1、冷冻食品和冷却食品冷冻食品和冷却食品冷冻和冷却食品的特点冷冻和冷却食品的特点低温保藏食品的历史低温保藏食品的历史食品低温保藏就是降低食品温度，并维持低温水平，食品低温保藏就是降低食品温度，并维持低温水平，以便阻止或延缓它们的腐败变质，从而达到远途运输以便阻止或延缓它们的腐败变质，从而达到远途运输和短期或长期的贮藏目的。和短期或长期的贮藏目的。冻结食品，是冻结后在低于冻结点的温度保藏的食品。冻结食品，是冻结后在低于冻结点的温度保藏的食品。冷却食品不需要冻结，是将食品的温度降到接近冻结冷却食品不需要冻结，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。点，并在此温度下保藏的食品。
3、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。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，从而产生更多更大增强而使水分转
4、移作用加强，从而产生更多更大的冰晶大颗粒。的冰晶大颗粒。在在-1-4的温度范围，大部分食品在此温度的温度范围，大部分食品在此温度范围内约范围内约80%的水分形成冰晶，此温度区间称为最的水分形成冰晶，此温度区间称为最大冰晶生成带，即食品冻结时生成冰结晶最多的温大冰晶生成带，即食品冻结时生成冰结晶最多的温度区间。度区间。研究表明，食品冻结应以最快的速度通过最大研究表明，食品冻结应以最快的速度通过最大冰晶生成带。冰晶生成带。5.最大冰晶生成带：最大冰晶生成带：6.冻结速度对食品品质影响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速冻形成的冰结晶多且细小均匀，水
5、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。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。冻后汁液流失严重，影响食品的价值，甚至不能食用。1.冻结器分类冻结器分类(按生产方式）按生产方式）2.有规律间断与半连续式的区
6、别有规律间断与半连续式的区别3.冻结方式的三种基本类型冻结方式的三种基本类型1.冻结系统的操作方式分类（按生产过程特性）冻结系统的操作方式分类（按生产过程特性）批量式冻结器：先装载一批产品，然后冻结一个周期，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。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。处理。连续式冻结器：产品连续地或有规律间断地通过冻结器，连续式冻结器：产品连
8、基本类型冻结方式的三种基本类型(产品除热方式）产品除热方式）鼓风冻结鼓风冻结平板或接触冻结平板或接触冻结喷雾和浸渍冻结喷雾和浸渍冻结鼓风冻结鼓风冻结鼓风式冻结装置用空气作为传热介质。鼓风式冻结装置用空气作为传热介质。早期的装置早期的装置:一个带有冷风机及制冷系统的冷库。一个带有冷风机及制冷系统的冷库。现在有了各种水平的冻结设备。现在有了各种水平的冻结设备。可分为批量式（可分为批量式（冷库冷库，固定的吹风隧道固定的吹风隧道，带推车带推车的吹风隧道的吹风隧道）和连续式（）和连续式（直线式直线式、螺旋式螺旋式和和流化流化床式床式冻结器）冻结器）0.5-3cm/h金属表面接触冻结（平板冻
9、结）金属表面接触冻结（平板冻结）p原理：产品与金属表面接触进行热交换，金原理：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属表面则由制冷剂的蒸发或载冷剂的吸热来进行冷却。进行冷却。p优点：传热效果好；不需配置风机。优点：传热效果好；不需配置风机。p局限性：适用于规则形状产品的冻结。局限性：适用于规则形状产品的冻结。p类型：类型：输送输送带式带式，平，平板式板式和和浅盘式浅盘式。喷雾冻结采用喷雾冻结采用液氮液氮或或液态二氧化碳液态二氧化碳作为制冷剂，作为制冷剂，常用于：常用于：1）小批量生产，）小批量生产，2）新产品开发，）新产品开发，3）季节性生产，和季节
10、性生产，和4）临时的超负荷状况。）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。和运行费用较高。喷雾冻结：喷雾冻结：通常为直线型，通常为直线型，-196的液氮在产品出口端直接接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，变暖触产品，产生的低温蒸汽向物料进口端流动，变暖的气体（约的气体（约-4.5）排放到大气中。）排放到大气中。10-100cm/h液氮冻结器液氮冻结器液体二氧化碳冻结器液体二氧化碳冻结器：与液氮冻结
12、化变色变色生物和微生物生物和微生物4.4时，水的密度时，水的密度=1g/ml；0时，水的密度时，水的密度=0.9999g/ml，冰的密度，冰的密度=0.9168g/ml。即。即0时冰比水的体积增加约时冰比水的体积增加约9%。冰的温度每下降冰的温度每下降1，其体积约收缩，其体积约收缩0.010.005%。膨胀比收缩大得多，故水分含量越多，食品冻结时膨胀比收缩大得多，故水分含量越多，食品冻结时体积膨胀越明显。体积膨胀越明显。冻结时表面水分首先成冰，然后冰层逐渐向内部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延伸。当内部水分因冻结而膨胀时受
13、到外部冻结层的阻碍，就产生内压，又称为冻结膨胀压。根层的阻碍，就产生内压，又称为冻结膨胀压。根据理论计算，冻结膨胀压可达到据理论计算，冻结膨胀压可达到8.5MPa。当食品外层承受不了冻结膨胀压时，便通过破裂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。一般认为的方式来释放，造成食品的龟裂现象。一般认为食品厚度大、含水率高和表面温度下降极快时易食品厚度大、含水率高和表面温度下降极快时易产生龟裂。产生龟裂。结晶后体积的膨胀使液相中溶解的气体从液体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，亦加大了中分离出来，加剧了体积膨胀现象，亦加大了食
14、品内部压力。食品内部压力。水和冰的比热分别为水和冰的比热分别为4.2kJ/（kg.K）和）和2.1kJ/（kg.K），即冰的比热仅是水的），即冰的比热仅是水的1/2。食品的比热容也随其含水量而异，含水量多的食品比食品的比热容也随其含水量而异，含水量多的食品比热容大，含脂量多的则比热容小。热容大，含脂量多的则比热容小。对一定含水量的食品，其在冰点以上的比热容要比冰对一定含水量的食品，其在冰点以上的比热容要比冰点以下大。点以下大。比热容大的食品速冻时需要的制冷量大，因此食品的比热容大的食品速冻时需要的制冷量大，因此食品的比热容对速冻设备与速冻工艺的选择有很大影响。比热容对速冻设备与速冻
15、工艺的选择有很大影响。食品比热的近似计算式：食品比热的近似计算式：在冰点以上时，在冰点以上时，c=w+0.2b；冰点以下时，冰点以下时，c=0.5w+0.2b。式中，式中，w为食品含水率（为食品含水率（%）；）；b为食品固形物含量（为食品固形物含量（%）。）。表表3-5常常见见食食品品的的比比热热比热（kJ/kg.）食品种类含水率（%）冷却状态冻结状态肉（多脂）502.511.46肉（少脂）70763.181.71鱼（多脂）602.841.59鱼（少脂）75803.341.80鸡（多脂）602.841.59鸡（少脂）703.181.71鸡蛋703.181.71牛奶87883.93
16、2.51稀奶油753.552.09黄油10162.681.25水果蔬菜75903.343.761.672.09水为水为2.1kJ/m.h.，冰为，冰为8.4kJ/m.h.，冰的，冰的导热系数是水的导热系数是水的4倍。在冷冻时冰层向内部逐倍。在冷冻时冰层向内部逐渐推进，使导热系数提高，从而加快了冷冻过渐推进，使导热系数提高，从而加快了冷冻过程。程。导热系数还受到其它成分，尤其是含脂量的影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。的导热系数就小。导热系数还受食品构型的影响，当热流方向与肌纤导热系数还受
17、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。维平行时大，垂直时则小。表表3-6几几种种动动物物性性食食品品在在冰冰点点以以上上的的导导热热系系数数食品种类(kJ/m.h.)食品种类(kJ/m.h.)猪肉牛肉猪油牛油1.812.010.640.63鸡鱼鸡蛋液1.481.381.05食品冻结时，理论上只是纯溶剂冻结成冰晶体，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，并使溶质结的溶液内产生了浓度差和渗透压差，并使溶质向溶液中部位移。向溶液中部位移。冻结界面位移速度越
18、快，溶质分布越均匀，然而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的冰晶体内达到完全脱盐的程度这就是果汁这就是果汁冷冻浓缩过程中果汁损耗量比较大的原因。冷冻浓缩过程中果汁损耗量比较大的原因。溶质结晶析出，如冰淇淋中乳糖因浓度增加而结溶质结晶析出，如冰淇淋中乳糖因浓度增加而结晶，产品具有沙砾感。晶，产品具有沙砾感。蛋白质
19、在高浓度的溶液中因盐析而变性。蛋白质在高浓度的溶液中因盐析而变性。酸性溶液的酸性溶液的pH值因浓缩而下降到蛋白质的等电点值因浓缩而下降到蛋白质的等电点以下，导致蛋白质凝固。以下，导致蛋白质凝固。改变胶体悬浮液中阴、阳离子的平衡，从而破坏胶改变胶体悬浮液中阴、阳离子的平衡，从而破坏胶体体系。体体系。气体因浓缩而过饱和，并从溶液中逸出。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。难以恢复原有的饱满度。经冻结后，食品内部的冰晶体大小并不均匀一致。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
20、中，细微的冰晶体逐渐减小、消失，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。也大为减少，这种现象称为冰晶体成长。冰晶体成长给食品的品质带来很大的影响。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，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解冻后汁液流失增加，造成食品风味和营养价值的下降。的下降。冰淇淋，冷冻面团等制品质构的严重劣化。冰淇淋，冷冻面团等制品质构的严重劣化。食品经速冻再解冻后，内部
21、冰晶就融化成水。有食品经速冻再解冻后，内部冰晶就融化成水。有一部分水不能被食品重新吸收回复到原来状态而一部分水不能被食品重新吸收回复到原来状态而成为流失液。成为流失液。流失液中不仅有水而且还包括溶于水的成分，流失液中不仅有水而且还包括溶于水的成分，如蛋白质、盐类、维生素等，不仅使食品如蛋白质、盐类、维生素等，不仅使食品重量减重量减少少而且而且风味、营养成分亦损失风味、营养成分亦损失。影响流失量的因素：影响流失量的因素：冻结速度冻结速度冻藏温度冻藏温度解冻速度解冻速度食品自身特性食品自身特性切分程度切分程度在冷却、冻结和冷冻贮藏过程中因温差引起食在冷却、冻结和冷冻贮藏过程中因温差引起食品表面的
22、水分蒸发而产生的重量损失。品表面的水分蒸发而产生的重量损失。干耗除了造成经济损失外，也影响产品质量和干耗除了造成经济损失外，也影响产品质量和外观，且影响经济效益。外观，且影响经济效益。干耗可造成很大的经济损失，如按出肉率干耗可造成很大的经济损失，如按出肉率40kg/头，头，250工作日工作日/年计，日处理年计，日处理2000头猪的肉联头猪的肉联厂，干耗以厂，干耗以3%计算，年损失肉重量达计算，年损失肉重量达600T，相当于相当于15000头猪。头猪。干耗量与制冷装置的性能有密切的关系，性能干耗量与制冷装置的性能有密切的关系，性能优良的仅有优良的仅有0.51%，而性能不佳的装置干耗可，而
23、性能不佳的装置干耗可达达57%。含较多不饱和脂肪酸的脂肪组织在空气中易含较多不饱和脂肪酸的脂肪组织在空气中易被氧化。被氧化。水产类最不稳定，禽类次之，畜类最稳定。畜类水产类最不稳定，禽类次之，畜类最稳定。畜类中，猪脂肪最不稳定。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，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，并可能产生有整体发黄，发出强烈的酸味，并可能产生有毒物质（丙二醛）。毒物质（丙二醛）。脂肪组织因氧化而黄变脂肪组织因氧化而黄变肉类因肌红蛋白的氧化而褐变肉类因肌红蛋白的氧
24、化而褐变果蔬的酶促褐变果蔬的酶促褐变虾的酪氨酸氧化黑变虾的酪氨酸氧化黑变鱼肉的绿变鱼肉的绿变生物是指小生物，如昆虫、寄生虫之类，经过冻结都生物是指小生物，如昆虫、寄生虫之类，经过冻结都会死亡。牛肉、猪肉中寄生的无钩绦虫、有钩绦虫等会死亡。牛肉、猪肉中寄生的无钩绦虫、有钩绦虫等的胞囊在冻结时都会死亡。猪肉中的旋毛虫的幼虫在的胞囊在冻结时都会死亡。猪肉中的旋毛虫的幼虫在-15下下20d后死亡。大麻哈鱼中的裂头绦虫的幼虫后死亡。大麻哈鱼中的裂头绦虫的幼虫在在-15下下5d死亡。由于冻结对肉类所带有的寄生虫死亡。由于冻结对肉类所带有的寄生虫有杀死作用，有些国家对肉的冻结状态作出规定。有杀死作用，有些
25、国家对肉的冻结状态作出规定。联合国粮农组织联合国粮农组织(FAO)和世界卫生组织（和世界卫生组织（WHO）共同建议，肉类寄生虫污染不严重时，须在共同建议，肉类寄生虫污染不严重时，须在-10温度下至少贮存温度下至少贮存10d。日本人有吃生鱼片的习惯。日本人有吃生鱼片的习惯。在荷兰，人们也常生吃鲱鱼。为了杀死鱼肉中寄在荷兰，人们也常生吃鲱鱼。为了杀死鱼肉中寄生虫的幼虫，荷兰以法律的形式规定，用于生吃生虫的幼虫，荷兰以法律的形式规定，用于生吃的鱼，厂商须履行在的鱼，厂商须履行在-20条件下冻结条件下冻结24h的义务。的义务。引起食品腐败变质的微生物有引起食品腐败变质的微生物有细菌、霉菌和酵母细菌
26、、霉菌和酵母，其中与食品腐败和食物中毒关系最大的是其中与食品腐败和食物中毒关系最大的是细菌细菌。当温度低于最适温度时，微生物的生长受到抑制；当温度低于最适温度时，微生物的生长受到抑制；当温度低于最低温度时，微生物停止繁殖。引起当温度低于最低温度时，微生物停止繁殖。引起食物中毒的细菌一般是中温菌，在食物中毒的细菌一般是中温菌，在10以下繁殖以下繁殖减慢，减慢，4.5以下停止繁殖。霉菌和鱼类的腐败菌以下停止繁殖。霉菌和鱼类的腐败菌一般是低温菌，在一般是低温菌，在0以下繁殖缓慢，以下繁殖缓慢，-10以下以下停止繁殖。停止繁殖。食品在冻结状态下贮藏，冻结前污染的微生物数食品在冻结状态下贮藏，冻结前
28、）建议为防止微生物繁殖，冻）建议为防止微生物繁殖，冻结食品必须在结食品必须在-12以下贮藏。为防止酶及物理变以下贮藏。为防止酶及物理变化，冻结食品的品温必须低于化，冻结食品的品温必须低于-18。冻结阻止了细菌的生长、繁殖，但由于细菌产生冻结阻止了细菌的生长、繁殖，但由于细菌产生的酶还有活性，尽管活性很小可还有作用，它使的酶还有活性，尽管活性很小可还有作用，它使生化过程仍缓慢进行，降低了食品的品质，所以生化过程仍缓慢进行，降低了食品的品质，所以冻结食品的贮藏仍有一定期限。冻结食品的贮藏仍有一定期限。冻藏温度（正确选择、恒定）冻藏温度（正确选择、恒定）冻藏间相对湿度（冻藏间相对湿度（95%）冻藏间空气流速（自然循环）冻藏间空气流速（自然循环）堆垛密度（越紧密越好）堆垛密度（越紧密越好）包装或保护层（涂冰）包装或保护层（涂冰）减少人员出入和电灯开启减少人员出入和电灯开启用臭氧消除库内异味（用臭氧消除库内异味（26mg/m3）1、最大、最大冰晶生成带的温度范围是冰晶生成带的温度范围是。2、冻结方式的三种基本类型是、冻结方式的三种基本类