第四章食品冷冻

第四章低温保藏概述冷冻食品和冷却食品冷冻和冷却食品的特点低温保藏食品的历史冷冻食品食品低温保藏就是降低食品温度，并维持低温水平，以便阻止或延缓它们的腐败变质，从而达到远途运输和短期或长期的贮藏目的。冻结食品，是冻结后在低于冻结点的温度保藏的食品。冷却食品不需要冻结，是将食品的温度降到接近冻结点，并在此温度下保藏的食品。冷藏制品（0℃-8℃）冻藏制品（<-1℃）低温保藏食品的特点易保藏，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低温保藏食品的历史利用低温保藏食品是人类在实践中所取得的成就。炎热季节里，人们不仅懂得了可以利用山洞、地窖及井水和泉水降温，还学会了用天然降温的方法延缓食品的腐败变质。这种方法在那些没有人工制冷的地区至今仍在使用。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。冻结食品的产生起源于19世纪上半叶冷冻机的发明。1834年，JacobPerkins（英）发明了以乙醚为介质的压缩式冷冻机。1860年，Carre（法）发明以氨为介质，以水为吸收剂的吸收式冷冻机。1872年，DavidBoyle（美）和CarlVonLinde（德）分别发明了以氨为介质的压缩式冷冻机，当时主要用于制冰。1877年，CharlesTellier（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。20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，出现预制冷冻制品、耐热复合塑料薄膜包装袋和高质快速解冻复原加热设备，冷冻食品业成为方便食品和快餐业的支柱行业。20世纪60年代，发达国家构成完整的冷藏链。冷冻食品进入超市。冷冻食品的品种迅猛增加。冷冻加工技术从整体冻结向小块或颗粒冻结发展。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；出现冷冻面点。90年代，冷链初步形成；品种增加，风味特色产品和各种菜式；生产企业和产量大幅度增加。在大城市里，冷冻馅类主食、点心，冷冻调理食品已进入寻常百姓家，成为一口三餐的组成部分。国家统计局经济景气监测中心1998年中国城市食品消费形态调查结果表明，54％的家庭食用速冻主食，最受欢迎的是速冻饺子，选择率80％，其他依次为汤圆57％、包子33％、馄饨28％、馒头／花卷25％、烧麦14％和粽子11％。目前，冷冻食品市场上的主要品种还是米面馅类、点心和水产品、畜禽肉加工产品。

第一节食品冷冻保藏原理概述低温对微生物的影响低温对酶活性的影响低温对非酶作用的影响概述食品原料有动物性和植物性之分。食品的化学成分复杂且易变。食品因腐烂变质造成的损失惊人。引起食品腐烂变质的三个主要因素。一、低温对反应速度的影响食品冷冻保藏中主要涉及的微生物有细菌(bacteria)、霉菌(moulds)和酵母菌(yeasts)，它们是能够生长繁殖的活体，因此需要营养和适宜的生长环境。动物性食品是它们生长繁殖的最好材料，而植物性食品只有在受到物理损伤或处于衰老阶段时，才易被微生物所利用。由于微生物能分泌出各种酶类物质，使食品中的蛋白质、脂肪等营养成分发生分解，并产生硫化氢、氨等难闻的气味和有毒物质，使食品失去食用价值。二、低温对微生物的影响根据微生物对温度的耐受程度，将其划分为三类，即嗜冷菌(psychrophile)、嗜温菌(mesophile)和嗜热菌(thermophile)。温度对微生物的生长繁殖影响很大。温度越低，它们的生长与繁殖速率也越低。当处在它们的最低生长温度时，其新陈代谢活动已减弱到极低的程度，并出现部分休眠状态。微生物类型温度℃最低最适最高嗜冷微生物-7~515~2025~30嗜温微生物10~1530~4040~50嗜热微生物30~4550~6075~80微生物按生长温度分类部分微生物生长和产生毒素的最低温度微生物最低生长温度℃产毒素最低温度℃食物中毒性微生物肉毒杆菌A10.010.0---肉毒杆菌B肉毒杆菌C---肉毒杆菌D3.0---梭状荚膜产气杆菌15~20---金黄色葡萄球菌6.76.7沙门氏杆菌6.7不产外毒素粪便指示剂微生物埃希氏大肠杆菌3~5产气杆菌0大肠杆菌类3~5肠球菌0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。影响微生物低温致死的因素温度降温速度结合状态和过冷状态介质贮藏期交替冻结和解冻1.温度的高低

在冰点左右，特别在冰点以上，微生物仍然具有一定的生长繁殖能力，虽只有部分能适应低温的微生物和嗜冷菌逐渐增长，但最后也会导致食品变质。对低温不适应的微生物则逐渐死亡。这就是高温冷藏食品时仍会出现不耐久藏的原因。稍低于生长温度或冻结温度时对微生物的威胁性最大，一般为-2℃—-12℃，尤以-2℃—-5℃为最甚，此时微生物的活动就会受到抑制或几乎全部死亡。温度冷却到-20℃--25℃时，微生物细胞内所有酶的反应实际上几乎全部停止，并且还延缓了细胞内胶质体的变性，因而此时微生物的死亡比在-2℃—-12℃时就缓慢得多。

2.降温速度食品冻结前，降温愈速，微生物的死亡率也愈大。这是因为迅速降温过程中，微生物细胞内新陈代谢时原来协调一致的各种生化反应未能及时迅速重新调整，并和温度变化情况相适应所致。食品冻结时情况恰好相反，缓冻将导致大量微生物死亡，而速冻则相反。因为缓冻时一般食品温度常长时间处于-2～-12℃，并形成量少粒大的冰晶体，对细胞产生机械性破坏作用，还促进蛋白质变性，以致微生物死亡率相应增加。速冻时食品在对细胞威胁性最大的温度范围内停留的时间甚短，同时温度迅速下降到-18℃以下，能及时终止细胞内酶的反应和延缓胶质体的变性，故微生物的死亡率也相应降低。一般情况下，食品速冻过程中微生物的死亡数仅为原菌数的50%左右。

3.结合水分和过冷状态

急速冷却时，如果水分能迅速转化成过冷状态，避免结晶并成为固态玻璃质体，这就有可能避免因介质内水分结冰所遭受到的破坏作用。类似这样的现象在微生物细胞内原生质冻结时就有出现的可能，当它含有大量结合水分时，介质极易进入过冷状态，不再形成冰晶体，这将有利于保持细胞内胶质体的稳定性。若和生长细胞相比，细菌和霉菌芽孢中的水分含量就比较低，而其中结合水分的含量就比较高，因而它们在低温下的稳定性也就相应地较高。4.介质

高水分和低pH值的介质会加速微生物的死亡，而糖、盐、蛋白质、胶体、脂肪对微生物有保护作用。5.贮藏期低温贮藏时微生物数一般总是随着贮存期的增加而有所减少；但是贮藏温度愈低，减少的量愈少，有时甚至于没有减少。贮藏初期（也即最初数周内），微生物减少的量最大，其后它的死亡率下降。一般来说，贮藏一年后微生物死亡数将达原菌数的60%-90%以上。在酸性水果和酸性食品中微生物数的下降比在低酸性食品中更多。6.交替冻结和解冻理论上认为交替冻结和解冻将加速微生物的死亡，实际上效果并不显著。冻制食品并非无菌，因而就可能含有病原菌，如肉毒杆菌、金黄色葡萄球菌、肠球菌、溶血性链球菌、沙门氏菌等。三、低温对酶活性的影响酶作用的效果因原料而异酶活性随温度的下降而降低一般的冷藏和冻藏不能完全抑制酶的活性酶活性虽在冷冻冷藏中显著下降，但并不说明酶完全失活，在长期冷藏中，酶的作用仍可使食品变质。当食品解冻后，随着温度的升高，仍保持活性的酶将重新活跃起来，加速食品的变质。商业上一般采用-18℃作为贮藏温度，实践证明，对于多数食品在数周至数月内是安全可行的。

基质浓度和酶浓度对催化反应速度影响也很大。例如，在食品冻结时，当温度降至-1­--5℃时，有时会呈现其催化反应速度比高温时快的现象，其原因是在这个温度区间，食品中的水分有80%变成了冰，而未冻结溶液的基质浓度和酶浓度都相应增加的结果。四、温度对呼吸作用的影响果蔬食品在冷藏加工中（冰点以上），呼吸是植物性食品维持生命代谢特有的现象。呼吸可分为有氧呼吸和无氧呼吸。有氧呼吸的实质是在酶的催化下消耗自身能量的氧化过程，使其中的糖类和有机物质分解为CO2和H20,同时放出大量的热。无氧呼吸是在氧气不足的环境下，糖类自身分解为乙醇和CO2，同时放出少量热。无论是有氧呼吸还是无氧呼吸，呼吸都使食品的营养成分损失，而且呼吸放出的热量与有毒物质也加速食品的变质。五、低温对非酶因素的影响各种非酶促化学反应的速度，都会因温度下降而降低第二节食品的冷却和冷藏一、概述

冷却是将食品的品温降低到接近食品的冰点但不冻结的一种冷加工方法，它是延长食品贮藏期的一种被广泛采用的方法。冷却的主要对象是植物性食品，由于水果、蔬菜等植物性食品都是有生命的有机体，在贮藏过程中还在进行呼吸作用，放出呼吸热，使其自身温度升高而加快衰老过程，因此必须冷却来除去呼吸热而延长其贮藏期。另一方面，水果、蔬菜的冷却应及时进行，以除去田间热，使呼吸作用自摘收后就处于较低水平，以保持水果、蔬菜的品质。对于草莓、葡萄、樱桃、生菜、胡萝卜等品种，摘收后早一天冷却处理，往往可以延长贮藏期半个月至一个月。马铃薯、洋葱等品种由于收获前生长在地下，收获时容易破皮、碰伤，因此需要在常温下养好伤后再进行冷却贮藏。应当强调指出，果蔬类植物性食品的冷却温度不能低于发生冷害的界限温度，否则会使果蔬正常的生理机能受到障碍，出现冷害。

冷却也是短期保存肉类的有效手段。肉类的冷却是将肉类冷却到冰点以上的温度，一般为0-4℃。由于在此温度下，酶的分解作用、微生物的生长繁殖及干耗、氧化作用等均未被充分抑制，因此冷却肉只能贮藏较短的时间。如果想作较长期的贮藏，必须把肉类冻结，使温度降到-18℃，才能有效地抑制酶、非酶及微生物的作用。肉类在冷却贮藏的过程中，在低温下进行成熟作用，使肉的色泽、风味、柔软度都变好，增加了商品价值。

二、冷却的方法（一）固体物料的冷却（二）液体物料的冷却（三）其它冷却方法（一）、固体物料的冷却1.空气冷却2.冷水冷却3.碎冰冷却4.真空冷却空气冷却降温后的冷空气作为冷却介质其工艺效果主要决定于空气的温度、相对湿度和流速等。缺点：当空气相对湿度低时，食品的干耗较大。冷水冷却冷水冷却可用于家禽、鱼、果蔬的预冷却，特别是对鲜度下降快的水果更为适用。①浸渍式；②喷淋式；③降水式。被冷却食品直接浸在冷水中冷却．并有搅拌器不停地搅拌冷水。在被冷却食品的上方，由喷嘴把冷却了的加压水呈散水状喷向食品，达到冷却。被冷却的水果在传送带上移动，上部的水盘均匀地像降雨一样地降水。碎冰冷却冰价格便宜、无害，便于携带和储藏。防止干耗。冰分为淡水冰和海水冰。块冰、管冰、片冰、米粒冰块冰、片冰冷却速度影响因素：食品种类、大小、冷却前食品原始温度、冰块和食品的比例、冰块大小。真空冷却水在低压下蒸发时要吸取气化潜热，这些汽化热使食品本身的温度迅速下降。由于冷却速度快，一般冷却时间只需要20-30min，水分蒸发量也只2％-4％，还不会影响蔬菜新鲜饱满的外观。国外一般都是在离冷库较远的蔬菜产地大量收获蔬菜后的运输途中使用。（二）液体食品物料的冷却特点—间接冷却冷却介质冷却器：间歇式、连续式贮藏温度空气相对湿度空气流速表2-8三、常见食品的冷藏工艺参数四、影响冷藏的因素贮藏温度空气相对湿度及流速食品原料的种类贮藏温度冷藏温度应根据具体的原料来确定。冷藏温度越接近原料的冻结温度，贮藏期越长（香蕉、瓜类、马铃薯等在临界温度下有冷害的除外）。应严格控制冷藏室温度。温度波动会使空气中的水分冷凝在食品表面，导致发霉。空气相对湿度若湿度过高，食品表面就会有水分冷凝，不仅容易发霉也容易腐烂。若湿度过低，则食品因水分迅速蒸发而发生萎蔫。冷藏时适宜的湿度：水果，85-90%蔬菜，90-95%坚果，70%干燥制品，＜50%空气流速为了保证贮藏室内温度均匀，应保持最低速度的空气循环。空气流速越大，食品水分蒸发率越高。带包装的食品不受空气相对湿度和空气流速的影响。食品原料的种类（1）贮藏期内仍然保持原有生命力的（2）已失去生命力的由于原料性质不同，组成成分不同，冷藏前的加工工艺不同，食品在冷藏时所发生的变化也不尽相同。除了肉类在冷藏过程中的成熟作用外，其它所有变化均会使食品的品质下降。采取一定的措施可以减缓变化速度（控制温度和湿度，采用合适的包装，采用冷藏结合气调储藏等）。五、食品冷藏时的变化1．水分蒸发食品在冷却时及冷藏中，因为温湿度差而发生表面水分蒸发。水分蒸发不仅造成重量损失（俗称干耗），而且使果蔬类食品失去新鲜饱满的外观。减重达到5%时，水果、蔬菜会出现明显的凋萎现象。肉类食品因水分蒸发而发生表面收缩硬化，形成干燥皮膜，肉色也有变化。鸡蛋因水分蒸发而造成气室增大。

水果蔬菜的水分蒸发特性

水分蒸发特性水果蔬菜的种类A型

(蒸发量小)苹果、橘子、柿子、梨、西瓜、葡萄(欧洲种)、马铃薯、洋葱B型

(蒸发量中等)白桃、李子、无花果、番茄、甜瓜、莴苣、萝卜C型

(蒸发量大)樱桃、杨梅、龙须菜、葡萄(美国种)、叶菜类、蘑菇

冷却及贮藏中食肉胴体的干耗(θ=1℃，φ=80%~90%，ν=0.2m/s)时间牛(%)小牛(%)羊(%)猪(%)12小时2.02.02.01.024小时2.52.52.52.036小时3.03.03.02.548小时3.53.53.53.08天4.04.04.54.014天4.54.65.05.0肉类水分蒸发的量与冷却室内的温度、湿度及流速有密切关系，还与肉的种类、单位质量表面积的大小、表面形状、脂肪含量等有关。一般是低温、高湿的条件如品温约0-1℃，湿度为80％-90％时质量损失较小。在冷藏时，果蔬的品温虽然在冻结点以上，但当贮藏温度低于某一温度界限时，果蔬的正常生理机能受到障碍，称为冷害。冷害症状随品种的不同而各不相同，最明显的症状是表皮出现软化斑点和核周围肉质变色，像西瓜表面凹斑、鸭梨的黑心病等。（2）冷害

另有一些水果、蔬菜，在外观上看不出冷害的症状，但冷藏后再放到常温中，就丧失了正常的促进成熟作用的能力，这也是冷害的一种。例如香蕉，如放入低于11.7℃的冷藏室内一段时间，拿出冷藏室后表皮变黑成腐烂状，俗称“见风黑”。而生香蕉的成熟作用能力则已完全失去。一般来讲，产地在热带、亚热带的果蔬容易发生冷害。需要在低于界限温度的环境中放置一段时间，才会出现冷害。症状出现最早的品种是香蕉，像黄瓜、茄子一般则需要10-14d的时间。水果蔬菜冷害的界限温度和症状种类界限温度(℃)症状种类界限温度(℃)症状香蕉11.7-13.8果皮变黑马铃薯4.4发甜、褐变西瓜4.4凹斑、风味异常番茄(熟)7.2-10软化、腐烂黄瓜7.2凹斑、水浸状斑点腐败番茄(生)12.3-13.9催熟果颜色茄子7.2表皮变色、腐败

（3）串味

有强烈香味或臭味的食品，与其他食品放在一起冷却贮藏，这香味或臭味就会传给其他食品。例如洋葱与苹果放在一起冷藏，葱的臭味就会传到苹果上去。这样，食品原有的风味就会发生变化，使品质下降。

一间冷藏室内放过具有强烈气味的物质后，在室内留下的强烈气味会串给接下来放入的食品。如放入洋葱后，虽然洋葱已出库，但其气味会串给随后放入的苹果。要避免上述二种情况，就要求在管理上做到专库专用，或在一种食品出库后严格消毒和除味。另外，冷藏库还具有一些特有的臭味，俗称冷臭，这种冷臭也会串给冷却食品。

（4）生化作用

水果、蔬菜在收获后仍是有生命的活体。为了运输和贮存上的便利，果蔬一般在收获时尚未完全成熟，因此收获后还有一个后熟过程。在冷却贮藏过程中，水果、蔬菜的呼吸作用、后熟作用仍在继续进行，体内各种成分也不断发生变化。例如淀粉和糖的比例，糖酸比，维生素C的含量等等，同时还可以看到颜色、硬度等的变化。肉类在冷藏中的成熟作用。刚屠宰的动物肉柔软，且具有很高的持水性放置一段时间肉质粗硬，持水性大大下降动物肉继续放置一段时间动物肉肉质柔软，持水性回升，风味也有极大改善肉类在冷藏中的成熟作用在冷却条件下，肉类在低温下缓慢地进行着成熟作用，一般可在0-1℃的温度下进行。由于动物的种类不同，成熟作用的表现也不同。对猪、家禽等，就不十分强调成熟作用，而对牛、绵羊、野禽等，成熟作用则十分重要，它对于肉质软化与风味增加有显著的效果，提高了它们的商品价值。（5）脂类的变化

冷却贮藏过程中，食品中所含的油脂会发生水解，脂肪酸氧化、聚合等复杂的变化，使得食品的风味变差，味道恶化，出现变色、酸败、发粘等现象。这种变化进行得非常严重时，俗称为“油烧”。

（6）淀粉老化微晶形式存在的（20%直链/80%支链）普通淀粉（-淀粉）较高温度下（食品加工）糊化在水中溶胀形成均匀糊状溶液（-淀粉）接近0℃的低温范围中自动排列成序形成致密的高度晶化的不溶性淀粉分子化/老化。老化的淀粉不易为淀粉酶作用，所以也不易被人体消化吸收。含水量为多少最易老化？含水量30～60%最易老化。什么条件下淀粉不易老化？

A。含水量在10%以下的干燥状态

B。大量水中淀粉老化作用的最适温度是：2～4℃。例如面包在冷却贮藏时淀粉迅速老化，松软的质感不复存在；土豆在冷藏陈列柜中贮存时，也会有淀粉老化现象发生。什么温度不发生老化？当贮存温度低于-20℃或高于60℃时，均不会发生淀粉老化的现象。因为低于-20℃时，淀粉分子间的水分急速冻结，形成的冰结晶阻碍了淀粉分子间的相互靠近而不能形成氢键。（7）微生物的繁殖在冷却时，当果蔬渐渐衰老或者有伤口时，霉菌就会在此繁殖。肉类在冷却时也会有霉菌和细菌的繁殖，细菌繁殖时，肉的表面会出现粘湿现象。鱼类在冷却时也有细菌繁殖，因为鱼体上附着的水中细菌，如极毛杆菌、无芽孢杆菌、弧菌等都是低温细菌。在冷却温度下，微生物特别是低温细菌，它的繁殖和分解作用并没有充分被抑制，只是速度变得缓慢些，时间一长，由于低温细菌的繁殖，就会使食品发生腐败。

（8）寒冷收缩宰后的牛肉在短时间内快速冷却，肌肉会发生显著收缩，以后即使经过成熟过程，肉质也不会十分软化，这种现象叫寒冷收缩。一般来说，宰后10h内，肉温降低到8℃以下，容易发生寒冷收缩。但这温度与时间，对成牛与小牛，或者同一头牛的不同部位都有差异。例如成牛，肉温低于8℃，而小牛则肉温低于4℃。复习判断题1、冷库中空气流动速率越大，库内温度越均匀，越有利于产品质量的保持。2、食品的储藏期是食品储藏温度的函数。在保证食品不至于冻结的情况下，冷藏温度越接近冻结温度则储藏期越长。3、如果在冷害临界温度下经历时间较短，即使在界限温度以下，也不会出现冷害，因为水果、蔬菜冷害的出现还需一段时间。第三节食品的冻结一、冻结点与冻结率二、冻结曲线三、冻结速度四、冻结时间

一、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温度-60℃左右，食品内水分全部冻结。低温冷库的贮藏温度一般为-12℃~-30℃。在-18℃时，食品中绝大部分水分已冻结，能够达到冻藏的要求。冻结率：冻结终了时食品内水分的冻结量（%），又称结冰率。二、冻结曲线冻结曲线表示了冻结过程中温度随时间的变化。过冷现象，过冷临界温度。冷冻曲线的三个阶段：初始阶段，从初温到冰点，中间阶段，此阶段大部分水分陆续结成冰，终了阶段，从大部分水结成冰到预设的冻结终温。水的冻结曲线三、冻结速度1.冻结速度的表示方法： 界面位移速度冰晶体形成速度2.冻结速度快慢的划分：以时间划分以推进距离划分（1）按时间划分：食品中心温度从-1℃降到-5℃所需的时间，在30min内，快速冻结，超过30min，慢速冻结。（2）按距离划分：

以单位时间-5℃的冻结层从食品表面向内部推进的距离为标准，时间以h为单位，距离以cm为单位：缓慢冻结V=0.1~1cm/h，中速冻结V=1~5cm/h，快速冻结V>5~20cm/h，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4.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。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。

在-1~-4℃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，此温度区间称为最大冰晶生成带，即食品冻结时生成冰结晶最多的温度区间。研究表明，食品冻结应以最快的速度通过最大冰晶生成带。

5.最大冰晶生成带：6.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。缓冻形成的较大冰结晶会刺伤细胞，破坏组织结构，解冻后汁液流失严重，影响食品的价值，甚至不能食用。四、冻结方法1.冻结器分类(按生产方式）2.有规律间断与半连续式的区别3.冻结方式的三种基本类型1.冻结系统的操作方式分类（按生产过程特性）批量式冻结器：先装载一批产品，然后冻结一个周期，冻结完毕后，设备停止运转并卸货。半连续式冻结器：将批量式冻结器的一个较大的批量分成几个较小的批量，在同一个冻结器内进行相对连续的处理。连续式冻结器：产品连续地或有规律间断地通过冻结器，采用机械化而且经常是全自动化的系统。2.有规律间断与半连续式的区别：一次装运产品的数量有规律间断时是一袋、一纸盒或一盘，半连续式则是含许多袋、盘、纸盒的一辆车或一个货架装货与等待的时间有规律间断往往只有几秒钟，不影响流水线的运行，而半连续式则需要较长的时间，形成明显的中断。3.冻结方式的三种基本类型(产品除热方式）鼓风冻结平板或接触冻结喷雾和浸渍冻结鼓风冻结鼓风式冻结装置用空气作为传热介质。早期的装置:一个带有冷风机及制冷系统的冷库。现在有了各种水平的冻结设备。可分为批量式（冷库，固定的吹风隧道，带推车的吹风隧道）和连续式（直线式、螺旋式和流化床式冻结器）0.5-3cm/h②金属表面接触冻结（平板冻结）原理：产品与金属表面接触进行热交换，金属表面则由制冷剂的蒸发或载冷剂的吸热来进行冷却。优点：传热效果好；不需配置风机。局限性：适用于规则形状产品的冻结。类型：输送带式，平板式和浅盘式。③喷雾和浸渍冻结喷雾冻结采用液氮或液态二氧化碳作为制冷剂，常用于：1）小批量生产，2）新产品开发，3）季节性生产，和4）临时的超负荷状况。相对较低的温度可以使产品快速冻结，对保证产品质量和降低干耗都是十分有利的；但设备投资和运行费用较高。喷雾冻结：

通常为直线型，-196℃的液氮在产品出口端直接接触产品，产生的低温蒸汽向物料进口端流动，变暖的气体（约-4.5℃）排放到大气中。10-100cm/h液氮冻结器

液体二氧化碳冻结器：与液氮冻结器基本相仿。二氧化碳的沸点为-78℃。浸渍冻结：冷冻介质有盐水、糖液、甘油-水溶液、丙二醇溶液等。六、冻结与冻藏中的变化及技术管理冻结时，因为冰晶体的形成，食品的物理性质发生了变化，并进而影响到食品的其它性质。因为冻藏的时间长，其间发生的一系列变化会显著影响到食品的品质。1、冻结与冻藏中的变化食品物性变化溶质重新分布溶液浓缩冰晶体成长干耗脂肪氧化变色生物和微生物（1）体积膨胀与内压增加4.4℃时，水的密度ρ=1g/ml；0℃时，水的密度ρ=0.9999g/ml，冰的密度ρ=0.9168g/ml。即0℃时冰比水的体积增加约9%。冰的温度每下降1℃，其体积约收缩0.01~0.005%。膨胀比收缩大得多，故水分含量越多，食品冻结时体积膨胀越明显。冻结时表面水分首先成冰，然后冰层逐渐向内部延伸。当内部水分因冻结而膨胀时受到外部冻结层的阻碍，就产生内压，又称为冻结膨胀压。根据理论计算，冻结膨胀压可达到8.5MPa。当食品外层承受不了冻结膨胀压时，便通过破裂的方式来释放，造成食品的龟裂现象。一般认为食品厚度大、含水率高和表面温度下降极快时易产生龟裂。结晶后体积的膨胀使液相中溶解的气体从液体中分离出来，加剧了体积膨胀现象，亦加大了食品内部压力。（2）比热下降水和冰的比热分别为4.2kJ/（kg.K）和2.1kJ/（kg.K），即冰的比热仅是水的1/2。食品的比热容也随其含水量而异，含水量多的食品比热容大，含脂量多的则比热容小。对一定含水量的食品，其在冰点以上的比热容要比冰点以下大。比热容大的食品速冻时需要的制冷量大，因此食品的比热容对速冻设备与速冻工艺的选择有很大影响。食品比热的近似计算式：在冰点以上时，c=w+0.2b；冰点以下时，c’=0.5w+0.2b。式中，w为食品含水率（%）；

b为食品固形物含量（%）。（3）导热系数增大水为2.1kJ/m.h.℃，冰为8.4kJ/m.h.℃，冰的导热系数是水的4倍。在冷冻时冰层向内部逐渐推进，使导热系数提高，从而加快了冷冻过程。导热系数还受到其它成分，尤其是含脂量的影响，因脂肪是热的不良导体，含脂量大时食品的导热系数就小。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。溶质重新分布食品冻结时，理论上只是纯溶剂冻结成冰晶体，冻结层附近溶质的浓度相应提高，从而在尚未冻结的溶液内产生了浓度差和渗透压差，并使溶质向溶液中部位移。冻结界面位移速度越快，溶质分布越均匀，然而在冻结推动扩散的情况下，即使冻结层分界面高速位移，也难于促使冻结溶液内溶质达到完全均匀分布的境地。而缓慢的位移也很难使最初形成的冰晶体内达到完全脱盐的程度——这就是果汁冷冻浓缩过程中果汁损耗量比较大的原因。液体浓缩溶质结晶析出，如冰淇淋中乳糖因浓度增加而结晶，产品具有沙砾感。蛋白质在高浓度的溶液中因盐析而变性。酸性溶液的pH值因浓缩而下降到蛋白质的等电点以下，导致蛋白质凝固。改变胶体悬浮液中阴、阳离子的平衡，从而破坏胶体体系。气体因浓缩而过饱和，并从溶液中逸出。引起组织脱水，解冻后水分难以全部恢复，组织也难以恢复原有的饱满度。冰晶体成长经冻结后，食品内部的冰晶体大小并不均匀一致。在冻藏过程中，细微的冰晶体逐渐减小、消失，而大冰晶体逐渐长得更大，食品中冰晶体的数目也大为减少，这种现象称为冰晶体成长。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。汁液流失食品经速冻再解冻后，内部冰晶就融化成水。有一部分水不能被食品重新吸收回复到原来状态而成为流失液。流失液中不仅有水．而且还包括溶于水的成分，如蛋白质、盐类、维生素等，不仅使食品重量减少而且风味、营养成分亦损失。影响流失量的因素：冻结速度冻藏温度解冻速度食品自身特性切分程度干耗在冷却、冻结和冷冻贮藏过程中因温差引起食品表面的水分蒸发而产生的重量损失。干耗除了造成经济损失外，也影响产品质量和外观，且影响经济效益。干耗可造成很大的经济损失，如按出肉率40kg/头，250工作日/年计，日处理2000头猪的肉联厂，干耗以3%计算，年损失肉重量达600T，相当于15000头猪。干耗量与制冷装置的性能有密切的关系，性能优良的仅有0.5~1%，而性能不佳的装置干耗可达5~7%。脂肪氧化含较多不饱和脂肪酸的脂肪组织在空气中易被氧化。水产类最不稳定，禽类次之，畜类最稳定。畜类中，猪脂肪最不稳定。氧化变质的最初表现是产生不正常的气味，表面出现黄色斑点；随着氧化的继续，脂肪整体发黄，发出强烈的酸味，并可能产生有毒物质（丙二醛）。变色脂肪组织因氧化而黄变肉类因肌红蛋白的氧化而褐变果蔬的酶促褐变虾的酪氨酸氧化黑变鱼肉的绿变生物和微生物的变化生物是指小生物，如昆虫、寄生虫之类，经过冻结都会死亡。牛肉、猪肉中寄生的无钩绦虫、有钩绦虫等的胞囊在冻结时都会死亡。猪肉中的旋毛虫的幼虫在-15℃下20d后死亡。大麻哈鱼中的裂头绦虫的幼虫在-15℃下5d死亡。由于冻结对肉类所带有的寄生虫有杀死作用，有些国家对肉的冻结状态作出规定。联合国粮农组织(FAO)和世界卫生组织（WHO）共同建议，肉类寄生虫污染不严重时，须在-10℃温度下至少贮存10d。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。引起食品腐败变质的微生物有