食品速冻是指运用适宜的冻结技术，在尽可能短的时间内将食品温度降低到 其冰点以下的低温，使其所含的全部或大部分水分随着食品内部热量的散失而形 成微小的冰晶体，最大限度地减少生命活动和生化变化所需要的液态水分，最大 限度地低保留食品原有的天然品质，为低温冻藏提供一个良好的基础。 优质速冻食品应具备以下五个要素： (1)冻结要在一18一30℃的温度下进行，并在20min内完成冻结。 (②)速冻后的食品中心温度要达到一18℃以下。 (3)速冻食品内水分形成无数针状小冰晶，其直径应小于100μm。 (④)冰晶体分布与原料中液态水分的分布相近，不损伤细胞组织。 (⑤)当食品解冻时，冰晶体融化的水分能迅速被细胞吸收而不产生汁液流失。 三、冷冻量的要求 冷冻食品的生产，首先是在控制条件下，排除物料中热量达到冰点，使其内 部的水分冻结凝固：其次是冷冻保藏。两者都涉及热的排除和防止外来热源的影 响。冷冻的控制、制冷系统的要求以及保温建筑的设计，都要依据产品的冷冻量 要求进行合理规划。因此设计时应考虑下列热量的负荷 产品由原始初温降到冷藏温度应排除的热量包括三个部分： (1)产品由初温降到冰点温度释放的热量：产品在冰点以上的比热×产品的重 量×降温的度数（由初温到冰点的度数）。 (②)由液态变为固态冰时释放的热量：产品的潜热×产品的重量。 (③)产品由冰点温度降到冷藏温度时释放的热量：冻结产品的比热×产品的重量 ×降温度数。 维持冷藏库低温贮存需要消除的热量，包括墙壁、地面和库顶的漏热，例 如墙壁漏热的计算如下： 墙壁漏热量=（导热系数×24×外壁的面积×冷库内外温差）十绝热材料的厚 度 其他热源：包括电灯、马达和操作人员等工作时释放的热量：电灯每千瓦小时 释放热能3602.3kJ:马达每小时每千瓦释放热能4299.3kJ:库内工作人员每 人每小时释放热能约385.84kJ。 上述三部分热源资料是食品冷冻设计时需要的基本参考资料，在实际应用 6
6 食品速冻是指运用适宜的冻结技术，在尽可能短的时间内将食品温度降低到 其冰点以下的低温，使其所含的全部或大部分水分随着食品内部热量的散失而形 成微小的冰晶体，最大限度地减少生命活动和生化变化所需要的液态水分，最大 限度地低保留食品原有的天然品质，为低温冻藏提供一个良好的基础。 优质速冻食品应具备以下五个要素： (1)冻结要在—18 一 30℃的温度下进行，并在 20min 内完成冻结。 (2)速冻后的食品中心温度要达到—18℃以下。 (3)速冻食品内水分形成无数针状小冰晶，其直径应小于 100μm。 (4)冰晶体分布与原料中液态水分的分布相近，不损伤细胞组织。 (5)当食品解冻时，冰晶体融化的水分能迅速被细胞吸收而不产生汁液流失。 三、冷冻量的要求 冷冻食品的生产，首先是在控制条件下，排除物料中热量达到冰点，使其内 部的水分冻结凝固；其次是冷冻保藏。两者都涉及热的排除和防止外来热源的影 响。冷冻的控制、制冷系统的要求以及保温建筑的设计，都要依据产品的冷冻量 要求进行合理规划。因此设计时应考虑下列热量的负荷。 产品由原始初温降到冷藏温度应排除的热量包括三个部分： (1)产品由初温降到冰点温度释放的热量：产品在冰点以上的比热×产品的重 量×降温的度数(由初温到冰点的度数)。 (2)由液态变为固态冰时释放的热量：产品的潜热×产品的重量。 (3)产品由冰点温度降到冷藏温度时释放的热量：冻结产品的比热×产品的重量 ×降温度数。 维持冷藏库低温贮存需要消除的热量，包括墙壁、地面和库顶的漏热，例 如墙壁漏热的计算如下： 墙壁漏热量＝(导热系数×24×外壁的面积×冷库内外温差)十绝热材料的厚 度 其他热源：包括电灯、马达和操作人员等工作时释放的热量：电灯每千瓦小时 释放热能 3602．3 kJ；马达每小时每千瓦释放热能 4299．3kJ；库内工作人员每 人每小时释放热能约 385．84 kJ。 上述三部分热源资料是食品冷冻设计时需要的基本参考资料，在实际应用
时，将上述总热量增加10%比较妥当。 四、冷冻对果蔬的影响 果品、蔬菜在冷冻过程中，其组织结构及内部成分仍然会起一些理化变化 影响产品质量。影响的程度视果蔬的种类、成熟度、加工技术及冷冻方法的不同 而异。 (一)冷冻对果蔬组织结构的影响 一般来说，植物的细胞组织在冷冻处理过程中可以导致细胞膜的变化，增加 透性，降低膨压。即说明了冷处理增加了细胞膜或细胞壁对水分和离子的渗透性， 这就可能造成组织的损伤。 在冷冻过程中，果蔬所受的过冷温度只限于其冰点下几度，而且时间短暂 大多在几秒钟之内，在特殊情况下也有较长的过冷时间和较低的过冷温度。在冷 冻期间，细胞间隙的水分比细胞原生质中的水先冻结，甚至在低到-15℃的冷冻 温度下原生质仍能维持其过冷状态。细胞内过冷的水分比细胞的冰晶体具有较高 的蒸汽压和自由能，因而胞内的水分通过细胞壁流向胞外，致使胞外冰晶体不断 增长，胞内部的溶液浓度不断提高，这种状况直至胞内水分冻结为止。果蔬组织 的冰点以及结冰速度都受到其内部可溶性固形物如盐类、糖类和酸类等浓度的控 制。 在缓冻情况下，冰晶体主要是在细胞间隙中形成，胞内水分不断外流，原生 质中无机盐的浓度不断上升，达到足以沉淀蛋白质，使其变性或发生不可逆的凝 固，造成细胞死亡，组织解体，质地软化。 在速冻情况下则不同，如速冻的番茄其薄壁细胞组织在显微镜下观察，揭示 出在细胞内外和胞壁中存在的冰品体都很细小，细胞间隙没有扩大，原生质紧贴 着细胞壁阻止水分外移。这种微小的冰品体对组织结构的影响很小。在较快的解 冻中观察到对原生质的损害也极微，质地保存完整，液泡膜有时末受损害。保持 细胞膜的结构完整对维持细胞内静压是非常重要的，可以防止流汁和质地变软。 果蔬冷冻保藏的目的是要尽可能地保持其新鲜果蔬的特性。但在冻结和解冻 期间，产品的质地与外观同新鲜果蔬相比较，还是有差异的。组织的溃解、软化、 流汁等的程度因产品的种类和状况而有所不同。如食用大黄，其肉质组织中的细 胞虽有坚硬的细胞壁，但冷冻时在组织中形成的冰晶体，使细胞发生质壁分离
7 时，将上述总热量增加 10％比较妥当。 四、冷冻对果蔬的影响 果品、蔬菜在冷冻过程中，其组织结构及内部成分仍然会起一些理化变化， 影响产品质量。影响的程度视果蔬的种类、成熟度、加工技术及冷冻方法的不同 而异。 (一)冷冻对果蔬组织结构的影响 一般来说，植物的细胞组织在冷冻处理过程中可以导致细胞膜的变化，增加 透性，降低膨压。即说明了冷处理增加了细胞膜或细胞壁对水分和离子的渗透性， 这就可能造成组织的损伤。 在冷冻过程中，果蔬所受的过冷温度只限于其冰点下几度，而且时间短暂， 大多在几秒钟之内，在特殊情况下也有较长的过冷时间和较低的过冷温度。在冷 冻期间，细胞间隙的水分比细胞原生质中的水先冻结，甚至在低到-15℃的冷冻 温度下原生质仍能维持其过冷状态。细胞内过冷的水分比细胞的冰晶体具有较高 的蒸汽压和自由能，因而胞内的水分通过细胞壁流向胞外，致使胞外冰晶体不断 增长，胞内部的溶液浓度不断提高，这种状况直至胞内水分冻结为止。果蔬组织 的冰点以及结冰速度都受到其内部可溶性固形物如盐类、糖类和酸类等浓度的控 制。 在缓冻情况下，冰晶体主要是在细胞间隙中形成，胞内水分不断外流，原生 质中无机盐的浓度不断上升，达到足以沉淀蛋白质，使其变性或发生不可逆的凝 固，造成细胞死亡，组织解体，质地软化。 在速冻情况下则不同，如速冻的番茄其薄壁细胞组织在显微镜下观察，揭示 出在细胞内外和胞壁中存在的冰晶体都很细小，细胞间隙没有扩大，原生质紧贴 着细胞壁阻止水分外移。这种微小的冰晶体对组织结构的影响很小。在较快的解 冻中观察到对原生质的损害也极微，质地保存完整，液泡膜有时末受损害。保持 细胞膜的结构完整对维持细胞内静压是非常重要的，可以防止流汁和质地变软。 果蔬冷冻保藏的目的是要尽可能地保持其新鲜果蔬的特性。但在冻结和解冻 期间，产品的质地与外观同新鲜果蔬相比较，还是有差异的。组织的溃解、软化、 流汁等的程度因产品的种类和状况而有所不同。如食用大黄，其肉质组织中的细 胞虽有坚硬的细胞壁，但冷冻时在组织中形成的冰晶体，使细胞发生质壁分离
靠近冰晶体的许多细胞被歪曲和溃碎，使细胞内容物流人细胞间隙中去，解冻后 汁液流失。石刁柏在不同的温度下冻结，但在解冻后很难恢复到原来的新鲜度。 一般认为，冷冻造成的果蔬组织破坏，引起的软化、流汁等，不是由于低温 的直接影响，而是由于晶体的膨大而造成的机械损伤。同时，细胞间隙的结冰引 起细胞脱水，盐液浓度增高，破坏原生质的胶体性质，造成细胞死亡，失去新鲜 特性的控制能力。 (仁)果蔬在冻结和冻藏期间的化学变化 果蔬原料的降温、冻结、冷冻贮藏和解冻期间都可能发生色泽、风味、质地 等的变化，因而影响产品质量。通常在-7℃的冻藏温度下，多数微生物停止了活 动，而化学变化没有停止，甚至在-18℃下仍然有化学变化。 在冻结和贮藏期间，果蔬组织中会积累羰基化合物和乙醇等，产生挥发性异 味。原料中含类脂较多的，由于氧化作用也产生异味。据报道，豌豆、四季豆和 甜玉米在冷藏贮藏中发生类脂化合物的变化，它们的类脂化合物中游离脂肪酸等 都有显著的增加。 冻藏和解冻后，果蔬组织软化，原因之一是由于果胶酶的存在，使原果胶变 成可溶性果胶，造成组织分离，质地软化。另外，冻结时细胞内水分外渗，解冻 后不能全部被原生质吸收复原，也易使果蔬软化。 冻藏期间，果蔬的色泽也发生不同程度的变化，主要是由绿色变为灰绿色。 这是由于叶绿素转化为脱镁叶绿素所至，影响外观，降低商品价值。在色泽变化 方面，果蔬在冻结和贮藏中常发生褐变，特别在解冻之后，褐变更为严重。这是 由于酚类物质和酶的作用下氧化的结果。如苹果、梨中的绿原酸、儿茶酚等是多 酚类氧化酶作用的主要成分，这种褐变反应迅速，变色很快，影响质量。 对于酶褐变可以采取一些防止措施，比如对原料进行热烫处理，加入抑制剂 (S0,和抗坏血酸)等，都有防止褐变的作用。 冷冻贮藏对果蔬含有的营养成分也有影响。冷冻本身对营养成分有保护作 用，温度越低，保护作用越强。因为有机物质的化学反应速度与温度成正相关。 但由于原料在冷冻前的一系列处理，如洗涤、去皮、切分等工序，使原料暴露在 空气中，维生素C因氧化而减少。这些化学变化在冻藏中继续进行，不过要缓慢 8
8 靠近冰晶体的许多细胞被歪曲和溃碎，使细胞内容物流人细胞间隙中去，解冻后 汁液流失。石刁柏在不同的温度下冻结，但在解冻后很难恢复到原来的新鲜度。 一般认为，冷冻造成的果蔬组织破坏，引起的软化、流汁等，不是由于低温 的直接影响，而是由于晶体的膨大而造成的机械损伤。同时，细胞间隙的结冰引 起细胞脱水，盐液浓度增高，破坏原生质的胶体性质，造成细胞死亡，失去新鲜 特性的控制能力。 (二)果蔬在冻结和冻藏期间的化学变化 果蔬原料的降温、冻结、冷冻贮藏和解冻期间都可能发生色泽、风味、质地 等的变化，因而影响产品质量。通常在-7℃的冻藏温度下，多数微生物停止了活 动，而化学变化没有停止，甚至在-18℃下仍然有化学变化。 在冻结和贮藏期间，果蔬组织中会积累羰基化合物和乙醇等，产生挥发性异 味。原料中含类脂较多的，由于氧化作用也产生异味。据报道，豌豆、四季豆和 甜玉米在冷藏贮藏中发生类脂化合物的变化，它们的类脂化合物中游离脂肪酸等 都有显著的增加。 冻藏和解冻后，果蔬组织软化，原因之一是由于果胶酶的存在，使原果胶变 成可溶性果胶，造成组织分离，质地软化。另外，冻结时细胞内水分外渗，解冻 后不能全部被原生质吸收复原，也易使果蔬软化。 冻藏期间，果蔬的色泽也发生不同程度的变化，主要是由绿色变为灰绿色。 这是由于叶绿素转化为脱镁叶绿素所至，影响外观，降低商品价值。在色泽变化 方面，果蔬在冻结和贮藏中常发生褐变，特别在解冻之后，褐变更为严重。这是 由于酚类物质和酶的作用下氧化的结果。如苹果、梨中的绿原酸、儿茶酚等是多 酚类氧化酶作用的主要成分，这种褐变反应迅速，变色很快，影响质量。 对于酶褐变可以采取一些防止措施，比如对原料进行热烫处理，加入抑制剂 (SO2和抗坏血酸)等，都有防止褐变的作用。 冷冻贮藏对果蔬含有的营养成分也有影响。冷冻本身对营养成分有保护作 用，温度越低，保护作用越强。因为有机物质的化学反应速度与温度成正相关。 但由于原料在冷冻前的一系列处理，如洗涤、去皮、切分等工序，使原料暴露在 空气中，维生素 C 因氧化而减少。这些化学变化在冻藏中继续进行，不过要缓慢
得多。维生素B是热敏感的，但在贮藏中损失很少。维生素B在冷冻前的处理 中有降低，但在冷冻贮藏中损失不多。 冷冻产品的色泽风味变化，很多是在酶的参与下进行的。酶的活性受温度的 影响很大，同时也受pH值和基质的影响。酶的活性在93.3℃左右即被破坏，而 温度降至-73.3℃时，还有部分活性存在，不过酶促反应的速率大为降低了。食 品冷冻对酶的活性只是起抑制作用，降低其活动能力，但酶的活性并没有消失。 相反，酶在过冷条件下，其活性常被激发。因此，为了保持冻藏果蔬的优良品质 一般要求冻藏温度不要高于一18℃，有些国家采用更低的温度。 五、冷冻对微生物的影响 微生物的生长、繁殖活动危害有其适宜的温度范围，超过或低于最适温度， 微生物的生育及活动就逐渐减弱直至停止或被杀死。大多数微生物在低于一O℃ 的温度下生长活动可被抑制。但酵母菌、莓菌比细菌耐低温的能力强，有些莓菌 酵母菌能在一9.5℃末冻结的基质中生活。缓慢冷冻对微生物的危害更大，最敏 感的是营养细胞，而孢子则有较强的抵抗力，常免于冷冻的伤害。 果蔬原料在冷冻前，易被杂菌污染，时间拖的越久，感染越重。有时原料经 热烫后马上包装冷冻，由于包装材料阻碍热的传导，冷却缓慢，尤其是包装中心 温度下降很慢，冷冻期间仍有微生物的败坏发生。因此最好在包装之前将原料冷 却到接近冰点温度后，再进行冷冻较为安全。 致病菌在食品冷冻后残存率迅速下降，冻藏对其抑制作用强，而杀伤效应则 很低。实验证明，芽孢霉和酵母菌能在一4℃生长，某些嗜冷细菌能在一10一 20℃下生存。因此，一般果蔬冷冻制品的贮藏温度都采用一18℃或更低一些的温 度。 冷冻可以杀死许多细菌，但不是所有的细菌。有的霉菌、酵母菌和细菌在冷 冻食品中能生存数年之久。冷冻果蔬一旦解冻，温度适宜，残存的微生物活动加 剧，就会造成腐烂变质。因此食品解冻后要尽快食用。 第三节果蔬速冻工艺 不同的果蔬原料在速冻加工中，工艺略有差别。如浆果类一般采用整果速冻： 9
9 得多。维生素 B1是热敏感的，但在贮藏中损失很少。维生素 B2在冷冻前的处理 中有降低，但在冷冻贮藏中损失不多。 冷冻产品的色泽风味变化，很多是在酶的参与下进行的。酶的活性受温度的 影响很大，同时也受 pH 值和基质的影响。酶的活性在 93.3℃左右即被破坏，而 温度降至-73．3℃时，还有部分活性存在，不过酶促反应的速率大为降低了。食 品冷冻对酶的活性只是起抑制作用，降低其活动能力，但酶的活性并没有消失。 相反，酶在过冷条件下，其活性常被激发。因此，为了保持冻藏果蔬的优良品质， 一般要求冻藏温度不要高于—18℃，有些国家采用更低的温度。 五、冷冻对微生物的影响 微生物的生长、繁殖活动危害有其适宜的温度范围，超过或低于最适温度， 微生物的生育及活动就逐渐减弱直至停止或被杀死。大多数微生物在低于—0℃ 的温度下生长活动可被抑制。但酵母菌、霉菌比细菌耐低温的能力强，有些霉菌 酵母菌能在—9.5℃末冻结的基质中生活。缓慢冷冻对微生物的危害更大，最敏 感的是营养细胞，而孢子则有较强的抵抗力，常免于冷冻的伤害。 果蔬原料在冷冻前，易被杂菌污染，时间拖的越久，感染越重。有时原料经 热烫后马上包装冷冻，由于包装材料阻碍热的传导，冷却缓慢，尤其是包装中心 温度下降很慢，冷冻期间仍有微生物的败坏发生。因此最好在包装之前将原料冷 却到接近冰点温度后，再进行冷冻较为安全。 致病菌在食品冷冻后残存率迅速下降，冻藏对其抑制作用强，而杀伤效应则 很低。实验证明，芽孢霉和酵母菌能在—4℃生长，某些嗜冷细菌能在—10 一— 20℃下生存。因此，一般果蔬冷冻制品的贮藏温度都采用—18℃或更低一些的温 度。 冷冻可以杀死许多细菌，但不是所有的细菌。有的霉菌、酵母菌和细菌在冷 冻食品中能生存数年之久。冷冻果蔬一旦解冻，温度适宜，残存的微生物活动加 剧，就会造成腐烂变质。因此食品解冻后要尽快食用。 第三节 果蔬速冻工艺 不同的果蔬原料在速冻加工中，工艺略有差别。如浆果类一般采用整果速冻；