广义上的食品冷冻冷藏主要包括以下几个概念:食品冷却((chilling)、食品冷藏(chilling storage)、食品冻结(freezing)、食品冻藏(freezing stor-age)。
1.食品冷却 食品冷却是将食品的温度降低到环境温度和食品的冰点(freezing point)之间的某一温度的过程。食品冷却是冷藏的必需前处理,本质上是一个换热降温过程,其目的是快速去除食品内部的热量,降低食品的温度,从而减缓食品中的各种生化反应速度并抑制微生物的生长繁殖,保证食品的良好品质及安全。
食品冷却主要用于果蔬类食品,采摘后在产地及时进行,抑制果蔬的呼吸作用,保持其新鲜度。冷却速度和冷却终温是影响食品品质的关键因家。一般地,快速冷却有利于保持食品的品质,而冷却终温取决于食品的种类,温度过低会造成某些果蔬食品生理病害,甚至冻伤。冷却是动物性食品冷藏及冻结的前处理环节。
2.食品冷藏 食品冷藏是将冷却后的食品贮藏在高于其冰点的某个低温环境中,使食品品质在合理的时间内得以保持的一种低温保存方法。冷藏适合于所有食品,但主要应用于果蔬。对于果蔬类食品,冷藏应该使其生命的代谢过程尽量缓慢进行,延迟其成熟、衰老期的到来,保持其新鲜度。冷藏也是短期保存动物性食品的有效手段,不但降低了肉类食品中微生物的繁殖能力,降低了生化反应速率,而且,肉类在冷藏温度下进行成熟作用,使肉的色泽、风味、质地等都变好,增加了商品价值,这些变化对牛肉尤其重要。
冷藏环境的温度、湿度和气体成分等是影响冷藏食品品质的主要因素。果蔬类食品的冷藏温度因种类不同而有较大差异,如葡萄的冷藏温度为-1~0℃,而香蕉的为12-13℃。保持食品贮藏期间的温度恒定与选择合适的冷藏温度同样重要,有些食品的贮藏温度波动±1℃就对其品质和贮藏期造成严重的影响。对于没有包装的冷藏食品,适宜的相对湿度可以抑制食品中水分的蒸发,但太高的想对湿度会为微生物的生长繁殖提供有利的条件。如果食品冷藏的环境是空气,要考虑空气循环、通风换气等因素。如果采用气调冷藏,则要控制贮藏环境中各种气体的成分含量。
3.食品冻结将食品中所含的水分,部分或全部〔事实上,不管温度多低,食品中总存在一部分不可冻水(unfrozen water)〕转变为冰的过程,称为食品的冻结。根据冻结速度的快慢,冻结食品大致分为两类:冷冻食品和速冻(quick freezing)食品,通用的区分冷冻和速冻的方法有时间和距离两种:按时间划分,食品热中心温度从0℃降至-5℃所用时间,在30min之内的谓速冻,超过30min即谓冷冻;按距离划分,食品-5℃冻结面的推进速度达到5~20cm/h的谓速冻,较慢的谓冷冻。
食品在冻结过程中将发生各种物理和化学变化,这些变化主要是由冰晶的生成引起的。冰晶的形成和生长会使食品体积膨胀(水生成冰后,体积增加约9%),从而造成细胞或组织的机械损伤(mechanical damage),严重时食品将发生断裂(crack);食品中大部分水分结冰后,剩余的组织液浓度增大,将引起蛋白质冻结变性、食品褐变等化学变化。速冻不仅能生成细小而分布均匀的冰晶,减小机械损伤,而且可以快速达到冻结终温,减小溶液引起的化学变化。所以快速冻结是保证冻结食品品质的重要因素之一。