云凍技術(shù)為冷凍食品的安全與品質(zhì)保駕護(hù)航

隨著人們生活水平的提高和健康意識(shí)的增強(qiáng)，消費(fèi)者對(duì)食品的需求也向著健康、方便和環(huán)保的方向轉(zhuǎn)變。冷凍食品因其方便、快捷的特點(diǎn)，不僅滿足了現(xiàn)代消費(fèi)者的需求，而且符合快節(jié)奏的時(shí)代需求。

《2023年冷凍冷藏食品行業(yè)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行報(bào)告》顯示，冷凍冷藏食品行業(yè)運(yùn)行穩(wěn)定，市場(chǎng)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大。預(yù)計(jì)未來(lái)幾年，隨著消費(fèi)水平的提高和餐飲行業(yè)的發(fā)展，冷凍食品市場(chǎng)將繼續(xù)保持增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。冷凍食品的種類日益豐富，不僅滿足了消費(fèi)者多樣化的需求，也推動(dòng)了冷凍食品行業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展。

為此，《中共中央國(guó)務(wù)院關(guān)于學(xué)習(xí)運(yùn)用“千村示范、萬(wàn)村整治”工程經(jīng)驗(yàn)有力有效推進(jìn)鄉(xiāng)村全面振興的意見》《“十四五”冷鏈物流發(fā)展規(guī)劃》《食品安全工作評(píng)議考核辦法（2023年）》等政策措施的出臺(tái)體現(xiàn)了我國(guó)政府在保障和支持冷凍食品行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展方面給予的制度保障。其中包括鼓勵(lì)技術(shù)創(chuàng)新、加強(qiáng)食品安全監(jiān)管等內(nèi)容。從冷鏈物流體系建設(shè)、食品安全監(jiān)管等方面鼓勵(lì)和支持冷凍食品行業(yè)的發(fā)展，這些不僅為冷凍食品行業(yè)提供了良好的發(fā)展環(huán)境，也促進(jìn)了整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的轉(zhuǎn)型和升級(jí)。因此，我國(guó)的冷凍食品遇到了一個(gè)快速發(fā)展的好時(shí)期。

一、冷凍技術(shù)的發(fā)展和市場(chǎng)對(duì)冷凍技術(shù)創(chuàng)新的需求

冷凍方法從原始的天然冷凍冷藏到后來(lái)的機(jī)械制冷，再到現(xiàn)在成熟的工業(yè)制冷，基本屬于空氣冷凍技術(shù)。在冷凍食品的發(fā)展歷程中，即使出現(xiàn)低溫速凍空氣制冷技術(shù)，也存在著能耗高，解凍后的冷凍食品出現(xiàn)汁液分離、質(zhì)地變軟和變色的問題，降低了食品的食用品質(zhì)，冷凍效果達(dá)不到人們對(duì)食品品質(zhì)的預(yù)期。低溫液態(tài)冷凍和低溫液體速凍技術(shù)的出現(xiàn)為冷凍食品的高質(zhì)量發(fā)展提供了機(jī)遇。

1.低溫液態(tài)冷凍技術(shù)

低溫液態(tài)冷凍技術(shù)是利用液態(tài)氮、液態(tài)二氧化碳等物質(zhì)的蒸發(fā)和冷卻實(shí)現(xiàn)食品快速冷凍。當(dāng)液態(tài)氮或者液態(tài)二氧化碳接觸食品時(shí)，會(huì)迅速蒸發(fā)并吸收大量熱量，從而使食品溫度急劇下降。液態(tài)冷凍技術(shù)具有快速、高效、安全的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于食品的保鮮。

但是由于該技術(shù)的使用成本相對(duì)較高，操作過(guò)程復(fù)雜，需要特殊且安全的設(shè)備和措施來(lái)儲(chǔ)存液氮、液態(tài)二氧化碳，因此存在一定的安全隱患。

2.低溫液體速凍技術(shù)

低溫液體速凍技術(shù)是一種高效的冷凍方法，是指將物體浸入低溫的液體，通過(guò)液體的直接熱交換實(shí)現(xiàn)快速冷凍。該技術(shù)利用液體的高效熱傳導(dǎo)率，將食品的溫度快速降低至冰點(diǎn)以下。低溫液體速凍具有載冷劑與食品間的傳熱傳質(zhì)過(guò)程直接、迅速，樣品冷凍速率快，傳熱效率高，凍結(jié)品質(zhì)好（形成的冰晶細(xì)小、均勻，能夠減少細(xì)胞組織損傷，提高凍品品質(zhì)），能耗低及易實(shí)現(xiàn)單體速凍的技術(shù)特點(diǎn)，應(yīng)用前景十分廣闊。

低溫液體冷凍技術(shù)雖然有很多優(yōu)點(diǎn)，但也存在一些技術(shù)問題，制約著該技術(shù)的發(fā)展和推廣應(yīng)用。如載冷劑連續(xù)使用質(zhì)量下降、溶質(zhì)滲透安全性及凍品龜裂問題、使用成本依然不理想等。

通過(guò)市場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，符合現(xiàn)代食品行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的冷凍技術(shù)應(yīng)具有以下特點(diǎn)：（1）凍結(jié)速度快且產(chǎn)量高；（2）高品質(zhì)保證；（3）節(jié)能環(huán)保；（4）靈活性與適應(yīng)性；（5）智能化與自動(dòng)化。

二、云凍技術(shù)及其特點(diǎn)

傳統(tǒng)的冷凍技術(shù)雖然利于保存和運(yùn)輸，但難以保障食物的新鮮、口感和品質(zhì)，云凍技術(shù)則不僅方便保存和運(yùn)輸，而且能夠保障食物的新鮮程度、口感及其品質(zhì)。

“云凍”這一概念是數(shù)鮮云凍（重慶）科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱“公司”）董事長(zhǎng)林海提出的，將其命名為“云凍”，有三個(gè)含義：（1）代表云凍技術(shù)的工作溫度低于-40℃，而高空中云的溫度也是-40℃以下；（2）為不同的食品找到了最佳的鎖鮮工藝和方法，利用數(shù)據(jù)云的分布指導(dǎo)各加工點(diǎn)，以達(dá)到保障食品保鮮、鎖鮮，甚至品質(zhì)上乘的目的；（3）每一件經(jīng)過(guò)“云凍”加工的食品數(shù)據(jù)都會(huì)“上云”，確保其安全、可溯源。

廣義的云凍技術(shù)是一種相對(duì)較新的食品冷凍技術(shù)，它將傳統(tǒng)的冷凍方法與高科技手段相結(jié)合，旨在追求更高效、更均勻的冷凍效果。通常是利用云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等實(shí)現(xiàn)對(duì)冷凍過(guò)程的精確控制。

而狹義的云凍技術(shù)是通過(guò)特殊液體作為介質(zhì)，實(shí)現(xiàn)低溫、快速冷凍。其核心在于利用特殊液體的高導(dǎo)熱性和低冰點(diǎn)特性，迅速將儲(chǔ)存物品的溫度降低至極低的水平（近-100℃），從而實(shí)現(xiàn)高效保鮮的效果。在冷凍過(guò)程中，云凍技術(shù)能夠有效地控制冰晶的生長(zhǎng)，避免冰晶刺穿細(xì)胞膜和細(xì)胞壁，從而保持食材的新鮮度和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。

公司與國(guó)內(nèi)權(quán)威、頂級(jí)的科研機(jī)構(gòu)聯(lián)合研發(fā)，將液體冷凍技術(shù)中的云凍液進(jìn)行了升級(jí)，攻克了液體冷凍技術(shù)使用成本高的難題。提高了云凍液的比熱容，將冷凍液的冰點(diǎn)從-40℃降到-100℃，使得云凍液可循環(huán)使用，并保障了設(shè)備的可操作性和安全性。

對(duì)于冷凍食品的品質(zhì)評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)和無(wú)損快速檢測(cè)技術(shù)一直是盲點(diǎn)和痛點(diǎn)，目前，只有控制菌落總數(shù)等安全指標(biāo)。因此，公司與重慶工商大學(xué)綠色食品研究院等科研機(jī)構(gòu)合作，共同研究冷凍食品品質(zhì)評(píng)價(jià)和產(chǎn)品分級(jí)的快速無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，推動(dòng)我國(guó)冷凍食品向標(biāo)準(zhǔn)化和低碳環(huán)保的方向發(fā)展。

三、云凍技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

與傳統(tǒng)的冷凍技術(shù)相比，公司研發(fā)、升級(jí)的云凍技術(shù)具有以下優(yōu)勢(shì)。

1.保鮮效果好

快速通過(guò)食物的最大冰晶生成帶，避免破壞食材細(xì)胞結(jié)構(gòu)，能夠最大限度地保持食材的新鮮和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，使食材在解凍后仍然保持原有的口感和風(fēng)味。

2.高效快速

可在很短的時(shí)間內(nèi)使食品處于極低溫度，以達(dá)到延長(zhǎng)食材保鮮期的目的。

3.環(huán)保節(jié)能

食品級(jí)云凍液具有更低的能耗，符合現(xiàn)代環(huán)保節(jié)能的要求。

4.應(yīng)用廣泛

除了食品保鮮領(lǐng)域外，還可用于生物醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)增產(chǎn)等多個(gè)領(lǐng)域。

5.智能化控制

通過(guò)云計(jì)算平臺(tái)遠(yuǎn)程監(jiān)控冷凍過(guò)程，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和智能化管理。

6.數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)與分析

實(shí)時(shí)收集冷凍過(guò)程中的數(shù)據(jù)，可分析和優(yōu)化食品的冷凍過(guò)程。

7.均勻冷凍

更均勻的冷凍效果可以減少食品內(nèi)部的溫差，從而保持食品更高的品質(zhì)。

8.節(jié)能高效

通過(guò)優(yōu)化冷凍流程和精確控制，云凍技術(shù)可降低能耗，提高冷凍效率。

9.遠(yuǎn)程操作與維護(hù)

允許操作人員進(jìn)行遠(yuǎn)程操作和維護(hù)，減少了現(xiàn)場(chǎng)人員的需求。

目前，與液氮速凍相比，云凍技術(shù)還具有存儲(chǔ)空間集約、冷凍效率高和品質(zhì)上乘的優(yōu)勢(shì)。以冷凍1t竹筍為例，由于云凍液的容積是液氮的1300倍，熱傳導(dǎo)率是液氮的175倍，食品可以直接或間接浸入云凍液中進(jìn)行360°無(wú)死角均勻熱交換。而液氮?jiǎng)t是靠氣體膨脹釋放和交換熱量，效率低且不均勻。且云凍技術(shù)還具有保持竹筍表面水分，使筍尖不易折斷的優(yōu)點(diǎn)。目前，云凍技術(shù)的應(yīng)用案例雖然不如傳統(tǒng)冷凍技術(shù)那樣普遍，但隨著技術(shù)推廣和市場(chǎng)需求的日益增大，它會(huì)在食品加工和保鮮領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用。

四、云凍技術(shù)的應(yīng)用及其發(fā)展前景

公司實(shí)驗(yàn)室通過(guò)對(duì)比不同農(nóng)產(chǎn)品在傳統(tǒng)冷凍與云凍技術(shù)下的保鮮效果，大部分利用云凍技術(shù)冷凍的農(nóng)產(chǎn)品效果較好，有的甚至能保證農(nóng)產(chǎn)品的新鮮如初（表1）。比如云凍后的基圍蝦口感比新鮮的更好，有甜鮮味，又如云凍后的鮮豆腐比常規(guī)冷凍的豆腐更能保持豆腐新鮮，不會(huì)出現(xiàn)傳統(tǒng)冷凍豆腐的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。

在以上利用云凍技術(shù)做試驗(yàn)的產(chǎn)品中，冷凍效果最好的是畜禽肉和蔬菜（含食用菌類），通過(guò)公司研發(fā)的解凍技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)肉類的“凍轉(zhuǎn)鮮”，讓解凍后的肉保持新鮮。若應(yīng)用在高海拔區(qū)域的邊防物資儲(chǔ)備，將會(huì)給邊防戰(zhàn)士們帶來(lái)福音。對(duì)于跨區(qū)域的種養(yǎng)殖企業(yè)尤其是牛羊養(yǎng)殖企業(yè)，以前需要將活牛羊運(yùn)到屠宰地屠宰，運(yùn)輸過(guò)程和屠宰等待時(shí)間會(huì)造成一定的重量損耗。采用云凍技術(shù)和云轉(zhuǎn)鮮技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)活牛在當(dāng)?shù)赝涝?，提高本地就業(yè)率，促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展。

對(duì)于一些珍稀食用菌（如小黃菇）用云凍速凍后可作為凈菜銷售，且菌菇口感不會(huì)發(fā)生變化，用云凍后的菌菇熬制的湯，其顏色鮮亮，從而提升消費(fèi)者的體驗(yàn)，改善消費(fèi)者對(duì)冷凍菌菇食品慣有的刻板印象。再如松茸速凍后顏色、外觀、口感都與鮮品幾乎沒有區(qū)別。

目前，云凍技術(shù)應(yīng)用相對(duì)成熟的是肉制品的冷凍，已處于專用流水生產(chǎn)線設(shè)備的設(shè)計(jì)階段，很快將交付使用。公司為物流企業(yè)設(shè)計(jì)的冰袋冷凍流水生產(chǎn)線，既可以滿足冰袋的冷凍，又可以滿足不同形狀和大小食品的快速冷凍，以及在不同區(qū)域端口分揀的需求。云凍技術(shù)已入圍中國(guó)生產(chǎn)力學(xué)會(huì)《新質(zhì)生產(chǎn)力實(shí)踐與探索》的優(yōu)秀企業(yè)案例。

五、結(jié)語(yǔ)

冷凍食品行業(yè)向著以下方面提升品質(zhì)：更健康——減少添加劑和油脂的使用；多元化——素食、海鮮等；本土化——滿足地方市場(chǎng)的食材和口味，推出具有地方特色的速凍食品；高端化——通過(guò)使用優(yōu)質(zhì)原料、提升制作工藝等方式提高產(chǎn)品的品質(zhì)和口感，打造高端速凍小吃品牌；新零售——渠道拓展，即線上銷售線下體驗(yàn)；可持續(xù)發(fā)展——在產(chǎn)品包裝、原材料采購(gòu)、生產(chǎn)過(guò)程等方面采用環(huán)保措施，降低對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響。

隨著科技的不斷進(jìn)步和人們對(duì)食品安全、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值關(guān)注度的不斷提高，云凍技術(shù)有望在食品保鮮領(lǐng)域取得更廣泛的應(yīng)用和推廣。同時(shí)，云凍技術(shù)也將逐步向其他領(lǐng)域拓展，為更多行業(yè)帶來(lái)新的變革。