食品冻结冻藏过程中的变化.
食品在冻结与冻藏中的变化
食品在冻结与冻藏中的变化在食品进行冷却的过程中并没有发生食品结构实质的变化，但在冻结过程中，由于食品中的水将大部分冻结成冰，将对食品的结构以到质量产生很大的影响。
1、食品冻结过程中的冻结晶食品的冻结是将食品中所含的水分大部分转变成冰的过程。
因此，结晶表现了冻结过程的最基本实质。
当食品中的液态水分结成固态冰晶时，即有大量热量从食品中传出，同时食品的温度随之降低。
（1）食品中溶液的冻结，溶液的冻结与纯水不同，它的冻结点较水的冰点低些，溶液的冻结点，溶液的浓度、溶液的离解程度和溶剂的性质有关。
食品冻结时，溶液浓度的变化过程较普通溶液复杂得多，因为食品所含的水中溶有多种矿物质和有机物质。
因此，在冻结过程中，随着汁液中的水分析出而形成冰结晶，使尚未冻结的汁液的浓度增大，冻结点降低。
食品中剩余的汁液越少，其浓度越大，汁液冻结点也就越低。
这样，食品的继续冻结就需要在温度大大降低的条件下进行。
大多数食品的冻结点在-1到-2度，含有大量溶质（糖、盐、酸）的食品，其冻结点较低为-3。
5到-5度，一般食品在-20度时，有90%左右的水分冻结成冰。
食品的冻结最终温度越低，被冻结的水分就越多，因而也就有利于食品的长期保存。
一般要求食品的冻结最终温度（中心温度）为-12到-5度（2）食品冻结的温度曲线和最大冰结晶生成带。
食品冻结时的温度曲线是根据冻结速度而变化的，但不论是快速冻结还是慢速冻结，在冻结过程中，温度的下降可分为三个阶段。
在第一阶段，食品的温度迅速下降，直到降低至结晶温度为止。
第二阶段即冰晶形成阶段，以近于水平线表示，这一阶段在0到-5度，这时食品内部80%水分都已冻结，这种大量形成冰结晶的温度范围，称为冰结晶的最大生成带。
在冰结晶形成时放出的潜热相当大，因此，通过最大冰结晶生成带时热负荷最大，相对需要较长时间。
当慢速冻结时，食品内冰晶的形成以较慢速度由表面向中心推移，而食品中心温度在很长时间表内处于停滞阶段，水平线段较长。
食品冻结时的变化
水的热导率为0.6W/（m.℃），并的导热率为2.21W/（m.℃），冰的热导 率约为水的四倍。食品中其他成分的导热率基本上是一定的，但水在食品中的含 量很高，当温下降，食品中的水分开始冻结，热导率相应增大，食品的冻结速度 加快。
干耗 目前大部分食品是以高速冷风冻结，因此在冻结过程中不可避免 会有一些水分从食品表面蒸发出发，从而引起干耗，设计不好的装臵干耗可达到 5% ～7% ，设计优良的装臵干耗降至0.5%～1%。由于冻结费用通常只有食品价值 的1%～2%，因此比较不同的冻结方法时，干耗是一个非常重要的问题。。产生干 耗的原因是:空气在一定温度下只能吸收定量的水蒸气，达到最大值时，则称为含 饱和水蒸气的空气，这种水蒸气有一个与空气饱和程度相应的蒸汽压力，他在恒 定的绝对湿度下随温度升高将会变小。空气中水蒸气的含量很小时，水蒸气压力 亦很小，而鱼 肉和果蔬等由于含有水分其表面水蒸气压力大，这样从肉内部移到 表面并蒸发，直到空气不能吸收水蒸气，即达到饱和为止，也就是不在存在蒸汽 压差。温度低空气中蒸汽压会增大，故温度低干耗小。
脂质分解的氧化产物对蛋白质变性有促进作用。脂肪在耐低温的磷脂酶作用下水解产生 游离脂肪酸，其氧化产物醛、酮等可促使蛋白质变性。 由于生成冰晶，使细胞微细结构紊乱，引起肌原纤维变性。这些原因是互相伴随发生的， 因动物性食品种类、生理条件、冻结条件不同而由某一原因起主导作用，其中脂类的分解氧 化在冻结时不明显，在冻藏时较突出。蛋白质变性后的主要表现为：持水力降低、质地变硬、 口感变差，同时加工事宜性下降。如用蛋白质冷冻变性的鱼肉加工鱼糜制品，产品缺乏弹性。 蛋白质变性可造成细胞死亡，解冻后组织解体、质地软化、流出汁液、风味下降。
非水相组分被浓缩
水结冰后，食品中非水相组分的浓度将比冷冻前变大。食品在冻站时，水分 是以纯水的形式形成冰结晶。因此非水组分几乎全部都浓集到末结冰的水中，其最 终效果类似食品的普通脱水。食品冻结的浓缩程度主要受冻结速度和最终温度的影 响。食品冻结出现的浓缩效应，还会导致未冻结落液的相关性质的改变，使非结冰 相的PH、可滴定酸度、离子强度粘度、冰点表面和界面张力、氧化-还原电位等发生 明盈的变化此外，还将形成低共溶混合物，溶液中的氧气、二氧化碳等可能逸出， 水的结构和水与溶质间的相互作用也周烈地改变，同时由于浓缩使大分子间的距离 缩小，更加紧密地聚集在一起，使之相互作用的可能性增大，大分子胶体溶液的稳 定性受到破坏。上述变化常常有利于提高反应的速度。所以冷陈对反应速度的影响 有两方面: 降低温度使反应变得非常缓慢，而冷冻所产生的浓缩效应却又导致反应速 度的增大 冷冻浓缩所造成的损害可以发生在冻结、冻藏和解冻过程中，对食品的损害 程度与食品的种类和工艺条件有关，一般对动物性食品的影响大于植物性食品。
食品冷冻保藏原理
食品冷冻保藏的原理主要利用低温来控制微生物的生长和酶活动，从而延缓食品的腐败和质量损失。
在冷冻过程中，食品的温度被降低到微生物的生长温度以下，使微生物无法繁殖和活动。
同时，低温还能减缓化学反应的进程，如脂肪酸氧化和食品中的酶活性，从而减少食品中的质量损失。
通过最大冰晶带的速度越快，越有利于食品的品质。
其原理是在冷冻过程中，细胞外溶液首先产生冰晶，在蒸汽压作用下细胞内的水流向细胞外的冰晶，这时形成较大的冰晶，并且分布不均匀。
由于蛋白质变性，细胞膜更易失水，从而使冰晶的体积进一步增大。
大冰晶会破坏细胞壁，造成细胞质外流，进而引起食品品质的降低。
另外，食品在冷冻时，冷冻速度是从表面向中心递减，冷冻速度分布不均匀也易引起食品品质降低。
食品冻藏实验报告
食品冻藏实验报告实验目的本次实验旨在研究不同温度下食品的冻藏效果，为食品储存和保鲜提供科学依据。
具体目标如下：1. 比较不同温度对食品的冻藏效果；2. 分析食品在冻藏过程中的变化。
实验器材与试剂- 冰箱- 温度计- 试验样品：苹果、肉类、蔬菜等实验方法1. 准备不同种类的食品样品；2. 将样品放入冰箱中，设置不同的冻藏温度：- 温度A：-18；- 温度B：-10；- 温度C：-5。
3. 定期观察和记录各温度下食品的变化情况，包括其外观、口感、营养成分等。
实验结果与分析温度A：-18- 苹果：在-18的温度下，苹果的外观呈现冻结状态，果肉松软度较高，口感相对较差。
但由于较低的温度能有效抑制细菌和酵母菌的繁殖，苹果的保鲜期较长，并且保留了大部分营养成分。
- 肉类：肉类在-18的温度下很快被冻结，其外观和口感变硬，但由于因冰晶形成对细胞的破坏，会导致肉质变得稍显粗糙。
然而，低温能够有效延缓细菌和酵母菌的生长速度，从而延长肉类的保鲜期。
- 蔬菜：在-18下，蔬菜的水分会以冰晶形式结冻，导致其口感变软。
尽管会出现一定的失水现象，但蔬菜的色泽和维生素成分得以保留，保持较好的食用价值。
温度B：-10- 苹果：在-10的温度下，苹果仍有部分冻结，果肉较硬，口感会略有改善。
然而，由于冻结程度不够彻底，食品的保鲜期相对较短，不宜过多存放时间。
- 肉类：肉类在-10的温度下冻结较慢，所以部分组织仍然保持着较好的口感。
然而，这种温度下细菌的生长速度仍然较快，因此肉类的保鲜期相对较短。
- 蔬菜：在-10下，蔬菜的水分结冻程度较轻，因此其口感仍然较硬。
但由于较低的温度会影响维生素C的含量，蔬菜的营养价值相对较低。
温度C：-5- 苹果：在-5的温度下，苹果的冻结程度较轻，果肉较为脆嫩，口感较好。
然而，由于温度不够低，细菌和酵母仍然能够生长，使得苹果的保鲜期相对较短。
- 肉类：肉类在-5的温度下无法完全冻结，因此肉质较为柔软，口感较好。
食品冻结时的变化
化学变化——淀粉老化
淀粉含水30%60%，2~4℃时
较易老化
化学变化——水产品变色
(1)自然色泽被氧化、分解。如金枪鱼肉褐变，红 色鱼皮的退色等。
(2)产生新的变色物质。如虾类的黑变，鳕鱼肉的 褐变等。冻结产品的变色有褐变、黑变、退色等， 会影响产品外观和风味。
食品冻结时的变化
食品冻结时的变化
01物理变化组来自变化0203化学变化
生物和微生物变化
04
物理变化——体积膨胀
物理变化——干耗
冻结食品的干耗主 要是由于温度变化 造成水蒸气压差， 使食品表面的冰晶 升华。
怎样预防 干耗？
物理变化——水分重新分布
物理变化——非水相组分被浓缩
未冻结溶液酸度、离子 强度、黏度、冻结点以 及表面张力和界面张力、 氧化还原电势等的变化？
低蛋白食品
一般来说， 动物性物料组织所受的影响较植物性的大。
组织变化——机械性损伤、细胞溃解和气体膨胀
组织结构破坏软化、流汁 细胞脱水死亡 细胞间的相互结合发生分离 解冻后不能恢复原来的状态 不能吸收冰品融解所产生的水分 植物细胞损伤更大
化学变化——蛋白质变性
蛋白质变性或不可 逆的凝固，会造成 细胞死亡，解冻后 组织解体、质地软 化、流出汁液、风 味下降等。
冻结浓缩可使食品生化和 化学反应加剧，大分子物 质由于浓缩使分子间的距 离缩小而可能发生相互作 用，使大分子胶体溶液的 稳定性受到破坏等。
物理变化——非水相组分被浓缩
高蛋白食品 PH值 大多数冻藏食品只有在全部或几乎全部冻结的情况下才能保持良好的品质，食品内如果有
冻藏的冻结曲线
冻藏的冻结曲线
冻藏的冻结曲线是指将食品或其他物品冷冻保存时的温度曲线。
在食品冻结过程中，温度曲线通常具有以下几个阶段：
1. 预冷阶段（Pre-cooling stage）：食品开始冷却，温度逐渐下降。
这个阶段的目的是尽快将食品的温度降到接近冻结温度，以减少质量损失和避免细菌滋生。
2. 冻结阶段（Freezing stage）：食品的温度达到冻结点以下，
水分开始凝固成冰。
在这个阶段，食品内部的温度逐渐下降，水分逐渐结冰。
3. 深冷阶段（Deep freezing stage）：食品内部的温度已经降至冰点以下，并且冰的结晶已经达到足够大的尺寸。
这个阶段的目的是尽可能地降低食品的温度，以达到长期保存的要求。
冻藏的冻结曲线可以根据具体的食品和冷冻设备来设计和优化，以实现最佳的冷冻效果和质量保持。
不同食品的冻结曲线可能会有所不同，因为不同食品的成分、形状和大小会对冻结速度和均匀度产生影响。
因此，在冷冻过程中需要考虑冻结曲线的控制和调整，以保证食品的质量和风味。
肉在冻结和冷藏期间的变化
肉在冻结和冷藏期间的变化各种肉经过冻结和冷藏后，都会发生一些物理变化和化学变化，肉的品质受到影响，冻结肉功能特性不如鲜肉，长期冻藏可使猪肉和牛肉的功能特性显著降低。
（一）物理变化1、容积。
水变成冰所引起的容积增加是9%，而冻肉由于冰的形成所造成的体积增加约6%。
肉的含水量越高，冻结率越大，则体积增加越多。
2、干耗。
肉在冻结、冻藏和解冻期间都会发生脱水现象。
对于未包装的肉类，在冻结过程中，肉中水分减少0.5―2%，快速冻结可减少水分蒸发。
在冻藏期间质量也会减少，冻藏期间空气流速小，温度尽量保持不变，有利于减少水分蒸发。
3、冻结烧。
在冻藏期间由于肉表层冰晶升华，形成了较多的微细孔洞，增加了脂肪与空气中氧的接触机会，最终导致冻肉产生酸败味，肉表面发生褐色变化，表层组织结构粗糙，这就是所谓的冻结烧。
冻结烧与肉的种类和冻藏温度的高低有密切关系。
禽肉和鱼肉脂肪稳定性差，易发生冻结烧。
猪肉脂肪在－8℃下储藏6个月，表面有明显的酸败味，且呈黄色。
而在－18℃下储藏12个月也无冻结烧发生。
4、重结晶。
冻藏期间冻肉中冰晶的大小和形状会发生变化，特别是冻藏室内温度高于－18℃，且温度波动的情况下，微细的冰晶不断减少或消失，形成大冰晶。
实际上，冰晶的生长是不可避免的。
经过几个月的冻藏，由于冰晶生长的原因，肌纤维受到机械损伤，组织结构受到破坏，解冻时引起大量肉汁损失，肉的质量下降。
采用快速冻结，并在－18℃下储藏，尽量减少波动次数和减少波动幅度，可使冰晶生长减慢。
（二）化学变化速冻所引起的化学不大。
而肉在冻藏期间会发生一些化学变化，从而引起肉的组织结构、外观、气味和营养价值的变化。
1、蛋白质变性。
与盐类电解质浓度的提高有关，冻结往往使鱼肉蛋白质尤其是肌球蛋白，发生一定程度的变性，从而导致韧化和脱水。
牛肉和禽肉的肌球蛋白比鱼肉肌球蛋白稳定得多。
2、肌肉颜色。
冻藏期间冻肉表面颜色逐渐变暗。
颜色变化也与包装材料的透氧性有关。
3、风味和营养成分变化。
食品物料冻结曲线
食品物料冻结曲线
食品物料冻结曲线是描述食品物料在冷冻过程中温度变化的曲线。
常用的冻结曲线包括冷却阶段和冻结阶段。
在冷却阶段，食品物料的温度开始从初始温度迅速下降，直到达到冷冻点。
这个阶段可以分为初冷阶段和准冷阶段。
初冷阶段是指开始时温度下降最快的阶段，当温度接近冷冻点时，进入准冷阶段，温度下降速率会逐渐减缓。
在冻结阶段，食品物料已经达到冷冻点，温度基本保持不变。
然而，水分在物料中开始结冰，释放出冷凝热，导致物料温度升高。
这个阶段可以分为结冰开始阶段和结冰结束阶段。
结冰开始阶段是指物料温度开始升高，直到达到最高点，然后进入结冰结束阶段，温度开始逐渐下降直到稳定。
冻结曲线的形状和斜率受到多种因素的影响，包括初始温度、冷却速率、物料性质以及冷冻设备的性能等。
了解食品物料的冻结曲线可以帮助优化冷冻过程，提高产品的质量和生产效率。
典型的食品物料冻结曲线
典型的食品物料冻结曲线
食品物料冻结曲线是指食品物料在冷冻过程中温度随时间的变化曲线。
典型的食品物料冻结曲线通常包括以下几个阶段：
1.初始降温阶段：这一阶段食品物料的温度迅速下降，但尚未达到冰点。
2.冻结阶段：在这一阶段，食品物料的温度达到冰点以下，开始冻结成固
态。
3.冻结后期阶段：这一阶段食品物料的温度继续下降，但降温速度较慢，
因为大部分水分已经冻结成冰。
4.最大冰晶生成带（最大冰晶生成区）：在这一阶段，食品物料中的大部
分水分已经冻结成冰，但尚未形成稳定的冰晶体。
5.冻结末期阶段：在这一阶段，食品物料中的所有水分都已经冻结成稳定
的冰晶体，温度继续下降但降温速度较慢。
需要注意的是，食品物料冻结曲线的具体形状和变化趋势会受到多种因素的影响，如食品物料的种类、初始温度、冻结速率、冻藏时间等。
因此，在实际应用中需要根据具体情况进行调整和优化。
第四章(2010)、冻结及冻结速度对冻结
18℃。
情
报
中
心
生
产
者
产地冷藏库(加工、包装、 预冷、储藏)
植物性食品如果蔬的组织结构脆弱，细胞壁较薄，含水
量高，当冻结进行缓慢时，就会造成严重的组织结构的改变。
故应快速冻结，以形成数量多体积细小的冰晶体，而且让水 分在细胞内原位冻结，使冰晶体分布均匀，才能避免组织受 到损伤。
如速冻的番茄其薄壁组织在显微镜下观察，细胞内外和 细胞壁中存在的冰晶体都非常小，细胞间隙没有扩大，原生
(2) 送风冻结装置： 增大风速能使原料的表面传热系数提
高，从而提高冻结速度。风速达1.5 m/s 时，可提高冻结速度l 倍；风速3m/s ，可提高3倍；风速5m/s ，可提高4倍。虽然送 风会加速产品的干耗，但若加快冻结，产品表面形成冰层， 可以使水分蒸发减慢，减少干耗，所以送风对速冻有利。但
要注意使冻结装置内各点上的原料表面的风速一致。
影响产品外观和风味。常见变色的原因有：美拉德反 应，如鳕鱼肉中的核酸系物质反应生成核糖，再与氨
基化合物反应发生的褐变；酪氨酸酶的氧化造成虾的
黑变；肌肉的肌红蛋白受空气中的氧的作用而变色。
四、食品常用的冻结方法
用低温快速冻结食品是近年来食品冷冻技术发展的一
个总的趋势，显示出它具有高质量的优越性，如结晶小、质
为制冷介质，可以直接浸渍产品，但这样浪费介质。一般多采
用喷淋冻结装置，这种装置构造简单，可以用不锈钢网状传送 带，上装喷雾器、搅拌小风机，即能超快速进行单体冻结。但 介质不能回收，而且介质贵，它的运输及储藏要应用特殊容器， 成本高。对大而厚的产品还会因超快速冻结而造成龟裂。这种
方法生产效率高，产品品质优良。
成熟度、冷冻工艺和方法等的不同而异。
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（五）蛋白质变性
蛋白质的冷冻变性、酶失活和相关的功能性损失是冷冻鱼、肉
、禽、鸡蛋和面制品的常见现象。食品冻结后，往往会出现肌动球 蛋白凝固、蛋白质变性，从而使食品的质量、风味下降。蛋白质的 冷冻变性主要归因于组织或蛋白质溶液中的冰晶的形成、脱水作用 以及溶质的浓缩，另外蛋白质的变性与新鲜度、冻藏温度、水分含
量、pH值、脂肪氧化、氧化三甲胺还原产生的二甲胺和甲醛等因
素密切相关。
（六）变色
多脂肪鱼类如带鱼、沙丁鱼、大麻哈鱼等，在冻藏过程
中会发生黄褐变，这主要是由于鱼体中的脂肪含有的高度不 饱和脂肪酸易被空气中的氧所氧化。 金枪鱼在冻藏过程中会发生褐变，这是因为含有Fe2+的 肌红蛋白和氧合肌红蛋白在Байду номын сангаас气中氧的作用下，氧化生成含 有Fe3+的氧化肌红蛋白。
（三）干耗
在食品冻结过程中，食品表面水蒸气压大于冷却空气中
的水蒸气压。在此压力差的推动下，食品表面蒸发出来的水 蒸气向冷却空气中扩散，并由冷却空气带至冷风机中，空气 中的水蒸气凝结在蒸发器表面，减湿后处于不饱和状态的空 气继续循环，从而导致了冻结冻藏过程中食品的干耗。
（四）重结晶
重结晶是指冷冻食品在冷链流通中由于温度波动，导致
为6.0%。
食品冻结时表面水分首先冻结成冰，然后冰层逐渐向内
部延伸。当内部的水分冻结膨胀时会受到外部冻结层的阻碍 ，于是产生内压，对食品造成机械损伤。当外层承受不了这 样的内压时就会破裂。
（二）汁液流失
冷冻食品在解冻过程中，内部的冰晶融化成水，但此时
的水不能完全被组织吸收，因而流出于组织之外称为汁液流 失。 一般所说的汁液流失是指解冻时和解冻后自然流出的汁 液，称为自然流失。在自然流失之外，再加以98～1682kPa 的压力所流出的汁液称为榨出流失。这两者总称为汁液流失 。
（七）冻害
冻害是果蔬产品贮藏温度低于其冰点时，由于结冰 而产生的伤害。 冻害主要是导致细胞结冰破裂，组织损伤，出现萎 蔫、变色和死亡。 蔬菜冻害后一般表现为水泡状，组织透明或半透明 ，有的组织产生褐变，解冻后有异味。
七、食品冻结冻藏过程中的变化
（一）体积膨胀与机械损伤
水在4℃时体积最小，当0℃的水冻结后其体积会增大9%。 食品冻结后体积膨胀的程度较纯水小，体积约增加6%。结冰后 随着温度的下降，冰的体积虽然也有所收缩，但是微乎其微， 只有几万分之一。即使温度降低至―18℃，也远比4℃时水的体 积要大得多，所以含水分多的食品冻结时体积会膨胀。比如牛 肉的含水量为70%，水分冻结率为95%，则牛肉的冻结膨胀率