夏天来了，天气逐渐燥热了起来。伴随着气温的升高，随之而来的便是在我们日常生活中滋生的众多致病微生物。它们虽然没有新冠病毒那种极强的感染性，可一旦中招，仍然会让我们大病一场。
发霉的水果。图片来源：腾讯网
为了在夏天避免食物腐败，电冰箱已经成为了我们日常必备家电之一。一说到电冰箱，我就想起小时候曾经的疑惑：既然食物在零下几度就可以冻起来，那电冰箱冷冻区的温度？为什么要设置到零下18度左右呢？这不是很浪费电吗？
家用电冰箱。图片来源见水印
直到后来学习了相关的知识，我才明白，零下18度是非常有必要的。如果经济性允许的话，冷冻温度更是越低越好。原因主要在于以下两点。
充分降低微生物和酶的活性
我们在生活中遇到的食物腐败一般是由三种情况导致的：微生物的滋生、酶的分解以及化学反应（以氧化为主）的进行。而将食物放到冰箱冷冻区，就可以通过低温来降低微生物以及酶的活性。它们的活性越低，食物可以保存的时间就越长。
腐败的苹果。图片来源：维基百科
研究发现，零下12度的低温环境可有效抑制微生物的活性，而零下18度的低温环境可以有效抑制酶的活性。因此，要想长时间冷冻存储食物，冷冻区的温度至少要达到零下18度。
尽可能保持食物口感
其实，人们在很久之前就尝试过将食物冷冻起来存储。可是却发现，食物在解冻后总会变得软塌塌的，完全没有了原有的口感。因此，起初冷冻食品是没有任何市场的。
冷冻后再解冻的西红柿变得很蔫。图片来源：新浪网
直到20世纪20年代，美国人克拉伦斯·伯兹艾在北美严寒地区钓鱼时，才偶然间发现了适合长时间低温存储食物的关键技术——速冻技术，并因此而成为了闻名世界的速冻食品大王。而速冻技术的关键要点在于：食物在冷冻过程中，要尽可能快速地通过“最大冰晶生成带”。
什么是“最大冰晶生成带”？
“最大冰晶生成带”指的是0℃至-5℃这一个温度区域。在这个温度区域内，水果、蔬菜以及生肉等食物中的水分子（包括细胞间隙中的游离水、细胞中的游离水及结合水）会快速凝结成体积较大的冰晶。这些冰晶可以轻易刺破细胞的细胞壁，从而造成细胞质的流失。没有了完整的细胞作为支撑，这些食物自然就变得很蔫，同时失去了原有的口感。
洋葱细胞内冰晶形态随冷却速度的变化。图片来源：参考文献[1]
洋葱细胞变形度随冷却速度的变化。图片来源：参考文献[1]
因此，要想保证细胞壁不被凝结成的大冰晶刺破，就要使食物的温度在最短时间内通过最大冰晶生成带。
目前，根据我国速冻技术的标准，三十分钟内通过最大冰晶生成带即可称为速冻。利用速冻技术储存的食物，其内部的水分子可以凝结成无数直径小于100微米的细小冰晶，这些冰晶在食品组织中的分布与冷冻前水分的分布状态基本相同，因此可以大大减少冰晶对食品组织的损伤。
缓慢空气冷冻（上）与卸压超冷速冻（下）形成的不同形态的冰晶。
图片来源：参考文献[2]
家用冰箱可以速冻保鲜吗？
对于我们常用的家用电冰箱来说，冷冻区内部温度通过最大冰晶生成带所需时间一般为一到两小时甚至更久。这种程度的慢速冷冻自然无法阻止冰晶越长越大。
经常下厨房的你，发现没有？本来已经洗干净的生肉经过冷冻再解冻后，又出现了很多血水，原因就在于冰晶刺破了生肉中的细胞。
快速冷冻与慢速冷冻穿过最大冰晶生成带的时间有很大差别。图片来源：搜狐网
同时，由于各种设备老化等原因，家用电冰箱冷冻区的温度可能会发生较大范围的波动，因此我们有必要将平时的冷冻温度调得低一点。
也就是说，虽然食物在慢速冷冻时已经受到了一次损伤，但我们将冷冻温度调低一点，便可以避免后续由于温度上下波动而对食物带来再一次的损伤。而-18℃的冷冻温度正好实现了家用冰箱在经济性与冷冻效果这两大因素上的平衡。
冰箱厂家的奇招
为了更好地保鲜，目前市场上的家用电冰箱普遍配备了“软冷冻”区域（0℃-5℃）。尽管这一区域处于最大冰晶生成带，但通过精准控制软冷冻区域内的湿度、通风和光照等条件，便可以避免食物内部水分子生成较大冰晶，从而实现短时间内食物的低温保鲜。此外，有的厂家还研发出了深冻技术，可以使冷冻温度快速降到零下40度左右，从而在冷却速率上向速冻技术标准靠近。
最后，我们要注意，冷冻只能起到抑制微生物活性的作用，无法实现杀菌的目的哦！
END
参考文献：
[1] 谢艳琦, 诸凯, 王雅博,等. 冷冻过程中洋葱细胞胞内冰晶的生长行为研究[J]. 工程热物理学报, 2018, 039(007):1563-1567.
[2] 苏光明, HosahalliS.Ramaswamy, 朱松明,等. 鲜虾卸压超冷速冻过程中的热变化和冰晶形态[J]. 农业工程学报, 2013(22):275-284.
[3] 倪静安, 张墨英. 冷冻加工对食品物理化学性质的影响[J]. 冷饮与速冻食品工业, 2000, 006(001):13-15.
作者： 流火
