食品技术原理课程讲稿－第三章 低温保藏 第 6 页 ，共 48 页 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，见图 1—1—3
食品技术原理课程讲稿－第三章 低温保藏 第 6 页 ，共 48 页 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，见图 1—1—3
食品技术原理课程讲稿－第三章 低温保藏 第 7 页 ，共 48 页 （二）低温导致微生物活力降低和死亡的原因 温度下降，微生物细胞内的酶的活性随下降，使得物质代谢过程中各种生化 反应速度减慢，因而微生物的生长繁殖速度也随之减慢。 在正常情况下，微生物细胞内各种生化反应总是协调一致的。但在降温时， 各种生化反应按照各自的温度系数（Q10）减慢，破坏了各种生化反应的协调一 致性，从而破坏了微生物细胞内的新陈代谢。 温度下降时，微生物细胞内的原生质粘度增加，胶体吸水性下降，蛋白质分 散度改变，并且最后还会导致不可逆的蛋白质凝固，破坏其物质代谢的正常运行， 对细胞造成严重的损害。 食品冻结时，冰晶体的形成会使得微生物细胞内的原生质或胶体脱水，细胞 内溶质浓度的增加常会促使蛋白质变性；同时冰晶体的形成还会使微生物细胞受 到机械性的破坏。 食品冷却贮藏的温度可阻止某些微生物的生长，并大大减缓其他微生物的生 长速度。因此，与常温下相比，冷却贮藏可延长食品的贮藏期。而食品的冻结贮 藏的温度则可抑制所以微生物的生长。 （三）影响微生物低温致死的因素 1 温度的高低 温度在冰点左右或冰点以上，部分能适应低温的微生物会逐渐生长繁殖（见 表 1-1-1），最后也会导致食品变质。这是冷却贮藏的食品不耐久藏的原因。 冻结温度对微生物的威胁性很大，尤其是-2~5℃的温度对微生物的威胁性 最大。但是 温度下降到-20~-25℃时，微生物的死亡速度反而缓慢的多（见表 1-1-2）。因为 温度低至-20~-25℃时，微生物细胞内的生化反应几乎完全停止，胶质体的变性 也十分缓慢。 2．降温速度 在冻结温度以上时，降温越快，微生物的死亡率也越大。这是因为在迅速
食品技术原理课程讲稿－第三章 低温保藏 第 7 页 ，共 48 页 （二）低温导致微生物活力降低和死亡的原因 温度下降，微生物细胞内的酶的活性随下降，使得物质代谢过程中各种生化 反应速度减慢，因而微生物的生长繁殖速度也随之减慢。 在正常情况下，微生物细胞内各种生化反应总是协调一致的。但在降温时， 各种生化反应按照各自的温度系数（Q10）减慢，破坏了各种生化反应的协调一 致性，从而破坏了微生物细胞内的新陈代谢。 温度下降时，微生物细胞内的原生质粘度增加，胶体吸水性下降，蛋白质分 散度改变，并且最后还会导致不可逆的蛋白质凝固，破坏其物质代谢的正常运行， 对细胞造成严重的损害。 食品冻结时，冰晶体的形成会使得微生物细胞内的原生质或胶体脱水，细胞 内溶质浓度的增加常会促使蛋白质变性；同时冰晶体的形成还会使微生物细胞受 到机械性的破坏。 食品冷却贮藏的温度可阻止某些微生物的生长，并大大减缓其他微生物的生 长速度。因此，与常温下相比，冷却贮藏可延长食品的贮藏期。而食品的冻结贮 藏的温度则可抑制所以微生物的生长。 （三）影响微生物低温致死的因素 1 温度的高低 温度在冰点左右或冰点以上，部分能适应低温的微生物会逐渐生长繁殖（见 表 1-1-1），最后也会导致食品变质。这是冷却贮藏的食品不耐久藏的原因。 冻结温度对微生物的威胁性很大，尤其是-2~5℃的温度对微生物的威胁性 最大。但是 温度下降到-20~-25℃时，微生物的死亡速度反而缓慢的多（见表 1-1-2）。因为 温度低至-20~-25℃时，微生物细胞内的生化反应几乎完全停止，胶质体的变性 也十分缓慢。 2．降温速度 在冻结温度以上时，降温越快，微生物的死亡率也越大。这是因为在迅速
食品技术原理课程讲稿－第三章 低温保藏 第 8 页 ，共 48 页 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。 食品冻结时的情况恰恰相反，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。 3．结合水分和过冷状态 细菌的芽孢和霉菌的孢子中水分含量较低，其中结合水的含量较高，在降 温时较易进入过冷状态，而不形成冰晶体，这就有利于保持细胞内胶质体的稳定 性，使其不易死亡。 4．介质 高水分和低 PH 的介质会加速微生物的死亡，而糖、盐、蛋白质、脂肪等对 微生物有保持作用。 5．贮藏期 冻结贮藏时微生物的数量一般总是随着贮藏期的增加而减少，但贮藏温度 越低，减少的量越少。低温对微生物的影响可用图 1-1-4 概括的加以表示。 大多数食物中毒菌在 10℃以上能迅速生长繁殖，某些食物中毒菌和病原菌 在温度降低至 3℃前仍能缓慢的生长繁殖。 嗜冷菌在 0~-10℃温度范围内仍能缓慢的生长。食品温度低于-10℃，微生 物停止生长并逐渐死亡，但达不到无菌的程度。 食品的冻结贮藏时，微生物数量虽也会下降，但和高温热处理具有本质的 区别，因为低温并不是有效的杀菌措施，而是抑制其生长繁殖的有效措施。 温度为 0℃，微生物的生长繁殖速度与室温相比已很缓慢，因此 0℃成为食 品短期贮藏常用的温度。温度为-10℃时，几乎所有的微生物已停止生长，因此 -10～-12℃成为冻结食品能长期贮藏的安全温度。而酶的活性，一般只有当温度
食品技术原理课程讲稿－第三章 低温保藏 第 8 页 ，共 48 页 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。 食品冻结时的情况恰恰相反，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。 3．结合水分和过冷状态 细菌的芽孢和霉菌的孢子中水分含量较低，其中结合水的含量较高，在降 温时较易进入过冷状态，而不形成冰晶体，这就有利于保持细胞内胶质体的稳定 性，使其不易死亡。 4．介质 高水分和低 PH 的介质会加速微生物的死亡，而糖、盐、蛋白质、脂肪等对 微生物有保持作用。 5．贮藏期 冻结贮藏时微生物的数量一般总是随着贮藏期的增加而减少，但贮藏温度 越低，减少的量越少。低温对微生物的影响可用图 1-1-4 概括的加以表示。 大多数食物中毒菌在 10℃以上能迅速生长繁殖，某些食物中毒菌和病原菌 在温度降低至 3℃前仍能缓慢的生长繁殖。 嗜冷菌在 0~-10℃温度范围内仍能缓慢的生长。食品温度低于-10℃，微生 物停止生长并逐渐死亡，但达不到无菌的程度。 食品的冻结贮藏时，微生物数量虽也会下降，但和高温热处理具有本质的 区别，因为低温并不是有效的杀菌措施，而是抑制其生长繁殖的有效措施。 温度为 0℃，微生物的生长繁殖速度与室温相比已很缓慢，因此 0℃成为食 品短期贮藏常用的温度。温度为-10℃时，几乎所有的微生物已停止生长，因此 -10～-12℃成为冻结食品能长期贮藏的安全温度。而酶的活性，一般只有当温度
食品技术原理课程讲稿－第三章 低温保藏 第 9 页 ，共 48 页 下降至-20～-30℃时，才有可能受到很大的抑制。国际冷藏协会建议为防止微生 物繁殖，冻结食品必须在-12℃以下贮藏。为防止食品发生酶变及物理变化，冻 结食品的品温必须低于-18℃。 第三节 食品的冷藏 将食品温度维持在恒定的某一冰点以上温度（一般指 0~4℃）的保藏过程， 称之为冷藏。它是一种行之有效的常见的食品保藏方法。它是预冷后的食品在稍 高于冰点温度中进行贮藏的方法。、 若冷藏妥当，在一定的贮藏期内，对食品风味、质地、营养价值等的不良影 响很小。但是如用热处理、脱水干制、辐射等其他保藏方法所带来的不良影响却 甚多。 对大多数食品来说，冷藏并不能象热处理、脱水干制、发酵或冻藏那样能阻 止食品腐败变质，而只能减缓食品变质速度而已，因此，它实际上是一种效果较 弱的保藏技术。 食品的冷却本质上是一种热交换过程，即是让易腐食品的热量传递给周围的 低温介质，在尽可能短的时间内（一般数小时），使食品温度降低到高于食品冻 结点的某一预定温度，以便及时地抑制食品内的生物生化和微生物的生长繁殖的 过程。冷却是食品冷藏前的必经阶段。 易腐食品在刚采收或屠宰后立即进行冷却最为理想，这样可以最大限度地保 持食品原料是原始质量，抑制微生物和酶引起的变质。不少例子可以证明，采收 或屠宰后若将易腐食品延缓数小时再进行冷却，与采收或屠宰后马上就进行冷却 的同类食品比较，在质量上有明显的不同。食品冷却过程中的冷却速度和冷却终 了温度是抑制食品本身的生化变化和微生物是生长繁殖，防止食品质量下降的决 定性因素。 一、影响食品冷却过程的因素 影响食品冷却过程中的冷却速度和冷却终了温度的因素有：冷却介质的相 态，冷却介质运动的状态（自然流动或强制流动）和速度，冷却介质与食品的温 差，冷却介质的物理性质（热容），食品的厚度与物理（质量热容，热导率）等。 （一）冷却介质 冷却介质是从食品中吸收热量，并把热量传递给冷却装置的介质。通常采用 的冷却介质有气体、液体和固体。 在气体介质中普遍采用的是空气。空气随处可得，不需任何费用。但空气的 对流传热系数小，冷却速度慢。空气若长时间的作用与食品，会引起食品的不良 变化，如空气中的氧和肉中的脂肪的氧化作用。当食品没有用不透气的材料包装， 并以空气作为冷却介质时，在水蒸气压差的作用下，食品表面的水分会向空气中 蒸发，导致食品的质量损失；吸收了食品的热量和水分的热湿空气与冷却装置的 冷表面接触换热时，会在冷却装置的排管上凝水或结霜。 液体冷却介质有冷水和水冰混合物。水的对流传热系数大，冷却速度快。用 冷水作为冷却介质没有氧化和干耗的问题。但用冷水作为冷却介质容易对食品造 成交叉污染，如禽类冷却时的沙门氏菌的污染问题；用冷水作为冷却介质还会产 生食品中可溶性物质的损失和食品的带水量过多的问题。 固体冷却介质主要是淡水冰。用冰作为冷却介质，食品的冷却速度比用空气 作为冷却介质的快，但比以水作为冷却介质的慢。用冰作为冷却介质也没有氧化 和干耗问题，但用冰作为冷却介质有劳动强度较大的缺陷。冰冷却法对鱼类来说
食品技术原理课程讲稿－第三章 低温保藏 第 9 页 ，共 48 页 下降至-20～-30℃时，才有可能受到很大的抑制。国际冷藏协会建议为防止微生 物繁殖，冻结食品必须在-12℃以下贮藏。为防止食品发生酶变及物理变化，冻 结食品的品温必须低于-18℃。 第三节 食品的冷藏 将食品温度维持在恒定的某一冰点以上温度（一般指 0~4℃）的保藏过程， 称之为冷藏。它是一种行之有效的常见的食品保藏方法。它是预冷后的食品在稍 高于冰点温度中进行贮藏的方法。、 若冷藏妥当，在一定的贮藏期内，对食品风味、质地、营养价值等的不良影 响很小。但是如用热处理、脱水干制、辐射等其他保藏方法所带来的不良影响却 甚多。 对大多数食品来说，冷藏并不能象热处理、脱水干制、发酵或冻藏那样能阻 止食品腐败变质，而只能减缓食品变质速度而已，因此，它实际上是一种效果较 弱的保藏技术。 食品的冷却本质上是一种热交换过程，即是让易腐食品的热量传递给周围的 低温介质，在尽可能短的时间内（一般数小时），使食品温度降低到高于食品冻 结点的某一预定温度，以便及时地抑制食品内的生物生化和微生物的生长繁殖的 过程。冷却是食品冷藏前的必经阶段。 易腐食品在刚采收或屠宰后立即进行冷却最为理想，这样可以最大限度地保 持食品原料是原始质量，抑制微生物和酶引起的变质。不少例子可以证明，采收 或屠宰后若将易腐食品延缓数小时再进行冷却，与采收或屠宰后马上就进行冷却 的同类食品比较，在质量上有明显的不同。食品冷却过程中的冷却速度和冷却终 了温度是抑制食品本身的生化变化和微生物是生长繁殖，防止食品质量下降的决 定性因素。 一、影响食品冷却过程的因素 影响食品冷却过程中的冷却速度和冷却终了温度的因素有：冷却介质的相 态，冷却介质运动的状态（自然流动或强制流动）和速度，冷却介质与食品的温 差，冷却介质的物理性质（热容），食品的厚度与物理（质量热容，热导率）等。 （一）冷却介质 冷却介质是从食品中吸收热量，并把热量传递给冷却装置的介质。通常采用 的冷却介质有气体、液体和固体。 在气体介质中普遍采用的是空气。空气随处可得，不需任何费用。但空气的 对流传热系数小，冷却速度慢。空气若长时间的作用与食品，会引起食品的不良 变化，如空气中的氧和肉中的脂肪的氧化作用。当食品没有用不透气的材料包装， 并以空气作为冷却介质时，在水蒸气压差的作用下，食品表面的水分会向空气中 蒸发，导致食品的质量损失；吸收了食品的热量和水分的热湿空气与冷却装置的 冷表面接触换热时，会在冷却装置的排管上凝水或结霜。 液体冷却介质有冷水和水冰混合物。水的对流传热系数大，冷却速度快。用 冷水作为冷却介质没有氧化和干耗的问题。但用冷水作为冷却介质容易对食品造 成交叉污染，如禽类冷却时的沙门氏菌的污染问题；用冷水作为冷却介质还会产 生食品中可溶性物质的损失和食品的带水量过多的问题。 固体冷却介质主要是淡水冰。用冰作为冷却介质，食品的冷却速度比用空气 作为冷却介质的快，但比以水作为冷却介质的慢。用冰作为冷却介质也没有氧化 和干耗问题，但用冰作为冷却介质有劳动强度较大的缺陷。冰冷却法对鱼类来说
食品技术原理课程讲稿－第三章 低温保藏 第 10 页 ，共 48 页 是最好的冷却方法。 （二）食品冷却过程中的传热问题 食品在冷却过程中的热交换，既有对流传热也有传导传热。 对流传热是流体和固体表面接触时互相间的热交换过程。食品冷却时，热量 从食品表面向冷风或冷水传递就属于对流传热。单位时间内从食品表面传递给冷 却介质的热量Фt（W）可用下式表示：Фt =hA(Ts-Tr) 式中 h-对流放热系数[W/m2K] A-食品的冷却表面积(m2 ) Ts-食品的表面温度(K) Tr-冷却介质的温度(K) 从上式可以看出，对流放热的热量与对流放热系数，传热面积，食品表面与 冷却介质的温差成正比。 表 1-1-3 对流传热系数与流体流动状态的关系 从表 1-1-3 可以看出，流体的流动速度越快，则对流传热系数越大。因此当 食品进行冷却时，常采用风机或搅拌器强制地驱使流体对流，以提高食品的冷却 温度。 热量在物体的传递称为传导传热。食品冷却时，热量从内部向表面的传递就 是传导传热。食品内部有许多不同温度的面，热量从温度高的一面向温度低的一 面传递。单位时间内以热传导方式传递的热量ФC=λA（T1-T2）/x 式中λ—食品的热导率[W/（m·K）] A— 热导率的面积（m2） T1 、T2—两个面各自的温度（K） x—两个面之间的距离（m） 食品的热导率λ的值随着食品的种类的不同而不同，他主要与食品中的水分 和脂肪含量有关，另外冻结状态的食品λ值要比未冻结时显著增加，详见表1-1-4 和 1-1-5
食品技术原理课程讲稿－第三章 低温保藏 第 10 页 ，共 48 页 是最好的冷却方法。 （二）食品冷却过程中的传热问题 食品在冷却过程中的热交换，既有对流传热也有传导传热。 对流传热是流体和固体表面接触时互相间的热交换过程。食品冷却时，热量 从食品表面向冷风或冷水传递就属于对流传热。单位时间内从食品表面传递给冷 却介质的热量Фt（W）可用下式表示：Фt =hA(Ts-Tr) 式中 h-对流放热系数[W/m2K] A-食品的冷却表面积(m2 ) Ts-食品的表面温度(K) Tr-冷却介质的温度(K) 从上式可以看出，对流放热的热量与对流放热系数，传热面积，食品表面与 冷却介质的温差成正比。 表 1-1-3 对流传热系数与流体流动状态的关系 从表 1-1-3 可以看出，流体的流动速度越快，则对流传热系数越大。因此当 食品进行冷却时，常采用风机或搅拌器强制地驱使流体对流，以提高食品的冷却 温度。 热量在物体的传递称为传导传热。食品冷却时，热量从内部向表面的传递就 是传导传热。食品内部有许多不同温度的面，热量从温度高的一面向温度低的一 面传递。单位时间内以热传导方式传递的热量ФC=λA（T1-T2）/x 式中λ—食品的热导率[W/（m·K）] A— 热导率的面积（m2） T1 、T2—两个面各自的温度（K） x—两个面之间的距离（m） 食品的热导率λ的值随着食品的种类的不同而不同，他主要与食品中的水分 和脂肪含量有关，另外冻结状态的食品λ值要比未冻结时显著增加，详见表1-1-4 和 1-1-5