【正文】 油酸外，往往還有相當比例的短鏈脂肪酸（ C4C10）。植物脂肪中的脂肪酸主要是軟脂酸、油酸，視品種不同往往還含有亞油酸或亞麻酸。水產動物脂肪中，不飽和脂肪酸的含量不但占絕大部分，而且種類也很多。淡水魚類脂肪中以 C18不飽和脂肪酸的比例高，而海水魚類脂肪中則以 C20及 C22不飽和脂肪酸居多。 ? 脂肪在酸、堿溶液中或在微生物作用下可迅速水解為甘油和脂肪酸，使甘油分離出來。脂肪酸在酶的一系列催化作用下可生成 β酮酸，脫羧后成為具有苦味及臭味的酮類。 ? 脂肪變質的另一原因是脂肪酸鏈中不飽和鍵被空氣中的氧氣所氧化，生成過氧化物（ peroxide）。過氧化物繼續(xù)分解產生具有刺激性氣味的醛、酮或酸等物質。脂肪氧化也稱為脂肪酸?。?rancidity），脂肪酸敗不但使脂肪失去營養(yǎng)，而且也產生毒性。 ? 可以從兩個方面減少或避免脂肪酸?。阂皇窍蚴称分刑砑犹烊豢寡趸瘎?antioxidant）或合成抗氧化劑，如單寧（ tannin）、棉酚、生育酚（ tocopherols）以及特丁基對苯二酚等；另一個是控制合理加工貯藏條件。 （ Sugar） ? 糖的主要組成元素是碳、氫、氧。糖主要存在于植物性食品中，占植物干重的 50%80% 。糖是人體熱量的重要來源， 1g葡萄糖在體內完全氧化可以產生 16kJ的熱量。糖也是參與人體重要代謝過程的主要物質。糖可分為單糖、低聚糖和多糖三類。 ? 淀粉呈顆粒狀，在一定的溫度下，吸水后體積膨脹約 50100倍，由淀粉大顆粒分解為細小淀粉分子而形成膠體溶液，此過程稱為淀粉糊化(gelatinization )。糊化后的淀粉稱為 α淀粉，在適宜的溫度下長期存放， α淀粉會發(fā)生老化(retrogradation )，老化是膠體溶液中淀粉分子重新聚集與結晶的過程。 ? 與生淀粉（ β淀粉）比較，老化后的淀粉不易被人體所吸收，因此，在工業(yè)上常采用 20℃速凍來避免淀粉老化。 ? 果膠 (pectin)主要存在于細胞壁和細胞壁之間，起細胞間的粘接作用。果膠一般有三種狀態(tài)，即原果膠、果膠和果膠酸。未成熟的果實中主要是原果膠，其組織堅硬，隨著果實的成熟，由原果膠變?yōu)楣z，最終轉化為果膠酸，使果實組織柔軟。果膠物質只能被人體部分吸收。 (vitamin） ? 維生素雖是食品中的微量有機物質，但其營養(yǎng)價值卻不可低估。維生素是人體生理過程以及蛋白質、脂肪、糖等代謝過程中不可缺少的成分，除了極少數幾種維生素外，人體是不能合成維生素的，只能從食品中獲取。冷凍冷藏對維生素的破壞較小。 (enzyme） ? 沒有酶的存在，生物體內的化學反應將非常緩慢，或者需要在高溫高壓等特殊條件下才能進行。有酶的存在，生物物質能在常溫常壓下以極高的速度和很強的專一性進行。 ? 食品加工與貯藏中，酶可來自食品本身和微生物兩方面，酶的催化作用通常使食品營養(yǎng)質量和感官質量下降，因此，抑制酶的活性是食品加工貯藏中的重要內容之一。由于酶是一種特殊的蛋白質，在不同的 pH值環(huán)境下，其活性也不同，大多數酶的最適宜 pH值在，即在中性、弱酸、弱堿環(huán)境中能夠保持活性。 (mineral） ? 食品中除了構成水分和有機物質的 C、 H、 O、 N四種元素以外，其他元素統(tǒng)稱為礦物質。根據人體對礦物質的需求量，可將礦物質分為常量元素和微量元素。含量在 ％以上的元素稱為常量元素；其他的為微量元素。鈣、鎂、磷、鈉、鉀、氯、硫為常量元素，鐵、鋅、銅、碘、錳、鉬、鈷、硒、鉻、鎳、錫、硅、氟、釩等為微量元素。 ? 人體對礦物質的需求量是不同的，過多或過少均會影響健康，如缺鈣會導致人體骨質疏松；缺碘會使人體甲狀腺腫大；鉀過多會使人體血管收縮，造成四肢蒼白無力、嗜睡甚至突然死亡等。人體所需要的礦物質主要從食品中獲得，它們以無機鹽形式存在于食品中。 (water） ? 水是組成一切生命體的重要物質，也是食品的主要成分之一。水分存在的狀態(tài)直接影響著食品自身的生化過程和周圍微生物的繁殖狀況。食品中的水分可分為自由水和結合水。 ? 自由水也稱為游離水，主要包括食品組織毛細孔內或遠離極性基團能夠自由移動、容易結冰、能溶解溶質的水。自由水在動物細胞中含量較少，而在某些植物細胞中含量卻較高。 ? 結合水包圍在蛋白質和糖分子周圍，形成穩(wěn)定的水化層。結合水不易流動，不易結冰，也不能作為溶質的溶劑。結合水對蛋白質等物質具有很強的保護作用，對食品的色、香、味及口感影響很大。 ? 近年來研究表明，加熱干燥或冷凍干燥可除去部分結合水，而冷凍冷藏對結合水影響卻較小。 五 .食品冷凍冷藏保鮮原理 ? (microanisms)的作用 ? 食品冷凍冷藏中主要涉及的微生物有細菌 (bacteria)、霉菌 (moulds)和酵母菌 (yeasts )，它們是能夠生長繁殖的活體，因此需要營養(yǎng)和適宜的生長環(huán)境。動物性食品是它們生長繁殖的最好材料，而植物性食品只有在受到物理損傷或處于衰老階段時，才易被微生物所利用。由于微生物能分泌出各種酶類物質，使食品中的蛋白質、脂肪等營養(yǎng)成分發(fā)生分解，并產生硫化氫、氨等難聞的氣味和有毒物質，使食品失去食用價值。 ? 根據微生物對溫度的耐受程度，將其劃分為四類，即嗜冷菌 (psychrophile )、適冷菌 (psychrotroph、嗜溫菌(mesophile )和嗜熱菌 (thermophile )。溫度對微生物的生長繁殖影響很大。溫度越低，它們的生長與繁殖速率也越低。當處在它們的最低生長溫度時，其新陳代謝活動已減弱到極低的程度，并出現部分休眠狀態(tài)。 (enzyme activity)的影響 ? 溫度對酶活性（即催化能力）影響最大， 4050℃ 時，酶的催化作用最強。隨著溫度的升高或降低，酶的活性均下降。一般來講，在 040℃ 范圍內，溫度每升高 10K ,反應速度將增加 12倍。一般最大反應速度所對應的溫度均不超過 60℃ 。當溫度高于 60℃ 時，絕大多數酶的活性急劇下降。 ? 而溫度降低時，酶的活性也逐漸減弱。酶活性雖在冷凍冷藏中顯著下降，但并不說明酶完全失活，在長期冷藏中，酶的作用仍可使食品變質。當食品解凍后，隨著溫度的升高，仍保持活性的酶將重新活躍起來，加速食品的變質。商業(yè)上一般采用 18℃ 作為貯藏溫度，實踐證明，對于多數食品在數周至數月內是安全可行的。 ? 基質濃度和酶濃度對催化反應速度影響也很大。例如，在食品凍結時，當溫度降至 15℃ 時，有時會呈現其催化反應速度比高溫時快的現象，其原因是在這個溫度區(qū)間，食品中的水分有80%變成了冰，而未凍結溶液的基質濃度和酶濃度都相應增加的結果。 ? 果蔬食品在冷卻冷藏加工中（冰點以上），呼吸是植物性食品維持生命代謝特有的現象。呼吸可分為有氧呼吸和缺氧呼吸。 ? 有氧呼吸的實質是在酶的催化下消耗自身能量的氧化過程，使其中的糖類和有機物質分解為 CO2和 H20 ,同時放出大量的熱。 ? 缺氧呼吸是在氧氣不足的環(huán)境下，糖類自身分解為乙醇和CO2，同時放出少量熱。 ? 無論是有氧呼吸還是缺氧呼吸，呼吸都使食品的營養(yǎng)成分損失，而且呼吸放出的熱量與有毒物質也加速食品的變質。 六 .食品冷凍過程的物理化學基礎 ? ? 食品不僅是多組分、多相、非均質的物質系統(tǒng)，而且是物理化學性質不穩(wěn)定的極其復雜的物質系統(tǒng)?，F以面包為例加以說明。 ? 面包中主要是面粉(wheat flour)和水，并含有少量的空氣、食鹽、糖、酵母和發(fā)酵的醇。面粉的主要成分是面筋、蛋自質、淀粉、脂肪和其他多糖等。其中的氣相有空氣、水蒸氣和多種揮發(fā)物；其中的固相有結晶的、非結晶的。如新鮮面包中少量的淀粉是晶狀的，隨著存放時間的增長，其晶狀的數量也要增多。 ? 圖中的斜長虛線表示槽內溫度；實線表示水溫。純水在一個大氣壓下的冰點是(即 O℃ ），但在一般情況下，純水只有被冷卻到低于 O℃ 的某一溫度時才開始凍結。這種現象被稱為過冷(subcooling)。開始出現冰晶的溫度與相平衡凍結溫度之差，稱為過冷度。在過程abc中，水以釋放顯熱的方式降溫；當過冷到點 c時，由于冰晶開始形成，釋放的相變潛熱使樣品的溫度迅速地回升到 0℃ ，即過程 cd；在過程 de中，水在平衡的條件下，繼續(xù)析出冰晶，不斷釋放大量固化潛熱。在此階段中，樣品溫度保持恒定的平衡凍結溫度 0℃ ；當全部水被凍結后，固化的樣品以較快速率降溫。 ef段的降溫速率可能遠大于槽溫的下降速率。 ? 冰晶的成核 (nucleation)過程主要由熱力學條件決定，而冰晶的生長過程主要由動力學條件決定。當水處于過冷態(tài)（亞穩(wěn)態(tài)）時，可能以兩種形式形成冰晶核心（晶核 ,nuclei)，即均勻成核 (homogenous nucleation和非均勻成核 (heterogenous nucleation）。 ? 均勻成核是指在一個體系內各處的成核幾率均相等；由于熱起伏（或熱漲落）可能使原子或分子一時聚集成為新相的集團（又稱為新相的胚芽， embryos)，若胚芽大于臨界尺寸時就成為晶核。對于均勻成核，要求有較大的過冷度。例如，對很純的微小水滴，已發(fā)現到 40℃ 或更低的溫度還未結冰。 ? 非均勻成核，又稱異相成核，是指水在塵埃、容器表面及其他異相表面等處形成晶核。對于非均勻成核，所要求的過冷度比均勻成核要小得多。對于體積較大的水，一般均具有異相成核的條件，因此只要溫度比 0℃ 稍低幾度就能形成冰晶核。 ? 兩種或多種物質均勻混合，而且彼此呈分子狀態(tài)分布的物質均可稱為溶液 (solution)。溶液可以是液態(tài)的，也可以是氣態(tài)的或固態(tài)的。我們這里討論的是由水和一種或幾種物質組成的液態(tài)溶液，且將水稱為溶劑 (solvent），將其他物質稱為溶質 (solute)。 ? l）稀溶液中水的蒸汽壓 p水 等于純水的蒸汽壓 P水 0乘以溶液中水的摩爾分數 x水 ；或者可以說，溶液中水的蒸汽壓的降低值 P水 0P水 等于純水的蒸汽壓 p水 0乘以溶質的摩爾分數 x ? P水 0 P水 = p水 0 x ? 2)在相同的外壓下，稀溶液的沸點 T b要高于純水的沸點 Tb0,其沸點升高值 (boilingpointelevation)正比于溶液的質量濃度 ms 。 ? ΔT b =T b Tb0=Kbms (Kb為沸點升高常數 ) ? 3)在相同的外壓下，當溫度降低時，若水和溶質不生成固溶體，而且生成的固態(tài)是純冰，則稀溶液中水的冰點 Tf要低于純水的冰點 Tf0，其冰點的降低值正比于溶液的質量摩爾數。 ? ΔT f =T f0 Tf=Kfms (Kf為凝固點降低常數 ) ? 現以含鹽 (NaCl)的水溶液為例，說明凍結過程中溶液的溫度和濃度的變化關系。圖 25表示的是 NaCl+H2O二元溶液相圖的左半部分（即低濃度部分）。 ? 若在室溫 Tm下，溶液的初始質量分數由 w1提高到 w2，則溶液中液相部分的狀態(tài)變化就沿著 a2b2E的曲線進行。 ? 上述討論的是在一般的降溫速率時所發(fā)生的均勻凍結情況。如果初始濃度較大，且降溫速率極高，溶液來不及析出冰，溶液溫度被降至低于 Tb ,甚至低于 TE，就可能使溶液非晶態(tài)固化。 ? 融化過程的作用是將已凍結的食品材料進行復溫，力求使之恢復到原先未凍結前的狀態(tài)。雖然它是凍結過程的逆過程，但融化過程的溫度控制卻比凍結過程要困難得多，也很難達到高的復溫速率。 ? 在融化過程中，樣品的外層首先被融化，供熱過程必須先通過這個已融化的液體層，而在凍結過程中，樣品外層首先被凍結，吸熱過程通過的是凍結層。冰的比熱容只有水的一半，熱導率卻為水的 4倍，導溫系數為水的 。因此，凍結過程的傳熱條件要比融化過程好得多，在融化過程中，很難達到高的復溫速率。 七 .食品材料的凍結特性和凍結率 ? 食品的凍結過程和純水不同。由于食品是由多元組分所組成的，因而實際上并不出現明顯的“凍結平臺”。下表為部分食品材料的初始凍結溫度。 ? 當溫度低于初始溫度后，部分水結成冰。食品大體可看成由固體材料、水和冰三部分組成。當更多的水結冰后，溶液的濃度進一步提高，冰點進一步降低，整個結冰的過程是在濃度變化的情況下進行的。 ? 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凍結率 (w0)，以質量分數表示，其近似值可用下式計算： ? ( 為食品凍結點溫度，為食品凍結點以下的實測溫度 ) ?? /10 fw ?? f? ?八 .影響微生物低溫致死的因素 ? ? 在冰點左右，特別在冰點以上，微生物仍然具有一定的生長繁殖能力，雖只有部分能適應低溫的微生物和嗜冷菌逐漸增長，但最后也會導致食品變質。對低溫不適應的微生物則逐漸死亡。這就是高溫冷藏食品時仍會出現不耐久藏的原因。 ? 稍低于生長溫度或凍結溫度進對微生物的威脅性最大，一般為 0℃ ，尤以 2℃ 5℃ 為最甚