果蔬速冻原理及食品加工实践-快速降温促进速冻效果

（一）冷冻过程

速冻也就是快速散热降温，同时液态水形成冰晶的过程。首先是水由初始温度降至冰点，再由液态变为固态而冻结，然后继续散热使温度下降到一定范围。

组织内水分的结晶包括两个过程，即晶核的形成和晶体的增长。晶核只有在某种过冷条件下才能发生。晶核形成后，随着温度的下降，周围的水分子就不断地有规律地结合到晶核上面，使晶核增大，当所有能结晶的水分子全部结晶时，便形成了冰晶体。

水结成冰后，冰的体积比水增大约9%，冰在温度每下降1℃时，其体积则会收缩0.01%～0.005%，二者相比，膨胀比收缩大。冻结时，表面的水首先结冰，然后冰层逐渐向内伸展。当内部水分因冻结而膨胀时，会受到外部冻结了的冰层的阻碍，因而产生内压，这就是所谓“冻结膨胀压”；如果外层冰体受不了过大的内压，就会破裂。

（二）产品的冰点

食品中的水分呈溶液状态，内含许多有机物质，它的冰点比纯水低，且溶液浓度越高，冰点越低。果蔬的冰点与其可溶性固态物的含量呈负相关，一般为-1～-4℃。

（三）产品中水分冻结与质量的关系

游离水易结冰，结合水不易结冰，即使小于-15℃有时也以过冷却水形式存在，结冰对产品质量不利，因此，游离水越少，冻藏食品质量越好。

（四）晶体形成的特点(www.xing528.com)

在冷冻过程中形成的冰晶体的大小与晶核数目直接相关，而晶核数目的多少又与冷冻速度或环境温度有关。缓慢冻结时，细胞间隙的水分首先冻结形成少数晶核，随着冷冻的进行，这些晶核不断地吸收周围的水分，同时细胞内的水分向细胞间隙渗透，使晶核不断增大，加之水形成冰后的体积增加，增长的晶核会对细胞壁造成挤压损伤，解冻时易产生汁液的流失，以及组织变软、质地变差。

但在速冻条件下，由于温度下降很快，可以使冰晶在细胞间隙和细胞内部同时形成，且数量多，体积小，每个冰晶的增长幅度也很小，不存在内部水分过多地向细胞间隙的渗透。这样在整个冻结过程中，细胞的内外压力处于比较均衡的状态，细胞壁不会遭受大的机械损伤，因而解冻后能较好地保持原有质地，也不会造成明显的流汁现象。

冻结速度越快，对品质的影响就越小，此即速冻的涵义。冻结速度的衡量，一般是以食品中心温度由-1℃降至-5℃所需时间为根据（30 min内为速冻），或者以单位时间内-5℃的冻结层从食品表面移至内部的距离为准（5～20 cm/h为速冻）。

（五）冷冻与微生物的关系

0℃以下的低温，由于冻结引起水分不足和溶质浓度增加，对微生物产生抑制作用。速冻可使微生物存活数急剧下降，但不能使其全部死亡。缓慢冻结和重复冻结对微生物杀伤作用大，最敏感的是营养体，而孢子体有较强的抵抗力，常常能免于冷冻的伤害。

酵母菌和霉菌的耐低温能力较强，有些在0℃以下仍能生长繁殖，少数在-6～-10℃下缓慢生长。一些嗜冷性细菌在-10～-20℃下仍能活动，因此冷冻食品宜在-18℃或更低温度的冷冻库中贮藏。

处于冷藏的低温条件下，肉毒杆菌等产生毒素的细菌也仍能存活，有的还能缓慢生长且产生毒素，解冻后则会很快生长和产生大量毒素，影响食品的卫生和质量，甚至引起中毒，因此解冻后应尽快食用。