幾種冷凍新技術(shù)對(duì)食品凍結(jié)過程中冰晶形成的影響

趙金紅 胡 銳 劉 冰 倪元穎

（中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營(yíng)養(yǎng)工程學(xué)院國(guó)家果蔬加工工程技術(shù)研究中心，北京 100083）

冷凍技術(shù)是目前食品保藏的重要技術(shù)之一，不僅能夠降低絕大多數(shù)生化反應(yīng)的速度，減少營(yíng)養(yǎng)損失，而且還具有高度的安全性。冷凍過程的關(guān)鍵步驟是生成冰晶，而冰晶是影響食品品質(zhì)的主要因素。食品凍結(jié)過程中生成的大冰晶，主要分布于細(xì)胞間隙內(nèi)，由于數(shù)量少，分布不均勻，從而造成細(xì)胞破裂，組織結(jié)構(gòu)受到損傷，致使食品品質(zhì)明顯下降。而細(xì)胞內(nèi)與細(xì)胞間生成的細(xì)小冰晶，對(duì)細(xì)胞的機(jī)械損傷較輕，汁液流失少，可以較好地保存食品的質(zhì)量與營(yíng)養(yǎng)成分［1，2］?？梢姡玫牧私?、預(yù)測(cè)以及控制水結(jié)晶的過程，能夠改進(jìn)冷凍過程和提高冷凍食品的品質(zhì)。文章介紹了高壓冷凍、超聲波冷凍、滲透脫水冷凍、抗凍蛋白、冰核活性蛋白以及其它冷凍新技術(shù)，在食品冷凍過程中對(duì)冰晶以及對(duì)食品品質(zhì)的影響。

1 冷凍新技術(shù)對(duì)冰晶的控制

1.1 高壓冷凍（high－pressure freezing）

食品高壓冷凍技術(shù)是通過改變壓力來控制食品中水的相變過程。在高壓條件下，將食品冷卻到一定溫度（此時(shí)水仍未結(jié)冰），其后迅速將壓力釋放，就會(huì)在食品內(nèi)部形成細(xì)小而均勻的冰晶體。并且，冰晶體積不會(huì)膨脹，因此可減少食品的損傷、提高食品的質(zhì)量［3，4］。高壓冷凍法主要有3種：高壓輔助冷凍法（HPAH），高壓切換冷凍法（HPSF）和高壓誘發(fā)冷凍法（HPIF）［5］。

將高壓技術(shù)應(yīng)用于食品冷凍領(lǐng)域，以控制和強(qiáng)化冷凍過程，是最近幾年研究的熱點(diǎn)［6］。從圖1可以看出：在高壓下，當(dāng)?shù)陀? ℃時(shí)，水在一定區(qū)域內(nèi)會(huì)呈現(xiàn)非冷凍現(xiàn)象。而壓力消失后，就會(huì)出現(xiàn)過度冷卻，導(dǎo)致冰核的生成速率急劇增加。在0.1 MPa時(shí)，水的相變溫度是0 ℃；而壓力升至210 MPa時(shí)，水的相變溫度將降到－21 ℃。然而，當(dāng)壓力再繼續(xù)升高時(shí)，水的相變溫度不會(huì)繼續(xù)下降，反而會(huì)逐漸升高。當(dāng)壓力達(dá)到900MPa時(shí)，水在室溫下就會(huì)結(jié)冰。但是由于900MPa的壓力過高，對(duì)該方面的研究成果［7，8］較少。通過對(duì)高壓下水相變化進(jìn)行研究，可以利用高壓來控制冷凍過程，并提高食品的質(zhì)量。這方面應(yīng)用的食品包括有：豬肉、蟬蝦、胡蘿卜、大白菜、豆腐、梨和芒果［3，8］。

研究［9］表明，壓力釋放后所形成的冰晶數(shù)量是決定高壓冷凍效果的關(guān)鍵因素，近幾年已經(jīng)有人通過多種方法來研究該問題。其中，一些研究者［10，11］采用熱平衡方法來預(yù)測(cè)冰晶形成的數(shù)量。該模擬方法［9］假設(shè)：晶核生成所釋放的潛熱等于樣品從凍結(jié)／熔解曲線的亞穩(wěn)態(tài)到達(dá)平衡狀態(tài)所吸收的顯熱。通過此模型還得到：在膨脹之前，升高壓力或者降低溫度能夠形成更多的冰晶，進(jìn)而縮短相變時(shí)間。Sanz等［12］根據(jù)水在高壓下的熱力學(xué)性質(zhì)，利用數(shù)學(xué)模擬方法來研究高壓冷凍瞬間冰晶形成的數(shù)量。該模型研究了在液態(tài)水、冰Ⅰ區(qū)域以及這兩個(gè)區(qū)域的邊界處，壓力、溫度和比容三者之間的關(guān)系，此模型預(yù)測(cè)了水在凍結(jié)瞬間可形成36%的冰晶。Otero等［10］采用相似的方法，利用HPSF 冷凍含水量99%的瓊脂凝膠樣品，估計(jì)冰晶生成的比例為29.1%。

圖1 水相圖［7，8］Figure 1 Phase diagram of water

另一種利用高壓冷凍研究生成冰晶比例的方法，是通過試驗(yàn)測(cè)量膨脹后所釋放的潛熱，例如量熱技術(shù)。Zhu等［13，14］采用HPSF冷凍純水、甲基纖維素、土豆、三文魚以及豬肉等樣品，結(jié)果都顯示了一個(gè)普遍規(guī)律：在210 MPa和－22 ℃條件下釋放壓力，生成冰晶數(shù)量的最高比例均為33.6%。在Otero等［9］利用HPSF冷凍樣品的過程中，通過使用一個(gè)簡(jiǎn)單的裝置，在不同的壓力和溫度條件下進(jìn)行測(cè)量，試驗(yàn)結(jié)果與熱平衡模型的理論預(yù)測(cè)值完全一致。該試驗(yàn)表明，樣品的初始含水量是決定冰晶生成數(shù)量的關(guān)鍵因素。但是，對(duì)于不同樣品，冰晶數(shù)量及占樣品體積的比例均相同。

目前，有兩個(gè)因素限制了高壓冷凍在工業(yè)上的廣泛應(yīng)用：①關(guān)于在高壓冷凍過程中所涉及的傳熱、傳質(zhì)方面的基礎(chǔ)性研究較少，從而造成實(shí)際應(yīng)用缺乏理論指導(dǎo)；②冷凍高壓設(shè)備的制造，所需要的鋼材材質(zhì)和壓力傳遞液體比較特殊，因此價(jià)格昂貴，制造成本較高。

1.2 超聲波冷凍（ultrasound assisted freezing）

超聲波食品冷凍技術(shù)是將超聲技術(shù)和食品冷凍相互結(jié)合，超聲可以強(qiáng)化冷凍傳熱過程，促進(jìn)食品冷凍過程的冰結(jié)晶，因此能夠改善冷凍食品品質(zhì)［3］。由超聲波的物理效應(yīng)（空穴效應(yīng)）產(chǎn)生的大量氣泡不僅可以促進(jìn)冰核的生成，還可以破碎較大的冰晶體［15］。

超聲波冷凍技術(shù)在食品凍結(jié)過程中對(duì)冰晶影響的研究有：Sun等［16］采用超聲波強(qiáng)化馬鈴薯片的冷凍過程，間歇使用功率為15.85 W 的超聲波與浸漬冷凍相結(jié)合，試驗(yàn)結(jié)果證明可以顯著提高凍結(jié)速率，生成的冰晶體數(shù)目多、粒徑小、粒度分布均勻。宋國(guó)勝等［17］在研究超聲輔助冷凍對(duì)濕面筋蛋白以及對(duì)冰凍糖果制造的影響時(shí)，均發(fā)現(xiàn)類似的試驗(yàn)結(jié)果。Hozumi等的試驗(yàn)［18］結(jié)果表明，45kHz，0.28 W／cm2的超聲波能降低純水結(jié)晶的過冷度，促進(jìn)冰晶形成。

冰核生成是冷凍過程的重要階段，但是針對(duì)冰晶成核的研究比較困難。因?yàn)楸说纳墒亲园l(fā)的、隨機(jī)的，冰晶成核溫度不能通過準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)或計(jì)算得到。所以，如果能找到一種控制冰核生成的技術(shù)，并使得這種隨機(jī)的現(xiàn)象轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N可重復(fù)、可預(yù)測(cè)的過程，將是一件非常有意義的事情。超聲波作為一種控制技術(shù)，可以用來簡(jiǎn)便地控制冰晶的成核，提高過程的可重復(fù)性［19］。研究［20－22］證明，超聲波技術(shù)能夠促進(jìn)過冷溶液中冰核的形成。Inada等［22］研究結(jié)果顯示，超聲波能夠極大地提高相變及冰晶成核的可能性，而空化強(qiáng)度的選擇對(duì)于得到較好的可重復(fù)性結(jié)果起到了至關(guān)重要的作用。所做的類似研究還有，Zhang等［23］分析了空化強(qiáng)度和成核可能性之間的關(guān)系。研究表明，使用超聲波在－6 ℃下對(duì)過冷水進(jìn)行1s的處理，會(huì)生成大量的冰晶，其生長(zhǎng)為枝狀冰晶體，這與未處理樣品的冰晶體的生長(zhǎng)方式和結(jié)構(gòu)相似，從而說明超聲波可誘發(fā)晶核的產(chǎn)生，并且不影響后續(xù)冰晶體的生長(zhǎng)方式和結(jié)構(gòu)。然而，近幾年又有研究發(fā)現(xiàn)超聲波可以使枝狀冰晶破碎，產(chǎn)生二次結(jié)晶，能改變冰晶體的整個(gè)生長(zhǎng)方式［20，21］。Chow 等［20］的試驗(yàn)結(jié)果證明：與未處理組相比，超聲波能夠提高蔗糖溶液中第一次冰晶成核的溫度，同時(shí)使冰晶成核溫度的測(cè)量具有更好的可重復(fù)性。此外，試驗(yàn)［23］還發(fā)現(xiàn)空化作用產(chǎn)生的氣泡，對(duì)枝狀冰晶的破碎起到了非常重要的作用，并可能會(huì)誘發(fā)二次冰晶成核。而冰晶成核溫度會(huì)隨著超聲波功率的增大而提高。

將超聲波冷凍技術(shù)應(yīng)用于冷凍食品中，發(fā)揮了重要作用。其中的空化作用可以使冰晶體數(shù)目變多、粒徑變小、粒度分布更均勻，從而改善了食品的品質(zhì)。但對(duì)于超聲波冷凍是如何改變冰晶的大小與分布，相關(guān)的機(jī)理研究較少，因此有必要在超聲波影響冰晶體的機(jī)理方面做深入研究。

1.3 滲透脫水冷凍（osmotic dehydrofreezing）

果蔬滲透脫水是指在一定溫度下，將水果或蔬菜浸入高滲透壓的溶液，利用細(xì)胞膜的半滲透性使物料中的水分轉(zhuǎn)移到溶液中，從而除去部分水分的一種技術(shù)。在生產(chǎn)中，滲透脫水經(jīng)常作為一種果蔬加工的前處理方式，與果蔬干燥、冷凍、殺菌、罐藏等方法聯(lián)合使用［24］。滲透脫水冷凍指對(duì)食品先進(jìn)行脫水以達(dá)到理想的水分含量后，再進(jìn)行冷凍加工。與傳統(tǒng)冷凍方法相比，其能夠較好的保藏水果和蔬菜，并降低冷凍負(fù)荷，節(jié)省能源，減少包裝、銷售和儲(chǔ)藏的成本［25］。

最近幾年，關(guān)于滲透冷凍對(duì)冷凍食品品質(zhì)影響的研究主要有以下成果：Marani等［26］采用滲透冷凍技術(shù)處理梨、獼猴桃、草莓和蘋果，滲透液為蔗糖、葡糖糖和玉米糖漿混合物。試驗(yàn)證明滲透冷凍能夠減少汁液流失；對(duì)于其中一些水果還能減緩顏色變化，并改善質(zhì)構(gòu)。Rincon等［27］采用不同濃度的蔗糖溶液滲透處理芒果后，再繼續(xù)冷凍（－18 ℃）儲(chǔ)藏20周，以研究對(duì)不同成熟度芒果品質(zhì)的影響。結(jié)果表明：高濃度蔗糖溶液滲透處理冷凍后芒果品質(zhì)較好。初期不太成熟的芒果，經(jīng)過滲透脫水后稍有變軟，但冷藏期內(nèi)硬度和粘聚性能夠保持不變。Dermesonlouoglou等［28］研究了滲透脫水前處理對(duì)冷凍黃瓜貨架期的影響。與未處理組相比，處理組冷凍黃瓜的品質(zhì)有了較大提高。其顏色變化減少到36.7%，硬度得到提高，感官評(píng)價(jià)較好。此外，還有關(guān)于滲透冷凍對(duì)胡蘿卜質(zhì)構(gòu)的保護(hù)機(jī)理研究。Ando等［29］通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，滲透冷凍對(duì)細(xì)胞壁有保護(hù)作用，其斷裂應(yīng)力非常接近于新鮮樣品值，但滲透冷凍－解凍對(duì)細(xì)胞膜（初始模量和透水性）的損害沒有起到保護(hù)作用。

研究滲透冷凍對(duì)凍結(jié)參數(shù)的影響有：Spiazzi等［8］將新鮮獼猴桃樣品浸泡在68% （m／m）的蔗糖溶液中滲透3h，然后在－3 ℃下冷凍。結(jié)果表明：與未處理組比較，脫水樣品的冰點(diǎn)降低，樣品降到－18 ℃的時(shí)間減少到19～20min，冷凍速率快了20%～30%。脫水樣品的水分含量越低，樣品的冰點(diǎn)溫度越低，冷凍時(shí)間越短。這可能是由于“水分含量越少，所釋放的熱量越少”。Spiazzi等［8］還用滲透冷凍處理檸檬，發(fā)現(xiàn)樣品滲透時(shí)間越長(zhǎng)，解凍后汁液流失率越少，這與“水分含量越低，冷凍對(duì)樣品的損害程度越低”的結(jié)論一致。然而，關(guān)于滲透冷凍對(duì)食品中冰晶影響的相關(guān)研究較少。

在滲透冷凍中，脫水干燥預(yù)處理是冷凍過程的重要一步，原因在于它能影響整個(gè)過程和冷凍食品的最終品質(zhì)。關(guān)于滲透脫水的研究已經(jīng)進(jìn)行了很長(zhǎng)時(shí)間，主要集中于通過數(shù)學(xué)模擬和試驗(yàn)方法來研究質(zhì)量傳遞過程。因?yàn)闈B透脫去水分的同時(shí)，溶質(zhì)也會(huì)滲到果蔬中，從而影響果蔬口感等感官特性，所以實(shí)際應(yīng)用中要根據(jù)不同的食品來選擇適合的滲透液。

1.4 抗凍蛋白（antifreeze proteins）

抗凍蛋白（antifreeze proteins，AFPs）是一類能抑制冰晶生長(zhǎng)的特殊蛋白質(zhì)，它能夠非依數(shù)性地降低水溶液的冰點(diǎn)，且對(duì)熔點(diǎn)的影響甚微［30］。AFPs在很多有機(jī)物中都存在，包括細(xì)菌、真菌、昆蟲、植物材料及魚類等［5］，當(dāng)前研究最多的是魚類的抗凍活性蛋白。

AFPs可以降低溶液冰點(diǎn)，抑制晶核生長(zhǎng)及冰晶生長(zhǎng)速率。極低濃度（10－8mol／L）的AFPs就能抑制重結(jié)晶，并且對(duì)冰晶形態(tài)有修飾作用。在AFPs的作用機(jī)理研究方面，比較合理的解釋是吸附抑制理論：一般晶體生長(zhǎng)垂直于晶體表面，假如雜質(zhì)分子吸附于冰生長(zhǎng)通途的表面，那么需要外加一個(gè)推動(dòng)力（冰點(diǎn)下降），促使冰在雜質(zhì)間生長(zhǎng)。由于曲率增大，使邊緣的表面積也增加。受表面張力的影響，增加表面積將使體系的平衡狀態(tài)發(fā)生改變，使冰點(diǎn)下降［31，32］。當(dāng)任何曲面半徑小于冰核的臨界半徑時(shí)，冰晶停止生長(zhǎng)［19］。

對(duì)AFPs在冷凍食品實(shí)際應(yīng)用方面的研究較少。目前，AFPs在食品中最成功的應(yīng)用是將AFPs添加到冷凍乳制品中抑制重結(jié)晶化，比如冰淇淋。在冷凍儲(chǔ)藏過程中，由于溫度發(fā)生波動(dòng)，重結(jié)晶化不可避免，從而造成冰淇淋質(zhì)地粗糙、質(zhì)量下降。研究［31］發(fā)現(xiàn)，把少量的AFPs加入到冰淇淋樣品中，在－80 ℃下迅速冷凍，然后在－6～－8 ℃下儲(chǔ)藏1h后，用顯微鏡觀察重結(jié)晶的變化，同對(duì)照組相比冰晶明顯變小。在冷卻／冷凍肉的應(yīng)用中，加入AFPs可以減少肉制品的滲水，并抑制冰晶的形成，從而減少營(yíng)養(yǎng)流失。Payne等［33］的研究中，將從南極鱈魚中分離的抗凍糖蛋白，在屠宰前靜脈注入羔羊體內(nèi)，羊肉真空包裝冷藏在－20 ℃條件下2～16周。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)無論是在屠宰之前1h還是24h注射抗凍糖蛋白，都能降低汁液流失率和冰晶大小。尤其在屠宰前24h注射，濃度為0.01μg／kg時(shí)，冰晶體達(dá)到最小值［8］。此外，還有試驗(yàn)［34］應(yīng)用冬小麥麩皮AFPs，添加2.5%的AFPs對(duì)速凍湯圓品質(zhì)的改善有明顯作用。

作為一類新型的食品添加劑，AFPs可以有效減少冷凍貯藏的食品中冰晶的形成和重結(jié)晶，從而提高低溫冷鏈系列食品的質(zhì)量。然而，目前由于AFPs的售價(jià)很高，故僅在研究和專門應(yīng)用方面使用。隨著對(duì)AFPs結(jié)構(gòu)和功能關(guān)系研究的深入，以及化學(xué)合成或基因工程技術(shù)的不斷成熟，將來可能會(huì)解決其價(jià)格昂貴等問題。如何不斷地降低AFPs的成本，是實(shí)現(xiàn)其在食品工業(yè)中廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵。

1.5 冰核活性蛋白（ice－nucleation active proteins）

冰核活性細(xì)菌（ice－nucleation active bacteria，INA 細(xì) 菌）是一種能在－2～－5 ℃的條件下催化誘發(fā)植物體內(nèi)的水分產(chǎn)生冰核，從而引起植物霜凍的細(xì)菌。INA 細(xì)菌具有形成規(guī)則、細(xì)膩、微小異質(zhì)冰晶的能力，原因是INA 細(xì)菌在細(xì)胞外膜上誘導(dǎo)產(chǎn)生了一種特殊的蛋白質(zhì)——冰核活性蛋白（icenucleation active proteins，INPs）。INA 細(xì)菌正是以這種蛋白中的重復(fù)序列作為模板，將水分子排列成細(xì)膩的冰核［35，36］。

研究［37］證明，除了細(xì)菌具有成冰核活性，昆蟲也有能力將自己體內(nèi)的水生成冰核。冰核活性劑能使蟲體在較高的溫度條件下誘導(dǎo)細(xì)胞外結(jié)冰，阻止細(xì)胞內(nèi)致死性冰晶的形成，從而保存生命。對(duì)于INA 細(xì)菌來說，冰核活性劑的濃度不影響冰晶成核能力。但昆蟲的成核能力卻與冰核活性劑的濃度有關(guān)。冰核活性劑的成核溫度是由它的大小、數(shù)量以及質(zhì)量等一些參數(shù)決定的；此外，還與生成冰核的溶液特性有關(guān)。已有研究［19］發(fā)現(xiàn)，冰核活性劑不僅可以極大地提高冰晶成核溫度，還能影響冰晶生長(zhǎng)方式。

添加INPs對(duì)冷凍食品有很多優(yōu)勢(shì)。比如，可以形成有序的纖維狀薄片結(jié)構(gòu)，以升高冰晶成核溫度，縮短冷凍時(shí)間，提高凍結(jié)速率及改變冷凍食品質(zhì)地等。陳慶森等［38］將具冰核活性的菌體蛋白碎片應(yīng)用在基圍蝦的低溫微凍保鮮保藏技術(shù)中。微凍保鮮20d后，經(jīng)檢測(cè)蝦體的保鮮效果好，保存期長(zhǎng)，并且能耗低、易于管理和操作。Zhang等［39］研究INA細(xì)菌的濃度對(duì)模擬液態(tài)食品體系（10%的蔗糖溶液和0.9%的氯化鈉溶液）冷凍過程的影響，結(jié)果表明添加INA 細(xì)菌不影響冰點(diǎn)的穩(wěn)定，但能提高冰晶成核溫度，縮短冷凍時(shí)間。并且隨著INA 細(xì)菌濃度從0增大到1.38×105INA／mL（冰核濃度單位，表示成核活性單元數(shù)），過度冷卻程度和冷凍時(shí)間都大大減少。Zhang等［40］還研究了INA 細(xì)菌對(duì)固態(tài)食品模擬體系（77%甲基纖維素）的影響，同樣發(fā)現(xiàn)INA 細(xì)菌可提高冰晶成核溫度，并能夠顯著地減小冰晶尺寸；但對(duì)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、熔融熱以及冷凍時(shí)間沒有顯著影響（如圖2所示，冷凍溫度－45 ℃，放大率500×50μm）。

圖2 77%甲基纖維素樣品中冰核的剖面顯微鏡圖［40］Figure 2 Micrograph of ice－nucleation patterns on section of 77g／100g tylose samples

INA 細(xì)菌在食品冷凍中的應(yīng)用中表現(xiàn)出很多優(yōu)勢(shì)，最重要的是可使由于過冷卻現(xiàn)象生成的大冰晶體變小，從而減少冰晶對(duì)冷凍食品風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)成分的損傷。由此可見，INA 細(xì)菌的應(yīng)用前景相當(dāng)廣闊［38］。但是在使用INA 細(xì)菌時(shí)，比如，有些具有冰核活性的菌株（丁香假單胞菌和黃單胞菌等）是植物致病菌，因此還要考慮菌株對(duì)食品的安全性。

1.6 其它冷凍新技術(shù)（other new technologies）

（1）微波輻射冷凍（microwave irradiation freezing）：微波輻射冷凍，是在冷凍過程中進(jìn)行微波輻射，其能夠抑制冰晶成核。Jackson等［41］研究微波輻射和冷凍保護(hù)劑（乙二醇溶液）的聯(lián)合作用，試驗(yàn)結(jié)果表明微波、乙二醇溶液濃度以及兩者之間的相互作用，都對(duì)冰晶數(shù)量產(chǎn)生了很大的影響。其機(jī)理可能是電磁輻射的電場(chǎng)分量對(duì)水分子的兩極產(chǎn)生了作用，因此打亂了冰晶成核現(xiàn)象。

（2）磁共振冷凍（magnetic resonance freezing）：該方法是一種抑制冰晶生成的新方法。研究［42］發(fā)現(xiàn)，未凍結(jié)的食品或其它生物物料在連續(xù)電磁波振動(dòng)的情況下，其溫度也能降到初始冰點(diǎn)溫度以下。此時(shí)磁場(chǎng)若突然消失，整個(gè)食品將會(huì)發(fā)生瞬間凍結(jié)。利用這種方法，食品能夠迅速通過水結(jié)晶的臨界區(qū)，生成細(xì)小冰晶體，并能減少水分遷移和不良的質(zhì)量的傳遞發(fā)生。

2 結(jié)論

食品冷凍是一個(gè)復(fù)雜的過程，晶體的大小、分布、位置以及形態(tài)均與冷凍過程密切相關(guān)，從而影響到冷凍效率和食品最終質(zhì)量。因此，研究食品中水結(jié)晶的過程可對(duì)食品冷凍工業(yè)起到理論指導(dǎo)，對(duì)行業(yè)具有巨大的推動(dòng)意義。文章介紹的這幾種冷凍新技術(shù)在水結(jié)晶的冰晶成核和冰晶生長(zhǎng)階段都起到了積極的作用，可較好地控制結(jié)晶過程，因此能夠改進(jìn)冷凍過程以及提高冷凍食品的品質(zhì)。

然而，目前這些技術(shù)大多數(shù)還處于試驗(yàn)和探索階段，在實(shí)際冷凍應(yīng)用中仍不夠成熟。其原因主要在于：①理論基礎(chǔ)方面，需要深入研究其對(duì)冰晶影響的機(jī)理；②設(shè)備投入方面，從試驗(yàn)設(shè)備轉(zhuǎn)化為大型工業(yè)設(shè)備還需進(jìn)一步研發(fā)設(shè)計(jì)，并且這些高新技術(shù)設(shè)備價(jià)格昂貴，應(yīng)用于工業(yè)的成本較高。因此，該領(lǐng)域的研究方向主要會(huì)從以下兩個(gè)方向延伸：①繼續(xù)深入研究不同冷凍新技術(shù)對(duì)冰晶影響的機(jī)理，以及探討這些新技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用對(duì)冰晶的影響等；②高新設(shè)備的研發(fā)，使試驗(yàn)成果轉(zhuǎn)化為實(shí)際的工業(yè)應(yīng)用成為可能，并降低了設(shè)備成本。冷凍新技術(shù)的進(jìn)一步推廣和應(yīng)用，可提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益，并減少能耗和降低生產(chǎn)成本。

1 關(guān)志強(qiáng).食品冷凍冷藏原理與技術(shù)［M ］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010：240～243.

2 邢華，周國(guó)燕，藍(lán)浩.食品冷凍干燥物料共晶、共融點(diǎn)測(cè)量［J］.食品與機(jī)械，2012，28（1）：52～55.

3 朱立賢，羅欣.新技術(shù)在食品冷凍過程中的應(yīng)用［J］.食品與發(fā)酵工業(yè)，2009，35（6）：145～150.

4 李勇，蘇世彥.超高壓在速凍食品加工中的應(yīng)用［J］.食品與機(jī)械，2000（5）：33～34.

5 吳喆，劉澤勤.食品冷凍中新技術(shù)的研究進(jìn)展［J］.冷藏技術(shù)，2010，12（4）：18～21.

6 Norton T，Sun D W.Recent advances in the use of high pressure as an effective processing technique in the food industry［J］.Food and Bioprocess Technology，2008，1（1）：2～34.

7 Kalichevsky M T，Knorr D，Lillford P J.Potential food applications of high－pressure effects on ice－water Transitions［J］.Trends in Food Science ＆Technology，1995，6（8）：253～259.

8 Li B，Sun D W.Novel methods for rapid freezing and thawing of foods－a review［J］.Journal of Food Engineering，2002，54（3）：175～182.

9 Otero L，Sanz P D，Guignon B，et al.Experimental determination of the amount of ice instantaneously formed in high－pressure shift freezing［J］.Journal of Food Engineering，2009，95（4）：670～676.

10 Otero L，Sanz P D.High－pressure shift freezing.Part 1.Amount of ice instantaneously formed in the process［J］.Biotechnology Progress，2000，16（6）：1 030～1 036.

11 Otero L，Sanz P D.High－pressure－shift freezing：main factors implied in the phase transition time［J］.Journal of Food Engineering，2006，72（4）：354～363.

12 Sanz P D，Otero L，de Elvira C，et al.Freezing processes in high－pressure domains［J］.International Journal of Refrigeration，1997，20（5）：301～307.

13 Zhu S，Le Bail A，Ramaswamy H S，et al.Characterization of ice crystals in pork muscle formed by pressure－shift freezing as compared with classical freezing methods［J］.Journal of Food Science，2004，69（4）：E190～E197.

14 Zhu S，Ramaswamy，H S，Le Bail A.Ice－crystal formation in gelatin gel during pressure shift versus conventional freezing［J］.Journal of Food Engineering，2005，66（1）：69～76.

15 Li B，Sun D W.Effect of power ultrasound on freezing rate during immersion freezing of potatoes［J］.Journal of Food Engineering，2002，55（3）：277～282.

16 Sun D W，Li B.Microstructural change of potato tissues frozen by ultrasound－assisted immersion freezing［J］.Journal of Food Engineering，2003，57（4）：337～345.

17 宋國(guó)勝，胡松青，李琳.超聲波輔助冷凍對(duì)濕面筋蛋白中冰晶粒度分布及總水含量的影響［J］.化工學(xué)報(bào)，2009，60（4）：978～983.

18 Hozumi T，Saito A，Okawa S，et al.Freezing phenomena of supercooled water under impacts of ultrasonic waves［J］.International Journal of Refrigeration，2002，25（7）：948～953.

19 Kiani H，Sun D W.Water crystallization and its importance to freezing of foods：A review［J］.Trends in Food Science ＆Technology，2011，22（8）：407～426.

20 Chow R，Blindt R，Chivers R，et al.The sonocrystallisation of ice in sucrose solutions：primary and secondary nucleation［J］.Ultrasonics，2003，41（8）：595～604.

21 Chow R，Blindt R，Chivers R，et al.A study on the primary and secondary nucleation of ice by power ultrasound［J］.Ultrasonics，2005，43（4）：227～230.

22 Inada T，Zhang X，Yabe A，et al.Active control of phase change from supercooled water to ice by ultrasonic vibration 1.Control of freezing temperature［J］.International Journal of Heat and Mass Transfer，2001，44（23）：4 523～4 531.

23 Zhang X，Inada T，Yabe A，et al.Active control of phase change from supercooled water to ice by ultrasonic vibration 2.Generation of ice slurries and effect of bubble nuclei International［J］.Journal of Heat and Mass Transfer，2001，44（23）：4 533～4 539.

24 趙金紅.果蔬滲透脫水過程動(dòng)力學(xué)研究［D］.北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院，2007.

25 Robbers M，Singh R P，Cunha L M.Osmotic－convective dehydrofreezing process for drying kiwifruit［J］.Journal of Food Science，1997，62（5）：1 039～1 042，1 047.

26 Marani C M，Agnelli M E，Mascheroni R H.Osmo－frozen fruits：mass transfer and quality evaluation［J］.Journal of Food Engineering，2007，79（4）：1 122～1 130.

27 Rincon A，Kerr W L.Influence of osmotic dehydration，ripeness and frozen storage on physicochemical properties of mango［J］.Journal of Food Processing and Preservation，2010，34（5）：887～903.

28 Dermesonlouoglou E K，Pourgouri S，Taoukis P S.Kinetic study of the effect of the osmotic dehydration pre－treatment to the shelf life of frozen cucumber［J］.Innovative Food Science and Emerging Technologies，2008，9（4）：542～549.

29 Ando H，Kajiwara K，Oshita S，et al.The effect of osmotic dehydrofreezing on the role of the cell membrane in carrot texture softening after freeze－thawing［J］.Journal of Food Engineering，2012，108（3）：473～479.

30 閆清華，楊理，邵強(qiáng).抗凍蛋白及其在食品領(lǐng)域中的應(yīng)用［J］.山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010（11）：89～92.

31 代煥琴，郭索娟，盧存福.抗凍蛋白及其在食品工業(yè)中的應(yīng)用［J］.食品與發(fā)酵工業(yè)，2001，27（12）：44～49.

32 胡愛軍，丘泰球，鄧捷.抗凍蛋白及其在食品工業(yè)中的應(yīng)用［J］.食品工業(yè)科技，2002，23（6）：75～77.

33 Payne S R，Young O A.Effect of pre－slaughter administration of antifreeze proteins on frozen meat quality［J］.Meat Science，1995，41（2）：147～155.

34 夏露，張超，王立，等.冬小麥抗凍蛋白制備及其在湯圓中的應(yīng)用研究［J］.食品工業(yè)科技，2009，30（11）：241～243，310.

35 晁龍軍，呂全，賈秀珍，等.生物冰核研究與應(yīng)用的現(xiàn)狀和前景［J］.林業(yè)科學(xué)研究，2001，14（4）：446～454.

36 陳慶森，王昌祿，魏國(guó)祥，等.冰核蛋白的結(jié)構(gòu)及生冰核機(jī)理的研究進(jìn)展［J］.食品科學(xué)，2007，28（4）：363～367.

37 李毅平，龔和.昆蟲低溫生物學(xué)：Ⅱ.冰核物質(zhì)（冰核蛋白）和昆蟲的耐凍性［J］.昆蟲知識(shí)，2000，37（4）：250～254.

38 陳慶森，劉劍虹，閻亞麗，等.冰核活性菌體蛋白微凍保鮮蝦體的應(yīng)用研究［J］.包裝貯運(yùn)，2002，23（11）：139～143.

39 Zhang S，Wang H，Chen G.Effects of Pseudomonas syringae as bacterial ice nucleator on freezing of model food［J］.Journal of Food Engineering，2009，94（3～4）：248～253.

40 Zhang S，Wang H，Chen G.Addition of ice－nucleation active bacteria：Pseudomonas syringae pv.panici on freezing of solid model food［J］.LWT－Food Science and Technology，2010，43（9）：1 414～1 418.

41 Jackson T H，Ungan A，Critser J K，et al.Novel microwave technology for cryopreservation of biomaterials by suppression of apparent ice formation［J］.Cryobiology，1997，34（4）：363～372.

42 Mohanty P.Magnetic resonance freezing system［J］.AIRAH Journal，2001，55（9）：28～29.