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食品低溫保藏的基本原理
食品冷凍保藏就是利用低溫以控製微生物生長繁殖和酶活動的一種方法。
1 低溫對酶的影響
溫度對酶的活性有很大影響，大多數酶的適應活動溫度為30~40℃。高溫可使酶蛋白變性、酶鈍化，低溫可抑製酶的活性，但不使其鈍化。
大多數酶活性化學反應的Q10值為2~3。也就是說溫度每下降10℃，酶活性就削弱1/2~1/3。
2 低溫對微生物的影響
低溫與微生物的關係
（1）任何微生物都有一定的正常生長和繁殖的溫度範圍。溫度越低，它們的活動能力也越弱。
故降溫就能減緩微生物生長和繁殖的速度。
溫度降低到最低生長點時，它們就停止生長並出現死亡。
根據微生物的適宜生長溫度範圍可將微生物分為三大類，嗜熱菌、嗜溫菌和嗜冷菌。在低溫貯藏的實際應用中，嗜溫菌、嗜冷菌是最主要的。
（2）長期處於低溫中的微生物能產生新的適應性，這是長期低溫培育中自然選育後形成了多少能適應低溫的菌種所得的結果。
這種微生物對低溫的適應性可以從微生物生長時出現的滯後期縮短的情況加以判斷。
3 低溫導致微生物活力減弱和死亡的原因
微生物的生長繁殖是和活動下物質代謝的結果。因此溫度下降，酶活性隨之下降，物質代謝減緩，微生物的生長繁殖就隨之減慢。
在zai正zheng常chang情qing況kuang下xia，微wei生sheng物wu細xi胞bao內nei總zong生sheng化hua變bian化hua是shi相xiang互hu協xie調tiao一yi致zhi的de。但dan降jiang溫wen時shi，由you於yu各ge種zhong生sheng化hua反fan應ying的de溫wen度du係xi數shu不bu同tong，破po壞huai了le各ge種zhong反fan應ying原yuan來lai的de協xie調tiao一yi致zhi性xing，影ying響xiang了le微wei生sheng物wu的de生sheng活huo機ji能neng。
溫wen度du下xia降jiang時shi，微wei生sheng物wu細xi胞bao內nei原yuan生sheng質zhi黏nian度du增zeng加jia，膠jiao體ti吸xi水shui性xing下xia降jiang，蛋dan白bai質zhi分fen散san度du改gai變bian，並bing且qie最zui後hou還hai可ke能neng導dao致zhi了le不bu可ke逆ni性xing蛋dan白bai質zhi變bian性xing，從cong而er破po壞huai正zheng常chang代dai謝xie。
冷凍時介質中冰晶體的形成會促使細胞內原生質或膠體脫水，使溶質濃度增加促使蛋白質變性。
同時冰晶體的形成還會使細胞遭受機械性破壞。
4 影響微生物低溫致死的因素
（1）溫度的高低
（2）降溫速度
凍結前，降溫越快，微生物的死亡率越大
凍結時，緩凍將導致大量微生物死亡，而速凍則相反。
（3 ）結合狀態和過冷狀態
急劇冷卻時，如果水分能迅速轉化成過冷狀態，避免結晶形成固態玻璃體，就有可能避免因介質內水分結冰所遭受的破壞作用。
微生物細胞內原生質含有大量結合水分時，介質極易進入過冷狀態，不再形成冰晶體，有利於保持細胞內膠體穩定性。（比如芽孢，低溫下穩定性比生長細胞高）
（4）介質
高水分和低pH值的介質會加速微生物的死亡，而糖、鹽、蛋白質、膠體、脂肪對微生物則有保護作用。
（5）貯期
（6）交替凍結和解凍
理論上講會加速微生物的死亡，但實際效果並不顯著。
冷藏是將食品的品溫降低到接近冰點，而不凍結的一種食品保藏方法。
冷藏溫度一般為-2~15℃，而4~8℃則為常用的冷藏溫度。此冷藏溫度的冷庫通常稱為高溫庫。
1 冷卻方法
食品冷卻的方法常用的有冷風冷卻、冷水冷卻、接觸冰冷卻、真空冷卻等，人們根據食品的種類及冷卻要求的不同，選擇其適用的冷卻方法。
1. 接觸冰冷卻
這種冷卻效果是靠冰的融解潛熱（約334720 kJ/kg）。
用冰直接接觸，從產品中取走熱量，除了有高冷卻速度外，融冰可一直使產品表麵保持濕潤。
這種方法經常用於冷卻魚、葉類蔬菜和一些水果，也用於一些食品如午餐肉的加工。
食品冷卻的速度取決於食品的種類和大小、冷卻前食品的原始溫度、冰塊和食品的比例以及冰塊的大小。
食品冷卻時的用冰量可以根據食品放熱量進行推算。食品的原始溫度、氣候狀況、運輸距離、冷卻方法，以及對食品質量的要求等在確定用冰量時都是必須考慮的因素。
2. 空氣冷卻法
降溫後的冷空氣作為冷卻介質流經食品時吸取其熱量，促使其降溫的方法稱為空氣冷卻法。
在食品無包裝的情況下，因為存在幹耗問題，空氣的相對濕度應當盡可能高。
空(kong)氣(qi)冷(leng)卻(que)法(fa)中(zhong)的(de)熱(re)交(jiao)換(huan)速(su)率(lv)是(shi)隨(sui)著(zhe)風(feng)速(su)的(de)提(ti)高(gao)而(er)增(zeng)加(jia)的(de)，但(dan)動(dong)力(li)消(xiao)耗(hao)也(ye)與(yu)風(feng)速(su)成(cheng)正(zheng)比(bi)，所(suo)以(yi)高(gao)風(feng)速(su)所(suo)需(xu)要(yao)的(de)動(dong)力(li)明(ming)顯(xian)增(zeng)加(jia)。雖(sui)然(ran)產(chan)品(pin)表(biao)麵(mian)傳(chuan)熱(re)係(xi)數(shu)隻(zhi)與(yu)風(feng)速(su)成(cheng)正(zheng)比(bi)，但(dan)厚(hou)的(de)產(chan)品(pin)因(yin)為(wei)有(you)較(jiao)高(gao)的(de)占(zhan)控(kong)製(zhi)地(di)位(wei)的(de)內(nei)部(bu)熱(re)阻(zu)，所(suo)以(yi)冷(leng)卻(que)時(shi)單(dan)純(chun)強(qiang)調(tiao)提(ti)高(gao)風(feng)速(su)未(wei)見(jian)得(de)能(neng)奏(zou)效(xiao)，故(gu)一(yi)般(ban)風(feng)速(su)不(bu)大(da)於(yu)2-3 米/秒。
空氣冷卻一般適合於冷卻果蔬、肉及其製品、蛋品、脂肪、乳製品、冷飲半製品及糖果等。
為了抑製黴菌，必要時冷卻前或冷卻時可在設施中進行果蔬煙熏。
冷空氣降溫方法
– 機械製冷
– 冰冷
3. 水冷法
冷水冷卻是通過低溫水將需要冷卻的食品冷卻到指定溫度的方法。
冷水冷卻比空氣冷卻有一些重要的優點，如避免幹耗，冷卻速度快得多，需要的空間減少，對於某些產品，成品質量較好。
但是大多數產品不允許用冷水冷卻，因為外觀會受到損害，同時冷卻以後難以儲藏。
冷水冷卻通常用於禽類、魚類、某些水果和蔬菜。
4.真空冷卻
真空冷卻的依據是水在低壓下蒸發時要吸取汽化潛熱（約2520kJ/kg），並以水蒸汽狀態，按質量傳遞方式轉移此熱量的，所蒸發的水可以是食品本身的水分，或者是事先加進去的。
這種方法主要用於葉類蔬菜和蘑菇。消毒牛奶和烹調後的土豆丁的瞬間冷卻也要靠真空冷卻。
這種方法是目前所有冷卻方法中最迅速的。
2 食品冷藏工藝
1.影響冷藏食品冷藏效果的因素
影響新鮮製品冷藏效果的因素有以下方麵：
–食品原料的種類、生長環境
–製品收獲後的狀況（比如是否受到機械損傷或微生物汙染、成熟度如何等）
–運輸、儲藏及零售時的溫度、濕度狀況。
–冷卻方法
2. 冷藏工藝條件
貯藏溫度
空氣相對濕度
空氣流速
–空氣流速越大，食品水分蒸發率也越高。
–為了保證貯藏室溫度均勻，應保持速度最低的空氣循環。
–帶包裝的食品不受空氣濕度和流速的影響
3. 食品冷藏時的變化
（1）水分蒸發
（2）冷害
在冷卻貯藏時，有些水果、蔬菜的品溫雖然在凍結點以上，但當貯藏溫度低於某一溫度界限時，果、蔬的正常生理機能受到障礙，失去平衡，稱為冷害。
（3）生化作用
（4）脂類的變化
冷卻貯藏過程中，食品中所含的油脂會發生水解，脂肪酸會氧化、聚合等複雜的變化，同時使食品的風味變差，味道惡化，出現變色、酸敗、發粘等現象。這種變化進行得非常嚴重時，就被人們稱之為“油燒”。
（5）澱粉老化
普通的澱粉大致由20%直鏈澱粉和80%支鏈澱粉構成，這兩種成分形成微小的結晶，這種結晶的澱粉叫b-dianfen。tazaishidangwenduxia，zaishuizhongrongzhangfenliexingchengjunyunhuzhuangrongye，zhezhongzuoyongjiaohuhuazuoyong。huhuazuoyongshizhishangshibadianfenfenzijiandeqingjianduankai，shuifenziyudianfenxingchengqingjian，xingchengjiaotirongye。huhuadedianfenyouchengweia-澱粉。
食品中的澱粉中以a-澱粉的形式存在。
但是在接近0℃的低溫範圍中，糊化了的a-澱粉分子又自動排列成序，形成致密的高度晶化的不溶性澱粉分子，迅速出現了澱粉的b化，這就是澱粉的老化。
老化的澱粉不易為澱粉酶作用，所以也不易被人消化吸收。
（6）微生物增殖
（7）寒冷收縮
（8）冷藏過程中不良變化的控製
4.低溫氣調貯藏
正常的空氣是由78%的氮氣、21%的(de)氧(yang)氣(qi)及(ji)少(shao)量(liang)二(er)氧(yang)化(hua)碳(tan)和(he)其(qi)它(ta)氣(qi)體(ti)組(zu)成(cheng)。所(suo)謂(wei)氣(qi)調(tiao)儲(chu)藏(zang)即(ji)是(shi)人(ren)工(gong)調(tiao)節(jie)儲(chu)藏(zang)環(huan)境(jing)中(zhong)氧(yang)氣(qi)及(ji)二(er)氧(yang)化(hua)碳(tan)的(de)比(bi)例(li)，以(yi)減(jian)緩(huan)新(xin)鮮(xian)製(zhi)品(pin)的(de)生(sheng)理(li)作(zuo)用(yong)及(ji)生(sheng)化(hua)反(fan)應(ying)的(de)速(su)度(du)，比(bi)如(ru)呼(hu)吸(xi)作(zuo)用(yong)，從(cong)而(er)達(da)到(dao)延(yan)長(chang)貨(huo)架(jia)期(qi)的(de)目(mu)的(de)。
氣調儲藏一般采用比普通冷藏更高的相對濕度（90-95%），這可以延緩新鮮製品的皺縮並降低重量損失。
目前已經商業化應用氣調儲藏的製品主要有：新鮮的肉製品、魚製品、水果及蔬菜，焙烤製品及幹酪。
食品凍藏，就是采用緩凍或速凍方法將食品凍結，而後再在能保持食品凍結狀態的溫度下貯藏的保藏方法。
一、凍製或凍結前對原料加工的工藝要求
任何凍製食品最後的品質及其耐藏性決定於下列各種因素：
凍製用原料的成分和性質
凍製用原料的嚴格選用、處理和加工
凍結方法貯藏情況
隻(zhi)有(you)新(xin)鮮(xian)優(you)質(zhi)原(yuan)材(cai)料(liao)才(cai)能(neng)供(gong)凍(dong)製(zhi)之(zhi)用(yong)。就(jiu)水(shui)果(guo)來(lai)說(shuo)，還(hai)必(bi)須(xu)選(xuan)用(yong)適(shi)宜(yi)於(yu)凍(dong)製(zhi)的(de)品(pin)種(zhong)，有(you)些(xie)品(pin)種(zhong)不(bu)宜(yi)凍(dong)製(zhi)，否(fou)則(ze)不(bu)是(shi)凍(dong)製(zhi)品(pin)品(pin)質(zhi)低(di)劣(lie)便(bian)是(shi)不(bu)耐(nai)久(jiu)藏(zang)。凍(dong)製(zhi)用(yong)果(guo)蔬(shu)應(ying)在(zai)成(cheng)熟(shu)度(du)最(zui)高(gao)時(shi)采(cai)收(shou)，此(ci)外(wai)，為(wei)了(le)避(bi)免(mian)酶(mei)和(he)微(wei)生(sheng)物(wu)活(huo)動(dong)引(yin)起(qi)不(bu)良(liang)變(bian)化(hua)，采(cai)收(shou)後(hou)應(ying)盡(jin)快(kuai)凍(dong)製(zhi)。
果蔬凍製前都應先加工處理。
水果的酶性變質比蔬菜還要嚴重些，可是水果不宜采用預煮的方法破壞酶的活力，因為這會破壞新鮮水果原有的品質。
–dongzhishuiguojiyihebian，tashiyanghuameihuodongdejieguo。weileyouxiaodikongzhiyanghua，zaidongzhishuiguozhongchangjiayouyijinmeishuiguoweidudedinongdutangjiang，youshihailingwaitianjianingmengsuan、抗壞血酸和二氧化硫等添加劑以延緩氧化作用。
肉製品一般在凍製前並不需要特殊加工處理。
二、食品的凍結及其質量
食品的凍結或凍製就是運用現代凍結技術(包括設備和工藝)在盡可能短的時間內，將食品溫度降低到它的凍結點(即冰點)以(yi)下(xia)預(yu)期(qi)的(de)凍(dong)藏(zang)溫(wen)度(du)，使(shi)它(ta)所(suo)含(han)的(de)全(quan)部(bu)或(huo)大(da)部(bu)分(fen)水(shui)分(fen)，隨(sui)著(zhe)食(shi)品(pin)內(nei)部(bu)熱(re)量(liang)的(de)外(wai)散(san)而(er)形(xing)成(cheng)冰(bing)晶(jing)體(ti)，以(yi)減(jian)少(shao)生(sheng)命(ming)活(huo)動(dong)和(he)生(sheng)化(hua)變(bian)化(hua)所(suo)必(bi)需(xu)的(de)液(ye)態(tai)水(shui)分(fen)，並(bing)便(bian)於(yu)運(yun)用(yong)更(geng)低(di)的(de)貯(zhu)藏(zang)溫(wen)度(du)，抑(yi)製(zhi)微(wei)生(sheng)物(wu)活(huo)動(dong)和(he)高(gao)度(du)減(jian)緩(huan)食(shi)品(pin)的(de)生(sheng)化(hua)變(bian)化(hua)，從(cong)而(er)保(bao)證(zheng)食(shi)品(pin)在(zai)冷(leng)藏(zang)過(guo)程(cheng)中(zhong)的(de)穩(wen)定(ding)性(xing)。
1.食品的凍結點
食品一般都是由動植物來源的原料製成，動植物原料則是由大量細胞構成，在細胞中含有大量有機物質和無機物質，包括水、鹽、糖及複雜的蛋白質、核糖核酸等，有些還溶有氣體。不僅原料如此，在加工過程中，大部分食品，特別是預製食品，還要添加鹽類、糖類、油脂等等輔料，使食品體係更為複雜。因此，食品的凍結點低於純水的冰點。
2. 食品凍結規律和水分凍結量
影響凍結速度的因素
食品成分：
非食品成分如傳熱介質、食品厚度、放熱係數（空氣流速、攪拌）以及食品和冷卻介質密切接觸程度等
3. 凍結速度與冰晶分布的關係
凍結速度快，組織內冰層推進速度大於水分移動速度時，冰晶分布越接近天然食品中液態水的分布情況，且冰晶的針狀結晶體數量多。
4.凍結對食品物理性質的影響
（1）凍結食品比熱下降
（2）凍結食品導熱係數增加
（3）熱傳導係數增加
（4）體積增加
5. 食品凍結的冷耗量
食品凍結的冷耗量就是凍結過程中食品在它降溫範圍內所放出的熱量。
凍結過程中食品的放熱量大致可以區分為三個部分
凍結前冷卻時的放熱量
凍結時形成冰晶體的放熱量
凍結食品降溫時的放熱量
6.凍結以及凍藏對食品品質的影響
凍結食品會發生食品組織瓦解、質地改變、乳狀液被破壞、蛋白質變性等。
因此，合理控製凍製對食品品質的影響是保證凍製食品品質的重要條件。
①凍結對溶液內溶質重新分布的影響
②濃縮的危害性
③冰晶體對食品的危害性
④幹耗
食品在冷卻、凍結、凍藏過程中都會產生幹耗，但因凍藏時間最長，幹耗問題更為突出。凍結食品的幹耗主要是由於食品表麵的冰結晶升華而造成的。
⑤變色
⑥液汁損失
7. 速凍與緩凍
速凍食品的質量總是高於緩凍食品
速凍的主要優點
形成的冰晶體顆粒小，對細胞的破壞性也比較小；
凍結時間越短，允許鹽分擴散和分離出水分以形成純冰的時間也隨之縮短；
將食品溫度迅速降低到微生物生長活動溫度以下，就能及時阻止凍結時食品分解；
另外迅速凍結時，濃縮的溶質和食品組織、膠體以及各種成分相互接觸的時間也顯著縮短。因而濃縮的危害性也隨之下降。
所以為了保證食品的品質，應該盡可能快地通過-1～-5℃這個最高冰晶體形成溫度帶。
8. 凍製品的包裝和貯藏
（1）包裝
合理的包裝就能顯著減少凍製食品的脫水幹燥、控製食品氧化和微生物引起的腐敗變質。
用於包裝速凍產品的包裝必須用能在-40-50℃的環境中保持柔軟，不致發脆、破裂的材料製成，常用的有EVA薄膜和線性聚乙烯等。
凍結過的水果和蔬菜有特殊意義的特點如下：
凍結以後產品的體積增加；
凍結以後包裝的產品散裝容重比事先包裝的顯然要低；
材料應能抵禦弱酸並不漏液體；
易於褐邊變和失去香味的水果，特別需要能隔絕氧氣及其它氣體的材料包裝；
所有產品都需要用不透水蒸汽的材料包裝；
凍魚為抗幹燥通常采用包冰衣的方法。
（2）貯藏
凍製四品貯藏的任務，就是盡一切可能阻止食品中各種變化，以達到長期貯藏的目的。
–食品貯藏的工藝條件如溫度、相對濕度和空氣流速是決定食品貯藏期和品質的重要因素。
A 貯藏溫度
B 凍藏食品的重結晶
C 凍藏食品的幹縮
