第四章食品冷冻

利用低温改善食品品质 利用低温防止微生物繁殖与生长
二、保藏原理 1、低温对反应速度的影响： 温度是物质分子或原子运动能量的度量， 当物质中热量被除去，物质的动能便减少，其 组成物质的分子运动变缓。 由于物质生化和化学反应速度主要取决于 反应物质分子的碰撞速度，因此，反应速度取 决于温度。
温度商Q10：表示温度每升高10 ℃时反应速度 所增加的倍数。 Q10=(Kt+10)/Kt 低温保藏的目的就是抑制反应速度，因此， Q10越高，低温保藏的效果就越好。
（4）介质： 高水分和低PH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 物有保护作用。
（5）贮藏期： 低温贮藏时微生物一般会随贮藏期的增加而减少。 但储藏温度越低，减少量越少，有时甚至没有 较少。初期减少量大，一般储藏一年后微生物 死亡数达到原始菌数的60-90%。 （6）交替冻结和解冻 理论上讲交替冻结和解冻会加速微生物的死亡， 但实际效果并不明显。

（2）食品物料的冷藏工艺和技术条件： 果蔬类：方法：空气冷却、水冷却和真空冷却 工艺条件：0.5m/s，0-3℃，613-666Pa 采用气调与冷藏结合，可抑制物料的呼吸， 延长储存期。
肉类：采用分为一段冷却法和二段冷却方法 一段：空气温度0℃，流速0.5-1.5m/s，RH90-98%， 物料中心温度<4℃，时间不超过24h。 二段：空气温度-10— -15℃，流速1.5-3.0m/s，时 间2-4h，物料表面温度达到0— -2℃，内部温度 达到16-25℃；第二阶段。空气温度0— -2℃，流 速0.1m/s，时间10-16h，最终食品温度达到<4℃. 特点：干耗小，微生物繁殖和生化反应容易控制， 应用广泛。
（4）脂类的变化： 主要会发生油脂的水解，脂肪的氧化、聚 合等现象，造成食品出现风味变差，味道恶化， 出现变色、酸败、发粘等现象。这种现象人们 称之为“油烧”。

接触冰冷却： 这是一种常见的简易冷却方法，冷却效 果是靠冰融解吸收的潜热，融冰和食品直接接 触就直接从食品中吸取热量。用并直接接触不 但可以有较高的冷却速度，还可以保持食品表 面的湿润度。 适用于冷却鱼、叶类蔬菜和一些水果。
冷却速度取决于食品的种类、大小、冷却 前食品的原始温度、冰块和食品的比例以及冰 块的大小等。 有的也可以使用干冰，即固态CO2， -78.5℃，是水冰的1.5倍，升华成CO2无污染， 无残留，且常压下即可汽化，效果好于水冰。
（2）降温速度 食品在冻结前，降温速度越快，微生物死亡率越 大。这是因为在迅速降温过程中，微生物细胞 新陈代谢原来的协调性遭到破坏所致。 食品冻结后，缓冻可导致微生物大量死亡，而速 冻则相反。原因是缓冻最大冰晶生成区的时间 长，量少粒大的冰晶体对微生物细胞产生机械 破坏作用，还促进了蛋白质的变性，使微生物 死亡率增加。
3）.影响微生物低温致死的因素： （1）温度的高低： 冰点以上，微生物仍然具有一定的生长繁殖能力， 最终也会导致食品的腐败变质。 稍低于微生物最低生长温度对微生物的威胁最大， 一般-8—-12 ℃，尤其是-2— -5 ℃，此时微 生物的活动会受到抑制或几乎全部死亡。
温度冷却到-20— -25 ℃，微生物细胞内所有酶 反应几乎全部停止，延缓了细胞内胶质体的变 性，因而此时微生物的死亡缓慢。 当温度降到-20— -30 ℃时，微生物细胞内所有 的生化反应和胶体变性几乎全部处于停止状态， 以至于微生物细胞能在较长时间内保持其生命 力。
特点：避免干耗、冷去速度快、需要空间小、成 品质良好；外观会受到损害，冷却后难以储藏。 适用于禽类、鱼类和某些水果蔬菜。 也可以采用盐水、海水进行冷却，冷却水 中还可以添加一些杀菌剂进行防腐处理。
真空冷却： 依据水在低压下蒸发吸收汽化潜热，并 以水蒸气状态按质量传递方式转移热量，所蒸 发的水分可以使食品本身的水分，或者是事先 加进去的水分。一般压力要求低于0.5kPa,冷 却时间仅需10min，主要适用于叶类蔬菜和蘑 菇。 特点：冷去速度快，但投资大，操作成本高。
（3）生化作用： 果蔬在收获后仍有生命活动，一般在采 收时尚未成熟，在收获后有后熟过程，体内成 分页不断发生变化，如淀粉和糖的比例、糖酸 比、果胶物质的变化、Vc的减少，还有色、 香、味的变化等等。
肉类在屠宰后主要发生成熟作用。肉类在 刚屠宰后是柔软的，持水性很高，但放置一段 时间后肉质变粗硬，持水性页大大下降，继续 放置，粗硬的肉质会又变的柔软，持水性也恢 复，称为肉的成熟。
3.低温对酶活性的影响 大多数酶的适应温度在30-40℃，高温使 酶蛋白变性、酶钝化，低温只能抑制没得活性， 但不能钝化。 低温对酶并不完全抑制，只是进行的非常 缓慢而已。 由于冷冻或冷藏不能破坏酶活性，冻制品 在解冻后酶将重新活跃，从而使食品变质。一 次，在冷冻或冷藏前一般采取预煮的方法破坏 酶活性，然后再冻制。


温度下降，微生物细胞内原生质粘度增加，胶 体吸水性下降，蛋白质分散度发生改变，导致 不可逆的蛋白质变性凝固，从而破坏微生物物 质代谢的正常进行，对细胞造成严重损害。 冷冻时介质中的冰晶体的形成会促使细胞内原 生质或胶体脱水，溶质浓度增加，促使蛋白质 变性。同时冰晶体的形成还会使细胞受到机械 性破坏。
空气的相对湿度： 过高：会有水分冷凝在食品表面，导致发霉、腐 烂； 过低：食品中水分会迅速蒸发，导致物料萎缩、 变形。 一般水果控制在85-90%，绿叶蔬菜90-95%，坚 果类<70%.

空气流速：一般控制在1.5-5m/s 过大：导致环境的相对湿度过低，物料表面水分 散失快，食品干缩现象严重。 过小：导致环境的相对湿度过高。
第四章 食品冷冻
一、概述： 1）定义：是指食品被冷却或冻结，通过降低温 度改变食品的特性，从而达到加工或贮藏的目 的的过程。 2）类型： 冷藏：-1—8 ℃ 冷冻：-30℃以下冻结，-18℃以下储藏
3）一般工艺： 食品物料—前处理—冷却或冻结—冷藏或冻藏— 回热或解冻 4）低温处理的目的： 利用低温达到某种加工效果 利用低温导致食品物料物理化学特性发生变化 而优化加工工艺条件

5）影响冷藏的因素： （1）冷藏的工艺条件： 冷藏温度： 空气相对湿度 空气流速
（2）食品本身的因素： 食品原料的种类、生长环境、不同的部位 制品收获后的状况，如是否受到机械损伤或微 生物污染、成熟度如何等 运输、储藏及零售时的温度、相对湿度状况等 （3）冷却方法
6）食品冷藏时的变化： （1）水分蒸发：食品在冷却时，温度下降，汁 液浓度增加，表面水分蒸发导致食品出现干燥 现象。 由于食品中水分减少造成质量的损失的 现象称为干耗。会导致水食品表面失去新鲜饱 满的外观。

其他热源：如包装容器的显热、冷藏库中的电器 等的散热量、透过墙和地面以及屋顶等的热损 耗、操作人员的散热等等。 因此，一般冷耗量需要增加5-10%，作为 安全系数。
4）食品的Байду номын сангаас藏工艺和控制： （1）冷藏条件和控制要素： 冷藏温度：不仅指冷库内空气的温度，更重要 的是食品物料的温度，一般植物性食品要求高 于动物性食品。 更重要的是控制温度的变化，大型冷库热 容量大，受外界影响小，温度较好控制。

3）食品冷却时的冷耗量： 定义：冷却过程中食品的散热量称之为冷耗量 表示方法：Q=mc(T初-T终) Q:冷耗量；m：被冷却食品的质量；c：冻结点 以上食品的比热容；T初：冷却开始时食品的 初温；T终：冷却完成时食品的终温。
热源引起额外的冷耗量： 食品的内热源：生化反应。与冷却速度有关，冷 去速度快，由于内热源引起的冷耗量就小，一 般速冻比缓冻冷耗量可减少10-15%。公式见 课本138页公式4-4. 呼吸热。与其他新陈代谢活动一 样，随温度下降而减少，一般预冷可以加以控 制。公式检课本139页公式4-5.

空气冷却： 降温后用冷空气作为冷却介质来维持冷藏 库的低温，在食品冷藏过程中冷空气以自然对 流或强制对流的方式与食品进行热交换，来保 持食品低温水平的方法。 冷却效果主要取决于空气的温度、相对湿 度和空气的流速等。一般空气温度不低于冻结 温度，流速保持在1.5-5m/s。

水冷却： 是指用大容量水泵将机械制冷或冰块降温 后的水喷淋在食品上进行冷却的方法。水温应 尽可能维持在0℃左右，这是能否有效利用设 备和获得冷却效果的关键。
三、食品的冷却与冷藏 冷藏是将预冷后的食品在稍高于冰点温度 中储藏的方法，一般温度在-0—8℃，储藏期 一般从几天到数周，耐藏食品可达6-8个月。 冷藏食品是否能成功推向消费者，除了本 身质量之外，最重要的是冷藏链是否完善。
1.食品的冷却： 1)冷却目的：快速排出食品内部的热量，及时抑 制食品内的生化反应速度和微生物的繁殖活动， 保持食品的良好品质及新鲜度，延长食品的储 藏期。 2）方法：冷风冷却、冷水冷却、接触冰冷却、 真空冷却等。
当干耗大于5%，果蔬就会出现明显的凋 萎现象。同时肉类食品也由于干耗是肉的表面 收缩、硬化，形成干燥皮膜，肉色也有不变化。 控制措施：控制适宜的相对湿度和低温条件； 控制食品与介质的温差、空气介质 的湿度与流速。
（2）冷害： 定义：当储藏温度低于某一温度界限时，果蔬 产品的正常生理机能受到障碍，失去平衡的现 象，称为冷害。 症状：组织内部变褐和干缩；外部出现凹陷斑 纹，有的出现水渍状板块；果蔬不能正常成熟， 并产生异味。见课本145页表4-20. 最早出现的品种有香蕉、黄瓜和茄子一般需要 10-14天。
低温储藏的实际应用中嗜温菌、嗜冷菌是 主要的。大多数食物的致毒性菌和粪便污染性 菌都属于嗜温菌。 通常食物致毒菌在温度低于5 ℃的环境中 即不易生长也不产毒，但是毒素一旦产生后， 是不能用降低温度来使之失去活性的。 在冷藏期间繁殖的微生物大多属于嗜冷菌。

长期处于低温下的微生物能产生新的适应性 这是长期低温培育中自然选育后形成的结 果。因此，低温只是阻止微生物的繁殖，不能 彻底消灭微生物，一旦温度升高，微生物的繁 殖也逐渐恢复。 冻结或冰冻介质最容易促使微生物死亡， 主要因为冰晶体对微生物的破坏作用。