第四章 食品的低温处理与保藏

第四章食品的低温处理与保藏第一页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五冷冻食品和冷藏食品冷冻食品又称冻结食品，是冻结后在低于冻结点的温度下保藏的食品。冷藏食品不需要冻结，是将食品的温度降到接近冻结点，并在此温度下保藏的食品冷冻食品和冷藏食品可按原料及消费形式分为果蔬类、水产类、肉禽蛋类、调理方便食品类这四大类。第二页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五冷冻和冷藏食品的特点易保藏，广泛用于肉、禽、水产、乳、蛋、蔬菜和水果等易腐食品的生产、运输和贮藏营养、方便、卫生、经济市场需求量大，在发达国家占有重要的地位，在发展中国家发展迅速第三页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五低温保藏食品的历史公元前一千多年，我国就有利用天然冰雪来贮藏食品的记载。冻结食品的产生起源于19世纪上半叶冷冻机的发明。1834年，JacobPerkins（英）发明了以乙醚为介质的压缩式冷冻机。1860年，Carre（法）发明以氨为介质，以水为吸收剂的吸收式冷冻机。第四页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五1872年，DavidBoyle（美）和CarlVonLinde（德）分别发明了以氨为介质的压缩式冷冻机，当时主要用于制冰。1877年，CharlesTellier（法）将氨-水吸收式冷冻机用于冷冻阿根廷的牛肉和新西兰的羊肉并运输到法国，这是食品冷冻的首次商业应用，也是冷冻食品的首度问世。20世纪初，美国建立了冻结食品厂。20世纪30年代，出现带包装的冷冻食品。第五页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五二战的军需，极大地促进了美国冻结食品业的发展。战后，冷冻技术和配套设备不断改进，出现预制冷冻制品、耐热复合塑料薄膜包装袋和高质快速解冻复原加热设备，冷冻食品业成为方便食品和快餐业的支柱行业。20世纪60年代，发达国家构成完整的冷藏链。冷冻食品进入超市。冷冻食品的品种迅猛增加。冷冻加工技术从整体冻结向小块或颗粒冻结发展。第六页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五我国在20世纪70年代，因外贸需要冷冻蔬菜，冷冻食品开始起步。80年代，家用冰箱和微波炉的普及，销售用冰柜和冷藏柜的使用，推动了冷冻冷藏食品的发展；出现冷冻面点。90年代，冷链初步形成；品种增加，风味特色产品和各种菜式；生产企业和产量大幅度增加。第七页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五第一节食品低温保藏的基本原理低温对微生物的影响低温对酶活性的影响低温对非酶作用的影响第八页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五一、低温对微生物的影响微生物对食品的破坏作用。微生物在食品中生长的主要条件：液态水分pH值营养物温度降温速度第九页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五第十页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五第十一页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五第十二页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五低温对微生物的作用通常在-7℃的冻藏温度下，多数微生物停止了生命活动低温可起到抑制微生物生长和促使部分微生物死亡的作用。但在低温下，其死亡速度比在高温下要缓慢得多。一般认为，低温只是阻止微生物繁殖，不能彻底杀死微生物，一旦温度升高，微生物的繁殖也逐渐恢复。第十三页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五降温速度对微生物的影响冻结前，降温越迅速，微生物的死亡率越高；冻结点以下，缓冻将导致剩余微生物的大量死亡，而速冻对微生物的致死效果较差。第十四页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五但冻藏中低温的杀伤效应则很慢(图7-5)。试验证明，芽孢霉能在-2℃生长，粉孢霉和酵母菌能在-4℃下生长，而某些嗜冷性细菌能在-20—-10℃的范围内生存。为安全起见，速冻果蔬的冻藏通常采用-18℃或更低一些的温度。第十五页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五第十六页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五二、低温对酶活性的影响酶作用的效果因原料而异酶活性随温度的下降而降低酶或酶系统的活性在高温93．3℃左右被破坏，在低温条件下受到抑制。冻结时酶蛋白变性，活性降低，温度越低，时间越长，酶蛋白失活程度越重。

Q10为2~3.第十七页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五一般的冷藏和冻藏不能完全抑制酶的活性

胰蛋白酶在-30℃仍有微弱的活性，脂酶在-20℃下还能引起脂肪的水解。当果蔬解冻后，随着温度的升高，仍保持活性的酶将重新活跃起来，加速果蔬的变质在-18℃以上的温度中，还有不少未冻结的水分存在，这就为酶的活动提供了条件。食品保持在

-18℃以下。第十八页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五第十九页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五三、低温对非酶因素的影响各种非酶促化学反应的速度，都会因温度下降而降低。

四.低温对物料(果蔬)的影响1.对营养成分的影响

第二十页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五第二十一页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五

2.降低果蔬的生理代谢(呼吸作用\乙烯释放),从而延缓成熟衰老植物个体采收后到过熟期的时间长短与其呼吸作用和乙烯催熟作用有关。植物个体的呼吸强度不仅与种类、品种、成熟度、部位以及伤害程度有关，还与温度、空气中氧和二氧比碳含量有关。第二十二页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五温度降低会使呼吸强度降低,新陈代谢的速度放慢、植物个体内贮存物质的消耗速度也减慢，贮存期限也会延长.

因此，低温具有保存植物性食品原料新鲜状态的作用。第二十三页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五第二节食品的冷却和冷藏基本概念：冷却的概念：将食品或食品原料温度从常温或高温降低到适宜加工或冷藏的过程。冷却又叫预冷。目的：让果蔬本身的呼吸热或动物生化反应热在内散发，抑制食品内的生物化学变化和微生物的繁殖活动。冷却速度很重要。冷藏：将食品的品温降低到接近冰点、而不结冰的一种食品保藏方法。-1~8℃.

采用此温度冷藏的冷库常称为高温库。第二十四页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五作用:结合多种技术（气调、包装、辐射等）使食品贮藏时间得以延长。冷藏食品特点：新鲜、健康、方便得到消费者的接受。冷藏存在的问题：减缓食品的变质速度。时间受到限制。热带水果和蔬菜注意冷害的问题。有些不适宜如面包。第二十五页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五

一、食品的冷却

1.接触冰冷却2.空气冷却法3.水冷却4.真空冷却（一）冷却的方法第二十六页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五1.接触冰冷却原理：冰块融化时将吸收食品大量的热量要点：直接接触食品时冷却效果最好特点：高冷却速度，使食品表面保持湿润适用范围：冷却鱼、叶类蔬菜和一些水果，也用于一些食品如午餐肉的加工第二十七页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五表4-11鱼体从20℃冷却到1℃时所需要的时间和鱼体厚度的关系（用冰量是鱼重的200％）鱼体厚度/cm5678从20℃冷却到1℃时所需要的时间/min110150235325第二十八页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五表4-12体厚5.5cm少脂鱼类的原始温度和冷却需要时间的关系冷却前鱼体原始温度/℃冷却后鱼体最终温度/℃冷却需要时间/min20113410198第二十九页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五表4-13鱼体冷却需要的时间和用冰量的关系鱼体冷却程度在下述各用冰量（为鱼重百分数）时需要的冷却时间/min原始温度/℃最终温度/℃100%75%50%25%200134139310------2056368110236每尾鱼平均重1.25kg,厚5.5cm,冰块大小4cm*4*4,空气温度10℃第三十页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五表4-14冰块大小和鱼体冷却速度的关系（每尾鱼平均重1.25kg,用冰量是鱼重的100％）立方体冰块三边平均长度/cm1248鱼体从20℃冷却到1℃时需要的时间/min89108134154第三十一页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五第三十二页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五

冰水冷却机,适用于各种果蔬冰水冷却

第三十三页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五2.空气冷却法原理：降温后的冷空气作为冷却介质流经食品时吸取食品热量，促使其降温方法：空气可先用冰块或机械制冷降温，冷风机将被冷却的空气从风道中吹出，在库房中循环，吸收水果、蔬菜的呼吸热，维持稳定的低温。第三十四页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五要点：空气冷却法的工艺效果主要取决于空气的温度、相对湿度和流速等预冷食品时所采用的温度必须处在允许食品可逆变化的范围内，以使食品回温后仍能回复它原有的生命力。第三十五页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五一般食品预冷时所采用的空气温度不应低于冻结温度，以免食品发生冻结。未包装的食品预冷时应加速空气流动。容易干缩的食品预冷时应维持较高的相对湿度，以减少冷却时水分消耗。第三十六页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五适用范围：预冷果蔬、肉及其制品、蛋品、油脂制品、乳制品、冷饮半制品及糖果等。第三十七页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五第三十八页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五第三十九页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五第四十页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五3.水冷法原理：通过低温水将需要冷却的食品冷却到指定温度方法：可以利用冷水直接浸渍或喷淋需要冷却的物料，也可以利用热交换器冷却一些物料如牛乳、果汁等。注意加杀菌剂。优点：避免干耗

冷却速度快需要的空间减少

成品质量较好缺点：大多数产品不允许用冷水浸渍冷却。影响外观，不耐贮藏。第四十一页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五适用范围：冷水喷淋或浸渍冷却通常用于禽类、鱼类、某些水果和蔬菜第四十二页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五4.真空冷却原理：真空冷却的依据是水在低压下蒸发时要吸取汽化潜热（约2520KJ/Kg)方法：操作时将食品置于真空室中并将压力降到大约0.5Kpa(1大气压=101.325Kpa）,通过水分蒸发将自身的温度降低将热流体喷射进真空室，由于压力下降物料瞬间沸腾，自身水分蒸发的同时带走热量，使流体温度迅速下降。第四十三页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五第四十四页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五适用范围：用于有很大表面积的食品如叶类蔬菜、蘑菇和烹饪后的土豆丁。另外一些流体食品如消毒牛乳、豆奶在加热或杀菌后瞬间冷却也可以采用。优点：是目前冷却方法中最迅速的。第四十五页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五第四十六页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五第四十七页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五5、液体食品物料的冷却特点—间接冷却冷却介质冷却器：间歇式、连续式第四十八页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五第四十九页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五（二）、冷却过程的冷耗量食品冷却过程中总的冷耗量，即由制冷装置所带走的总热负荷QT：QT=QF+QVQF：冷却食品的冷耗量；QV：其它各种冷耗量，如外界传入的热量，外界空气进入造成的水蒸气结霜潜热，风机、泵、传送带电机及照明灯产生的热量等。第五十页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五食品的冷耗量：QF=QS+QL+QC+QP+QWQS：显热；QL：脂肪的凝固潜热；QC：生化反应热；QP：包装物冷耗量；QW：水蒸气结霜潜热；食品的显热：QS=GCO（TI－TF）G：食品重量；CO：食品的平均比热；TI：冷却食品的初温；TF：冷却食品的终温。第五十一页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五二、食品的冷藏（一）影响冷藏的因素1.贮藏温度贮藏温度与贮藏期限密切相关.冷藏温度越接近原料的冻结温度，贮藏期越长（香蕉、瓜类、马铃薯等在临界温度下有冷害的除外）。第五十二页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五冷藏温度应根据具体的原料来确定。应严格控制冷藏室温度。温度波动会使空气中的水分冷凝在食品表面，导致发霉。第五十三页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五2.空气相对湿度及其流速若湿度过高，食品表面就会有水分冷凝，不仅容易发霉也容易腐烂。若湿度过低，则食品因水分迅速蒸发而发生萎蔫。冷藏时适宜的湿度：水果，85-90%蔬菜，90-95%坚果，70%干燥制品，＜50%第五十四页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五第五十五页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五空气流速:为了保证贮藏室内温度均匀，应保持最低速度的空气循环。空气流速越大，食品水分蒸发率越高。带包装的食品不受空气相对湿度和空气流速的影响。第五十六页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五（1）有生命力的原料：有防止微生物侵袭的能力，防止微生物性的腐败变质。果蔬类。（2）无生命力的原料：肉、禽、鱼及果蔬加工制品。容易受微生物的侵袭。（3）原料的部位：部位不同，贮藏期不同。（4）机械损伤的情况：机械损伤容易受微生物污染。3.食品原料的种类第五十七页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五(二）食品冷藏时的变化由于原料性质不同，组成成分不同，冷藏前的加工工艺不同，食品在冷藏时所发生的变化也不尽相同。除了肉类在冷藏过程中的成熟作用外，其它所有变化均会使食品的品质下降。采取一定的措施可以减缓变化速度（控制温度和湿度，采用合适的包装，采用冷藏结合气调贮藏等）。第五十八页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五1、冷藏时的变化

水分蒸发冷害串味生理作用脂肪哈败淀粉老化微生物增殖第五十九页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五（1）水分蒸发

食品在冷却时及冷藏中，因为温湿度差而发生表面水分蒸发。水分蒸发不仅造成重量损失（俗称干耗），而且使果蔬类食品失去新鲜饱满的外观。减重达到5%时，水果、蔬菜会出现明显的凋萎现象。第六十页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五肉类食品因水分蒸发而发生表面收缩硬化，形成干燥皮膜，肉色也有变化。鸡蛋因水分蒸发而造成气室增大。第六十一页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五

水果蔬菜的水分蒸发特性

水分蒸发特性水果蔬菜的种类

A型

(蒸发量小)苹果、橘子、柿子、梨、西瓜、葡萄(欧洲种)、马铃薯、洋葱

B型

(蒸发量中等)白桃、李子、无花果、番茄、甜瓜、莴苣、萝卜

C型

(蒸发量大)樱桃、杨梅、龙须菜、葡萄(美国种)、叶菜类、蘑菇

第六十二页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五冷却及贮藏中食肉胴体的干耗(θ=1℃，φ=80%~90%，ν=0.2m/s)时间牛(%)小牛(%)羊(%)猪(%)12小时2.02.02.01.024小时2.52.52.52.036小时3.03.03.02.548小时3.53.53.53.08天4.04.04.54.014天4.54.65.05.0

第六十三页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五（2）冷害

在冷藏时，果蔬（生长在热带和亚热带）的品温虽然在冻结点以上，但当贮藏温度低于某一温度界限时，果蔬的正常生理机能受到障碍，称为冷害。冷害的各种症状见后页表。虽然在外观上没有症状，但冷藏后再放至常温中，就丧失了正常的促进成熟作用的能力，这也是冷害的一种。第六十四页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五需要在低于界限温度的环境中放置一段时间，才会出现冷害。第六十五页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五表4-6水果蔬菜冷害的界限温度和症状种类界限温度(℃)症状种类界限温度(℃)症状香蕉11.7-13.8果皮变黑马铃薯4.4发甜、褐变西瓜4.4凹斑、风味异常番茄(熟)7.2-10软化、腐烂黄瓜7.2凹斑、水浸状斑点腐败番茄(生)12.3-13.9催熟果颜色茄子7.2表皮变色、腐败

不好、腐烂

第六十六页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五冷害的防止：适宜的低温逐步降温法间隙升温法第六十七页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五（3）串味

具有强烈气味的食品与其它的食品放在一起进行冷却和贮藏，这些易挥发的气味就会被吸附在其它的食品上。甚至存放过有强烈气味的食品（如洋葱）的库房中再贮藏其它的食品时，仍会有串味现象发生。第六十八页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五（4）生化作用

水果、蔬菜在收获后仍是有生命的活体。在冷藏过程中，果蔬的呼吸作用和后熟作用仍在继续进行，机体内所含的成分也不断发生变化。淀粉、糖、酸间的比例，果胶物质的变化，维生素C的减少等。肉类在冷藏中的成熟作用。第六十九页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五（5）脂类的变化

冷却贮藏过程中，食品中所含的油脂会发生水解，脂肪酸氧化、聚合等复杂的变化，使得食品的风味变差，味道恶化，出现变色、酸败、发粘等现象。这种变化进行得非常严重时，俗称为“油烧”。第七十页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五

（6）淀粉老化

普通淀粉由20%直链淀粉和80%支链淀粉构成，以微晶形式存在（-淀粉）。-淀粉在较高温度下，在水中溶胀形成均匀糊状溶液（-淀粉），称为糊化。糊化作用实质上是淀粉分子间的氢键断开，水分子与淀粉形成氢键，形成胶体溶液。第七十一页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五经过热加工食品中的淀粉以-淀粉的形式存在。在接近0℃的低温范围中，糊化了的-淀粉分子又自动排列成序，形成致密的高度晶化的不溶性淀粉分子，称为淀粉的化，或淀粉的老化。第七十二页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五老化的淀粉不易为淀粉酶作用，所以也不易被人体消化吸收。水分含量在30～60%的淀粉最容易老化，含水量在10%以下的干燥状态及在大量水中的淀粉不易老化。淀粉老化作用的最适温度是2～4℃。第七十三页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五例如面包在冷却贮藏时淀粉迅速老化，松软的质感不复存在；土豆在冷藏陈列柜中贮存时，也会有淀粉老化现象发生。当贮存温度低于-20℃或高于60℃时，均不会发生淀粉老化的现象。因为低于-20℃时，淀粉分子间的水分急速冻结，形成的冰结晶阻碍了淀粉分子间的相互靠近而不能形成氢键。第七十四页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五（7）微生物的增殖：

第七十五页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五第三节低温气调贮藏定义：食品原料在不同于周围大气（21%O2、0.03%CO2）的环境中贮藏。通常与冷藏结合使用。用途：延长季节性易腐烂食品原料的贮藏期。机理：采用低温和改变气体成分的技术，延迟生鲜食品原料的自然成熟过程。第七十六页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五1、气调贮藏的生理基础：降低呼吸强度，推迟呼吸高峰；抑制乙烯的生成，延长贮藏期；控制真菌的生长繁殖；若氧气过少，会产生厌氧呼吸；二氧化碳过多，会使原料中毒。第七十七页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五2、气调贮藏方法：自然降氧法（MA）快速降氧法（CA）混合降氧法包装贮藏法第七十八页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五自然降氧法

（ModifiedAtmosphereStorage）果蔬原料贮藏于密封的冷藏库中，果蔬本身的呼吸作用使库内的氧量减少，二氧化碳量增加。用吸入空气来维持一定的氧浓度。用气体洗涤器来除去过多的二氧化碳。碱式，让气体通过4~5%的NaOH；水式，让气体通过低温的流动水；干式，让气体通过消石灰填充柱。第七十九页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五第八十页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五

快速降氧法

（ControlledAtmosphereStorage）在气体发生器中用燃烧丙烷的方法来制取低氧高二氧化碳的气体；将气体通入冷藏库中；库中常保持负压。待藏原料入库时，即处于最适贮藏气体氛围，特别适用于不耐藏但经济价值高的原料，如草莓。第八十一页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五吸附器7、10通过阀门6、8，轮流工作与再生。丙烷通过阀13进入发生器。第八十二页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五混合降氧法先用快速降氧法将冷藏库内的氧气降低到一定程度；原料入库，利用自然降氧法使氧的含量进一步降低。既可控制易腐原料的初期快速腐烂，又降低生产成本。第八十三页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五包装贮藏法生理包装：将原料放进聚乙烯套袋，并密封。利用原料的呼吸作用和气体透过袋壁的活动，维持适宜的气体成分。硅气窗包装：用带有硅橡胶的厚质袋包装原料，并密封。因气体的交换只通过硅窗进行，所以改变硅窗的面积，就可以维持不同的气体成分。第八十四页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五第八十五页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五第八十六页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五第四节低温冷藏技术的应用

一、果实的冷藏保鲜二、蔬菜的冷藏保鲜三、肉类的保鲜第八十七页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五第五节食品的冻结和冻藏冻结点与冻结率冻结曲线冻结时放出的热量冻结速度冻结时间冻结方法简介冻结与冻藏时的变化及技术管理第八十八页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五一、冻结点与冻结率冻结点：冰晶开始出现的温度食品冻结的实质是其中水分的冻结食品中的水分并非纯水Raoult稀溶液定律：ΔTf=KfbB，Kf为与溶剂有关的常数，水为1.86。即质量摩尔浓度每增加

1mol/kg，冻结点就会下降1.86℃。因此食品物料要降到0℃以下才产生冰晶。第八十九页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五第九十页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五温度-60℃左右，食品内水分全部冻结。在-18~-30℃时，食品中绝大部分水分已冻结，能够达到冻藏的要求。低温冷库的贮藏温度一般为-18℃~-25℃。冻结率：冻结终了时食品内水分的冻结量（%），又称结冰率。第九十一页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五第九十二页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五二、冻结曲线冻结曲线表示了冻结过程中温度随时间的变化。过冷现象，过冷临界温度。冷冻曲线的三个阶段：初始阶段，从初温到冰点，中间阶段，此阶段大部分水分陆续结成冰，终了阶段，从大部分水结成冰到预设的冻结终温。第九十三页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五第九十四页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五图显示冻结期间不同深度食品层温度随时间的变化第九十五页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五：

在任一时刻食品表面的温度始终最低，越接近中心层温度越高。显示出在不同的深度，温度下降的速度是不同的。冷冻曲线平坦段的长短与冷却介质的导热性有关。在冷冻操作中，采用导热快的冷却介质，可以缩短中间阶段的曲线平坦段。图中显示在盐水中冻结曲线的平坦段要明显短于在空气中。第九十六页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五三、冻结时放出的热量冻结终温热量的三个组成部分：冷却时的热量qc；形成冰时放出的热量qi；自冰点至冻结终温时放出的热量qe。单位质量食品的总热量：q=qc+qi+qe，

Gkg食品冻结时的总热量：Q=Gq，或用焓差法表示：Q=G（i2-i1），i1及i2分别为食品初始和终了状态时的焓值。第九十七页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五在冻结过程中，若食品某一部位的温度高于冰点，而其他部位低于冰点，则上述三部分放出热量同时存在；若食品任何部位的温度均处于冰点，则冻结时只有后二部分热量放出；若食品初始温度在冰点以下，则所放出的热量仅是第三部分。冻结时三部分热量不相等，以水变为冰时放出的热量为最大，第二部分的降热过程是制冷机负荷最高的过程。冻结时总热量的大小与食品中含水量密切有关，含水量大的食品其总热量亦大。第九十八页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五四、冻结速度速冻的定量表达：以时间划分和以推进距离划分两种方法。按时间：食品中心温度从-1℃降到-5℃所需的时间，在3~30min内，快速冻结(80%水冻结）在30~120min内，中速冻结，超过120min，慢速冻结。第九十九页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五按推进距离：以-5℃的冻结层在单位时间内从食品表面向内部推进的距离为标准：缓慢冻结V=0.1~1cm/h，中速冻结V=1~5cm/h，快速冻结V=5~15cm/h，超速冻结V>15cm/h。第一百页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五国际制冷学会的冻结速度定义：食品表面与中心点间的最短距离，与食品表面达到0℃后至食品中心温度降到比食品冻结点低10℃所需时间之比。例如：食品中心与表面的最短距离为10cm，食品冻结点为-2℃，其中心降到比冻结点低10℃即-12℃时所需时间为15h，其冻结速度为V=10/15=0.67cm/h。第一百零一页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五根据这一定义，食品中心温度的计算值随食品冻结点不同而改变。如冻结点-1℃时中心温度计算值需达到-11℃，冻结点-3℃时其值为-13℃。第一百零二页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五各种冻结器的冻结速度：通风的冷库，0.2cm/h送风冻结器，0.5~3cm/h流态化冻结器，5~10cm/h(快速）液氮冻结器，10~100cm/h（超速）第一百零三页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五冻结速度与冰晶冻结速度快，食品组织内冰层推进速度大于水移动速度，冰晶的分布接近天然食品中液态水的分布情况，冰晶数量极多，呈针状结晶体。冻结速度慢，细胞外溶液浓度较低，冰晶首先在细胞外产生，而此时细胞内的水分是液相。第一百零四页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五在蒸汽压差作用下，细胞内的水向细胞外移动，形成较大的冰晶，且分布不均匀。除蒸汽压差外，因蛋白质变性，其持水能力降低，细胞膜的透水性增强而使水分转移作用加强，从而产生更多更大的冰晶大颗粒。第一百零五页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五第一百零六页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五最大冰晶生成带：指-1~-5℃的温度范围，大部分食品在此温度范围内约80%的水分形成冰晶。研究表明，应以最快的速度通过最大冰晶生成带。速冻形成的冰结晶多且细小均匀，水分从细胞内向细胞外的转移少，不至于对细胞造成机械损伤。第一百零七页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五冷冻中未被破坏的细胞组织，在适当解冻后水分能保持在原来的位置，并发挥原有的作用，有利于保持食品原有的营养价值和品质。缓冻形成的较大冰结晶会刺伤细胞，破坏组织结构，解冻后汁液流失严重，影响食品的价值，甚至不能食用。第一百零八页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五五、冻结时间

设表面平坦厚度为L的物料（图），预冷到0℃后置于介质温度为T的环境中，其温度降到冰点TP时开始冻结。经时间t后冻结层离表面的距离为x。又经dt时间后冻层向内推进dx。对于厚度为dx，表面积为F的冻层，冻结时应放出的热量dQ为：dQ=F.dx..qi

：食品密度（kg/m3）；qi：冻结潜热（kJ/kg）第一百零九页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五第一百一十页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五在（TP－T）温差作用下，经厚度x的冻层在dt时间内传至冷却介质的热量为：dQ’=KFT.dt式中，K=1/（1/+x/），T=TP－T由于dQ=dQ’，确定边界条件后进行积分可得平板状食品的冻结时间计算式：第一百一十一页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五式中，L、x---厚度（m），

t---冻结时间（h），

α---食品表面放热系数（kJ/m2h℃），

λ---已冻结食品的导热系数（kJ/mh℃）第一百一十二页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五同理，圆柱状及球状食品的冻结时间计算式分别为：式中d分别为圆柱及球的直径。第一百一十三页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五将上述公式引入适当的系数就能得到适用于三种几何形状的通用计算式（式3-1）：式中，P和R为被冻物的几何形状参数。第一百一十四页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五上式中，P和R为被冻物的几何形状参数：

除了上述三种形状的食品，对方块状或长方块状食品，在使用上述方程时，用有关手册上给出的P、R值图或表，可以方便地查出P和R值。根据β1=b/c，β2=a/c的数据查P、R值。式中，a为长边，b为次长边，c为短边。第一百一十五页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五第一百一十六页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五第一百一十七页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五式（3-1）的局限性：只考虑了形成冰时放出潜热的时间，而未考虑从物品初温到冻结点的时间计算式推导中冻结区内导热系数值为常数，实际上随着冻层温度降低，冻结水量增加，冻层内导热系数在不断变化假定传热情况在两侧温度不变的稳定条件下进行，而实际冻结中两侧温差往往会发生变化第一百一十八页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五为改进精度，把式3-1中的qi用食品初温和终温时的焓差i代替，即为国际制冷学会推荐的冷冻时间计算公式（式3-2）：

焓差值i可查有关手册。第一百一十九页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五从上式看，对于一种确定的食品及其加工工艺，其i，γ，λ和Tp（ΔT=Tp-T）都可看作常数，而x，α和T是可以改变的。因此，缩短冻结时间就应从这三方面加以考虑：减小食品厚度增大放热系数（采用强制循环，采用液体介质等）降低冷冻温度。第一百二十页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五六、冻结方法按生产过程的特性分，冻结系统可分为批量式、半连续式和连续式三类。批量式冻结器：先装载一批产品，然后冻结一个周期，冻结完毕后，设备停止运转并卸货。半连续式冻结器：将批量式冻结器的一个较大的批量分成几个较小的批量，在同一个冻结器内进行相对连续的处理。第一百二十一页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五连续式冻结器：产品连续地或有规律间断地通过冻结器，采用机械化而且经常是全自动化的系统。有规律间断与半连续式的区别在于：一次装运产品的数量（有规律间断时是一袋、一纸盒或一盘，半连续式则是含许多袋、盘、纸盒的一辆车或一个货架），装货与等待的时间（有规律间断往往只有几秒钟，不影响流水线的运行，而半连续式则需要较长的时间，形成明显的中断）。第一百二十二页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五按从产品中取出热量的方式，冻结方式可分为吹风冻结、表面接触冻结和低温冻结这三种基本类型，以及它们的组合方式（如先经过低温处理，然后经机械制冷装置完成冻结过程）。第一百二十三页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五1、吹风冻结

吹风式冻结装置用空气作为传热介质。早期的吹风式冻结装置是一个带有冷风机及制冷系统的冷库。通过对气流控制技术和产品传送技术的不断改进，现在有了各种水平的冻结设备。可分为批量式（冷库，固定的吹风隧道，带推车的吹风隧道）和连续式（直线式、螺旋式和流化床式冻结器）第一百二十四页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五1）冷库第一百二十五页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五2）固定的吹风隧道第一百二十六页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五3）带推车的吹风隧道第一百二十七页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五4）直线式冻结器第一百二十八页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五5）螺旋式冻结器第一百二十九页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五1、转筒；2、螺旋输送带；3、风机；4、制冷盘管。第一百三十页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五6）流化床冻结器第一百三十一页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五2、金属表面接触冻结产品与金属表面接触进行热交换，金属表面则由制冷剂的蒸发或载冷剂的吸热来进行冷却。冻结方式与吹风冻结相比有两个优点：传热效果好；不需配置风机。但这种方式不适用于不规则形状产品的冻结。按照结构形式，金属表面接触冻结装置可分为三种主要类型：带式，板式和筒式。第一百三十二页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五1）钢带冻结器：适用于未包装的鱼片、咖啡提取物、熟土豆泥、汉堡牛排、各种

调味汁和蔬菜泥。因为产品只是一面接

触金属表面，食品层应当薄一些，常控制在20~25mm。

喷淋盐水（氯化钙或丙二醇）的温度通常为

-35~-40℃，冻结时间约为30min。钢带冻结器的主要优点：连续运行；便于清洗和保持卫生；能分段控制温度（如对于咖啡提取物）；干耗较少。

第一百三十三页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五第一百三十四页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五2）平板冻结器：

广泛用于形状为扁平状且厚度也有限制的小包装水产品和肉类制品。第一百三十五页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五第一百三十六页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五3）圆筒冻结器：通常用于冻结液体食品，产品在圆筒的内表面或外表面冻结，并被连续地刮除，因而具有强烈的热交换和很高的冻结速度。第一百三十七页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五第一百三十八页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五第一百三十九页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五3、低温冻结低温冻结采用液氮或液态二氧化碳作为制冷剂，常用于：1）小批量生产，2）新产品开发，3）季节性生产，和4）临时的超负荷状况。相对较低的温度可以使产品快速冻结，对保证产品质量和降低干耗都是十分有利的；但设备投资和运行费用较高。低温冻结设备则可以是箱式，直线式，螺旋式或浸液式。第一百四十页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五

液氮冻结器：通常为直线型，-195℃的液氮在产品出口端直接接触产品，产生的低温蒸汽向物料进口端流动，变暖的气体（约-45℃）排放到大气中。第一百四十一页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五第一百四十二页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五

液体二氧化碳冻结器：与液氮冻结器基本相仿，但二氧化碳的沸点为-79℃，如果直接排放，运行成本比液氮冻结器更大，因此也有可回收二氧化碳的装置。第一百四十三页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五第一百四十四页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五七、冻结与冻藏中的变化及技术管理冻结时，因为冰晶体的形成，食品的物理性质发生了变化，并进而影响到食品的其它性质。因为冻藏的时间长，其间发生的一系列变化会显著影响到食品的品质。第一百四十五页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五1、冻结与冻藏中的变化体积膨胀，内压增加比热下降导热系数增大溶质重新分布溶液浓缩冰晶体成长滴落液干耗脂肪氧化变色第一百四十六页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五（1）体积膨胀与内压增加4.4℃时，水的密度γ=1g/ml；0℃时，水的密度γ=0.9999g/ml，冰的密度γ=0.9168g/ml。即0℃时冰比水的体积增加约9%。冰的温度每下降1℃，其体积约收缩0.01~0.005%。膨胀比收缩大得多，故水分含量越多，食品冻结时体积膨胀越明显。第一百四十七页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五冻结时表面水分首先成冰，然后冰层逐渐向内部延伸。当内部水分因冻结而膨胀时受到外部冻结层的阻碍，就产生内压，又称为冻结膨胀压。根据理论计算，冻结膨胀压可达到8.5MPa。第一百四十八页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五当食品外层承受不了冻结膨胀压时，便通过破裂的方式来释放，造成食品的龟裂现象。食品厚度大、含水率高和表面温度下降极快时易产生龟裂。结晶后体积的膨胀使液相中溶解的气体从液体中分离出来，加剧了体积膨胀现象，亦加大了食品内部压力。第一百四十九页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五（2）比热下降水和冰的比热分别为4.2kJ/kg.℃和2.1kJ/kg.℃，即冰的比热仅是水的1/2。食品的比热随含水量而异，含水量多的食品比热大，含脂量多则比热小。第一百五十页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五食品比热的近似计算式：在冰点以上时，c=w+0.2b；冰点以下时，c’=0.5w+0.2b。式中，w为食品含水率（%）；

b为食品固形物含量（%）。第一百五十一页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五第一百五十二页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五（3）导热系数增大水为2.1kJ/m.h.℃，冰为8.4kJ/m.h.℃，冰的导热系数是水的4倍。在冷冻时冰层向内部逐渐推进，使导热系数提高，从而加快了冷冻过程。导热系数还受到其它成分，尤其是含脂量的影响，因脂肪是热的不良导体，含脂量大时食品的导热系数就小。第一百五十三页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五导热系数还受食品构型的影响，当热流方向与肌纤维平行时大，垂直时则小。第一百五十四页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五第一百五十五页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五（4）溶质重新分布食品冻结时，理论上只是纯溶剂冻结成冰晶体，冻结层附近溶质的浓度相应提高，从而在尚未冻结的溶液内产生了浓度差和渗透压差，并使溶质向溶液中位移。第一百五十六页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五冻结界面位移速度越快，溶质分布越均匀，然而在冻结推动扩散的情况下，即使冻结层分界面高速位移，也难于促使冻结溶液内溶质达到完全均匀分布的境地。而缓慢的位移也很难使最初形成的冰晶体内达到完全脱盐的程度——这就是果汁冷冻浓缩过程中果汁损耗量比较大的原因。第一百五十七页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五（5）液体浓缩溶质结晶析出，如冰淇淋中乳糖因浓度增加而结晶，产品具有沙砾感蛋白质在高浓度的溶液中因盐析而变性第一百五十八页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五改变胶体悬浮液中阴、阳离子的平衡，从而破坏胶体体系气体因浓缩而过饱和，并从溶液中逸出引起组织脱水，解冻后水分难以全部恢复，组织也难以恢复原有的饱满度第一百五十九页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五（6）冰晶体成长经冻结后，食品内部的冰晶体大小并不均匀一致。在冻藏过程中，细微的冰晶体逐渐减小、消失，而大冰晶体逐渐长得更大，食品中冰晶体的数目也大为减少，这种现象称为冰晶体成长。第一百六十页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五冰晶体成长给食品的品质带来很大的影响。果蔬肉类的组织细胞受到机械损伤，蛋白质变性，解冻后汁液流失增加，造成食品风味和营养价值的下降。冰淇淋，冷冻面团等制品质构的严重劣化。第一百六十一页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五（7）滴落液（drip）动物性食品经冷冻解冻后，不能被肌肉组织重新吸收回到原来状态而流失的水。滴落液造成水分和营养成分的损失。原因：冻结对组织细胞的损伤。影响滴落液量的因素：含水量，新鲜度，处理过程，切分程度。第一百六十二页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五（8）干耗在冷却、冻结和冷冻贮藏过程中因温差引起食品表面的水分蒸发而产生的重量损失。干耗量与制冷装置的性能有密切的关系，性能优良的仅有0.5~1%，而性能不佳的装置干耗可达5~7%。第一百六十三页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五干耗可造成很大的经济损失，如按出肉率40kg/头，250工作日/年计，日处理2000头猪的肉联厂，干耗以3%计算，年损失肉重量达600T，相当于15000头猪。第一百六十四页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五（9）脂肪氧化含较多不饱和脂肪酸的脂肪组织在空气中易被氧化。水产类最不稳定，禽类次之，畜类最稳定。畜类中，猪脂肪最不稳定。氧化变质的最初表现是产生不正常的气味，表面出现黄色斑点；随着氧化的继续，脂肪整体发黄，发出强烈的酸味，并可能产生有毒物质（丙二醛）。第一百六十五页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五（10）变色脂肪组织因氧化而黄变肉类因肌红蛋白的氧化而褐变果蔬的酶促褐变虾的酪氨酸氧化黑变红色鱼皮因类胡萝卜素氧化而褪色第一百六十六页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五2、冻藏技术管理冻藏温度（正确选择、恒定）冻藏间相对湿度（95%）冻藏间空气流速（自然循环）堆垛密度（越紧密越好）包装或保护层（涂冰）减少人员出入和电灯开启用臭氧消除库内异味（2~6mg/m3）第一百六十七页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五第六节食品的回热与解冻回热：冷藏食品的温度回升至常温的过程，是冷却的逆过程。解冻：冻结食品的温度回升至冻结点以上的过程，是冻结的逆过程。第一百六十八页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五一、回热回热的目的：防止食品在出库后因为表面水分凝结而遭受污染及变质。回热处理时的控制原则：与食品表面接触的空气的露点应始终低于食品表面温度。回热空气应连续或分阶段进行除湿和加热.第一百六十九页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五回热处理的空气相对湿度不能太低，以尽可能减少回热时食品的干耗。小批量且立即要处理的物料可不用回热。第一百七十页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五二、解冻冻制食品的解冻就是使食品内冰晶体状态的水分转化为液态，同时恢复食品原有状态和特性的工艺过程。解冻时必须尽最大努力保存加工时必要的品质，使品质的变化或数量上的损耗都减少到最小的程度。食品的质地、稠度、色泽以及汁液流失为食品解冻中最常出现的质量问题。第一百七十一页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五第一百七十二页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五各种解冻方

法第一百七十三页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五1.解冻的影响因素（1）缓慢冻结的食品经过长期冻藏后，在解冻时就会有大量的水分析出。表：不同温度的空气中冻结的肉块在20℃空气中解冻时肉汁损失冻结温度（℃）肉汁损耗量（原重中所占的百分率）-811-206-433第一百七十四页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五（2）冻藏温度对解冻肉汁损耗量也有影响表：-20℃时冻结的肉块在不同温度中冻藏3天后，在空气中缓慢解冻时肉汁损耗量冻藏温度（℃）肉汁损耗量（原重中所占的百分率）-1~-512~17-3~-98-193

长期在不良条件下冻藏的冻制品解冻后，汁液流失量可达原重的15-16%第一百七十五页，共一百九十六页，编辑于2023年，星期五（3）动物组织宰后的成熟度（pH）在解冻时对汁液流失有很大影响肉蛋白的等电点为5.4，越接近等电点，汁液损失越大表pH对肉汁液流失的影响试样性质肉的水提取液的pHKg/cm2压力下肉馅的汁液流失（在原重所占百分率）屠宰24小时后冻结5.69.8屠宰72小时后冻结5.9