果蔬肉類食品過冷態(tài)儲存技術研究進展

劉政焱 郭雨桐 郝云霄 周威

摘要：以水果、蔬菜、肉類為研究對象，介紹了近年來國內(nèi)外三類生鮮食品過冷態(tài)儲存技術的研究情況，闡明了冰溫及超冰溫的技術特點和適用范圍，列舉了幾類具有代表性果蔬肉類的過冷儲存方法，通過分析各類方法的優(yōu)勢與不足，總結(jié)出目前生鮮食品過冷儲存技術存在的問題，并對未來發(fā)展趨勢和應用前景進行了展望。

關鍵詞：冰溫；超冰溫；保鮮；

Abstract：The fruits， vegetables and meats were chosen as the research targets and the international development of ultra-cool state storage technique on these fresh foods was introduced. The features and feasibility of ice and ultra-ice temperature techniques were stated， and then the detailed information of several typical techniques were listed. The advantages and disadvantages of ultra-cool temperature storage techniques of present storage techniques were pointed out， and the future development trend was discussed.

Key words： Ice Temperatur； Ultra-Ice Temperature； Retain Freshness；

食品的過冷化處理早在上世紀二十年代就已經(jīng)提及[1]，但是直到最近十幾年人們才開始對肉類、水果、蔬菜以及魚類等食品開展了過冷態(tài)研究[2-7]，且研究內(nèi)容側(cè)重于實際應用。目前國內(nèi)外許多研究者對不同生鮮食品的超冰溫貯藏特性進行了研究，如Cox & Moore[5]在一項超冰溫專利中提到了番茄的過冷化特性；鄧超譯[8]對大蒜和青蔥的超冰溫貯藏進行了研究，探索了其適宜的超冰溫貯藏條件，發(fā)現(xiàn)大蒜的最低貯藏溫度可達-6°C，并處于非凍結(jié)狀態(tài)，這與James C等[3]的研究結(jié)果一致。這些研究不僅證明了過冷態(tài)生鮮食品的優(yōu)越性，而且為這些食品的過冷態(tài)貯藏提供了寶貴的應用依據(jù)。

1.過冷保鮮技術

1.1 冰溫貯藏技術

冰溫是指從0°C開始到生物體凍結(jié)溫度（即冰點）為止的溫域[9]。食品在一定條件下經(jīng)過冷卻處理后，為了維持活性而分泌產(chǎn)生糖類，酸類，氨基酸等眾多的不凍液物質(zhì)，降低自身的冰凍點，生物學上稱此過程為“生物體防御反應”。而當冷卻溫度非常接近于細胞冷凍成核的溫度時，生物體達到一種低消耗狀態(tài)，呼吸作用以及新陳代謝率最小，因此消耗的能量最小[10]。這樣就可以很好維持貯藏產(chǎn)品的品質(zhì)。冰溫貯藏不會破壞細胞活性，貯藏產(chǎn)品保存為活體狀態(tài)，而且使得產(chǎn)品呼吸作用消耗降至非常低，減少能量消耗，同時也能抑制一些有害微生物的生長活動，最終增長了貯藏產(chǎn)品的保鮮期，使得產(chǎn)品的口感風味得到了一定的提高。

目前冰溫儲藏技術主要包括以下幾類技術：1.冰點調(diào)節(jié)貯藏：是向食物中加入冰點調(diào)節(jié)劑，可以擴大冰溫帶范圍，增強了食物的耐寒性，提高了營養(yǎng)成分的含量；2.冰點調(diào)節(jié)-保鮮劑的冰溫貯藏：向食品中添加保鮮劑與冰溫貯藏技術結(jié)合，在協(xié)同作用下，生物保鮮劑能使食物表面形成薄膜，使得在口感以及營養(yǎng)成分基本保持不變；3.冰膜貯藏：是指提前在低糖的食物中附上一層人工保護膜，再進行冰溫貯藏技術，防止低糖食物直接進行冰溫貯藏技術時出現(xiàn)干耗，低溫凍害和部分凍結(jié)；4. 冰溫氣調(diào)保鮮技術：一種安全的無污染的保鮮方式，指將混合氣體置換食物包裝里的空氣，目的是抑制食物的呼吸作用；5.冰溫流通：是指食品在初加工，貯藏，運輸以及銷售的過程中一直在冰溫環(huán)境中。

1.2 超冰溫貯藏技術

超冰溫技術不同于冰溫貯藏技術，并非將溫度控制在冰溫帶之內(nèi)，而是將溫度控制到稍低于生物體冰點溫度。當溫度降到冰點時，生物體細胞內(nèi)并不會立馬凍結(jié)，而是要等到溫度再降到低于生物體冰點的某一溫度下時，才會開始結(jié)冰成核，冰核開始形成的溫度稱為“成核溫度”或“亞穩(wěn)態(tài)極限溫度”[11]。在生物體細胞形成冰晶的最初階段，生物體會放出熱量使得溫度慢慢升高至冰點，而這個過程進行的很快，難以控制，但是通過添加冰點調(diào)節(jié)劑的方法調(diào)節(jié)破壞點，使破壞點下降，擴大超冰溫領域， 使超冰溫技術成為可能[12]。超冰溫技術使得貯藏產(chǎn)品的耐寒性得到了提升，增加了生物體細胞內(nèi)的糖類，氨基酸和蛋白質(zhì)等不凍液物質(zhì)，不但沒有影響貯藏產(chǎn)品的新鮮度，而且還明顯提高了產(chǎn)品的口感風味。

由于超冰溫領域極不穩(wěn)定，為防止水果、蔬菜和肉類凍結(jié)，水果和蔬菜等在進入超冰溫溫度帶前，需要進行低溫鍛煉，脫水，調(diào)節(jié)冷卻處理的降溫速度，才有可能降至冰溫乃至超冰溫領域時不結(jié)冰。目前，超冰溫技術應用于牛肉的儲藏保鮮中，首先采用連續(xù)降溫方式，在不凍結(jié)的情況下，使牛肉越過水的結(jié)冰閾和牛肉的第一次結(jié)冰閾但高于其第二次結(jié)冰閾，使得牛肉貯藏時間延長[13]。研究表明超冰溫貯藏適用于類似大蒜、洋蔥、西蘭花等多種果蔬。經(jīng)過超冰溫。貯藏實驗，當未剝皮大蒜貯藏于-6℃～-9℃士0.5℃，通風速度<0.5的環(huán)境大蒜內(nèi)部以及表皮未發(fā)生凍害[14]。

2.食品的過冷儲存

果蔬肉類貯藏采用冰溫保鮮，可以通過嚴格精確的控制溫度范圍，或采用加入某些物質(zhì)來降低貯藏產(chǎn)品的冰點，擴大冰溫帶。研究還表明，在各種蔬菜（特別是大蒜和蔥）中發(fā)生了顯著且令人驚訝的穩(wěn)定的超冰溫現(xiàn)象，并且已經(jīng)證明一些蔬菜可以在明顯低于其凝固點的溫度下儲存幾周而不發(fā)生凍結(jié)。

2.1 水果的過冷儲存

李超等研究發(fā)現(xiàn)，對山楂進行冰溫處理后，山楂果實的乙烯含量大幅度的下降，同時可滴定酸和維生素C的含量下降速率較慢，果肉中丙二醛的含量得到了很好的抑制，貯藏后期多酚氧化酶活性也得到抑制[15]。經(jīng)過冰溫貯藏的山楂果實仍保持很好的品質(zhì)，風味口感也很不錯。葡萄中可溶性固形物和pH值均能顯著影響其冰點，可溶性固形物含量越高，pH值也越高，葡萄的冰點溫度越低，由此可見，遲采收的葡萄適合長期貯藏保鮮，這樣做可以改善葡萄貯藏后[16]的品質(zhì)，延長葡萄的保鮮期。張清等通過研究發(fā)現(xiàn)，快速冷卻的大桃品質(zhì)優(yōu)于慢速冷卻的大桃[17]。由此可見，對冰溫貯藏溫度的控制也是冰溫貯藏的關鍵技術。張輝玲等[18]的研究表明，在冰溫條件下，龍眼果實相對于普通冷藏果實，它們可溶性固形物含量和總酸含量下降的更慢一些，而且營養(yǎng)成分更多。楊梅[19]經(jīng)過二氧化氯緩釋劑的處理，再通過冰溫貯藏，可以將楊梅的保鮮期延長至30d左右。劉璐等[20]研究發(fā)現(xiàn)，ε-聚賴氨酸在櫻桃冰溫貯藏期間有效抑制其MDA含量升高，MDA是植物膜脂過氧化的重要產(chǎn)物之一，使植物衰老，ε-聚賴氨酸有效降低櫻桃腐爛率，維持了櫻桃的表面亮度，并影響其內(nèi)部品質(zhì)。李共國等[21]研究發(fā)現(xiàn)，冰溫條件下，桑椹果實糖酸比的下降速率減慢，使得保鮮后的桑葚在口感以及營養(yǎng)成分都高于冷藏和凍藏。魏文平等[22]對藍莓冰溫貯藏的研究，將藍莓冷藏的貯藏溫度設定為5℃，冰溫的溫度為-1℃，相比于冷藏條件下，冰溫貯藏條件下酸度變化較小，vc含量較多，冷藏60d， 藍莓冷藏失重率為50%，冰溫下藍莓失重率為40%。冷藏條件下貯藏至18d，果實硬度下降至1kg/cm2左右，而冰溫貯藏則需要60d其硬度才降至1kg/cm2，由此可以說明，冰溫更有利于藍莓果的貯藏，在該實驗中，藍莓冷藏貯藏期為18d，冰溫貯藏期為60d。林學亮等[23]在冰溫貯藏下對黃花梨貯藏效果及抗冷性研究中證明，在冰溫儲藏下，黃花梨果實并不是單純的代謝緩慢，而是對低溫環(huán)境的逆抗性，在冰溫環(huán)境中，黃花梨的抗冷性更為明顯，表現(xiàn)為可溶性固性物含量增加，防止低溫結(jié)冰帶來的傷害，使生理代謝正常進行。劉帥等[24]采用低溫馴化與冰溫技術相結(jié)合，經(jīng)過低溫馴化的雪蓮果的各項生理指標例如硬度、低聚果糖含量、水分含量、還原糖含量、維生素C含量均明顯優(yōu)于冷藏貯藏的值。

2.2 蔬菜的過冷儲存

林本芳等通過對不同貯藏溫度下西蘭花可溶性固形物含量，可溶性糖濃度，酶和維生素C的含量進行檢測，發(fā)現(xiàn)與冷藏相比，冰溫貯藏對延緩TSS、可溶性糖濃度和VC含量的下降具有明顯的效果，可顯著抑制西蘭花貯藏期間乙烯生成率，延遲乙烯高峰的出現(xiàn)，但對呼吸的抑制效果不大[25]。夏木西努爾？阿布都外力等在研究冰溫貯藏對甜玉米保鮮作用時發(fā)現(xiàn)，甜玉米在冰溫貯藏時具有很強的御寒能力，冰化后食用味道更好，因為在冰溫作用下甜玉米更加成熟了。使用冰溫貯藏食物，能夠有效減慢食物本身的代謝活動，從外觀和食用口味方面明顯優(yōu)于冷凍的食物[26]。唐堅等在研究生菜冰溫保鮮時，將供試生菜預冷后置于冷庫貯藏。貯藏過程中，對生菜的失重率，呼吸速率，可溶性固形物，可溶性糖和總?cè)~綠素含量進行測定，并進行感官評價。結(jié)果表明冰溫貯藏減緩了生菜失重率的降低，抑制了生菜的呼吸速率，減緩了可溶性固形物，可溶性糖與總?cè)~綠素含量的降低。冰溫貯藏抑制了生菜自身代謝，提高了貯藏品質(zhì)[27]。張輝玲等用質(zhì)量分數(shù)為0.5%的尿素溶液或質(zhì)量分數(shù)為0.3%的VC溶液浸泡山芥菜，使其凍結(jié)點分別下降至-2.28℃和-1.91℃，然后在-3℃下凍結(jié)4h再置于1℃下復原，發(fā)現(xiàn)其復原性、鮮度和口感大大增強[28]；李敏等用質(zhì)量分數(shù)為0.9%CaCl2溶液浸泡冬棗發(fā)現(xiàn)，41h后冬棗冰點下降至-2.8℃，棗內(nèi)鈣含量和可溶性固形物有所增加，棗肉脆度得到很好地保存，有效地延長了保鮮期[29]。郭麗等采用冰溫結(jié)合小包裝氣調(diào)保鮮法對油豆角進行保鮮試驗。結(jié)果表明，冰溫貯藏油豆角的感官及理化指標均優(yōu)于室溫貯藏，在抑制失水、護色等方面要優(yōu)于冷藏效果[30]。同樣，她用一定濃度的乳糖和山梨糖醇處理青椒果實，發(fā)現(xiàn)果實冰點降低，呼吸強度和糖、酸、可溶性固形物等的含量都呈緩慢下降的趨勢，青椒保持鮮活狀態(tài)[31]。

2.3肉類的過冷儲存

姜長紅[32]等：以5℃冷藏雞肉為對照，設置2個冰溫處理，分別用 7%NaCl、10%NaCl作預處理。結(jié)果：2個冰溫樣品分別在貯藏期12天和14天時， 各項感官指標優(yōu)良，完全符合國家統(tǒng)一標準一級鮮肉要求。貯藏 27天后， 各項感官指標完全符合國家統(tǒng)一標準二級鮮肉要求， 而對照在第8天時變質(zhì)。陳秦怡[33]等將鴨肉分別置于5℃、5（±1）℃、-3℃、（-3 ±1）℃、（-3 ±2）℃的環(huán)境下貯藏， 定期取出測定其感官、微生物和理化指標。結(jié)合各指標綜合分析得出， 5℃和 （5 ±1）℃下鴨肉的貯藏期分別為7天和 5 天， -3℃、（-3土1）℃、（-3 ±2）℃下鴨肉的貯藏期分別為>33天、33 天、30天。實驗表明，冰溫能很好的延緩食品的腐敗 ；溫度波動對冷藏食品品質(zhì)影響很大， 對冰溫鴨肉品質(zhì)的影響在貯藏后期才漸漸表現(xiàn)出來， 且溫度波動越小，影響越小。超冰溫技術在肉類保鮮中的作用首先由Jeremiah和Gibson[34]在1997年提出，他們通過觀察豬肉在5、2和-1.5℃下保鮮的效果，得出-1.5℃貯藏能夠增長食品的貨架期，食品腐爛率要遠遠低于貯藏在2、5℃下的肉樣品。除此，-1.5℃低溫貯藏容易保持肉的氣味和肉樣的PH，并且可以使肉的顏色更紅，更容易被接受[35]。TVB-N[36]已經(jīng)被世界上大多數(shù)國家認定為肉及肉制品腐敗變質(zhì)的基本指標，其含量越高，腐敗味越濃，蛋白質(zhì)的分解越嚴重。PH是評定肉制品的新鮮度的重要指標，PH值越低肉越新鮮。許立興等人[37]發(fā)現(xiàn)超冰溫貯藏能夠很好控制豬肉的菌落總數(shù)和TVB-N， 延緩pH升高。超冰溫貯藏至3 6d時，菌落總數(shù)為2.3×106CFU/g，TVB-N值為14.00mg/100g， 符合國家二級鮮肉的標準要求（<0.20mg/g），PH為6.12，符合國家一級鮮肉的標準要求（5.8～6.2）。熊小輝等[38]將牛肉降溫到2±0.3℃，然后按照連續(xù)降溫程序使牛肉降溫到-1.0至-3.0℃之間的貯藏溫度，保持該溫度貯藏，使牛肉實現(xiàn)超冰溫貯藏，使得牛肉在貯藏時不被凍結(jié)，貯藏時間最長可達90天，一般條件下也能達到75天。超冰溫技術的最大優(yōu)點[39]就是增加了活體的耐寒性，在更有利于貯藏品保存的同時必然增加糖、蛋白質(zhì)、醇類等不凍液物質(zhì) ， 使貯藏品的口感與風味均得到明顯提高。

3. 結(jié)語

過冷保鮮技術可以有效維持生鮮食品的貯藏品質(zhì)，并使得生鮮食品的口感風味得到一定的提高。果蔬貯藏一般采用冰溫貯藏技術，通過將溫度控制到非常接近于細胞冷凍成核的溫度，使生物體達到一種低消耗狀態(tài)，同時抑制一些有害微生物的生長活動，不僅增長了果蔬的保鮮期，還提高了果蔬的口感風味。肉類貯藏一般采用超冰溫貯藏技術。超冰溫貯藏能很好的控制肉類菌落總數(shù)，延緩肉類食品的腐敗，保持肉的氣味和肉樣的pH值，還可以使肉的顏色更容易被大眾接受。超冰溫貯藏能夠增加肉類的耐寒性，使肉類的口感與風味均得到明顯提高。

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項目名稱“大學生科研與創(chuàng)業(yè)行動計劃”，審批單位：北京市教委，編號是201810011046

作者信息；周威，男，1976年7月10日，副教授，博士，北京工商大學，膠體界面化學劉政炎，郭雨桐，郝云霄均為本科生