食品工艺学论文

食品冷冻保藏技术研究

摘要：冷冻贮藏对食品保藏和运输具有重要意义．冷冻食品加工行业发展势头良好．食品变质腐败是由酶和微生物引起的．那么控制酶和 微生物的作用就能保持食品的质量。酶和微生物对温度非常敏感，降低温度，酶的活性就大大减弱，微生物的生命活动能力就受到抑制．其繁殖能力下降。与食品冷冻相关的理论与技术也有长足的进展。长期的应用结果表明，冷藏时因食品后熟、腐败速度较快，不可能实现食品的长期贮存；冷冻虽然能长期贮存食品，但由于食品的一部分细胞死亡，且在解冻时出现汁液流失，不能保持食品的原有风味。随着生活水平的提高，人们对食物的要求也随之提高。本文介绍了冷冻保藏技术的理论，在冷冻过程中发生的变化等，介绍了几种新的冷冻保藏技术，并进行了展望。 关键词：冷冻保藏、技术、展望

食品冷冻保藏就是利用低温保藏食品的过程，即降低食品温度，并维持低温水平或冷冻状态，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。冷冻技术是目前食品保藏的重要技术之一，不仅能够降低绝大多数生化反应的速度，减少营养损失，而且还具有高度的安全性。冷冻过程的关键步骤是生成冰晶，而冰晶是影响食品品质的主要因素。食品冻结过程中生成的大冰晶，主要分布于细胞间隙内，由于数量少，分布不均匀，从而造成细胞破裂，组织结构受到损伤，致使食品品质明显下降。而细胞内与细胞间生成的

细小冰晶，对细胞的机械损伤较轻，汁液流失少，可以较好地保存食品的质量与营养成分[1]。用冷冻贮藏的方法保藏和运输易腐食品具有重要的意义．在食品工业中应用十分广泛。冷冻食品具有卫生、食用方便、营养合理、能耗低及减轻家务劳动等优点，因而近年来风靡欧、美、日本。然而，我国的冷冻食品行业与发达国家相比还有较大差距[2]。因此，发展冷冻食品将成为我国食品结构改革的重要方向之一，冷冻食品业将是我国食品加工领域新兴的主力军。 一、食品冷冻冷藏的一般技术要求

食品有植物类和动物类之分。植物类食品一般指果蔬．它们的特征是活体，有生命力，迸行呼吸，本身有控制体内酶的作用和抵御微生物侵袭的能力．与采摘前不同的是不能再从母体上得到水分和营养物质．果蔬生命活动所需的能量只能不断消耗积累的各种物质。因此。植物类食品在冷藏中应掌握的基本点是维持它的活动状态．但又要减弱它的呼吸作用．因为呼吸是个消耗能量的过程．呼吸使体内的葡萄糖变成二氧化碳和水，同时放出热量。降温能使呼吸减弱。使能量消耗减少。由于消耗还在进行．到一定时间后，果蔬的水分、色泽、风昧和营养成分都降低，所以不能无限期贮藏．植物类食品在冷库内堆放时．必须使其周围通风良好．这样散发的热量能及时排除，新鲜的空气能供应。以保证它的呼吸。对这类食品的温度绝不能降到它们的冰点以下．否则会使植物冻死．有的不能降到冰点附近。以免产生冷害。果蔬若温度降到其冰点以下．则因冻结而引起冻害．冻害比冷害对果蔬引起的损失更严重．所以贮藏果蔬的冷藏库其温度绝对不能降

到食品冰点温度以下。

对动物类食品．一般都是宰杀后冷藏，它是非活体，没有控制酶及抵御生物活动的能力．因此对这类产品降温越低。质量保持越久。在理论上，若将库温降至一273℃食品可永久储存下去．因为达到这一温度值后，分子将会停止运动，不可能再发生各种化学反应。但在现实中，冷库只能降库温保持在-10℃ ~-25℃。低温虽然可以抑制微生物的生长繁殖，甚至可以杀灭某些微生物。然而大多数的微生物在低温下并不死亡，一旦温度升高。还活着的细菌就会苏醒过来，继续活动和繁殖，促使食品变质和腐败，有些耐低温的微生物(如霉菌)在O℃~8℃的低温中仍能生长繁殖。所以．国际制冷学会推荐冷冻食品的实用储藏温度要求不得低于一18℃。冷藏食品最长时间一般不得超过1年．时间过长了，食品脂肪氧化，冻品干耗，使肉类产品的水分、色泽、风昧和营养成分都发生缓慢的能量消耗和变质【3】。 二、食品冷冻理论 2.1冷冻食品的TTT理论

冻结食品的TTT概念和规律是美国Arsdel等人在1948~1958年对食品在冻藏下经过大量实验总结归纳出来的，揭示了食品在一定初始质量、加工方法和包装方式，即3P原则(product of initial quality, processing method and packaging, PPP factors)下，冻结食品的容许冻藏期与冻结时间、冻藏温度的关系，对食品冻藏具有指导意义[4]。研究资料表明，冻结食品质量随时间的下降是累积性的，而且为不可逆的。在这个期间内，温度是质量下降的主要原因。温度越低，

质量下降的过程越缓慢，容许的冻藏期也就越长。

TTT概念对一般食品的冷冻加工具有重要的意义，至今很多工厂里面还在采用-18℃作为食品冷冻终点，并以为食品在该温度下贮藏是安全的。然而，仅用该理论来指导冷冻加工却带来实际工作中的不便。首先，它没有阐明冷冻加工冻结的速率与食品质量的关系;其次，并非所有的食品温度越低质量越高。 2.2食品聚合物科学理论

80年代初，美国科学家L.Slade和H.Levine首先提出了“食品聚合物科学(Food polymer science ) \，其基本思想是:冻结食品的玻璃化(Glass)保存。之后，国内外越来越多的科学家开始进行这方面的研究工作。结果表明，冻结食品质量的下降主要是由大的冰晶对细胞的挤压破坏引起的。玻璃是一种非晶态的固体。基于力的性质，玻璃化转变被定义为一种力的松弛过程;在非晶态系统中，玻璃化转变则被看作是从橡胶态到玻璃态的转变，它与温度、时间、及物质的成分有关[6]。所有的水溶液都可迅速通过结晶区而不发生晶化，过冷成为玻璃态固体。食品材料由于其含水量较高(果蔬等可达到90%以上)，体积也比较大，并且不能用目前的玻璃化溶液(帮助形成玻璃态的某种溶液)，因此对它们实现全部玻璃化低温保存是不可能的。要实现食品玻璃化保存的唯一途径是部分结晶的玻璃化方法[7].

在此法中，随着温度的下降不断有冰晶析出，从而使溶液的浓度不断升高。当达到某一温度时，溶液中剩余的水分不再结晶(此部分水称为不可冻水)，此时的溶液也达到了最大冻结浓缩状态。

3食品冻藏时的化学变化 3.1.蛋白质的冻结变性

食品中的蛋白质在冻结过程中会发生冻结变性，在冻藏过程中，因冻藏温度的变动和冰结晶的长大，会增加蛋白质的冻结变性程度。 速冻中的蛋白质变性是造成动物性食品品质(尤其是风味)下降的主要原因，这是由于肌动球蛋白凝固变性所致。

? 速冻中造成蛋白质变性的原因主要有盐类、糖类及磷酸盐的作用以

及脱水作用。冰晶生成时，无机盐浓缩，盐析作用或盐类直接作用可使蛋白质变性。盐类中钙盐、镁盐等水溶性盐类能促进蛋白质变性，而磷酸盐等则能减缓蛋白质变性。

? 冰结晶生成时蛋白质分子失去结合水。也会使蛋白质分子受压后集

中，互相凝聚。

3.2.色泽的变化

冻结食品在冻藏过程中，除了因制冷剂泄漏造成变色（例如氨泄漏时，胡萝卜的橘红色会变成蓝色，洋葱、卷心菜、莲子的白色会变成黄色）外，其他凡在常温下发生的变色现象，在长期的冻藏过程中都会发生，只是进行的速度十分缓慢。

? ①脂肪的变色

? 多脂肪鱼类如带鱼、沙丁鱼等，在冻藏过程中因脂肪氧化会变黄、

酸败，严重时还会发粘，产生异味，丧失食品的商品价值。

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