食品解冻的原理及方法，减压水解冻介绍

冻结食品在消费或加工之前必须解冻，解冻可分为半解冻（-5～-3℃）和完全解冻两种，一般根据解冻后的用途来进行选择。冻结食品的解冻是将冻品中的冰结晶融化成水，力求恢复到原先未冻结的状态。从温度时间的角度看，解冻过程可以简单地被看作是冻结过程的逆过程。但由于食品物料在冻结过程的状态和解冻过程的状态不同，解冻过程并不是冻结过程的简单逆过程。

小型包装的速冻食品如蔬菜、肉类的解冻，还常和烹调加工结合在一起同时进行。食品加工单位，如罐头厂、肠制品加工厂、果汁加工厂以及公共食堂等，使用冻制食品前需先解冻，才能进一步加工，为此，解冻时必须尽最大努力保存加工时必要的品质，使品质的变化或数量上的损耗都减少到最小的程度。

（一）食品的解冻原理

将某个冻结食品放在温度高于其自身温度的解冻介质中，解冻过程即开始进行。如果将食品整个解冻过程中冻结食品的温度随时间变化的关系在坐标图中描绘出来，即得到食品的解冻曲线。典型的食品解冻曲线见图3-10。食品解冻时将冻结时食品中所形成的冰结晶融化成水，必须从外界供给热能，其大部分用来融化冻品中的冰。热量传递在解冻过程中与冻结过程一样，都是从产品表面开始，冻品表层的冰首先融化成水，随着解冻的进行，融解部分逐渐向内部延伸。由于水的导热系数为0.58W/（m·K），冰的导热系数为2.32W/（m·K），融解层的导热系数比冻结层的小4倍，具有导热性能差的特征。因此，随着解冻的进行，产品内部的热阻逐渐增加，解冻速率就逐渐下降，和冻结过程恰好相反，产品的中心温度上升最慢。被解冻品的厚度越大，表层和内部的温差就越大，形成解冻的滞后。一般的，解冻所需时间比相应的冻结所需时间要长。从图上看出，从—5℃到0℃温度上升非常缓慢。通常—5～0℃温度带由于结冰，易发生蛋白质变性，停留时间过长使食品变色，产生异味、臭味。因此，在解冻过程中要求能快速通过此温度带，一般趋向于采用快速解冻。

上述的解冻曲线只是针对解冻时的传热是以热传导为主的情况，而不适合微波解冻，以及解冻后食品物料成为可流动的液态的情况。

（二）食品的解冻方法

解冻后，食品的品质主要受两方面的影响：一是食品冻结前的质量；二是冻藏和解冻过程对食品质量的影响。即使冻藏过程相同，也会因解冻方法不同而有较大的差异。好的解冻方法，不仅解冻时间短，而且解冻均匀，以使食品汁液流失少，脂肪氧化率（TBA值）、鲜度（K值）、质地特性、细菌总数等指标均较好。不同食品应考虑选用适合其本身特性的解冻方法，至今还没有一种适用于所有食品的解冻方法。

图3-10 食品的冻结和解冻曲线

1.空气解冻法

空气解冻以空气为传热介质，通过产品表面的空气层把热量传递给冻结产品，热量传递的速度取决于空气流速、空气温度、食品与空气之间的温差等多种因素。通过改变空气的温度、相对湿度、风速、风向达到不同解冻工艺的要求。空气解冻是目前应用最广泛的解冻方法，它适用于任何产品的解冻，主要包括静止空气解冻、流动空气解冻、低温高湿空气解冻和加压空气解冻几种方法。空气的温度不同，物料的解冻速度也不同，0～4℃的空气为缓慢解冻，20～25℃则可以达到较快速的解冻。用风机使空气流动能使解冻时间缩短，但会使食品产生干耗，因此宜在送风解冻装置中增加调节温度和湿度的设备，以改善解冻效果。

静止空气解冻是一种自然缓慢解冻方法，只在小批量原料解冻中使用，适合于解冻加工原料。在解冻中食品温度上升缓慢且温度比较均匀，冰晶体边融化边扩散边被吸收，汁液流失较少，原料风味好，有时也可解冻至半解冻状态即可进行后道工序的加工。一般空气温度不超过 15℃，自然流动，冻结原料放在工作台上或架子上。

流动空气解冻中，冻结食品可以采用吊挂方式轨道输送，也可将冻结食品放在有多层搁架的小车上推入解冻间。流动空气解冻一般用0～5℃、相对湿度90%左右的湿空气（可另加加湿器），利用冷风机使气体以 1m/s左右的速度流过冻品，解冻时间一般为14～24h。

采用低温高湿空气解冻时，空气的湿度一般不低于98%，空气的温度在—3～20℃，空气流速一般为3m/s。但使用高湿空气时，应注意防止空气中的水分在食品物料表面冷凝。高湿空气解冻的优点是解冻质量高、干耗小，同时色泽光亮、能保持原有风味。但在使用高湿空气时，应注意防止空气中的水分在食品物料表面冷凝析出。

加压空气解冻是一种将加压和流动空气相结合的解冻方式，这种方法是将冻结食品放入钢制的耐压容器内，通入压缩空气，压力为0.2～0.3MPa，容器内温度15～20℃，空气流速为1～2m/s。由于容器内压力的升高，冻结食品的冰点将会降低，在同样的解冻介质温度下，冻结食品就容易融化。加压空气解冻时间短、解冻质量好，但占地面积大，投资费用也较高。(www.xing528.com)

2.水解冻法

水的热容量大，放热系数高，用水作为解冻介质，传热性能好、解冻速度快、时间短。水解冻适合于带皮或带包装食品的解冻，多用于鱼、虾的解冻，有时也用于小包装肉类食品的解冻。不带皮或未包装的食品用水解冻时，水溶性营养物质会被溶出，并容易受到水中微生物的污染，故而一般不用此法解冻。水解冻有静水浸渍解冻、低温流水浸渍解冻、水喷淋解冻和减压水解冻等方法。

减压水解冻也称为真空解冻，是在真空条件下，把蒸汽冷凝时所放出的热量传递给冻品使之解冻的方法。在低压下，水在低温即会沸腾，产生的水蒸气遇到更低温度的冻品时，就会在其表面凝结成水珠，这个过程会放出凝结潜热。该热量被解冻品吸收，使其温度升高而解冻。

真空解冻对于较薄的原料（厚度小于5cm）是非常合适的，解冻速度非常快。但当原料的厚度逐渐增加时，其解冻速度快的优点将越来越不明显。真空解冻的主要缺点是解冻后产品非常潮湿，因此，除了鱼以外，它只用于需进一步加工的原料解冻。

这种方法对于水果、蔬菜、肉、蛋、鱼及浓缩状食品均可适用。

3.电解冻法

空气解冻和水解冻热量均由解冻介质传递到冻品表面，再由表面传递到内部。因此，解冻速度受到传热速率的控制。利用电阻、电加热、超声波、红外辐射等内部加热方式，其解冻速度能避免由于食品的导热系数方面所受到的限制，它借助于振荡电磁场的作用传递能量，这种能量因食品内分子间碰撞、旋转、振动而转化为热量，解冻速度要快得多。电解冻方法有低频解冻、高频解冻、微波解冻、红外辐射解冻、高压静电解冻等。

低频解冻又称欧姆加热解冻、电阻解冻，是将电能转变为热能，通电后使电流贯穿冻品容器时，按容积转化为热量，其加热的穿透深度不受冻品厚度的影响。这种方法将冻品作为电阻，靠冻品的介电性质产生热量，电流逐渐流经内部，在内部发热，冻品就被解冻。用于解冻的电流一般为50Hz或60Hz的低频交流电。

微波解冻利用电磁波对冻品中的高分子和低分子极性基团起作用，使其发生高速振荡，同时分子间发生剧烈摩擦，由此产生热量。由于高频电磁波的强穿透性，解冻时食品物料内外可以同时受热，解冻所需时间很短，食品在色、香、味等方面的损失都很小，且汁液流失量也很少。例如25kg箱装瘦肉在切开之前从—18℃升高到—3℃左右仅需5min。

高压静电解冻是将冻品放置于高压静电场中（电压5000～10000V），电场设置于0～3℃的低温环境中，利用电场效应，使食品解冻。目前日本已将高压静电技术应用于肉类解冻上。

（三）食品在解冻过程中的品质变化

解冻过程中，随着温度上升，细胞内冻结点较低的冰晶体首先融化，其后细胞间隙内冻结点较高的晶体才融化。由于细胞外溶液浓度较细胞内低，因此随着晶体的融化，水分逐渐向细胞内扩散和渗透，并且按照细胞亲水胶体的可逆性程度重新吸收。食品在解冻过程中常出现的质量问题是汁液流失，其次是微生物的繁殖和酶促或非酶促等不良反应。汁液流失的多少成为衡量冻藏食品质量的重要指标。食品在解冻时，由于温度升高和冰晶融化，微生物和酶的活动逐渐加强，加上空气中氧的作用，将使食品质量发生不同程度的恶化。例如未加糖冻结的水果，解冻之后酸味增加，质地变软，产生大量的汁液流失，且易受微生物的侵袭。不经烫漂的淀粉含量少的蔬菜，解冻时汁液流失较多，且损失大量的B族维生素、维生素C和矿物质等营养素。动物性食品解冻后质地及色泽都会变差，汁液流失增加，而且肉类还可能出现解冻僵硬的变质现象。

汁液流失量与食品的切分程度、冻结方法、冻藏条件、解冻方法、解冻温度等有关。由于流出的液滴中含有水溶性蛋白质、维生素、酸类的盐类的浸出物，因此汁液流失不仅使冻品的质量损失，同时使食品的风味、营养价值变差，品质下降。一般认为缓慢解冻可减少汁液流失，其原因是细胞间隙的水分向细胞内转移和蛋白质胶体对水分的吸附是一个缓慢的过程，需要在一定的时间内才能完成。缓慢解冻可使冰晶体融化速度与水分转移及被吸附的速度相协调，从而减少汁液的损失；如果快速解冻，大量冰晶体同时融化，来不及转移和被吸收，必然造成大量汁液外流。缓慢解冻虽然具有汁液流失较少的优点，但缓慢解冻会使食品物料在解冻过程中长时间地处于较高的温度环境中，给微生物的繁殖、酶和非酶反应创造了较好的条件，对食品的品质有一定影响。一般来说，凡是采用快速冻结且较薄的冻结食品，宜采用快速解冻，而冻结畜肉和体积较大的冻结鱼类则采用低温缓慢解冻为宜。