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4、低溫處理殺滅的微生物
實(shí)踐中看到，在低溫貯藏過(guò)程中微生物的活菌數(shù)僅僅以極緩慢的速度減少，因此不能期望用冷凍和冷藏等的低溫處理來(lái)殺滅食品中存在的微生物。低溫下微生物的死亡速度受到微生物種類、細(xì)胞的老幼、冷凍時(shí)的溫度、冷凍時(shí)間、冷凍速度、解凍速度、食品的化學(xué)組成等各種因素的影響。由冷凍而引起的微生物細(xì)胞死亡機(jī)理尚沒(méi)有完全搞清楚。但隨著細(xì)胞內(nèi)存在的水部分結(jié)冰而殘存的溶液中溶質(zhì)濃度增加，引起蛋白質(zhì)的變性和隨著冰晶的形成，細(xì)胞結(jié)構(gòu)部分地破壞等是使微生物細(xì)胞死亡的一部分原因。在比0℃稍高溫度下，某些微生物可能發(fā)生異常代謝，也成為在低溫下促進(jìn)微生物死亡的部分原因。
二、冰結(jié)晶
冰結(jié)晶是食品在凍結(jié)時(shí)由食品中的水分形成的冰塊。在凍結(jié)狀態(tài)下，一般食品中的酶分解和化學(xué)變化幾乎都不能進(jìn)行，這對(duì)于食品的貯藏和保鮮十分有益。但冰結(jié)晶的形成及冷藏中冰結(jié)晶的長(zhǎng)大等對(duì)食品的物理性狀和組織性狀以及食用時(shí)口感的影響卻很大。
1、冰結(jié)晶的生成
冰結(jié)晶是食品冷卻到一定溫度時(shí)生成的。冷卻食品開(kāi)始冰結(jié)晶的溫度稱為冰點(diǎn)。隨著食物的種類不同而冰點(diǎn)各異。普通的動(dòng)植物食品是－0.5～0.2℃，若進(jìn)一步冷卻則冰結(jié)晶逐漸增多，食品變硬，約在－5℃左右水分的80％成結(jié)晶的凍結(jié)狀態(tài)。食品成為凍結(jié)狀態(tài)的凍結(jié)點(diǎn)溫度不是特定的，通常有－5～－1℃的幅度，其中冰結(jié)晶生成最多的稱為最大冰結(jié)晶生成帶。
急速冷卻和緩慢冷卻兩者通過(guò)最大冰結(jié)晶生成帶的時(shí)間非常不同，越慢則時(shí)間越長(zhǎng)，而且容易引起過(guò)冷現(xiàn)象。另外，急速凍結(jié)，則動(dòng)植物食品細(xì)胞中的冰結(jié)晶小而多，緩凍形成的結(jié)晶大而少。由凍結(jié)速度而引起結(jié)晶的大小，如表14—5所示。
食品中的冰結(jié)晶形成除凍結(jié)速度外，還與動(dòng)植物體的狀態(tài)相關(guān)。例如魚(yú)類，以同樣的速度，在變硬前細(xì)胞內(nèi)多，解凍后則細(xì)胞間多。這樣的冰結(jié)晶大小、數(shù)量、部位均影響解凍后食物的性質(zhì)，通常以損壞品質(zhì)的為多。冷凍食品在消費(fèi)前的冷藏期間冰結(jié)晶繼續(xù)生長(zhǎng)，一般難以做到大小均勻一致，通常生成大小不一的結(jié)晶。由于比小結(jié)晶大的結(jié)晶，其表面水蒸氣壓小，故冷藏中，小結(jié)晶的水蒸氣逐漸移向大結(jié)晶，即大結(jié)晶成長(zhǎng)更大，直至小結(jié)晶消失。
2、冰結(jié)晶生成的影響
動(dòng)植物食品均由細(xì)胞組成。
其中，果蔬類植物由纖維素和果膠質(zhì)圍繞著軟質(zhì)細(xì)胞群所構(gòu)成的組織組成，在細(xì)胞間存在有氣體間隙。與此比較起來(lái)，魚(yú)肉和作為食用肉的動(dòng)物肌細(xì)胞為細(xì)長(zhǎng)的纖維狀，有相當(dāng)彈力的肌纖維鞘包在細(xì)胞膜外，鞘中肌原纖維規(guī)則整齊地排列著，然后此肌纖維成束外面包圍著結(jié)締組織成為肌肉，進(jìn)而肌肉以結(jié)締組織組成的厚膜所包裹。這些厚的、有彈性的結(jié)締組織在冰結(jié)晶形成時(shí)，保護(hù)肌肉細(xì)胞組織，在解凍時(shí)也有促進(jìn)復(fù)原的作用。
動(dòng)植物由于這樣的細(xì)胞組織組成，因此冷卻而生成冰結(jié)晶，進(jìn)而到凍結(jié)狀態(tài)的冰結(jié)晶對(duì)它們的影響頗大，主要是影響生物體的組織結(jié)構(gòu)變化和細(xì)胞內(nèi)膠質(zhì)結(jié)構(gòu)的變化。若形成大結(jié)晶之類的異物，細(xì)胞和細(xì)胞組織會(huì)受到機(jī)械損傷。另外，在水結(jié)冰后，體積約膨脹9％，由此使植物體之類的軟細(xì)胞組織易受到損傷。再者，在植物組織中有細(xì)胞間隙氣體、溶存氣體等，特別是溶存氣體，若氣化則體積增大數(shù)百倍，產(chǎn)生大的膨脹壓而起破壞作用。因此若把凍結(jié)的草莓和番茄解凍，就會(huì)失去原來(lái)的硬度，成為松軟狀。而若將凍結(jié)鱈魚(yú)解凍，則肉質(zhì)成為多孔性的海綿狀。同時(shí)，細(xì)胞由膠質(zhì)狀的原形質(zhì)組成，在形成冰結(jié)晶的過(guò)程中膠質(zhì)脫水，因而隨著結(jié)晶的生成，未結(jié)晶部分的殘液的可溶性物質(zhì)的濃度逐漸增高，在細(xì)胞內(nèi)外形成濃度差，產(chǎn)生不同的滲透壓；而pH值的變化則使蛋白質(zhì)成為鹽析狀態(tài)而沉淀，溶解性降低以至變性。所以，解凍即使使冰結(jié)晶恢復(fù)成原來(lái)的水，也不可能再恢復(fù)原來(lái)的膠質(zhì)狀態(tài)(即新鮮狀態(tài))。解凍凍結(jié)食品的膠質(zhì)的不可逆性主要是由于生成了冰結(jié)晶的原故。
3、蛋白質(zhì)的變性
在凍結(jié)過(guò)程中，一些食品的蛋白質(zhì)會(huì)發(fā)生變性。例如把固狀豆腐凍結(jié)、冷藏，由于蛋白質(zhì)的變性，可以得到與生豆腐完全不同組成的另一種粘彈性結(jié)構(gòu)的凍豆腐。這主要是由于凍結(jié)之際，隨冰結(jié)晶的生成而形成了多孔性結(jié)構(gòu)，在－5～－1℃下貯存三周使蛋白質(zhì)變性而生粘彈性。魚(yú)肉蛋白質(zhì)也隨著凍結(jié)的深入而變性。
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