冷冻包装食品“返霜”原因探讨

解 通

(青岛中佳食品有限公司，山东 青岛266100)

“返霜”是指冷冻包装食品，在储存一段时间后，包装袋内出现明显的游离态霜晶的现象。

冷冻食品包装完成后，包装袋内只有食品。在放置一段时间后，冷冻食品包装袋内出现霜晶，不仅严重影响外观质量，而且造成食品重量减轻，品质下降，常常为此引起客户投诉。

1 食品包装袋内的霜晶来源

首先，这些霜晶不会是从包装袋外部侵入的，因为食品包装用的聚乙烯薄膜具有良好的水汽阻隔作用，外部水汽不可能在无压差状态下侵入包装袋内。食品包装袋内的霜晶只能来自包装袋内的食品。因此，返霜的出现，意味着食品或食品外冰衣重量的减少。

当没有包装或包装气密性不良时，这一现象也被表述为“风干”，或“脱水”，或“干耗”，其实质均是食品中的水分从食品中挥发到食品外部，这些水分最终凝结在包装袋内侧形成霜晶或凝结在制冷排管上形成霜。凝结在制冷排管上的霜晶需定期清除，否则会影响制冷系统的工作效率。

2 食品返霜的主要原因

为了抑制返霜现象，大部分的技术人员在包装环节寻找返霜的影响因素。为此，不少企业花费资金和精力改善包装间的环境条件，比如为包装间安装制冷设备降低包装间温度，降低包冰衣水温，增加设备和人员以便缩短包装作业的时间，防止食品发生表面解冻等，但这些努力的结果往往不能有效解决返霜问题的出现。

包装间的环境温度高，或者作业时间长，首先引起已冷冻食品表面的解冻，该因素对造成返霜的“量”的影响有多大？它是食品返霜的主要原因吗？

韩耀明和林志强老师在《温度场对冻藏环境下速冻白芦笋脱水的影响》【1】记载如下实验结果：

在温度控制在-18℃到-21℃的冷库内，建立温度波动很少的稳定温度场。将经过速冻的白芦笋分三部分：

(1)未处理；

(2)半解冻处理：在-11℃到-9℃的环境中解冻1.5小时；

(3)严重解冻处理：在-11℃到-9℃的环境中解冻1.5小时，然后在30.8℃的自然环境中解冻3分钟。

将上述三种状态的产品，分别放入温度控制在-18℃到-21℃的冷库(周期性波动温度场)和位于该冷库内的稳定温度场，储存30天后，测试脱水情况，结果表1。

表1 未解冻、半解冻和严重解冻的速冻白芦笋

将测试结果的平均脱水率绘制成曲线，见图1。

图1 平均脱水率

从该测试结果和曲线图中，可以得出如下结论：

(1)周期性温度场内芦笋脱水率是稳定温度场内对应脱水率的7～16倍。

(2)同一温度场内，严重解冻的脱水率仅是未解冻脱水率的1.2～2.7倍

(3)解冻能造成脱水增加，但其对脱水的影响程度远不及冷库温度波动的影响。

(4)冷库温度稳定，更有利于防止返霜和干耗脱水。

该实验结果，让我们将冷冻产品返霜的原因从包装间的环境条件转移到冷库中，冷库温度的稳定更能减少冷冻食品返霜。

冷库温度的波动是如何造成食品脱水返霜的？

当冷库温度升高时，包装袋内温度随着升高，袋内空气变得干燥(相对湿度降低)，水分从食品表面蒸发到空气中；而当冷库温度降低时，包装袋的表面温度降低，袋内空气中的水分在包装袋内侧凝结为霜；当冷库温度再次升高时，空气再次变得干燥，新的水分从食品表面蒸发到空气中……如此循环，所以温度波动是推动食品水分蒸发变成霜晶的主要原因。

相对于冷库温度的波动，包装间环境条件对食品返霜的影响只是一次性的，而冷库温度波动是每天都在数次发生的，因此温度波动的影响累积影响更大。

3 库温波动原因及改善措施

目前我国的大型冷库，温度控制通常是双位控制，即在冷库温度升高到上限要求的温度时，开启制冷机制冷降温；当冷库温度达到下限温度要求时，停止制冷机工作。这种双位控制的结果，必然造成冷库温度在一定范围内频繁波动。我们考查过多个大型冷库，从冷库温度记录曲线可以明显看出温度的波动情况，库内温度波动一般在3～4℃，造成这种波动的另一个原因是企业有意规避用电价格高峰时段用电，即在电价高的时段停止制冷机工作。

冷库温度波动，会造成冷库“吞吐”外界空气，造成冷库热、湿负荷的增加。我们都知道，在压力相同的条件下气体的体积随着温度的变化而变化，在实际的冷库管理中，我们常常发现在制冷机停止运行的时间(冷库升温周期)，冷库门门缝处会有冷气自冷库内冒出，这是因为制冷机停机后，库内温度升高造成气体体积增大，冷库内气压大于外界气压的原因；而在制冷机运行的降温周期中，库内空气因为温度降低而体积减少，库内呈一定的负压状态，外界的空气会携带大量的热、湿负荷，从冷库门等不严密的部位向库内渗漏。当然这种情况不可以通过严密冷库门的关闭状态来解决，否则会造成冷库门开启困难或冷库结构的破坏。

冷库温度变化时吞吐外界热湿空气，进一步加剧了温度的波动，造成冷冻包装食品“返霜”，发生风干损耗。

稳定的冷库温度对食品储存有着非常重要的经济意义，正是由于冷库温度波动存在着巨大的经济利益，《中央储备肉储存冷库资质条件》中明确规定中央储备肉承储冷库“应保证冷库库温稳定，库内空气温度应保持在-18℃以下，昼夜库内空气温度波动幅度不超过1℃”。

另一方面，对于大型的氨制冷的冷库，按照现有的氨制冷控制技术，做到冷库温度昼夜波动不超过1℃，是有难度的。冷库企业如果不计电价峰谷差异，冷库温度波动时随时开、停制冷机，会造成设备启停频繁，对设备不利冷库温度稳定，有利于降低食品“返霜”，其经济效益十分显著。如何稳定冷库温度，特别是规避用电高峰(电价高峰时段少开制冷机以减少电费成本)的冷库，在获得避峰效益的同时，如何获得较稳定的冷库温度？在冷库中安装低温蓄冷器，为这种“兼得”提供了可能。

图2是低温蓄冷器在冷库中工作的实物照片。

图2 低温蓄冷器在冷库中工作的照片

低温蓄冷器能够在制冷机工作时，吸收贮藏大量的冷量，抑制冷库温度在制冷时过度降低；而当制冷机停止工作时，蓄冷器会缓慢释放所贮藏的冷量，抑制冷库温度上升，从而起到稳定冷库温度的作用。

[1] 韩耀明，林志强.温度场对冻藏环境下速冻白芦笋脱水的影响[J].制冷学报,2007，28(5)：53-58