第二章 食品低温保藏

　　学习目的与要求

　　1、了解引起食品腐败变质的生物学因素、化学因素和物理因素及其特性;

　　2、掌握食品低温保藏的原理;

　　3、掌握食品冷却冷藏方法及其质量控制;

　　4、掌握食品冻结及冻藏方法及其质量控制;

　　5、食品解冻过程及解冻方法。

　　复习思考题

　　一、名词解释

　　Q10 速冻 过冷现象 生产性冷库 分配性冷库 导热系数 真空冷却

　　冻结食品T.T.T理论 重结晶 最大冰晶生成带 食品冻结 冻结曲线 冻结率

　　解冻

　　二、单项选择题

　　1、低温条件下，食品的保水能力()

　　①降低 ②增强 ③不变 ④无法确定

　　2、食品的各种冷却方法中冷却速度最快的是

　　①空气冷却 ②水冷却 ③真空冷却 ④冰冷却

　　3、冷库的工作条件是

　　①内冷外热 ②降温去湿 ③外冷内热 ④降温增湿

　　4、为了减少太阳热辐射的影响，冷库墙壁外表面应喷涂成()

　　①白色或浅灰色 ②红色 ③黄色 ④蓝色

　　5、大型制冷设备应选用的制冷剂是()

　　①烷烃 ②氟里昂 ③ 甲烷 ④氨气

　　6、食品的冻藏温度一般选择在()

　　①-18℃ ②-5℃ ③-25℃ ④-30℃

　　7、大多数食品的最大冰晶生成区的温度范围是()

　　①- 1～-5℃ ②-1～-10℃ ③-5～-10℃ ④-5～-8℃

　　8、水分在低压条件下与正常大气压相比，其沸点( )

　　①降低 ②升高 ③无定量关系 ④无法确定

　　9、能使大多数的叶菜类迅速冷却的方法是( )

　　①空气冷却 ②水冷却 ③真空冷却 ④冰冷却

　　10、下列冷却方法中其速度最快的是

　　①空气冷却 ②水冷却 ③真空冷却 ④冰冷却

　　11、冰结晶形成的先决条件是( )

　　①降温 ②降湿 ③水分含量高 ④出现过冷现象

　　12、食品中的水分要达到完全冻结所需要的温度应为( )

　　①-1～-10℃ ②-10～-20℃水冷却 ③-30～-40℃ ④-55～-65℃

　　三、多项选择题

　　1、冷藏的基本要求是()

　　①低温控制 ②空气流动 ③湿度控制 ④气调

　　2、食品产生腐败变质的三要素是()

　　①食品 ②微生物 ③环境 ④温度

　　3、引起食品变质的原因可归纳为()

　　①酶 ②光照 ③微生物 ④氧化作用

　　4、引起食品腐败的微生物主要有()

　　①霉菌 ②酵母 ③细菌 ④病毒

　　5、食品冷却方法有()

　　①空气冷却 ②水冷却 ③真空冷却 ④冰冷却

　　6、冷藏库制冷降温的部件主要包括

　　①蒸发器 ②压缩机 ③冷凝器 ④节流阀

　　7、对制冷剂的基本要求为()

　　①沸点低 ②气化潜热大 ③临界压力小 ④易于液化

　　8、冷库建筑要求具有良好的()

　　①隔热性，缝隙性 ②坚固性 ③耐水性 ④抗冻性

　　9、实现快速冻结的途径及方式

　　①提高温差 ②改善换热条件 ③减小食品的体积 ④增加食品的比表面积

　　10、冻结食品的T.T.T理论中三个T分别代表的含义是()

　　①时间 ②温度 ③食品质量 ④冻结方式

　　11、商业化冻结方法主要可分为

　　①空气冻结 ②制冷剂间接接触冻结

　　③制冷剂直接浸没冻结 ④液氮冻结

　　12、下列原料不能在10℃以下温度贮藏的有

　　①番茄 ②柠檬 ③香蕉 ④南瓜

　　13、冷害的主要症状有()

　　①组织软化 ②失水萎焉 ③内部凹陷 ④变色

　　14、冻结过程中若冻结速度愈缓慢，生成冰晶情况可能为()

　　①块状 ②针状 ③越多 ④越大

　　15、冻结过程中食品冻结速度愈快，生成的冰晶情况为()

　　①块状 ②针状 ③越多 ④越大

　　16、冻藏食品的冰结晶继续生长的主要原因是()

　　①物相的变化 ②温度的波动 ③蒸汽压差的存在 ④湿度的变化

　　17、浸没冻结中可用于浸没未包装食品的低冻点液体有()

　　①蔗糖溶液 ②NaCl溶液 ③甘油 ④氮气

　　18、极低温液体浸没冻结可采用的液体有()

　　①干冰 ②液态CO ③液氮 ④液态CO2

　　19、冰结晶形成的过程可以用结晶生长曲线表示，该曲线表示的含义有( )

　　①温度与晶核生成量 ②温度与晶体生长速度

　　③温度与冻结率 ④温度与放热量

　　20、食品解冻的方法按热量传递方式的不同分为( )

　　①外部加热解冻 ②空气解冻 ③内部加热解冻 ④微波解冻

　　21、常用的内部加热解冻的方法有( )

　　①微波解冻 ②电阻加热解冻 ③远红外线加热解冻 ④超声波加热解冻

　　22、常用的外部加热解冻的方法有( )

　　①空气解冻 ②水解冻 ③真空解冻 ④接触解冻

　　23、内部加热解冻方法中的微波解冻法常采用的频率有( )

　　①915MHz ②2450MHz ③300MHz ④30GHz

　　四、简述题

　　1、低温下食品能较长时间保藏的原因是什么?

　　2、低温导致微生物活力减弱和死亡的原因。

　　3、叙述酶活性与温度变化的关系。

　　4、空气冷却法的操作过程。

　　5、真空冷却法的基本概念。

　　6、制冷系统部件包括哪些?机械制冷的工作原理，对制冷剂的要求。

　　7、机械制冷的工作原理，制冷剂的要求。

　　8、对冷库建筑的设计和施工要求及采取的措施。

　　9、冻结速度对食品品质的影响。

　　10、微波解冻的特点。

　　11、机械制冷的制冷循环原理，对制冷剂的要求。

　　12、食品速冻的优点。

　　13、采用液氮冻结的主要优点。

　　14、冻结食品解冻时造成汁液流失的原因是什么?

　　15、食品冻结过程及其特点。

　　五、论述题

　　1、说明引起食品腐败变质的原因。

　　2、食品冷藏过程中的质量变化表现在哪些方面?其控制措施有哪些?

　　3、冻结食品在包装和储藏方面应注意哪些问题?

　　4、缓慢冻结与快速冻结的特点。

　　参考答案：

　　一、名词解释

　　Q10： 温度系数，衡量酶活性随温度的变化情况。

　　冻藏：食品原料在冻结点以下的温度条件下贮藏，称为冻藏

　　速冻 ：一是指食品中心温度在30分钟以内从-1℃降到-5℃;二是单位时间内食品-5℃的冻结层从表面向内部移动的距离为5～20厘米。

　　过冷现象：食品温度降到冻结点时并不马上结冰，只有当温度下降到更低的温度(过冷点)，食品内部的水分能形成稳定冰晶核时，食品内部的水分才开始结冰。

　　生产性冷库 ：是食品加工生产中属于生产性质的、必不可少的冷库，应完成食品的冷却和冻结，并做短期性的贮存。应建在资源比较集中、交通比较方便的地方。

　　分配性冷库：用来接受并贮存已经冷冻加工好的食品，其生产特点是整进零出或整进整出，具有一定的再冻能力，可满足食品作必要的复冻的需要。

　　导热系数 表示隔热材料的隔热性能，即l hr内通过厚度为l m、两相对表面的温度差为1℃的材料的热量(J)。

　　真空冷却：真空冷却法是将食品堆放在密封的真空冷却槽内，迅速抽空。当冷却槽内压力下降到和食品温度相当的蒸汽压时，食品中水分开始迅猛蒸发，达到冷却目的。

　　冻结食品T.T.T理论：利用冻结食品的质量与容许冷藏时间和冷藏温度关系对冻结食品的质量进行研究的方法，即冻结食品的T.T.T.理论。

　　重结晶：冻结后的食品，其内部的冰结晶个体大小并不是完全一致的。冻藏过程中，较细小的冰结晶会逐渐变小，以至消失，而大的冰结晶逐渐成长变得更大，整个冰结晶数量也逐渐减少，这种现象称为冰结晶的成长(也称为重结晶)。

　　食品冻结：将食品的温度降低到食品冻结点以下的某一预定温度，使食品中的大部分水分冻结成冰晶体的过程。

　　冻结曲线：表示食品冻结期间食品的温度与时间关系的曲线。

　　冻结率：食品在冻结过程中，在某一温度时食品中的水分转化成冰晶体的量与在同一温度时食品内所含水分和冰晶体的总量之比。

　　最大冰晶生成带：大量形成冰晶的温度范围，一般为-1~-5℃。

　　二、单项选择题

　　1、② 2、③ 3、① 4、① 5、④

　　6、① 7、①8、① 9、③ 10、③

　　11、④ 12、④

　　三、多项选择题

　　1、①②③④ 2、①②③ 3、①②③④ 4、①②③

　　5、①②③④ 6、①②③④ 7、①②③④ 8、①②③④

　　9、①②③④ 10、①②③ 11、①②③ 12、①②③④

　　13、①②③④ 14、①④ 15、②③ 16、①②③

　　17、①②③ 18、③④ 19①② 20、①③

　　21、①②③④ 22、①②③④ 23、①②

　　四、简述题

　　1、低温下食品能较长时间保藏的原因是什么? 食品在低温下不易变质之原因主要有：①在低温下可抑制微生物之生长和繁殖。通常在10℃以下大多数微生物便难以繁殖，-10℃就几乎不再发育。虽然有个别或少数嗜冷性微生物还能活动;②在低温下食品内原有的酶的活性大大降低。大多数酶的适宜活动温度为30～40℃，一般来说，如将温度维持在18℃以下，酶的活性将受到很大程度的抑制，从而延缓了食品的变质和腐败;③在低温下水变成冰，水分活度降低，食品的保水能力大大增强。有许多高水分食品及原料的保鲜，其水分的保持是质量保证的重要原因之一。

　　2、低温导致微生物活力减弱和死亡的原因。 微生物的生长繁殖是酶活动下物质代谢的结果。温度下降，酶活动也逐渐降低，物质代谢中的各种生化反应减缓，因而微生物的生长繁殖就逐渐减慢;温度下降时微生物细胞内原生质粘度增加，胶体吸水性下降，蛋白质分散度改变，并最后还导致了不可逆性蛋白质凝固，从而破坏了生物性物质代谢的正常运行，对细胞造成了严重损害;冷却时介质中冰晶体的形成就会促使细胞内原生质或胶体脱水，胶体内溶质浓度的增加常会促使蛋白质变性。微生物细胞失去了水分就失去了活动要素，于是它的代谢机能就受到抑制。同时冰晶体的形成还会使细胞遭受到机械性破坏。

　　3、叙述酶活性与温度变化的关系。 酶是有生命机体组织内的一种特殊蛋白质，具有催化功能。酶的活性和温度有密切的关系。大多数酶的适宜活动温度为30℃～40℃，动物体内的酶需稍高的温度，植物体内的酶需稍低的温度。如温度超过适宜活动温度时，酶的活性就开始遭到破坏，当温度达到80℃～90℃时，几乎所有酶的活性都会遭到破坏。

　　4、空气冷却法的操作过程。 利用低温冷空气流过食品表面使食品温度下降是一种最常用的冷却方法。空气可先用冰块或机械制冷降温，降温后的空气再和堆放在预冷室或隧道式预冷室内的食品接触促使其冷却。空气冷却法的工艺效果主要决定于空气的温度，相对湿度和流速等。

　　5、真空冷却法的基本概念。 真空冷却法是将食品堆放在密封的真空冷却槽内，迅速抽空。当冷却槽内压力下降到和食品温度相当的蒸汽压时，食品中水分开始迅猛蒸发。压力继续下降时，水分可以继续蒸发直至食品温度降到0℃时为止。当冷却槽内压力降到613.3Pa时，水的沸点也将为0℃，此时，蔬菜中所含的水将迅速汽化。水变成蒸汽时要吸收2491kJ/kg的汽化热，由于汽化热的作用使蔬菜自身的温度迅速下降。

　　6、制冷系统部件包括哪些?机械制冷的工作原理。 制冷系统是冷藏库最重要的部分。用于冷藏库制冷降温的部件包括蒸发器、压缩机、冷凝器和必要的调节阀门、风扇、导管和仪表等，所有部件构成一个完整的密封系统进行制冷。机械制冷的工作原理是借助于制(致)冷剂(亦称冷媒或制冷工质)在循环不已的气态–液态互变过程中，把贮藏库内的热量传递到库外而使库内温度降低，并不断移去库内热源所产生的热而维持稳定的库温。

　　7、应满足： ①保冷，不得跑冷和漏冷; ②严防库内、外空气因热、湿交换而产生各种破坏作用; ③严防地下土壤冻结引起地基与地坪冻膨现象; 为了实现上述要求，通常采取如下措施： ①保冷。冷库的墙壁，地板和库顶都敷设一定厚度的保温隔热层; ②防止空气的热、湿交换和建筑材料的冻融循环.采用隔汽防潮材料，设置空气幕、穿堂和走道，避免“冷桥”等; ③防冻。地坪架空，通风加热，油管加热，通电加热(耗电量大，要严防短路)，以及把多层冷库的地下室用作高温库房成生活用房等。

　　8、食品快速冻结的优点。 ①避免在细胞之间生成过大的冰晶体; ②减少细胞内水分外析，解冻时汁液流失少; ③细胞组织内部浓缩溶质和食品组织、胶体以及各种成分相互接触的时间显著缩 短，浓缩的危害性下降到最低程度; ④将食品温度迅速降低到微生物生长活动温度之下，有利于抑制微生物的增长及 其生化反应; ⑤食品在冻结设备中的停留时间短，有利于提高设备的利用率和生产的连续性。

　　9、冻结速度对食品品质的影响 冻结过程中冻结速度愈缓慢，上述的水分重新分布愈显著。细胞内大量水分从细胞间隙外逸，细胞内的浓度也因此而增加，其冰点则愈下降，于是水分外逸量又会再次增加。正是这样，细胞与细胞间隙内的冰晶体颗粒就愈长愈大，破坏了食品组织复原性。 冻结过程中食品冻结速度愈快，水分重新分布的现象也就愈不显著。因为快速冻结时必然使组织内的热量迅速向外扩散，细胞内的温度会迅速下降而使得细胞内的水分可以在原地全部形成冰晶体。就整个组织而言，可以形成既小又多的冰晶体，分布也较均匀，有可能在最大程度上保证它的可逆性和冻制食品的质量。

　　10、食品微波解冻的特点。 微波解冻是靠电磁波把微波能量传递到冻结食品内部，这种解冻具有以下特点：①热量传递快。②解冻失水率低。③加热易于瞬时控制。④选择性吸收。⑤加热效率高。

　　11、机械制冷的制冷循环原理，对制冷剂的要求。 整个制冷系统是一个密闭的循环回路，其中充满制冷剂。压缩机工作时，向一侧加压而形成高压区，另一侧因有抽吸作用而成为低压区。节流阀为高压区和低压区的另一个交界点。从蒸发器进入压缩机的制冷剂为气态，经加压后压力增加到高压，同时温度由低温上升到高温，此时制冷剂仍为气态。这种高温高压的气体，在冷凝器中与冷却介质进行热交换，温度下降到低温而液化，压力仍保持为开始的压力以后，液态的制冷剂通过节流阀，因受节流阀的节流作用和压缩机的抽吸作用，压力下降，便在蒸发器中汽化吸热，温度下降，并与蒸发器周围介质进行热交换而使后者冷却，最后两者温度平衡，完成一个循环。 制冷剂是在常温、常压下为气态，而又易于液化的物质，利用它从液态汽化吸热而起制冷作用。一般要求具备下列一些特点：，无刺激性;不易燃烧，爆炸;对金属无腐蚀作用;漏气容易察觉;价廉，来源广等。

　　12、食品速冻的优点。 ①避免在细胞之间生成过大的冰晶体; ②减少细胞内水分外析，解冻时汁液流失少; ③细胞组织内部浓缩溶质和食品组织、胶体以及各种成分相互接触的时间显著缩短，浓缩的危害性下降到最低程度; ④将食品温度迅速降低到微生物生长活动温度之下，有利于抑制微生物的增长及其生化反应; ⑤食品在冻结设备中的停留时间短，有利于提高设备的利用率和生产的连续性。

　　13、采用液氮冻结的主要优点。 ①液氮在-196℃时缓慢沸腾，能提供很大的热传递驱动力。 ②与其它浸没液体一样，液氮与形状不规则的食品各部分紧密接触的阻力，减少了热递。 ③液氮蒸发温度极低，不需要采用其它初级制冻剂冷却作为介质的液氮。 ④液氮无毒且对食品组分呈惰性，此外，液氮取代了食品中和食品周围的空气，因而在冻结过程中和包装储藏时抑制了氧化反应。 ⑤液氮的快速冻结作用使得冻结食品能获得在采用其它非极低温液体冻结方式时所不可能达到的高质量。

　　14、冻结食品解冻时造成汁液流失的原因是什么? ①细胞和纤维受到冰晶体损害后，显著地降低了它们原来的水分保持力;②细胞组成成分中某些重要性质，基本上就是蛋白质的假胀力受到了损害;③冻结引起组织内发生了生化变化，从而导致了组织结构和介质pH值的变化，同时复杂的有机物质有部分分解成为较为简单的和吸水能力较弱的物质④冻结过程中未能渗入组织内的水分极易从食品中析出，它常含有有机物质和矿物质。因此，缓慢冻结的食品经长期冻藏后，在解冻时就会有大量水分析出，造成汁液流失。

　　15、食品冻结是将食品的温度降低到食品冻结点以下的某一预定温度，使食品中的大部分水分冻结成冰晶体的过程。食品冻结时，首先是含溶质较少的低浓度部分水分冻结，并使溶质向非冻结区扩散，造成未冻结区的浓度随之升高，使未冻结区的冻结点不断下降。随着食品温度的继续下降，食品中冻结区域不断扩大，但仍有少量未冻结区存在。只有在食品温度下降到-55℃～-65℃之间时，食品中的水分才会全部冻结。表示食品冻结期间食品的温度与时间关系，用冻结曲线表示，大量形成冰晶的温度范围，称为最大冰晶生成带，一般为-1~-5℃。冻藏食品一般采用-18℃的温度，在此温度下，食品中约有10%的水分尚未冻结。

　　五、论述题

　　1、说明引起食品腐败变质的原因。 食品腐败变质是由其本身、环境和微生物三者互为条件、相互影响、综合作用的结果，其中以微生物作用为主。食品的分解变质是一种自然现象，是不可避免的。控制微生物的生长是防止食品变质的首要问题。主要原因为：由微生物引起变质;由酶引起变质;由自身生命活动引起变质;由氧化反应引起变质;由食品本身成分间相互化学反应的变质;由光引起的变质;由食品成分的逸散引起变质;由食品成分的物理化学变化而变质;由外部成分的渗入引起变质。

　　2、食品冷藏过程中的质量变化表现在哪些方面?其控制措施有哪些? 各种食品的其他变化均不同程度使食品品质下降，主要表现在： ①食品水分的蒸发和干耗的形成：在空气介质中冷却无包装或无保护膜的食品(如肉、禽、蛋、水果、蔬菜)时，食品在冷却过程中向外散发热量的同时，还向外蒸发水分，造成食品的失水干耗。此过程与食品和冷却介质空气的温差、空气介质的湿度、空气的流速有关。 ②脂肪氧化：脂肪经过一系列复杂的氧化反应，产生特有的氧化风味，或者说是酸败味。添加某些抗氧剂或者氧化反应抑制剂;改变贮存气体的组成(除氧)或真空包装可抑制其氧化。 ③酶促褐变：组织中含有的多酚氧化酶在氧的存在下与酚类底物反应产生黄褐色物质。酶促褐变的速度和程度取决于酶的含量、产品的类型、pH、氧气的含量、包装的条件以及是否存在抑制剂。真空包装或者气调包装、或者是添加某些抑制剂，如亚硫酸盐、柠檬酸、抗坏血酸等都可以明显地降低褐变的影响。 ④糖酵解作用：植物被采收或动物被屠宰后，糖原分解仍在进行，从而引起组织结构的破坏和软化。糖酵解的速度随冷藏温度的降低而降低。 ⑤蛋白质水解 食品中的蛋白酶能够引起许多食品的风味和质构的变化。蛋白酶能够对蛋白质产生作用，使蛋白质分解形成肽类或短链氨基酸系列。 ⑥冷害 生长在热带、亚热带的水果、蔬菜，当贮温低于其临界值时，会表现出一系列的生理病害现象(冷害)。引起低温冷害病的温度因果蔬的种类、品种、栽培和成熟度而异。

　　3、冻结食品在包装和储藏方面应注意哪些问题? 对冻结食品的包装有一些特殊的要求：①要求冻结食品的包装材料具有很强的阻止水汽渗透的能力。②结实而有弹性。③外包装材料应具有阻光和阻气的性能。④外包装应采用防水性能好的材料以防漏水。许多材料如罐子、箔、蜡纸、涂朝纸板和塑料薄膜等都是理想的冻结食品包装材料。玻璃一般不能用于冻结食品的包装，因为它会由于食品的膨胀以及热冲击而发生破裂。

　　4、冻结过程中冻结速度愈缓慢，上述的水分重新分布愈显著。细胞内大量水分从细胞间隙外逸，细胞内的浓度也因此而增加，其冰点则愈下降，于是水分外逸量又会再次增加。正是这样，细胞与细胞间隙内的冰晶体颗粒就愈长愈大，破坏了食品组织复原性。 冻结过程中食品冻结速度愈快，水分重新分布的现象也就愈不显著。因为快速冻结时必然使组织内的热量迅速向外扩散，因而，细胞内的温度会迅速下降而使得细胞内的水分可以在原地全部形成冰晶体。这样，就整个组织而言，可以形成既小又多的冰晶体，分布也较均匀，有可能在最大程度上保证它的可逆性和冻制食品的质量。