食品的冻结与冻藏

食品的冻结与冻藏1宰杀后的鱼、肉、禽等动物性食品没有生命力，不能抵御腐败性微生物的侵入，也不能控制体内酶的作用；在冻结点以上的冷却状态下，只能作1-2周的短期贮藏，但如果温度降至冻结点一下（<18°C），动物性食品呈冻结状态，就可作长期贮藏。215°C6°C0°C-18°C-25~-30°C1天5~6天15天6~8月1年3不同温度下鳕鱼可贮藏的时间水果、蔬菜等植物性食品也可用冻结的方法加工成速冻水果、速冻蔬菜，并在-18°C以下的低温下贮藏，其贮藏期可达1年以上。4一、食品在冻结时的变化

（一）、物理变化

（二）、组织学变化（三）、化学变化

（四）、生物和微生物变化5（一）物理变化：体积膨胀和产生内压比热容的变化体液流失：干耗：

6体积膨胀和产生内压水在0°C结成冰，体积约增加9%，在食品中体积约增加6%，含水多的食品冻结时体积会膨胀；食品内部的水因冻结而体积膨胀时，会受到外部冻结层的阻碍，产生内压，称为冻结膨胀压。7比热容和热导率比热容是单位质量的物体温度升高或降低1度所吸收或放出的热量。冰的比热容约是水的1/2。含水量多的食品比热容大，含脂量多的比热容小。比热容大的食品在冷却和冻结时需要的冷量大，解冻时需要的热量亦多。8体液流失：9干耗食品冻结过程中，因食品中的水分从表面蒸发，造成食品的质量减少，俗称干耗；qm=ßA（pf-pa）qm:单位时间内的干耗量，kg/hß:蒸发系数，kg/(hm2Pa)A:食品表面积，m2Pf:食品表面的水蒸汽压PaPa:空气的水蒸汽压Pa10（二）组织学变化植物组织一般比动物组织冻结时损伤大。由于植物组织中有含水量大的液泡，且植物组织的细胞壁比动物组织的细胞膜厚，以及两者细胞中成分不同，使得在同样冻结条件下，冰晶的生成不一样，造成的损伤也不一样。植物性食品冻结前要烫漂以破坏酶的活性。

11（三）化学变化

1．由于冻结造成蛋白质的变性。2．变色12（四）生物和微生物变化寄生虫和昆虫冻结会死亡冻结能抑制细菌的生长发育，但是微生物产生的酶仍然有一定的活性。国际冷冻协会建议：为防止微生物的生长繁殖，冻结食品必须在-12℃以下贮藏；为防止酶及物理变化，冻结食品的冷藏温度必须低于-18℃。13二、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。二、冻结点与冻结率温度-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K=100（1－TD/TF）TD和TF分别为食品的冻结点及其冻结终了温度二、冻结点与冻结率二、冻结点与冻结率18冻结温度曲线

（一）冻结温度曲线

1．初阶段：从初温到冰点的过程。

2．中阶段：食品大部分水结成冰的过程。放出的热量最多（－1～－5℃）

3．终阶段：从成冰到终温的过程。（二）、冻结温度曲线的意义（生产上的应用）

1．第一阶段在此温度范围内微生物和酶的作用不能抑制，故应迅速通过。

2．第二阶段食品从冰点降到中心温度-5℃时，通过时间短，在最大冰晶生成带中产生的不良影响就能避免。

3．从－5℃到终温，要加速通过。因微生物和酶要在－18℃以下才能被抑制。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三、冻结时放出的热量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三、冻结时放出的热量在冻结过程中，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；若食品任何部位的温度都在冰点以下，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(图示)。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。三、冻结时放出的热量四、冻结速度1.速冻的定性表达： 外界的温度降与细胞组织内的温度降不等，即内外有较大的温差；而慢冻是指外界的温度降与细胞组织内的温度降基本上保持等速。四、冻结速度2.速冻的定量表达：以时间划分和以推进距离划分两种方法。(1)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，在30~120min内，中速冻结，超过120min，慢速冻结。四、冻结速度(2)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。四、冻结速度3.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。四、冻结速度v=食品表面与中心点的最短距离表面0℃到中心比冻结点低10℃所需时间四、冻结速度例如：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。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℃。四、冻结速度4.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液氮冻结器，10~100cm/h四、冻结速度5.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。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。四、冻结速度四、冻结速度6.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，食品冻结应以最快的速度通过最大冰晶生成带。四、冻结速度四、冻结速度7.冻结速度对食品品质影响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。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。五、食品冻结装置37间接冻结

静止空气冻结半送风冻结送风冻结接触冻结浸渍冻结

直接冻结

冰盐混合物冻结液氮冻结氟里昂冻结1．静止空气冻结装置

低温静止空气冻结是最早使用的一种形式，靠空气自然对流及接触传导进行冻结。我国称之为管架式。特点：冻结时间长；劳动强度大；融霜及处理霜麻烦；装置周转率低；但结构简单，造价低，运行时电耗省。38392．半送风冻结装置

在静止空气冻结装置上装上风机，即为半送风冻结装置。特点：结构简单，冻结食品品质优于前者，造价比送风冻结低，但温度分布不均匀。403．送风冻结装置①遂道式冻结装置②传送带式连续冻结装置③螺旋带式连续冻结装置④悬浮冻结装置

412）固定的吹风隧道3）带推车的吹风隧道4）直线式冻结器4）直线式冻结器5）螺旋式冻结器风机蒸发器4．接触冻结装置

亦叫平板冻结装置。将食品放入平板（金属板），制冷剂或冷媒在通路内流动，关键是使食品与平板紧贴，若有空隙则冻结速度明显下降。冻结时间随食品表面与平板间的放热系数和食品厚度而变。此装置有立式和卧式两种。特点：不需冷风，占空间小。单位面积生产率高。能源低。475．浸渍冻结装置

其是指将物品直接和温度很低的冷媒接触，从而实现快速冻结的一种装置。冷媒有：食盐、乙二醇、酒精等。48（二）直接冻结装置1．冰盐混合物冻结2．液化气体冻结装置49501．冰盐混合物冻结原理：冰内加入盐后其温度降低，温度降低程度视所加的盐量不同。但冰中所加的盐量不能超过冰盐混合物全重的22.4%或不超过冰重的29%。否则温度反而会上升，一般加盐量为水重的15~20%。混合物搅拌要均匀，否则会形成大冰团。冰盐混合物温度的近似计算：冰盐混合物的温度：ti=-70·x℃

x：盐量对冰量的百分比。冰盐混合物的冻结能力：q=80+│ti│(kcal/kg)冰盐混合物的比重：r=500+50x(kg/m3)512．液化气体冻结装置使用经液化后的气体来冻食品，温度一般在－73℃以下。①液N2喷淋冻结装置特点：冻结速度极快，在食品表面和中心产生极大的瞬时温差，造成食品龟裂，故过厚食品不宜使用此法。此法成本高。②液态CO2喷淋冻结装置特点：快速，无干耗、不发生氧化变色，但成本高。

食品冻结总趋势是低温速冻，国外一般采用单体快速冻结（IQF）。

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-4.5℃）排放到大气中。液氮冻结器思考题：食品冻结时出现那些变化，原因是什么？食品的冻结速度和解冻速度是否相同，为什么？冻结速度与冰晶分布的关系？冻结温度曲线及其在生产中的意义？冻结时间计算及缩短冻结时间的途径？食品的冻结装置及其特点？5354食品的冻藏

55本节内容食品冻藏时的变化食品冻藏温度冻结食品的T.T.T概念56一、食品冻藏时的变化1．冰结晶的形成2．干耗与冻结烧3．蛋白质的冻结变性4．脂类的变化5.变色57食品冻藏时的变化

冻结食品在－18℃以下的低温冷藏室内贮藏，由于食品中90%以上的水分已冻结，酶与微生物的作用受到抑制，食品可较长时间贮藏，但是在冻藏过程中，由于冻藏温度的波动，冻藏期又较长，冰结晶是不稳定的，大小也不全部均匀一致，在空气中氧的作用下还会缓慢发生一系列变化，使冻结食品的品质有所下降。58（一）冰结晶的成长1．冰结晶的成长概念：2．冰结晶成长的危害：3．冰结晶形成原因：4．如何防止冰结晶的成长：592．冰结晶成长的危害①细胞受到机械损伤；②蛋白质变性；③解冻后液汁流失增加；④食品的风味和营养价值发生下降等。3．冰结晶形成原因

其主要原因是由于蒸汽压差的存在。冰结晶周围的水或水蒸汽向冰晶移动，附着并冻结在冰结晶上面，使大的结晶越大，而小的结晶逐渐减少、消失。蒸汽压差的存在原因：①冻结食品中残留的水溶液的蒸汽压差大于冰结晶的水蒸汽压②冰结晶中的粒子大小不同产生蒸汽压差。③主要原因是冻结食品的表面与中心部位之间有温度差，从而产生蒸汽压差。60614．如何防止冰结晶的成长：①采用降温快速冻结方式。②冻藏温度尽量低，少变动，特别是要避免高于－18℃以上的温度变化。62（二）、干耗与冻结烧1．干耗：简言之是由于食品表面的冰结晶直接升华造成的。

干耗水分量W=βF（Pg-Pr）kg/hβ：升华率（kg/m2·h·mmHg）

F：冻结食品表面积（m2）

Pg：冻结食品表面的水蒸汽压差（mmHg）

Pr：与食品接触的空气的水蒸汽压（mmHg）2.冻结烧632.冻结烧

由于干耗的不断进行，食品表面的冰晶升华向内延伸，达到深部冰晶升华，这样不仅使冻结食品脱水减重，造成重量损失，而且由于冰晶升华后的地方成为微细空穴，大大增加了冻结食品与空气接触面积。冻结烧:在氧的作用下，食品中的脂肪氧化酸败，表面变黄褐，使食品外观损坏，风味、营养变差，称为冻结烧。642．如何防止干耗和冻结烧：主要是防止外界热量的传入，提高冷库外围结构的隔热效果，隔绝空气与冻结食品的接触，加入抗氧化剂，对食品可采用加包装或镀冰衣的方法。65（三）蛋白质的冻结变性由于冻藏温度的波动和冰结晶的长大，会增加蛋白质变性的程度。冻藏温度低，蛋白质的冻结变性程度小蛋白质的种类不同，冻结变性的程度有很大的差异。脂肪的变性会促进蛋白质的变性水溶性无机盐会促进蛋白质的冻结变性磷酸盐、糖类、甘油可减少蛋白质的变性（四）脂类的变化在脂酶和磷脂酶的作用下，水解为游离脂肪酸脂肪酸在空气中氧的作用下发生自动氧化而酸败脂类冻结变性产生有毒产物如丙二醛脂肪氧化产物与蛋白质冻结变性的产物相互作用产生油烧－－－脂类氧化引起防止油烧的措施：采用镀冰衣、包装食品而隔绝与氧的接触降低产品的冻藏温度防止氨的泄漏使用抗氧化剂6667（五）变色制冷剂泄漏时会造成食品变色脂肪的氧化变色蔬菜变色红色肉的变色鱼肉的绿变虾的酪氨酸黑变其他褐变68二、食品的冻藏温度对于冻结食品来说，冻藏温度越低，品质保持得越好，贮藏期也越长。冻结食品在什么温度下最经济值得考虑。根据T.T.T.研究成果，认为－18℃对大部分冻结食品来说是最经济的冻藏温度。但为了提高某些食品的品质，近年来国际上冷库的冻藏温度逐渐趋于低温化，有利于防止干耗、多酚氧化酶的氧化等。69三、冻结食品的T.T.T概念（一）冻结食品的T.T.T概念（二）T.T.T曲线（三）T.T.T的计算方法70（一）冻结食品的T.T.T概念美国Arsdel等人，总结冻结食品的品温变化与品质保持时间的关系，即冻结食品的T.T.T概念（Time、Temperature、Tolerance；时间、温度、食品的耐藏性）。由T.T.T概念可知：

1、冻结食品的品质变化主要取决于温度，冻结食品的品温越低，优秀品质的保存时间越长。

2、冻结食品在流通中因时间、温度的经历而引起的品质降低是累积和不可逆的，但与经历的顺序无关。71（二）T.T.T曲线

大多数冷冻食品的品质稳定性是随着食品温度的降低而呈指数关系地增大。在一定温度范围内，贮藏温度与实用冷藏期之间的关系曲线。这样的曲线叫T.T.T曲线。72冻结食品的T.T.T曲线1.多脂肪鱼和炸仔鸡2.少脂肪鱼3.四季豆和汤菜4.青豆和草莓5.木梅73（三）T.T.T的计算方法

我们把某个冻结食品在流通过程中所经历的温度和时间记录下来，根据T.T.T曲线按顺序算出各阶段的品质下降，然而再确定冻结食品的品质，这种方法叫T.T.T的计算方法。根据T.T.T曲线可知，一个冻结食品在某个温度的实用冷藏期是A，即经过A天其品质由100%降为0%。那么在此温度下，该冻结食品每天的品质下降量B=100/A。根据此关系可作出品质保持曲线B。74T.T.T计算图即是在此基础上制成，横坐标是天数，纵坐标是各种温度下的品质下降率（用百分数表示）。各阶段品质下降量=每天的品质下降量×天数

D：品质下降总量=Σ各阶段品质下降量当D＞1时，该冻结食品已失去商品的价值；

D＜1时，说明冻结食品尚未失去商品价值。75思考题：冰结晶形成的原因，危害及防止措施T.T.T概念及计算方法及其实际生产中的意义干耗与冻结烧区别及防止措施温度系数Q1076解冻77本节内容外部加热解冻装置内部加热解冻装置组合解冻78本节重点与难点各种解冻装置的原理79解冻是冻结时食品中形成的冰结晶还原成融解成水，故可视为冻结的逆过程。解冻时，冻品表层的冰首先融解成水，随解冻的进行融解部分逐渐向内延伸，由于冰的导热系数是水的4倍，因此解冻速度随解冻的进行而逐渐下降，这与冻结过程恰好相反，解冻所需时间比冻结时间长。80

解冻时要尽快通过0～－5℃这一温度带，以避免冻品品质下降。81解冻的终温由解冻食品的用途决定。不同的食品要考虑适用本身特点的解冻方法。目前的解冻方法有：解冻介质温度高于冻品的外部加热法、冻品内部加热的电解冻法、两者都采用的组合解冻法。82一、外部加热解冻装置

（一）空气解冻装置（二）水解冻装置（三）水蒸气凝结解冻装置（四）接触解冻装置next83（一）空气解冻装置1、基本原理：2、分类间歇式：连续式：送风方向有水平和垂直两种加压空气解冻装置：8485（二）水解冻装置1、原理：2、分类：①低温流水解冻装置②静水式解冻装置：喷淋解冻装置碎冰解冻：868788（三）水蒸气凝结解冻装置1、原理：2、适用范围：鱼、鱼片、各种肉、果蔬、蛋、浓缩状食品。3、特点不产生过热解冻时间短能防止氧化防止干耗体液流失少89

90

二、内部加热解冻装置

（一）低频电流解冻（电阻型）

1、原理：电流通过镍铬丝时会因电阻发热，据此原理将电流通过冷冻品，起初因是冻品故电阻大，电流小，在逐渐发热过程中，液态水增加，电阻减小，电流增大，电流逐渐流经内部，在内部发热，冻品被解冻。所用电流为交流电，频率50HZ或60HZ的低频。故属于低频解冻。

2、特点：解冻速度快，是空气和水解冻速度2-3倍能耗少只能解冻表面平滑的块状冷冻品，否则，解冻不均匀，易产生过热。9192（二）高频、微波解冻1、原理：高频300~3000MHZ（M=109

）、微波发热是电磁波对冻品中的高分子和低分子的极性基团起作用。尤其是对水分子起特殊作用，它使极性分子在电场中改变双轴分子的轴向排列。随频率数，极性分子的轴向排列作相应变化，变化时分子之间进行互相旋转、振动、碰撞，就产生摩察。频率越高，碰撞作用越大，发热量越多，解冻越快。9394952、特点：

解冻时间快，解冻食品质量无变化冻品不受污染，营养成分不流失占地面积小可连续生产有时加热不均匀，易产生过热进行完全解冻困难装置成本高96三、组合解冻单独使用空气、水、电进行解冻，各自存在一些缺点，组合解冻是以电解冻为轴心，再辅之以空气和水解冻，可避免各自的缺点。电和空气组合解冻电和水组合解冻微波和液氮组合解冻二段解冻97电和空气组合解冻在微波解冻装置上再装以冷风设备，此冷风设备是防止微波产生的部分过热。先由电加热到可以用刀切的程度，停止电加热，继之以冷风解冻，这样不致引起过热，避免品温不均匀。98电和水组合解冻冷冻品完全冻结时，电流很难通过其内部，故在电阻解冻前先采用空气或水把冻品表面稍融化，再进行电解冻。可缩短解冻时间，节约电能。另一种高频和水组合解冻：在高频解冻之间是水解冻，形成高频～水～高频形式进行解冻。99微波和液氮组合解冻原理：微波解冻中产生的过热由喷淋液氮来避免。喷淋液氮时，加上静电场能使液氮喷淋面集中，冷冻品放在转盘上使冻品受热均匀。

100101二段解冻

对不易出现解冻僵硬的冻品，先将冻品放在0℃—-2℃空气中一段时间（7-10天），肉的品温呈半解冻-2℃—-3℃。然后在到10℃空气中进行第二段解冻。另一种二段解冻是用热水。102思考题：为什么要快速解冻103

冷冻食品的质量管理

104本节内容冷冻食品的质量管理调理冷冻食品的质量管理105一、冷冻食品的质量管理

食品质量管理除具有一般工业产品质量管理所包含的全部内容外，还具有两个更重要