保鲜原理与技术：第三章 食品的低温保藏 (2)
食品低温保藏的原理
食品低温保藏的原理食品是人们日常生活中必不可少的物品，如何保持食品的新鲜和质量一直是人们关注的问题。
而低温保藏作为一种常见的食品保鲜方法，被广泛应用于食品储存和运输过程中。
本文将从低温保藏的原理、适用范围、方法和注意事项等方面进行详细介绍。
低温保藏的原理主要是通过控制食品的温度来降低微生物的活动和化学反应速率，从而延缓食品的腐败和变质过程。
食品在高温下容易滋生细菌和真菌，导致食品腐败、变质和产生有害物质，而低温能有效抑制这些微生物的生长，延缓食品的老化和腐败过程。
此外，低温还能减缓酶的活性和氧化反应的速率，从而保持食品的口感、色泽和营养价值。
低温保藏适用于多种食品，如肉类、水产品、蔬菜、水果、乳制品等。
其中，肉类和水产品容易滋生细菌，通过低温保藏可以延长其保鲜期，保持其营养和口感；蔬菜和水果则容易因酶的活性和氧化反应而腐败，低温可以延缓这些反应，保持其新鲜度和营养价值；而乳制品则容易受到细菌的污染，低温可以抑制细菌的生长，延长其保质期。
低温保藏的方法包括冷藏和冷冻两种。
冷藏是将食品存放在0-10摄氏度的环境中，通过降低温度来延缓食品的腐败过程。
冷藏适用于需要短期保藏的食品，如新鲜肉类、蔬菜、水果等。
而冷冻是将食品存放在-18摄氏度以下的环境中，通过降低温度将食品中的水分结冰，使微生物无法繁殖和生长，从而实现长期保藏。
冷冻适用于需要长期保藏的食品，如冷冻肉类、水产品、糕点等。
冷冻食品在解冻后可以恢复到原来的状态，但冷藏食品则一般不能恢复到原来的状态。
在进行低温保藏时，还需要注意一些事项。
首先，食品在存放前应保持干燥和清洁，避免细菌和真菌的污染。
其次，食品应尽快冷却到所需的温度，避免细菌在高温下的繁殖。
同时，食品在低温环境下的保质期也会受到食品本身质量和包装方式的影响，因此在选择食品和包装材料时要注意质量和适用性。
此外，低温保藏的食品在解冻后要尽快食用，避免长时间放置在室温下造成二次污染。
低温保藏是一种有效的食品保鲜方法，通过控制食品的温度来延缓食品的腐败和变质过程。
食品的低温处理与保藏
食品的低温处理与保藏第一节食品低温保藏的基本原理食品低温保藏的基本原理食品冷冻保藏就是利用低温以掌握微生物生长繁殖和酶活动的一种方法。
低温与微生物的关系（1）任何微生物都有肯定的正常生长和繁殖的温度范围。
温度越低，它们的活动力量也越弱。
故降温就能减缓微生物生长和繁殖的速度。
温度降低到最低生长点时，它们就停止生长并消失死亡。
依据微生物的相宜生长温度范围可将微生物分为三大类，嗜热菌、嗜温菌和嗜冷菌。
在低温贮藏的实际应用中，嗜温菌、嗜冷菌是最主要的。
（2）长期处于低温中的微生物能产生新的适应性，这是长期低温培育中自然选育后形成了多少能适应低温的菌种所得的结果。
这种微生物对低温的适应性可以从微生物生长时消失的滞后期缩短的状况加以推断。
其次节食品的冷藏第三节食品的冷却1. 接触冰冷却这种冷却效果是靠冰的融解潜热（约334720 kJ/kg）。
用冰直接接触，从产品中取走热量，除了有高冷却速度外，融冰可始终使产品表面保持潮湿。
这种方法常常用于冷却鱼、叶类蔬菜和一些水果，也用于一些食品如午餐肉的加工。
食品冷却的速度取决于食品的种类和大小、冷却前食品的原始温度、冰块和食品的比例以及冰块的大小。
食品冷却时的用冰量可以依据食品放热量进行推算。
食品的原始温度、气候状况、运输距离、冷却方法，以及对食品质量的要求等在确定用冰量时都是必需考虑的因素。
2. 空气冷却法降温后的冷空气作为冷却介质流经食品时吸取其热量，促使其降温的方法称为空气冷却法。
在食品无包装的状况下，由于存在干耗问题，空气的相对湿度应当尽可能高。
空气冷却法中的热交换速率是随着风速的提高而增加的，但动力消耗也与风速成正比，所以高风速所需要的动力明显增加。
虽然产品表面传热系数只与风速成正比，但厚的产品由于有较高的占掌握地位的内部热阻，所以冷却时单纯强调提高风速未见得能奏效，故一般风速不大于2-3 米/秒。
空气冷却一般适合于冷却果蔬、肉及其制品、蛋品、脂肪、乳制品、冷饮半制品及糖果等。
食品贮藏保鲜技术3食品低温贮藏保鲜技术
• 一、动物性食品低温贮藏保鲜原理
• 动物性食品变质的主要原因是微生物和酶的作用。变质过程中 的主要矛盾是微生物侵入和食品抗病性降低的矛盾。 • 把动物性食品放在低温条件下，微生物和酶对食品几乎不起作 用。当食品在低温下冻结时，其水分生成的冰结晶使微生物丧 失活力而不能繁殖，酶的反应受到严重抑制，生物体内化学变 化就会变慢，此时食品可较长时间贮藏以维持它的新鲜状态而 不会变质。这就是动物性食品的低温贮藏原理。
《食品贮藏保鲜技术》（第2版）
《食品贮藏保鲜技术》（第2版）
《食品贮藏保鲜技术》（第2版）
• （二）低温与呼吸高峰
• 果蔬放在低温条件下，由于呼吸速度减弱，就可推迟有 高峰型果蔬呼吸高峰的到来，并使呼吸高峰较低，所以， 推迟呼吸高峰是果蔬保藏中的重要方法。 • （三）低温与呼吸强度
• 果蔬的呼吸作用强弱是用呼吸强度来表示的。呼吸强度 大，则果蔬的呼吸作用大；呼吸强度小，则果蔬的呼吸 作用就小。影响呼吸强度大小的因素很多，如果蔬的种 类、品种、生长天数是内因，外界的温度高低、空气成 分、机械创伤、微生物侵染是外因。
《食品贮藏保鲜技术》（第2版）
• 二、冷藏食品物料的选择和前处理
• 植物性食品物料组织较脆弱、易受机械损伤；含水量 高、冷藏时易萎缩；营养成分丰富，易被微生物利用 而腐烂变质；此外它们又具有呼吸作用、有一定的天 然抗病性和耐贮藏性等特点。 • 对于冷藏前植物性食品物料的选择应特别注意原料的 成熟情况。
《食品贮藏保鲜技术》（第2版） 第二节 食品的冷藏保鲜技术
• 一、食品冷藏的目的
• 冷藏是将食品在略高于冻结点的温度下贮藏，一般冷藏温 度在-2～15℃，以4～8℃最为常用。 • 食品冷藏的目的是为了延长食品的保藏期限，抑制微生物 的活动和繁殖或抑制果、蔬的呼吸作用，使食品的新鲜度 能得到很好的保持，并能使某些食品（如肉类）进行一部 分的成熟过程，使其具有柔软、芳香、易消化。但冷藏不 能阻止食品腐败，只能延缓腐败的速度。
食品的低温保藏
但另一方面，由于它们是个活体，要进行呼 吸，同时它们与采摘前不同的是不能再从母 株上得到水分及其他营养物质，只能消耗其 体内的物质而逐渐衰老变成死体 LOGO
综上所述
食品的腐败变质，主要是由于微生物的生命 活动和食品中的酶所进行的生物化学反应所造 成。防止食品的腐败，对动物性食品来说，主 要是降低温度防止微生物的活动和生物化学变 化；对植物性食品来说，主要保持恰当的温度 （因品种不同而异），控制好水果、蔬菜的呼 吸作用。这样就能达到保持食品质量的良好效 果。
Q10来衡量
Q10=K2/K1 Q10：温度每增加10℃时因酶活性变化所增加的化学 反应率。 K2：温度为（t+10）℃时酶活性所导致的化学反应率。 K1：温度为t℃时酶活性所导致的化学反应率。 大多数酶活性的Q10为2-3之间，即是说温度酶降低 10℃，酶活性就会降低1/2-1/3 LOGO
注意！
快速降氧法：利用人工调节的方式，在短时间
内将氧气和二氧化碳的浓度调到适宜比例，并 经常调节保持不变，误差控制在1%以内，快速 降氧有两种方法：其一是采用催化燃烧装置降 氧并除去二氧化碳，其二是充氮降氧
混合降氧法：先快速，后自然 降压降氧法：抽空处理
LOGO
注意
各种果蔬对气体的组分要求 各不相同，需特别注意各种 果蔬的“临界需氧量”，以 防止二氧化碳浓度过高引起 中毒
c.碎冰冷却法：冰块与食品接触并融化时， 将吸收大量热量而使食品冷却，其相变潜热 为335kj/kg，营养冰块融化时，温度恒定不 变，故食品温度不可能低于0℃，该方法尤 其适合鱼类，可使其湿润、有光泽，且不发 生干耗。
冷却方法
d.真空冷却：原理是水在不同的压力下具有不同的沸 点，当压力为613.3Pa时，水的沸点为0℃，该方法主 要用于冷却叶菜类，当食品中水分每蒸发1kg，热量 减少2460kj，由此可计算冷却时须蒸发的水量，该方 法冷却速度快，冷却均匀。在实际操作中，为了减少 干耗，可先将食品润湿，为蒸发提供更多的水分。缺 LOGO 点：耗能、费用高、干耗大
低温保藏
– 冷害的症状主要是局部组织坏死，表现为表皮凹陷、干疤、 斑点、水渍状、内部褐变、黑心等。
– 有些果蔬在冷藏后从外观上看不出冷害的现象，但如果再放 到常温下，却不能正常的成熟。
• 影响冷害发生的因素
– 果蔬的种类 – 储藏温度和时间
• 发生冷害的程度与采用的温度<冷害临界温度的程度和时间长短 有关。
• 为了防止酶对食品品质的影响，某些食品在冻结前通 常采用短时间的预煮的方法进行酶的钝化处理。
3.1.2 低温对微生物的影响
• 任何微生物都有其适宜的生长活动温度范围
表3—3 微生物的生长温度
类群
最低生长温度 最适生长温度 最高生长温度
举例
嗜冷微生物 嗜温微生物 嗜热微生物
-10～5 10～15 40～45
• 特点：冷却的时间较长，难以达到产品所需要的预冷温度，在没 有更好的预冷条件时不失为一种有效的方法。
– 强制通风冷却
• 工艺效果主要取决于空气的温度、相对湿度和流速等因素。工艺 条件的选择根据食品的种类、有无包装、是否干缩、是否快速冷 却等来确定。
• 冷水冷却法——用冷水喷淋产品或将产品浸泡在冷却 水（淡水或海水）中，使产品降温的一种冷却方法。
3.2.4.1 水分蒸发
• 条件 当冷空气中水分的蒸汽压低于食品表面水分蒸汽压时， 食品表面的水分还会向外蒸发。
• 后果 失水干燥会导致食品质量损失（俗称干耗），亦会导 致食品的品质恶化。
– 水果、蔬菜失去水分——重量减少、失去新鲜饱满的外观； – 鸡蛋失去水分会——气室增大、质量减轻、品质下降。 – 肉类食品发生干耗——质量减轻，肉的表面还会形成干燥皮
• 冰冷却法——是在装有果蔬、鱼、畜禽肉等的容器中 放入冰块使产品降温的冷却方法。
保鲜原理与技术：第三章 食品的低温保藏
秦➢都雍城…凌…阴遗址与郑韩故城“地下室”，认定郑韩故城发 现的“地下室”应是战国时期(公元前475-211)的一处重要 凌阴遗址，“这种在宫殿附近的大型窖穴，应为宫殿内的低
温储藏设备。这一冰室可藏冰190立方米 。
3.2食品低温保藏的基本原理
体积V，表面积F，厚度δ 对于冷却和冻结：F/V越大越好，利于传热 对于低温贮藏：F/V越小越好，减小干耗
食品的冷却保藏
一．食品冷却的目的 二．食品冷却过程中的热量传递 三．食品的冷藏 四．食品在冷却和冷藏过程中的质量变化
低温对酶活性的影响
1.低温尤其是冻结能够显著降低酶的活性。
2.酶的活性在低温下也可能会增强（-1~-5 ℃ ）。
3.即使温度低于-18℃时，酶的催化作用也未能全部停止。
在低温条件下具有活性的酶：脂酶（-30℃）、脂氧化酶（-20 ℃ ）、过氧化酶、组织蛋白酶、果胶水解酶等。
耐冷性的原因 二．低温与微生物的关系 三．低温与酶活性的关系
3.2.1食品的低温保藏
食品的低温保藏:即降低食品温度，并维持低温水 平或冰冻状态，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储藏目的的过程。
食品变质
微生物活动
温 度
影
食品中的酶 响
食品氧化
食物较长期保存
低温冰晶破坏微生物细胞， 酶活性受到抑制，氧化减缓
食品比热的大小取决于食品的含水量 冰的比热为水的比热的一半
冰点以上 C = a/100 + 0.2b/100 冰点以下 C = 0.5a/100 + 0.2b/100 a – 食品的含水量 b – 食品的固形物含量
食品的潜热
食品低温保藏的原理
食品低温保藏的原理第一部分：食品低温保藏的定义和作用食品低温保藏是一种通过将食品储存在低温环境中来延长其保质期和保持其营养价值的方法。
低温保藏可以有效地控制微生物的生长和食品酸败的速度，从而减缓食品的腐败过程。
同时，低温还可以减少氧气的接触，减缓氧化反应，保持食品的色泽、香味和口感。
1. 控制微生物生长：低温可以减缓微生物的生长速度，特别是致病菌的生长。
微生物需要适宜的温度来繁殖，而低温可以降低其代谢速率，从而减缓其繁殖速度，延长食品的保质期。
2. 减缓酶的活性：食品中的酶是引起食品自然衰败的主要原因之一。
低温可以减缓酶的活性，从而减缓酶催化的化学反应速率，延缓食品的腐败过程。
3. 减少氧化反应：食品中的脂肪和维生素等营养物质容易受到氧化的影响而降解。
低温可以减缓氧化反应的速率，减少氧气的接触，保持食品的色泽和营养价值。
4. 控制水分迁移：低温可以减缓食品中水分的迁移速度，减少水分的蒸发和食品的干燥，从而保持食品的口感和质地。
第三部分：食品低温保藏的重要性1. 延长保质期：通过低温保藏，食品的细菌和酵母菌的生长速度可以大大降低，从而延长食品的保质期。
这对于长途运输和储存食品来说尤为重要。
2. 保持营养价值：低温可以减缓食品中维生素和其他营养物质的降解速度，从而保持食品的营养价值。
这对于新鲜食品的保存非常重要。
3. 提高食品的质量：低温可以保持食品的色泽、香味和口感，使其更加美味可口。
这对于食品加工和销售来说具有重要意义。
4. 减少食品浪费：通过低温保藏，食品的保质期得到延长，减少了食品的损耗和浪费。
这有助于减少资源的消耗和环境的负担。
结论：食品低温保藏是一种有效的食品储存方法，通过控制微生物的生长、减缓酶的活性、减少氧化反应和控制水分迁移等原理，延长食品的保质期和保持其营养价值。
食品低温保藏的重要性在于延长食品的保质期、保持食品的营养价值、提高食品的质量和减少食品的浪费。
因此，我们应该重视食品低温保藏的原理和方法，并在日常生活中合理利用低温来保鲜食品。
3三章食品的低温保藏
T冻―――食品冻结点温度（K）； T终―――食品冻结终温(K)。
食品在冻结过程中放出的总热量可 计算为：
（四）真空冷却
真空冷却是将食品放入密闭的冷却 槽中，迅速抽空。下降到和食品温 度相当的蒸气压时，食品中水分开 始迅速蒸发。当压力继续下降时， 水分可以继续蒸发直至食品温度降 到0℃为止，此时冷却槽压力降到 613.3Pa。
每蒸发1千克水分，食品中热量大约减 少2491千焦。蒸发1％水分所需的热量 可使产品温度下降6℃。所以先将食品 原料湿润，为蒸发提供水分，再抽真空。 这种方法冷却速度快、均匀，特别适合 叶菜类，但费用较高。
二、食品冷却时冷耗量的计算
冷却过程中食品的散热两称为冷耗量。其计算 可按下式：
Q0=Q1+Q2+Q3 Q0-------食品冷却过程中的总散热量（KJ）； Q所1放---的---热--食量（品K冷J）却；过程中，从高温降到低温时
Q（2K--J-）---；--果蔬食品冷却过程中放出的呼吸热量
Q应3热---量---（---K肉J）类。食品冷却过程中放出的生化反
第三章 食品的低温保藏法
第一节食品的预冷或冷却
一、冷却的方法
（一）接触式冰块冷却法
该方法适合于鱼类的冷却，使 冷却后的鱼体表面湿润，有光泽。 冷却速度同鱼体原始温度、鱼体大 小、冰块和鱼的比例及冰块大小有 关。
一 般 控 制 冰 块 体 积 不 超 过 2 Cm、 用冰量为鱼重的50％～100％。用冰 量达鱼重的50％以上时，外部周围 介质温度对鱼体冷却速度不再产生 影响。
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表 －
部 分 食 品 的 冷 藏 工 艺 条 件
品名
橘子 柠檬 苹果 桃子 樱桃 葡萄(欧洲系) 葡萄(美国系) 西瓜 香蕉(完熟) 菠萝 番茄(绿熟) 番茄(完熟) 黄瓜 茄子 青椒 甘薯 菜花 白菜 莴苣 菠菜 芹菜 土豆(秋收)
最适条件
温度／℃ 3.3～8.9 14.4～15.6 一1.1～4.4 一O．6～0 O．6～1.1 —1.1～O．6 一O．6～O 7.2～10．O 13.3～14.4 7.2 7.2～1 2.8 12.8～2l.1 7.2～10.0 7.2～10.O 7.2～10．O 4.4～7.2 O 0 O 0 O 10.O～12.8
9
4.2.4 食品在冷却和冷藏中的质量变化
干耗（水分蒸发） 冷害 移臭 成熟作用 “油烧” 淀粉老化 微生物增殖 寒冷收缩
10
肉类排酸是现代肉品学及营养学所提供的一种 肉类后成熟工艺。畜禽被宰杀后，动物肌肉组 织转化成可食用的肉要经历一定的变化，包括 肉的僵直、解僵和成熟等一系列过程。动物死 后机体内因生化作用产生乳酸，若不及时经过 充分的冷却处理，则积聚在肌肉组织中的乳酸 会损害肉的品质。排酸肉是在严格控制0—4℃ 、相对湿度90%的冷藏条件下，放置8—24小时 ，使屠宰后的动物胴体迅速冷却，肉类中的酶 发生反应，将部分蛋白质分解成氨基酸，同时 排空血液及占体重18—20%的体液，从而减少 了有害物质的含量，食用更安全.其肉质柔软有 弹性，好熟易烂，口感细腻，味道鲜美。
第三章 食品的低温保藏
1
食品的低温保藏
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 第七节
食品低温保藏技术的沿革与发展 食品低温保藏的基本原理 食品的热物理学性质 食品的冷却、冷藏 食品的冻结 食品的冷冻贮藏 食品的解冻
2
4.2.3 食品冷藏工艺
传统冷藏法是用空气作为冷却介质来维 持冷藏库的低温，在冷藏过程中，冷空气以 自然对流或强制对流的方式与食品接触。
面上喷涂不透蒸汽的保护层；苹果、柑橘、西 红柿等果蔬也常采用涂膜剂进行处理，以减少 其水分蒸发，并增添光泽。
7
在冷藏过程中，冷藏室内温度应严格控制， 减小其波动幅度和次数。
对此（1）冷藏库的绝热层，（2）配置合适的制冷 设备。
温度的稳定对于维持冷藏室内的相对湿度也 极为重要。冷藏室内温度波动，会引起空气中 水分在食品表面凝结，并导致发霉。
湿度／％ 85～90 85～90 90～95 90 90 90～95 90～95 85～90 90～95 85～90 85～90 85～90 85～90 90～95 90 90～95 90～95 90～95 90～95 95 90～95 70～75
储藏期
3～8周 1～6周 3～8个月 2～4周 2～3周 3～6个月 2～8周 3～4周 2～4天 2～4周 1～3周 4～7天 10～14天 1周 2～3天 4～8天 2～4周 2个月 2～3周 10～14天 2～3个月 5～8个月
淀粉的老化首先与淀粉的组成密切相关，含直 链淀粉多的淀粉易老化，不易糊化；含支链淀 粉多的淀粉易糊化不易老化。玉米淀粉、小麦 淀粉易老化，糯米淀粉老化速度缓慢。
食品在冷却、冷藏中还可能发生：
⑴风味物质的丧失， ⑵红肉色泽的变化， ⑶鱼组织软化和出现淌液 ⑷营养成分的损耗
4.2.5冷藏食品的回热
冻结温度／℃
一1.3 一1.1 一1.6 一1.6 —0.9 —1.8 —2.2 —0.9 —0.9 一O.9 一1.1 —0.6 一O．5 —0.5 一O.8 一O.7 O．6 一O．8 —— —0.2 一O.3 一0.8
5
2.空气相对湿度及其流速
冷藏室内空气的相对湿度对食品的耐藏
性有直接的影响，冷藏室内空气既不宜过干，
引起冷害发生的因素：
果蔬的种类、储藏温度和时间有关。
果蔬种类：冷害现象出现最早的品种是香蕉，只需要几
个小时，冷害就会发生；像黄瓜、茄子这类品种一般需要 10～14d。
产地：温、寒带地区的果蔬耐低温的能力要强些 （比热带和亚热带果蔬）。
临界温度和作用时间：发生低温冷害病的程度与 所采用的温度低于其冷害临界温度的程度和时间 长短也有关。
也不宜过于潮湿。
如果空气过于潮湿，就会有水分冷凝在其表 面上，导致食品容易发霉、腐烂。
如空气的相对湿度过低，食品水分又会迅速 蒸发，并出现萎缩。
6
实现空气循环，保持室内温度的均匀 空气流速越大，水分的扩散系数增大。
如空气流速增加1倍，则食品水分的损失将 增大1／3。
对应措施： 对此分割肉冷藏时常用塑料袋包装，或在其表
食品冷藏的工艺效果主要决定于储藏温度、 空气湿度和空气流速等。这些工艺条件可随 食品种类、储藏期的长短和有无包装而异。
3
1.储藏温度
在保证食品不至于冻结的情况下，冷藏温
度越接近冻结温度则储藏期越长。 食品的储藏期是储藏温度的函数，因此，选
择各种食品的冷藏温度时，了解食品的冻结 温度极其重要。 有些食品对储藏温度特别敏感，如果温度高 于或低于某一临界温度，常会有冷藏病害出 现。
回热原则：空气水分不会在冷藏食品表面 形成冷凝的前提下，逐渐提高冷藏食品的 温度。
4.3食品的冷冻保藏
食品冻藏：采用缓冻或速冻方法先将食品冻结，并在食
品冻结状态的温度下储藏的保藏方法。 常用的储藏温度为一23～一12℃，以一18℃为最适用。
储藏冻藏食品的冷库常称之为低温冷库或冻库。
常见的冻藏食品有经过初加工的新鲜果蔬、果汁、浆果、 肉、禽、水产品和去壳蛋等，还有不少加工品，如面包、 点心、冰淇淋，以及品种繁多的预煮和特种食品等。
稀淀粉溶液冷却后，线性分子重新排列并通过 氢键形成不溶性沉淀。浓的淀粉糊冷却时，在 有限的区域内，淀粉分子重新排列较快，线性 分子缔合，溶解度减小。淀粉溶解度减小的整 个过程称为老化。
"老化"是"糊化"的逆过程，"老化"过程的 实质是：在糊化过程中，已经溶解膨胀的淀粉 分子重新排列组合，形成一种类似天然淀粉结 构的物质。值得注意的是：淀粉老化的过程是 不可逆的，不可能通过糊化再恢复到老化前的 状态。老化后的淀粉，不仅口感变差，消化吸 收率也随之降低。