第四章食品冷凍

第四章食品冷凍一、概述：1）定義：是指食品被冷卻或凍結(jié)，通過降低溫度改變食品的特性，從而達(dá)到加工或貯藏的目的的過程。2）類型：冷藏：-1—8℃冷凍：-30℃以下凍結(jié)，-18℃以下儲(chǔ)藏3）一般工藝：食品物料—前處理—冷卻或凍結(jié)—冷藏或凍藏—回?zé)峄蚪鈨?）低溫處理的目的：利用低溫達(dá)到某種加工效果利用低溫導(dǎo)致食品物料物理化學(xué)特性發(fā)生變化而優(yōu)化加工工藝條件利用低溫改善食品品質(zhì)利用低溫防止微生物繁殖與生長(zhǎng)二、保藏原理1、低溫對(duì)反應(yīng)速度的影響：溫度是物質(zhì)分子或原子運(yùn)動(dòng)能量的度量，當(dāng)物質(zhì)中熱量被除去，物質(zhì)的動(dòng)能便減少，其組成物質(zhì)的分子運(yùn)動(dòng)變緩。由于物質(zhì)生化和化學(xué)反應(yīng)速度主要取決于反應(yīng)物質(zhì)分子的碰撞速度，因此，反應(yīng)速度取決于溫度。溫度商Q10：表示溫度每升高10℃時(shí)反應(yīng)速度所增加的倍數(shù)。

Q10=(Kt+10)/Kt

低溫保藏的目的就是抑制反應(yīng)速度，因此，Q10越高，低溫保藏的效果就越好。大多數(shù)反應(yīng)的Q10在2和3之間。如Q10為2.5，溫度從30降到20℃，反應(yīng)速度可降低6.25倍。但Q10是有變化的，當(dāng)冷卻或凍結(jié)的溫度接近食品的凍結(jié)點(diǎn)時(shí)，Q10值會(huì)大大增加，即達(dá)到2-16，甚至更大，這取決于產(chǎn)品的性質(zhì)、溫度的范圍和質(zhì)量變化的類型等等。2、低溫對(duì)微生物的影響：（1）低溫與微生物的關(guān)系任何微生物都有一定的正常生長(zhǎng)溫度范圍。溫度越低，它們的活動(dòng)能力也越弱，所以降低溫度就能減緩微生物的生長(zhǎng)和繁殖的速度。當(dāng)溫度低于最低生長(zhǎng)溫度，他們就停止生長(zhǎng)甚至出現(xiàn)死亡。

低溫儲(chǔ)藏的實(shí)際應(yīng)用中嗜溫菌、嗜冷菌是主要的。大多數(shù)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(huán)境中即不易生長(zhǎng)也不產(chǎn)毒，但是毒素一旦產(chǎn)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(zhǎng)期處于低溫下的微生物能產(chǎn)生新的適應(yīng)性這是長(zhǎng)期低溫培育中自然選育后形成的結(jié)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(fù)。凍結(jié)或冰凍介質(zhì)最容易促使微生物死亡，主要因?yàn)楸w對(duì)微生物的破壞作用。（2）低溫導(dǎo)致微生物活力減弱或死亡的原因溫度下降，酶活性降低，微生物體內(nèi)物質(zhì)代謝過程中各種生化反應(yīng)減緩，微生物的生長(zhǎng)繁殖減慢。溫度降低，由于微生物體內(nèi)各種生化反應(yīng)的溫度系數(shù)不同，破壞了各種反應(yīng)原來的協(xié)調(diào)一致性，從而影響了微生物的生活機(jī)能。溫度降的越低，失調(diào)程度越大，最終微生物的生活機(jī)能受到抑制甚至完全停止。溫度下降，微生物細(xì)胞內(nèi)原生質(zhì)粘度增加，膠體吸水性下降，蛋白質(zhì)分散度發(fā)生改變，導(dǎo)致不可逆的蛋白質(zhì)變性凝固，從而破壞微生物物質(zhì)代謝的正常進(jìn)行，對(duì)細(xì)胞造成嚴(yán)重?fù)p害。冷凍時(shí)介質(zhì)中的冰晶體的形成會(huì)促使細(xì)胞內(nèi)原生質(zhì)或膠體脫水，溶質(zhì)濃度增加，促使蛋白質(zhì)變性。同時(shí)冰晶體的形成還會(huì)使細(xì)胞受到機(jī)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(diǎn)以上，微生物仍然具有一定的生長(zhǎng)繁殖能力，最終也會(huì)導(dǎo)致食品的腐敗變質(zhì)。稍低于微生物最低生長(zhǎng)溫度對(duì)微生物的威脅最大，一般-8—-12℃，尤其是-2—-5℃，此時(shí)微生物的活動(dòng)會(huì)受到抑制或幾乎全部死亡。溫度冷卻到-20—-25℃，微生物細(xì)胞內(nèi)所有酶反應(yīng)幾乎全部停止，延緩了細(xì)胞內(nèi)膠質(zhì)體的變性，因而此時(shí)微生物的死亡緩慢。當(dāng)溫度降到-20—-30℃時(shí)，微生物細(xì)胞內(nèi)所有的生化反應(yīng)和膠體變性幾乎全部處于停止?fàn)顟B(tài)，以至于微生物細(xì)胞能在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持其生命力。（2）降溫速度食品在凍結(jié)前，降溫速度越快，微生物死亡率越大。這是因?yàn)樵谘杆俳禍剡^程中，微生物細(xì)胞新陳代謝原來的協(xié)調(diào)性遭到破壞所致。食品凍結(jié)后，緩凍可導(dǎo)致微生物大量死亡，而速凍則相反。原因是緩凍最大冰晶生成區(qū)的時(shí)間長(zhǎng)，量少粒大的冰晶體對(duì)微生物細(xì)胞產(chǎn)生機(jī)械破壞作用，還促進(jìn)了蛋白質(zhì)的變性，使微生物死亡率增加。

而速凍時(shí)通過最大冰晶生成區(qū)的時(shí)間短，冰晶體量多而小，對(duì)微生物細(xì)胞的機(jī)械破壞作用小，同時(shí)溫度迅速降低到-18℃以下，能延緩膠質(zhì)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(jié)合水分和過冷狀態(tài)急速凍結(jié)時(shí)，水分如果進(jìn)入過冷狀態(tài)，會(huì)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(wěn)定性提高。結(jié)合水分含量越高，越容易進(jìn)入過冷狀態(tài)。（4）介質(zhì)：高水分和低PH值的介質(zhì)會(huì)加速微生物的死亡，而糖、鹽、蛋白質(zhì)、膠體、脂肪對(duì)微生物有保護(hù)作用。（5）貯藏期：低溫貯藏時(shí)微生物一般會(huì)隨貯藏期的增加而減少。但儲(chǔ)藏溫度越低，減少量越少，有時(shí)甚至沒有較少。初期減少量大，一般儲(chǔ)藏一年后微生物死亡數(shù)達(dá)到原始菌數(shù)的60-90%。（6）交替凍結(jié)和解凍理論上講交替凍結(jié)和解凍會(huì)加速微生物的死亡，但實(shí)際效果并不明顯。3.低溫對(duì)酶活性的影響大多數(shù)酶的適應(yīng)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(duì)酶并不完全抑制，只是進(jìn)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(zhì)。一次，在冷凍或冷藏前一般采取預(yù)煮的方法破壞酶活性，然后再凍制。三、食品的冷卻與冷藏冷藏是將預(yù)冷后的食品在稍高于冰點(diǎn)溫度中儲(chǔ)藏的方法，一般溫度在-0—8℃，儲(chǔ)藏期一般從幾天到數(shù)周，耐藏食品可達(dá)6-8個(gè)月。冷藏食品是否能成功推向消費(fèi)者，除了本身質(zhì)量之外，最重要的是冷藏鏈?zhǔn)欠裢晟啤?.食品的冷卻：1)冷卻目的：快速排出食品內(nèi)部的熱量，及時(shí)抑制食品內(nèi)的生化反應(yīng)速度和微生物的繁殖活動(dòng)，保持食品的良好品質(zhì)及新鮮度，延長(zhǎng)食品的儲(chǔ)藏期。2）方法：冷風(fēng)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(jiǎn)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(rùn)度。適用于冷卻魚、葉類蔬菜和一些水果。

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(tài)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?？諝饫鋮s：降溫后用冷空氣作為冷卻介質(zhì)來維持冷藏庫(kù)的低溫，在食品冷藏過程中冷空氣以自然對(duì)流或強(qiáng)制對(duì)流的方式與食品進(jìn)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(duì)濕度和空氣的流速等。一般空氣溫度不低于凍結(jié)溫度，流速保持在1.5-5m/s。水冷卻：是指用大容量水泵將機(jī)械制冷或冰塊降溫后的水噴淋在食品上進(jìn)行冷卻的方法。水溫應(yīng)盡可能維持在0℃左右，這是能否有效利用設(shè)備和獲得冷卻效果的關(guān)鍵。特點(diǎn)：避免干耗、冷去速度快、需要空間小、成品質(zhì)良好；外觀會(huì)受到損害，冷卻后難以儲(chǔ)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(jìn)行冷卻，冷卻水中還可以添加一些殺菌劑進(jìn)行防腐處理。真空冷卻：依據(jù)水在低壓下蒸發(fā)吸收汽化潛熱，并以水蒸氣狀態(tài)按質(zhì)量傳遞方式轉(zhuǎn)移熱量，所蒸發(fā)的水分可以使食品本身的水分，或者是事先加進(jìn)去的水分。一般壓力要求低于0.5kPa,冷卻時(shí)間僅需10min，主要適用于葉類蔬菜和蘑菇。特點(diǎn)：冷去速度快，但投資大，操作成本高。3）食品冷卻時(shí)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：被冷卻食品的質(zhì)量；c：凍結(jié)點(diǎn)以上食品的比熱容；T初：冷卻開始時(shí)食品的初溫；T終：冷卻完成時(shí)食品的終溫。熱源引起額外的冷耗量：食品的內(nèi)熱源：生化反應(yīng)。與冷卻速度有關(guān)，冷去速度快，由于內(nèi)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(yè)公式4-4.

呼吸熱。與其他新陳代謝活動(dòng)一樣，隨溫度下降而減少，一般預(yù)冷可以加以控制。公式檢課本139頁(yè)公式4-5.其他熱源：如包裝容器的顯熱、冷藏庫(kù)中的電器等的散熱量、透過墻和地面以及屋頂?shù)鹊臒釗p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(shù)。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：不僅指冷庫(kù)內(nèi)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(dòng)物性食品。更重要的是控制溫度的變化，大型冷庫(kù)熱容量大，受外界影響小，溫度較好控制?？諝獾南鄬?duì)濕度：過高：會(huì)有水分冷凝在食品表面，導(dǎo)致發(fā)霉、腐爛；過低：食品中水分會(huì)迅速蒸發(fā)，導(dǎo)致物料萎縮、變形。一般水果控制在85-90%，綠葉蔬菜90-95%，堅(jiān)果類<70%.空氣流速：一般控制在1.5-5m/s過大：導(dǎo)致環(huán)境的相對(duì)濕度過低，物料表面水分散失快，食品干縮現(xiàn)象嚴(yán)重。過?。簩?dǎo)致環(huán)境的相對(duì)濕度過高。（2）食品物料的冷藏工藝和技術(shù)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

采用氣調(diào)與冷藏結(jié)合，可抑制物料的呼吸，延長(zhǎng)儲(chǔ)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(shí)間不超過24h。二段：空氣溫度-10—-15℃，流速1.5-3.0m/s，時(shí)間2-4h，物料表面溫度達(dá)到0—-2℃，內(nèi)部溫度達(dá)到16-25℃；第二階段?？諝鉁囟?—-2℃，流速0.1m/s，時(shí)間10-16h，最終食品溫度達(dá)到<4℃.特點(diǎn)：干耗小，微生物繁殖和生化反應(yīng)容易控制，應(yīng)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(shí)間幾分鐘到幾十分鐘不等。其他類：奶：冷媒可用冷水、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(duì)濕度空氣流速（2）食品本身的因素：食品原料的種類、生長(zhǎng)環(huán)境、不同的部位制品收獲后的狀況，如是否受到機(jī)械損傷或微生物污染、成熟度如何等運(yùn)輸、儲(chǔ)藏及零售時(shí)的溫度、相對(duì)濕度狀況等（3）冷卻方法6）食品冷藏時(shí)的變化：（1）水分蒸發(fā)：食品在冷卻時(shí)，溫度下降，汁液濃度增加，表面水分蒸發(fā)導(dǎo)致食品出現(xiàn)干燥現(xiàn)象。由于食品中水分減少造成質(zhì)量的損失的現(xiàn)象稱為干耗。會(huì)導(dǎo)致水食品表面失去新鮮飽滿的外觀。

當(dāng)干耗大于5%，果蔬就會(huì)出現(xiàn)明顯的凋萎現(xiàn)象。同時(shí)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(duì)濕度和低溫條件；控制食品與介質(zhì)的溫差、空氣介質(zhì)的濕度與流速。（2）冷害：定義：當(dāng)儲(chǔ)藏溫度低于某一溫度界限時(shí)，果蔬產(chǎn)品的正常生理機(jī)能受到障礙，失去平衡的現(xiàn)象，稱為冷害。癥狀：組織內(nèi)部變褐和干縮；外部出現(xiàn)凹陷斑紋，有的出現(xiàn)水漬狀板塊；果蔬不能正常成熟，并產(chǎn)生異味。見課本145頁(yè)表4-20.最早出現(xiàn)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(dòng)，一般在采收時(shí)尚未成熟，在收獲后有后熟過程，體內(nèi)成分頁(yè)不斷發(fā)生變化，如淀粉和糖的比例、糖酸比、果膠物質(zhì)的變化、Vc的減少，還有色、香、味的變化等等。

肉類在屠宰后主要發(fā)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(shí)間后肉質(zhì)變粗硬，持水性頁(yè)大大下降，繼續(xù)放置，粗硬的肉質(zhì)會(huì)又變的柔軟，持水性也恢復(fù)，稱為肉的成熟。（4）脂類的變化：主要會(huì)發(fā)生油脂的水解，脂肪的氧化、聚合等現(xiàn)象，造成食品出現(xiàn)風(fēng)味變差，味道惡化，出現(xiàn)變色、酸敗、發(fā)粘等現(xiàn)象。這種現(xiàn)象人們稱之為“油燒”。（5）淀粉老化：淀粉在適當(dāng)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(tài)向不規(guī)則的無定形狀態(tài)轉(zhuǎn)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α-淀粉。

在接近0℃的低溫范圍內(nèi)，糊化的α淀粉分子自動(dòng)排列成序，形成致密的高度晶化德不溶性淀粉分子，即α淀粉β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(yíng)養(yǎng)價(jià)值下降。淀粉老化的條件：溫度2-4℃，水分含量30-60%儲(chǔ)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(chǔ)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(zhǎng)時(shí)間后，由于低溫細(xì)菌的增值，就會(huì)使食品發(fā)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(gè)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(xiàn)僵直前快速冷卻，肌肉會(huì)發(fā)生顯著收縮，以后經(jīng)過成熟過程肉質(zhì)也不會(huì)十分軟化的現(xiàn)象。一般宰后10h內(nèi)，肉問降到8℃以下，容易發(fā)生寒冷收縮。其中牛羊肉較為嚴(yán)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(kù)內(nèi)必須是黑暗的，這樣有助于延緩馬鈴薯和洋蔥等的發(fā)芽，以及延緩果蔬的褪色和異味的產(chǎn)生。紫外線被用來抑制微生物的生長(zhǎng)及食品表面霉菌的生長(zhǎng)，但紫外線同樣會(huì)催化氧化反應(yīng)而導(dǎo)致果蔬的褪色及異味的產(chǎn)生，因此一般使用功率為1W/m,每晝夜連續(xù)或間隔照射5h，就可使空氣達(dá)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(shù)量，因而可以延緩冷藏時(shí)的變質(zhì)，并且沒有化學(xué)殘留。對(duì)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(jīng)過表面涂層可以減少脫水，改善外觀。（4）氣體調(diào)節(jié)儲(chǔ)藏環(huán)境的空氣組成發(fā)生變化，果蔬的生理作用頁(yè)發(fā)生相應(yīng)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?zé)幔?）定義：冷藏食品的溫度回到正常溫度進(jìn)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(diǎn)必須始終低于食品表面的溫度。

空氣的露點(diǎn)取決于該空氣的狀態(tài)，即空氣的溫度及相對(duì)濕度。在食品回?zé)徇^程中空氣的溫度會(huì)不斷下降，相對(duì)濕度也會(huì)不斷地上升，這就需要在回?zé)嵋欢〞r(shí)間后要對(duì)暖空氣重新加熱并降低相對(duì)濕度，才能保證在整個(gè)回?zé)犭A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(diǎn)低于食品的表面溫度防干縮：控制暖空氣的相對(duì)濕度。四、低溫氣調(diào)儲(chǔ)藏：1.原理：通過適當(dāng)降低環(huán)境空氣中O2的分壓，提高CO2的分壓，是果蔬產(chǎn)品和微生物的代謝活動(dòng)受到抑制而延長(zhǎng)貯藏時(shí)間。2.發(fā)展歷史：最早20世紀(jì)20年代，發(fā)展于20世紀(jì)40年代。3.特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：顯著抑制果蔬的呼吸強(qiáng)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(zhǎng)貯藏壽命和零售期。缺點(diǎn)：果實(shí)的生物化學(xué)組呈可能會(huì)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(gòu)和聚合作用）、組織解體以及某些有機(jī)酸的積累等現(xiàn)象。4.常用的技術(shù)改良?xì)怏w貯藏：MAS，是用一種混合氣體置換貯藏庫(kù)或包裝容器內(nèi)的空氣，這種混合氣體不同于空氣其中氣體的各個(gè)組分的比例在今日貯藏庫(kù)或包裝容器時(shí)就已經(jīng)固定，爆倉(cāng)過程中不再對(duì)氣體的組成作任何控制，或者僅定期放風(fēng)?？刂茪怏w貯藏：CAS，是在保藏過程中食品周圍環(huán)境氣體的組分一直受到調(diào)控。他要求不斷的檢測(cè)和控制氣體的組分。真空包裝：VP，是產(chǎn)品放置在一個(gè)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(chǎn)品的新陳代謝可能發(fā)生變化，因此大氣被改性了。5.氣調(diào)對(duì)果蔬保藏的效果：可防止冷害的發(fā)生可延緩葉綠素的分解可延緩CO2對(duì)果蔬的傷害6.氣調(diào)對(duì)其他制品的保藏效果

MAS使用的較多。因?yàn)镹AS中的氣體成分會(huì)因?yàn)橘A藏?zé)o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(duì)于普通的果蔬是不適合的，而對(duì)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(xì)胞膜的功能特性對(duì)酶有直接的抑制作用可改變菌體細(xì)胞的穿透性，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)PH改變可直接改變蛋白質(zhì)的物化特性7.MAS中病原菌的控制：主要采用符合處理技術(shù)+MAS技術(shù)如輻射技術(shù)+MAS

輻射技術(shù)+化學(xué)預(yù)處理+MAS四、食品的凍結(jié)和凍藏1.概述：1）定義：凍結(jié)：就是將常溫食品的溫度下降到冷凍狀態(tài)的過程。凍藏：就是食品凍結(jié)后，再在能保持食品凍結(jié)狀態(tài)的溫度下貯藏的保藏方法。常用的貯藏溫度為-23—-12℃，以-18℃為最適用。而凍結(jié)技術(shù)對(duì)凍藏食品的質(zhì)量就耐儲(chǔ)性有相當(dāng)大的影響。2）特點(diǎn)：適用于食品的長(zhǎng)期貯藏。合理的凍結(jié)和貯藏的食品在大小、形狀、質(zhì)地、色澤和風(fēng)味等方面不會(huì)發(fā)生明顯的變化，還能保持原始的新鮮狀態(tài)。使用方便，口味新鮮。2.食品的凍結(jié)1）基本概念：（1）凍結(jié)點(diǎn)：指一定壓力下液態(tài)物質(zhì)由液態(tài)轉(zhuǎn)向固態(tài)的溫度點(diǎn)。常壓下，由于水中溶解一定的空氣，凍結(jié)點(diǎn)下降為0.0024℃.

由于食品體系中較為復(fù)雜，包括大量的有機(jī)物質(zhì)和無機(jī)物質(zhì)，因此食品的凍結(jié)點(diǎn)低于純水的冰點(diǎn)，隨食品中水分和溶解物質(zhì)的種類及數(shù)量其凍結(jié)點(diǎn)也不一樣。一般情況下，水只有被冷卻到低于凍結(jié)點(diǎn)的某一溫度時(shí)才開始凍結(jié)，稱為過冷現(xiàn)象。凍結(jié)點(diǎn)與過冷點(diǎn)之間處于過冷態(tài)，此時(shí)極易形成冰晶體。（2）低共熔點(diǎn)：一般溶液或食品物料的凍結(jié)點(diǎn)是他們的初始凍結(jié)溫度，隨著凍結(jié)過程的進(jìn)行，水分不斷轉(zhuǎn)化為冰晶體，剩余的溶液濃度增加，凍結(jié)點(diǎn)隨之下降，直至所有水分都凍結(jié)，此時(shí)溶液中的溶質(zhì)、溶劑達(dá)到共同固化，這一狀態(tài)點(diǎn)稱為低共熔點(diǎn)，或冰鹽凍結(jié)點(diǎn)。一般食品的低共熔點(diǎn)的溫度為-55—-65℃.（3）影響因素：水分含量與水分狀態(tài)（4）拉烏爾法則：Qt=-Kfm

凍結(jié)點(diǎn)的降低與其物質(zhì)的濃度成正比，酶增加1mol/L溶質(zhì)，凍結(jié)點(diǎn)下降1.86℃.一般植物性食品的凍結(jié)點(diǎn)大多為-0.6—-3.8℃.2）凍結(jié)規(guī)律和水分凍結(jié)量：

凍結(jié)規(guī)律：食品在凍結(jié)過程中，溫度逐步下降，其過程可用食品溫度與時(shí)間的關(guān)系曲線表示，即凍結(jié)溫度曲線。AS：降溫過程中水分子的運(yùn)動(dòng)速度減緩，內(nèi)部結(jié)構(gòu)在定向排列引力的作用下，趨向形成近似結(jié)晶體的穩(wěn)定性聚集體，溶液粘度非常高，溫度低于冰點(diǎn)，但未發(fā)生相變，S點(diǎn)稱為過冷點(diǎn)。此時(shí)放出的熱量是“顯熱”，但數(shù)量少，所以降溫速度快，曲線較陡，出現(xiàn)過冷點(diǎn)。SB：當(dāng)溫度下降至凍結(jié)點(diǎn)，潛熱被排除后，液體與固體之間的轉(zhuǎn)變而結(jié)冰。結(jié)冰包括晶核的形成和冰晶體的增長(zhǎng)兩個(gè)過程。晶核的形成時(shí)極少部分的水分子有規(guī)律的結(jié)合在一起，形成結(jié)晶的核心，這種晶核是在過冷條件下才出現(xiàn)的。只有當(dāng)溫度很快下降至比凍結(jié)點(diǎn)低得多時(shí)，水分同時(shí)析出形成大量的晶核，才會(huì)出現(xiàn)細(xì)小而分布均勻的冰晶體。

當(dāng)出現(xiàn)了穩(wěn)定的晶核，聚集體會(huì)立即向冰晶體轉(zhuǎn)化，并放出潛熱，促使溫度上升到冰點(diǎn)。此階段因?yàn)槭称反蠖嘤幸欢ǖ暮穸龋瑑鼋Y(jié)時(shí)表面溫度降得很快，一般食品不會(huì)有穩(wěn)定的過冷現(xiàn)象出現(xiàn)。BC：隨水分凍結(jié)量增加，未凍結(jié)液體中溶質(zhì)濃度不斷增加，食品的凍結(jié)點(diǎn)不斷下降。CD：其中一種溶質(zhì)因過飽和析出，結(jié)晶熱釋放，溫度上升至低共熔點(diǎn)D。此時(shí)食品中水分大部分凍結(jié)成冰，由于轉(zhuǎn)變成冰需要排除大量的潛熱，整個(gè)凍結(jié)過程中的總熱量的大部分在此階段放出，所以當(dāng)制冷能力不是非常強(qiáng)大時(shí)，降溫緩慢，曲線平坦。DE：食品中的水分和所有溶質(zhì)不斷結(jié)晶，形成固態(tài)，達(dá)到物質(zhì)的低共熔點(diǎn)。EF：冰水混合物的溫度一直下降至凍結(jié)機(jī)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(nèi)部余下的繼續(xù)結(jié)冰，因?yàn)楸谋葻岜人。虼饲€更加陡。水分凍結(jié)量：是指食品凍結(jié)時(shí)他的水分轉(zhuǎn)化成冰晶體的形成量，也就是一定溫度時(shí)形成的冰晶體質(zhì)量與在同一溫度時(shí)食品內(nèi)所含水分和冰晶體的總質(zhì)量之比。即冰晶體質(zhì)量占食品中水分總含量的比例。冷凍時(shí)水的物理特性：水的凍結(jié)包括降溫和結(jié)晶。當(dāng)溫度降到冰點(diǎn)，排出了潛熱，游離水由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)，形成冰晶，即結(jié)冰；而結(jié)合水則要脫離其結(jié)合物質(zhì)，脛骨一個(gè)脫水過程后，才凍結(jié)成冰晶。水結(jié)冰后體積增加約9%，另一方面冰在溫度每下降1℃，體積收縮0.01-0.05%，兩者相比，膨脹大于收縮，因此含水量多的食品凍結(jié)后體積會(huì)有所增加。

凍結(jié)時(shí)表面的水首先結(jié)冰，然后冰層逐漸向內(nèi)伸展。當(dāng)內(nèi)部水分因凍結(jié)而膨脹時(shí)，會(huì)受到外部?jī)鼋Y(jié)層的阻礙，產(chǎn)生內(nèi)壓，這就是“凍結(jié)膨脹壓”。如果外層冰體承受不住過大的內(nèi)壓時(shí)，就會(huì)破裂。因此，凍品厚度過大、凍結(jié)速度過快，往往會(huì)出現(xiàn)這樣的龜裂。3）凍結(jié)速度：（1）定義：指食品物料內(nèi)中心溫度在單位時(shí)間下降的速度或-5℃凍結(jié)層從食品表面先內(nèi)部推進(jìn)的距離。（2）劃分：按時(shí)間劃分：值食品中心溫度從-1℃降到-5℃所用時(shí)間。30min之內(nèi)為快速，超過30min為慢速。按距離劃分：?jiǎn)挝粫r(shí)間-5℃凍結(jié)層從食品表面伸向內(nèi)部的距離。時(shí)間h，距離cm，凍結(jié)速度v的單位是cm/h。分為三種：快速：v<5-20cm/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(nèi)未凍結(jié)層和凍結(jié)層間的分界面在單位時(shí)間內(nèi)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(nèi)或任意點(diǎn)上單位時(shí)間內(nèi)的水分凍結(jié)量[kg/(kg?h)]（4）影響因素：食品成分：不同的食品成分具有不同的導(dǎo)熱性，如果其他條件不變，導(dǎo)熱性越強(qiáng)，凍結(jié)速度越快；食品的結(jié)構(gòu)也會(huì)影響其凍結(jié)速度。非食品成分：包括傳熱介質(zhì)、食品厚度、放熱系數(shù)以及食品與冷卻介質(zhì)之間密切接觸程度。（5）凍結(jié)速度與冰晶體大小在-1—-4℃,范圍內(nèi)大部分水結(jié)成冰，稱為最大冰晶生成區(qū)。凍結(jié)速度快，形成的冰晶體小而多，凍結(jié)速度慢，形成的冰晶體大而少。原因：凍結(jié)速度慢，由于細(xì)胞外層溶液溫度低，冰晶體首先在這里產(chǎn)生，而此時(shí)細(xì)胞內(nèi)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(xì)胞內(nèi)的水向冰晶體移動(dòng)，形成較大的冰晶體且分布不均勻。水分移動(dòng)除蒸汽壓差外還與動(dòng)植物死后蛋白質(zhì)的持水作用降低，細(xì)胞膜的透水性增加而增強(qiáng)。實(shí)際上被凍物質(zhì)總有一定體積，凍結(jié)速度從表面到中心是明顯變慢的，要保持同一凍結(jié)速度是困難的，而這種凍結(jié)速度的差別引起的質(zhì)量變化如在允許范圍內(nèi)凍結(jié)速度稍慢也是可以的。凍結(jié)不僅僅涉及把食品凍結(jié)這一工序，還依賴儲(chǔ)藏流動(dòng)環(huán)節(jié)對(duì)凍結(jié)的保持，流通中溫度波動(dòng)就會(huì)產(chǎn)生重結(jié)晶，而使冰晶體變大。從提高食品質(zhì)量的角度看，只有迅速凍結(jié)把食品凍結(jié)體的狀態(tài)牢靠的保持在-18℃以下的儲(chǔ)藏條件下，才能得到穩(wěn)定的速凍食品質(zhì)構(gòu)，才能一直微生物活動(dòng)，延緩生化反應(yīng)，才能得到較高質(zhì)量的制品。4）凍結(jié)過程中玻璃化轉(zhuǎn)變：（1）概念：一種非晶高聚物結(jié)構(gòu)不變，由于分子運(yùn)動(dòng)情況不同，表現(xiàn)出非常不同的客觀性質(zhì)，物體由剛性固體狀向柔軟的彈性體轉(zhuǎn)變，這種轉(zhuǎn)變稱為玻璃化轉(zhuǎn)變，對(duì)應(yīng)的溫度即為玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。（2）特點(diǎn)：高分子的熱運(yùn)動(dòng)是比較復(fù)雜的，運(yùn)動(dòng)單元具有多重性，可以是整個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)，也可以是分子的一部分如側(cè)鏈、支鏈、側(cè)基的運(yùn)動(dòng)。（3）過程：在一定的外界條件下，高聚物呈現(xiàn)與外界環(huán)境條件相適應(yīng)的平衡狀態(tài)。當(dāng)外界條件發(fā)生變化如溫度、壓力的變化時(shí)，高聚物通過分子的熱運(yùn)動(dòng)，達(dá)到與新的條件相適應(yīng)的平衡狀態(tài)。

在玻璃態(tài)時(shí)，由于溫度較低，分子運(yùn)動(dòng)能量低，只有較小的運(yùn)動(dòng)單元，不足以客服主鏈內(nèi)分子旋轉(zhuǎn)的位壘，鏈段處于被凍結(jié)狀態(tài)，不能實(shí)現(xiàn)從一種構(gòu)象向另一種構(gòu)象的轉(zhuǎn)變，高分子的整鏈和鏈段運(yùn)動(dòng)都被凍結(jié)，分子運(yùn)動(dòng)的宏觀表現(xiàn)是高分子的理化性質(zhì)都相對(duì)穩(wěn)定。

當(dāng)溫度升高，高分子的熱運(yùn)動(dòng)的能量增加到足以克服運(yùn)動(dòng)單元所需要的位壘時(shí)，運(yùn)動(dòng)單元處于活化狀態(tài)，從而開始一定的熱運(yùn)動(dòng)。當(dāng)溫度升高到高聚物發(fā)生體積膨脹，加大了分子間的自由空間，他的各種運(yùn)動(dòng)單元均發(fā)生運(yùn)動(dòng)；當(dāng)自由空間達(dá)到某種單元運(yùn)動(dòng)必需的大小后，這一運(yùn)動(dòng)單元就可以自由的迅速運(yùn)動(dòng)了。（4）冷凍食品中玻璃態(tài)的形成：食品領(lǐng)域中的玻璃態(tài)是指：非平衡