第3章 食品低温冷藏学2 冻结
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食品的冻结与冻藏课件
食品的冻结与冻藏课件
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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 -20℃条件下冻结24h的义务。
食品的冻结与冻藏课件
22
国际冷冻协会（IIR）建议为防止微 生物繁殖，冻结食品必须在一12℃以下贮 藏。为防止酶及物理变化，冻结食品的品 温必须低于一18℃。
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33
第三阶段是残留的水分继续结冰。
已成冰的部分进一步降温至冻结终温。 水变成冰后其比热下降，冰进一步降温 的显热减小。但因还有残留水分结冰放 出冻结潜热，所以峰温没有第一阶 段．曲线也不及第一阶段那样陡。
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（一）冻结速率的表示法
冻结速率可用食品热中心温度下 降的速率或冰锋前进的速率表示。
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（四）干耗
食品冻结过程中，因食品中的水分从表面蒸发， 造成食品的质量减少，俗称“干耗”。干耗不仅会 造成企业很大的经济损失，还给冻品的品质和外观 带来影响。例如日宰 2 000头猪的肉联厂。干耗以 2%或3%计算，年损失 600多吨肉，相当于 15000 头猪。
食品的冻结与冻藏课件
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2.导热率
构成食品主要物质的热导率如表3-2所示。水 的热导率为0.6W／（m·℃），冰的热导率为 2.21W／（m·℃），约为水热导率的4倍。其他成 分的热导率基本上是一定的，但因为水在食品中 的含量很高，当温度下降，食品中的水分开始结 冰的同时，热导率就变大（参见表3－2），食品 的冻结速度加快。
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第2节 食品冻结过程中的冻结水量和冰结晶
食品的冻结
2011-9-8
食品是由无数细胞构成，细胞内的液体含有盐类等物质。而细胞与细胞之间，所存在 的液体的含盐量比细胞内液体低。当温度降低时冰晶首先在这里形成。随着温度逐渐 降低到细胞内溶液冰点时，在细胞内才会有冰晶。
冻结速率高，意味着冻结速度快，细胞内外几乎同时达到形成冰晶的温度条件，在细 胞内外同时产生冰晶，这种冰晶的颗粒小，细胞内外压力一样，细胞膜稳定；如果冻 结速度慢，在细胞与细胞之间首先出现冰晶，细胞内尚未冻结的液体，由于浓度增大 和饱和蒸气压的不同，就透过细胞膜扩散到细胞间隙中去，使大部分水分冻结于细胞 间隙内，形成较大的冰晶
层逐渐向食品内部延伸。而当食品内部水分转化成冰晶体而膨胀时将受到已冻结坚硬 外壳的阻碍，于是产生内压。当冻结的外壳承受不了内部的压力时，就将发生外壳龟 裂现象 食品愈厚、含水量愈高、表面温度下降愈快，冻结时愈容易发生龟裂 由于水形成冰晶体的膨胀产生的挤压作用，使食品液相中原来溶解的少量气体释放出 来，释放出的气体体积增大许多倍，更加大了冻结食品产生的内压
2011-9-8
2、食品冻结曲线与冰结晶最大生成带
食品冻结时，会出现一个较短的 过冷（subcooling）现象，即食 品温度降到冻结点时并不马上结 冰，只有当温度下降到更低温度 （过冷点），食品内部的水分能 形成稳定的冰晶核时，食品内部 的水分才开始结冰
2011-9-8
资料来源：Desrosier, Technology of food preservation, 1977
当液体处于过冷状态时，其内部形成了稳定的原始结晶核，这个结晶核的形成并非自 发的，而是由于某种刺激作用（如液体中所含的灰尘或振动等）产生的。因此，普通 河水较煮沸水和蒸馏水容易结晶。灰尘与杂质能确定液体中结晶核的位置，并产生两 相的分界面
食品是由无数细胞构成，细胞内的液体含有盐类等物质。而细胞与细胞之间，所存在 的液体的含盐量比细胞内液体低。当温度降低时冰晶首先在这里形成。随着温度逐渐 降低到细胞内溶液冰点时，在细胞内才会有冰晶。
冻结速率高，意味着冻结速度快，细胞内外几乎同时达到形成冰晶的温度条件，在细 胞内外同时产生冰晶，这种冰晶的颗粒小，细胞内外压力一样，细胞膜稳定；如果冻 结速度慢，在细胞与细胞之间首先出现冰晶，细胞内尚未冻结的液体，由于浓度增大 和饱和蒸气压的不同，就透过细胞膜扩散到细胞间隙中去，使大部分水分冻结于细胞 间隙内，形成较大的冰晶
层逐渐向食品内部延伸。而当食品内部水分转化成冰晶体而膨胀时将受到已冻结坚硬 外壳的阻碍，于是产生内压。当冻结的外壳承受不了内部的压力时，就将发生外壳龟 裂现象 食品愈厚、含水量愈高、表面温度下降愈快，冻结时愈容易发生龟裂 由于水形成冰晶体的膨胀产生的挤压作用，使食品液相中原来溶解的少量气体释放出 来，释放出的气体体积增大许多倍，更加大了冻结食品产生的内压
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2、食品冻结曲线与冰结晶最大生成带
食品冻结时，会出现一个较短的 过冷（subcooling）现象，即食 品温度降到冻结点时并不马上结 冰，只有当温度下降到更低温度 （过冷点），食品内部的水分能 形成稳定的冰晶核时，食品内部 的水分才开始结冰
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资料来源：Desrosier, Technology of food preservation, 1977
当液体处于过冷状态时，其内部形成了稳定的原始结晶核，这个结晶核的形成并非自 发的，而是由于某种刺激作用（如液体中所含的灰尘或振动等）产生的。因此，普通 河水较煮沸水和蒸馏水容易结晶。灰尘与杂质能确定液体中结晶核的位置，并产生两 相的分界面
第3章 食品的冻结与冻藏
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式中，W是食品中水分的含量。该近似计算 式的计算值与实测值有很好的一致性。但在食品 冻结过程中，随着时间的推移，冻结率在不断变 化，会对食品的比热容带来影响、因此需根据食 品的品温求出冻结率，对比热容进行修正。
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2.导热率
构成食品主要物质的热导率如表3-2所示。水 的热导率为0.6W／（m· ℃），冰的热导率为 2.21W／（m· ℃），约为水热导率的4倍。其他成 分的热导率基本上是一定的，但因为水在食品中 的含量很高，当温度下降，食品中的水分开始结 冰的同时，热导率就变大（参见表3－2），食品 的冻结速度加快。
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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 -20℃条件下冻结24h的义务。
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国际冷冻协会（IIR）建议为防止微 生物繁殖，冻结食品必须在一12℃以下贮 藏。为防止酶及物理变化，冻结食品的品 温必须低于一18℃。
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第2节 食品冻结过程中的冻结水量和冰结晶
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食品的冰点
食品降温时开始析出冰结晶时的温度称为食 品的冰点温度。食品中的水分不是纯水，是含有 机物质和无机物质的溶液，这些物质包括盐类、 糖类、酸类及水溶性蛋白质、维生素和微量气体 等。根据拉乌尔定律，食品的温度要降至 0℃以下 才产生冰晶，此冰晶开始出现的温度即食品的冻 结点。由于食品的种类、动物类死后条件等不同， 各种食品的冻结点也不相同。一般食品冰点的温 度范围为-0.5—-2 ℃。
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2、冻结速度慢
由于细胞外溶液浓度低，首先在这里产 生冰晶，而此时细胞内的水分还以液相存在， 在蒸气压差作用下细胞内的水分向冰晶移动， 形成较大的冰晶且分布不均匀，容易损伤细 胞，解冻时有大量汁液外流。对于植物性食 品，一定要快速冻结。
第3章 食品低温保藏的基本原理
5
（一）物理变化：
体积膨胀和产生内压 比热容的变化 体液流失： 干耗：
6
体积膨胀和产生内压
• 水在0°C结成冰，体积约增加9%，在食品 中体积约增加6%，含水多的食品冻结时体 积会膨胀；
• 食品内部的水因冻结而体积膨胀时，会受到 外部冻结层的阻碍，产生内压，称为冻结膨 胀压。
7
比热容和热导率
• 比热容是单位质量的物体温度升高或降低1 度所吸收或放出的热量。冰的比热容约是水 的1/2。
四、冻结速度
0~-5℃通 过时间 5s 1.5 min 10 min 90 min
冰晶体 位置 细胞内 细胞内 细胞内 细胞外
表 3-9 冻结速度与冰晶的关系
形状 直径×长度(μ) 数量
针状 1~5×5~10
极多
杆状 5~20×20~500 多
柱状 50~100×>100 少
块粒状 50~200×>200 少
• 含水量多的食品比热容大，含脂量多的比热 容小。比热容大的食品在冷却和冻结时需要 的冷量大，解冻时需要的热量亦多。
8
体液流失：
9
干耗
• 食品冻结过程中，因食品中的水分从表 面蒸发，造成食品的质量减少，俗称干 耗；
• qm =ßA（pf-pa） qm:单位时间内的干耗量，kg/h ß:蒸发系数，kg/(h m2 Pa)
四、冻结速度
3.国际制冷学会的冻结速度定义：
食品表面与中心点间的最短距离，与食品表面 达到0℃后至食品中心温度降到比食品冻结点 低10℃所需时间之比。
v= 食品表面与中心点的最短距离 表面0℃到中心比冻结点低10℃所需时间
四、冻结速度
• 例如：食品中心与表面的最短距离为10 cm ，食品冻结点为-2℃，其中心降到比冻结点 低10℃即-12℃时所需时间为15 h，其冻结 速度为V=10/15=0.67 cm/h。
（一）物理变化：
体积膨胀和产生内压 比热容的变化 体液流失： 干耗：
6
体积膨胀和产生内压
• 水在0°C结成冰，体积约增加9%，在食品 中体积约增加6%，含水多的食品冻结时体 积会膨胀；
• 食品内部的水因冻结而体积膨胀时，会受到 外部冻结层的阻碍，产生内压，称为冻结膨 胀压。
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比热容和热导率
• 比热容是单位质量的物体温度升高或降低1 度所吸收或放出的热量。冰的比热容约是水 的1/2。
四、冻结速度
0~-5℃通 过时间 5s 1.5 min 10 min 90 min
冰晶体 位置 细胞内 细胞内 细胞内 细胞外
表 3-9 冻结速度与冰晶的关系
形状 直径×长度(μ) 数量
针状 1~5×5~10
极多
杆状 5~20×20~500 多
柱状 50~100×>100 少
块粒状 50~200×>200 少
• 含水量多的食品比热容大，含脂量多的比热 容小。比热容大的食品在冷却和冻结时需要 的冷量大，解冻时需要的热量亦多。
8
体液流失：
9
干耗
• 食品冻结过程中，因食品中的水分从表 面蒸发，造成食品的质量减少，俗称干 耗；
• qm =ßA（pf-pa） qm:单位时间内的干耗量，kg/h ß:蒸发系数，kg/(h m2 Pa)
四、冻结速度
3.国际制冷学会的冻结速度定义：
食品表面与中心点间的最短距离，与食品表面 达到0℃后至食品中心温度降到比食品冻结点 低10℃所需时间之比。
v= 食品表面与中心点的最短距离 表面0℃到中心比冻结点低10℃所需时间
四、冻结速度
• 例如：食品中心与表面的最短距离为10 cm ，食品冻结点为-2℃，其中心降到比冻结点 低10℃即-12℃时所需时间为15 h，其冻结 速度为V=10/15=0.67 cm/h。
第三章 食品低温贮藏保鲜技术ppt课件
苹果的内部崩溃
苹果的虎皮病
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10
1.水分蒸发
食品在冷却时，不仅食品的温度下降，而且食 品中所含汁液的浓度增加，表面水分蒸发，出 现干燥现象。
当食品中的水分减少后，不但造成重量损失 (俗称干耗)，而且使水果、蔬菜类食品失去新 鲜饱满的外观。
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11
水果蔬菜的水分蒸发特性
水分蒸发特性 水果蔬菜的种类
编辑版pppt
14
水果蔬菜冷害的界限温度和症状
种 界限温 症状
种类 界限温 症状
类 度(℃)
度(℃)
香 11.7-
果皮变黑
马铃 4.4
发甜、
蕉 13.8
薯
褐变
西 4.4
凹斑、风味异 番茄 7.2-10 软化、
瓜
常
(熟)
腐烂
黄 7.2
凹斑、水浸状 番茄 12.3- 催熟果
瓜
斑点腐败
(生) 13.9
颜色
水冷却法：比冷风冷却速度快，没干耗，但冷水若被污染会传 染，有浸渍式、喷水式和混合式。
冰冷却法：价格便宜，无害，易携带和贮藏，还能避免干耗。
编辑版pppt
9
（三）食品在冷藏过程中的变化
水分蒸发 冷害 后熟作用 移臭（串味） 肉的成熟 寒冷收缩 脂肪的氧化 微生物的增殖
草莓的CO2伤害
2021精选ppt23一冻藏食品物料的前处理1热烫处理蔬菜钝化酶2加糖处理水果减少冰晶形成降低氧化3加盐处理水产品和肉类降低氧化4浓缩处理液态食品降低冻结点减少大冰晶形成5加抗氧化剂水产品减少氧化6冰衣处理防干耗减少氧化7包装减少氧化水分蒸发微生物污染2021精选ppt241间接冻结法低温静止空气冻结送风冻结强风冻结接触冻结2直接冻结法浸液式冻结法二食品的冻结方法2021精选ppt25强风冻结法利用高速流动的低温空气促使食品快速散热迅速冻结的方法
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
食品的低温保藏
脂肪的氧化
冷却冷藏过程中，食品中所含油脂会发生水解、脂肪酸的 氧化、聚合等复杂变化，导致食品风味变差，味道恶化， 出现变色、酸败、发黏等现象。
冰冷法
冰冷法：在装有蔬菜、水果、鱼、畜禽肉等的包装容器中直接放入 冰块使产品降温的冷却方法。
冰是比冷水更好的预冷介质。冰块冷却时食品温度不可能低于0℃。 碎冰冷却法特别适宜于鱼类的冷却，它不仅能使鱼冷却、湿润、有 光泽，而且不会发生干耗现象。
①碎冰冷却(干式冷却)：该法要求在船舱底部和四周先添加碎冰，然后再一层冰
食品的冷藏
冷藏食品物料的选择和前处理
预冷或冷却
食品冷藏工艺 食品在冷藏过程中的质量变化
冷藏食品的回热
食品的冷藏
冷藏食品物料的选择和前处理
对于冷藏的植物性食品物料的选择应特别注意原料的成熟度和新鲜 度。成熟度愈低，贮藏寿命愈长；原料越新鲜，贮藏时间愈长。此 外，冷藏的植物性食品物料还应无机械伤、无病虫害。同一批冷藏 的食品物料的成熟度、个体大小等应尽量均匀一致。
食品在冷藏过程中的质量变化
水分蒸发 冷害 后熟作用 移臭和串味
肉的成熟
寒冷收缩 脂肪的氧化
微生物的增殖
食品在冷却冷藏中的其他变化
水分蒸发
食品在冷却冷藏过程中，食品表面的水分向外蒸发，使食品失水干 燥。失水干燥会导致食品质量损失(俗称干耗)，而且使果实失去新 鲜饱满的外观，影响其柔嫩性和抗病性。 干耗与食品的种类、食品和冷却介质空气的温差、空气介质的湿度 和流速及冷却冷藏的时间有着密切的关系。 水果、蔬菜类食品在冷藏过程中，由于表皮成分、厚度及内部组织 结构不同，水分蒸发情况存在很大差别。 在冷却冷藏的初期食品水分蒸发的速度较大。
高温(20℃以上)，肉成熟时间虽短，但肉质差，易腐败。
第三章 食品的低温保藏2
导热系数还受食品构型的影响，当热流方向与肌纤 维平行时大，垂直时则小。
表 3-6 几种动物性食品在冰点以上的导热系数 食品种类 (kJ/m.h.℃) 食品种类 (kJ/m.h.℃) 1.81 1.48 猪肉 鸡 2.01 1.38 牛肉 鱼 0.64 1.05 猪油 鸡蛋液 0.63 牛油
（4）溶质重新分布
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，解冻后汁液流失增加，造成食品风味 和营养价值的下降。
– 冰淇淋，冷冻面团等制品质构的严重劣化。
（7）滴落液（drip）
动物性食品经冷冻/解冻后，不能被肌肉组 织重新吸收回到原来状态而流失的水。 滴落液造成水分和营养成分的损失。
露点应始终低于食品表面温度。回热空气应连续或
分阶段进行除湿和加热。 • 回热处理的空气相对湿度不能低，以尽可能减少回 热时食品的干耗。 • 小批量且立即要处理的物料可不用回热。
（二）、解冻
1.解冻、原则及对食品影响 2.解冻温度曲线 3. 解冻方法
4、食品在解冻过程中的质量变化
1.解冻、原则及对食品影响
• 冻制食品的解冻就是使食品内冰晶体状态的水分转化 为液态，同时恢复食品原有状态和特性的工艺过程。
• 解冻时必须尽最大努力保存加工时必要的品质，使品
质的变化或数量上的损耗都减少到最小的程度。
• 食品的质地、稠度、色泽以及汁液流失为食品解冻中
最常出现的质量问题。
2. 解冻温度曲线
• 解冻曲线与冻结曲线呈大致对称的形状。 • 由于冰的导热系数远大于水的导热系数，随着解冻过 程的进行，向深层传热的速度越来越慢，解冻速度也 随之减慢。 • 与冻结过程相类似，-5~-1℃是冰晶最大融解带，也应 尽快通过，以免食品品质的过度下降。 • 解冻介质的温度不宜太高，一般不超过10~15 ℃。
表 3-6 几种动物性食品在冰点以上的导热系数 食品种类 (kJ/m.h.℃) 食品种类 (kJ/m.h.℃) 1.81 1.48 猪肉 鸡 2.01 1.38 牛肉 鱼 0.64 1.05 猪油 鸡蛋液 0.63 牛油
（4）溶质重新分布
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，解冻后汁液流失增加，造成食品风味 和营养价值的下降。
– 冰淇淋，冷冻面团等制品质构的严重劣化。
（7）滴落液（drip）
动物性食品经冷冻/解冻后，不能被肌肉组 织重新吸收回到原来状态而流失的水。 滴落液造成水分和营养成分的损失。
露点应始终低于食品表面温度。回热空气应连续或
分阶段进行除湿和加热。 • 回热处理的空气相对湿度不能低，以尽可能减少回 热时食品的干耗。 • 小批量且立即要处理的物料可不用回热。
（二）、解冻
1.解冻、原则及对食品影响 2.解冻温度曲线 3. 解冻方法
4、食品在解冻过程中的质量变化
1.解冻、原则及对食品影响
• 冻制食品的解冻就是使食品内冰晶体状态的水分转化 为液态，同时恢复食品原有状态和特性的工艺过程。
• 解冻时必须尽最大努力保存加工时必要的品质，使品
质的变化或数量上的损耗都减少到最小的程度。
• 食品的质地、稠度、色泽以及汁液流失为食品解冻中
最常出现的质量问题。
2. 解冻温度曲线
• 解冻曲线与冻结曲线呈大致对称的形状。 • 由于冰的导热系数远大于水的导热系数，随着解冻过 程的进行，向深层传热的速度越来越慢，解冻速度也 随之减慢。 • 与冻结过程相类似，-5~-1℃是冰晶最大融解带，也应 尽快通过，以免食品品质的过度下降。 • 解冻介质的温度不宜太高，一般不超过10~15 ℃。
3三章食品的低温保藏
q3＝CT（T冻－T终） q3――― 食 品 从 冻 结 点 冷 却 到 最 终 温 度 时放出的显热(KJ/Kg)； CT―――冻结过程中食品冻结点和最终 温度之间食品的平均比热［KJ/(Kg·K)］；
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。
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。
第三章 食品低温保藏1-李二虎
• Temperature • For fresh foods: the type of food and variety; Condition of the food at harvest; （mechanical damage, microbial
contamination, and degree of maturity) Relative humidity of storage atmosphere;
75~80
低温对微生物的作用
• 低温可起到抑制微生物生长和促使部分 微生物死亡的作用；但在低温下，其死 亡速度比在高温下要缓慢得多。
• 一般认为，低温只是阻止微生物繁殖， 不能彻底杀死微生物，一旦温度升高， 微生物的繁殖也逐渐恢复。
降温速度对微生物的影响
• 冻结前，降温越迅速，微生物的死亡率 越高；
12.313.9
症状
发甜、 褐变 软化、 腐烂 催熟果 颜色 不好、 腐烂
（3）串味
具有强烈气味的食品与其它的食品放在 一起进行冷却和贮藏，这些易挥发的气 味就会被吸附在其它的食品上。甚至存 放过有强烈气味的食品（如洋葱）的库 房中再贮藏其它的食品时，仍会有串味 现象发生。
（4）生化作用
• 水果、蔬菜在收获后仍是有生命的活体 。在冷藏过程中，果蔬的呼吸作用和后 熟作用仍在继续进行，机体内所含的成 分也不断发生变化。
12
对反应速度的影响
• 反应速率随温度的变化可用温度商Q10表示：
• 式中Kt是温度t时的反应速度，Kt+10是温度
为(t+10℃)时的反应速度。因此，温度商数
Q10表示温度每升高10℃时反应速度所增加
的倍数。换言之，温度商数表示温度每下降
10℃反应速度所减缓的倍数。低温保藏的目
contamination, and degree of maturity) Relative humidity of storage atmosphere;
75~80
低温对微生物的作用
• 低温可起到抑制微生物生长和促使部分 微生物死亡的作用；但在低温下，其死 亡速度比在高温下要缓慢得多。
• 一般认为，低温只是阻止微生物繁殖， 不能彻底杀死微生物，一旦温度升高， 微生物的繁殖也逐渐恢复。
降温速度对微生物的影响
• 冻结前，降温越迅速，微生物的死亡率 越高；
12.313.9
症状
发甜、 褐变 软化、 腐烂 催熟果 颜色 不好、 腐烂
（3）串味
具有强烈气味的食品与其它的食品放在 一起进行冷却和贮藏，这些易挥发的气 味就会被吸附在其它的食品上。甚至存 放过有强烈气味的食品（如洋葱）的库 房中再贮藏其它的食品时，仍会有串味 现象发生。
（4）生化作用
• 水果、蔬菜在收获后仍是有生命的活体 。在冷藏过程中，果蔬的呼吸作用和后 熟作用仍在继续进行，机体内所含的成 分也不断发生变化。
12
对反应速度的影响
• 反应速率随温度的变化可用温度商Q10表示：
• 式中Kt是温度t时的反应速度，Kt+10是温度
为(t+10℃)时的反应速度。因此，温度商数
Q10表示温度每升高10℃时反应速度所增加
的倍数。换言之，温度商数表示温度每下降
10℃反应速度所减缓的倍数。低温保藏的目
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• 根据这一定义，食品中心温度的计算值随食 品冻结点不同而改变。如冻结点-1℃时中心 温度计算值需达到-11℃，冻结点-3℃时其 值为-13℃。
四、冻结速度
4. 各种冻结器的冻结速度：
– 通风的冷库，0.2 cm/h – 送风冻结器，0.5~3 cm/h – 流态化冻结器，5~10 cm/h – 液氮冻结器，10~100 cm/h
15°C 1天
6°C 5~6天
0°C 15天
-18°C -25~-30°C 6~8月 1年
3
• 水果、蔬菜等植物性食品也可用冻结的方法 加工成速冻水果、速冻蔬菜，并在-18°C 以下的低温下贮藏，其贮藏期可达1年以上。
4
一 、食品在冻结时的变化
（一）、物理变化 （二）、组织学变化 （三）、化学变化 （四）、生物和微生物变化
特点：冻结时间长； 劳动强度大； 融霜及处理霜麻烦； 装置周转率低； 但结构简单，造价低，运行时电耗省。
38
39
2．半送风冻结装置
在静止空气冻结装置上装上风机，即为半 送风冻结装置。
特点： 结构简单，冻结食品品质优于前者，
造价比送风冻结低，但温度分布不均匀。
40
3．送风冻结装置
① 遂道式冻结装置 ② 传送带式连续冻结装置 ③ 螺旋带式连续冻结装置 ④ 悬浮冻结装置
四、冻结速度
0~-5℃通 过时间 5s 1.5 min 10 min 90 min
冰晶体 位置 细胞内 细胞内 细胞内 细胞外
表 3-9 冻结速度与冰晶的关系
形状 直径×长度(μ) 数量
针状 1~5×5~10
极多
杆状 5~20×20~500 多
柱状 50~100×>100 少
块粒状 50~200×>200 少
K=100（1－TD/TF）
TD和TF分别为食品的冻结点及其冻结终了温度
二、 冻结点与冻结率
表 3-8 一些食品的冻结率（%）
温度/C -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9 -10 -12.5 -15 -18
食品
肉类，禽类 0-25 52-60 67-73 72-77 75-80 77-82 79-84 80-85 81-86 82-87 85-89 87-90 89-91
西红柿
30 60 70 76 80 82 84 85.5 87 88 89 90 91
苹果,梨,土豆 0 0
32 45 53 58 62 65 68 70 74 78 80
大豆，萝卜 0 28 50 58 64.5 68 71 73 75 77 80.5 83 84
橙,柠檬,葡萄 0 0
20 32 41 48 54 58.5 62.5 69 72 75 76
三、冻结时放出的热量
• 在冻结过程中，若食品某一部位的温度高于 冰点，而其他部位低于冰点，则上述三部分 放出热量同时存在；若食品任何部位的温度 均处于冰点，则冻结时只有后二部分热量放 出；若食品任何部位的温度都在冰点以下， 则所放出的热量仅是第三部分。
三、冻结时放出的热量
• 冻结时三部分热量不相等，以水变为冰时 放出的热量为最大，第二部分的降热过程 是制冷机负荷最高的过程(图示)。
-0.65
49.5
含水率 （%） 81.5 87.9 73.4 88.1 75.5
二、冻结点与冻结率
• 温度-60℃左右，食品内水分全部冻结。 • 在-18~ -30℃时，食品中绝大部分水分已
冻结，能够达到冻藏的要求。低温冷库 的贮藏温度一般为-18℃~ -25℃。 • 冻结率：冻结终了时食品内水分的冻结 量（%），又称结冰率
13
二、冻结点与冻结率
• 冻结点：冰晶开始出现的温度 • 食品冻结的实质是其中水分的冻结 • 食品中的水分并非纯水 • Raoult稀溶液定律：ΔTf=KfbB，Kf为与溶
剂有关的常数，水为1.86。即质量摩尔 浓度每增加1 mol/kg，冻结点就会下降 1.86℃。因此食品物料要降到0℃以下才 产生冰晶。
但冰中所加的盐量不能超过冰盐混合物全重的
22.4%或不超过冰重的29%。否则温度反而会上升，一 般加盐量为水重的15~20%。混合物搅拌要均匀，否则 会形成大冰团。
冰盐混合物温度的近似计算： 冰盐混合物的温度：ti= -70·x ℃
x：盐量对冰量的百分比。
冰盐混合物的冻结能力：q=80+│ti│ (kcal/kg) 冰盐混合物的比重：r=500+50x (kg/m3) 50
11
（三）化学变化
1．由于冻结造成蛋白质的变性。 2．变色
12
（四）生物和微生物变化
❖ 寄生虫和昆虫冻结会死亡
❖ 冻结能抑制细菌的生长发育，但是微生物 产生的酶仍然有一定的活性。
❖ 国际冷冻协会建议：为防止微生物的生长
繁殖，冻结食品必须在-12℃以下贮藏；为
防止酶及物理变化，冻结食品的冷藏温度
必须低于-18 ℃。
• 冻结时总热量的大小与食品中含水量密切 有关，含水量大的食品其总热量亦大。
四、冻结速度
1. 速冻的定性表达： 外界的温度降与细胞组织内的温度降不
等，即内外有较大的温差；而慢冻是指外界 的温度降与细胞组织内的温度降基本上保持 等速。
四、冻结速度
2. 速冻的定量表达： – 以时间划分和 – 以推进距离划分两种方法。
四、冻结速度
5. 冻结速度与冰晶 – 冻结速度快，食品组织内冰层推进速度大 于水移动速度，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。
四、冻结速度
– 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 的冰晶大颗粒。
41
2）固定的吹风隧道
3）带推车的吹风隧道
4）直线式冻结器
4）直线式冻结器
5）螺旋式冻结器
风 机
蒸发器
4．接触冻结装置
亦叫平板冻结装置。将食品放入平板（金属板），制 冷剂或冷媒在通路内流动，关键是使食品与平板紧贴，若有 空隙则冻结速度明显下降。
冻结时间随食品表面与平板间的放热系数和食品厚度 而变。
二、冻结点与冻结率
品种
牛肉 猪肉 鱼肉 牛奶 蛋白 蛋黄
表 3-7：几种常见食品的冻结点Βιβλιοθήκη 冻结点 含水率 品种 冻结点
（℃） （%）
（℃）
-0.6~ -1.7 71.6 葡萄 -2.2
-2.8
60
苹果 -2
-0.6~ -2 70~85 青豆 -1.1
-0.5
88.6 橘子 -2.2
-0.45
89
香蕉 -3.4
冰层推进速度 I 与水移动速度 W I>>W I>W I<W I<<W
四、冻结速度
6. 最大冰晶生成带：
指-1~ -5℃的温度范围，大部分食品在此温度范 围内约80%的水分形成冰晶。
研究表明，食品冻结应以最快的速度通过最大冰 晶生成带。
四、冻结速度
7. 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。
四、冻结速度
3.国际制冷学会的冻结速度定义：
食品表面与中心点间的最短距离，与食品表面 达到0℃后至食品中心温度降到比食品冻结点 低10℃所需时间之比。
v= 食品表面与中心点的最短距离 表面0℃到中心比冻结点低10℃所需时间
四、冻结速度
• 例如：食品中心与表面的最短距离为10 cm ，食品冻结点为-2℃，其中心降到比冻结点 低10℃即-12℃时所需时间为15 h，其冻结 速度为V=10/15=0.67 cm/h。
• 冻结终温
• 热量的三个组成部分：
– 冷却时的热量qc – 形成冰时放出的热量qi – 自冰点至冻结终温时放出的热量qe
三、冻结时放出的热量
• 单位质量食品的总热量：q=qc+qi+qe G kg食品冻结时的总热量：Q=Gq
或用焓差法表示：Q=G（i2-i1）
– i1及 i2分别为食品初始和终了状态时的焓值
第三节 食品的冻结与冻藏
1
• 宰杀后的鱼、肉、禽等动物性食品没有生 命力，不能抵御腐败性微生物的侵入，也 不能控制体内酶的作用；
• 在冻结点以上的冷却状态下，只能作1-2周 的短期贮藏，但如果温度降至冻结点一下 （<18°C），动物性食品呈冻结状态，就 可作长期贮藏。
2
不同温度下鳕鱼可贮藏的时间
鱼类
0-45 0-68 32-77 45-82 84 85 87 89 90 91 92 93 95
蛋类，菜类 60 78 84.5 81 89 90.5 91.5 92 93 94 94.5 95 95.5
乳
45 68 77 82 84 85.5 87 88.5 89.5 90.5 92 93.5 95
（二）、冻结温度曲线的意义（生产上的应用）
1．第一阶段在此温度范围内微生物和酶的作用不能抑 制，故应迅速通过。
2．第二阶段食品从冰点降到中心温度-5℃时，通过时 间短，在最大冰晶生成带中产生的不良影响就能 避免。
3．从－5℃到终温，要加速通过。因微生物和酶要在
－18℃以下才能被抑制。
18
三、冻结时放出的热量
此装置有立式和卧式两种。 特点：不需冷风，占空间小。
单位面积生产率高。 能源低。
47
5．浸渍冻结装置
四、冻结速度
4. 各种冻结器的冻结速度：
– 通风的冷库，0.2 cm/h – 送风冻结器，0.5~3 cm/h – 流态化冻结器，5~10 cm/h – 液氮冻结器，10~100 cm/h
15°C 1天
6°C 5~6天
0°C 15天
-18°C -25~-30°C 6~8月 1年
3
• 水果、蔬菜等植物性食品也可用冻结的方法 加工成速冻水果、速冻蔬菜，并在-18°C 以下的低温下贮藏，其贮藏期可达1年以上。
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一 、食品在冻结时的变化
（一）、物理变化 （二）、组织学变化 （三）、化学变化 （四）、生物和微生物变化
特点：冻结时间长； 劳动强度大； 融霜及处理霜麻烦； 装置周转率低； 但结构简单，造价低，运行时电耗省。
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2．半送风冻结装置
在静止空气冻结装置上装上风机，即为半 送风冻结装置。
特点： 结构简单，冻结食品品质优于前者，
造价比送风冻结低，但温度分布不均匀。
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3．送风冻结装置
① 遂道式冻结装置 ② 传送带式连续冻结装置 ③ 螺旋带式连续冻结装置 ④ 悬浮冻结装置
四、冻结速度
0~-5℃通 过时间 5s 1.5 min 10 min 90 min
冰晶体 位置 细胞内 细胞内 细胞内 细胞外
表 3-9 冻结速度与冰晶的关系
形状 直径×长度(μ) 数量
针状 1~5×5~10
极多
杆状 5~20×20~500 多
柱状 50~100×>100 少
块粒状 50~200×>200 少
K=100（1－TD/TF）
TD和TF分别为食品的冻结点及其冻结终了温度
二、 冻结点与冻结率
表 3-8 一些食品的冻结率（%）
温度/C -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9 -10 -12.5 -15 -18
食品
肉类，禽类 0-25 52-60 67-73 72-77 75-80 77-82 79-84 80-85 81-86 82-87 85-89 87-90 89-91
西红柿
30 60 70 76 80 82 84 85.5 87 88 89 90 91
苹果,梨,土豆 0 0
32 45 53 58 62 65 68 70 74 78 80
大豆，萝卜 0 28 50 58 64.5 68 71 73 75 77 80.5 83 84
橙,柠檬,葡萄 0 0
20 32 41 48 54 58.5 62.5 69 72 75 76
三、冻结时放出的热量
• 在冻结过程中，若食品某一部位的温度高于 冰点，而其他部位低于冰点，则上述三部分 放出热量同时存在；若食品任何部位的温度 均处于冰点，则冻结时只有后二部分热量放 出；若食品任何部位的温度都在冰点以下， 则所放出的热量仅是第三部分。
三、冻结时放出的热量
• 冻结时三部分热量不相等，以水变为冰时 放出的热量为最大，第二部分的降热过程 是制冷机负荷最高的过程(图示)。
-0.65
49.5
含水率 （%） 81.5 87.9 73.4 88.1 75.5
二、冻结点与冻结率
• 温度-60℃左右，食品内水分全部冻结。 • 在-18~ -30℃时，食品中绝大部分水分已
冻结，能够达到冻藏的要求。低温冷库 的贮藏温度一般为-18℃~ -25℃。 • 冻结率：冻结终了时食品内水分的冻结 量（%），又称结冰率
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二、冻结点与冻结率
• 冻结点：冰晶开始出现的温度 • 食品冻结的实质是其中水分的冻结 • 食品中的水分并非纯水 • Raoult稀溶液定律：ΔTf=KfbB，Kf为与溶
剂有关的常数，水为1.86。即质量摩尔 浓度每增加1 mol/kg，冻结点就会下降 1.86℃。因此食品物料要降到0℃以下才 产生冰晶。
但冰中所加的盐量不能超过冰盐混合物全重的
22.4%或不超过冰重的29%。否则温度反而会上升，一 般加盐量为水重的15~20%。混合物搅拌要均匀，否则 会形成大冰团。
冰盐混合物温度的近似计算： 冰盐混合物的温度：ti= -70·x ℃
x：盐量对冰量的百分比。
冰盐混合物的冻结能力：q=80+│ti│ (kcal/kg) 冰盐混合物的比重：r=500+50x (kg/m3) 50
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（三）化学变化
1．由于冻结造成蛋白质的变性。 2．变色
12
（四）生物和微生物变化
❖ 寄生虫和昆虫冻结会死亡
❖ 冻结能抑制细菌的生长发育，但是微生物 产生的酶仍然有一定的活性。
❖ 国际冷冻协会建议：为防止微生物的生长
繁殖，冻结食品必须在-12℃以下贮藏；为
防止酶及物理变化，冻结食品的冷藏温度
必须低于-18 ℃。
• 冻结时总热量的大小与食品中含水量密切 有关，含水量大的食品其总热量亦大。
四、冻结速度
1. 速冻的定性表达： 外界的温度降与细胞组织内的温度降不
等，即内外有较大的温差；而慢冻是指外界 的温度降与细胞组织内的温度降基本上保持 等速。
四、冻结速度
2. 速冻的定量表达： – 以时间划分和 – 以推进距离划分两种方法。
四、冻结速度
5. 冻结速度与冰晶 – 冻结速度快，食品组织内冰层推进速度大 于水移动速度，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。
四、冻结速度
– 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 的冰晶大颗粒。
41
2）固定的吹风隧道
3）带推车的吹风隧道
4）直线式冻结器
4）直线式冻结器
5）螺旋式冻结器
风 机
蒸发器
4．接触冻结装置
亦叫平板冻结装置。将食品放入平板（金属板），制 冷剂或冷媒在通路内流动，关键是使食品与平板紧贴，若有 空隙则冻结速度明显下降。
冻结时间随食品表面与平板间的放热系数和食品厚度 而变。
二、冻结点与冻结率
品种
牛肉 猪肉 鱼肉 牛奶 蛋白 蛋黄
表 3-7：几种常见食品的冻结点Βιβλιοθήκη 冻结点 含水率 品种 冻结点
（℃） （%）
（℃）
-0.6~ -1.7 71.6 葡萄 -2.2
-2.8
60
苹果 -2
-0.6~ -2 70~85 青豆 -1.1
-0.5
88.6 橘子 -2.2
-0.45
89
香蕉 -3.4
冰层推进速度 I 与水移动速度 W I>>W I>W I<W I<<W
四、冻结速度
6. 最大冰晶生成带：
指-1~ -5℃的温度范围，大部分食品在此温度范 围内约80%的水分形成冰晶。
研究表明，食品冻结应以最快的速度通过最大冰 晶生成带。
四、冻结速度
7. 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。
四、冻结速度
3.国际制冷学会的冻结速度定义：
食品表面与中心点间的最短距离，与食品表面 达到0℃后至食品中心温度降到比食品冻结点 低10℃所需时间之比。
v= 食品表面与中心点的最短距离 表面0℃到中心比冻结点低10℃所需时间
四、冻结速度
• 例如：食品中心与表面的最短距离为10 cm ，食品冻结点为-2℃，其中心降到比冻结点 低10℃即-12℃时所需时间为15 h，其冻结 速度为V=10/15=0.67 cm/h。
• 冻结终温
• 热量的三个组成部分：
– 冷却时的热量qc – 形成冰时放出的热量qi – 自冰点至冻结终温时放出的热量qe
三、冻结时放出的热量
• 单位质量食品的总热量：q=qc+qi+qe G kg食品冻结时的总热量：Q=Gq
或用焓差法表示：Q=G（i2-i1）
– i1及 i2分别为食品初始和终了状态时的焓值
第三节 食品的冻结与冻藏
1
• 宰杀后的鱼、肉、禽等动物性食品没有生 命力，不能抵御腐败性微生物的侵入，也 不能控制体内酶的作用；
• 在冻结点以上的冷却状态下，只能作1-2周 的短期贮藏，但如果温度降至冻结点一下 （<18°C），动物性食品呈冻结状态，就 可作长期贮藏。
2
不同温度下鳕鱼可贮藏的时间
鱼类
0-45 0-68 32-77 45-82 84 85 87 89 90 91 92 93 95
蛋类，菜类 60 78 84.5 81 89 90.5 91.5 92 93 94 94.5 95 95.5
乳
45 68 77 82 84 85.5 87 88.5 89.5 90.5 92 93.5 95
（二）、冻结温度曲线的意义（生产上的应用）
1．第一阶段在此温度范围内微生物和酶的作用不能抑 制，故应迅速通过。
2．第二阶段食品从冰点降到中心温度-5℃时，通过时 间短，在最大冰晶生成带中产生的不良影响就能 避免。
3．从－5℃到终温，要加速通过。因微生物和酶要在
－18℃以下才能被抑制。
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三、冻结时放出的热量
此装置有立式和卧式两种。 特点：不需冷风，占空间小。
单位面积生产率高。 能源低。
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5．浸渍冻结装置