第六章 冷冻食品


§1.概述
§2.冷冻食品生产原理
2.1食品低温保藏基本原理 2.2食品冻结的技术原理 2.3食品冷链 2.4食品在冻结时的变化
2.5食品的玻璃化转变及食品的玻璃化保藏

§3.冷冻方便食品生产过程
速冻食品的分类
水产速冻食品：海虾、速冻蟹肉棒、冻鱼、虾仁等 农产速冻食品：毛豆、花生、芦笋、甜椒、竹笋、玉米、 混合蔬菜等。 畜产速冻食品：猪肉、鸡肉等。 调理类速冻食品：特指两种以上的生鲜、农、水、畜产品 为原料，加工处理，急速冷冻的速冻食品。调理类速冻食 品又分为以下几类： 1、中式点心类：汤圆、水饺、烧卖、包子、炒饭等。 2、火锅调料类：鱼饺、鱼丸、贡丸等。 3、裹面油炸类：鸡块、可乐饼、鱿鱼排。 4、菜肴料理类：三杯排骨等。 5、糕点点心类：芝麻球、比萨饼、各式冷冻蛋糕等。
迅速冷冻使食物形成极小的冰晶，不严重损伤细胞组 织，从而保存了食物的原汁与香味，且能保存较长时间。
2.食品冻结理论
（1）冻结曲线与冰结晶生成带
在低温介质中，随着冻结的进行，食品的温度逐渐下降。
冻结曲线----食品冻结时，表示食品温度随冻结时间变化 的曲线。
食品的冷冻曲线
(1)冻结曲线
曲线分三个阶段：

酶活性与温度有关，在一定的温度范围内 (0~40℃)，酶的活性随温度上升而增大。
在某一温度时，酶促反应速度最大，这个温度 就称为酶的最适温度。大多数酶是最适温度为 30~40℃。


当温度超过酶的最适温度时，酶的活性就开始 受到破坏。当温度达到80~90℃时，几乎所有的 酶的活性都遭受到破坏。
(一)低温对酶活性的影响


影响微生物低温致死的因素
2.降温速度的影响


冻结前，降温越快，微生物的死亡率也越大。 这是因为 在迅速降温过程中，微生物细胞内的新陈代谢所需的各 种生化反应的协调一致性迅速破坏。 冻结时，缓冻会导致大量微生物死亡，而速冻则相反。 因为缓冻时形成量少粒大的冰晶体，不仅对微生物细胞 产生机械性破坏作用，还促使蛋白质变性。速冻时食品 在对细胞威胁性最大的 -2~-5℃ 的温度范围内停留的时间 甚短，而且温度会迅速下降到 -18℃ 以下，能及时终止微 生物细胞内酶的反应和延缓胶质体的变性，故微生物的 死亡率较低。一般来说，食品速冻过程中的微生物的死 亡率仅为原菌数的50%左右。
微生物按生长温度分类
微生物类型 嗜冷微生物 嗜温微生物
温度℃
最低 最适 最高
嗜热微生物
-7~5 15~20 10~15 30~40 30~45 50~60
25~30 40~50 75~80
部分微生物生长和产生毒素的最低温度
微生物 肉毒杆菌A 肉毒杆菌B 肉毒杆菌C 肉毒杆菌D 梭状荚膜产气杆菌 金黄色葡萄球菌 沙门氏杆菌 埃希氏大肠杆菌 产气杆菌 大肠杆菌类 肠球菌 最低生长温度℃ 产毒素最低温度℃
1.3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， Jacob Perkins （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。
1.3低温保藏食品的历史 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。

§2.冷冻食品生产原理
食品腐败变质的原因： ------微生物 ------酶 ------非酶反应
2.1食品低温保藏基本原理
低温处理可抑制化学反应和 酶反应、阻止微生物生长，因而 能够延长食品的保藏时间。
低 温 保 藏
冷却储藏
冻结贮藏
温 度 范 围
-2～15℃
-12～-45℃
(一)低温对酶活性的影响
1.3低温保藏食品的历史
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。

§1.概述
1.1冷冻食品和冷却食品 1.2冷冻和冷却食品的特点 1.3低温保藏食品的历史
1.1冷冻食品和冷却食品
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 近冻结点，并在此温度下保藏的食品。 冷冻食品和冷却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。
第一阶段，食品的温度从初温降低至食品的冻结点，这时食 品放出的热量是显热，此热量与全部放出的热量比较，其值 较小，所以降温速度快，冻结曲线较陡。 第二阶段，食品的温度从食品的冻结点降低至-5℃左右，这 时食品中的大部分水结成冰，放出大量的潜热。整个冻结过 程中食品的绝大部分热量在此阶段放出，因此食品在该阶段 的降温速度慢，冻结曲线平坦。
低温对微生物的作用
降温时，微生物细胞内原生质粘度增加，胶体吸水 性下降，蛋白质分散度改变，还可能导致不可逆性 蛋白质变性，从而破坏正常代谢。 冷冻时介质中冰晶体的形成会促使细胞内原生质或 胶体脱水，使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遭受机械性破坏。
影响微生物低温致死的因素
10.0 --3.0 15~20 6.7 6.7 3~5 0 3~5 0
食物 中毒 性微 生物
10.0 3.0
---
6.7
粪便 指示 剂微 生物
不产外毒素
低温对微生物的作用
温度下降，酶活性随之下降，物质代谢减缓，微生 物的生长繁殖就随之减慢。 由于各种生化反应的温度系数不同，降温破坏了原 来的协调一致性，影响微生物的生活机能。
一般情况下，冻结速度越快，冰结晶越细，食品的组 织越不易被破坏，解冻后口感好；
缓慢冻结，冰结晶粗大，组织易破坏，解冻后口感
差。 因此为了保证产品质量，选择食品冻结方式，必须 能使被冻品以最快的速度通过食品的最大冰晶区 (-1 至 5℃)。
1.速冻的概念
是利用速冻装置使预处理的食品在-30℃及其以下进行 快速冻结，在20-30min内通过最大冰晶生成带,使食品中心 温度从 -1℃降到 -5℃，其所形成的冰晶直径小于 100μm ， 然后再降到-18 ℃，并经包装后在-18℃及其以下的条件进 行冷藏和流通。
影响微生物低温致死的因素
3.介质
高水分、过高 pH 和过小 pH 会加速微生物的死亡， 而适当的糖、盐、蛋白质、脂肪等对微生物有保护作 用(可以作为培养基)。
4.贮存期

低温贮藏时微生物一般随贮存期的增长而减少；但贮 藏温度越低，减少量越少，有时甚至没减少。 低温贮藏初期微生物减少量最大，其后死亡率下降。
性而引起的不良变化降低到最低温度，食品常经 过短时间热烫 ( 或预煮 ) ，预先将酶的活性钝化， 然后在冻结。
热烫处理的程度应控制在恰好能够破坏食品中各
种酶的活性。由于过氧化物酶是最耐热的酶，当 过氧化物失活时，可以保证所有其它酶也受到破 坏，因此常采用检验食品中过氧化物酶的残余活 性的方法，来确定食品热烫处理的工艺条件。
第三阶段，食品的温度从-5℃左右继续下降至终温，此时放 出的热量一部分是由于冰的 降温，另一部分是由于残余少 量的水继续结冰。这一阶段的冻结曲线也比较陡峭。

以冷盐水为传热介质的食品冻结速度快。 食品在冻结过程中，同一时刻的温度始终是食品表面最低， 越接近中心层越高。在食品的不同部位，食品温度下降的速 度是不一样的。


(一)低温对酶活性的影响

然而，酶在低温下往往仍有部分活性，因而其催 化作用仍在非常缓慢地进行。例如蛋白酶在-30℃ 下仍有微弱的活性，脂肪水解酶在-20℃仍能引起 脂肪的缓慢水解。

特别应该引起注意的是，食品在解冻时酶的活性 将会重新活跃起来，加速食品的变质。
(一)低温对酶活性的影响
为了将食品在冻结，冻藏和解冻过程中由于酶活
调理食品是指以农产、畜禽、水产品等为主要原料，经前 处理及配制加工后，采用速冻工艺，并在冻结状态下（产品中 心温度在18 摄氏度以下）储存、运输和销售的包装食品。Βιβλιοθήκη 1.2冷冻和冷却食品的特点
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
(二)低温储藏对食品中微生物的影响
任何微生物都有一定正常生长和繁殖 的温度范围。温度越低，它们的活动能力 也越弱。
温度降低到微生物的最低生长温度时，微生物就会停 止生长。许多嗜温菌和嗜冷菌的最低生长温度低于0℃， 有的甚至可低达 -8℃。温度降至微生物的最低生长温度 以下，就会导致微生物死亡。不过在低温下，微生物的 死亡速度比在高温下缓慢的多。 冻结或冰冻介质容易促使微生物死亡，冻结导致大量 的水分转变成冰晶体，对微生物有较大的破坏作用。例 如微生物在 -8℃的冰冻介质中死亡速率比在 -8℃过冷介 质中的死亡速率明显快得多。

影响微生物低温致死的因素
5.结合状态和过冷状态

急速冷却时，如果水分能迅速转化成过冷状态，避免 结晶形成固态玻璃体，就有可能避免因介质内水分结 冰所遭受的破坏作用。 微生物细胞内原生质含有大量结合水分时，介质极易 进入过冷状态，不再形成冰晶体，有利于保持细胞内 胶体稳定性。