第二章食品的冷凍保藏參考書目食品工藝學（上冊）食品工業(yè)制冷技術食品冷凍工藝學肉類食品工藝學水產(chǎn)品冷藏加工冷藏和凍藏工程技術各種食品類、制冷類的期刊概述冷凍食品和冷卻食品冷凍和冷卻食品的特點低溫保藏食品的歷史冷凍食品和冷卻食品冷凍食品又稱凍結食品，是凍結后在低于凍結點的溫度保藏的食品冷卻食品不需要凍結，是將食品的溫度降到接近凍結點，并在此溫度下保藏的食品冷凍食品和冷卻食品可按原料及消費形式分為果蔬類、水產(chǎn)類、肉禽蛋類、調(diào)理方便食品類這四大類。冷凍和冷卻食品的特點易保藏，廣泛用于肉、禽、水產(chǎn)、乳、蛋、蔬菜和水果等易腐食品的生產(chǎn)、運輸和貯藏營養(yǎng)、方便、衛(wèi)生、經(jīng)濟市場需求量大，在發(fā)達國家占有重要的地位，在發(fā)展中國家發(fā)展迅速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▏@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，美國建立了凍結食品廠。20世紀30年代，出現(xiàn)帶包裝的冷凍食品。二戰(zhàn)的軍需，極大地促進了美國凍結食品業(yè)的發(fā)展。戰(zhàn)后，冷凍技術和配套設備不斷改進，出現(xiàn)預制冷凍制品、耐熱復合塑料薄膜包裝袋和高質(zhì)快速解凍復原加熱設備，冷凍食品業(yè)成為方便食品和快餐業(yè)的支柱行業(yè)。20世紀60年代，發(fā)達國家構成完整的冷藏鏈。冷凍食品進入超市。冷凍食品的品種迅猛增加。冷凍加工技術從整體凍結向小塊或顆粒凍結發(fā)展。我國在20世紀70年代，因外貿(mào)需要冷凍蔬菜，冷凍食品開始起步。80年代，家用冰箱和微波爐的普及，銷售用冰柜和冷藏柜的使用，推動了冷凍冷藏食品的發(fā)展；出現(xiàn)冷凍面點。90年代，冷鏈初步形成；品種增加，風味特色產(chǎn)品和各種菜式；生產(chǎn)企業(yè)和產(chǎn)量大幅度增加。Ｐerkins的乙醚壓縮制冷機壓縮機吸氣管排氣管冷凝器膨脹閥蒸發(fā)器水制冰箱蒸汽吸收式冷凍機蒸汽壓縮式冷凍機原理冷凝器蒸發(fā)器高壓高溫區(qū)低壓低溫區(qū)膨脹閥壓縮機等溫等壓等壓等熵等焓第一節(jié)食品低溫保藏的基本原理概述低溫對微生物的影響低溫對酶活性的影響低溫對非酶作用的影響概述食品原料有動物性和植物性之分。食品的化學成分復雜且易變。食品因腐爛變質(zhì)造成的損失驚人。引起食品腐爛變質(zhì)的三個主要因素。低溫對酶的影響低溫可抑制酶的活性，但不使其鈍化。故凍制品解凍后酶將重新活躍，使食品變質(zhì)。通常采用預煮，破壞酶活性，然后再凍制。17低溫對微生物的影響

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。19

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能。

降溫時，微生物細胞內(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胞遭受機械性破壞。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)。20影響微生物低溫致死的因素2.降溫速度凍結前，降溫越快，微生物的死亡率越大。

在迅速降溫過程中，微生物細胞內(nèi)的新陳代謝所需的各種生化反應的協(xié)調(diào)一致性被迅速破壞。凍結時，緩凍將導致大量微生物死亡，而速凍則相反。3.結合狀態(tài)和過冷狀態(tài)急速冷卻時，如果水分能迅速轉化成過冷狀態(tài)，避免結晶形成固態(tài)玻璃體，就有可能避免因介質(zhì)內(nèi)水分結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。234.介質(zhì)高水分和低pH值的介質(zhì)會加速微生物的死亡.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。

-8～-12℃，尤其-2～-5℃（凍結溫度）,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).嗜冷微生物－5～30℃嗜溫微生物10～45℃嗜熱微生物25～95℃共同溫距：25～30℃低溫保存：－20℃高溫殺菌保存食品微生物生長最低溫度℃食品微生物生長最低溫度℃豬肉細菌-4乳細菌0～-1牛肉霉菌、酵母菌、細菌-1～1.6冰淇凌細菌-3～-10羊肉霉菌、酵母菌、細菌-1～-5大豆霉菌-6.7火腿細菌

1～2豌豆霉菌、酵母菌-4～6.7臘腸細菌

5蘋果霉菌

0熏肋肉細菌-5～-10葡萄汁酵母菌

0魚貝類細菌-4～-7濃桔汁酵母菌-10草莓霉菌、酵母菌、細菌-0.3～-6.5食品中微生物生長的最低溫度TemperatureFigure6.1嗜冷菌三、低溫對非酶因素的影響各種非酶促化學反應的速度，都會因溫度下降而降低。29第二節(jié)食品的冷卻冷卻，是將食品或食品原料的溫度降低到適合后續(xù)加工或冷藏溫度的過程。冷藏是將食品溫度降低到接近冰點而不凍結的一種食品保藏方法。冷藏溫度一般為-2～15℃，而-1～8℃則為常用的冷藏溫度。植物性食品的冷藏保鮮?肉類凍結前的預冷分割肉的冷藏銷售?水產(chǎn)品的冷藏保鮮30一、食品的冷卻冷卻目的：快速排出食品內(nèi)部的熱量，使食品溫度在盡可能短的時間（一般為幾小時）降低到冰點以上，從而能及時地抑制食品中微生物的生長繁殖和生化反應速度，保持食品的良好品質(zhì)及新鮮度，延長食品的儲藏期。31熱傳導熱對流二、冷卻方法（一）固體物料的冷卻接觸冰冷卻法空氣冷卻法水冷法真空冷卻法34（二）液體食品物料的冷卻特點—間接冷卻間歇式、連續(xù)式冷風冷卻系統(tǒng)示意圖b.水冷法浸漬式、噴淋式特點冷卻速度快而均勻；無干耗；可連續(xù)化作業(yè)，所需空間小；易引起微生物污染。適用范圍家禽、水產(chǎn)、部分果蔬、罐頭食品冰水預冷機食品內(nèi)部傳遞的熱量：食品內(nèi)部溫度下降示意圖傳出與傳入熱量差a.冷卻速度（傅立葉定律）降溫產(chǎn)生的能量變化a.

冷卻速度式中：α—對流換熱系數(shù)（kJ/m2·℃·h）；S—熱傳導的面積(m2)；V—長方體的體積(m3)；ρ—長方體的密度(kg／m3)；c—長方體的比熱容（kJ／(kg·℃)；—某一時刻冷卻食品的平均溫度(℃)；

—冷卻介質(zhì)的平均溫度(℃)。平均冷卻速度平板狀食品平板狀食品冷卻速度的計算公式：b.冷卻時間平板狀食品冷卻時間的計算公式：第三節(jié)食品的凍結

食品的凍結就是指將食品的溫度降低到食品凍結點以下的某一預定溫度（一般要求食品的中心溫度達到-15℃或以下），使食品中的大部分水分凍結成冰晶體。63問題一食品凍結過程遵循什么規(guī)律？問題二凍結速度對食品的品質(zhì)產(chǎn)生哪些影響？問題三如何實現(xiàn)食品的速凍？一、食品凍結的理論（一）凍結點與凍結率1、凍結點或冰點（freezingpoint)：

冰晶開始出現(xiàn)的溫度。一般食品的凍結點為-0.6～－3℃。65§2.1.1.基本概念

食鹽水的二元相變圖固相食鹽和食鹽水食鹽水冰和食鹽水溫度℃含鹽量%AEBabc.低共熔點（共晶點） 在降溫過程中，食品組織內(nèi)溶液的濃度增加到一個恒定值，溶質(zhì)和水分同時結晶固化時的溫度。拉烏爾（Raoult）稀溶液定律：與固態(tài)純?nèi)軇┏善胶獾南∪芤旱哪厅cTf比相同壓力下純?nèi)軇┑哪厅cT*f低，實驗結果表明，凝固點降低的數(shù)值與稀溶液中所含溶質(zhì)的數(shù)量成正比，即kf叫凝固點下降系數(shù)它與溶劑性質(zhì)有關而與溶質(zhì)性質(zhì)無關。凍結點的降低，與其物質(zhì)的濃度成正比，每增加1mol/L溶質(zhì)，凍結點就會下降1.86℃。因此食品物料要降到0℃以下才產(chǎn)生冰晶。6768凍結過程與凍結曲線凍結曲線表示凍結過程中溫度隨時間的變化過程。冷凍曲線的三個階段：初始階段，從初溫到冰點，這時食品放出的熱量是顯熱，此熱量與全部放出的熱量比較，其值較小，所以降溫速度快，凍結曲線較陡。中間階段，食品的溫度從食品的凍結點降低至其中心溫度為-5℃左右，這時食品中的大部分水結成冰，放出大量的潛熱。食品在該階段的降溫速度慢，凍結曲線平坦。終了階段，從大部分水結成冰到預設的凍結終溫。697071最大冰晶生成帶：大部分食品中心溫度從-1℃降至-5℃時，近80%水分可凍結成冰。這種大量形成冰結晶的溫度范圍稱為最大冰晶生成帶。該階段的熱交換對食品凍結速度的影響很大。一般認為，食品的中心溫度在冰結晶最大生成帶的溫度范圍內(nèi)（-1～-5℃）停留的時間不超過30min就達到了快速凍結的要求。72（二）冰結晶條件過冷現(xiàn)象是水中有冰結晶生成的先決條件。

水或水溶液結冰時，被稱為“冰結晶之芽“的晶核的形成是必要條件。7374溫度\℃凍結時間/h凍結溫度曲線和凍結水分量一、冰結晶條件1.液體過冷當液體的溫度降至凍結點時，液相與結晶相處于平衡狀態(tài)。要使液相向結晶相轉變，必須降溫至稍低于凍結點，造成液體的過冷。過冷現(xiàn)象是冰結晶的先決條件。2、凍結率溫度-60℃左右，食品內(nèi)水分全部凍結，此溫度稱為共晶點。凍結率：在凍結點與共晶點之間的任意溫度下，食品內(nèi)水分的凍結比例（%），又稱結冰率，其近似值可用下式計算：K=100（1－TD/TF）

TD和TF分別為食品的凍結點及其凍結終了溫度75d.水分凍結量食品凍結時，水分轉化為冰晶體的形成量。描述為：ω＝G冰／（G冰＋G水）

（%）水分凍結量與溫度的關系：

其中：t——表示凍結食品的溫度

tp——表示食品的冰點溫度食品溫度從-1℃降到-5℃

時的水分凍結量77二、過冷度與晶核形成、晶體生長的關系

2.晶核形成當液體處于過冷狀態(tài)時，由于某種刺激作用會產(chǎn)生結晶中心，形成晶核。例如溶液內(nèi)局部溫度過低，水溶液中的氣泡、微粒及容器壁等。

3.冰結晶生長晶核形成后，冷卻的水分子向晶核移動，凝結在晶核或冰結晶的表面，造成冰結晶生長。凍結速度及其與冰晶狀態(tài)和分布的關系

§2.1.3.1

凍結速度定性描述I——冰層移動速度；

ν——水分移動的速度§2.1.3.1.凍結速度定量描述0.1㎝/h1㎝/h5㎝/h20㎝/h慢速中速快速以冰層推進的距離區(qū)分：以降溫的時間區(qū)分：食品中心從-1℃降到-5℃所需的時間在30min以內(nèi)的為速凍。

§2.1.3.1.凍結速度以距離與時間之比區(qū)分：食品表面到中心溫度點的最短距離L與食品表面達到0℃后，至食品中心溫度降到比凍結點溫度低10℃所需的時間τ之比。冷凍庫

0.2cm/h

慢速凍結送風凍結器0.5～2cm/h

中速凍結懸浮凍結器5～10cm/h

快速凍結液氮凍結器10～100cm/h

快速凍結國際制冷協(xié)會對凍結速度的定義§2.1.3.2.凍結速度與冰晶的狀態(tài)緩慢凍結凍結速度慢，細胞內(nèi)水分向細胞外冰晶轉移的時間長，結果形成較大的冰晶體。快速凍結冰層向內(nèi)推進的速度大于細胞內(nèi)水分向外轉移的速度，因而形成無數(shù)細小的冰晶體。

過冷度較小的區(qū)域，晶核形成數(shù)少，以這些晶核為中心的冰晶體生長速度快過冷度超過A點（晶核形成臨界溫度），晶核形成速度急劇減加，而冰晶體生長的速度相對緩慢緩慢凍結時，晶核形成放出的熱量不能及時被除去，過冷度小，對晶核形成不利，因而晶核數(shù)少，生成的冰晶體大快速凍結時，晶核形成放出的熱量及時被除去，過冷度大，當超過A點后晶核大量形成，而晶體生長有限，因而生成大量細小的冰晶體。不同凍結速率凍結的鱈魚肉中冰晶的情況(a)未凍結(b)快速凍結(c)緩慢凍結不同凍結速度下的冰晶狀態(tài)凍結速度對冰晶體大小的影響凍結方式冰晶體的大小/μm長寬高1234干冰－80℃鹽水－18℃金屬板－40℃空氣－18℃29.229.7320.0920.018.212.8763.0544.06.19.187.6324.6二、凍結對凍品質(zhì)量的影響體積膨脹，內(nèi)壓增加比熱下降導熱系數(shù)增大溶質(zhì)重新分布溶液濃縮冰晶體成長冷耗及干耗脂肪氧化變色87⑴容積的改變細胞潰解、氣體膨脹，產(chǎn)生內(nèi)壓出現(xiàn)龜裂(速凍)。⑵冰晶體的機械損傷刺傷細胞組織、使食品失去復原性。凍結速度對凍品質(zhì)量的影響a.物理變化的影響比熱下降水和冰的比熱分別為4.2kJ/kg.℃和2.1kJ/kg.℃。食品比熱的近似計算式：在冰點以上時，c=w+0.2b；冰點以下時，c’=0.5w+0.2b。式中，w為食品含水率（%）；

b為食品固形物含量（%）。89物性參數(shù)變化：比熱↓，導熱系數(shù)↑，熱傳導系數(shù)↑。903、導熱系數(shù)增大水為2.1kJ/m.h.℃，冰為8.4kJ/m.h.℃。在冷凍時冰層向內(nèi)部逐漸推進，使導熱系數(shù)提高，從而加快了冷凍過程。導熱系數(shù)還受到其它成分，尤其是含脂量的影響，因脂肪是熱的不良導體，含脂量大時食品的導熱系數(shù)就小。導熱系數(shù)還受食品構型的影響，當熱流方向與肌纖維平行時大，垂直時則小。9192已凍層未凍層過渡層緩凍速凍溶質(zhì)水分a.物理變化的影響⑶溶質(zhì)的重新分布 溶質(zhì)呈不均勻分布； 營養(yǎng)成分流失。⑷水分的蒸發(fā)凍結界面位移速度越快，溶質(zhì)分布越均勻。5、液體濃縮（1）溶質(zhì)結晶析出，如冰淇淋中乳糖因濃度增加而結晶，產(chǎn)品具有沙礫感；（2）蛋白質(zhì)變性；蛋白質(zhì)在高濃度的溶液中因鹽析而變性酸性溶液的pH值因濃縮而下降到蛋白質(zhì)的等電點，導致蛋白質(zhì)凝固改變膠體懸浮液中陰、陽離子的平衡，從而破壞膠體體系（3）氣體因濃縮而過飽和，并從溶液中逸出；（4）引起組織脫水，解凍后水分難以全部恢復，組織也難以恢復原有的飽滿度。946、冰晶體成長經(jīng)凍結后，食品內(nèi)部的冰晶體大小并不均勻一致。在凍藏過程中，細微的冰晶體逐漸減小、消失，而大冰晶體逐漸長大，食品中冰晶體的數(shù)目也大為減少，這種現(xiàn)象稱為冰晶體成長。冰晶體成長給食品的品質(zhì)帶來很大的影響。果蔬肉類的組織細胞受到機械損傷，蛋白質(zhì)變性，解凍后汁液流失增加，造成食品風味和營養(yǎng)價值的下降。冰淇淋，冷凍面團等制品質(zhì)構的嚴重劣化。95（7）滴落液（drip）動物性食品經(jīng)冷凍/解凍后，不能被肌肉組織重新吸收回到原來狀態(tài)而流失的水。滴落液造成水分和營養(yǎng)成分的損失。原因：凍結對組織細胞的損傷。（7）滴落液（drip）影響滴落液量的因素：含水量，新鮮度，處理過程，切分程度。（8）干耗在冷卻、凍結和冷凍貯藏過程中因溫差引起食品表面的水分蒸發(fā)而產(chǎn)生的重量損失。干耗量與制冷裝置的性能有密切的關系，性能優(yōu)良的僅有0.5~1%，而性能不佳的裝置干耗可達5~7%。（8）干耗干耗可造成很大的經(jīng)濟損失，如按出肉率40kg/頭，250工作日/年計，日處理2000頭豬的肉聯(lián)廠，干耗以3%計算，年損失肉重量達600T，相當于15000頭豬。（9）脂肪氧化含較多不飽和脂肪酸的脂肪組織在空氣中易被氧化。水產(chǎn)類最不穩(wěn)定，禽類次之，畜類最穩(wěn)定。畜類中，豬脂肪最不穩(wěn)定。氧化變質(zhì)的最初表現(xiàn)是產(chǎn)生不正常的氣味，表面出現(xiàn)黃色斑點；隨著氧化的繼續(xù)，脂肪整體發(fā)黃，發(fā)出強烈的酸味，并可能產(chǎn)生有毒物質(zhì)（丙二醛）。（10）變色脂肪組織因氧化而黃變?nèi)忸愐蚣〖t蛋白的氧化而褐變果蔬的酶促褐變蝦的酪氨酸氧化黑變紅色魚皮因類胡蘿卜素氧化而褪色小結食品凍結規(guī)律凍結從過冷點開始，凍結開始后溫度回升至冰點；隨著水分凍結量增大，溶質(zhì)濃度增大，凍結溫度不斷下降；要實現(xiàn)水分完全固化，必須達到低共熔點溫度。冷耗及干耗食品凍結的冷耗量：就是凍結過程中食品在其降溫范圍內(nèi)所放出的熱量。凍結過程食品的放熱量區(qū)分為三個部分：①凍結前食品冷卻時的放熱量②凍結時形成冰晶體的放熱量③凍結食品降溫時的放熱量103凍結前食品冷卻時的放熱量：

Q1=C0m（T初-T凍）m—凍結食品的質(zhì)量C0—溫度高于凍結點時的比熱（kJ/kg，K）凍結時形成冰晶體的放熱量：Q2=mWωγ冰W—食品中的水分含量(kg/kg)ω—最終凍結食品溫度時水分凍結量(kg/kg)γ冰—水分形成冰晶體時放出的潛熱(kJ/kg)

凍結食品降溫時的放熱量

Q3=Cim（T凍-T終）Ci—溫度低于凍結點時的比熱(kJ/kg,K)冷耗量Q=（Q1+Q2+Q3+Q門（人員進出）

+Q燈光及其他電器

+Q貨架和包裝

+Q生化熱和其它）×安全系數(shù)e.凍結過程中的冷耗量定義：食品在其降溫范圍內(nèi)所放出的熱量。計算：Q＝Q1＋Q2＋Q3Q1＝GC0（T初－T凍）凍結前釋放的顯熱；Q3＝GCT（T凍－T終）凍結后釋放的顯熱。Q2＝G·W·ω·q冰凍結時釋放的相變熱；

Q＝G[C0（T初－T凍）+W·ω·q冰+CT（T凍－T終）]C0、CT：食品凍結前、后的比熱；G：食品的質(zhì)量；W：食品的含水量；ω：水分凍結量；q冰：水的凍結潛熱；T初、T凍、T終：凍結前、凍結點和凍結終了溫度。§2.1.4.

食品的凍結時間利用普蘭克公式預測凍結時間的假設：食品凍結前溫度均一，凍結過程中凍結溫度Tf保持不變；導熱系數(shù)等于凍結時的導熱系數(shù)λ；只考慮相變潛熱qi（

qi

＝q冰×食品的含水量）；冷卻介質(zhì)溫度T∞和凍結表面放熱系數(shù)α不變。§2.1.4.1.凍結時間的計算§2.1.4.1.

凍結時間的計算對于大平板狀食品：P=1/2；R=1/8對于圓柱狀食品：

P=1/4；R=1/16

對于球狀食品：P=1/6；R=1/24對上式在0~L/2區(qū)間積分，得：普蘭克方程§2.1.4..2.縮短凍結時間的有效方法影響凍結速度的主要因素：食品成分的影響食品的空隙率食品的含水率、含脂量非食品成分的影響凍品的厚度及塊片大小介質(zhì)的溫度凍品的初溫和終溫凍品表面的傳熱系數(shù)熱焓的變化決定凍結速度的可變因素熱推動力：Tf-T∞熱阻：焓差：Δh

問題：對于確定的食品，縮短凍結時間可選擇的途徑§2.1.4.1.

間接凍結法低溫靜止空氣凍結送風凍結強風凍結接觸凍結§2.1.4.2.

直接凍結法浸液式凍結法§2.1.4.食品常用的凍結方法1101）冷庫靜止空氣凍結－擱架排管特點：結構簡單，功耗小勞動強度大，環(huán)境差融霜處理時間長，且麻煩半送風式凍結裝置1142）固定的吹風隧道冷藏庫送風式凍結裝置1163）帶推車的吹風隧道強風凍結法利用高速流動的低溫空氣，促使食品快速散熱迅速凍結的方法。鼓風速凍室流化態(tài)凍結裝置強風凍結法1194）直線式凍結器為了克服傳送帶式隧道凍結裝置占地面積大的缺點，可將傳送帶做成多層，由此出現(xiàn)了螺旋式凍結裝置。 這種裝置由轉筒、蒸發(fā)器、風機、傳送帶及一些附屬設備等組成。 螺旋式凍結裝置也有多種型式，近幾年來，人們對傳送帶的結構、吹風方式等進行了許多改進，1994年，美國約克公司改進吹風方式，并取得專利，如圖所示。

螺旋式凍結裝置1225）螺旋式凍結器1－平帶張緊裝置2－出料口3－轉筒4－翅片蒸發(fā)器5－分隔氣流通道的頂板6－風扇7－控制板8－液壓裝置9－進料口10－干燥傳送帶的風扇11－傳送帶清洗系統(tǒng)圖螺旋式凍結裝置流態(tài)化凍結裝置

1.流態(tài)化基本原理

及流化床的工作參數(shù) 2.流態(tài)化凍結裝置的結構形式1266）流化床凍結器

原料入口凍結品出口（-18℃）流化態(tài)凍結裝置強風凍結法床層阻力是指氣體流過床層的壓力降

p。當氣體通過布風板向上吹時，隨著氣流速度的增大，床層將發(fā)生如圖9-10所示的變化，相應的氣流速度與

p的關系如圖9-11所示。(1)固定床階段：A(2)流態(tài)化階段：B-D(3)輸送階段：E用流態(tài)化凍結裝置凍結食品時，由于高速冷氣流的包圍，強化了食品冷卻、凍結的過程，有效傳熱面積較正常凍結狀態(tài)大3.5

12倍，換熱強度比其他凍結裝置的提高了30

40倍，從而大大縮短了凍結時間。這種凍結方法已被食品冷加工行業(yè)廣泛采用。流態(tài)化凍結裝置的型式雖然多種多樣，但在設計和操作時，應主要考慮以下幾個方面：凍品與布風板、凍品與凍品之間不粘連結塊；氣流分布均勻，保證料層充分流化；風道阻力小，能耗低。另外，對風機的選擇、冷風溫度的確定、蒸發(fā)器的設計等也應以節(jié)能高效，操作方便為前提。2、金屬表面接觸凍結產(chǎn)品與金屬表面接觸進行熱交換，金屬表面則由制冷劑的蒸發(fā)或載冷劑的吸熱來進行冷卻。按照結構形式，金屬表面接觸凍結裝置可分為三種主要類型：帶式，板式和筒式。1311321）鋼帶凍結器間接接觸凍結法用制冷劑冷卻的金屬板與食品緊密接觸，使食品凍結的方法。間歇式平板凍結裝置1-凍結平板

2-支架3-連接鉸鏈4-液壓元件5-液壓缸6-食品7-限位塊間接接觸式凍結法用制冷劑冷卻的金屬板與食品緊密接觸，使食品凍結的方法。平板式凍結裝置1353）圓筒凍結器直接接觸凍結法對凍結劑的要求直接接觸凍結法由于要求食品與凍結劑直接接觸，所以對凍結劑有一定的限制，特別是與未包裝的食品接觸時尤其如此。這些限制包括要求無毒、純凈、無異味和異樣氣體、無外來色澤或漂白劑、不易燃、不易爆等。另外，凍結劑與食品接觸后，不應改變食品原有的成分和性質(zhì)。（二）直接凍結

1、低溫液體凍結用高濃度低溫鹽水浸漬原料，原料與冷媒接觸，傳熱系數(shù)高，熱交換強烈，故速凍快，但鹽水很咸，只適應于水產(chǎn)品，不能用于果蔬制品。

2、超低溫液體凍結采用液氮或液態(tài)二氧化碳作為制冷劑。相對較低的溫度可以使產(chǎn)品快速凍結，對保證產(chǎn)品質(zhì)量和降低干耗都是十分有利的；但設備投資和運行費用較高。低溫凍結設備則可以是箱式，直線式，螺旋式或浸液式。137

液氮凍結器：通常為直線型，-195℃的液氮在產(chǎn)品出口端直接接觸產(chǎn)品。138浸液式凍結法是用制冷劑直接噴淋于食品表面或用液態(tài)低溫介質(zhì)浸漬食品，使之凍結的方法。液氮噴淋凍結裝置示意圖1-殼體2-傳送帶3-噴嘴4-風扇浸液式凍結法是用制冷劑直接噴淋于食品表面或用液態(tài)低溫介質(zhì)浸漬食品，使之凍結的方法。鹽水連續(xù)浸漬凍結裝置示意圖1-凍結器2-出料口3-滑道4-進料口5-鹽水冷卻器6-除鱗器7-鹽水泵

隧道式凍結裝置共同的特點是：冷空氣在隧道中循環(huán)，食品通過隧道時被凍結。根據(jù)食品通過隧道的方式，可分為傳送帶式、吊籃式、推盤式凍結隧道等幾種。傳送帶式凍結隧道

(ConveyorFreezingTunnel)吊籃式連續(xù)凍結隧道

(continuoushangerFreezingTunnel)推盤式連續(xù)凍結隧道(continuouspushing-trayFreezingTunnel)隧道式凍結裝置特點:投資費用較低，通用性強；自動化程度較高吊籃式連續(xù)凍結隧道的特點是：機械化程度高，減輕了勞動強度，提高了生產(chǎn)效率；凍結速度快、凍品各部位降溫均勻，色澤好，質(zhì)量高。這種裝置的主要缺點是結構不緊湊、占地面積較大，風機耗能高，經(jīng)濟指標差。吊籃式連續(xù)凍結隧道目前主要用于凍結家禽等食品。 這種裝置的主要由隔熱隧道室、冷風機、液壓傳動機構、貨盤推進和提升設備構成。 推盤式連續(xù)凍結隧道主要用于凍結果蔬、蝦、肉類副食品和小包裝食品等。 這種裝置的特點是：連續(xù)生產(chǎn)，凍結速度較快；構造簡單、造價低；設備緊湊，隧道空間利用較充分。單體速凍產(chǎn)品五、冷藏技術管理（1）貯藏溫度冷藏溫度應根據(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。150（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%151（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。152三、影響冷藏效果的因素1.影響新鮮制品冷藏效果的因素食品原料的種類、生長環(huán)境制品收獲后的狀況運輸、儲藏及零售時的溫度、濕度狀況冷卻方法及冷藏工藝條件（貯藏溫度、空氣相對濕度、空氣流速）1532.影響加工制品冷藏效果的因素制品的種類及冷卻方法加工時微生物去除的程度及酶失活的程度加工及包裝時的衛(wèi)生控制狀況包裝的阻隔能力運輸、儲藏及零售時的溫度狀況冷藏條件（貯藏溫度、相對濕度、流速）三、食品的凍藏在通常情況下，凍藏室的溫度要保持在-18℃以下，溫度波動不得超過1℃，在大批凍藏食品進出凍藏室過程中，凍藏室內(nèi)的溫度升高不得超過4℃，凍藏間相對濕度95%。一般-12～-18℃食品短期凍藏溫度

長期凍藏為-18～-23℃

含脂肪的食品為-23℃以下經(jīng)過凍結的食品進入凍藏室時，其平均溫度應與凍藏溫度相同，以免凍藏溫度的回升。速凍產(chǎn)品的凍藏期一般可達10~12個月以上，條件好的可達2年。1542、凍藏技術管理凍藏溫度（正確選擇、恒定）凍藏間相對濕度（95%）凍藏間空氣流速（自然循環(huán)）堆垛密度（越緊密越好）包裝或保護層（涂冰）減少人員出入和電燈開啟用臭氧消除庫內(nèi)異味（2~6mg/m3）§3.

食品在低溫藏中的品質(zhì)變化§3.1.食品在冷藏過程中的變化水分蒸發(fā)冷害后熟作用移臭（串味）肉的成熟寒冷收縮脂肪的氧化微生物的增殖蘋果的虎皮病草莓的CO2傷害蘋果的內(nèi)部崩潰（1）水分蒸發(fā)

食品在冷卻及冷藏中，因為溫濕度差而發(fā)生表面水分蒸發(fā)。水分蒸發(fā)不僅造成重量損失（俗稱干耗），而且使果蔬類食品失去新鮮飽滿的外觀。減重達到5%時，水果、蔬菜會出現(xiàn)明顯的凋萎現(xiàn)象。肉類食品因水分蒸發(fā)而發(fā)生表面收縮硬化，形成干燥皮膜，肉色也有變化。雞蛋因水分蒸發(fā)而造成氣室增大。157158

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

159冷卻及貯藏中食肉胴體的干耗(θ=1℃，φ=80%~90%，ν=0.2m/s)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

（2）冷害

在冷藏時，果蔬的品溫雖然在凍結點以上，但當貯藏溫度低于某一溫度界限時，果蔬的正常生理機能受到障礙，失去平衡，稱為冷害。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。160161表水果蔬菜冷害的界限溫度和癥狀種類界限溫度(℃)癥狀種類界限溫度(℃)癥狀香蕉11.7-13.8果皮變黑馬鈴薯4.4發(fā)甜、褐變西瓜4.4凹斑、風味異常番茄(熟)7.2-10軟化、腐爛黃瓜7.2凹斑、水浸狀斑點腐敗番茄(生)12.3-13.9催熟果顏色茄子7.2表皮變色、腐敗

不好、腐爛

（3）串味

具有強烈氣味的食品與其它的食品放在一起進行冷卻和貯藏，這些易揮發(fā)的氣味就會被吸附在其它的食品上。甚至存放過有強烈氣味的食品（如洋蔥）的庫房中再貯藏其它的食品時，仍會有串味現(xiàn)象發(fā)生。162（4）生理作用

水果、蔬菜在收獲后仍是有生命的活體。在冷藏過程中，果蔬的呼吸作用和后熟作用仍在繼續(xù)進行，機體內(nèi)所含的成分也不斷發(fā)生變化，這就是后熟作用。淀粉、糖、酸間的比例，果膠物質(zhì)的變化，維生素C的減少等。肉類在冷藏中的成熟作用。163（5）脂類的變化

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、聚合等復雜的變化，使得食品的風味變差，味道惡化，出現(xiàn)變色、酸敗、發(fā)粘等現(xiàn)象。這種變化進行得非常嚴重時，俗稱為“油燒”。

（6）淀粉老化

在接近0℃的低溫范圍中，糊化了的

-淀粉分子又自動排列成序，形成致密的高度晶化的不溶性淀粉分子。水分含量在30～60%的淀粉最容易老化，含水量在10%以下的干燥狀態(tài)及在大量水中的淀粉不易老化。淀粉老化作用最適溫度2～4℃。（7）微生物增殖164重結晶的形成干耗現(xiàn)象——凍結燒化學變化——氧化、營養(yǎng)損失、變色、變味。汁液流失食品在凍藏藏過程中的變化重結晶的形成溫度回升→高濃度區(qū)域解凍→產(chǎn)生液態(tài)水→溫度降低→水分再結晶→細胞間隙中冰晶體長大。防止措施提高控溫水平，以降低凍藏室內(nèi)溫度波動的幅度和頻率。蒸汽壓差的作用§3.2.食品在凍藏藏過程中的變化§3.2.食品在凍藏藏過程中的變化干耗現(xiàn)象凍品、庫溫與蒸發(fā)管之間的溫差→水蒸氣壓差→凍品表面冰晶升華→形成細微空穴

控制措施適當提高介質(zhì)的濕度、適當?shù)陌b、減少溫度波動。——控制干耗低溫、隔氧措施。——防止凍結燒重量損失氧化劣變凍結燒§3.2.食品在凍藏藏過程中的變化化學變化氧化、營養(yǎng)成分的損失…變色、變味。控制措施凍前滅酶低溫隔氧02550751000100200300400貯藏天數(shù)（d）維生素C殘存率（%）-17.8℃-12.8℃-6.7℃-2.2℃是考查凍制品質(zhì)量的重要指標。§3.2.食品在凍藏藏過程中的變化汁液流失解凍時，凍結食品內(nèi)部冰結晶融化后，不能回復到原細胞中被吸收，變成液汁流出來。產(chǎn)生原因冰晶危害，蛋白質(zhì)變性。危害色香味形、營養(yǎng)成分損失。控制措施速凍、提高凍藏控溫水平、解凍方法。§2.2.食品的凍結保藏食品經(jīng)凍結后，需在保持其凍結狀態(tài)的溫度下貯藏。由于低溫控制了微生物的生長，抑制了酶的活性，且食品中90%以上的水分凍結成冰，因而制品的質(zhì)量比較穩(wěn)定，能夠達到長期保藏的目的。不良凍藏工藝將導致前功盡棄！§2.2.食品的凍結保藏問題一凍藏食品為什么要包裝？問題二為何選擇-18℃作為凍結食品的貯藏溫度？問題三什么是TTT，如何進行TTT計算？§2.2.1.凍結食品的包裝包裝的目的防止干耗脫水；防止氧化造成的損失；防止微生物及其他污染。對包裝材料的要求§2.2.2.凍結食品的貯藏凍藏溫度我國冷凍食品的貯藏溫度一般選擇-18℃

。Why？理論值越低越好，國外有－20℃、－30℃。空氣相對濕度一般應接近飽和濕空氣

。空氣流速自然對流循環(huán)§2.2.3.凍結食品的TTT概念影響凍結食品早期質(zhì)量的因素：Product（產(chǎn)品原料)Processing（加工過程)Package（包裝)影響凍結食品最終質(zhì)量的因素：Time(經(jīng)歷的時間)Temperature(經(jīng)受的溫度)Tolerance(對質(zhì)量的容許限度)各因素反映了凍結食品質(zhì)量的關鍵環(huán)節(jié)。§2.2.3.凍結食品的TTT概念凍結食品在生產(chǎn)、貯存及流通各個環(huán)節(jié)中，經(jīng)歷的時間（Time)和經(jīng)受的溫度（Temperature)對其品質(zhì)的容許限度（Tolerance)有決定性的影響。TTT曲線1.多脂肪魚和炸仔雞2.少脂肪魚3.四季豆和湯菜4.青豆和草莓5.木梅大多數(shù)冷凍食品的品質(zhì)穩(wěn)定性，是隨著食品溫度的降低而呈指數(shù)關系增大。3624181296321貯藏期/天-30-20-10溫度/℃品質(zhì)的變化不可逆且逐漸積累與經(jīng)歷的順序無關TTT

的計算高品質(zhì)凍藏期（HQL）凍結食品與參照樣品比較，如果食品質(zhì)量發(fā)生了能被識別出來并在統(tǒng)計學上有意義的較大變化時，凍結食品貯藏的持續(xù)時間。實用凍藏期（PSL）冷凍食品質(zhì)量的降低尚未失去商品價值的凍藏持續(xù)時間。凍結食品的凍藏溫度與實用凍藏期凍結食品的凍藏溫度與實用凍藏期TTT

的計算假定某凍結食品在某一貯藏溫度下的（HQL）值為t天，那么該凍品每天的品質(zhì)下降量q為：

q=1/t如果食品在該溫度下貯藏了B天，則其品質(zhì)下降量Q為：

Q=B/t=B·q如果該凍品在不同的貯藏溫度下貯藏了不同的時間，則其累計品質(zhì)下降量Q為：

Q=

ΣBi/ti

＝ΣBi·qi例：凍結牛肉在生產(chǎn)地凍藏、運輸和銷售各階段的品溫、經(jīng)歷的天數(shù)和q值如下：品溫的不同階段品溫/℃

經(jīng)歷的天數(shù)/d

q

值生產(chǎn)地凍藏-203000.0017輸送期間-1030.011消費地凍藏-15500.004解：Q=ΣBi/ti=0.0017×300+0.011×3+0.004×50=0.743累計品質(zhì)下降量小于1，可認為品質(zhì)優(yōu)良。凍結食品的冷藏鏈第四節(jié)食品的回熱與解凍回熱與解凍的定義一、回熱二、解凍回熱與解凍的定義回熱：冷藏食品的溫度回升至常溫的過程，是冷卻的逆過程。解凍：凍結食品的溫度回升至凍結點以上的過程，是凍結的逆過程。一、回熱目的：防止食品在出庫后因為表面水分凝結而遭受污染及變質(zhì)。回熱處理時的控制原則：與食品表面接觸的空氣的露點應始終低于食品表面溫度。回熱空氣應連續(xù)或分階段進行除濕和加熱（參見P.174圖）。回熱處理的空氣相對濕度不能低，以盡可能減少回熱時食品的干耗。小批量且立即要處理的物料可不用回熱。二、解凍1.解凍、原則及對食品影響2.解凍溫度曲線3.解凍方法1.解凍、原則及對食品影響凍制食品的解凍就是使食品內(nèi)冰晶體狀態(tài)的水分轉化為液態(tài)，同時恢復食品原有狀態(tài)和特性的工藝過程。解凍時必須盡最大努力保存加工時必要的品質(zhì)，使品質(zhì)的變化或數(shù)量上的損耗都減少到最小的程度。食品的質(zhì)地、稠度、色澤以及汁液流失為食品解凍中最常出現(xiàn)的質(zhì)量問題。第四節(jié)食品的解凍一、概述解凍：凍結食品的溫度回升至凍結點以上的過程，是凍結的逆過程。二、解凍溫度曲線解凍曲線與凍結曲線呈大致對稱的形狀。由于冰的導熱系數(shù)遠大于水的導熱系數(shù)，隨著解凍過程的進行，向深層傳熱的速度越來越慢，解凍速度也隨之減慢。與凍結過程相類似，-5~-1℃是冰晶最大融解帶，也應盡快通過，以免食品品質(zhì)的過度下降。解凍介質(zhì)的溫度不宜太高，一般不超過10~15℃。1892.解凍溫度曲線解凍曲線與凍結曲線呈大致對稱的形狀。由于冰的導熱系數(shù)遠大于水的導熱系數(shù)，隨著解凍過程的進行，向深層傳熱的速度越來越慢，解凍速度也隨之減慢。與凍結過程相類似，-5~-1℃是冰晶最大融解帶，也應盡快通過，以免食品品質(zhì)的過度下降。解凍介質(zhì)的溫度不宜太高，一般不超過10~15℃。3.各種解凍方法(1)、空氣解凍由空氣將熱量傳給凍品，使凍品升溫、解凍。間歇式解凍：冷卻器和加溫器可以調(diào)節(jié)溫度，有加濕器調(diào)節(jié)濕度，采用風速為1m/s、溫度為0~-5℃的加濕空氣，解凍時間約14~15h。圖示連續(xù)式解凍：有調(diào)溫調(diào)濕裝置，解凍量達1t/h；設備占地面積大。(1)、空氣解凍加壓解凍：通入壓力為(2~3)×105Pa、溫度為15~20℃的空氣，因為壓力升高，食品的凍結點降低，縮短了解凍時間，食品質(zhì)量較好。氣液接觸式：經(jīng)過處理的潔凈低溫高濕空氣與凍品接觸后，水蒸氣即在表面凝結成水，放出潛熱使凍品解凍。無表面干燥或失重。調(diào)溫調(diào)濕解凍裝置（2）、水解凍：特點：水的傳熱系數(shù)大，可縮短解凍時間。適用：帶皮或有薄膜包裝的食品。靜水解凍：解凍終溫較低。流水解凍：水流定時換向流動。圖示噴淋水解凍：衛(wèi)生質(zhì)量較好。鹽水解凍：鹽水濃度2~3%，可防止某些海魚的魚皮褪色。碎冰解凍：用于大型魚類，防止已解凍部分腐敗變質(zhì)水蒸氣解凍：用減壓控制水在15~20沸騰，水蒸氣在溫度更低的凍品表面冷凝并放出熱量。低溫流水解凍裝置（3）接觸式解凍裝置與平板食凍結裝置相似，板間放置凍品，油壓系統(tǒng)控制板間距，板內(nèi)通入20~40℃的流動水。間歇式操作，費時費工；但能耗低，設備費用低。4、內(nèi)部加熱式解凍電阻解凍：利用食品具有的導電性，通過50~60Hz的交流電，產(chǎn)生熱能Q=I2R。適用于薄層、內(nèi)實的食品。高頻解凍：利用50MHz電流的電磁場極性的高速變化，驅(qū)動食品內(nèi)的極性分子作高速運動，產(chǎn)生熱量，用于解凍。微波解凍：機理同高頻解凍，使用的電流中心頻率為915MHz和2450MHz。1992005、組合式解凍以電解凍為核心，再結合空氣或水解凍。微波、空氣解凍：在微波解凍裝置中加上冷風裝置，可防止微波所產(chǎn)生的局部過熱現(xiàn)象。水、電阻解凍：先用水解凍，增加食品的導電性，降低耗電量。微波、液氮解凍：用噴淋液氮來消除微波解凍過程中食品的過熱現(xiàn)象。201202思考題凍藏和冷藏的概念冷凍保藏的基本原理低溫對微生物、酶和其它因素的影響食品冷卻方法及其優(yōu)缺點氣調(diào)貯藏的概念、條件、方法食品冷藏過程中的變化解凍時食品的變化食品軟化；產(chǎn)生汁液流失；微生物的活動可能使食品腐敗變質(zhì)；表面水分蒸發(fā)，使氧化加速。解凍速度方法生鮮解凍、煮熟解凍、電磁解凍、真空低溫解凍、組合解凍。205206三、解凍方法1、空氣解凍定義：由空氣將熱量傳給凍品，使凍品升溫、解凍。（1）間歇式解凍：相對濕度95％~98％，采用風速為2m/s、溫度為0~-5℃的加濕空氣，解凍時間約14~15h。（2）連續(xù)式解凍：有調(diào)溫調(diào)濕裝置，解凍量達1t/h；風量600M3/min,設備占地面積大。（3）加壓解凍：通入壓力為(2~3)×105Pa、溫度為15~20℃的空氣，因為壓力升高，食品的凍結點降低，縮短了解凍時間，食品質(zhì)量較好。（4）氣液接觸式：經(jīng)過處理的潔凈低溫高濕空氣與凍品接觸后，水蒸氣即在表面凝結成水，放出潛熱使凍品解凍。無表面干燥或失重。2072082、水解凍水解凍適用于帶皮或有薄膜包裝的食品。靜水解凍：解凍終溫較低。流水解凍：水流定時換向流動。噴淋水解凍：衛(wèi)生質(zhì)量較好。鹽水解凍：鹽水濃度2~3%，可防止某些海魚的魚皮褪色。碎冰解凍：用于大型魚類，防止已解凍部分腐敗變質(zhì)。水蒸氣解凍：用減壓控制水在15~20℃沸騰，水蒸氣在溫度更低的凍品表面冷凝并放出熱量。2092103、接觸式解凍裝置與平板食品凍結裝置相似，板間放置凍品，油壓系統(tǒng)控制板間距，板內(nèi)通入20~40℃的流動水。間歇式操作，費時費工；但能耗低，設備費用低。211第六章食品的氣調(diào)保藏一、氣調(diào)貯藏的定義氣調(diào)貯藏是指通過調(diào)整和控制食品儲藏環(huán)境的氣體成分和比例以及環(huán)境的溫度和濕度來延長食品的儲藏壽命和貨架期的一種技術二、氣調(diào)貯藏的基本原理

1.抑制果蔬的生理活動（1）抑制果蔬的呼吸作用新鮮果蔬在采摘后，仍進行著旺盛的呼吸作用和蒸發(fā)作用，從空氣中吸取氧氣，分解消耗自身的營養(yǎng)物質(zhì)，產(chǎn)生二氧化碳、水和熱量，使果蔬的營養(yǎng)成分、質(zhì)量、外觀和風味發(fā)生不可逆的變化，這不僅降低了果蔬的食用品質(zhì)，而且使其組織逐漸衰老，影響耐藏性和抗病性果蔬的后熟成熟完熟衰老由于呼吸要消耗果蔬采摘后自身的營養(yǎng)物質(zhì)，所以延長果蔬貯藏期的關鍵是降低呼吸速率，即在維持其正常生命活動、保證抗病能力的前提下，把呼吸強度降低到最低水平，使之最低限度地消耗自身體內(nèi)的營養(yǎng)，以達到延長保鮮期，提高保藏效果的目的降低氧氣和提高二氧化碳濃度，能降低果蔬的呼吸強度并推遲其呼吸高峰的出現(xiàn)氧必須降低到7%以下濃度時才對呼吸強度有抑制作用，但不易低于2%，否則易出現(xiàn)厭氧呼吸

二氧化碳對呼吸的抑制作用是濃度越高，抑制作用越強對儲藏環(huán)境中同時降低氧氣和提高二氧化碳濃度，對降低果蔬呼吸作用更為顯著，不同氧氣和二氧化碳的濃度配比條件對果蔬呼吸作用的抑制程度不同在3.3℃低溫下，氣體組成對蘋果呼吸強度的影響

氧氣濃度和二氧化碳濃度對香蕉呼吸作用的影響

氧氣濃度過低或二氧化碳濃度過高都會導致鮮活食品的生理病害。果蔬的呼吸作用是隨著空氣中氧氣含量的下降而逐漸降低，釋放出二氧化碳也隨之減少。當二氧化碳釋放量降到一個最低點后又會增加，這是因為發(fā)生了缺氧呼吸的結果。當二氧化碳釋放量降到最低點時，空氣中的氧氣含量成為氧氣的臨界濃度

果蔬儲藏時，如氧氣降到臨界濃度以下時就會發(fā)生缺氧呼吸，此時果蔬不僅會比有氧呼吸消耗更多的營養(yǎng)成分，還會產(chǎn)生酒精和乙醛的積累，造成鮮活食品的生理病害，嚴重導致微生物的侵襲，使食品腐爛。氧氣的臨界濃度隨果蔬的種類、品種的不同而異，大部分果蔬在1%~3%，而一些熱帶、亞熱帶產(chǎn)的果蔬可高達5%~10%

如果二氧化碳濃度過高，也會在果蔬內(nèi)產(chǎn)生大量琥珀酸積累，導致果蔬褐變、黑心等生理病變

果蔬的氧氣臨界濃度（單位：%）（2）抑制果蔬的乙烯生成乙烯（C2H4）是植物的一種生長激素，能促進果實的生長和成熟，并能大大加快產(chǎn)品的后熟和衰老的過程從1-氨基環(huán)丙烷-1-羧酸（ACC）到乙烯是需氧過程，在低氧或缺氧情況下可以抑制ACC向乙烯轉化，而且低氧情況下可減弱乙烯對新陳代謝的作用；低濃度二氧化碳會促進ACC向乙烯的轉化；高濃度二氧化碳抑制乙烯的形成，延緩了乙烯對果蔬成熟的促進作用，而且還可干擾芳香類物質(zhì)的揮發(fā)2.抑制微生物的生長繁殖好氣性微生物在低氧環(huán)境下，其生長繁殖就受到抑制。氧氣的濃度還和某些果蔬的病害發(fā)展有關，如蘋果的虎皮病隨著氧氣濃度的下降而減輕高濃度的二氧化碳也能較強地抑制果蔬的某些微生物生長繁殖蘋果虎皮病三、氣調(diào)貯藏分類1.自發(fā)氣調(diào)儲藏（MA儲藏）

MA儲藏指的是利用儲藏對象——水果、蔬菜自身的呼吸作用降低儲藏環(huán)境中的氧氣濃度，同時提高二氧化碳濃度的一種氣調(diào)儲藏方法正常大氣中氧含量為20.9%，二氧化碳含量為0.03%，理論上，有氧呼吸過程中消耗1%的氧氣即可產(chǎn)生1%的二氧化碳，而氮氣則保持不變，即O2+CO2=21%

MA儲藏成本低，操作簡單，但達到設定氧氣和二氧化碳濃度水平所需的時間較長，操作上較難維持要求的氧氣和二氧化碳濃度，因而儲藏效果不佳

MA儲藏的方法多種多樣，在我國多用塑料袋或密封儲藏對象后進行儲藏，如蒜薹簡易氣調(diào)儲藏，而硅橡膠窗儲藏也屬MA儲藏2.人工氣調(diào)儲藏（CA儲藏）

CA儲藏指的是根據(jù)產(chǎn)品的需要和人的意愿調(diào)節(jié)儲藏環(huán)境中各氣體成分的濃度并保持穩(wěn)定的一種氣調(diào)儲藏方法（1）按儲藏環(huán)境中O2和CO2的含量分類①單指標CA儲藏僅控制儲藏環(huán)境中的某一種氣體如氧氣、二氧化碳或一氧化碳等，而對其他氣體不加調(diào)節(jié)這一方法對被控制氣體濃度的要求較低，管理較簡單，但被調(diào)節(jié)氣體濃度低于或超過規(guī)定的指標時有導致傷害發(fā)生的可能屬這一類的有低氧氣氣調(diào)（＜1.0%）和高二氧化碳后效應氣調(diào)（10%~30%二氧化碳短時間處理后，再進行正常CA儲藏）等②雙指標CA儲藏雙指標CA儲藏指的是對常規(guī)氣調(diào)成分的氧氣和二氧化碳兩種氣體（也可能是其他兩種氣體成分）均加以調(diào)節(jié)和控制的一種氣調(diào)儲藏方法

依據(jù)氣調(diào)時氧氣和二氧化碳濃度的不同又有3種情況：O2+CO2=21%，O2+CO2＞21%和O2+CO2＜21%。其中第三種情況是目前國內(nèi)外廣泛應用的氣調(diào)貯藏方式，貯藏效果好我國習慣上把O2

和CO2含量的總和在2%~5%范圍的稱為低指標，5%~8%范圍的稱為中指標。其中，大多數(shù)食品都以低指標為最適宜，效果較好。但這種貯藏方式管理要求較高，設施也較為復雜③多指標CA儲藏多指標CA儲藏不僅控制儲藏環(huán)境中的氧氣和二氧化碳，同時還對其他與儲藏效果有關的氣體成分如乙烯、一氧化碳等進行調(diào)節(jié)。這種氣調(diào)儲藏效果好，但調(diào)控氣體成分的難度提高，需要在傳統(tǒng)氣調(diào)基礎上增添相應的設備，投資增大④變指標CA儲藏變指標是指在貯藏過程中，貯藏環(huán)境中氣體濃度指標根據(jù)需要，從一個指標變?yōu)榱硪粋€指標

（2）按工藝路線分類①快速降氧氣調(diào)儲藏快速降氧氣調(diào)儲藏是在短時間內(nèi)將氧氣濃度降至規(guī)定水平（一般是在7天之內(nèi)完成）的一種氣調(diào)儲藏方法

快速氣調(diào)儲藏的關鍵是掌握好入庫降溫速率，一般入庫急速降溫處理比緩慢降溫處理的果實硬度下降明顯，內(nèi)源乙烯濃度高，組織電導率增大，多易發(fā)生褐變。該法由于要強制降氧，必須使用專門的人工降氧設備。這種方法貯藏效果好，但工藝較復雜，管理要求高

快速降氧的方法有充氮法和氣流法

充氮法在封閉后抽出容器內(nèi)的大部分空氣，充入氮氣，由氮氣稀釋剩余的空氣中的氧氣，使其濃度達到要求指標。有時充入適量二氧化碳，也能使之立即達到要求濃度所用氮氣的來源一般有兩種：一種用液氮鋼瓶充氮；另一種用碳分子篩制氮機充氮，其中第二種方法一般用于大型的氣調(diào)庫

氣流法把預先由人工按要求指標配制好的氣體輸入封閉容器內(nèi)，以代替其中的全部空氣。在以后的整個儲藏期間，始終連續(xù)不斷地排出部分氣體和充入人工配制的氣體，控制氣體的流速使內(nèi)部氣體穩(wěn)定在要求指標②高二氧化碳氣調(diào)儲藏高二氧化碳結合低氧處理可以有效抑制呼吸，降低呼吸代謝速率，因而有利于儲藏但這種儲藏方法易引起生理病害和腐爛，使用時應十分慎重③動態(tài)氣調(diào)儲藏儲藏初期采用高二氧化碳和低氧氣處理，后期置于常規(guī)氣調(diào)下儲藏的方法稱為動態(tài)氣調(diào)或機動氣調(diào)，也叫變動氣調(diào)。該法儲藏效果好，尤其是入庫前的預冷階段采用高二氧化碳和低氧氣處理，入庫后采用正常氣體指標儲藏，可顯著抑制呼吸速率，延長儲藏期

④低氧或超低氧氣調(diào)儲藏大部分水果和蔬菜氣調(diào)儲藏的標準氣體比例是2%~3%的氧氣，但許多研究發(fā)現(xiàn)進一步降低氧氣濃度（氧氣濃度低于1.0%）會更有利，并且低氧下儲藏的果實硬度和可滴定酸含量均高，儲藏效果好。但氧氣濃度過低會使果實產(chǎn)生傷害，造成嚴重損失，生產(chǎn)上需要特別注意⑤低乙烯氣調(diào)儲藏乙烯可以加快果實衰老，利用乙烯脫除劑清除環(huán)境中的乙烯，使其濃度保持在1.0%以下，可有效抑制后熟，延長儲藏期。但該法需專門的乙烯脫除劑及設備，成本較高，小范圍處理可采用高錳酸鉀和硅酸鹽制劑以及乙烯抑制劑⑥雙相變動氣調(diào)儲藏雙相變動氣調(diào)儲藏在入貯初期采用高溫（10℃）和高二氧化碳（12%），以后逐步降低溫度和二氧化碳濃度，可以有效保持果實品質(zhì)和果肉硬度，抑制果實中原果膠的水解、乙烯的生物合成和果實中ACC的積累，從而有效延長貯存期雙變氣調(diào)由于在儲藏過程中變動了溫度和二氧化碳兩項指標，因而可大大節(jié)約能源，提高經(jīng)濟效益⑦減壓氣調(diào)儲藏該法是通過真空泵將貯藏室內(nèi)的一部分氣體抽出，使室內(nèi)的氣體降壓，同時將外界的新鮮空氣經(jīng)壓力調(diào)節(jié)裝置降壓，通過加濕裝置提高濕度后輸入貯藏室。在貯藏期間，真空泵和輸氣裝置應保持連續(xù)運轉以維持貯藏室內(nèi)恒定的低壓，使果蔬始終處于恒定的低壓、低溫和新鮮的氣體環(huán)境之中果蔬主動與被動氣調(diào)氣體濃度變化四、氣調(diào)貯藏的特點1.儲藏時間長氣調(diào)儲藏綜合了低溫和環(huán)境氣體成分調(diào)節(jié)兩方面的技術，極大程度地抑制了果蔬的呼吸作用，減少營養(yǎng)成分和其他物質(zhì)分解，延緩了果蔬新陳代謝的速率，推遲了成熟衰老，使得果蔬儲藏期得以較大程度地延長2.保鮮效果好氣調(diào)貯藏應用于新鮮園藝產(chǎn)品貯藏時能延緩產(chǎn)品的成熟衰老、抑制乙烯生成、防止病害的發(fā)生，使經(jīng)氣調(diào)貯藏的水果色澤亮、果柄青綠、果實豐滿、果味純正、汁多肉脆，與其他儲藏方法比，氣調(diào)儲藏引起的水果品質(zhì)下降要少的多3.減少儲藏損失，產(chǎn)生良好的社會和經(jīng)濟效益氣調(diào)儲藏尤其是氣調(diào)冷藏庫，嚴格控制庫內(nèi)溫、濕度及氧氣和二氧化碳等氣體成分，有效地抑制了果蔬的呼吸作用、蒸騰作用和微生物的生長繁殖，儲藏期間因失水、腐爛等造成的損耗大大降低氣調(diào)儲藏可提高果蔬的優(yōu)質(zhì)率，使果蔬按市場需求上市，隨時向市場提供高質(zhì)量的果蔬，從而解決生產(chǎn)經(jīng)營中的“旺季爛、淡季盼”的矛盾，既滿足了消費者的需求，又改善了生產(chǎn)和經(jīng)營狀況，具有巨大的經(jīng)濟和社會效益4.貨架期長經(jīng)氣調(diào)儲藏后的水果由于長期處于低氧和較高二氧化碳的作用下，在解除氣調(diào)狀態(tài)后，仍有一段很長時間的“滯后效應”在保持相同質(zhì)量的前提下，氣調(diào)儲藏的貨架期是冷藏的2~3倍。另外，在相同儲藏時間的條件下，氣調(diào)儲藏果蔬出庫后的貨架期也比冷藏長，便于果蔬的長途運輸5.“綠色”儲藏在果蔬氣調(diào)儲藏過程中，由于低溫、低氧和較高的二氧化碳的相互作用，基本可以抑制病菌的發(fā)生，儲藏過程中基本不用化學藥物進行防腐處理。其儲藏環(huán)境中，氣體成分與空氣相似，不會使果蔬產(chǎn)生對人體有害的物質(zhì)。在儲藏環(huán)境中，采用密封循環(huán)制冷系統(tǒng)調(diào)節(jié)溫度。使用飲用水提高相對濕度，不會對果蔬菜產(chǎn)生任何污染，完全符合食品衛(wèi)生要求五、選擇氣調(diào)貯藏工藝條件的原則

（1）氣調(diào)貯藏的溫度要求抑制新鮮果蔬新陳代謝的手段主要是降低溫度、提高二氧化碳濃度和降低氧氣濃度等。這些抑制新陳代謝的手段均屬于果蔬正常生命活動的逆境，而對逆境的適度應用，正是保鮮成功的重要手段（2）氧氣、二氧化碳和溫度的互作效應氣調(diào)儲藏中的氣體成分和溫度等諸條件，不僅個別地對儲藏產(chǎn)品產(chǎn)生影響，而且諸因素之間也會發(fā)生相互聯(lián)系和制約，這些因素對儲藏產(chǎn)品起著綜合的影響，亦即互作效應。三個條件的相互關系可以概括為：其一，一個條件的有利影響可因另外的有利條件而進一步加強；反之，一個不適條件的有害影響，可因結合另外的不適條件而顯得更為嚴重。其二，一個條件處于不適狀態(tài)，可以使得另外的本來是適宜的條件削弱或不能表現(xiàn)其有利的影響；或者反之一個不適條件的不利影響，可因改變另一條件而使之減輕或消除

氣調(diào)儲藏必須重視這種互作效應，保藏效果的好壞正是這種互作效應是否被正確運用的反映。要取得良好保藏效果，氧氣、二氧化碳和溫度必須有最佳的配合。而當一個條件發(fā)生改變時，另外的條件也應隨之作相應的調(diào)整，這樣才可能仍然維持一個適宜的綜合儲藏條件不同的儲藏產(chǎn)品都有各自最佳的儲藏條件組合，但這種最佳組合不是一成不變的。當某一條件因素發(fā)生改變時，可以通過調(diào)整另外別的因素而彌補由這一因素的改變所造成的不良影響。因此，同一儲藏產(chǎn)品在不同的條件下或不同的地區(qū)，會有不同的儲藏條件組合，才會有較為理想的保藏效果部分果蔬的氣調(diào)儲藏條件六、氣調(diào)貯藏設備1.塑料薄膜氣調(diào)（1）塑料薄膜氣調(diào)利用塑料薄膜對氧氣和二氧化碳有不同滲透性和對水透過率低的原理來抑制果蔬在貯藏過程中的呼吸作用和水蒸發(fā)作用的貯藏方法。塑料薄膜一般選用0.12mm厚的無毒聚氯乙烯薄膜或0.075~0.2mm厚的聚乙烯塑料薄膜由于塑料薄膜對氣體具有選擇性滲透，可使袋內(nèi)的氣體成份自然地形成氣調(diào)貯藏狀態(tài)，從而推遲果蔬營養(yǎng)物質(zhì)的消耗和延緩衰老。對于需要快速降氧氣的塑料帳，封帳后用機械降氧氣機快速實現(xiàn)氣調(diào)條件。但由于果蔬呼吸作用仍然存在，帳內(nèi)二氧化碳濃度會不斷升高，應定期用專門儀器進行氣體檢測，以便及時調(diào)整氣體成份的配比（2）硅窗氣調(diào)根據(jù)不同的果蔬及貯藏的溫濕條件選擇面積不同的硅橡膠織物膜熱合于用聚乙烯或聚氯乙烯制成的貯藏帳上，作為氣體交換的窗口，簡稱硅窗硅橡膠是一種有機硅高分子聚合物，它是由有取代基的硅氧烷單體聚合而成，以硅氧鍵相連形成柔軟易曲的長鏈，長鏈之間以弱電性松散地交聯(lián)在一起。這種結構使硅橡膠具有特殊的透氣性

首先，硅橡膠薄膜對二氧化碳的透過率是同厚度聚乙烯膜的200~300倍，是聚氯乙烯膜的20000倍。第二，硅橡膠膜對氣體具有選擇性透性，其對氮氣、氫氣和二氧化碳的透性比為1：2：12，同時對乙烯和一些芳香物質(zhì)也有較大的透性利用硅橡膠膜特有的性能，在用較厚的塑料薄膜（如0.23mm聚乙烯）做成的袋（帳）上嵌以一定面積的硅橡膠