【正文】 0％的淀粉最容易老化，含水量在 10％以下的干燥狀態(tài)及在大量水中的淀粉都不易老化。這種變化進行得非常嚴(yán)重時，就被人們稱之為“油燒”。對豬、家禽等，就不十分強調(diào)成熟作用，而對牛、綿羊、野禽等，成熟作用則十分重要，它對于肉質(zhì)軟化與風(fēng)味增加有顯著的效果，提高了它們的商品價值。 5．成熟作用 剛屠宰的動物肉 柔軟，且具有很高的持水性 放置一段時間 肉質(zhì)粗硬，持水性大大下降 動物肉 繼續(xù)放置一段時間 動物肉 肉質(zhì)柔軟，持水性回升，風(fēng)味也有極大改善 ? 在冷卻條件下，肉類在低溫下緩慢地進行著成熟作用，一般可在 01℃ 的溫度下進行。為了運輸和貯存上的便利，果蔬一般在收獲時尚未完全成熟，因此收獲后還有一個后熟過程。另外，冷藏庫還具有一些特有的臭味，俗稱冷臭，這種冷臭也會串給冷卻食品。如放入洋蔥后，雖然洋蔥已出庫，但其氣味會串給隨后放入的蘋果。這樣，食品原有的風(fēng)味就會發(fā)生變化，使品質(zhì)下降。 （串味） ? 有強烈香味或臭味的食品，與其他食品放在一起冷卻貯藏，這香味或臭味就會傳給其他食品。一般來講，產(chǎn)地在熱帶、亞熱帶的果蔬容易發(fā)生冷害 。 ? 例如香蕉，如放入低于 11. 7℃ 的冷藏室內(nèi)一段時間，拿出冷藏室后表皮變黑成腐爛狀，俗稱“見風(fēng)黑”。 ? 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。 ? 空氣中實際所含水蒸汽密度和同溫度下飽和水蒸汽密度的百分比值，叫做空氣的“ 相對濕度 ”。 ?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)。 ? 1．水分蒸發(fā) ? 當(dāng)食品中的水分減少后，不但造成重量損失 (俗稱 干耗 )，而且會使 果蔬類食品失去新鮮、飽滿的外觀 ，當(dāng)減重達(dá)到 5%時，果蔬會出現(xiàn)明顯的萎凋現(xiàn)象， 肉類食品也會出現(xiàn)肉的表面收縮、硬化，形成干燥皮膜，肉色也有變化 。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 二 .食品在冷卻過程中的熱量傳遞 ? 我們把平板狀食品放入溫度為 θr的冷卻室內(nèi)，剛放進去時，時間t=0，食品內(nèi)部各處溫度都是 θ0。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。與冷卻方法相比較，微凍的保鮮期是冷卻的 。 ? 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。一般可根據(jù)食品的種類、性質(zhì)、貯藏期、用途等的不同，選擇其適宜的溫度范圍。肉類在冷卻貯藏的過程中，在低溫下進行成熟作用，使肉的色澤、風(fēng)味、柔軟度都變好，增加了商品價值。由于在此溫度下，酶的分解作用、微生物的生長繁殖及干耗、氧化作用等均未被充分抑制，因此冷卻肉只能貯藏 二周左右 的時間。 ? 冷卻也是短期保存肉類的有效手段。 ? 馬鈴薯、洋蔥等品種由于收獲前生長在地下，收獲時容易破皮、碰傷，因此需要在常溫下養(yǎng)好傷后再進行冷卻貯藏。 ? 另一方面，水果、蔬菜的冷卻應(yīng)及時進行，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)。 第二節(jié) 食品的冷加工 一、概論 ? 冷卻是將食品的品溫降低到接近食品的冰點但不凍結(jié)的一種冷加工方法，它是延長食品貯藏期的一種被廣泛采用的方法。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′。在玻璃化過程中，物質(zhì)不放出潛熱，不發(fā)生一級相變，即其比體積 v和熵 S是連續(xù)變化。因為人們已習(xí)慣將融化物質(zhì)在冷卻過程中不發(fā)生結(jié)晶的無機物質(zhì)稱為玻璃 (glass)，所以后來逐漸擴大地將其他非晶態(tài)均稱為玻璃態(tài)（ glassy）。在非晶態(tài)固體材料中， 原子、離子或分子的排列是無規(guī)則 的。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。細(xì)胞內(nèi)冰晶的形成以及在融化過程中冰晶的再結(jié)晶都是造成細(xì)胞破裂、食品品質(zhì)下降的原因。 ? 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。 ? 對于食品組織，在慢速凍結(jié)、過冷度較小的情況下，冰晶在細(xì)胞外形成，即細(xì)胞處于富含冰的基質(zhì)中。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。均相成核需要很高的過冷度，異相成核需要較低的過冷度。根據(jù)機理成核可分為均相成核(homogeneous nucleation)和異相成核（ heterogeneneous nucleation）兩類。 ? 在液體中產(chǎn)生穩(wěn)定的固態(tài)核的過程稱為成核過程。 ? 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。在酸性水果和酸性食品中微生物數(shù)的下降比在低酸性食品中更多。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。 ? ? 高水分和低 pH值的介質(zhì)會加速微生物的死亡，而糖、鹽、蛋白質(zhì)、膠體、脂肪對微生物有保護作用。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。 ? 一般情況下，食品速凍過程中微生物的死亡數(shù)僅為原菌數(shù)的 50%左右。 ? 因為緩凍時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)生機械性破壞作用，還促進蛋白質(zhì)變性，以致微生物死亡率相應(yīng)增加。這是因為迅速降溫過程中，微生物細(xì)胞內(nèi)新陳代謝時原來協(xié)調(diào)一致的各種生化反應(yīng)未能及時迅速重新調(diào)整，并和溫度變化情況相適應(yīng)所致。溫度冷卻到 20℃ 25℃ 時，微生物細(xì)胞內(nèi)所有酶的反應(yīng)實際上幾乎全部停止，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。這就是高溫冷藏食品時仍會出現(xiàn)不耐久藏的原因。 ? 食品在凍結(jié)點與共晶點之間的任意溫度下，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)點溫度，為食品凍結(jié)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(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)。食品大體可看成由固體材料、水和冰三部分組成。下表為部分食品材料的初始凍結(jié)溫度。 七 .食品材料的凍結(jié)特性和凍結(jié)率 ? 食品的凍結(jié)過程和純水不同。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 。雖然它是凍結(jié)過程的逆過程，但融化過程的溫度控制卻比凍結(jié)過程要困難得多，也很難達(dá)到高的復(fù)溫速率。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。 ? 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的曲線進行。 ? ΔT f =T f0 Tf=Kfms (Kf為凝固點降低常數(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。 ? 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，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 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(zhì)量濃度 ms 。溶液可以是液態(tài)的，也可以是氣態(tài)的或固態(tài)的。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。 ? 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。對于均勻成核，要求有較大的過冷度。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）。 ef段的降溫速率可能遠(yuǎn)大于槽溫的下降速率。在過程abc中，水以釋放顯熱的方式降溫；當(dāng)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。這種現(xiàn)象被稱為過冷(subcooling)。 ? 圖中的斜長虛線表示槽內(nèi)溫度；實線表示水溫。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。 ? 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。 六 .食品冷凍過程的物理化學(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)。 ? 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。呼吸可分為有氧呼吸和缺氧呼吸。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。商業(yè)上一般采用 18℃ 作為貯藏溫度，實踐證明，對于多數(shù)食品在數(shù)周至數(shù)月內(nèi)是安全可行的。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)。當(dāng)溫度高于 60℃ 時，絕大多數(shù)酶的活性急劇下降。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。 (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。溫度越低，它們的生長與繁殖速率也越低。 ? 根據(jù)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 )。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。 ? 近年來研究表明，加熱干燥或冷凍干燥可除去部分結(jié)合水，而冷凍冷藏對結(jié)合水影響卻較小。結(jié)合水不易流動，不易結(jié)冰，也不能作為溶質(zhì)的溶劑。自由水在動物細(xì)胞中含量較少，而在某些植物細(xì)胞中含量卻較高。食品中的水分可分為自由水和結(jié)合水。 (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。 ? 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。含量在 ％以上的元素稱為常量元素；其他的為微量元素。 (mineral） ? 食品中除了構(gòu)成水分和有機物質(zhì)的 C、 H、 O、 N四種元素以外，其他元素統(tǒng)稱為礦物質(zhì)。 ? 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(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。 (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行。維生素是人體生理過程以及蛋白質(zhì)、脂肪、糖等代謝過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。果膠物質(zhì)只