全球气候变暖已成为国际社会面临的严重问题,各国都在积极控制降低温室气体排放。针对每一种食品及其加工工艺,标定其碳足迹将是国际食品工业发展的必然趋势。为避免原料来源、种类等方面的影响,本论文首次从单元操作的角度计算了食品加工过程中的碳足迹。本论文依据PAS2050:2011和国际标准ISO 14067,研究比较了不同冻结(冰箱冷冻冻结、鼓风冷冻冻结、浸渍冷冻冻结、液氮冷冻冻结、超声波辅助冷冻冻结工艺)和冻藏(冰箱冻藏和冷库冻藏)工艺操作的碳足迹,并研究了不同冻结和冻藏工艺对食品质量的影响。本论文主要研究结论如下:(1)分析了中国制造业部门的碳排放差异,发现2010年中国三大产业部门温室气体排放合计达到138.5亿吨CO2eq。我国食品加工企业2010年因能源消耗产生的单位产值碳排放量是0.24吨CO2eq/万元,通用及专用设备制造业单位产值排放强度0.23吨CO2eq/万元。(2)与传统的浸渍冻结相比,超声波辅助冻结可以显著(p<0.05)降低碳排放量。传统冷冻下1mL去离子水的碳足迹是16.9±0.8 10-5kgCO2eq,而超声波辅助冻结的碳足迹在不同超声条件下可降至13.0±0.3,12.7±0.3,13.3±0.3和13.7±0.4 10-5kgCO2eq。传统的浸渍冻结和超声波辅助冻结过程的最终碳足迹主要来源于耗电量和使用的玻璃瓶。(3)计算了不同冻结方式下4×5×10 cm的重量为200±2 g的猪肉样品从4℃降到-18℃的最终碳足迹。结果分别是:在冰箱冻结方式下为64.43±1.76 gCO2eq;在鼓风冻结-20,-40,-60℃冻结温度下分别是1103.38±46.42,462.35±15.91,271.80±13.02 gCO2eq;在浸渍冻结条件-20,-30,-40℃冻结温度下分别是723.92±44.21,369.66±38.84,162.45±31.97 gCO2eq;在液氮深冷冻结-40,-60,-80℃冻结温度下分别是164.18±9.66,182.15±11.68,185.16±15.15 gCO2eq,冰箱冻结、鼓风冻结和浸渍冻结的碳足迹主要来自于电力消耗,液氮冷冻的碳足迹主要来自于液氮消耗。研究了不同冻结方式对冷冻样品的解冻汁液损失率、蒸煮汁液损失率、pH、色泽、剪切力的影响。研究发现冰箱冻结样品的一些质量指标与其他冻结方式存在显著性差异,表现在:其样品解冻汁液损失率显著高于其它三种冻结方式的;其a*显著低于液氮冷冻样品的;其剪切力也显著高于浸渍冻结和液氮冻结(p<0.05)。四种冻结方式下的蒸煮汁液损失率、L*和b*都没有显著性差异。研究还发现尽管不同冷冻方法样品的pH值差异较大,但都显著低于新鲜肉的pH值。(4)研究了不同冻藏方式(-18℃冰箱冻藏,-10℃冰箱冻藏和冷库冻藏)下不同冻藏时间(30天、60天、150天和240天)的猪肉碳足迹。结果表明:随着冻藏时间的延长,猪肉碳足迹在相应增大。在同样冻藏时间下,冷库冻藏的产品碳足迹最小,冰箱-10℃冻藏比-18℃冻藏能减小碳足迹。三种不同冻藏方式的碳足迹主要来于电力。研究了不同冻藏方式(-18℃冰箱冻藏,-10℃冰箱冻藏和冷库冻藏)下不同冻结时间(30天、60天、150天和240天)的猪肉食品质量影响。各项主要质量指标在冻存30天条件下都没有显著性差异,随着冻藏时间的增长,各项质量指标都在下降。结合不同冻藏方式的碳足迹与样品质量指标来看,猪肉在冻存60天以内,建议以冷库冻存为首选,其次是-10℃冰箱冻藏,最后才是-18℃冰箱冻藏。假如猪肉冻存超过150天,建议-18℃冰箱冻藏。(5)研究冰箱冻结、鼓风冷冻、浸渍冷冻和液氮冷冻下冻结猪肉在-18℃条件下冻藏不同时间的碳足迹和猪肉质量,并进行聚类分析。就样品质量来讲,冷冻肉和新鲜肉之间的质量指标差别较大,随着冻藏时间的延长,猪肉质量在下降。但是相同冻藏时间内,不同冷冻肉之间各项指标差别不是很大。以碳足迹、解冻失水率、TBA和Ca2+-ATPase活性作为指标对冻存30天样品进行聚类分析,发现-20℃鼓风冷冻由于产品碳足迹太高且样品质量偏低,为保护环境应尽量避免采用此方法冻结产品。选取碳足迹、自然失水率、TBA和TVB-N对冻存240天样品进行聚类分析,也证明-20℃鼓风冷冻产品碳足迹高,冷冻样品质量低,应尽量避免采用此方法冻结产品。其余的冷冻方法综合考虑碳足迹与质量评价指标,比较接近。