新鮮食品在常溫下(20℃)存放，由于隨著在食品表面的微生物作用和食品內所含酶以及某些非酶原因的作用，使食品的色、香、味和營養價值降低，直至食品腐敗或變質，以致完全不能食用，這種變化即是食品的變質。

溫度對微生物生長繁殖的影響：

各種微生物都只能在一定溫度范圍生長。一般情況下，低溫只是阻止微生物繁殖，不能殺死微生物。一般來說，細菌對低溫的耐力較差。

凍結食品對微生物的低溫致死作用，主要是由于生化過程不正常所引起的；同時在低溫下，細胞中的類脂物變硬，減弱原生質的滲透作用；此外，降溫使細胞的原生質凝固；再者由于低溫，水結成冰，所生成的冰晶對細胞有致命的影響。

因此用低溫來保藏食品，必須維持足夠的低溫，以抑制微生物作用，使它失去分解食品的能力，達到低溫貯藏的目的。

低溫貯藏的溫度要根據酶的品種和食品種類而定

一般要 求在-20℃低溫下貯藏，含有不飽和脂肪酸的多脂類食品則要在-25℃～-30℃低溫中貯藏，達到抑酶和防止氧化。

食品進行長期貯藏，其質量仍有所下降。

食品冷卻的目的及冷卻凍結的溫度范圍：

冷卻是將食品的品溫降低到接近食品的冰點，但不凍結的一種冷加工的方法，是延長食品保藏期的一種廣泛采用的方法。有些凍結食品在凍前也要進行冷卻。

對動物性食品（魚類、肉類）有利于抑制分解蛋白質的酶的作用，有利于抑制細菌的生長繁殖，快冷甚至能使部分細菌驟冷休克死亡。肉類的冷藏，使肉在低溫下成熟，使肉的色澤、風味、柔軟度變好，提高肉類的商品價值，牛肉尤其如此。

冷卻肉與凍結肉相比，由于不存在冰晶的物理變化，有利于防止凍結肉冰晶物理變化中造成的肉質變化，蛋白質變性。

有利于排除植物性食品的呼吸熱和田間熱，延長植物性食品的貯藏期，但要防止凍害（溫度過低）影響植物性食品的生理機能。

名稱

冷卻食品

凍結食品

半凍結食品

冷涼食品

冷涼食品

品溫范圍℃

0～15

－12～－30

－2～－3

－1～1

－5～5

備注

冷卻但未凍結

凍結堅硬

稍微凍結

歐美適用

日本適用

食品冷卻的溫度范圍上限是15℃，下限是0~4℃。在此溫度范圍，T.T.T.概念（T.T.T 理論是用于闡述食品的容許期與時間、溫度之間的關系。通過測定食品在流通過程中所經歷的時間和溫度，可應用相應的T.T.T曲線來確定食品的品質與貨架期。）只適用于魚肉或肉類，但不適用于植物性食品。故冷卻食品要根據種類、性質、貯藏期的不同，選擇各自合適的貯藏溫度。

凍結食品的品溫在-12℃以下是普通凍結，在-18℃以下是深溫凍結，凍結食品一般符合T.T.T.概念。目前凍結食品的品溫有下降的趨勢，如多脂肪魚類凍結溫度為-30 ℃。

（一）水分蒸發：

食品在冷卻過程中，表面水分蒸發，引起食品干耗和色降等變化。

根據食品水分蒸發特點，控制適宜的濕度、風速和低溫條件，以減少水分蒸發。

（二）冷害：

當冷藏溫度低于某一溫度界限時，果蔬正常生理機能受到障礙，失去平衡，稱為冷害。最明顯癥狀是表皮出現軟化斑點和心部變色。

另有一些水果、蔬菜，在外觀上看不出冷害的癥狀，但冷藏后再放到常溫中，則喪失正常的促進成熟作用的能力，這也是冷害的一種。

（三）移臭（串味）：

具有強烈香或臭味的食品冷藏在一起發生串味，使食品原有風味發生變化。

另外，冷庫中還有一種特殊的臭味，俗稱冷庫臭，也會移給食品。

（四）生理作用：

在冷藏過程中，果、蔬的呼吸作用，后熟作用仍然繼續。雞蛋在冷藏過程中，其蛋白質趨于堿性化。

（五）成熟作用：

肉類在冷藏過程中，緩慢進行成熟作用，使肉變得柔嫩，并具有特殊的鮮香風味，且持水性有所回復，達到最佳的食用狀態。

但不能進行得過度，否則引起肉類品質下降。

（六）脂類變化：

冷卻過程中，食品中所含有的油脂會發生水解，脂肪酸的氧化、聚合等，同時使食品風味變差，味道惡化，出現變色、酸敗、發粘等。

（七）淀粉老化：

淀粉老化是指食品中以α-淀粉形式存在的淀粉在接近0℃低溫范圍中，α-淀粉分子自動排列成序，形成致密高度晶化的不溶性淀粉分子，迅速出現淀粉β化的現象。

淀粉老化的最適溫度是2～4℃。當貯藏的溫度高于60 ℃ 或低于-20℃，均不會發生淀粉的老化現象。

（八）微生物的增殖：

食品在冷卻過程中，微生物特別是低溫細菌其繁殖和分解作用沒有被充分抑制，只是速度變化慢，長時間冷藏會使食品發生腐敗。

（九）寒冷收縮：

宰后的牛肉在短時間內快速冷卻，肌肉會發生顯著收縮，以后即使經過成熟過程，肉質也不會十分軟化。這種現象叫寒冷收縮。

食品冷卻的方法：

食品冷卻的方法常用的有冷風冷卻、冷水冷卻、碎冰冷卻、真空冷卻等。

冷卻方法與適用范圍

冷卻方法

肉

禽

蛋

魚

水果

蔬菜

烹調食品

冷風冷卻

√

√

√

√

√

√

冷水冷卻

√

√

√

√

碎冰冷卻

√

√

√

√

真空冷卻

√

（一）冷風冷卻：

冷風冷卻是利用流動的冷空氣使冷卻溫度下降的冷卻方法，它是一種使用范圍較廣的冷卻方法。

使用得最多的是水果、蔬菜在冷庫的高溫庫房中的冷卻貯藏。

近年來，國外肉的冷卻也較普遍使用，其還可以用來冷卻禽、蛋、烹調食品。總之其可用于不能被水冷卻的食品，

其缺點是當室內溫度較低時，被冷卻的食品干耗較大。

冷風冷卻示意圖：

五種不同吸吹風形式的冷風機

六種冷風冷卻系統示意圖：

（二）冷水冷卻：

冷水冷卻是通過低溫水把被冷卻的食品冷卻到指定溫度的方法，特別適用于鮮度下降快的食品。其形式有：浸漬式、撒水式、降水式。

冷水冷卻的特點：沒有干耗，但對于禽類易造成帶病菌交叉感染。

（三）碎冰冷卻：

特別適用于作魚的冷卻介質，可有效防止干耗。

要求：為提高碎冰的冷卻效果，冰要細碎，使冰與被冷卻食品的接觸面積大，冰融化的水要及時排出。

海上漁獲物的冷卻一般有加冰法（干法），水冰法（濕法）及冷海水法。

（四）真空冷卻：

真空冷卻又叫減壓冷卻，它的原理是根據水分在不同的壓力下有不同的沸點，水汽化時要吸收大量汽化熱使食品本身的溫度降低，達到快速冷卻的目的。

食品的凍結：

凍結能抑制細菌的生長發育，但是微生物產生的酶仍然有一定的活性。

國際冷凍協會建議：為防止微生物的生長繁殖，凍結食品必須在-12℃以下貯藏；為防止酶及物理變化，凍結食品的冷藏溫度必須低于-18 ℃。

凍結率：

食品在凍結點與共晶點之間的任意溫度下，其水分凍結的比例稱為凍結率（ω0），以質量分數表示。其近似值可由下式計算（稱為Heiss式）：

凍結率與溫度：

（一）凍結速度

1.時間劃分：

2.距離劃分：單位為：cm/h

當v≥5~20cm/h

快速凍結

v=1~5cm/h

中速凍結

v=0.1~1cm/h

緩慢凍結

3.國際冷凍協會規定：食品表面到中心溫度點間的最短距離與食品表面溫度達到0℃后食品中心溫度降到比食品冰點低10℃所需時間之比，即為凍結速度v=cm/h。

（二）結晶條件：

當液體溫度降到凍結點時，液相與結晶相處于平衡狀態。而要使液體變為結晶體就必須破壞這種平衡狀態，即必須使液相溫度降至稍低于凍結點，造成液體過冷。故過冷是水中發生冰結晶的先決條件。

冰結晶形成時，因結晶相變放出熱量使水或水溶液的溫度由過冷溫度上升至凍結點溫度。

食品凍結中一般不會有穩定的過冷產生。

（三）凍結速度與冰晶形狀的關系

凍結速度（通過0～-5℃的時間）

冰結晶

冰層推進速度I

水分移動速度W

位置

形狀

大小（直徑×長度）

數量

數秒

1.5min

40min

90min

細胞內

細胞內

細胞內

細胞外

針狀

針狀

針狀

塊粒狀

(1~5)um ×(5~10)um

(0~20)um × (20~50)um

(50~100)um × 100um以上

(50~200)um × 200um以上

無數

多數

少數

少數

I＞＞W

I＞W

I＜W

I＜＜W

凍結速度與冰晶分布的關系：

1.凍結速度快，細胞內、外幾乎同時達到形成冰晶的溫度條件，組織內冰層推進速度大于水移動速度、冰晶分布越接近天然食品中液態水的分布情況，且冰晶呈針狀結晶體，數量多，冰晶小。

2.凍結速度慢，冰晶首先在細胞外的間隙中產生，而此時細胞內的水分仍以液相形式存在。在蒸汽壓差的作用下，細胞內的水分透過細胞膜向細胞外的冰晶移動，使大部分水凍結于細胞間隙內，形成較大冰晶且分布不均勻。

凍結溫度曲線：

（一）凍結溫度曲線

1.初階段：從初溫到冰點的過程。

2.中階段：食品大部分水結成冰的過程。放出的熱量最多（-1～-5 ℃ ）

3.終階段：從成冰到終溫的過程。

（二）凍結溫度曲線的意義（生產上的應用）

1.第一階段在此溫度范圍內微生物和酶的作用不能抑制，故應迅速通過。

2.第二階段食品從冰點降到中心溫度-5℃時，通過時間短，在最大冰晶生成帶中產生的不良影響就能避免。

3.從-5℃到終溫，要加速通過。因微生物和酶要在-15℃以下才能被抑制。

食品凍結過程中放出熱量示意圖：

凍結時所放出的熱量：

一定質量（m）的食品，在凍結過程中放出的熱量有三部分：

1.冷卻時熱量qc：

食品從初溫降至冰點所放出熱量：

qc = c1(t1-tp) kcal/kg

c1：高于冰點的比熱；t1：初溫；tp：冰點溫度。

2.形成冰時的熱量（此部分熱量最多）

qi = W·ω·r kcal/kg

W：食品中的含水量kg/kg；ω：凍結率；

r：水變成冰的潛熱80kcal/kg。

3.自冰點至凍結終溫放出熱量：

qe =c2(tp-t2) kcal/kg

c2：低于冰點的比熱kcal/kg；t2：凍結終溫；

故放出的總熱量為：Q= qc + qi + qe

Q還可用焓差法表示：

Q=m（i2-i1） kcal

i1：食品初始狀態的焓值kcal；

i2：食品終了狀態的焓值kcal。

凍結時間：

設表面平坦，厚度為l的物品，如左圖預冷到0℃， 置于介質為t的環境中，物品溫度降到冰點 tp 時開始凍結，經過一段時間后，凍結層離表面已有x的距離。又經過dz 時間后，凍層向內推進dx距離。

對凍層厚度為dx，表面積為F，其應放出熱量dQ為：

dQ=F·r·qi·dx (kcal) r：容重(kg/m3)；

qi：形成冰時的熱量kcal/kg。

此熱量在tp與t的溫差作用下，經厚度為x的凍層在dz時間內傳給冷卻介質，其傳出熱量為：

dQ=F·k·△t·dz (kcal)

△t= tp -t tp：物品冰點；t：冷卻介質溫度。

兩者熱交換的量相等 即：F·k·△t·dz=F·r·qi·dx

凍結時間的熱焓表達式：

為改進精度把式中qi以△i即食品初溫和終溫時的焓差來表示，則凍結時間計算式最后形式為：

z：食品凍結時間 （h）

△i：食品初溫與終溫時的焓量 kcal/kg

r：食品容重 kg/m3

△t：tp-t tp：食品的冰點；t：冷卻介質的溫度。

x：板狀食品表示厚度，園柱或球狀食品表直徑(m）

α：食品表面放熱系數 kcal/m2·h·℃

λ：凍結食品導熱系數　kcal/m2·h·℃

R和p：食品形狀有關系數

公稱凍結時間：食品各處溫度相同都為0℃起，其中心點溫度只下降到該點食品的冰點所需時間。

有效凍結時間：即食品中心溫度從開始的溫度下降到所要求的凍結終溫所需時間。

這里公式從公稱時間推導，引入△i作有效凍結時間計算，結果是有效凍結時間。

縮短凍結時間可選擇的途徑：

縮短凍結時間可以從改x、α、t三方面來考慮。

1.減小凍品厚度 x

2.降低冷凍介質溫度 t

3.增大傳熱面的放熱系數α

改變α值可以增加風速，在冷鹽水中浸漬凍結，平板凍結器中凍結等方法。

食品凍藏時的變化：

凍結食品在-18℃以下的低溫冷藏室內貯藏，由于食品中90%以上的水分已凍結，酶與微生物的作用受到抑制，食品可較長時間貯藏，但是在凍藏過程中，由于凍藏溫度的波動，凍藏期又較長，冰結晶是不穩定的，大小也不全部均勻一致，在空氣中氧的作用下還會緩慢發生一系列變化，使凍結食品的品質有所下降。

冰結晶形成原因：

其主要原因是由于蒸汽壓差的存在。冰結晶周圍的水或水蒸汽向冰晶移動，附著并凍結在冰結晶上面，使大的結晶越大，而小的結晶逐漸減少、消失。

蒸汽壓差的存在原因：

①凍結食品中殘留的水溶液的蒸汽壓差大于冰結晶的水蒸汽壓

②冰結晶中的粒子大小不同產生蒸汽壓差。

③主要原因是凍結食品的表面與中心部位之間有溫度差，從而產生蒸汽壓差。

如何防止冰結晶的成長：

① 采用降溫快速凍結方式。

② 凍藏溫度盡量低，少變動，特別是要避免高于-18℃以上的溫度變化。

干耗與凍結燒：

1.干耗：簡言之是由于食品表面的冰結晶直接升華造成的。

干耗水分量W=βF（Pg-Pr） kg/h

β：升華率（kg/m2·h·mmHg）

F：凍結食品表面積（m2）

Pg：凍結食品表面的水蒸汽壓差（mmHg）

Pr：與食品接觸的空氣的水蒸汽壓（mmHg）

2.凍結燒

由于干耗的不斷進行，食品表面的冰晶升華向內延伸，達到深部冰晶升華，這樣不僅使凍結食品脫水減重，造成重量損失，而且由于冰晶升華后的地方成為微細空穴，大大增加了凍結食品與空氣接觸面積。在氧的作用下，食品中的脂肪氧化酸敗，表面變黃褐，使食品外觀損壞，風味、營養變差，稱為凍結燒。

如何防止干耗和凍結燒：

主要是防止外界熱量的傳入，提高冷庫外圍結構的隔熱效果，隔絕空氣與凍結食品的接觸，加入抗氧化劑，對食品可采用加包裝或鍍冰衣的方法。

脂類的變化：

在脂酶和磷脂酶的作用下，水解為游離脂肪酸；

脂肪酸在空氣中氧的作用下發生自動氧化而酸敗；

脂類凍結變性產生有毒產物如丙二醛；

脂肪氧化產物與蛋白質凍結變性的產物相互作用產生油燒-脂類氧化引起。

防止油燒的措施：

采用鍍冰衣、包裝食品而隔絕與氧的接觸；降低產品的凍藏溫度；

防止氨的泄漏；使用抗氧化劑。

凍結食品的T.T.T概念：

美國Arsdel等人，總結凍結食品的品溫變化與品質保持時間的關系，即凍結儀器的T.T.T概念（Time、Temperature、Tolerance；時間、溫度、食品的耐藏性）。

由T.T.T概念可知：

1、凍結食品的品質變化主要取決于溫度，凍結食品的品溫越低，優秀品質的保存時間越長。

2、凍結食品在流通中因時間、溫度的經歷而引起的品質降低是累積和不可逆的，但與經歷的順序無關。

大多數冷凍食品的品質穩定性是隨著食品溫度的降低而呈指數關系地增大。在一定溫度范圍內，貯藏溫度與實用冷藏期之間的關系曲線。這樣的曲線叫T.T.T曲線。

根據T.T.T曲線的斜率可知道溫度對凍結食品品質穩定性的影響，用溫度系數Q10表示。

凍結食品的T.T.T曲線：

1.多脂肪魚和炸仔雞；

2.少脂肪魚；

3.四季豆和湯菜；

4.青豆和草莓；

5.木梅。

Q10是溫差10℃，品質降低的速度比，也就是溫度降低10℃，冷凍食品品質保持的時間比原來延長的倍數。

Q10隨食品的種類的不同而不同，在實用冷藏溫度（-15 ℃~-25℃）的范圍內，它的值是2~5。

對于大多數凍結食品來說都是符合T.T.T概念的，其溫度系數Q10幾乎都在2~5之間，但也有Q10小于1的食品，對于Q10小于1這樣的食品，T.T.T理論則不適用。

我們把某個凍結食品在流通過程中所經歷的溫度和時間記錄下來，根據T.T.T曲線按順序算出各階段的品質下降，然而再確定凍結食品的品質，這種方法叫T.T.T的計算方法。

根據T.T.T曲線可知，一個凍結食品在某個溫度的實用冷藏期是A，即經過A天其品質由100%降為0%。那么在此溫度下，該凍結食品每天的品質下降量B=100/A。根據此關系可作出品質保持曲線B。

T.T.T計算圖即是在此基礎上制成，橫坐標是天數，縱坐標是各種溫度下的品質下降率（用百分數表示）。

各階段品質下降量=每天的品質下降量×天數

D：品質下降總量=Σ各階段品質下降量

當D＞1時，該凍結食品已失去商品的價值；

D＜1時，說明凍結食品尚未失去商品價值。

用T.T.T計算方法可知道凍結食品的質量變化。但它是根據冷凍食品在流通過程中的時間、溫度經歷所帶來的影響累積變大的原則來進行計算，也有一些例外，其實際質量的下降比用T.T.T計算所得到的質量下降量更大。如：

1.乳狀食品或膠狀食品，如冰淇淋。

2.凍藏室內，凍結食品直接與空氣接觸。

3.商店冷藏柜中的冷凍食品，

4.凍品溫度波動次數少，但在-10℃以上溫度長時間保存的食品。

解凍：

解凍是凍結時食品中形成的冰結晶還原成融解成水，故可視為凍結的逆過程。解凍時，凍品表層的冰首先融解成水，隨解凍的進行融解部分逐漸向內延伸，由于冰的導熱系數是水的4倍，因此解凍速度隨解凍的進行而逐漸下降，這與凍結過程恰好相反，解凍所需時間比凍結時間長。

解凍時要盡快通過0～-5℃這一溫度帶，以避免凍品品質下降。

解凍的終溫由解凍食品的用途決定。

不同的食品要考慮適用本身特點的解凍方法。目前的解凍方法有：解凍介質溫度高于凍品的外部加熱法、凍品內部加熱的電解凍法、兩者都采用的組合解凍法。

冷凍食品的質量管理：

食品質量管理除具有一般工業產品質量管理所包含的全部內容外，還具有兩個更重要的特點：

1、對食品的衛生和安全性要求相當嚴格，而且還要受到行政上強制的管理規則的制約，

2、味覺的感受，對其在味覺嗜好降低的允許幅度內，實行相對的質量管理。

質量管理是管理制品的質量特性值。

冷凍食品的特性值，是從國際上將冷凍食品的定義通常限定為四個方面的內容產生的：

1、一定要經過前處理

2、必須快速凍結，要求盡快通過-1~-5℃ 、80%的水分凍結的冰結晶生成帶。

3、速凍后的食品中心溫度一定要控制在-18℃以下，銷售店也不能高于這個溫度。

4、必須是經過包裝的食品。

冷凍食品的保鮮原則：

3C原則：規定保鮮時應做到冷卻（Chilling）、清潔（Clean）、小心（Care）。

3P原則：產品質量取決于原料（Products）、加工工藝（Processing）、包裝（Package）。

3T原則：產品最終質量還取決于在冷藏鏈中流通的時間（Time）、溫度條件（Temperature）、產品耐藏性（Tolerance）。

冷凍食品品質的判斷方式有兩種：

1、通過感官進行判斷，它包括視覺判斷（大小、形狀、粘度、色澤、完整性等）、觸覺判斷、味覺判斷、嗅覺判斷等；

2、用理化生物分析的手段進行判斷，這主要用來測定感官無法判斷的營養價值、毒性等，一般采用統計和抽樣檢查的方法。

冷凍食品質量管理范圍：

1 原料的驗收與保藏。

2 制造過程中的管理。

3 成品的檢驗。

4 用水標準與管理。

5 解凍工程管理。

6 衛生狀況與檢查。

7 微生物檢查。

8 各工程的溫度管理（尤其是冷凍、冷藏）。

9 機械設備（包括容器等）。

10 包裝管理（包裝材料、方法等）。

11 從業人員操作技術。

12 出廠后的運輸、貯藏和銷售等環節中的衛生管理和溫度管理等。

調理冷凍食品的質量管理：

1、主要應放在對各工序的衛生管理，特別是微生物的管理上；

2、其次是營養質量，在保持食品原有營養風味方面，要考慮到如何保持營養成分和香味、食感、色澤等嗜好性特征；

3、原料質量檢查、成形工藝、加熱工藝、速凍工藝等中都要對制品的質量進行管理。

HACCP的應用發展：

HACCP是美國Bauman于1971年開創的食品衛生、品質管理方式。

HACCP的七條基本原則：

1、對新鮮原料及各種輔料、加工制造、運輸流通、銷售、調理到最終消費為止的各個階段，可能造成危害消費者安全和健康的各種因素進行分析、確認。

2、對上述可能造成消費者危害的因素進行控制，設定關鍵控制點。

3、對已設定的關鍵控制點制定各自適宜的管理標準，設計正確適當的安全措施。

4、建立有效的監控系統和管理方式，以隨時評估安全措施的成效。

5、確定應變措施，當關鍵控制點偏離管理標準時予以糾偏。

6、建立完整的檔案及記錄文件，細節化危險分析，安全措施，監控系統及糾偏記錄。

7、整個系統的可行性，需經工廠本身及政府主管單位復核、認可。

調理冷凍食品各工藝段的關鍵控制點：

1 生產前的檢查

2 原料的驗收與收藏

3 水質

4 原料的解凍

5 機械管理

6 加熱和放冷

7 凍結室的機械性能和衛生

8 金屬探測器、包裝

9 貯藏

10 預測

冷凍漢堡肉餅的危害分析（HA）

原輔材料名稱

HA

微生物種類

污染途徑

肉類（冷凍品）

(牛、豬、羊、雞、馬肉)

Ⅴ

病原菌：沙門氏菌，病原大腸菌，腸炎弧菌，Campylobacter， jejuni Yersinia

二次污染

冷凍魚糜

腐敗菌:假單胞菌屬，無色桿菌屬，黃桿菌屬

一次污染

洋蔥

Ⅱ

腐敗菌:芽孢桿菌屬，革蘭氏陰性桿菌

一次污染

蛋白

Ⅴ

腐敗菌：沙門氏菌，金黃色葡萄球菌

一次污染

植物蛋白質

Ⅲ

腐敗菌:芽孢桿菌屬

一次污染

面包粉

Ⅱ

腐敗菌:芽孢桿菌屬

一次污染

香辣調味料（未殺菌）

Ⅰ

腐敗菌:芽孢桿菌屬

一次污染

本文來源于互聯網。

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