【正文】 油酸外，往往還有相當(dāng)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(chǎn)動(dòng)物脂肪中，不飽和脂肪酸的含量不但占絕大部分，而且種類(lèi)也很多。淡水魚(yú)類(lèi)脂肪中以 C18不飽和脂肪酸的比例高，而海水魚(yú)類(lèi)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(lái)。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(lèi)。 ? 脂肪變質(zhì)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(guò)氧化物（ peroxide）。過(guò)氧化物繼續(xù)分解產(chǎn)生具有刺激性氣味的醛、酮或酸等物質(zhì)。脂肪氧化也稱為脂肪酸?。?rancidity），脂肪酸敗不但使脂肪失去營(yíng)養(yǎng)，而且也產(chǎn)生毒性。 ? 可以從兩個(gè)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(duì)苯二酚等；另一個(gè)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(lái)源， 1g葡萄糖在體內(nèi)完全氧化可以產(chǎn)生 16kJ的熱量。糖也是參與人體重要代謝過(guò)程的主要物質(zhì)。糖可分為單糖、低聚糖和多糖三類(lèi)。 ? 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(xì)小淀粉分子而形成膠體溶液，此過(guò)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(zhǎng)期存放， α淀粉會(huì)發(fā)生老化(retrogradation )，老化是膠體溶液中淀粉分子重新聚集與結(jié)晶的過(guò)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(lái)避免淀粉老化。 ? 果膠 (pectin)主要存在于細(xì)胞壁和細(xì)胞壁之間，起細(xì)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(shí)中主要是原果膠，其組織堅(jiān)硬，隨著果實(shí)的成熟，由原果膠變?yōu)楣z，最終轉(zhuǎn)化為果膠酸，使果實(shí)組織柔軟。果膠物質(zhì)只能被人體部分吸收。 (vitamin） ? 維生素雖是食品中的微量有機(jī)物質(zhì)，但其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值卻不可低估。維生素是人體生理過(guò)程以及蛋白質(zhì)、脂肪、糖等代謝過(guò)程中不可缺少的成分，除了極少數(shù)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(duì)維生素的破壞較小。 (enzyme） ? 沒(méi)有酶的存在，生物體內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)將非常緩慢，或者需要在高溫高壓等特殊條件下才能進(jìn)行。有酶的存在，生物物質(zhì)能在常溫常壓下以極高的速度和很強(qiáng)的專一性進(jìn)行。 ? 食品加工與貯藏中，酶可來(lái)自食品本身和微生物兩方面，酶的催化作用通常使食品營(yíng)養(yǎng)質(zhì)量和感官質(zhì)量下降，因此，抑制酶的活性是食品加工貯藏中的重要內(nèi)容之一。由于酶是一種特殊的蛋白質(zhì)，在不同的 pH值環(huán)境下，其活性也不同，大多數(shù)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(gòu)成水分和有機(jī)物質(zhì)的 C、 H、 O、 N四種元素以外，其他元素統(tǒng)稱為礦物質(zhì)。根據(jù)人體對(duì)礦物質(zhì)的需求量，可將礦物質(zhì)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?yàn)槌Ａ吭?，鐵、鋅、銅、碘、錳、鉬、鈷、硒、鉻、鎳、錫、硅、氟、釩等為微量元素。 ? 人體對(duì)礦物質(zhì)的需求量是不同的，過(guò)多或過(guò)少均會(huì)影響健康，如缺鈣會(huì)導(dǎo)致人體骨質(zhì)疏松；缺碘會(huì)使人體甲狀腺腫大；鉀過(guò)多會(huì)使人體血管收縮，造成四肢蒼白無(wú)力、嗜睡甚至突然死亡等。人體所需要的礦物質(zhì)主要從食品中獲得，它們以無(wú)機(jī)鹽形式存在于食品中。 (water） ? 水是組成一切生命體的重要物質(zhì)，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(guò)程和周?chē)⑸锏姆敝碃顩r。食品中的水分可分為自由水和結(jié)合水。 ? 自由水也稱為游離水，主要包括食品組織毛細(xì)孔內(nèi)或遠(yuǎn)離極性基團(tuán)能夠自由移動(dòng)、容易結(jié)冰、能溶解溶質(zhì)的水。自由水在動(dòng)物細(xì)胞中含量較少，而在某些植物細(xì)胞中含量卻較高。 ? 結(jié)合水包圍在蛋白質(zhì)和糖分子周?chē)?，形成穩(wěn)定的水化層。結(jié)合水不易流動(dòng)，不易結(jié)冰，也不能作為溶質(zhì)的溶劑。結(jié)合水對(duì)蛋白質(zhì)等物質(zhì)具有很強(qiáng)的保護(hù)作用，對(duì)食品的色、香、味及口感影響很大。 ? 近年來(lái)研究表明，加熱干燥或冷凍干燥可除去部分結(jié)合水，而冷凍冷藏對(duì)結(jié)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(xì)菌 (bacteria)、霉菌 (moulds)和酵母菌 (yeasts )，它們是能夠生長(zhǎng)繁殖的活體，因此需要營(yíng)養(yǎng)和適宜的生長(zhǎng)環(huán)境。動(dòng)物性食品是它們生長(zhǎng)繁殖的最好材料，而植物性食品只有在受到物理?yè)p傷或處于衰老階段時(shí)，才易被微生物所利用。由于微生物能分泌出各種酶類(lèi)物質(zhì)，使食品中的蛋白質(zhì)、脂肪等營(yíng)養(yǎng)成分發(fā)生分解，并產(chǎn)生硫化氫、氨等難聞的氣味和有毒物質(zhì)，使食品失去食用價(jià)值。 ? 根據(jù)微生物對(duì)溫度的耐受程度，將其劃分為四類(lèi)，即嗜冷菌 (psychrophile )、適冷菌 (psychrotroph、嗜溫菌(mesophile )和嗜熱菌 (thermophile )。溫度對(duì)微生物的生長(zhǎng)繁殖影響很大。溫度越低，它們的生長(zhǎng)與繁殖速率也越低。當(dāng)處在它們的最低生長(zhǎng)溫度時(shí)，其新陳代謝活動(dòng)已減弱到極低的程度，并出現(xiàn)部分休眠狀態(tài)。 (enzyme activity)的影響 ? 溫度對(duì)酶活性（即催化能力）影響最大， 4050℃ 時(shí)，酶的催化作用最強(qiáng)。隨著溫度的升高或降低，酶的活性均下降。一般來(lái)講，在 040℃ 范圍內(nèi)，溫度每升高 10K ,反應(yīng)速度將增加 12倍。一般最大反應(yīng)速度所對(duì)應(yīng)的溫度均不超過(guò) 60℃ 。當(dāng)溫度高于 60℃ 時(shí)，絕大多數(shù)酶的活性急劇下降。 ? 而溫度降低時(shí)，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(shuō)明酶完全失活，在長(zhǎng)期冷藏中，酶的作用仍可使食品變質(zhì)。當(dāng)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(lái)，加速食品的變質(zhì)。商業(yè)上一般采用 18℃ 作為貯藏溫度，實(shí)踐證明，對(duì)于多數(shù)食品在數(shù)周至數(shù)月內(nèi)是安全可行的。 ? 基質(zhì)濃度和酶濃度對(duì)催化反應(yīng)速度影響也很大。例如，在食品凍結(jié)時(shí)，當(dāng)溫度降至 15℃ 時(shí)，有時(shí)會(huì)呈現(xiàn)其催化反應(yīng)速度比高溫時(shí)快的現(xiàn)象，其原因是在這個(gè)溫度區(qū)間，食品中的水分有80%變成了冰，而未凍結(jié)溶液的基質(zhì)濃度和酶濃度都相應(yīng)增加的結(jié)果。 ? 果蔬食品在冷卻冷藏加工中（冰點(diǎn)以上），呼吸是植物性食品維持生命代謝特有的現(xiàn)象。呼吸可分為有氧呼吸和缺氧呼吸。 ? 有氧呼吸的實(shí)質(zhì)是在酶的催化下消耗自身能量的氧化過(guò)程，使其中的糖類(lèi)和有機(jī)物質(zhì)分解為 CO2和 H20 ,同時(shí)放出大量的熱。 ? 缺氧呼吸是在氧氣不足的環(huán)境下，糖類(lèi)自身分解為乙醇和CO2，同時(shí)放出少量熱。 ? 無(wú)論是有氧呼吸還是缺氧呼吸，呼吸都使食品的營(yíng)養(yǎng)成分損失，而且呼吸放出的熱量與有毒物質(zhì)也加速食品的變質(zhì)。 六 .食品冷凍過(guò)程的物理化學(xué)基礎(chǔ) ? ? 食品不僅是多組分、多相、非均質(zhì)的物質(zhì)系統(tǒng)，而且是物理化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定的極其復(fù)雜的物質(zhì)系統(tǒng)?，F(xiàn)以面包為例加以說(shuō)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(zhì)、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(jié)晶的、非結(jié)晶的。如新鮮面包中少量的淀粉是晶狀的，隨著存放時(shí)間的增長(zhǎng)，其晶狀的數(shù)量也要增多。 ? 圖中的斜長(zhǎng)虛線表示槽內(nèi)溫度；實(shí)線表示水溫。純水在一個(gè)大氣壓下的冰點(diǎn)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(shí)才開(kāi)始凍結(jié)。這種現(xiàn)象被稱為過(guò)冷(subcooling)。開(kāi)始出現(xiàn)冰晶的溫度與相平衡凍結(jié)溫度之差，稱為過(guò)冷度。在過(guò)程abc中，水以釋放顯熱的方式降溫；當(dāng)過(guò)冷到點(diǎn) c時(shí)，由于冰晶開(kāi)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(guò)程 cd；在過(guò)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(jié)溫度 0℃ ；當(dāng)全部水被凍結(jié)后，固化的樣品以較快速率降溫。 ef段的降溫速率可能遠(yuǎn)大于槽溫的下降速率。 ? 冰晶的成核 (nucleation)過(guò)程主要由熱力學(xué)條件決定，而冰晶的生長(zhǎng)過(guò)程主要由動(dòng)力學(xué)條件決定。當(dāng)水處于過(guò)冷態(tài)（亞穩(wěn)態(tài)）時(shí)，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(gè)體系內(nèi)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(shí)聚集成為新相的集團(tuán)（又稱為新相的胚芽， embryos)，若胚芽大于臨界尺寸時(shí)就成為晶核。對(duì)于均勻成核，要求有較大的過(guò)冷度。例如，對(duì)很純的微小水滴，已發(fā)現(xiàn)到 40℃ 或更低的溫度還未結(jié)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(duì)于非均勻成核，所要求的過(guò)冷度比均勻成核要小得多。對(duì)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(zhì)均勻混合，而且彼此呈分子狀態(tài)分布的物質(zhì)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(zhì)組成的液態(tài)溶液，且將水稱為溶劑 (solvent），將其他物質(zhì)稱為溶質(zhì) (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?jǐn)?shù) x水 ；或者可以說(shuō)，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(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù) x ? P水 0 P水 = p水 0 x ? 2)在相同的外壓下，稀溶液的沸點(diǎn) T b要高于純水的沸點(diǎn) Tb0,其沸點(diǎn)升高值 (boilingpointelevation)正比于溶液的質(zhì)量濃度 ms 。 ? ΔT b =T b Tb0=Kbms (Kb為沸點(diǎn)升高常數(shù) ) ? 3)在相同的外壓下，當(dāng)溫度降低時(shí)，若水和溶質(zhì)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(diǎn) Tf要低于純水的冰點(diǎn) Tf0，其冰點(diǎn)的降低值正比于溶液的質(zhì)量摩爾數(shù)。 ? ΔT f =T f0 Tf=Kfms (Kf為凝固點(diǎn)降低常數(shù) ) ? 現(xiàn)以含鹽 (NaCl)的水溶液為例，說(shuō)明凍結(jié)過(guò)程中溶液的溫度和濃度的變化關(guān)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(zhì)量分?jǐn)?shù)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(jìn)行。 ? 上述討論的是在一般的降溫速率時(shí)所發(fā)生的均勻凍結(jié)情況。如果初始濃度較大，且降溫速率極高，溶液來(lái)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(guò)程的作用是將已凍結(jié)的食品材料進(jìn)行復(fù)溫，力求使之恢復(fù)到原先未凍結(jié)前的狀態(tài)。雖然它是凍結(jié)過(guò)程的逆過(guò)程，但融化過(guò)程的溫度控制卻比凍結(jié)過(guò)程要困難得多，也很難達(dá)到高的復(fù)溫速率。 ? 在融化過(guò)程中，樣品的外層首先被融化，供熱過(guò)程必須先通過(guò)這個(gè)已融化的液體層，而在凍結(jié)過(guò)程中，樣品外層首先被凍結(jié)，吸熱過(guò)程通過(guò)的是凍結(jié)層。冰的比熱容只有水的一半，熱導(dǎo)率卻為水的 4倍，導(dǎo)溫系數(shù)為水的 。因此，凍結(jié)過(guò)程的傳熱條件要比融化過(guò)程好得多，在融化過(guò)程中，很難達(dá)到高的復(fù)溫速率。 七 .食品材料的凍結(jié)特性和凍結(jié)率 ? 食品的凍結(jié)過(guò)程和純水不同。由于食品是由多元組分所組成的，因而實(shí)際上并不出現(xiàn)明顯的“凍結(jié)平臺(tái)”。下表為部分食品材料的初始凍結(jié)溫度。 ? 當(dāng)溫度低于初始溫度后，部分水結(jié)成冰。食品大體可看成由固體材料、水和冰三部分組成。當(dāng)更多的水結(jié)冰后，溶液的濃度進(jìn)一步提高，冰點(diǎn)進(jìn)一步降低，整個(gè)結(jié)冰的過(guò)程是在濃度變化的情況下進(jìn)行的。 ? 食品在凍結(jié)點(diǎn)與共晶點(diǎn)之間的任意溫度下，其水分凍結(jié)的比例稱凍結(jié)率 (w0)，以質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示，其近似值可用下式計(jì)算： ? ( 為食品凍結(jié)點(diǎn)溫度，為食品凍結(jié)點(diǎn)以下的實(shí)測(cè)溫度 ) ?? /10 fw ?? f? ?八 .影響微生物低溫致死的因素 ? ? 在冰點(diǎn)左右，特別在冰點(diǎn)以上，微生物仍然具有一定的生長(zhǎng)繁殖能力，雖只有部分能適應(yīng)低溫的微生物和嗜冷菌逐漸增長(zhǎng)，但最后也會(huì)導(dǎo)致食品變質(zhì)。對(duì)低溫不適應(yīng)的微生物則逐漸死亡。這就是高溫冷藏食品時(shí)仍會(huì)出現(xiàn)不耐久藏的原因。 ? 稍低于生長(zhǎng)溫度或凍結(jié)溫度進(jìn)對(duì)微生物的威脅性最大，一般為 0℃ ，尤以 2℃ 5℃ 為最甚