冰溫技術(shù)在食品保藏中的應(yīng)用與研究進(jìn)展

李 劍，高向陽(yáng)，馬麗萍，2

(1.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)，廣東 廣州 510642;2.廣東食品藥品職業(yè)學(xué)院，廣東 廣州 510520)

在食品貯藏過(guò)程中，一般分為冷藏(0～10 ℃)和冷凍(-18 ℃)兩種低溫貯藏方式。冷藏是將冷卻后的食品在冷藏溫度(常在冰點(diǎn)以上)下保藏的一種方法，尤其對(duì)果蔬有很好的保鮮作用，可短期內(nèi)保持新鮮度，但很難實(shí)現(xiàn)食品的長(zhǎng)期貯藏；冷凍是用低溫方式將食品凍結(jié)成固態(tài)，使微生物死亡或亞死亡，但冷凍會(huì)降低食品的品質(zhì)。長(zhǎng)時(shí)間冷凍會(huì)導(dǎo)致食品組織結(jié)構(gòu)被破壞，并且解凍后，細(xì)胞不能恢復(fù)原狀，細(xì)胞液大量流失，從而影響食品的風(fēng)味和品質(zhì)。

冷藏技術(shù)容易導(dǎo)致果蔬后熟，腐敗變質(zhì)較快，冷凍技術(shù)又很難保存食品的原汁原味，而冰溫技術(shù)不破壞細(xì)胞，可最大限度地抑制食品的呼吸作用，從而延長(zhǎng)保鮮期。冰溫比冷藏可增加2～10倍保藏期，還可最大限度地抑制有害微生物活動(dòng)。

1 冰溫技術(shù)及其機(jī)理

1.1 冰溫機(jī)理

大多數(shù)生物冰點(diǎn)都在0 ℃以下，組織細(xì)胞通常包括無(wú)機(jī)鹽、糖類及可溶性蛋白質(zhì)等。冰溫技術(shù)的作用機(jī)理主要涉及兩個(gè)方面。一是食品溫度在冰溫范圍內(nèi)時(shí)，組織細(xì)胞保持活動(dòng)狀態(tài)。二是對(duì)于冰點(diǎn)較高的食品，可以加入有機(jī)物或無(wú)機(jī)物，使冰點(diǎn)降低，擴(kuò)大其冰溫帶。食品冷卻過(guò)程中，組織分泌出無(wú)機(jī)鹽，使細(xì)胞一直存活。若冷卻溫度接近凍結(jié)點(diǎn)，食品便會(huì)休眠，組織消耗很少，新陳代謝減緩，從而起到食品保鮮的作用。

1.2 冰溫優(yōu)缺點(diǎn)

冰溫技術(shù)不破壞細(xì)胞,可有效抑制有害微生物的活動(dòng)及各種酶活性的變化,延長(zhǎng)保質(zhì)期。但冰溫溫度范圍很窄，溫控精度要求高，且不同食物有不同的冰點(diǎn)，因此溫度很難控制。另外，成套設(shè)施投資巨大。

1.3 冰溫技術(shù)發(fā)展

冰溫保鮮技術(shù)源于日本。山根昭美博士在對(duì)梨進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，偶然發(fā)現(xiàn)，梨從-4 ℃回溫后，其風(fēng)味和色澤沒(méi)有改變，于是總結(jié)并提出冰溫貯藏技術(shù)。他于1973年提出冰溫貯藏原理，于1985 年申請(qǐng)“冰溫技術(shù)”專利。冰溫技術(shù)逐步趨于成熟，體系不斷完善。我國(guó)于 20世紀(jì) 80年代引入冰溫保鮮技術(shù)理念，而系統(tǒng)地進(jìn)行農(nóng)產(chǎn)品冰溫保鮮技術(shù)研究開(kāi)始于 2004年。

2 冰溫技術(shù)的應(yīng)用

2.1 果蔬冰溫貯藏

冰溫技術(shù)對(duì)于果蔬保鮮的效果很理想，如葡萄、大蒜、草莓、蓮藕、桃等，采用冰溫技術(shù)保存能很好地抑制微生物和病蟲(chóng)害生長(zhǎng)，使果實(shí)的保質(zhì)期延長(zhǎng)一倍。采收后的果蔬的新陳代謝旺盛，呼吸是其重要體征。一般來(lái)說(shuō)，溫度降低，呼吸減慢，營(yíng)養(yǎng)損失減少；反之，則呼吸旺盛，損耗營(yíng)養(yǎng)成分。研究表明，冰溫貯藏溫度臨近凍結(jié)點(diǎn)時(shí)，食品達(dá)到一種休眠的狀態(tài)，可防止有害微生物入侵、降低新陳代謝速率、減少營(yíng)養(yǎng)損耗，從而使食品品質(zhì)更佳。

2.1.1 冰溫對(duì)果蔬類的影響

2.1.1.1 冰溫對(duì)生菜、西蘭花的影響

生菜是一種世界性蔬菜，世界各地均有種植。采后生菜自身代謝活躍，呼吸強(qiáng)度較高，因此，有效貯藏很重要。研究表明，相對(duì)傳統(tǒng)冷藏方式，冰溫貯藏能顯著抑制生菜的呼吸作用，冰溫組呼吸速率始終低于低溫組，差異達(dá)顯著水平(P<0.05)，有效延長(zhǎng)貯藏期，總損失率較低，總?cè)~綠素含量損失較少，并且安全、無(wú)化學(xué)殘留。冰溫貯藏過(guò)程中，冰溫組的APX活性比低溫組高30%，冰溫組的CAT活性前6 d和低溫組差別不大，9 d后，差異達(dá)顯著水平(P<0.05)，冰溫組占優(yōu)勢(shì)。冰溫技術(shù)相較于低溫技術(shù)，可以更好地延緩生菜衰老，使其保持完整性、新鮮性。

同樣，在對(duì)西蘭花的研究中，冰溫技術(shù)對(duì)西蘭花有很好的抑制衰老、保持新鮮的作用，可保證其營(yíng)養(yǎng)不流失，并延長(zhǎng)貨架期。

2.1.1.2 冰溫對(duì)金冠蘋(píng)果、吊干杏的影響

金冠蘋(píng)果是我國(guó)重要的蘋(píng)果栽培品種，果實(shí)含有豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，可預(yù)防多種疾病，但卻容易軟化、起褶皺，不易保存。研究表明，蘋(píng)果貯藏期間，冰溫可顯著降低乙烯釋放速率，減緩果實(shí)成熟和衰老，有效保持果實(shí)的基本品質(zhì)，并可明顯減緩蘋(píng)果表皮a*值上升，推遲果實(shí)表面綠色消退，使其在240 d內(nèi)一直保持果實(shí)飽滿，褐變面積較小，果實(shí)硬度也保持較好。

同樣，在吊干杏的研究中，冰溫貯藏能使吊干杏保持較好的品質(zhì)。冰溫技術(shù)可減緩Vc含量的減少，使MDA的積累受到有效抑制，從而延緩果實(shí)成熟衰老的進(jìn)程。

2.1.2 冰溫對(duì)其他果蔬的影響

于繼男等人研究冰溫貯藏對(duì)藍(lán)莓品質(zhì)的保鮮效果。研究表明，相對(duì)于冷藏，冰溫可以更好地抑制藍(lán)莓腐爛率的升高，降低Vc含量下降速率(花色苷含量下降速率也顯著低于對(duì)照組)，降低呼吸強(qiáng)度，減緩乙烯釋放，抑制LOX活力，從而達(dá)到延緩果實(shí)衰老進(jìn)程的目的。殷磊等人應(yīng)用冰溫技術(shù)貯藏鴨梨。研究發(fā)現(xiàn)，鴨梨在(0±0.5)℃、30 cm2硅窗面積貯藏條件下，貯藏90 d時(shí)，呼吸強(qiáng)度最低，總含糖量先增加后降低，可滴定酸、抗壞血酸含量和多酚氧化酶活性低于對(duì)照組，而MDA含量呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，貯藏90 d基本無(wú)腐爛，表明冰溫技術(shù)能保持果實(shí)較好的質(zhì)地和風(fēng)味。

冰溫技術(shù)為果蔬貯藏提供了更多品質(zhì)保障。另外，將其他保鮮技術(shù)與冰溫技術(shù)結(jié)合，如將氣調(diào)包裝與冰溫結(jié)合，形成混合式柵欄技術(shù)，也可以有效延長(zhǎng)保質(zhì)期。

2.2 水產(chǎn)品冰溫貯藏

水產(chǎn)品一直以其鮮美口感深受大眾喜愛(ài)。但水產(chǎn)品在運(yùn)輸過(guò)程中，死亡率較高，損失較大。冰溫優(yōu)于冷藏和冷凍，可以較好地保留產(chǎn)品的原汁原味，提高產(chǎn)品的新鮮度。

陶磊、凌萍華等人對(duì)南美白對(duì)蝦進(jìn)行冰溫貯藏保鮮研究，分別研究其PH、TBA、菌落總數(shù)、亮度、汁液流失率等。結(jié)果表明，冰溫與保鮮劑結(jié)合能夠延長(zhǎng)南美白對(duì)蝦的貯藏期，使其保鮮效果更好、品質(zhì)更佳。李雙梅、楊華等人研究冰溫貯藏對(duì)鰱魚(yú)、草魚(yú)、鯉魚(yú)肉糜制品品質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)鰱魚(yú)、草魚(yú)、鯉魚(yú)三種魚(yú)肉糜的硬度、彈性、黏聚性、咀嚼度降低較慢，可貯藏3周。研究表明，冰溫技術(shù)可以更好地保存魚(yú)肉糜，使其質(zhì)感更佳。

2.3 其他肉類冰溫貯藏

2.3.1 雞鴨肉冰溫貯藏

李莎莎等人研究發(fā)現(xiàn)，冰溫貯藏可以很好地控制雞肉菌落總數(shù)，a*值先升高后降低，持水性下降較為緩慢，硬度和彈性較對(duì)照組更佳，TBA值先上升再趨于平緩，延緩了雞肉脂質(zhì)氧化，TVB-N值在16 d 時(shí)達(dá)到20.32/100 g，仍屬于二級(jí)鮮度，菌落總數(shù)在18 d時(shí)為1.5×106 CFU/g，剛有變質(zhì)跡象，而對(duì)照組在6 d時(shí)菌落總數(shù)已經(jīng)超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。許立興等人將新鮮鴨胸肉分別置于4 ℃和-1 ℃環(huán)境中貯藏，定期取樣測(cè)定其菌落總數(shù)、pH值、TVB-N值、失水率、感官性狀等指標(biāo)。冰溫貯藏30 d時(shí)鴨肉變質(zhì)，而對(duì)照組在10 d時(shí)已經(jīng)變質(zhì)，結(jié)果表明，冰溫技術(shù)對(duì)鴨肉有很好的保質(zhì)保鮮作用，可以延長(zhǎng)其貨架期。

2.3.2 牛羊肉冰溫貯藏

目前，冰溫氣調(diào)保鮮方法已應(yīng)用于牛羊肉的貯藏保鮮，可以較好地抑制微生物生長(zhǎng)，對(duì)保持肉類新鮮度有很大幫助。若優(yōu)化更多參數(shù)，如溫度、氣體比例、包裝材料等，會(huì)讓貯藏效果更佳。

孫天利等人對(duì)牛肉進(jìn)行研究，采用冰溫結(jié)合真空保藏，測(cè)定TPA、剪切力、肌節(jié)長(zhǎng)度、巰基含量、二級(jí)結(jié)構(gòu)含量等指標(biāo)。結(jié)果表明，貯藏過(guò)程中，對(duì)照組菌落總數(shù)增長(zhǎng)更緩慢，TVB-N值變化速度較平緩，pH值變化速度Zv

3 超冰溫技術(shù)和冰膜貯藏技術(shù)

3.1 超冰溫技術(shù)

冰溫技術(shù)是在冷藏、冷凍技術(shù)基礎(chǔ)上的突破，而超冰溫技術(shù)則是冰溫技術(shù)的新飛躍。超冰溫技術(shù)通過(guò)調(diào)節(jié)冷卻速度等特殊技法，讓食品在低于冰點(diǎn)的溫度下不凍結(jié)，從而更好地貯藏食品。超冰溫技術(shù)能夠顯著抑制果蔬采后貯藏過(guò)程中的呼吸作用，使其口感更佳。

超冰溫技術(shù)優(yōu)于冰溫技術(shù)，可以讓種子在基本沒(méi)有氧氣的狀態(tài)下生長(zhǎng)，冰溫則未可。將超冰溫技術(shù)運(yùn)用于牛肉貯藏：先將牛肉降溫到(2±0.3)℃，然后按照連續(xù)降溫程序降溫到-1.0～-3.0 ℃，保持該貯藏溫度，使牛肉實(shí)現(xiàn)超冰溫貯藏。這種連續(xù)降溫方式，可讓牛肉一直處于不凍結(jié)狀態(tài)，貯藏時(shí)間最長(zhǎng)可以達(dá)到90 d，一般條件下也能達(dá)到75 d。

超冰溫技術(shù)在果蔬貯藏上也有應(yīng)用。意大利葡萄口感極好，但極易腐敗，有研究者采用超冰溫技術(shù)貯藏意大利葡萄。研究結(jié)果：腐爛率，-3 ℃超冰溫貯藏葡萄在40 d時(shí)的好果率仍達(dá)95.5%，而冰溫貯藏的好果率已低于85%；脫果率，-3 ℃超冰溫貯藏葡萄在40 d時(shí)的脫果率僅為0.68%，而冰溫貯藏的脫果率超過(guò)2%；裂果率，冰溫貯藏葡萄在30 d時(shí)的裂果率達(dá)1.65%，而-3 ℃超冰溫貯藏葡萄的裂果率在50 d時(shí)僅為1.32%；從葉綠素、可滴定酸、Vc、可溶性固形物的含量來(lái)看，超冰溫組的前三項(xiàng)含量均很高，證明超冰溫貯藏可以很好地保持果實(shí)的色澤和口感，保證其品質(zhì)。

3.2 冰膜貯藏技術(shù)

冰膜貯藏技術(shù)，即冰溫貯藏之前，先在食品表面附上一層人工冰或人工雪等保護(hù)膜，以避免低溫凍害。以洋白菜為研究對(duì)象，在-3 ℃環(huán)境下將洋白菜冷卻至0 ℃左右，在-0.8 ℃環(huán)境中貯藏，持續(xù)8 d 向其表面間隙地噴水霧，使表層形成0.5 mm厚度的冰膜。運(yùn)用冰膜技術(shù)后，洋白菜僅受到小凍害，在室溫下經(jīng)過(guò)4 d的升溫，可以慢慢復(fù)原本色，兩個(gè)月后會(huì)變成深綠色。研究表明，洋白菜經(jīng)冰膜處理后再冰溫貯藏，保鮮效果更佳，保存時(shí)間更長(zhǎng)久。

目前，冰溫技術(shù)發(fā)展迅速。將超冰溫技術(shù)應(yīng)用到食品貯藏中，是一個(gè)突破點(diǎn)也是難點(diǎn)。難在如何找到食品最佳冰點(diǎn)、如何普及基本設(shè)施、如何保證資金投入、如何將冰溫技術(shù)與其他貯藏方式相結(jié)合以更全面地保障食品質(zhì)量。我國(guó)引入冰溫技術(shù)較晚，普及度不高，且經(jīng)驗(yàn)不足，還需不斷深入研究，將該技術(shù)很好地應(yīng)用于生活中。