上升，這就需要在回熱一定時間后

20、要對暖空氣重新加熱并降低相對濕度，才能保證在整個回熱階段，空氣的路電視中保持低于食品表面溫度。（3）注意：防冒汗：控制空氣的露點低于食品的表面溫度防干縮：控制暖空氣的相對濕度。四、低溫氣調儲藏：1.原理：通過適當降低環境空氣中O2的分壓，提高CO2的分壓，是果蔬產品和微生物的代謝活動受到抑制而延長貯藏時間。2.發展歷史：最早20世紀20年代，發展于20世紀40年代。3.特點：優點：顯著抑制果蔬的呼吸強度，延緩衰老，減輕葉綠素的分解及生理性和侵染性的病害，延長貯藏壽命和零售期。缺點：果實的生物化學組呈可能會變得異常，如果肉褐變（原因：酶氧化、過氧化物酶和非氧化酶的異構和聚合作用）、組織解體以及某

21、些有機酸的積累等現象。4.常用的技術改良氣體貯藏：MAS，是用一種混合氣體置換貯藏庫或包裝容器內的空氣，這種混合氣體不同于空氣其中氣體的各個組分的比例在今日貯藏庫或包裝容器時就已經固定，爆倉過程中不再對氣體的組成作任何控制，或者僅定期放風。控制氣體貯藏：CAS，是在保藏過程中食品周圍環境氣體的組分一直受到調控。他要求不斷的檢測和控制氣體的組分。真空包裝：VP，是產品放置在一個低透氧率的包裝容器中，將其中的空氣抽去，再將包裝容器密封。真空包裝中殘留的少量氣體由于微生物或產品的新陳代謝可能發生變化，因此大氣被改性了。5.氣調對果蔬保藏的效果：可防止冷害的發生可延緩葉綠素的分解可延緩CO2對果蔬的傷

22、害6.氣調對其他制品的保藏效果 MAS使用的較多。因為NAS中的氣體成分會因為貯藏無的新陳代謝而改變，氧氣濃度下降到0%，CO2濃度上升到20%甚至更高，這對于普通的果蔬是不適合的，而對于加工制品以及肉類、魚類等制品由于高濃度的CO2能殺滅昆蟲和微生物，因此保藏效果良好。CO2抑菌的原因：可改變細胞膜的功能特性對酶有直接的抑制作用可改變菌體細胞的穿透性，導致細胞內PH改變可直接改變蛋白質的物化特性7.MAS中病原菌的控制：主要采用符合處理技術+MAS技術如輻射技術+MAS 輻射技術+化學預處理+MAS四、食品的凍結和凍藏1.概述：1）定義：凍結：就是將常溫食品的溫度下降到冷凍狀態的過程。凍藏：

23、就是食品凍結后，再在能保持食品凍結狀態的溫度下貯藏的保藏方法。常用的貯藏溫度為-23 -12，以-18為最適用。而凍結技術對凍藏食品的質量就耐儲性有相當大的影響。2）特點：適用于食品的長期貯藏。合理的凍結和貯藏的食品在大小、形狀、質地、色澤和風味等方面不會發生明顯的變化，還能保持原始的新鮮狀態。使用方便，口味新鮮。2.食品的凍結1）基本概念：（1）凍結點：指一定壓力下液態物質由液態轉向固態的溫度點。 常壓下，由于水中溶解一定的空氣，凍結點下降為0.0024. 由于食品體系中較為復雜，包括大量的有機物質和無機物質，因此食品的凍結點低于純水的冰點，隨食品中水分和溶解物質的種類及數量其凍結點也不一樣

24、。 一般情況下，水只有被冷卻到低于凍結點的某一溫度時才開始凍結，稱為過冷現象。凍結點與過冷點之間處于過冷態，此時極易形成冰晶體。（2）低共熔點：一般溶液或食品物料的凍結點是他們的初始凍結溫度，隨著凍結過程的進行，水分不斷轉化為冰晶體，剩余的溶液濃度增加，凍結點隨之下降，直至所有水分都凍結，此時溶液中的溶質、溶劑達到共同固化，這一狀態點稱為低共熔點，或冰鹽凍結點。一般食品的低共熔點的溫度為-55 -65.（3）影響因素：水分含量與水分狀態（4）拉烏爾法則：Qt=-Kfm 凍結點的降低與其物質的濃度成正比，酶增加1mol/L溶質，凍結點下降1.86.一般植物性食品的凍結點大多為-0.6 -3.8.

25、2）凍結規律和水分凍結量： 凍結規律： 食品在凍結過程中，溫度逐步下降，其過程可用食品溫度與時間的關系曲線表示，即凍結溫度曲線。AS：降溫過程中水分子的運動速度減緩，內部結構在定向排列引力的作用下，趨向形成近似結晶體的穩定性聚集體，溶液粘度非常高，溫度低于冰點，但未發生相變，S點稱為過冷點。此時放出的熱量是“顯熱”，但數量少，所以降溫速度快，曲線較陡，出現過冷點。SB：當溫度下降至凍結點，潛熱被排除后，液體與固體之間的轉變而結冰。 結冰包括晶核的形成和冰晶體的增長兩個過程。晶核的形成時極少部分的水分子有規律的結合在一起，形成結晶的核心，這種晶核是在過冷條件下才出現的。只有當溫度很快下降至比凍結

26、點低得多時，水分同時析出形成大量的晶核，才會出現細小而分布均勻的冰晶體。 當出現了穩定的晶核，聚集體會立即向冰晶體轉化，并放出潛熱，促使溫度上升到冰點。 此階段因為食品大多有一定的厚度，凍結時表面溫度降得很快，一般食品不會有穩定的過冷現象出現。BC：隨水分凍結量增加，未凍結液體中溶質濃度不斷增加，食品的凍結點不斷下降。CD：其中一種溶質因過飽和析出，結晶熱釋放，溫度上升至低共熔點D。 此時食品中水分大部分凍結成冰，由于轉變成冰需要排除大量的潛熱，整個凍結過程中的總熱量的大部分在此階段放出，所以當制冷能力不是非常強大時，降溫緩慢，曲線平坦。DE：食品中的水分和所有溶質不斷結晶，形成固態，達到物質

27、的低共熔點。EF：冰水混合物的溫度一直下降至凍結機的溫度。 此階段從成冰到終溫，放出的熱量其中一部分使冰降溫，一部分使內部余下的繼續結冰，因為冰的比熱比水小，因此曲線更加陡。水分凍結量：是指食品凍結時他的水分轉化成冰晶體的形成量，也就是一定溫度時形成的冰晶體質量與在同一溫度時食品內所含水分和冰晶體的總質量之比。即冰晶體質量占食品中水分總含量的比例。冷凍時水的物理特性： 水的凍結包括降溫和結晶。當溫度降到冰點，排出了潛熱，游離水由液態變為固態，形成冰晶，即結冰；而結合水則要脫離其結合物質，脛骨一個脫水過程后，才凍結成冰晶。 水結冰后體積增加約9%，另一方面冰在溫度每下降1，體積收縮0.01-0.

28、05%，兩者相比，膨脹大于收縮，因此含水量多的食品凍結后體積會有所增加。 凍結時表面的水首先結冰，然后冰層逐漸向內伸展。當內部水分因凍結而膨脹時，會受到外部凍結層的阻礙，產生內壓，這就是“凍結膨脹壓”。如果外層冰體承受不住過大的內壓時，就會破裂。因此，凍品厚度過大、凍結速度過快，往往會出現這樣的龜裂。3）凍結速度：（1）定義：指食品物料內中心溫度在單位時間下降的速度或-5凍結層從食品表面先內部推進的距離。（2）劃分：按時間劃分：值食品中心溫度從-1降到-5所用時間。30min之內為快速，超過30min為慢速。按距離劃分：單位時間-5凍結層從食品表面伸向內部的距離。時間h，距離cm，凍結速度v的

29、單位是cm/h。分為三種：快速：v5-20cm/h；中速：v=1-5cm/h；慢速：v=0.1-1cm/h。（3）表示方法：界面位移速度：就是指食品內未凍結層和凍結層間的分界面在單位時間內從物體表面向中心位移的距離（m/h）冰晶體形成速度：就是指在物體任何單位容積內或任意點上單位時間內的水分凍結量kg/(kgh)（4）影響因素：食品成分：不同的食品成分具有不同的導熱性，如果其他條件不變，導熱性越強，凍結速度越快；食品的結構也會影響其凍結速度。非食品成分：包括傳熱介質、食品厚度、放熱系數以及食品與冷卻介質之間密切接觸程度。（5）凍結速度與冰晶體大小 在-1 -4,范圍內大部分水結成冰，稱為最大冰

30、晶生成區。 凍結速度快，形成的冰晶體小而多，凍結速度慢，形成的冰晶體大而少。原因：凍結速度慢，由于細胞外層溶液溫度低，冰晶體首先在這里產生，而此時細胞內的水分還以液相殘留，同溫度下水的蒸汽壓總高于冰，在蒸汽壓的作用下，細胞內的水向冰晶體移動，形成較大的冰晶體且分布不均勻。水分移動除蒸汽壓差外還與動植物死后蛋白質的持水作用降低，細胞膜的透水性增加而增強。實際上被凍物質總有一定體積，凍結速度從表面到中心是明顯變慢的，要保持同一凍結速度是困難的，而這種凍結速度的差別引起的質量變化如在允許范圍內凍結速度稍慢也是可以的。凍結不僅僅涉及把食品凍結這一工序，還依賴儲藏流動環節對凍結的保持，流通中溫度波動就會

31、產生重結晶，而使冰晶體變大。從提高食品質量的角度看，只有迅速凍結把食品凍結體的狀態牢靠的保持在-18以下的儲藏條件下，才能得到穩定的速凍食品質構，才能一直微生物活動，延緩生化反應，才能得到較高質量的制品。4）凍結過程中玻璃化轉變：（1）概念：一種非晶高聚物結構不變，由于分子運動情況不同，表現出非常不同的客觀性質，物體由剛性固體狀向柔軟的彈性體轉變，這種轉變稱為玻璃化轉變，對應的溫度即為玻璃化轉變溫度。（2）特點：高分子的熱運動是比較復雜的，運動單元具有多重性，可以是整個分子的運動，也可以是分子的一部分如側鏈、支鏈、側基的運動。（3）過程： 在一定的外界條件下，高聚物呈現與外界環境條件相適應的平

32、衡狀態。當外界條件發生變化如溫度、壓力的變化時，高聚物通過分子的熱運動，達到與新的條件相適應的平衡狀態。 在玻璃態時，由于溫度較低，分子運動能量低，只有較小的運動單元，不足以客服主鏈內分子旋轉的位壘，鏈段處于被凍結狀態，不能實現從一種構象向另一種構象的轉變，高分子的整鏈和鏈段運動都被凍結，分子運動的宏觀表現是高分子的理化性質都相對穩定。 當溫度升高，高分子的熱運動的能量增加到足以克服運動單元所需要的位壘時，運動單元處于活化狀態，從而開始一定的熱運動。當溫度升高到高聚物發生體積膨脹，加大了分子間的自由空間，他的各種運動單元均發生運動；當自由空間達到某種單元運動必需的大小后，這一運動單元就可以自由

33、的迅速運動了。（4）冷凍食品中玻璃態的形成： 食品領域中的玻璃態是指：非平衡的、亞穩定狀態的、無定形的、粘度非常高的固體。理論上講，如果溫度達到該溶質的低共熔點，就會形成共晶現象。事實上這個現象不一定發生，因為存在著溶質的超飽和現象，此時由于溶液粘度非常大，即使溫度下降到與該臨界濃度對應的溫度點，很難形成晶體，可能隨著溫度的下降，溶質進一步過飽和依據年粘度進一步增加，最終變成無定形態脆性的玻璃體。（5）玻璃化轉變溫度的測量：利用體積變化進行測量利用熱力學性質的變化測量利用力學性質的變化進行測量利用電磁性質進行測量：導電性、介電性質5）食品凍結前的預處理：熱燙：針對蔬菜，又稱殺青、預煮。目的鈍化

34、酶活性，減少微生物數量，一般溫度85-100.加糖：針對水果。將水果進行必要的切分后滲糖處理，糖分使水果中游離的水分降低，減少凍結時冰晶體的形成，減少物料的氧化作用。加鹽：針對水產品和肉類，類似于鹽腌濃縮：針對液態食品如乳、果汁等。液態食品如不經過濃縮而直接凍結，會產生大量的冰晶體，使液體濃度增加而導致蛋白質的變性、失穩等現象。濃縮后液態食品的凍結點大大降低，凍結時結晶的水分減少，對膠體物質的影響變小，解凍后也易復原。加抗氧化劑：針對蝦、蟹等產品。凍結時易氧化變色、變味，加入抗氧化劑可以減少水溶性物質或脂類物質或的氧化。冰衣處理：在凍藏食品表面形成一層冰膜，一般采用純凈水，添加一些增稠劑。包裝

35、處理：目的可以減輕食品的氧化、水分的蒸發以及微生物的污染。6）食品凍結的冷耗量與凍結時間的預測冷耗量：就是指凍結過程中食品在他降溫范圍內所放出的熱量。 主要分為三個部分：凍結前冷卻時放出的熱量、凍結時形成冰晶體的放熱量以及凍結食品降溫時的放熱量。冷凍時間的預測： 食品物料的冷凍是一種復雜的非穩定的傳熱過程，不僅各點的溫度隨時間變化，而且在冷凍溫度下，狀態也有所改變，這些變化導致了解凍和凍結物料間熱性質的變化以及冷凍時間的預測很難完成。 主要有Plank方程和Nagoaka方程。7）凍結對食品品質的影響：（1）凍結過程中的變化體積以及物性的變化： 凍結后食品的體積一般會增加8.7%作用，主要取決

36、于物料中水與空氣的比例以及含水量的多少。 食品物性的變化主要指食品的比熱容下降，熱傳導系數及熱擴散系數增加等現象。水分重新分布： 這種現象在緩凍時較為明顯。因為緩凍時食品物料內部各處不是同時凍結，細胞外的水分先凍結，凍結后造成細胞外溶液濃度升高，細胞內外由于濃度差而產生滲透壓差，是水分重新分布。冰晶體的危害： 一方面，在凍結過程中細胞間隙水分先凍結，細胞內水分的蒸汽壓高于冰的蒸汽壓，促使細胞內水分向外轉移，不斷結合到細胞間隙所形成的冰晶體上，細胞間隙的冰晶體越來越大，產生機械性擠壓，是細胞發生分離，解凍后不能恢復原來的狀態，造成組織變軟。 另一方面，植物組織內有大的液泡，水分含量高，緩慢的凍結

37、會造成大的冰晶體，產生較大的“凍結膨脹壓”，而植物組織細胞壁厚而缺乏彈性，容易被冰晶體刺破或脹破，細胞受到破裂損傷，解凍后組織就會軟化流汁。液體濃縮：主要有 溶質結晶或出現沉淀 高濃度溶液中蛋白質變性 PH值下降至等電點 改變膠體溶液的平衡 氣體飽和、逸出 解凍后產品難以恢復原有的飽滿度（2）凍藏中發生的變化：玻璃態與冷凍食品貯藏穩定性的關系： 物料溫度低于玻璃化溫度時，食品的穩定性也不是絕對的。 與玻璃體本身性質相關的因素如聚合度、支鏈狀態等對其穩定性也有重要影響。重結晶現象： 凍藏過程中食品物料中的冰晶體大小、形狀以及位置都會發生變化，存在冰結晶的數量減少，體積增大的現象。 小冰晶“長大”，稱為遷移性重結晶。小冰晶曲率半徑小，對其表面分子的結合能力差，有相對較高的熔點，不穩定，在溫度波動下，就就會重結晶而長大。另外，冰晶體相互接觸也會發生重結晶。凍干害：又稱為凍燒是由于物料表面脫水升華形成多孔干化層，使物料表面出現氧化變色、變味等品質明顯下降的現象。多表現與動物食品。防治措施：減少外來熱源及溫度波動 降低空氣流速 改變物料的大小、形狀、堆放形式和數量 采用適當的包裝生化變化：脂類物質氧化降解 蛋白質的溶解性下降等其他變化：PH、色澤、風味、營養成分等。8）凍結方法：空氣凍結法：包