冰箱为什么要冷冻？

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不少家庭的冰箱有led面板，可显示冷藏室和冷冻室温度。每次看到那个零下18℃，不少人，包括笔者在内就会禁不住提出一个小疑问：为什么冷冻室温度非得是零下18℃？最多零下1℃不就结冰了吗？搞这么低温度实在是浪费电呢。

聪明如很多人是这样推测的

百思不得其解，于是很多人，包括笔者在内就开始推测后面的机制了。冷冻室的零下18℃其实不费电，相反，它是节约电力的一个好措施。为何？

冰箱隔一段时间，内部温度升高后，它就要启动压缩机，嗡嗡嗡的。频繁启动压缩机不仅耗电，冰箱的寿命也会降低，还有就是很吵人。怎么办？简单，先把冷冻室的温度搞得低低的，比如零下18℃左右。

然后，冷冻室的冷气往上走，来到冷藏室，如此，就能长时间保持冷藏室的温度处于0到8℃以内了。

待冷冻室的冷气散失过多，温度升高到零下几度时，再启动冰箱的压缩机把温度再次降到零下18℃，如此，冰箱的启动次数就变少了。

实际是这样吗？很遗憾，不是。

原因之一：不一样的水

水到零度以下就结冰了，这是绝大多数人的认识。然而仔细一想，这不适用于冰箱的冷冻室。因为冷冻室存放的不是上百升矿泉水，而是各种各样的食物。

食物中含有大量水这没错，但这些水同时含有大量的盐、糖等物质。就像每1升海水中大约含有35克盐，所以平均起来，要到零下1.33℃时海水才会结冰。

因此，要想把食物冻结，并不是温度只要达到水的冰点就可以，得保证足够低的温度，食物中的水才能冻结，这很重要，因为食物中只要有液态水存在，这就等于是为各种细菌的繁殖提供了必备条件。

图为牛肉薄片在不同温度和不同时间内测得的牛肉中冻结水量的曲线。

当牛肉薄片的温度为零下4℃时，只有70%的水分被冻结；温度下降到零下9℃左右时，也还有3%的水分未冻结；即使牛肉薄片的温度降低到零下18℃时，也不是100%的水分都被冻结住。

原因之二：嗜冷微生物

根据微生物对不同温度的适应范围，可将微生物分为三大类，嗜热菌、嗜温菌和嗜冷菌。在食物的冷藏和冷冻过程中，我们面对的“敌人”是嗜温菌和嗜冷菌。

一般来说，能引起食物腐败和食物致毒的嗜温菌，在低于3 ℃情况下不产生毒素，当然，个别菌种例外。

而对于嗜冷菌，一般得在零下10 ℃到零下12 ℃时才会停止生长。

有的霉菌甚至要到零下15～零下18 ℃时才会停止生长。

瞧，我们以为，零下几摄氏度后微生物就被杀死或停止繁殖了，但实际情况远不是这样。这就是冰箱冷冻室的温度设在零下18℃的原因之一。

原因之三：看不见的化学反应

食物变质不仅仅只是细菌的作用，食物内部发生的各种生物化学反应也是原因之一。温度的高低决定了食物内部化学反应的速率。温度高，食物分子运动就快，碰撞次数也就越多，化学反应速度就越快，反之亦然。

还有，食物中除了会有各种细菌外，自身还有各种酶。绝大多酶都是蛋白质，它们具有很强的催化作用，能加快食物中的生物化学反应。

为长期冷冻食物，我们需要抑制酶的活性。而温度对酶的活性影响很大，大多数酶在30—40℃时活性最大，高温能让酶彻底失去作用。但是低温却没有这种效果，低温只能让酶失去活性，温度越低，酶的活性就越小。通常来说，当温度降到-18℃时才能有效抑制食物中酶的活性。但也有例外，某些酶在零下29℃时还能保持轻微的活性，使食物产生游离脂肪酸。

冷冻的食物在解冻后，酶会重新变得活跃起来并让食物变质，为预防这种情况，还有就是为减少冷冻时酶的活性，可以采取将食物预煮一遍，彻底破坏酶的作用后再冷冻，此时，能冷冻更长的时间。

原因之四：经济性

很多人误认为，只要零下几摄氏度就可以常年保存食物了，此为错误观念。对于已经冻结的食物来说，冷冻的温度越低，食物的品质保持得就越好。也就是说，零下25℃就比零下18℃好，零下30℃又比零下25℃好。然而，我们还得考虑经济性，冷冻温度越低，耗电量就越大，对于冷冻设备的要求也越高，无疑这会增加广大消费者的负担。对于大部分冷冻食品来说，零下18℃就是经过各种权衡后最经济的冷冻温度。

不少家庭，冷冻室的食物一放就是一两年，甚至好几年时间。这是十分不妥的。因为每种食物在零下18℃下的贮存期都是不一样的。

图为国际制冷学会推荐的各种冻结食品在不同冷冻温度下的贮藏期。

一提到食品安全，我们大脑里首先想到的是无数的食品生产商、大街上的餐馆等等。然而，食品安全也在各家各户的冰箱里。有的家庭买来一只鸡或者几斤牛肉后，就把其往冷冻室一放，要食用时，就把一大块牛肉取出来，慢慢解冻后，切下半斤。再把剩下的牛肉或者鸡重新放入冷冻室。这种做法既费电，也增加了食品安全的隐患。

正确做法是在冷冻前，就把大块牛肉切分成数小块，食用时取出其中一块即可。另外，解冻方式也很重要，若放在空气中自然解冻，耗时数小时，这就给细菌大量繁殖提供了时间窗口。

若有微波炉，可使用微波炉短时加热解冻，如此，细菌几乎没有增加。没有微波炉的话，使用干净的热水或者温水解冻，总之，缩短解冻时间，不给细菌大量繁殖提供机会。

参考资料：

①食品冷冻技术原理——林向阳

②《食品加工与保藏原理》主编：曾庆孝

出品：科普中国

制作：寒木钓萌

监制：中国科学院计算机网络信息中心

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