4.2.7.1 冷冻食品工艺的概念
冷冻食品工艺指运用人工制冷技术来快速降低温度及低温条件来保藏食品的规范 的操作过程。它专门研究如何运用快速降温及低温条件来达到最佳地保藏食品的方法， 并使各种食品在解冻后达到最佳保鲜程度。冷冻食品工艺所涉及的内容比较广泛，它不 仅需要了解各种制冷装备的性能和特点，而且还需要具备食品性质以及它们在低温保藏 条件下发生物理、化学和生物组织学方面变化的知识。因此，冷冻食品工艺学至少同制 冷工艺学、生物化学、生物组织细胞学三门学科有着密切的关系。需要通过对冷冻食品 的生化营养变化和动植物组织细胞变化的分析来改进制冷装置和冷冻、冻藏方式。从学 科角度，冷冻食品工艺学包括冷冻食品前处理工艺、冷冻工艺以及后处理工艺三个方面 的内容。
4.2.7.2 冷冻前处理工艺过程
目前主要有植物性原料及动物性原料两类冷冻前预处理。现分述如下。
(1)植物性原料的预处理 植物性原料的预处理主要是指果蔬原料冷冻前的各种预 备处理。果蔬预处理一般由以下各工序组成： 原料采摘→运输→原料处理(对蔬菜，去 蒂、皮、荚、筋和清洗，切分等;对水果，清洗、分级、去蒂、皮核、切分等)→烫漂或浸渍(对蔬 菜，烫漂;对水果，加糖或维生素等)→预冷却→滤水→冷冻前布料。现简单介绍如下：
①原料采摘： 原料的质量是决定冷冻果蔬质量的重要因素。一般要求原料品种优 良、成熟适宜、鲜嫩、规格整齐、无病虫害、无农药和微生物污染、无斑疤、采摘无机械损伤 并要求不浸水、不扎捆、不重叠挤压等。采摘后应立即运往加工地点。
②运输： 原料在运输中要避免剧烈颠簸，防止日光长时间曝晒。
③原料处理： 原料进厂后，应尽快进行处理，最好是当天进料当天加工完毕，防止因 迟缓加工造成变质。加工时室温应在15℃以下。原料处理时，必须认真仔细。
对蔬菜中的果菜类、根菜类、茎菜类、花菜类蔬菜要逐个挑选，除去畸形、带伤、有病虫 害、成熟过度或不成熟的原料;某些品种还应进行去皮、荚、筋等;对叶菜类应保持其鲜嫩， 剔除老根、老叶、黄叶、病虫叶，不能食用的应整株剔除;对食用菌类应切除老根等。原料 的挑选应分等级，分大小处理。因为冷冻蔬菜在食用时不需洗涤，解冻后直接下锅烹饪， 因此清洗环节必须符合食品卫生要求。清洗时必须把蔬菜表面玷附的泥土、脏物、沙子等 洗掉，对根菜类、茎菜类蔬菜应逐个刷洗。清洗方式一般有手工和机械两种。叶菜类适宜 用手工清洗;根菜类、茎菜类、果菜类等可以采用倾斜连续式滚桶清洗机清洗。清洗后的 蔬菜，应进行切分，需要切分的蔬菜按照冷冻蔬菜的种类要求切成各种规格形状。
对水果，清洗时应注意清除泥沙、异物和表层农药，并及时更换清水。需要进行消毒 的水果，消毒后应用清水洗净。由于水果大小，成熟度不同，一般要进行分级加工。分级 时，要将有压伤、有病虫害的水果剔除。水果的去蒂、去皮、去核应以不伤果肉为前提。人 工加工时，注意去皮不宜过厚，以防止果肉损伤和质量损耗。然后，根据需要将水果切成 一定的大小和形状。切分时应注意规格大小或果形整齐性。
④烫漂和浸渍： 对蔬菜而言，因其细胞冻结致死后氧化酶活力增强会出现褐变，对 蔬菜冻结及冻藏质量的影响很大，故在冻结前还需经烫漂工序以破坏酶的活力防止褐变， 而动物性食品因是非活性细胞则不需要此工序。酶的种类繁多，影响冷冻蔬菜质量的酶 有过氧化酶、氧化酶、过氧化氢酶、抗坏血酸氧化酶等。这些酶一般在70～100℃或 -40℃以下才失去活力。靠低温消除酶的活力在技术上有一定困难，所以用热烫漂来清 除蔬菜中酶的活性要经济简便得多。烫漂不仅可以消除全部和大部分酶的活力，而且还 具有排除蔬菜组织内的气体，消灭玷附在蔬菜表面的虫卵和微生物等一些优点。烫漂的 方法有热水烫漂法、蒸汽烫漂法、微波烫漂法、红外线烫漂法等。常用的是热水或蒸汽烫 漂法，其温度及烫漂时间，因蔬菜品种不同而异。一般来说，热水温度控制在93℃以上。 生产中烫漂时间用报警装置控制，防止烫漂过度或不足。烫漂操作时要佩戴无毒橡胶手 套、长围裙和长胶靴，避免烫伤。采用热水烫漂时，烫漂池上方1.5m处设排气罩直接通 向室外，防止蒸汽在操作间内扩散。按照食品卫生法的要求，烫漂池应采取不锈钢板制 作。严禁用铁板或铜板制作，因为有些蔬菜遇铜铁会变色、变味。
对水果而言，为了消除酶的活力、控制氧化作用、防止褐变，往往需要在糖液或维生素 C中进行浸渍处理。水果浸糖处理还具有减轻冰结晶对水果内部组织的破坏作用、防止 芳香成分的挥发、保持水果的原有品质及风味等作用。由于不同品种的水果加糖量不同， 因而糖液的浓度应按需要配制，一般控制在30%～50%。加入砂糖量也应该定量处理。 因为加入超量的糖会造成果肉收缩影响产品质量。此外，实验表明，糖对水果的保护作用 与糖液浓度有关，即浓度越高保护作用越强。一些水果，如桃、苹果等在预加工处理中常 常发生褐变，即使经过糖液浸泡，在冻藏一定时间后，仍会变色。为了防止水果的这种褐 变，应在糖液中加入0.1%～0.5%维生素C以护色。
⑤预冷却： 烫漂后的蔬菜一般要进行预冷却，即所谓的激冷。激冷的目的是为了避 免余热继续使某些可溶性物质发生变化，以导致物料加热、改变颜色或使微生物重新污 染。水果的浸糖处理也兼具预冷却的作用。此外，据研究，冻结前蔬菜的温度每降低 1℃，冻结时间大约缩短1%，因此可以通过激冷大大地提高冷冻生产效率。冷却的方法 有冷水浸泡、冲淋、喷雾冷却、冰水冷却、空气冷却、冷水喷淋和空气混合冷却等。其中冷 水或冰水冷却比空气冷却要快得多，在实际生产中应用较多。采用冷水冷却至少要经过 两次以上的冷却，特别是水温较高的地区。蔬菜烫漂后首先用自来水或符合卫生要求的 地下水浸泡、冲淋等方式冷却。冷却槽内的水温一般应低于5℃，但不能达到结冰状态。 这样冷却的蔬菜温度一般在10℃以下。
⑥滤水： 水冷却后的蔬菜或浸渍后的水果必须进行滤水，以免残留水带进包装内影 响外观形状和质量。一般用机械滤水的方式，晾干时间以10～15min为宜。机械滤水机 械有离心式滤水机和振动式滤水机两种。采用离心式滤水机滤水不能选择转数过高的离 心机或滤水时间过长，以避免将原料组织内的水分甩出。采用振动滤水机滤水时倒入的 物料应均匀。
⑦冷冻前布料： 滤水后的果蔬由提升机输送到振动布料机。布料机的布料质量对 于实现均匀冻结和提高果蔬的冻结质量具有很重要的作用。相反，布料质量不好会造成 物料成堆或空床，影响冻结能力和冻品质量。
(2) 动物性原料的预处理 动物性原料的预处理主要有对原料处理(包括宰前管理、 宰杀、清理、清洗等)和原料预冷却两类。分述如下。
①原料处理： 宰前管理是保证冷冻动物食品原料质量的第一关。凡牲畜在屠宰前 处于疲劳状态的，则糖原含量较低，相对地乳酸含量则较高，这样，糖原的分解过程必然 短，僵直后乳酸绝对含量也较少，因此使僵直作用削弱，僵直期也大大缩短。因为在僵直 状态时，pH较低，组织结构比较致密，不利于微生物的繁殖，从畜肉类耐贮藏的角度来看， 应尽量延长肉类的僵直期。待宰的禽类，须在宰前12～24h内禁食，充分饮水。禁食与饮 水的目的是为了减少内容物，尤其是实膛，如不禁食和饮水，会使嗉囊过大，容易腐败，影 响禽体的质量。
宰杀时应控制好放血，时间过短会使放血不良，胴体色泽不好;相反，放血时间过长会 形成尸僵，对禽体来说，就不容易退毛，还会造成破皮和带毛。禽体宰杀后还需烫毛(连带 清洗)，清理内脏，然后把胴体做成适当的形状(塞嘴、包头和作型)后送冷却间冷却。对牲 畜来说，应根据冷冻品种的需要，在清理内脏后进行适当的切割，洗去血污，送冷却间 冷却。
②原料预冷却： 预冷却是将动物食品的品温降低到接近其冻结点(但不冻结)的操 作。它是许多动物性冻结食品在冻前必须采取的步骤。宰杀后预冷却的目的是使动物肉 体迅速降温，一方面利于下一步的冷冻操作，另一方面可以尽可能地在冷冻前保持原料的 鲜度。
由于鱼类等水产品在捕获后易死亡，限于条件不宜立刻进行冷冻，因此必须快速预冷 却。预冷却可延缓其体内的变质过程。鱼类死后发生的僵硬，是鱼类处于新鲜阶段的标 志，但死后僵硬发生的迟早、延续时间的长短，是随鱼的种类、捕捞方法、渔获后致死的条 件、贮存的温度等因素而不同。快速冷却使鱼体的温度降低，僵硬期持续的时间也延长。 一般来说，预冷却动物食品的温度范围为0～15℃。近年来，人们采用所谓超冷却的方 法，即在冻结点附近的温度范围内(0℃以下)冷却，可大大延长冷却动物食品保鲜的时间， 这对后续的冷冻加工是非常有利的。例如鲜度非常好的鱼类死后僵硬中，品温保持在-1～ -2℃要比品温保持在0℃时的保鲜时间延长1.5倍。
畜肉类预冷却是把原料冷却到冻结点以上的温度，一般为0～4℃。有些畜肉类(如 牛、绵羊、野禽等)在冷却的低温下还会伴随产生受欢迎的成熟作用(即所谓的酶嫩化作 用)，使冷冻前后肉的颜色、风味、柔软度都变好。因此畜肉类的冷却工艺目前广泛地受到 了人们的重视。
根据肉类食品的种类及预冷却要求的不同，可选择其适用的冷却方法。食品预冷却 的方法常用的有冷风冷却、冷水冷却、碎冰冷却、真空冷却等。
4.2.7.3 冷冻食品的冷冻工艺过程
如前所述，动植物食品保质长期贮藏的一个有效途径就是冷冻处理。冷冻食品的品 温在-12℃以下的冻结称普通冻结，在-18℃以下的称深温冻结。一般食品温度越低，质 量变化越缓慢。质量变化是由酶、微生物及氧化作用等引起，它们都随温度降低而作用变 弱。此外因蒸发而引起的干燥的物理变化速度亦随温度降低而变弱。近年来，国际上冷 冻食品的品温有下降的趋势，多脂肪鱼类冻结品的品温一般采用-30℃，日本的金枪鱼为 了长期保持它的红色，防止氧化，常常采用-40℃以下的低温。
防止微生物繁殖的临界温度是-12℃，但在此温度下酶及非酶作用以及物理变化都 还不能有效地得到抑制。所以必须采用更低的温度，实际使用时的推荐温度是-18℃。 在这样低的温度下食品内含有的水分必定要结冰。因此了解食品在冷冻时的各种变化， 研究食品冷冻过程机理，把低温造成的不良影响减弱或抑制到最低限度，这是冷冻过程中 的技术关键。
(1) 食品在冷冻时的变化
① 物理变化
a. 体积膨胀和产生内压： 1mL水在4.4℃时质量为1g，此时密度最大。在0℃时 1mL水的质量0.9999g，冰的质量0.9168g。0℃时冰比水的体积增大约9%。冰的温度 每下降1℃其体积收缩0.01%～0.005%。两者相比膨胀比收缩大得多，所以含水分多的 食品冻结时体积会膨胀。冷冻时表面水分首先成冰，然后冰层逐渐向内部延伸。当内部 的水分因冻结而膨胀时会受到外部冻结层的阻碍，于是产生内压，即所谓冻结膨胀压。根 据理论计算冻结膨胀压可达到8.5MPa。在食品冷冻过程中，冻结膨胀压的危害是产生 龟裂。当食品外层承受不了内压时，便通过破裂的方式来释放内压。如在采用温度较低 的液氮冻结时，产品厚度较大时产生的龟裂就是内压造成的。在食品通过-1～-5℃最 大冰晶生成带时膨胀压曲线升高达到最大值。食品厚度大、含水率高、表面温度下降极快 时易产生龟裂。此外结晶后冰的膨胀使体内液相中溶解的气体从液体中分离出来，体积 膨胀数百倍，亦增大了食品内部压力。
b. 比热容下降： 水和冰的比热容分别为4.2kJ/(kg·K)和2.1kJ/(kg·K)，即冰的比 热容是水的1/2。因此预冷却对提高冷冻过程效率意义重大。食品的比热容也随其含水 量而异，含水量多的食品比热容大，含脂量多则比热容小。对一定含水量的食品，冰点以 上比冰点以下比热容大。比热容大的食品冷冻时需要的制冷量大，因此食品比热容对冷 冻设备和冷冻工艺的选择有很大影响，需要加以重视。
食品比热容的近似计算式： 在冰点以上时，c=w+0.2b;冰点以下时，c′=0.5w+ 0.2b;式中w为食品的含水率(%);b为食品固形物占有率(%)。常见食品的比热容见 表4-10。
表4-10 常见食品的比热容
| 食品种类
及含水率 |
冷却状态比热容
/[kJ/(kg·K)] |
冷冻状态比热容
/[kJ/(kg·K)] |
食品种类
及含水率 |
冷却状态比热容
/[kJ/(kg·K)] |
冷冻状态比热容
/[kJ/(kg·K)] |
| 果蔬(75%～90%) | 3.36～3.78 | 1.68～2.10 | 少脂鸡(70%) | 3.19 | 1.72 |
| 奶油(75%) | 3.57 | 2.10 | 多脂鱼(60%) | 2.86 | 1.60 |
| 牛乳(87%～88%) | 3.95 | 2.52 | 少脂鱼(75%～80%) | 3.36 | 1.81 |
| 鸡蛋(70%) | 3.19 | 1.72 | 多脂肉(50%) | 2.52 | 1.47 |
| 多脂鸡(60%) | 2.86 | 1.60 | 少脂肉(70%～76%) | 3.19 | 1.72 |
c. 导热系数增加： 水的导热系数为2.1kJ/(m·h·K)，冰的导热系数为8.4kJ/(m·h·K)，因 此，冰的导热系数是水的4倍。由于冷冻时冰层向内推进使导热系数提高，从而加快了冷 冻过程。导热系数还受含脂量的影响，含脂量大导热系数小。导热系数还有方向性，热流 方向与肌肉纤维平行时导热系数大，垂直时则小。表4-11是几种动物性食品在冰点以 上的导热系数。在冰点以下它们随温度而变。
d. 体液流失： 动物性食品经冷冻-解冻后，内部冰晶就融解成水。一部分水不能被 肉质重新吸收回到原来状态而成为流失液。所以流失液的产生率是评定冷冻食品质量的 指标之一。流失液不仅是水，而且还包括溶于水的成分，如蛋白质、盐类、维生素等，所以 流失液不仅使重量减少而且风味营养成分亦损失，使得食品在量和质两方面都受到损失。
表4-11 几种动物性食品在冰点以上的导热系数
| 食品种类 | λ[kJ/(m·h·K)] | 食品种类 | λ[kJ/(m·h·K)] |
| 猪肉 | 1.81 | 鸡 | 1.48 |
| 牛肉 | 2.01 | 鱼 | 1.38 |
| 猪油 | 0.64 | 鸡蛋混合液 | 1.05 |
| 牛油 | 0.63 |
动物性食品产生流失液的原因是肉质冷冻后使蛋白质、淀粉等成分的保水性变成脱 水性，由于这一过程是不可逆的，故融化的水不能与蛋白质、淀粉等成分重新结合，水就通 过肉质中的空隙流到体外。这种空隙由肉质组织受冻时的机械损伤所造成。但如果损伤 轻微，因毛细管作用，流失液能保留在肉质内，需加压才能挤出。一般流失液多少与含水 率有关，含水量多流失液亦多。如鱼和肉比，鱼含水量多故流失液亦多;叶菜类和豆类相 比，叶菜类含水量多故流失液亦多。另外，如果原料新鲜，冷冻后冻藏中温度低且波动又 小，冻藏期短，则流失液少;若经冻结前处理如加盐、糖、磷酸盐时流失液少。而切得越碎 流失液越多。
e. 干耗： 冷冻过程不仅是个传热过程，而且亦是个传质过程，会有一些水分从食品 表面蒸发出来，从而引起干耗。干耗除了造成工厂企业很大的经济损失外，也影响质量 和外观。如日宰2000头的肉联厂，干耗以2.8%或3%计算，年损失要600多吨肉，相当 于15000头猪。冷冻中的干耗与冷冻装置的性能很有关系。设计不好的装置干耗可达 5%～7%，而设计优良的则可降至0.5%～1%。干耗损失直接影响冷冻成本。因此选择 冻结装置时应重视干耗。
以送风冷冻设备为例，当冻结室中的水蒸气未达到饱和状态时，在蒸汽压差的作用 下，食品表面的水分向空气中蒸发，表面层水分蒸发后内层的水分在扩散作用下向表面层 移动。这过程直到空气被饱和为止。由于冻结室内的空气连续不断地经过蒸发器，空气 常处于不饱和状态。所以冷冻过程中干耗一直在进行着。除蒸汽压差外，干耗W(kg/h) 还与食品表面积、冻结时间等有关，其关系式为：
W=βA(pf-pa)
(4-2)
式中 β——蒸发系数，kg/(n·m2·Pa)
A——食品的表面积，m2
pf和pa——分别为食品表面和空气的水蒸气分压，Pa
上述关系式表明，蒸汽压差大，或表面积大则干耗亦大。用不透气的包装材料使食品 表面的空气层处于饱和状态，蒸汽压差就小，能减少干耗。
冻结室中的温度、湿度与风速对干耗亦有影响。温度低时，空气的饱和湿度亦低。这 样食品只要蒸发少量水就能使空气饱和，蒸汽压差很快下降，干耗就小。一般在湿度低时 风速加快会导致干耗增大，但如果是高湿低温，即使风速大些也不会过分干耗。
②组织学变化： 植物组织一般比动物组织冻结时损伤要大。其原因是： a.植物组织 有大的液泡，使植物细胞保持高含水量，含水量高结冰的损伤大; b.植物细胞有细胞壁，动 物细胞只有细胞膜，壁比膜厚又缺乏弹性，冷冻时易胀破; c.两者细胞内成分差异，特别是 大分子蛋白质、碳水化合物等含量及分布上的不同。由于存在这些差异，所以在同样冷冻条 件下，冰晶的生成量、位置、形状均不同，造成的机械损伤及胶体的损伤程度亦不同。
③化学变化
a. 蛋白质变性： 冷冻中的蛋白质变性是造成动物性食品品质(尤其是风味)下降的 主要原因，这是由于肌动球蛋白凝固变性所致。冷冻中造成蛋白质变性的原因主要有盐 类、糖类及磷酸盐的作用以及脱水作用。
冰晶生成时无机盐浓缩、盐析作用或盐类直接作用可使蛋白质变性。盐类中Ca、Mg 等水溶性盐类能促进蛋白质变性，而磷酸盐等则能减缓蛋白变性。按此原理，在制作鱼丸 时将鱼肉搅碎、水洗以除去水溶性的Ca、Mg盐类，然后再加0.5%磷酸盐(焦磷酸钠和多 聚磷酸钠的等量混合)、5%葡萄糖，调节pH到6.5～7.2后进行冷冻，效果较好。冰结晶 生成时蛋白质分子失去结合水，也会使蛋白质分子受压集中，相互凝聚。
蛋白质变性可用肌球蛋白对5%NaCl溶液的溶解度来表示，溶解度小则变性大。
b. 变色： 在冷冻时冷冻食品会发生褐变、黑变等变色。变色不但使外观不好看，而 且同时会产生异味。常见的冷冻食品变色机制有还原糖与氨化合物反应造成的褐变、酪 氨酸酶的氧化造成的黑变、肌红蛋白在空气中氧的作用下褐变等。
④残留微生物的抑制及部分杀灭： 如前所述，微生物包括细菌、霉菌和酵母，对食品 腐败影响最大的是细菌。引起食物中毒的一般是中温菌，它们在10℃以下繁殖减慢， 4.5℃以下不繁殖。而冷冻食品中的腐败菌一般是低温菌，它们在-10℃以下则停止繁 殖。冷冻虽阻止了细菌的发育和繁殖，但由细菌产生的酶还有活力，尽管活力很小但还有 作用，它使生化过程仍在缓慢进行，降低了品质。所以冷冻食品仍有一定的贮藏期限。冷 冻前经过熟成的肉类，如在熟成阶段污染上细菌，将导致产生大量的酶和毒素，这种肉在 冷冻前必须经过卫生处理。
(2)冷冻过程的冻结温度曲线 冷冻食品品温与冷冻 时间之间的关系是指导冷冻工艺的主要依据，因此研究各 种食品冷冻过程中的冻结温度曲线(简称冷冻曲线)有重要 意义。图4-9显示了冷冻期间不同深度食品层温度与时 间的一般关系曲线。图中多条曲线表示同一时刻食品表面 的温度始终最低，越接近中心层温度越高，这是由于在不同 深度，温度下降的速度是不一样的。这样描述不同深度的 食品层降温时就有多条冷冻曲线。不论何种食品其温度曲 线在性质上都是相似的。随着冷冻的进行，食品温度迅速 下降。冷冻曲线分下列三个阶段; ①初阶段，即从初温到 冰点，这时放出的是显热，此热量与放出的全部热量相比， 其量较少，故降温快，曲线较陡，对一些薄片原料，在此阶段 还有不太明显的过冷现象发生; ②中阶段，此时食品大部 分水结成冰，由于冰的潜热大于显热约50～60倍，因此整个冻结过程中绝大部分热量在此阶段放出，降温慢，曲线平坦; ③终阶段，从成冰到终温， 此时放出的热量一部分是冰的降温，一部分是余下的水继续结冰。冰的比热容比水小，照 理曲线更陡，但因还有残留水结冰，故放出的热量大于水和冰的比热容，所以曲线的陡峭 程度与初阶段相仿。
图4-9 冻结温度曲线
冷冻曲线平坦段的长短与冷却介质传热快慢关系很大。在冷冻操作中，一般采用传 热快的冷却介质，使中阶段的曲线平坦段较短。
(3)冷冻时放出的热量 计算冷冻过程放出的热量时，一般需了解冷冻终温。由于 在中心、表面及所有中间各点上的实际最终温度是有差别的，因此实际计算时只能采用平 均终温。当中心温度低于-5℃时，平均终温近似值可用食品表面温度与中心最终温度的 算术平均值来表示。
对应于冷冻曲线，单位质量食品在冷冻过程中所放出的热量也由三部分组成，即： ① 冷却时的热量qc，即食品由初温降至结冰温度时所放出的热量; ②形成冰时的热量qi; ③自冰点至冻结终温时放出的热量qe。
单位质量食品全部冻结所放出的总热量为q=qc+qi+qe，mkg食品冻结时的总热 量为：Q=mq，或用焓差法表示为：Q=m(h2-h1)，式中h1及h2分别为食品初始和终 了状态时的焓值。在冷库设计中此总热量即耗冷量。
若食品某一部位的温度高于冰点，而其他部位低于冰点，则上述三部分放出热量同时存 在;若食品任何部位的温度均处于冰点，则冻结时只有后两部分热量放出;若食品初始温度 在冰点以下，则所放出的热量仅是第三部分。如前述，冻结时三部分热量不相等，以水变为 冰时放出的热量为最大，因为水的凝固相变热为336kJ/kg，而且食品中水的含量一般都大于 50%，因此qi比(qc+qe)还大。冻结时总热量的大小与食品中含水量密切相关，含水量大的 食品其总热量亦大。而qi中，在-1℃至-5℃之间冻结放出的热量又是占主导。冻结过程 中热量的放出是不均衡的，第二部分的降热过程是制冷机负荷最高的过程。
(4) 冷冻时间 冷冻时间由冷冻工艺确定，因而取决于冷冻食品的形状与结构。因 此设计冷冻装置或确定冷冻工艺前都要研究其产品的冷冻时间。
图4-10 表面平坦物料的冻结图
设表面平坦厚度为L的物料(图4-10)，预冷 到0℃后置于介质温度为t的环境中，使其温度降到 冰点tp时开始冻结。经一段时间后冻结层离表面的 距离为x。又经dt时间后冻层向内推进dx。对于 厚度为dx，表面积为A的冻层，其形成时应放出的 热量dQ为： dQ=A·dx·ρ·qi，式中，ρ为食品密度 (kg/m3);qi为形成冰时的热量(kJ/kg)。
在(tp-t)的温差作用下，经厚度为x的冻层在 dt时间内传至冷却介质，其传出的热量为： dQ′= KA△tdtz，式中，△t=tp-t，
。由于dQ=dQ′，确定边界条件后进行积分可得平板状食品的冷冻时间计算式：
(4-3)
同理，可得出对圆柱状及球状食品其计算式分别为：
(圆柱状食品)
(4-4)
(球状食品)
(4-5)
式中 d——分别为圆柱及球的直径
将上述公式引入适当的系数就能得到适用于三种几何形状的通用计算式：
(4-6)
式中 P和R——被冻物的几何形状参数
除了上述三种形状的食品，对方块状或长方块状食品，在使用上述方程时，用图4- 11所示的曲线可以方便地查出P和R值。
图4-11 块状食品的P和R值
但式(4-6)有局限性，因它只考虑形成冰时放出潜热的时间，而未考虑从物品初温到 冻结点的时间。实际冻结往往并不是把物品预冷到冻结点后再冻结的，对果蔬尤其如此。 其次，计算式推导中冻结区内导热系数λ值是作为常数的，实际上随着冻层温度降低，冻 结水量增加，冻层内导热系数是变化的。再则传热情况是在两侧温度不变的稳定条件下 进行的，实际冻结中两侧温差在变。因此随着上述各条件的变化，计算的精度会有所下 降，为改进这种状况，出现了许多引进其他因素的计算式，这些计算式的计算精度是提高 了，但是计算却繁杂得多。因此尽管此计算式有局限性，但仍能满足实用要求。
为改进精度，把计算式中的qi代之以△h(即食品初温和终温时的焓差)，则冷冻时间 计算式的最后形式，也即国际制冷学会推荐的计算公式为：
(4-7)
4.2.7.4 冷冻食品的冻藏工艺
冷冻食品的冻藏是指冷冻食品在某一合适温度下贮藏，并在一定时间内保持其冷冻 终了时状态及其品质的贮藏方法。常用的贮藏温度根据贮藏时间长短为-12～-23℃， 但以-18℃为最普遍。虽然为防止微生物繁殖，在-12℃下冻藏已足够，但为防止长期贮 藏中酶作用和物理变化，则必须在等于或低于-18℃下冻藏。贮藏冷冻食品的冷库常称 为低温冷藏库或冻库，以区别一般的冷库。冷冻食品正是有了冻藏这一重要环节，才能使 冷冻食品顺利按需要到达消费者手中，冷冻才能成为当代最重要的食品保藏方法之一。 下面结合冷冻食品在冻藏时的变化，来分析冻藏期间的工艺要求。
(1) 冷冻食品冻藏期间的变化 冷冻食品适合长期贮藏，因此其冻藏期一般较长。 在冻藏过程中，由于冻藏温度的波动和环境空气中氧的作用，冷冻食品还是会缓慢地发生 下面一系列变化，使其优良品质有所下降。
① 冰结晶的成长和重结晶： 刚生产出来的冷冻食品，它的冰晶大小并不全部均匀一 致。在冻藏过程中，由于冻藏时间很长，微细的冰晶会逐渐合并，成长为大的冰结晶，这种 现象称为冰晶成长。
冰晶成长的一个原因是冰晶周围的水或水蒸气向冰晶移动，附着并冻结在它上面。 因为在冷冻食品的内部存在有三个相，即： a. 固相(大小不同的冰晶); b.液相(残留的 未冻结水溶液); c.气相(水蒸气)。它们的饱和水蒸气压之间有下述关系： a.液相的水 蒸气压>冰晶的水蒸气压; b.汽相的水蒸气压>冰晶的水蒸气压; c.小型冰晶的水蒸 气压>大型冰晶的水蒸气压。
由于上述压差的存在，水蒸气就从蒸汽压高的一方向蒸汽压低的一方移动，并不断附 着、凝结到冰晶上面，使大冰晶越长越大，而小冰晶逐渐减少、消失。如此，细胞受到机械 损伤，蛋白质变性，解冻后液汁流失增加，食品的风味和营养价值都发生下降。表4-12 列举的是鱼肉在-10℃冻藏中冰晶成长的例子。
表4-12 鱼肉在-10℃冻藏中冰晶的成长
| 冻藏期/月 | 0.5 | 1 | 2 | 3 |
| 冰晶成长率/% | 25 | 50 | 75 | 100 |
| 冰晶分布量 | 极多 | 多 | 少 | 很少 |
重结晶则指冻藏过程中由于冻藏温度的波动，反复解冻和再结晶后出现的结晶体积 增大的现象。因此可以认为，冻藏过程中冰晶成长的另一个重要原因就是重结晶。重结 晶的程度直接取决于单位时间内温度波动的次数和程度，波动幅度越大，次数越多，重结 晶也越剧烈，就会促使冰晶体颗粒迅速增大，其数量迅速减少，以致严重破坏冷冻食品的 组织结构，使解冻后失去弹性，使食品像慢冻那样受到伤害。
刚生产出的冷冻食品具有细微的冰晶结构。在其冻藏过程中，如果冻藏温度经常变 动就会出现重结晶。当温度上升时，冷冻食品细胞内的冰晶融化成水，使液相增加，由于 水蒸气压差的存在，水分透过细胞膜扩散到细胞间隙中去，当温度又下降时，它们就附着 并冻结到细胞间隙中的冰晶上面，使冰晶成长。因此，当冻藏温度波动时，细胞间隙中的 冰晶成长(重结晶)最为明显。
为了防止冻藏过程中因冰晶成长给冷冻食品带来的不良影响，可以从以下两方面加 以防止： a.为了避免冻藏期较长引起冰晶成长，可采用深温冷冻方式，让食品中90%的 水分在冻结过程中来不及移动，就在原位变成极微细的冰晶，这样形成的冰晶，大小及分 布都比较均匀。同时由于是深冷快冻，冻结食品的终温比较低，食品的冻结率提高了，残 留的液相少，也可减少冻藏中此类冰晶的成长; b.为了避免重结晶，冻藏温度要尽量低， 并且少变动，特别要避免-18℃以上温度的变动。
一般食品如长期贮藏，-18℃的温度已能满足，但目前冷冻产品贮藏温度仍有降低的 趋势，有的降到-30℃甚至-40～-50℃，这主要是为了保持冷冻产品的色泽。此时冻藏 温度应与冷冻温度相匹配。如果冷冻温度低而冻藏温度高，则冻结中形成的小冰晶会在 贮藏中逐渐增大而失去冷冻的优点，最后结果亦与缓慢冻结相同。
② 干耗(干缩)与冻结烧： 冷冻食品在冷却、冷冻、冻藏过程中都会产生干耗，冻藏时 间越长，干耗问题越为突出。而且干耗主要由冷冻食品表面的冰晶直接升华而造成，与冻 结干燥的原理相似，其过程如下。
在冻藏室内，由于冷冻食品表面温度、室内空气温度和空气冷却器蒸发管表面温度三 者之间存在温度差，因而也形成了水蒸气压差。冷冻食品表面温度与冻藏室空气温度之 间的温差使冷冻食品失去热量，进一步受到冷却，同时水蒸气压差使冷冻食品表面的冰晶 不断向空气中升华。这部分含有水蒸气较多的空气，吸收了冷冻食品放出的热量，相对密 度减小就向上运动。当流经空气冷却器时，由于蒸发管表面的温度十分低，该温度下的饱 和水蒸气压也很小，因此空气被冷却，在蒸发管表面处达到露点，水蒸气便凝结成霜附着 在管表面。减湿后的空气因相对密度增大就向下运动。当它再遇到冷冻食品时，因水蒸 气压差变大，食品表面的冰晶继续向空气中升华。如此周而复始，出现以空气为媒介，冷 冻食品不断干燥的现象，并由此造成质量损失，俗称“干耗”。
开始时仅仅在冻结食品的表面层发生冰晶升华，出现所谓的脱水多孔层。长时间后 逐渐向里推进，达到深部冰晶升华，并经脱水多孔层向外扩散，从而使内部的脱水多孔层 不断加深。这样不仅使冷冻食品脱水，造成质量损失，而且由于冰晶升华后的部位成为细 微空穴，大大增加了冷冻食品与空气的接触面积，使脱水多孔层极易吸收外界向内扩散的 空气及冻藏库内的各种气味，容易引起强烈的氧化反应。在氧的作用下，动物性食品中的 脂肪氧化酸败，表面变黄变褐，使食品的外观损坏，滋味、风味、营养价值都变差，这种现象 称为冻结烧(freezer burn)。食品冻结烧部位的含水率非常低，约接近2%～3%，此时蛋 白质也脱水变性，食品的质量严重下降。因此干耗与冻藏期间其他的品质问题是息息相 关的，有必要加以特别研究。
冷冻食品表面冰晶升华所需要的热量除了由冷冻食品本身供给外，还有外界通过围 护结构传入的热量，以及冷藏室内电灯、操作人员发出的热量等。冷冻食品单位时间从表 面升华的水分量W可用下式表示：
W=βA(pg-pr)
(4-8)
式中 β——升华率，kg(m2·h·Pa)
A——冷冻食品的表面积，m2
pg——冷冻食品表面的水蒸气压，Pa
pr——与冷冻食品接触的空气水蒸气压，Pa
对于某一种冷冻食品来说，β和A值是一定的，所以升华的量主要由水蒸气压差的值 来决定。
冻藏室隔热效果不好导致外界传入热量过多、冻藏室内空气温度变动剧烈、空气冷却 器蒸发管表面温度与冻藏室内空气温度之间温差太大、收容的冷冻食品品温过高、冻藏室 内空气流动速度太快等，都会使冻结食品的干耗现象加剧。
为了避免和减少冷冻食品在冻藏中的干耗与冻结烧，重要的问题是要防止外界热量 的传入，提高冷库外围结构的隔热效果。20世纪70年代后期一些先进国家开始建造新 型的夹套低温冷库，把由外围结构传入的热量在夹套中就被带走，不再传入库内，使冻藏 室温度保持稳定。因此如果冻品温度能与库温一致的话，可基本上不发生干耗。另一方 面的措施是对食品本身附加包装或包冰衣。特别是多脂鱼类，因含大量不饱和脂肪酸，很 容易氧化而发生油烧。冻藏中，可采用简便而有效的镀冰衣方法。让冰衣与冻鱼体表面 紧贴成为一层冰膜，这样在冻藏中就可由冰衣的升华来代替鱼体表面冰晶的升华，使鱼体 表面受到了保护。同时冰包裹了鱼体四周，隔绝了空气与鱼体的接触，防止了氧化作用。 另外在镀冰衣的水中加入抗氧化剂，对冻藏中鱼类质量的保持可取得更好的效果。常用 的抗氧化剂有两类： 一类是水溶性抗氧化剂，例如：赤山梨酸(EC)、赤山梨酸钠(ECS)、 抗坏血酸(AC)、抗坏血酸钠(ACS);另一类是脂溶性抗氧化剂，例如：丁基羟基茴香醚 (BHA)、丁基化羟基甲苯(BHT)、天然生育酚(NT)。水溶性抗氧化剂只能防止水溶性物 质氧化，脂溶性氧化剂只能防止脂溶性物质氧化，如果错用了，反而会促进氧化作用的 进行。
其他冷冻食品如果是成堆冻藏的话，也可采用帆布等致密的织物覆盖，以减少干耗。
③变色： 在冻藏过程中，除了因制冷剂泄漏时会造成食品变色，例如氨泄漏时，胡萝 卜的红色会变成蓝色;洋葱、卷心菜、莲子的白色会变成黄色外，其他凡是在常温下所发生 的变色现象，在长期的冻藏过程中都会发生，只是进行速度显得十分缓慢。常见的有多脂 鱼类的脂肪变色、叶绿素变黄、肌红蛋白褐变、鱼肉绿变、虾的黑变等现象。
④液汁损失： 冻结食品解冻时，内部冰结晶融化成水，如果不能回复到原细胞中去， 不能被肉质吸收，这些水分就变成液汁流出来。冷冻食品液汁产生的主要原因是肉质组 织在冻藏过程中因冰晶成长而受到的机械损伤。当损伤比较严重时，肉质间的缝隙大，内 部冰晶融化的水就能通过这些缝隙自然地向外流出，这称为流出液滴。当机械损伤轻微 时，内部冰晶融化的水由于毛细管作用还能保持在肉质中，只能在加压时才往外流出。通 常对施加100～200kPa压力后向外流出的液汁称之为压出液滴。不论是流出液滴还是压 出液滴，都是由于冻结和冻藏中的不可逆变化使食品中的蛋白质、淀粉等成分的持水能力 丧失而致。由于液滴中含有蛋白质、盐类、维生素类等水溶性成分，液滴流出就使食品的 风味、食味、营养价值变差，并造成质量损失。因此，冷冻食品解冻过程中流出液滴量的多 少，也是鉴定冷冻食品冻藏质量的一个重要指标。
⑤脂肪的分解氧化作用： 脂肪的分解氧化作用在冷冻时并不明显，而在冻藏时较突 出。脂肪分解对肌肉蛋白的变性亦有影响。脂肪水解产生的游离脂肪酸很不稳定，氧化 结果产生低级的醛、酮等产物，促使蛋白质变性。脂肪的氧化水解是在磷脂酶的作用下进 行的，这些酶在低温下的活力仍很强。
⑥寄生虫和昆虫的杀灭： 寄生虫和昆虫经一段时间的冻藏后都会死亡。如猪肉中 旋毛虫的幼虫在-15℃下20d后死亡。大麻哈鱼的裂头绦虫的幼虫在-15℃下5d内死 亡。因此联合国粮农组织(FAO)和世界卫生组织(WHO)共同建议，肉类寄生虫污染不严 重时在-10℃温度下要至少贮存10d才能出售。
(2)冷冻食品的冻藏温度 冻藏期间影响冷冻食品品质的主要参数是冻藏温度，它 包括两方面的影响，温度高低和温度变动。
对于冷冻食品来说，冻藏温度越低，品质保持越好。但是考虑到设备费、电费等日常 运转费用，就存在一个经济性问题，即在保证其品质的情况下什么样的冻藏温度最经济? 另外考虑到有些农产品、水产品都是一年一度收获的，为了满足市场常年供应，总希望生 产出来的冷冻食品能常年冻藏而不失商品价值。考虑到冷冻食品保藏温度、保藏时间与 食品品质三个因素的相互关系，一般认为-18℃对于大部分冷冻食品来讲是最经济的冻 藏温度。在此温度下，微生物的发育几乎完全停止，食品内部的生化变化大多受到抑制， 食品表面冰晶的升华量较小，食品的耐藏性和营养价值得到良好的保持，制冷设备的运转 费用也比较经济。因此绝大部分冷冻食品可作约一年的冻藏而不失商品价值。但对冷冻 食品冷冻终了温度有要求，要求其与冻藏室温度一样，也达到-18℃。由于食品的冷冻过 程是从表面逐渐向中心推进的，所以在食品内部存在着一定的温度梯度。将食品在中心 温度达到-15℃时从冷冻装置中取出，温度均化后各点的品温可达到-18℃，这时进冻藏 室贮藏最经济，而且不会引起库温的变动，对保持冻品品质十分有利。表4-13列举的是 1972年国际制冷学会所推荐的各种冻结食品的冻藏温度与实用贮藏期。
表4-13 一些冻结食品的实用贮藏期(I.I.R.1972)
| 序
号 |
冻结食品名称 | 贮藏期/月 | 序
号 |
冻结食品名称 | 贮藏期/月 | ||||
| -18℃ | -25℃ | -30℃ | -18℃ | -25℃ | -30℃ | ||||
| 1 | 加糖的桃、杏或樱桃 | 12 | 18 | 24 | 14 | 羊白条肉 | 9 | 12 | 24 |
| 2 | 不加糖的草莓 | 12 | 18 | 24 | 15 | 猪白条肉 | 6 | 12 | 15 |
| 3 | 加糖的草莓 | 18 | >24 | >24 | 16 | 小牛白条肉 | 9 | 12 | 24 |
| 4 | 扁豆 | 18 | >24 | >24 | 17 | 小腊肠 | 6 | 10 | |
| 5 | 胡萝卜 | 18 | >24 | >24 | 18 | 腌肉 | 2～4 | 6 | 12 |
| 6 | 菜花 | 15 | 24 | >24 | 19 | 液态全蛋 | 12 | 24 | 24 |
| 7 | 甘蓝 | 15 | 24 | >24 | 20 | 多脂肪鱼 | 4 | 8 | 12 |
| 8 | 豌豆 | 18 | >24 | >24 | 21 | 少脂肪鱼 | 8 | 18 | 24 |
| 9 | 菠菜 | 18 | >24 | >24 | 22 | 比目鱼 | 10 | 24 | >24 |
| 10 | 牛白条肉 | 12 | 18 | 24 | 23 | 龙虾和蟹 | 6 | 12 | 15 |
| 11 | 小鸡和火鸡 | 12 | 24 | 24 | 24 | 虾 | 6 | 12 | 12 |
| 12 | 烤猪肉和排骨 | 6 | 12 | 15 | 25 | 真空包装的虾 | 12 | 15 | 18 |
| 13 | 猪油 | 9 | 12 | 12 | 26 | 蛤蛎和牡蛎 | 4 | 10 | 12 |
我国目前冷冻库的一般冻藏温度是-18℃，而机械制冷系统的温度波动为±4℃左 右，一般约2h波动一次，从而冰晶体趋于长大，对冷冻食品的品质产生明显的伤害，使冻 藏期大大缩短。随着人们对食品质量的要求越来越高，近年来国际上很多冷冻库的冻藏 温度逐渐趋向于低温化，一般都在-22～-30℃，如此即使温度有波动，也能保证-18℃ 的低温。一般来说，水产品冷冻库的冻藏温度更低。原因是冷冻水产品组织纤维细嫩，蛋白质多变，脂肪容易氧化，特别是多脂肪鱼在冻藏中 氧化变色更为显著，与牛肉、猪肉、鸡肉等其他畜肉 类冷冻食品相比，品质稳定性要差得多，贮藏期也明 显缩短(详见图4-12)。为了优质冷冻水产品在冻藏 期保持良好品质，1966年国际经济合作与开发机构 (OECD)水产委员会就推荐冻鱼的冻藏温度应在 -24℃以下，并尽可能地降低到-30℃，冻藏温度的变 动应控制在狭小的范围内。目前在日本，为了保持金 枪鱼肉的鲜红色，防止它氧化褐变，采用了-45～-50℃的超低温冻藏温度。
图4-12 冷冻食品的品温与冻藏期限
1—带包装鸡肉 2—不带包装鸡肉 3—牛肉
4—猪肉 5—少脂鱼肉 6—多脂鱼肉
7—豌豆 8—菠菜
如前所述，冻藏温度的变动是重结晶的重要原 因，给冻品质量带来大为不利的影响，使贮藏期显著 缩短。因此冷冻食品在冻藏中的质量管理，不仅要 注意贮藏期，更重要的是要注意冻藏温度及其变动 对冻品品质的影响。因为从某种意义上来说，冻藏温度与冻结速度对冻品品质的影响是 同等的，甚至前者的影响更大。所以严格控制冻藏温度，并使它稳定、少变动，才能使冷冻 食品的优良品质得到保持。
(3) 冻藏设备 冻藏室中的制冷设备主要是蒸发器，我国目前普遍采用的蒸发器形 式是顶、墙排管，它在一定程度上能平衡外界传入的热量，冷冻食品在冻藏期间的干耗也 较小。但因安装麻烦、除霜不便，难以实现自动控制，故也存在不少缺点。随着制冷技术 的发展和消费水平的提高，近年来，国外一些新建冻库较普遍地采用低温、小温差、微风速 的新工艺，用冷风机代替原来笨重的顶、墙排管。以日本为例，冷风机的安装方式有两种： 一种是冷风机在库内，利用空气射流贴附于平顶的作用，使冷风在库内自然循环，而不另 设风道。另一种是把冷风机设在库外，用水平风道将冷风送到库内的降温方式。
冻藏室中用冷风机代替顶、墙排管有下列优点： ①耗钢量少，与排管相比，冷风机的 用钢量只占排管用钢量的65%～70%，无缝钢管用量只占排管用量的10%～13%; ②占 地少、施工快，安装简单，大大缩短了施工期; ③冷风机的融霜可采用热氨或水，与排管比较 方便得多，排水也方便，容易实现自动化; ④冷风机中液体的容量较排管小得多，可大大节约 制冷剂的用量，为使用价格较贵的氟利昂制冷剂创造了条件; ⑤操作方便，易于实现自动化。 但存在的缺点是冷冻食品的干耗会增大，特别是无包装食品，当蒸发温度与库房温度之间温差 大或库内风速大时，冻结食品的干耗就会明显增大。另外使用冷风机后，电耗也会增加。
为了减少由此产生的干耗现象和降低电耗，一般可采取下列措施： ①改进冷风机的 设计，减少沿气流方向翅片管的层数，一般不大于10层，改用套片式翅片管，以减少空气 阻力，降低电耗; ②降低配风道阻力，采用低风速条缝型喷口，出口风速约为1.5～2m，射 程4.5～5m，货物中间的风速为0.2m/s左右。这样的微风速相当于空气自然循环，使食 品与冷风机之间的湿气交换减弱，降低食品的干耗; ③冷冻食品均应带有包装或镀冰衣， 包装材料应选择透气性弱的材料; ④冻藏室要保持尽可能低的温度和高的湿度，才能更 好地保持冻品的质量和降低干耗; ⑤缩小温差。主要从两个方面着手： a.缩小冷风机 进出口空气的温差，这个温差一般取2～4℃; b.缩小蒸发温度与库房温度的温差，适当 增大冷却面积，使温差控制在5～7℃左右。这样空气中的水分在冷风机蒸发管上的析湿 量就会减少，食品的干耗也可减少。同时由于提高了蒸发温度，压缩机的制冷能力增大， 这样可降低制冷机的电耗，节省动力费用。
(4) 冷冻食品冻藏的T.T.T.概念 冷冻食品的T.T.T.(time，temperature，tolerance)是指冷冻食品在生产、贮藏及流通的各个环节中，经历的时间(time)和经受的温度 (temperature)对其品质耐藏性(tolerance)有决定性影响的概念。在冻藏中，冻藏温度高不 利于冷冻食品的耐藏性和冻藏期限。一般来说，冷冻食品的初期品质主要受原料、冷冻及其 前处理和包装的影响，即所谓P.P.P.(product，process，package)条件的影响。而冷冻食品 的最终品质，根据T.T.T.概念，则主要受经受的品温和冻藏时间的影响。所以冷冻食品的 品质，实际上由P.P.P.和T.T.T.的双重条件所决定。初期品质优秀的冻结食品，如果在 贮藏流通过程中马虎处理，品温高低变动，也会逐渐失去它的优秀品质，甚至变质不能食用。
目前评判冷冻食品的耐贮性有各种测试指标，但在T.T.T.研究中常用的是感官鉴 定并配合进行理化测定的方法。如果让初期品质优秀的冷冻食品处于流通过程中常见的 各种温度范围内，并与放在-40℃下冻藏的对照品进行比较。随着时间的推移，处于各种 温度下的冷冻食品，其品质逐渐降低，由专家小组每隔一段时间对它与放在-40℃下冻藏 的对照品进行感官比较鉴定。当小组内70%成员识别出这两者品质差异时，冷冻食品所 经历的相应时间称为优质保持期，又叫高品质寿命(简称HQL)。实际上，感官鉴定小组 对冷冻食品品质的评定，常稍将条件放宽，以不失商品价值为度，这就是所谓的实用贮藏 期(简称PSL)。HQL和PSL的长短是由冷冻食品在流通环节中所经历过的时间和品温 决定的，品温越低，HQL和PSL越长。如是同样的贮藏期相比较，则品温低的一方品质 保持较好。
由于冻结食品品温的变动，构成食品品质的诸要素(食味、香味、肉质、色泽、形状)也发 生了变化。这些要素除了由感官鉴定小组进行合理评分外，同时也可进行一些理化方法的 检测，例如测定维生素C含量、叶绿素中脱镁叶绿素含量、蛋白质变性以及脂肪氧化酸败等， 可根据食品的种类选择测定的项目。由于感官鉴定小组对冻结食品所作的鉴定结果一般与 理化方法检测的结果是一致的，而且对于食品来说，感官鉴定更为直接，因此，国外对感官鉴 定小组所作出的鉴定结果均给予高度的信赖。根据大量实验资料，尤其通过感官鉴定可知 道，大多数冷冻食品的品质稳定性是随着食品温度的降低而呈指数关系增大。冷冻食品在 -10～-30℃温度范围内，贮藏温度与实用冷藏期之间的关系曲线叫T.T.T.曲线(如图 4-12)。根据T.T.T.曲线的斜率可知道温度对于冻结食品品质稳定性的影响。把某种冷 冻食品在流通过程中所经历的温度和时间记录下来，根据T.T.T.曲线按顺序算出各阶段 的品质下降值，然后再确定冻结食品的品质，这种方法叫T.T.T.计算法。
另外，T.T.T.概念还告诉我们，冷冻食品在流通中因时间-温度的经历而引起的品 质降低值是累积的，也是不可逆的，而且实验表明与所经历的顺序无关。例如把相同的冻 结食品分别放在两种场合进行冻藏： 一种是开始放在-10℃贮藏一个月，然后放在 -30℃贮藏6个月;另一种是开始放在-30℃贮藏6个月，然后放在-10℃贮藏1个月， 这两种场合分别贮藏7个月后，其品质下降值是相等的。
大多数冷冻食品都符合T.T.T.概念，但也有T.T.T.理论不适用的冷冻食品。例如 腌制肉的品温降到-5～-40℃的范围中，其贮藏期显著缩短，如果品温下降到-40℃以 下，品温降低，贮藏期延长的关系又得到恢复。加盐食品的温度与耐贮性之间存在着复杂的 关系，其原因还不十分清楚。加盐无疑会促进食品中脂肪的氧化酸败，据推测是由于食品中 水分在冻结成冰时产生浓度极高的溶液相，从而促进了脂肪的氧化，而这种氧化作用又具有 自催化性质，使反应速度大大加快，冻品质量迅速下降，因而贮藏期显著缩短。
目前混有各种调味料、食盐和香辣等成分的方便冷冻食品日益增多，它们在冻藏过程 中各成分之间的相互作用是复杂的，因此必须事先了解其贮藏期，然后才能进行管理。由 于加盐冷冻食品与不加盐的相比，贮藏期明显缩短，因此当前对这类不符合T.T.T.一般 原则的例外问题进行个别的分析研究就显得很有必要。