食品技术原理课程讲稿－第三章 低温保藏 第 1 页 ，共 48 页 第三章 食品的低温处理和保藏 第一节 概述 食品的低温保藏，即降低食品温度，并维持低温水平或冻结状态，以延缓或 阻止食品的腐败变质，达到食品的远途运输和短期或长期贮藏的目的的保藏方 法。 利用低温来保藏食品是人类在实践中所获得的成就，公元前一千多年，我国 就有利用天然冰雪来贮藏食品的记载。人们很早就会利用天然冰来降低食品的温 度，以延长食品的贮藏期。但用天然冰雪来保藏食品的方法受到地区和季节的限 制，人们曾经千方百计地贮藏冰雪，来延长对天然冰雪的利用时间。利用天然冰 雪保藏食品是一种原始的冷藏方法，天然冰的相对温度为 0℃，对大多数食品来 说，在此温度下无法达到长期贮藏的目的。 冻结食品的产生起源于19世纪上半叶冷冻机的发明。19世纪，美国人David， Boyle 和德国人 Carl von Linde 分别发明了以氨为制冷剂的压缩式冷冻机。从 此人工冷源开始逐渐代替了天然冷源，使食品的冷冻，冷藏的技术手段发生了根 本性的变革。 1877 年，Charles Tellier（法）将氨-水吸收式冷冻机用于冷冻阿根廷的 牛肉和新西兰的羊肉并运输到法国，这是食品冷冻的首次商业应用，也是冷冻食 品的首度问世。用冷冻机来直接冻结和冷藏食品有许多优越性，它不受冰融化的 限制，可以长期保藏食品；能够根据食品的冻结和冷藏是的需要对温度进行调节 和控制；省去了放冰的位置，因而大大增加了保藏食品的数量。因此将冷冻机直 接用于食品冷冻的方法迅速得到推广。 尽管人工制冷技术的出现是 19 世纪的事情，食品冷冻技术进入商业化应用 却是 20 世纪的事情。2 0 世纪初，美国建立了冻结食品厂。20 世纪 30 年代，出 现带包装的冷冻食品。二战的军需，极大地促进了美国冻结食品业的发展。战后， 冷冻技术和配套设备不断改进，预制冷冻食品（Prepared frozen food）和欲调 理食品（Precooked frozen food）的出现，高效率的解冻加热设备如微波炉的 日益普及，使冷冻食品在国外已成为方便食品和快餐的重要支柱。 20 世纪 60 年代，发达国家构成完整的冷藏链。许多冷藏库、冷藏车、冷藏 船等相继出现，成为贮藏和运输易腐水平的重要手段。速冻技术和设备是不断改 进，使大部分冷冻食品已能保持新鲜食品原有的风味和营养价值，受到消费者的 欢迎。商场中的冷冻食品陈列柜和民用电冰箱的普及，使得冷冻食品在流通领域 的质量得到充分的保证。冷冻食品进入超市。冷冻食品的品种迅猛增加。 我国在 20 世纪 70 年代，因外贸需要冷冻蔬菜，冷冻食品开始起步。80 年 代，家用冰箱和微波炉的普及，销售用冰柜和冷藏柜的使用，推动了冷冻冷藏食 品的发展；90 年代，由于人民生活水平的提高和受到外来食品的影响，速冻食 品工业得到迅速发展。冷链初步形成；品种增加，产量大幅度增加。1995 年速 冻的产量达到 240 万吨左右，年增长速度为 25%。我国速冻食品中的中式传统点 心如肉包、豆沙包、小笼包、水饺、虾饺、汤圆、春卷、烧卖、八宝粥等占相当 大的份额。 一、食品冷冻的目的 新鲜的食品在常温下（20℃左右）存放，由于附着在食品表面的微生物和食 品内所含的酶的作用，使食品的色、香、味变差，营养价值降低。如果食品在常 温下久放，就会腐败变质，以至完全不能食用。除了微生物和酶引起的变质外， 还有非酶引起的变质，如油脂的氧化酸败等。低温能够抑制微生物的生长繁殖和 食品中酶的活性，降低非酶因素引起的化学反应的速率，因而能够延长食品的保
食品技术原理课程讲稿－第三章 低温保藏 第 1 页 ，共 48 页 第三章 食品的低温处理和保藏 第一节 概述 食品的低温保藏，即降低食品温度，并维持低温水平或冻结状态，以延缓或 阻止食品的腐败变质，达到食品的远途运输和短期或长期贮藏的目的的保藏方 法。 利用低温来保藏食品是人类在实践中所获得的成就，公元前一千多年，我国 就有利用天然冰雪来贮藏食品的记载。人们很早就会利用天然冰来降低食品的温 度，以延长食品的贮藏期。但用天然冰雪来保藏食品的方法受到地区和季节的限 制，人们曾经千方百计地贮藏冰雪，来延长对天然冰雪的利用时间。利用天然冰 雪保藏食品是一种原始的冷藏方法，天然冰的相对温度为 0℃，对大多数食品来 说，在此温度下无法达到长期贮藏的目的。 冻结食品的产生起源于19世纪上半叶冷冻机的发明。19世纪，美国人David， Boyle 和德国人 Carl von Linde 分别发明了以氨为制冷剂的压缩式冷冻机。从 此人工冷源开始逐渐代替了天然冷源，使食品的冷冻，冷藏的技术手段发生了根 本性的变革。 1877 年，Charles Tellier（法）将氨-水吸收式冷冻机用于冷冻阿根廷的 牛肉和新西兰的羊肉并运输到法国，这是食品冷冻的首次商业应用，也是冷冻食 品的首度问世。用冷冻机来直接冻结和冷藏食品有许多优越性，它不受冰融化的 限制，可以长期保藏食品；能够根据食品的冻结和冷藏是的需要对温度进行调节 和控制；省去了放冰的位置，因而大大增加了保藏食品的数量。因此将冷冻机直 接用于食品冷冻的方法迅速得到推广。 尽管人工制冷技术的出现是 19 世纪的事情，食品冷冻技术进入商业化应用 却是 20 世纪的事情。2 0 世纪初，美国建立了冻结食品厂。20 世纪 30 年代，出 现带包装的冷冻食品。二战的军需，极大地促进了美国冻结食品业的发展。战后， 冷冻技术和配套设备不断改进，预制冷冻食品（Prepared frozen food）和欲调 理食品（Precooked frozen food）的出现，高效率的解冻加热设备如微波炉的 日益普及，使冷冻食品在国外已成为方便食品和快餐的重要支柱。 20 世纪 60 年代，发达国家构成完整的冷藏链。许多冷藏库、冷藏车、冷藏 船等相继出现，成为贮藏和运输易腐水平的重要手段。速冻技术和设备是不断改 进，使大部分冷冻食品已能保持新鲜食品原有的风味和营养价值，受到消费者的 欢迎。商场中的冷冻食品陈列柜和民用电冰箱的普及，使得冷冻食品在流通领域 的质量得到充分的保证。冷冻食品进入超市。冷冻食品的品种迅猛增加。 我国在 20 世纪 70 年代，因外贸需要冷冻蔬菜，冷冻食品开始起步。80 年 代，家用冰箱和微波炉的普及，销售用冰柜和冷藏柜的使用，推动了冷冻冷藏食 品的发展；90 年代，由于人民生活水平的提高和受到外来食品的影响，速冻食 品工业得到迅速发展。冷链初步形成；品种增加，产量大幅度增加。1995 年速 冻的产量达到 240 万吨左右，年增长速度为 25%。我国速冻食品中的中式传统点 心如肉包、豆沙包、小笼包、水饺、虾饺、汤圆、春卷、烧卖、八宝粥等占相当 大的份额。 一、食品冷冻的目的 新鲜的食品在常温下（20℃左右）存放，由于附着在食品表面的微生物和食 品内所含的酶的作用，使食品的色、香、味变差，营养价值降低。如果食品在常 温下久放，就会腐败变质，以至完全不能食用。除了微生物和酶引起的变质外， 还有非酶引起的变质，如油脂的氧化酸败等。低温能够抑制微生物的生长繁殖和 食品中酶的活性，降低非酶因素引起的化学反应的速率，因而能够延长食品的保
食品技术原理课程讲稿－第三章 低温保藏 第 2 页 ，共 48 页 藏期限。 食品的低温保藏也称为食品的冷冻保藏，可分为两大类：一类是食品的冷藏 贮藏，另一类是食品的冻结贮藏。前者是将食品的温度下降到食品的冻结点以上 的某一合适温度，食品中的水分不结冰，达到使大多数食品短期贮藏和某些食品 如苹果，梨，蛋等长期贮藏的目的。后者是将食品的温度下降到食品中绝大部分 的水形成冰晶，达到食品长期贮藏的目的。 食品的冷冻处理，还作为一种加工处理的手段。在低温下，食品的一些性质 与常温下有所不同，因此可以利用其来作为如下的一些手段： ○1 使食品加工处理比较容易方便。如培烤食品软面团的成型，半冻结状态 的肉的切片等。 ○2 改善食品的性状，提高食品的价值。如用低温处理是牛肉、干酪、冰激 凌成熟，用低温处理使清酒、啤酒、葡萄酒的发酵条件达到控制等。 ○3 使原来食品的主要物理性状发生改变而成为一种新的产品。如用低温制 作鱼排、冰激凌、冻豆腐、冻结干燥食品等。 二、食品冷冻的温度范围 如上所述，食品的冷冻保藏可分为两类，因此食品冷冻的温度范围也可分为 两大类：食品冷藏的温度范围和食品冻结贮藏的温度范围。食品冷却贮藏的温度 范围为-2~15℃。例如，苹果可以冷却到-1 ℃并在-1℃ 的冷藏室中贮藏。肉类可 以冷却到-1.5℃的冷藏室中短期贮藏。而香蕉则必须在 12 ℃的温度贮藏，否则 就会发生生理病害，如果皮发黑，果心发硬。柠檬和番茄等也必须采用较高的冷 藏温度。 食品冻结贮藏的温度范围为-12~-30 ℃，食品冻结贮藏的温度越低，则食品 的稳定性越好，贮藏期限也越长。但食品冻结贮藏一般是将食品尽可能地快速冻 结，使其中心温度达到-15~-18 ℃后，贮藏在-18~-23 ℃的冻藏室中。多脂鱼和 容易变色的鱼类宜放在-25 ℃或以下温度的冻藏室中贮藏。现在，欧美和日本等 发达国家和地区为了提高冻结食品的质量，多趋向于采用-25~-30 ℃的冻藏温 度。 冷藏室在食品厂中俗称高温库，而冷藏室在食品冷冻厂中俗称低温库。 以肉类为例，冷冻（包括解冻）的温度范围如图 1-1-2 所示。各阶段的含义 如下： （1）冷凉 肉体刚宰后的温度（40 ℃）借自然冷却降低至室温（约 20 ℃） 左右的过程，成之为冷凉（图中 A—B 段）。 （2）冷却 肉体温度由宰后温度或室温借人工致冷的方法降至略高于冰点温 度（在工业上为 0~4o C）的过程，称之为冷却（图中 A—B—C 段）。 （3）过冷 肉体温度由冰点下降至形成冰晶的临界温度而尚不冻结的现象称 之为过冷现象。肉类过冷临界温度在-5~-6℃（图中 C—D 段）。 （4）冻结 肉体的温度由临界温度（如无过冷现象则为冰点以上温度）降至 冰点以下温度（至低熔共晶点为止）并形成冰晶的过程，称之为冻结（图中 E— F—G 段）。 （5）继续冻结 由任何冰点以下温度继续降至低熔共晶点的过程称之为继续 冻结（F—G 段）
食品技术原理课程讲稿－第三章 低温保藏 第 2 页 ，共 48 页 藏期限。 食品的低温保藏也称为食品的冷冻保藏，可分为两大类：一类是食品的冷藏 贮藏，另一类是食品的冻结贮藏。前者是将食品的温度下降到食品的冻结点以上 的某一合适温度，食品中的水分不结冰，达到使大多数食品短期贮藏和某些食品 如苹果，梨，蛋等长期贮藏的目的。后者是将食品的温度下降到食品中绝大部分 的水形成冰晶，达到食品长期贮藏的目的。 食品的冷冻处理，还作为一种加工处理的手段。在低温下，食品的一些性质 与常温下有所不同，因此可以利用其来作为如下的一些手段： ○1 使食品加工处理比较容易方便。如培烤食品软面团的成型，半冻结状态 的肉的切片等。 ○2 改善食品的性状，提高食品的价值。如用低温处理是牛肉、干酪、冰激 凌成熟，用低温处理使清酒、啤酒、葡萄酒的发酵条件达到控制等。 ○3 使原来食品的主要物理性状发生改变而成为一种新的产品。如用低温制 作鱼排、冰激凌、冻豆腐、冻结干燥食品等。 二、食品冷冻的温度范围 如上所述，食品的冷冻保藏可分为两类，因此食品冷冻的温度范围也可分为 两大类：食品冷藏的温度范围和食品冻结贮藏的温度范围。食品冷却贮藏的温度 范围为-2~15℃。例如，苹果可以冷却到-1 ℃并在-1℃ 的冷藏室中贮藏。肉类可 以冷却到-1.5℃的冷藏室中短期贮藏。而香蕉则必须在 12 ℃的温度贮藏，否则 就会发生生理病害，如果皮发黑，果心发硬。柠檬和番茄等也必须采用较高的冷 藏温度。 食品冻结贮藏的温度范围为-12~-30 ℃，食品冻结贮藏的温度越低，则食品 的稳定性越好，贮藏期限也越长。但食品冻结贮藏一般是将食品尽可能地快速冻 结，使其中心温度达到-15~-18 ℃后，贮藏在-18~-23 ℃的冻藏室中。多脂鱼和 容易变色的鱼类宜放在-25 ℃或以下温度的冻藏室中贮藏。现在，欧美和日本等 发达国家和地区为了提高冻结食品的质量，多趋向于采用-25~-30 ℃的冻藏温 度。 冷藏室在食品厂中俗称高温库，而冷藏室在食品冷冻厂中俗称低温库。 以肉类为例，冷冻（包括解冻）的温度范围如图 1-1-2 所示。各阶段的含义 如下： （1）冷凉 肉体刚宰后的温度（40 ℃）借自然冷却降低至室温（约 20 ℃） 左右的过程，成之为冷凉（图中 A—B 段）。 （2）冷却 肉体温度由宰后温度或室温借人工致冷的方法降至略高于冰点温 度（在工业上为 0~4o C）的过程，称之为冷却（图中 A—B—C 段）。 （3）过冷 肉体温度由冰点下降至形成冰晶的临界温度而尚不冻结的现象称 之为过冷现象。肉类过冷临界温度在-5~-6℃（图中 C—D 段）。 （4）冻结 肉体的温度由临界温度（如无过冷现象则为冰点以上温度）降至 冰点以下温度（至低熔共晶点为止）并形成冰晶的过程，称之为冻结（图中 E— F—G 段）。 （5）继续冻结 由任何冰点以下温度继续降至低熔共晶点的过程称之为继续 冻结（F—G 段）
食品技术原理课程讲稿－第三章 低温保藏 第 3 页 ，共 48 页 （6）继续冷却 肉体温度由低熔共晶点继续下降的过程，称之为继续冷却（G —H 段）。 （7）冷藏 将肉体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（图中 B—C 段或 C 点）。 （8）冻藏 将肉体温度维持在恒定的某一冰点以下的温度（一般为-15~-18℃） 的保藏过程称之为冷藏（图中为 E—F—G—H 段）。 （9）解冻 将肉体温度由冰点以下温度提高到冰点以上的温度，并使冰结晶 融化为水的过程，称之为解冻（图中 I—J 段）。 （10）回热 肉体温度由冰点以上温度开始升温至室温以下的过程称之为回热 （图中 J—K 段）。 三、冷冻食品的特点 易保藏，广泛用于肉、禽、水产、乳、蛋、蔬菜和水果等易腐食品的生产、运输 和贮藏；营养、方便、卫生、经济； 市场需求量大，在发达国家占有重要的地位，在发展中国家发展迅速。 缺点：需要一个冷冻链，温度波动大对品质影响大。 温度波动 1 部分溶解：微生物生长繁殖。 2 部分溶解 ：冷冻后又结晶。冰晶体为晶核致使冰晶体越来越大，机 械破坏。 四、低温保藏的类别及适应性 （一）类别 1 冷却冷藏（保藏期不长）：就是在低温并且在食品冰点以上不使食 品冻结的地方保藏食品。 2 冻结冷藏（冻藏）：就是在冰点以下，使食品冻结的保藏匿方法。 一般温度在（-23—-35 °C） (二)原料特性及低温保藏技术应用 1 植物性原料：植物性原料一般采用低温冷却冷藏。 蔬菜、水果采摘后，继续进行着生命活动，主要是呼吸作用由于脱离了养料的供 应，所以只消耗自身营养，向品质劣化方向发展。要防止劣化，必须抑制呼吸作 用可采用降低温度方法。但当温度降得过低就会发生生理上的低温障碍。 （1） 造成低温障碍原因的几种说法：
食品技术原理课程讲稿－第三章 低温保藏 第 3 页 ，共 48 页 （6）继续冷却 肉体温度由低熔共晶点继续下降的过程，称之为继续冷却（G —H 段）。 （7）冷藏 将肉体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（图中 B—C 段或 C 点）。 （8）冻藏 将肉体温度维持在恒定的某一冰点以下的温度（一般为-15~-18℃） 的保藏过程称之为冷藏（图中为 E—F—G—H 段）。 （9）解冻 将肉体温度由冰点以下温度提高到冰点以上的温度，并使冰结晶 融化为水的过程，称之为解冻（图中 I—J 段）。 （10）回热 肉体温度由冰点以上温度开始升温至室温以下的过程称之为回热 （图中 J—K 段）。 三、冷冻食品的特点 易保藏，广泛用于肉、禽、水产、乳、蛋、蔬菜和水果等易腐食品的生产、运输 和贮藏；营养、方便、卫生、经济； 市场需求量大，在发达国家占有重要的地位，在发展中国家发展迅速。 缺点：需要一个冷冻链，温度波动大对品质影响大。 温度波动 1 部分溶解：微生物生长繁殖。 2 部分溶解 ：冷冻后又结晶。冰晶体为晶核致使冰晶体越来越大，机 械破坏。 四、低温保藏的类别及适应性 （一）类别 1 冷却冷藏（保藏期不长）：就是在低温并且在食品冰点以上不使食 品冻结的地方保藏食品。 2 冻结冷藏（冻藏）：就是在冰点以下，使食品冻结的保藏匿方法。 一般温度在（-23—-35 °C） (二)原料特性及低温保藏技术应用 1 植物性原料：植物性原料一般采用低温冷却冷藏。 蔬菜、水果采摘后，继续进行着生命活动，主要是呼吸作用由于脱离了养料的供 应，所以只消耗自身营养，向品质劣化方向发展。要防止劣化，必须抑制呼吸作 用可采用降低温度方法。但当温度降得过低就会发生生理上的低温障碍。 （1） 造成低温障碍原因的几种说法：
食品技术原理课程讲稿－第三章 低温保藏 第 4 页 ，共 48 页 a 由于阻碍生理作用的有害物质积蓄造成。 b 低温下，细胞内的线粒体核糖核酸的机 发生异常。 c 植物组织以碳水化合物为主，对结冰发生膨胀的抵抗性减弱，组织细胞受到 机械损伤。 （2） 根据低温障碍感受性把果蔬分为以下几类： a 感受性高：只轻度一次冻结就受到障碍的。如：黄瓜、西红柿、茄子、莴苣、 香蕉、李子 b 感受性中：轻度地冻结一二次，不受障碍影响的。如：菠菜、菜花、洋葱、 胡萝卜、萝卜、苹果。 c 感受性低：反复冻结也不受影响的。如：卷心菜、海参。 果蔬呼吸糸数：Q10= 1-5。糖分损失量：Q10=10。 （3） 影响呼吸的因素： a 温度：生理临界温度以上。温度波动影响很大，波动 1-5 度，糖分损失 30-50% b 相对湿度：湿度高━结露━微生物损害━腐败 c 机械伤：伤处呼吸 度升高。 d 大气组分：CO2/O2 达到一定比例；下降到达。2.5—5%（生理临界需氧量）， 呼吸中止。 介绍二个概念 呼吸强度：单位生物材料，单位时间内，吸收 02 毫升数或放出 CO2 的毫升数。 呼吸商：单位生物材料，单位时间内，放出 CO2 和吸收 O2 的比例 2 动物性原料： 动物性食品不同于植物性食品，它死亡之后主要发生如下的变化：
食品技术原理课程讲稿－第三章 低温保藏 第 4 页 ，共 48 页 a 由于阻碍生理作用的有害物质积蓄造成。 b 低温下，细胞内的线粒体核糖核酸的机 发生异常。 c 植物组织以碳水化合物为主，对结冰发生膨胀的抵抗性减弱，组织细胞受到 机械损伤。 （2） 根据低温障碍感受性把果蔬分为以下几类： a 感受性高：只轻度一次冻结就受到障碍的。如：黄瓜、西红柿、茄子、莴苣、 香蕉、李子 b 感受性中：轻度地冻结一二次，不受障碍影响的。如：菠菜、菜花、洋葱、 胡萝卜、萝卜、苹果。 c 感受性低：反复冻结也不受影响的。如：卷心菜、海参。 果蔬呼吸糸数：Q10= 1-5。糖分损失量：Q10=10。 （3） 影响呼吸的因素： a 温度：生理临界温度以上。温度波动影响很大，波动 1-5 度，糖分损失 30-50% b 相对湿度：湿度高━结露━微生物损害━腐败 c 机械伤：伤处呼吸 度升高。 d 大气组分：CO2/O2 达到一定比例；下降到达。2.5—5%（生理临界需氧量）， 呼吸中止。 介绍二个概念 呼吸强度：单位生物材料，单位时间内，吸收 02 毫升数或放出 CO2 的毫升数。 呼吸商：单位生物材料，单位时间内，放出 CO2 和吸收 O2 的比例 2 动物性原料： 动物性食品不同于植物性食品，它死亡之后主要发生如下的变化：
食品技术原理课程讲稿－第三章 低温保藏 第 5 页 ，共 48 页 ATP━→ADP━→AMP 保持生鲜━→冷却冷藏━→短期，如经无菌特殊处理，可达 2—3 天， 所以一般冻结冷藏。 从动物死亡━→呼吸停止━→尸僵前期━→蛋白质裂解━→尸僵后期━→进行 冻结。 肉有一熟化过程，产生许多风味物质。 第二节 低温防腐的基本原理 一、低温对酶活性的影响 酶是生物机体组织内的一种具有催化特性的特殊蛋白质。酶是活性与温度有 关，在一定的温度范围内（0~40℃），酶的活性随温度上升而增大，但是酶也是 一种蛋白质，其本身也会因温度过高而变性，失去其催化特性。在酶促反应中， 这两个相反的影响是同时存在的，因此在某一温度时，酶促反应速度最大，这个 温度就称为酶的最适温度。大多数酶是最适温度为 30~40℃。当温度超过酶的最 适温度时，酶的活性就开始受到破坏。当温度达到 80~90℃时，几乎所有的酶的 活性都遭受到破坏。酶的活性因温度而发生的变化常用温度系数 Q10 来衡量： Q10= K2/K1 式中 K1—温度为 t 时酶促反应的化学速率常数 K2—温度为 t+10oC 时酶促反应是化学反应速率常数 在一定的温度范围内，大多数酶的 Q10 值为 2~3，也就是说温度每下降 10℃， 酶的活性就会削弱至原来的 1/2~1/3。低温并不会破坏酶的活性，但可以在一定 程度上抑制酶的活性。温度越低，对酶的活性的抑制作用越强。例如将食品的温 度维持在-18℃以下，食品中酶的活性就会受到很大程度上的抑制，从而有效的 延缓了食品的腐败变质的发生。然而，酶在低温下往往仍有部分活性，因而其催 化作用仍在非常缓慢地进行。例如蛋白酶在-30℃下仍有微弱的活性，脂肪水解 酶在-20℃仍能引起脂肪的缓慢水解。特别应该引起注意的是，食品在解冻是酶 的活性将会重新活跃起来，加速食品的变质。 为了将食品在冻结，冻藏和解冻过程中由于酶活性而引起的不良变化降低到 最低温度，食品常经过短时间热烫（或预煮），预先将酶的活性钝化，然后在冻 结。热烫处理的程度应控制在恰好能够破坏食品中各种酶的活性。由于过氧化物 酶是最耐热的酶，当过氧化物失活时，可以保证所以其他酶也受到破坏，因此常 采用检验食品中过氧化物酶的残余活性的方法，来确定食品热烫处理的工艺条 件。 二、低温对微生物的影响 （一）低温和微生物的关系 任何微生物都有一定的正常生长繁殖的温度范围，温度越低，它们的活动能 力也越弱。 温度降低到微生物的最低生长温度时，微生物就会停止生长。许多嗜温菌和嗜冷 菌的最低生长温度低于 0℃，有的甚至可低达-8℃，如荧光杆菌的最低生长温度 为-8.9℃。温度降至微生物的最低生长温度以下，就会导致微生物死亡。不过在 低温下，微生物的死亡速度比在高温下缓慢的多
食品技术原理课程讲稿－第三章 低温保藏 第 5 页 ，共 48 页 ATP━→ADP━→AMP 保持生鲜━→冷却冷藏━→短期，如经无菌特殊处理，可达 2—3 天， 所以一般冻结冷藏。 从动物死亡━→呼吸停止━→尸僵前期━→蛋白质裂解━→尸僵后期━→进行 冻结。 肉有一熟化过程，产生许多风味物质。 第二节 低温防腐的基本原理 一、低温对酶活性的影响 酶是生物机体组织内的一种具有催化特性的特殊蛋白质。酶是活性与温度有 关，在一定的温度范围内（0~40℃），酶的活性随温度上升而增大，但是酶也是 一种蛋白质，其本身也会因温度过高而变性，失去其催化特性。在酶促反应中， 这两个相反的影响是同时存在的，因此在某一温度时，酶促反应速度最大，这个 温度就称为酶的最适温度。大多数酶是最适温度为 30~40℃。当温度超过酶的最 适温度时，酶的活性就开始受到破坏。当温度达到 80~90℃时，几乎所有的酶的 活性都遭受到破坏。酶的活性因温度而发生的变化常用温度系数 Q10 来衡量： Q10= K2/K1 式中 K1—温度为 t 时酶促反应的化学速率常数 K2—温度为 t+10oC 时酶促反应是化学反应速率常数 在一定的温度范围内，大多数酶的 Q10 值为 2~3，也就是说温度每下降 10℃， 酶的活性就会削弱至原来的 1/2~1/3。低温并不会破坏酶的活性，但可以在一定 程度上抑制酶的活性。温度越低，对酶的活性的抑制作用越强。例如将食品的温 度维持在-18℃以下，食品中酶的活性就会受到很大程度上的抑制，从而有效的 延缓了食品的腐败变质的发生。然而，酶在低温下往往仍有部分活性，因而其催 化作用仍在非常缓慢地进行。例如蛋白酶在-30℃下仍有微弱的活性，脂肪水解 酶在-20℃仍能引起脂肪的缓慢水解。特别应该引起注意的是，食品在解冻是酶 的活性将会重新活跃起来，加速食品的变质。 为了将食品在冻结，冻藏和解冻过程中由于酶活性而引起的不良变化降低到 最低温度，食品常经过短时间热烫（或预煮），预先将酶的活性钝化，然后在冻 结。热烫处理的程度应控制在恰好能够破坏食品中各种酶的活性。由于过氧化物 酶是最耐热的酶，当过氧化物失活时，可以保证所以其他酶也受到破坏，因此常 采用检验食品中过氧化物酶的残余活性的方法，来确定食品热烫处理的工艺条 件。 二、低温对微生物的影响 （一）低温和微生物的关系 任何微生物都有一定的正常生长繁殖的温度范围，温度越低，它们的活动能 力也越弱。 温度降低到微生物的最低生长温度时，微生物就会停止生长。许多嗜温菌和嗜冷 菌的最低生长温度低于 0℃，有的甚至可低达-8℃，如荧光杆菌的最低生长温度 为-8.9℃。温度降至微生物的最低生长温度以下，就会导致微生物死亡。不过在 低温下，微生物的死亡速度比在高温下缓慢的多
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