【正文】 果蔬容易發(fā)生冷害 。 ? 冷害癥狀隨品種的不同而各不相同，最明顯的癥狀是表皮出現(xiàn)軟化斑點(diǎn)和核周圍肉質(zhì)變色 ，像 西瓜表面凹斑、鴨梨的黑心病、馬鈴薯的發(fā)甜 等。 ?食品的溫度下降 ，且表面水分會有所蒸發(fā) 三 .食品冷卻時的變化 ? 肉類水分蒸發(fā)的量與冷卻室內(nèi)的溫度、濕度及流速有密切關(guān)系，還與肉的種類、單位質(zhì)量表面積的大小、表面形狀、脂肪含量等有關(guān)。此時，食品表面與冷卻室內(nèi)空氣之間仍有溫差 θSθr存在，上述熱量傳遞過程繼續(xù)進(jìn)行。此時， B面與 A面之間又存在溫差 θ0θA，依此類推，由于食品表面失去熱量和食品內(nèi)部熱量的傳遞，經(jīng)過時間 t后，食品內(nèi)部溫度的分布變成 SABC兩者都以冷涼稱呼，但溫度的幅度不同，前者溫度幅度僅為 2℃ ，后者卻有10℃ 溫度范圍。 ? 名稱 冷卻食品 凍結(jié)食品 半凍結(jié)食品 冷涼食品（ 1） 冷涼食品（ 2） ? 品溫范圍 /℃ 015 12~30 2~3 1~1 5~5 ? 備注 冷卻但未凍結(jié) 凍結(jié)堅硬 稍微凍結(jié) 參照解釋 參照解釋 ? 微凍食品以前我國也稱做半凍結(jié)食品，近幾年基本上統(tǒng)一為微凍食品。肉類在冷卻貯藏的過程中，在低溫下進(jìn)行成熟作用，使肉的色澤、風(fēng)味、柔軟度都變好，增加了商品價值。 ? 冷卻也是短期保存肉類的有效手段。 ? 另一方面，水果、蔬菜的冷卻應(yīng)及時進(jìn)行，以 除去田間熱 ，使呼吸作用自摘收后就處于較低水平，以保持水果、蔬菜的品質(zhì)。在食品聚合物科學(xué)理論中，根據(jù)食品材料含水量的多少，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度有兩種定義：對于低水分食品（ LMF，水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于 20%），其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度一般大于 0℃ ，稱為 Tg；對于高水分或中等水分食品 (HMF，水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于 20%)，除了對極小的樣品，降溫速率不可能達(dá)到很高，因此一般不能實(shí)現(xiàn)完全玻璃化，此時．玻璃化轉(zhuǎn)變溫度指的是最大凍結(jié)濃縮溶液發(fā)生玻璃化轉(zhuǎn)變時的溫度，定義為 Tg′。因?yàn)槿藗円蚜?xí)慣將融化物質(zhì)在冷卻過程中不發(fā)生結(jié)晶的無機(jī)物質(zhì)稱為玻璃 (glass)，所以后來逐漸擴(kuò)大地將其他非晶態(tài)均稱為玻璃態(tài)（ glassy）。在冷凍食品中，利用這些增稠劑的吸附水分的作用，可作為穩(wěn)定劑 (stabilizer)，能降低冰晶的線生長速率。 ? 另一方面，如果熱量傳遞過程比水分滲透過程快，細(xì)胞內(nèi)的水來不及滲透出來而被過冷形成冰晶。異相成核又稱為非均勻成核，指水在塵埃、異相雜質(zhì)、容器表面及其他異相表面等外形成晶核。根據(jù)機(jī)理成核可分為均相成核(homogeneous nucleation)和異相成核（ heterogeneneous nucleation）兩類。 ? 凍制食品并非無菌，因而就可能含有病原菌，如肉毒桿菌、金黃色葡萄球菌、腸球菌、溶血性鏈球菌、沙門氏菌等。貯藏初期（也即最初數(shù)周內(nèi)），微生物減少的量最大，其后它的死亡率下降。類似這樣的現(xiàn)象在微生物細(xì)胞內(nèi)原生質(zhì)凍結(jié)時就有出現(xiàn)的可能，當(dāng)它含有大量結(jié)合水分時，介質(zhì)極易進(jìn)入過冷狀態(tài)，不再形成冰晶體，這將有利于保持細(xì)胞內(nèi)膠質(zhì)體的穩(wěn)定性。 ? 因?yàn)榫弮鰰r一般食品溫度常長時間處于 8～ 12℃ ，并形成量少粒大的冰晶體，對細(xì)胞產(chǎn)生機(jī)械性破壞作用，還促進(jìn)蛋白質(zhì)變性，以致微生物死亡率相應(yīng)增加。溫度冷卻到 20℃ 25℃ 時，微生物細(xì)胞內(nèi)所有酶的反應(yīng)實(shí)際上幾乎全部停止，并且還延緩了細(xì)胞內(nèi)膠質(zhì)體的變性，因而此時微生物的死亡比在 8℃ 10℃ 時就緩慢得多。 ? 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，但最后也會導(dǎo)致食品變質(zhì)。下表為部分食品材料的初始凍結(jié)溫度。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 。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。 ? 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，說明凍結(jié)過程中溶液的溫度和濃度的變化關(guān)系。溶液可以是液態(tài)的，也可以是氣態(tài)的或固態(tài)的。 ? 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。當(dāng)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）。在過程abc中，水以釋放顯熱的方式降溫；當(dāng)過冷到點(diǎn) 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。 ? 圖中的斜長虛線表示槽內(nèi)溫度；實(shí)線表示水溫。 ? 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。 ? 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。例如，在食品凍結(jié)時，當(dāng)溫度降至 15℃ 時，有時會呈現(xiàn)其催化反應(yīng)速度比高溫時快的現(xiàn)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(jié)溶液的基質(zhì)濃度和酶濃度都相應(yīng)增加的結(jié)果。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(zhì)。一般來講，在 040℃ 范圍內(nèi)，溫度每升高 10K ,反應(yīng)速度將增加 12倍。溫度越低，它們的生長與繁殖速率也越低。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。結(jié)合水不易流動，不易結(jié)冰，也不能作為溶質(zhì)的溶劑。食品中的水分可分為自由水和結(jié)合水。 ? 人體對礦物質(zhì)的需求量是不同的，過多或過少均會影響健康，如缺鈣會導(dǎo)致人體骨質(zhì)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。 (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)。 (enzyme） ? 沒有酶的存在，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。果膠物質(zhì)只能被人體部分吸收。 ? 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。糖也是參與人體重要代謝過程的主要物質(zhì)。 ? 可以從兩個方面減少或避免脂肪酸敗：一是向食品中添加天然抗氧化劑（ 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。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。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。其中鏈越長，沸點(diǎn)就越高，熔點(diǎn)也有不規(guī)則的增高；雙鍵越多，不飽和程度越高，氧化也越快。脂肪中含有的飽和脂肪酸成分越多，其流動性越差。在日常生活中，蛋清受熱凝固、毛發(fā)受熱卷曲、肉類解凍后汁液流失等都是蛋白質(zhì)變性的表現(xiàn)。當(dāng)溫度下降時，可由溶膠態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槟z態(tài)。 ? （ 2）蛋白質(zhì)的膠凝性質(zhì)（ gening property） ? 蛋白質(zhì)的直徑約為 110Onm，其顆粒尺寸在膠體粒子范圍內(nèi)，是親水化合物。豆類等油料作物中的蛋白質(zhì)主要是球蛋白，如大豆球蛋白、豌豆球蛋白等。動物皮、骨、結(jié)締組織中的蛋白質(zhì)主要是膠元（ conagen）。 ? 在酸、堿、酶等物質(zhì)作用下蛋白質(zhì)可發(fā)生下列水解反應(yīng)，最終將大分子的蛋白質(zhì)水解為較小分子的氨基酸： ? 蛋白質(zhì) → 多肽 (polypeptide)→ 二肽 (dipeptide) → 氨基酸 ? 蛋白質(zhì)可分為單純蛋白質(zhì)（ simple proteins）和結(jié)合蛋白質(zhì)（ eoniugated proteins）。它們在肌肉組織中所占的比例很小，但都是由肌纖維細(xì)胞構(gòu)成的。 ? 肌纖維細(xì)胞內(nèi)有許多微細(xì)的肌原纖維 (myofibril)、細(xì)胞核、線粒體(mitochondria)和汁液等物質(zhì)，外面被一層富有彈性的肌纖維膜(sarcolemma)所包裹。 (Muscle fibre) ? 在形態(tài)上，畜禽肉主要由肌肉組織、脂肪組織、結(jié)締組織和骨骼組織等組成，其所占比例分別約為：肌肉組織 50%60%、脂肪組織 20%30%、骨骼組織 13%20% 、結(jié)締組織 7%11%。 ? 動物性食品除鮮蛋為有生命食品外，其他均為無生命食品。 三 .食品冷凍冷藏的生物化學(xué)基礎(chǔ) ? 食品的營養(yǎng)成分可分為有機(jī)物質(zhì)和無機(jī)物質(zhì)。 ? 了解了食物腐敗的原理 ,就可采用相應(yīng)的對策來防止食物的腐敗變質(zhì)。 ? 魚類因本身的組織酶的作用，在相當(dāng)短的時間內(nèi)，經(jīng)過一系列的中間變化，使蛋白質(zhì)水解為氨基酸和其他的含氮化合物及非含氮化合物，脂肪分解生成游離的脂肪酸，糖原酵解為乳酸。 食品變?yōu)榕囵B(yǎng)基 吸收營養(yǎng)物質(zhì)，并分泌各種酶類，將大分物質(zhì)分解為小分子物質(zhì) 硫化氫氨胺氨基酸微生物蛋白質(zhì)食品 ?????? ??甘油醛脂肪酸微生物脂肪食品 ????? ??氣體醇酸微生物碳水化合物食品 ????? ??? 微生物對食品的腐敗不僅局限于降解作用，許多食物的腐敗，是由于微生物代謝活動中的合成產(chǎn)物引起的，有些微生物能合成色素，引起食物變色；有些微生物具有合成多糖的能力，從而使食品內(nèi)部或表面產(chǎn)生粘液。 圖 6— 7 2022年速凍食品市場主要品牌市場綜合占有率圖 二 .食品防腐的基本原理 ? 1．食品腐敗變質(zhì)的過程與原因 ? ? 微生物的作用 ,如金黃色葡萄球菌、變形桿菌等細(xì)菌的作用。近年來，國內(nèi)冷凍食品中發(fā)展較快的產(chǎn)品是速凍蔬菜和冷凍調(diào)理食品。 ? 中國冷凍食品的起步較晚，最初只是在一些沿海大城市加工少量產(chǎn)品出口。不過，目前基本上都改用人工制冷法。 ? 1875年人工制冷的出現(xiàn)，才為大量易腐食品較長期的貯藏、運(yùn)輸創(chuàng)造了良好條件。 第一節(jié) 概述（基礎(chǔ)知識） ? 一、低溫保鮮概述 ? 食品冷凍保藏就是利用低溫保藏食品的過程，即降低食品溫度，并維持低溫水平或冷凍狀態(tài)，以便阻止或延緩它們的腐敗變質(zhì)，從而達(dá)到遠(yuǎn)途運(yùn)輸和短期或長期的貯藏目的。 ? 重點(diǎn)內(nèi)容： ? 食品低溫保藏原理；冷藏及凍藏技術(shù)在食品在如何應(yīng)用。這種方法在那些沒有人工制冷的地區(qū)至今仍在使用。凍魚最初是天然凍結(jié)而成，常在冬天冰凍的河面上進(jìn)行，即使現(xiàn)在，仍然使用。最初曾因條件未成熟而受挫，直至 1945年凍制濃縮橙汁出現(xiàn)才獲得成功。國內(nèi)冷凍食品發(fā)展較快的有上海、北京、天津等大城市和沿海開放城市。目前，冷凍食品市場上的主要品種還是米面餡類、點(diǎn)心和水產(chǎn)品、畜禽肉加工產(chǎn)品。 ? 引起食品腐敗的微生物有細(xì)菌、酵母和霉菌，其中以細(xì)菌引起的變質(zhì)最為顯著。進(jìn)行生化反應(yīng)的速度隨著食品的種類不同，特別是海水魚在適宜的溫度條件下，進(jìn)行的速度就快。 ? 每種微生物都具有一個適合其生長的最適溫度，而且微生物對低溫的反應(yīng)較差，許多食品腐敗微生物，甚至病原微生物都具有在低于 6℃ 的溫度下生長的能力，在冷凍狀況下，微生物的活動處于停止?fàn)顟B(tài)，但并不意味著被殺死。針對食品腐敗原理主要有以下幾種防腐措施：低溫、高溫、低水分、糖鹽漬、酸漬、煙薰、化學(xué)防腐劑。植物性食品在冷藏過程中是有生命的活的物體，靠自身的物質(zhì)消耗來維持生命的代謝活動，可繼續(xù)完成成熟、衰老、死亡等過程。其中細(xì)胞壁、液泡和質(zhì)體是植物細(xì)胞特有的組成部分，是植物細(xì)胞與動物細(xì)胞的主要區(qū)別之一。其中橫紋肌是肉的主體，也是加工的主要對象。 ? 平滑肌是構(gòu)成血管壁和胃腸壁的物質(zhì)，心肌是構(gòu)成心臟的物質(zhì)。構(gòu)成蛋白質(zhì)的基本元素是：碳、氫、氮、氧、硫、磷等物質(zhì)，有些蛋白質(zhì)還含有鐵、銅、鋅等元素。 ? 動物肌肉中的蛋白質(zhì)主要是肌球蛋白（ myosin）和肌動蛋白（ a ctin）。 ? 在谷類、豆類等植物性食品中，面粉含有的蛋白質(zhì)主要是構(gòu)成面筋的醇溶谷蛋白和谷蛋白以及可溶性的清蛋白和球蛋白等。蛋白質(zhì)處于等電點(diǎn)時，將失去膠體的穩(wěn)定性而發(fā)生沉淀現(xiàn)象。 ? 蛋白質(zhì)在食品中的另一種存在狀態(tài)是凝膠態(tài)，它與蛋白質(zhì)溶液的溫度有關(guān)。變性蛋白質(zhì)在溶液中溶解度下降，同時也失去了其生理活性功能。 ? 脂肪的性質(zhì)與脂肪酸關(guān)系很大，脂肪酸可分為飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸。 ? 在天然脂肪中，脂肪酸多以偶數(shù)碳原子直鏈形式存在。哺乳動物乳汁中除軟脂酸和油酸外