温度与食品腐败：影响分析

温度对贮藏过程中食品品质影响很大，它不仅影响食品中的各种化学变化和生物学变化的速率，而且影响食品的稳定性和卫生安全。简而言之，温度影响食品品质是一个复杂的属性，它影响到消费者对产品的接受程度。食品品质的降低可以通过一个或者多个品质指标的损失来表示（如风味、颜色、维生素C含量），也可以通过不良产物的形成来表示（如过氧化值）。对于冷冻冷藏食品，引起食品品质变化的物理变化以及化学反应动力学在食品货架期中至关重要。

范特霍夫（Van't Hoff）通过大量实验总结出，温度每升高10℃，速率常数k约变为原来的2~4倍，这个规律被称为范特霍夫规则，如式（6-1）所示：

阿伦尼乌斯（Arrhenius）在范特霍夫研究的基础上，总结了大量实验数据，提出了阿伦尼乌斯方程，描述反应速率常数k与温度T之间的关系，见式（2-19）。

在相当宽的温度范围内，化学腐败的反应动力学（如非酶促褐变和一些维生素的损失）的反应速率与阿伦尼乌斯方程中的反应速率非常接近。因此，阿伦尼乌斯方程被广泛用于预测食品贮藏期间的化学腐败。在使用阿伦尼乌斯方程时应注意由于相变原因导致模型不连续的现象。当阿伦尼乌斯模型不能很好地预测在某些温度区间食品品质的改变时，我们需要引入一些其他的模型来描述食品品质改变与温度的关系。例如，罗杰斯蒂（Logistic）模型，威廉姆斯—朗德尔—费里（Williams-Landel-Ferry）模型等。

Logistic方程是Weibull模型的二级方程，常用于描述食品中某些品质变化与温度时间的关系，如式（6-2）所示。

式中 k——化学反应的速率常数；

T——绝对温度，K；

C——常数；

T_c——常数。

[例6-1] 冷藏条件下松浦镜鲤鱼片品质变化的预测（Yulong Bao，2012）。

本例使用阿伦尼乌斯模型和Log-Logistic模型研究了在冷藏期间松浦镜鲤（Cyprinus Carpio）鱼片品质的变化。通过探究感官评分（Sensory Score，SS）、总好氧计数（TAC）、总挥发性碱性氮（TVB-N）和鱼片电导率（EC）这几个指标的变化与冷藏温度及时间的关系，预测在一定冷藏温度下鱼片的货架期。

在某些温度条件下，整个系统是惰性的，其化学反应速率仅在足够高的温度下才能加速。在这种情况下，可以用Log-Logistic模型来替代阿伦尼乌斯模型。

首先，将实验数据拟合为零级、一级和二级化学反应动力学方程，通过相关系数的比较确定每个品质指标的最佳动力学方程。然后，通过阿伦尼乌斯方程和Log-Logistic方程模拟鱼片品质变化与温度的关系。最后，选定一个温度条件，通过相对误差来评估模型的准确性。

反应速率方程表示为如式（6-3）：

式中 C——贮藏t（d）后品质指标的值；

k——速率常数；

n——反应级数。

对于零级反应：

对于一级反应：

对于二级反应：

图6-1（1）~（4）是不同温度下鱼片品质指标随时间的变化，通过动力学方程拟合，在结果中选择相关系数之和最高的反应级数作为最佳拟合结果。最终得到，SS和TAC符合零级反应动力学方程，TVB-N和EC符合二级反应动力学方程。

图6-1 松浦镜鲤鱼片在270、273、276、282和288K贮藏期间的品质变化

288K271K276K273K270K

线性拟合反应动力学方程得到速率常数k，用线性回归（lnk比1/T）计算阿伦尼乌斯模型式（2-19）中的活化能（E_a）与频率因子（A）。得到结果，SS、TAC、TVB-N和EC值的活化能（E_a）分别为87.29，93.47，85.12，77.92kJ/mol，相应的频率因子（A）分别为3.19×10¹⁶、1.68×10¹⁷、1.12×10¹⁴、7.15×10⁹。

最终SS、TAC、TVB-N和EC随鱼片质量变化的阿伦尼乌斯模型分别在式（6-7）到式（6-10）中给出。

式中 t—贮藏时间，d。

阿伦尼乌斯模型的替代方案是Log-Logistic模型[式（6-2）]，Log-Logistic模型的参数C和T_c（单位K）可以通过线性回归得出[ln（e^k-1）/T]，如果所有组的回归系数极高（r²>0.90）表明基于Log-Logistic方程的模型具有良好的相关性。最终得到SS、TAC、TVB-N和EC值的参数C值分别为0.32、0.20、0.13、0.12，相应的T_c值分别为272.76、280.00、311.84、369.71K。基于SS、TAC、TVB-N和EC随鱼片质量变化的Log-Logistic模型分别在式（6-11）~式（6-14）中给出。

式中 t——贮藏时间，d。

最后评估阿伦尼乌斯模型和Log-Logistic模型的准确性，结果如表6-1所示。

表6-1 贮藏在276K的松浦镜鲤鱼片质量指标的预测值和实测值

续表

注：所有观测值均为平均值±SD（n=3）；同一行内平均值字母标注不同则差异显著（P<0.05）。

结果表明，基于感官评分，两种模型都可以在贮藏初期预测松浦镜鲤鱼片的质量。从表6-1可以看出，大多数预测值低于实测值，因此需要引入参数或者常数来提高两种模型的准确度。

除温度外，水分含量和水分活度（A_w）也是影响冻结温度以上品质劣变反应的重要因素。水分含量和A_w会影响动力学参数（k₀、E_a）和反应物的浓度，在有些情况下甚至还会影响表观反应级数。其他影响食品反应速率的因素有pH、气体组成、分压以及总压等。

食品加工和贮藏中，酶的主要来源是食品本身和微生物两个方面，酶催化反应通常使食品的营养和感官品质下降，因此抑制酶活是食品加工贮藏过程中的重要内容。食品冷藏就是利用低温使酶减缓催化速率或使之失活，从而延长食品保藏期。

根据米氏方程[式（2-29）]，影响酶催化反应速率的因素主要包括：反应温度、pH、酶浓度[E]、底物浓度[S]、激活剂和抑制剂。其中温度对酶催化反应的影响比较复杂。一般来讲，温度对酶催化反应的影响具有双重性：一是温度对酶催化反应本身的影响，包括影响最大反应速率V_max，影响酶与底物的结合，影响酶与抑制剂、激活剂或辅酶的结合，影响酶与底物的解离状态等；二是温度对酶蛋白稳定性的影响，即对酶的变性失活作用。因此，只有在某一温度时，V_max达到最大，此时的温度称为酶的最适温度，如图6-2所示。但是，酶的最适温度并不是酶的特征性物理常数，一种酶的最适温度通常不是完全固定的，它与作用时间长短有关，反应时间增长时，最适温度降低。此外，最适温度还与底物浓度、反应pH、离子强度等因素有关。大多数动物源酶的最适温度为37~40℃，植物源酶的最适温度为50~60℃。在最适温度条件下，酶的催化活性最强。随着温度的升高或降低，酶活性均下降。一般来讲，在0~40℃范围内，温度每升高10℃，反应速率将增加1~2倍。一般最大反应速率所对应的温度均不超过60℃。当温度高于60℃时，绝大多数酶的活性急剧下降。过热后酶失活是由于酶蛋白发生变性的结果。而温度降低时，酶的活性也逐渐减弱。例如，若以脂肪酶40℃时的活性为1，则在-12℃时降为0.01，在-30℃时降为0.001。

总之，在低温区间，降低温度可以降低酶促反应速率，因此食品在低温条件下，可以抑制由酶引起的食品劣变。低温贮藏温度要根据酶的品种和食品的种类而定，对于多数食品，在-18℃低温下贮藏数周至数月是安全的；而对于含有不饱和脂肪酸的多脂鱼类等食品，则需在-30~-25℃的低温中贮藏，以达到有效抑制酶作用的目的。酶活性虽在低温条件下显著下降，但并不是完全失活，即便在冰点以下酶依然具有一定的活性。这也是必须通过烫漂使酶失活的原因，烫漂常用于冷冻蔬菜的前处理。长期低温贮藏食品的质量可能会因为一些酶在低温下仍具有活性而下降，而且当食品解冻后，随着温度的升高，仍保持活性的酶将重新活跃起来，加速食品变质。

图6-2 温度对酶活性和稳定性的影响

底物浓度[S]和酶浓度[E]对催化反应速率的影响也很大，一般来说，[S]和[E]越高，催化反应速率越快。食品冻结时，当温度降至-5~-1℃时，有时会出现催化反应速率比高温时快的现象，这是因为在这个温度区间，食品中的水分有约80%冻结成冰，使未冻结溶液的[S]和[E]都相应增加。因此，快速通过最大冰晶生成带不仅能减少对食品的机械损伤，还能减少酶对食品的变质的催化。

有些情况下，低温下酶活性的存在是有利的，如冷冻肉的老化或多种奶酪风味的产生；但酶作为食品变质的因素之一，保藏过程中应该尽量抑制，如抑制鱼肉中的蛋白酶或肉类中的脂肪酶等酶的活性。

在正常生长繁殖条件下微生物细胞内各种生化反应是相互协调一致的，在降温时各种生化反应按照各自的温度系数（用Q₁₀表示）减慢，由于各种生化反应各不相同，因而破坏了各种反应原有的协调一致性，影响了微生物的生命机能。温度降得越低，失调程度越大。降低温度使微生物细胞内原生质体浓度增加，细胞内外水分冻结形成冰晶，胶体吸水性下降，蛋白质分散度改变，最终导致部分不可逆的蛋白质变性。

按照微生物对温度的适应性，可分为四类：嗜热菌（Thermophiles）、嗜温菌（Mesophiles）、耐冷菌（Psychrotropic）和嗜冷菌（Psycrophilic）。表6-2给出了这四类微生物相应的生长温度范围。

表6-2 按生长温度的细菌分类

这四类微生物，它们的生长依赖于温度，温度决定了它们的生长速率。图6-3定性地揭示了嗜热菌、嗜温菌和嗜冷菌的生长速率（每小时世代数）与温度的依赖性，但是即便在最适温度下，嗜冷菌的生长速度也要慢得多。在冷藏食品中，嗜冷菌和耐冷菌显然是引起变质的主要原因，因此要特别关注这两类菌。图6-4表示温度和微生物生长之间的关系。可以看出，在较低温度下，微生物的诱导期（滞后期）较长，对数期微生物的生长速度较慢。由于上述原因，食品在低温贮藏一段时间之后的细菌数量保持相当低的水平。总之，冷藏食品的微生物数量与产品货架期的时间—温度曲线联系紧密。当然，pH和水分活度（A_w）等其他因素在食品微生物生长中也起着重要作用，常作为微生物生长模型建立的关联因素。

预测微生物学尝试开发用于预测食品中微生物生长状况的模型，通过建立食品贮藏条件与微生物生长速率之间的方程式来预测食品中微生物的生长状况，广泛应用于食品货架期、食品安全的预测和管理。

图6-3 温度对不同微生物影响的分类

图6-4 贮藏温度对微生物影响的示意图

[例6-2] 单核细胞增生李斯特菌生长速率预测——蒂农贡（Tienungoon）模型（Tienungoon，2001）。

食品冷藏中最常见的嗜冷菌有耶氏菌（Yersinia）和单核细胞增生李斯特菌（Listeria monocytogenes，简称L.monocytogenes），其中L.monocytogenes是李斯特菌属中唯一能引起人类疾病的菌株。它是一种兼性厌氧菌，主要以食物为传染媒介，广泛存在于自然界中，在4℃的环境中仍可生长繁殖，是冷藏食品中威胁人类健康的主要病原菌之一。

海产品中影响微生物数量的主要因素是温度和pH。鱼类和水生无脊椎动物的天然pH如表6-3所示，其中L.monocytogenes的生长限制条件在许多综述中有详细讨论，在表6-4中列出。

表6-3 一些鱼类和贝类的可食用部分的pH

表6-4 L.monocytogenes的生长条件限制

Tienungoon等提出的Tienungoon模型可用以预测L.monocytogenes的产生时间和生长速率，并通过式（6-15）表示。该模型是各因素相关项相乘得到的对于L.monocytogenes生长速率的预测：

式中 k——L.monocytogenes生长速率；

A_w——环境水分活度；

T_min——L.monocytogenes最低生长温度；

T_max——L.monocytogenes最高生长温度；

A_wmin——L.monocytogenes最低生长水分活度；

A_wmax——L.monocytogenes最高生长水分活度；

pH_min——L.monocytogenes最低生长pH；

pH_max——L.monocytogenes最高生长pH；

U_min——未解离有机酸最小抑菌浓度；

C_a——有机酸浓度，mmol/L；

pK_a——一半有机酸处于解离状态的pH；

a、b、c——常数。

式（6-15）中，第一行是表述温度与L.monocytogenes生长速率的关系；第二行是表述水分活度与L.monocytogenes生长速率的关系；第三行是表述pH与L.monocytogenes生长速率的关系；第四行是表述未解离有机酸浓度与L.monocytogenes生长速率的关系。如果其中一项影响因素的值是恒定的，那么它就可以用常数代替。

通过式（6-15）得到L.monocytogenes在不同生长条件下的生长速率的预测结果，显示在表6-5中。

表6-5 L.monocytogenes生长速度的预测（Tienungoon模型）(www.xing528.com)

例6-2中，使用了简单的Tienungoon模型来预测了食用鱼产品中单核细胞增生李斯特菌的生长速率。其实在食品冷藏加工中存在着大量的数据和模型可用于预测各种嗜冷菌数量的变化，但目前还没有包含可能影响嗜冷菌的生长、存活和死亡的所有变量的模型。因此将所有可用数据汇总在一起，尽可能生成包含所有可能影响嗜冷菌生长因素的模型，将是未来预测微生物学在食品冷藏这一方面的发展方向。

[例6-3] 比较温度和水分活度对食品腐败霉菌的生长速率的影响（MSautour，2002）。

霉菌通过改变食品的感官特性，在食品的变质过程中起着特殊的作用。决定食品中霉菌生长能力的两个重要环境因素是A_w和温度。MSautour等通过比较平方根（Belehradek）模型[式（6-16）]中的幂指数大小，评估了环境因素温度和水分活度对七种真菌生长速率的相对影响。

Belehradek模型是基于生物参数的无量纲方法，在幂函数中使用标准化变量来比较适温细菌的生长速率。

式中 μ_dimα——无量纲生长速率；

T_dim——无量纲温度；

α——待测定的设计参数。

该模型最初由Belehradek描述，其发现不同生物反应的α值不同。此后也被证明与嗜温菌和嗜冷菌相比，嗜热菌的α较小。

T_dim描述如式（6-17）：

式中 T——试验温度，℃；

T_min——A_w为0.99的条件下，在6周后没有观察到真菌增长的最低温度，℃；

T_opt——霉菌达到最大生长速率μ_optα时的最适温度，℃。

无量纲变量A_wdim描述如下：

式中 A_w——试验水分活度；

A_wmin——在每种霉菌各自的最适温度条件下，6周后没有观察到真菌增长的最小水分活度；

A_wopt——霉菌达到最大生长速率u_optβ时的最适水分活度。

然后，上述变量被应用于Belehradek模型中：

式中 u——特定水分活度下，某一温度的霉菌生长速率，mm/d；

u_optα ——最适温度下霉菌的生长速率，mm/d；

α——待测定的设计参数。

式中 u——特定温度下，某一水分活度的霉菌生长速率，mm/d；

u_optβ ——最适水分活度下霉菌的生长速率，mm/d；

β——待测定的设计参数。

所有系数均采用非线性回归软件进行估计。分别得到所选七种霉菌的系数见表6-6。

对式（6-19）和式（6-20）作对数转换，得

表6-6 七种霉菌的相关系数表

所选霉菌的α和β置信区间为95%的估计值和回归系数见表6-7。

表6-7 所选霉菌的α和β置信区间为95%的估计值和回归系数

α值描述了温度对真菌生长的影响，β值描述了水分活度A_w对真菌生长的影响。对于相同的x轴偏差，d（lnT_dim）=d（lnA_wdim），d（lnu_dimα）与α成比例，d（lnu_dimβ）与β成比例。在这样的一个条件下，如果α小于β，相较于温度d（lnu_dimα）=lnu-lnu_optα，水分活度d（lnu_dimβ）=lnu-lnu_optβ对对数坐标下生长速率下降的影响更大。由表6-7可知，对于该文献中所研究的全部真菌，α值明显小于β值，证明了水分活度较温度对真菌生长有更大的影响。

由例6-3可知，在食品贮藏中，可利用上述模型对食品中真菌生长进行预测。

对于收获后的水果和蔬菜或者处理过的肉糜这类鲜活组织，它们通常具有代谢活性。水果和蔬菜收获后发生的主要生化过程是呼吸作用，其中糖被“燃烧”，O₂被消耗并且产生CO₂被释放出来。鲜活组织的呼吸速率是通过测量O₂消耗速率或CO₂释放速率来确定。呼吸作用是贮藏过程中水果和蔬菜变质最重要（但不是唯一）的原因。通常认为新鲜农产品的保质期与呼吸速率的高低成反比。呼吸速率与环境温度密切相关，在常用的贮藏温度范围内，温度每增加10℃，呼吸速率就会增加2~4倍（也就是温度系数Q₁₀为2~4）。但是贮藏温度太低可能会导致一些组织出现“冻伤”，当温度降至水果、蔬菜组织冰点以下时，细胞中水就会结冰，造成细胞原生质体损伤，生物膜区域化作用遭到破坏，酶与原生质由结合态变为以激活分解过程为主的游离态，反而会刺激呼吸作用。细胞原生质一旦遭到损伤便不能维持正常的呼吸系统功能，中间产物的积累产生异味异臭，氧化产物的积累使冻伤组织产生黑色褐变。因此，水果、蔬菜一般应贮藏在略高于冰点温度的环境中。

水果和蔬菜的收获后呼吸强度不同。表6-8是一些新鲜农产品在贮藏期间的呼吸速率的粗略分类：

表6-8 农产品在贮藏期间的呼吸速率的分类

通过冷藏和气调贮藏相结合的方式，可以控制水果、蔬菜和鲜花的呼吸速率。气调是指在低温封闭空间的长途运输中，其中气体成分经过人工调整将呼吸速率降低到细胞维持活性的基本水平。气调中气体的最佳组成取决于产品的品类，表6-9显示了几种常见水果和蔬菜的最佳贮藏条件。

表6-9 一些水果和蔬菜的最佳贮藏条件

呼吸是一个放热过程。在计算所需的制冷负荷时，必须考虑在冷藏贮藏和运输过程中产品呼吸所释放的热量。表6-10给出了特定的几种产品贮藏期间的近似放热率。单独使用低温保藏并不能足以延长水果和蔬菜的保质期，在收获后的贮藏过程中必须控制的另一个重要条件就是相对湿度。

表6-10 根据贮藏温度，特定商品冷藏期间的近似放热速率

续表

低温条件引起食物物理性质的变化，可能对食品质构产生显著影响。冷冻食品在贮藏期间最主要的变化是水分迁移和重结晶，这两种现象都与产品内部和表面冻结水的稳定性有关。

在缓慢冻结的过程中，组织中水分在渗透压作用下从细胞内部区域迁移到冻结浓缩区。这种现象会导致细胞脱水、细胞壁破裂、失去膨胀压和细胞破碎。这些现象不仅会影响到产品的质构，而且会引起产品在解冻烹饪过程中汁液过多损失，造成营养物质流失。

在冷藏过程中，由于产品内部温度梯度的存在，产品内部蒸汽压分布不均匀，从而引起水分迁移和再分布。水分迁移的主要趋势是迁移到食品的周围空间，并在产品表面和内包装表面积累，导致包装内部冰晶体的形成，温度波动使水分从食品内部向食品表面或包装袋发生净转移。包装材料的温度会随着贮藏室温度的变化而变化，但其变化速率比食品本身要快。如果环境温度下降，包装和食品空隙内的水分会升华并且扩散到包装上；当环境温度上升时，水分就会由包装扩散到食品表面，但是水分不可能在食品表面发生重吸收，即该过程是不可逆的，所以造成产品质量的损失。通过在产品和包装内部维持较小的温度梯度和温度波动，并在产品和包装内部设置阻隔物，可使得水分迁移最小化。

冻伤是一种食品表面失水的现象，这种现象是由水分升华引起的。冻结组织在没有足够防潮材料包装时，会出现这种现象。由于组织表面层冰的蒸汽压高于环境蒸汽压，冰就会升华造成冻伤。冻伤使氧气与食品表面的接触面积增加，加快氧化反应，导致食品的颜色、质构与气味发生不可逆变化。冷藏室的冷冻盘管（蒸发器）的温度通常低于周围空气温度，因此水分会在盘管上冻结成冰，这个过程会将空气中的水分去除，冷冻室内空气湿度将降低，由于冷冻食品的表面蒸汽压高于空气的蒸汽压，因此未受保护物料的水分会以蒸汽的形式损失。只要蒸汽压差存在，水分升华就一直存在；只要在未包装的冷冻食品表面上喷涂上一层冰，就能防止食品的干耗；如果使用密封性良好和不透蒸汽材料的包装，则可避免发生蒸发，从而防止冻伤。

在冷冻过程中，缓慢冷冻会导致较低的晶核化速率，形成数量少的大体积冰晶；而快速冷冻可提高晶核化速率，从而形成大量小体积冰晶体。然而冻藏过程中冰晶体会产生形态上的变化。重结晶削弱了速冻的优势，重结晶是指在初始固定化完成后，冰晶大小、数量、定位、形状和晶体完整性方面发生的变化。冻结态水溶液中的重结晶是冰晶平均尺寸随时间不断增加的过程。小冰晶是热力学不稳定体系，具有较高的比表面积，累积大量过剩的表面自由能。要使自由能最小化则在冰相体积不变的情况下减少冰晶数目，但是平均粒径增加。重结晶的过程包括晶体合并、小冰晶消失、大冰晶生长，这些过程皆会影响食品品质，因为在冷冻过程中小冰晶使食品保持良好品质，而大冰晶会对食品造成损害。重结晶化速率在亚冷冻范围内会随着水溶液相温度的升高而加快。

不同类型的重结晶过程包括：

①同质型：这个过程包含晶体形状或内部结构的变化，并使冰晶缺陷降低，因为冰晶趋向于用较低的能量水平维持恒定的冰晶数量。

②迁移型：这个过程是指多晶体系中大冰晶通过合并小冰晶而使体积变大的过程。

③增生型：增生型重结晶是指相互接触的晶体合并使晶体体积增加数目减少、晶相的表面能降低的过程。

④压力诱导型：当晶体受到外力作用时，压力方向与晶面一致的晶体朝其他方向膨胀。此类型结晶在食物中并不常见。

⑤侵入型：在极其快速的冷冻条件下，并不是所有可冻结的水都能够转化为冰，水相的一部分以非晶体的状态固化，当体系回温到某一临界温度时，会发生结晶化，这种现象被称为侵入型重结晶，也称玻璃态化。

[例6-4] 抗冻剂对南美白对虾肉冷藏过程结晶的影响（赵亚，张平平，2016）。

产品冻结/冻藏过程中极易出现冰晶生长，会增加机械损伤致使细胞完整性破坏，从而对食品的质构产生显著影响。目前，添加抗冻剂是缓解肉类冷冻变性常用的方法，其中水产品冻藏过程中常采用糖类作为抗冻剂。水产品冻藏过程中蛋白质变性与其最大冷冻浓缩溶液时的玻璃化转变温度密切相关，不同含水率的水产品在不同温度下所处的物理状态可通过状态图描述，同时状态图也可以预测食品的贮藏稳定性。

研究发现，在南美白对虾肉冷藏过程中，加入赤藓糖醇提高了虾肉的玻璃化转变温度（T′_g）。将样品虾肉均分为2份，一份按虾肉质量添加5%赤藓糖醇（PV-E），另一份为纯虾肉（PV）作为对照。虾肉的T_g通过DSC测定，分析热流密度曲线，可得样品玻璃化转变温度范围（包括初始T_gi、中点T_gm和终点T_ge），取T_gm作为样品的玻璃化转变温度。采用戈登—泰勒（Gordon-Taylor）方程[式（6-23）]对T_gm进行数据拟合。通过差示扫描量热法（DSC）测定不同含水率虾肉的T_f，采用克劳修斯—克拉贝龙（Clausius-Clapeyrom）方程[式（6-24）]拟合T_f数据。从而得到PV[图6-5（1）]与PV-E[图6-5（2）]的状态图。

式中 T_gm——样品的玻璃化转变温度，℃；

T_gs——溶质的玻璃化转变温度，℃；

T_gw——水的玻璃化转变温度，取-135℃；

X_s——溶质湿基含量，g/g；

X_w——湿基含水率，g/g；

k——模型参数。

式中 T_w——水的冻结点，℃；

T_f——样品的冻结点，℃；

β——水的冻结常数，取1860kg·K/（kg·mol）；

λ_w——水的相对分子质量；

E——水与溶质的相对分子质量比；

B——模型参数。

图6-5（1）中，AB、CE分别为PV的冻结曲线和玻璃化转变曲线，B点为最大冷冻浓缩溶液点，PV冻结终点温度为-32.67℃，从B点垂直外推至玻璃化转变（D点），即得到PV在最大冷冻浓缩时的玻璃化转变温度-77.09℃。同理可得PV-E冻结终点温度为-39.78℃，其在最大冷冻浓缩时的玻璃化转变温度为-62.23℃。根据状态图可知，冻结终点温度至最大冷冻浓缩状态温度为最大冰晶形成带区域。由图6-5可得，PV与PV-E的最大冰晶形成带区域分别为-77.09~-32.67℃与-62.23~-39.78℃。综上，添加赤藓糖醇提高了虾肉的T′_g，缩短了最大冰晶形成带区域，因此赤藓糖醇能提高虾肉速冻及冻藏品质。

图6-5 冷藏南美白对虾肉状态图

玻璃化转变温度冻结点温度Gordon-Taylor方程拟合曲线Clausius-Clapeyrom方程拟合曲线