[科普中国]-浸渍冻结

冷冻制品基本情况

冷冻制品从保藏原理的方面上看，应该分为以下两类：第一类，冷藏制品。主要指将清洗、分割、包装或加工处理后的食品原料以及配料，低温贮藏于-1℃以上8℃以下的制品；第二类，冻藏制品。主要是指将经过前处理加工的食品原料，快速冻结于-30℃以下，然后将冻结的食品原料进行包装，并低温贮藏和运输于-18℃以下食品。

冻结方法传统的食品冻结方法多种多样，根据冻结对象与冷却介质的不同接触方式可分为三种：空气冻结法、间接接触冻结法和直接接触冻结法，其中，间接接触冻结法和直接接触冻结法可统称为接触式冻结。每种冻结方法又包含不同形式的冻结装置。目前，冻结技术发展迅速，较新兴的冻结方法有被膜包裹冻结法、均温冻结法和高压冷冻法。

空气冻结法空气冻结法是在冻结过程中，冷空气以自然对流或强制对流的方式与食品进行热量交换。空气冻结法的优点是空气资源丰富、来源广，无毒副作用，在一定程度上加强了冷冻食品的安全卫生性；缺点是空气的导热性差，因此冻结相同的物料所需的冻结时间较其它方法长。迄今为止，以空气做为冷冻介质进行冻结仍然是最广泛采用的方法之一。

空气式冻结装置是以空气为中间媒介完成热量交换的冻结装置，冷热先由制冷剂传向空气，再由空气传给冻结对象。其类型有多种，包括：隧道型、流态化型、螺旋型、鼓风型等。目前，空气式冻结装置在冷冻食品中常用的有隧道式连续冻结装置、流态化单体连续冻结装置和螺旋式连续冻结装置。

间接接触冻结法间接接触冻结法指的是将食品置于经制冷剂或载冷剂冷却的板、盘、带或其它冷壁上进行冻结，食品与冷壁直接接触，但与制冷剂或载冷剂不直接接触。对于固态食品，可将食品加工成具有平坦表面的形状，使冷壁与食品的某一个或某几个平面接触；对于液态食品，则用泵送的方式使食品通过冷壁进行热量交换，最终冻成半融状态。

间接接触冻结法的优点是能源消耗低、食品品质好、操作简便；缺点是难以控制冻结后食品的形状。其装置类型有平板式、钢带式和回转式等。

直接接触冻结法直接接触冻结法是通过食品与不冻液直接接触的方式进行热量交换的，换热后迅速降温冻结。按食品与不冻液接触的方式可分为以下三种方法：喷淋法、浸渍法或两种方法相结合。 直接接触冻结法的优点是冻结速率大、食品干耗低、颜色好；缺点是因食品与不冻液直接接触而产生的安全卫生问题。盐水浸渍式冻结和液化气式连续冻结是较常用的直接接触冻结装置。被膜包裹冻结法被膜包裹冻结法也叫冰壳冻结法其过程包括被膜形成、缓慢冷却、快速冻结、冷冻保存个步骤。该法的特点是：形成的被膜可以抑制食品冻结时发生的膨胀及变形，防止食品表层出现裂纹，最大程度地维持食品原有状态；通过对冻结速率的控制，抑制大冰晶的生成，降低冰晶体对细胞的破坏作用；解冻后产品口感佳，无老化现象1。

均温冻结法均温冻结法属于浸没式冻结，但冻结过程实行均温处理。具体操作如下：把食品浸没或散布于低于-40℃的冷却介质中，当食品中心的温度降低至冰点附近时，再以-15℃的空气或者液态冷却介质使之均温；最后用低于-40℃的液态介质将食品冷却至终温。

均温处理的优点是，将冻结过程中食品内部产生的的膨胀压进行分散，能有效防止食品龟裂、隆起等表观品质的劣变。

高压冷冻法高压下，水的冰点随之降低，即使温度降至0℃以下，水仍然不会结冰。例如，当压力为200MPa时，水冷却到-18℃时仍不会结冰。把处于高压下不结冰的食品迅速解除压力，就可以对其实现速冻，而且冻结后食品中的冰晶体很微小，这种冻结方法叫做解除超高压速冻法或者称为高压冷冻。

浸渍冻结概述浸渍冻结（ImmersionChillingandFreezing，ICF冻结）是指冷冻物料与载冷剂直接接触，冷冻物料在与载冷剂换热后，迅速降温及冻结，它是一种新型高效的低温加工技术。浸渍冷冻加工技术90年代引起研究者关注，目前欧美关于该项技术的研究处于领先地位。随着人们生活水平的日益提高，饮食习惯的改变，对方便休闲食品的需求量将明显增加，即食食品的生产加工将是未来发展的要求。国外发达国家水产品加工形式的发展趋势就是向方便化、即食化、营养化的超市食品方向发展。为适应现代生活节奏和消费习惯的改变，应用现代食品加工技术、包装技术和杀菌技术对水产品进行精深加工，开发即食食品，提高其在水产加工品消费结构中的比例，调整水产品加工业产业结构，是我国水产加工业的发展重点之一。

浸渍冻结技术的特点浸渍冻结技术和传统的冷冻方法相比，它具有如下优点：（1）冻结速度快，冻结时间短，可获得高质量的产品。浸渍冷冻采用液体作为载冷剂，其传热系数比空气高20倍。例如将豌豆直接浸渍于-21.5℃的乙醇-氯化钠溶液中，只需要2min即可完成冻结，传热系数为700W/m2∙K，而在-30～-40℃，空气流速为5m/s的隧道式冻结装置中冻结需15～20min才能冻结，传热系数为25～30W/m2∙K；一块厚15cm，重10kg的猪肉，在-30～-40℃的空气鼓风冻结中完全冻结需24h，而在-30～-50℃酒精溶液中只需1.5～2h；与传统的冻结方式相比，ICF冻结传热系数较高，载冷能力比较好，冻结速率快，冷冻物料内部形成的冰晶细小，且在细胞内和细胞间隙中分布均匀，解冻时汁液流失现象不明显，能较好地保持物质原有的质构口感和外观，在一定程度上也可以显著提高食品的冷加工品质。(2)能耗较低，减少设备投资，ICF冻结中冷冻介质导热系数大，传热效率高，不需要维持冷空气的高流速，与空气冻结方式相比和液氮低温冻结相比，成本最低。(3)可以实现单体速冻，在ICF冻结加工中食品个体可以较好地分离。

但是浸渍冻结技术也存在两大方面的缺点：(1)冷冻过程中食品物料会吸收载冷剂溶质，在冻结过程中由于冻结物料与载冷剂直接接触，会造成载冷剂渗透到食品物料中去，影响食品质量；(2)载冷剂质量逐渐降低，由于循环反复使用，食品所释放的物质以及食品残留物会对载冷剂造成污染，从而影响载冷剂的理化性质和安全性。目前关于ICF技术基础理论方面（冰晶生成、载冷剂渗透行为及食品物料结构变化等）的研究缺乏制约了该项技术的良好应用2。