利用玻璃化轉(zhuǎn)變溫度這個重要的臨界參數(shù)，結(jié)合水分含量、水分活度兩個重要指標(biāo)，可以判斷、預(yù)測食品的貨架壽命和貯藏期，幫助擇定有效的食品加工與貯藏條件，確保食品系統(tǒng)貯藏質(zhì)量、安全性和穩(wěn)定性。

    食品中的玻璃化轉(zhuǎn)變研究是近十幾年來食品科學(xué)中的研究熱點，具有廣闊的應(yīng)用前景。

    玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變是指非晶聚合物的力學(xué)性質(zhì)隨溫度變化，出現(xiàn)玻璃態(tài)與高彈態(tài)之間的轉(zhuǎn)變，對應(yīng)的轉(zhuǎn)變溫度即為玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度（Tg）。

    事實上，玻璃化轉(zhuǎn)變并非是高聚物特有的現(xiàn)象，包括水和含水溶液在內(nèi)的許多其他物質(zhì)也呈現(xiàn)同樣的玻璃化轉(zhuǎn)變現(xiàn)象。

    玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變在食品加工中的應(yīng)用

    玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變現(xiàn)象被譽為食品貯藏開辟了一條“嶄新的、富有巨大潛力道路”。其“食品聚合物科學(xué)”就是“高聚物的轉(zhuǎn)變與松弛”理論在食品加工和貯藏中的應(yīng)用體現(xiàn)。借助這種結(jié)構(gòu)———性質(zhì)的關(guān)系理論，可以把食品的結(jié)構(gòu)特性與其宏觀性質(zhì)聯(lián)系起來，根據(jù)食品材料所處的狀態(tài)（如含水量、溫度等），來預(yù)測其在加工、貯存過程中的質(zhì)量、安全性和穩(wěn)定性。

    玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變理論在食品中尤其是干制品和冷凍食品中的應(yīng)用非常廣泛。一方面，可以用玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變理論很好地解釋食品加工與貯藏過程中的某些食品品質(zhì)的變化。例如：某些方便食品的組織軟化、面包老化、粉狀時的風(fēng)化和吸濕、冷凍食品的干縮等問題都可以用玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變來解釋，食品貯藏過程中褐變、脂肪氧化、結(jié)晶等也和玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變有很大的關(guān)系。另一方面，用玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg）和水分活度（Aw）的關(guān)系，還可以預(yù)計食品的貯存期及貯藏條件。

    有科學(xué)家研究了玻璃化在部分食品中的應(yīng)用，如淀粉的玻璃化相變的研究，玻璃化在冰淇淋中的應(yīng)用，玻璃化在冷凍水果中的應(yīng)用以及玻璃化在傳統(tǒng)糯米中的應(yīng)用。國外也有很多研究涉及玻璃化在食品中的應(yīng)用，如J．McFetridge研究了高分子物質(zhì)對冷凍紅薯片玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以及對冷凍紅薯的貯藏穩(wěn)定性的影響；又如，D．Torreggiani等人也研究了碳水化合物對冷凍草莓汁玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以及貯藏穩(wěn)定性的影響。

    冷凍食品玻璃化貯藏的概況一般冷凍食品含水量較高，實現(xiàn)食品玻璃化保存只能借助于部分結(jié)晶的玻璃方法。冷凍過程中，隨著冰晶的不斷析出，未凍溶液濃度不斷提高，冰點逐漸降低，最后達到最大凍結(jié)濃縮狀態(tài)，溶液中的剩余水分再不結(jié)晶，此時的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度稱為最大凍結(jié)濃縮液的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，用Tg’表示。一般冷凍食品中的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度通常指的都是最大冷凍濃縮液的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。

    由于存在冷凍濃縮現(xiàn)象，導(dǎo)致冷凍食品的未凍結(jié)部分貯存不穩(wěn)定。在一般凍藏溫度下（溫度在玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以上），意味著這部分被濃縮的基質(zhì)仍處于高彈態(tài)，甚至黏流態(tài)，分子鏈段能自由運動，擴散系數(shù)比較大。這就是速凍果蔬制品在凍藏時仍會發(fā)生褐變現(xiàn)象的原因之一。

    另外，速凍意味著迅速越過最大冰晶生成帶，冰晶生成量較少，冷凍濃縮程度較小，若貯藏溫度高于Tg’，未凍結(jié)部分仍會出現(xiàn)冰晶體結(jié)構(gòu)，并且隨著時間的延長，冰晶體會不斷長大，直至最大冷凍濃縮濃度為止。冰晶體的出現(xiàn)、長大，會破壞細胞結(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)致凍結(jié)食品的質(zhì)構(gòu)被破壞，品質(zhì)下降。

    總之，冷凍食品加工和貯藏中食品品質(zhì)的變化最終都可以歸結(jié)為食品物理狀態(tài)之間的改變，水在其中起到了增塑劑的作用。處于Tg以下的玻璃態(tài)時，體系由于其黏度極高、自由體積份額很小而處于相對穩(wěn)定狀態(tài)；相反，處于Tg以上的橡膠態(tài)時，由于黏度的急劇降低，自由體積份額大大增大，一些受擴散控制的結(jié)構(gòu)松弛過程變得十分活躍，體系相對不穩(wěn)定。

    目前，利用玻璃化轉(zhuǎn)變在冷凍食品中的應(yīng)用，較為成功的是在冰淇淋、速凍果蔬貯藏中。如：劉寶林等人研究了冰淇淋的玻璃化貯存，并得出冰淇淋的玻璃化貯存、運輸能防止粗冰粒的形成，最大程度地保護冰淇淋原有的細膩口感的結(jié)論。筆者通過速凍獼猴桃、紅薯的玻璃化貯存研究，通過參數(shù)優(yōu)化，有效地延長了產(chǎn)品高質(zhì)量凍藏的時間。

    隨著玻璃化轉(zhuǎn)變理論研究的不斷深入，玻璃化貯藏的應(yīng)用也會越來越廣泛，這為各類冷凍食品的高質(zhì)量貯藏提供了一條新的途徑。