流化冰技術(shù)在水產(chǎn)品冷鏈流通中的應(yīng)用研究進展

包海蓉，金素萊曼

（1.上海海洋大學(xué)食品學(xué)院，上海 201306；2.上海水產(chǎn)品加工及貯藏工程技術(shù)研究中心，上海 201306；3.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部水產(chǎn)品貯藏保鮮質(zhì)量安全風(fēng)險評估實驗室（上海），上海 201306）

水產(chǎn)品是一類主要的動物性食品，2019年全球產(chǎn)量達2億 t，我國產(chǎn)量為6 457萬 t[1]。與禽畜產(chǎn)品相比，水產(chǎn)品肌體柔軟且水分、蛋白質(zhì)、不飽和脂肪酸含量豐富，死亡后即受到微生物與內(nèi)源酶的作用開始腐敗變質(zhì)，故捕后處理、保藏方式對水產(chǎn)品品質(zhì)有較大影響[2-3]。水產(chǎn)品冷鏈?zhǔn)菑漠a(chǎn)品捕獲即開始的溫度鏈，溫度是影響貨架期的主要外因[4-5]，為使產(chǎn)品在捕撈后的船上加工、貯藏、配送[6]各環(huán)節(jié)始終處于規(guī)定范圍的低溫環(huán)境中并最大限度地保障其營養(yǎng)價值和品質(zhì)，適宜的冷鏈物流體系是重要保障[7]。隨著生活水平的提高，水產(chǎn)品冷鏈終端不斷延伸至內(nèi)陸地區(qū)，對低溫保鮮技術(shù)的要求越來越高。凍藏能延長產(chǎn)品貨架期，但存在蛋白質(zhì)冷凍變性、脂肪氧化干耗、解凍時汁液損失等問題；冰溫保鮮中，控制冰溫設(shè)備的溫度波動、完善冰溫冷鏈體系仍需要進一步研究；而冰鮮保藏的優(yōu)點在于能控制產(chǎn)品溫度波動、維持較好的生物特性，缺點是冰溫保鮮產(chǎn)品貨架期較短，其效果受水產(chǎn)品與冷卻介質(zhì)之間的傳熱特性的影響。研究發(fā)現(xiàn)流化冰作為冷卻介質(zhì)能夠顯著改善該問題[8]。

流化冰又名二元冰、液冰等，是尺寸細小的冰粒子與載液組成的二相均勻漿狀混合物，兼有冰與流體的特性且區(qū)別于普通冰水混合物，是一種高效低耗、清潔衛(wèi)生、在水產(chǎn)品加工行業(yè)中極具潛力的綠色新型冷媒。與傳統(tǒng)冰不同的是，流化冰并非直接將水冷凍成冰，而是在一定的冷卻溫度下使水從溶液中析出形成細小圓滑的冰晶均勻分散在兩相體系中，故擁有更好的物理特性及工程學(xué)特性。流化冰技術(shù)在日本、冰島、挪威、美國等發(fā)達國家已成為研究熱點[9]，目前流化冰保鮮技術(shù)已應(yīng)用在多種水產(chǎn)品中，例如魚類[10-17]（沙?。⊿ardina pilchardus）、舌齒鱸（Dicentrarchus labrax）、大菱鲆（Psetta maxima）、竹莢魚（Trachurus trachurus）、鯡魚（Clupea harengus）、鮟鱇（Lophius piscatorius）、背棘鰩（Raja clavata）、大西洋鱈（Gadus morhua）、鯧魚（Pampus argenteus）、鰹魚（Katsuwonus pelamis）、大黃魚（Larimichthys crocea）、鯖魚（Pneumatophorus japonicus）、梅魚（Collichthys niveatus）等）、蝦類（南美白對蝦（Penaeus vanname）、中國明對蝦（Fenneropenaeus chinensis）、挪威龍蝦（Nephrops norvegicus）[18]等）和甲殼類[19]等。新鮮水產(chǎn)品在國外多為大宗消費形式，物流鏈完整，應(yīng)用在海上捕撈船及陸地運輸車中的流化冰冷鏈體系相對較完備，可實現(xiàn)連續(xù)加工及裝配自動化。我國水產(chǎn)品供應(yīng)主要依靠人工養(yǎng)殖且消費地域性特征明顯，水產(chǎn)品食用程度和有效利用率偏低，流化冰設(shè)備機械化程度不高[20-21]，這也成為制約我國流化冰技術(shù)發(fā)展的瓶頸；因此，開發(fā)節(jié)能高效的制冰技術(shù)、拓展流化冰耦合其他保鮮技術(shù)聯(lián)用以發(fā)揮柵欄因子間的協(xié)同作用一直是研究熱點。本文分析流化冰技術(shù)在冷鏈流通中產(chǎn)品致死、預(yù)冷、貯藏與運輸不同階段下的應(yīng)用，旨在根據(jù)我國實際情況，將環(huán)境、資源、經(jīng)濟合理地結(jié)合起來，逐步完善水產(chǎn)品冷鏈物流體系，并促使海洋漁業(yè)向集約型生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)變，進一步開發(fā)具有中國特色的水產(chǎn)品中高端市場。

1 流化冰的制備及特性

1.1 流化冰的制備

連續(xù)高效制冰是流化冰技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[22]，不同的制冰介質(zhì)、制冰設(shè)備對冰晶顆粒直徑、含冰率、制冷效率、能耗的影響各異。流化冰的制冰介質(zhì)既可以是純水也可以是含冰點降低劑的水溶液。用純水制得的流化冰粒子顯微結(jié)構(gòu)呈細長樹枝狀、表面粗糙，粒子間聚類糾纏，導(dǎo)致流動性降低并堵塞管道，故制冰時常添加氯化鈉、丙二醇、乙醇、乙二醇之一作為冰點降低劑，食品保鮮中常用氯化鈉作為相變的蓄冷介質(zhì)，制得的流化冰流動性好、冰晶粒子細小光滑呈球形[23]。目前，直接取捕撈地海水制冰有廣闊的發(fā)展前景，既能節(jié)約淡水資源又便于捕撈產(chǎn)品的船上冷卻保鮮，可實現(xiàn)流化冰一體式制備取用及在完整冷鏈中的應(yīng)用[24-26]；流化冰的制備方式有刮削法、過冷法、真空法、噴射法、油水乳化法、流化床法、自然結(jié)晶法等，與靜態(tài)制冰不同的是，流化冰成冰時冰層并不在傳熱表面生長，為動態(tài)換熱。表1所列是常用的流化冰制備方式，其中刮削式制冰是目前漁船上應(yīng)用最多、技術(shù)最成熟的制冰技術(shù)。目前對流化冰制備技術(shù)的研究主要集中在優(yōu)化制冰系統(tǒng)、節(jié)能降耗、實現(xiàn)自動化控制等方面[27-28]，且理想狀態(tài)下的流化冰粒子應(yīng)具有細小均勻的尺寸、球狀的外形和極佳的平滑性。Keys等[29]制出了直徑在400～700 nm之間的納米級流化冰，形成的冰在性質(zhì)上更接近“凝膠”，能長時間維持兩相懸浮液狀態(tài)，增大了產(chǎn)品與冰之間的傳熱面積，且能解決普通流化冰固液分離后形成堅硬冰殼破壞產(chǎn)品外表皮的難點，但由于尺寸過小，可能存在冰融化過快無法長時間充分冷卻產(chǎn)品的問題；趙文琪[30]向海水中添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.11%的納米級殼聚糖（粒徑400 nm）作成核劑制備流化冰，過冷度可降低6.9 ℃，起始結(jié)晶時間可縮短80 s，節(jié)能22%，且隨著成核劑粒徑和濃度的增加，海水過冷度與成冰時間分別不斷下降和縮短。

表1 常用的流化冰的制備方式Table 1 Common methods for the preparation of slurry ice

1.2 流化冰的特性

1.2.1 流化冰的應(yīng)用優(yōu)勢

流化冰具有以下應(yīng)用優(yōu)勢：1）冰粒子細小光滑，呈特殊的球形幾何形狀。流化冰粒子平均粒徑在250～500 μm之間[29]，微觀結(jié)構(gòu)呈較規(guī)則球狀，無鋒利棱角，與之相比傳統(tǒng)碎冰表面粗糙，即使顆粒再細碎，其細長樹枝狀的冰粒子仍有較大的長寬比。故流化冰可相對減少產(chǎn)品貯運過程中的摩擦撞擊，對表皮機械損傷極小，維持良好的感官品質(zhì)；另外流化冰能全覆蓋包埋產(chǎn)品，細小的冰粒子能快速填充產(chǎn)品間的空隙，既能密封隔氧，又能使產(chǎn)品表皮濕潤，防止干化。2）載冷能力強，制冷效果佳。流化冰冷焓最高可達200 kJ/kg，傳熱系數(shù)可達3 000 W/（m2·K）（含冰率為質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%～30%），熱交換率是片冰的4 倍、冷海水的4～8 倍；比表面積約14 000～16 000 m2/t[37]，換熱面積大、冷卻速率快，可均勻制冷并急速冷卻至產(chǎn)品芯部，有效鈍化酶活性并抑制微生物生長。3）流動性良好。流化冰具有液體的流動性且球狀的冰晶結(jié)構(gòu)可減少粒子間糾結(jié)聚集，可泵送、連續(xù)交換，實現(xiàn)冷量從制造到使用的封閉傳輸，以更高效、清潔衛(wèi)生的方式實現(xiàn)水產(chǎn)品貯運中的自動化；流化冰能在產(chǎn)品表面形成“清洗效應(yīng)”[38]，利用其流動性在換冰或融化時帶走產(chǎn)品表面的腐敗物質(zhì)、血跡等，防止微生物向肌肉組織內(nèi)擴散。4）冰溫水平的冷卻終溫且溫度可調(diào)可控。流化冰體系的溫度可控制在－2.2～－1.5 ℃之間，與載液濃度、冰與載液的比例等有關(guān)，可調(diào)節(jié)流化冰的溫度，制造稍高于產(chǎn)品凍結(jié)點的“冰溫條件”。郭儒岳等[39]用于超冷卻大黃魚的流化冰含鹽量為3.3%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，后同）、冰-水比為3∶2，可使魚體中心溫度穩(wěn)定在－1 ℃，稍高于大黃魚－1.5 ℃的冰點，既能延緩腐敗相關(guān)生化反應(yīng)又能使魚肉不凍結(jié)，有效保證了大黃魚的風(fēng)味口感、加工特性；流化冰可在一定時間內(nèi)維持恒溫，融化時相變可釋放335 kJ/kg潛熱而溫度不變，可防止低溫貯藏中溫度波動帶來的不良影響[40]，解決傳統(tǒng)冰藏保鮮法僅適合捕撈地定期貯藏、生鮮市場直銷、短時間運輸?shù)木窒蕖?）可耦合聯(lián)用其他技術(shù)。流化冰在應(yīng)用時，既能向內(nèi)添加保鮮劑又能與其他技術(shù)耦合聯(lián)用實現(xiàn)優(yōu)勢互補，基于柵欄因子協(xié)同作用的流化冰與多種技術(shù)的聯(lián)合應(yīng)用已成為研究熱點。

1.2.2 流化冰的局限性

流化冰較低的貯藏溫度可能會影響產(chǎn)品感官品質(zhì)中的外觀和色澤。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)部分貯藏在流化冰中的產(chǎn)品會出現(xiàn)魚眼渾濁、魚鰓色澤變暗[41]、蝦甲殼失去光澤[42]等現(xiàn)象，影響銷售外觀。由未過濾的海水直接制得的流化冰可能會導(dǎo)致產(chǎn)品貯藏初期微生物數(shù)量上升。由于海水中也存在微生物，若不能及時換冰或處理融水，易導(dǎo)致水產(chǎn)品與冰的交叉污染。菌落總數(shù)（total viable counts，TVC）的上升與初始菌數(shù)相關(guān)性較大，貯藏前應(yīng)盡量結(jié)合減菌化前處理。此外，流化冰對產(chǎn)品含鹽量有一定的影響。用于保鮮水產(chǎn)品的流化冰載液多含NaCl，貯藏過程中NaCl可在滲透壓的作用下滲入，使細胞脫去部分水，導(dǎo)致產(chǎn)品鹽度上升[43]。貯存于人工配制流化冰（含質(zhì)量分?jǐn)?shù)3.3%的NaCl）中的大黃魚在貨架期終點時的含鹽量為0.87%[39]，貯存于過濾海水制得流化冰（含質(zhì)量分?jǐn)?shù)3.5%的NaCl）中的魷魚貯藏終點含鹽量為2.68%[44]，均顯著高于淡水冰對照組，但低于冷海水貯藏組，且口感滋味無顯著變化。設(shè)備初投資、技術(shù)要求高。我國對流化冰的應(yīng)用研究起步較晚，現(xiàn)有流化冰制冰設(shè)備與傳統(tǒng)碎冰、片冰制冰機相比成本高、能耗高、配套設(shè)備穩(wěn)定性低，且目前多以人工配制海水及多設(shè)備并聯(lián)組合制冰為主，直接以海水為介質(zhì)的商用一體化制冰設(shè)備在水產(chǎn)品保鮮應(yīng)用上與發(fā)達國家相比仍存在差距。

2 流化冰在水產(chǎn)品冷鏈流通中不同階段下的應(yīng)用

2.1 致死階段

動物被宰殺時若處于有意識狀態(tài)，會劇烈掙扎產(chǎn)生激烈的應(yīng)激反應(yīng)，使產(chǎn)品較早進入死后僵直期，導(dǎo)致品質(zhì)下降。國內(nèi)外常見的擊暈或屠宰方式有CO2窒息、敲頭、電擊、放血、冰激等[45]。冰激致死在貯藏初期能維持產(chǎn)品鮮度、抑制微生物增殖，流化冰作為冰激的一種方式，在水產(chǎn)品致死階段中也有應(yīng)用：如Anders等[46]通過實驗確定了已電擊致暈的大西洋鯖魚置于流化冰中6 min可誘導(dǎo)死亡，且不會損傷魚的脊椎；Navarro-Segura等[47]在鯛魚致死階段將其置于含丁香精油β-環(huán)糊精包合物的流化冰中，發(fā)現(xiàn)貯藏終點時揮發(fā)性鹽基氮（total volatile basic nitrogen，TVB-N）、三甲胺氮（trimethylamine nitrogen，TMA-N）、TVC水平均低于普通冰組，有效維持了產(chǎn)品鮮度，包合物的最適含量是每千克冰15 mg，且精油的不良氣味在環(huán)糊精的包埋下被掩蓋，含精油的包合物對產(chǎn)品感官品質(zhì)無顯著影響。

2.2 預(yù)冷冷卻階段

水產(chǎn)品死亡后生命活動停止，體內(nèi)糖原進行無氧分解放熱，加快了自身酶和微生物的活動，加速腐敗進程。充分低溫冷卻對保持水產(chǎn)品后期貯運過程中的品質(zhì)、延長貨架期有重要作用，傳統(tǒng)預(yù)冷卻水產(chǎn)品原料的方式有冷風(fēng)預(yù)冷、冰預(yù)冷、水預(yù)冷、真空預(yù)冷等，冰預(yù)冷中流化冰冷卻速度更快、終溫更低、更穩(wěn)定，能節(jié)省后期貯運過程中的冰用量而增加貨載量，可進一步推廣流化冰預(yù)冷單元在水產(chǎn)品流通鏈或加工生產(chǎn)線前端的應(yīng)用。

1990年Chapman[48]報道的航運中流化冰預(yù)冷長須鯨，是流化冰首次應(yīng)用于水產(chǎn)品預(yù)冷冷卻階段，為后續(xù)研究流化冰預(yù)冷技術(shù)奠定了基礎(chǔ)。趙思敏等[49]對比了相同的環(huán)境溫度下流化冰和碎冰對養(yǎng)殖大黃魚的預(yù)冷效果，碎冰中魚體的中心溫度從初溫25 ℃降至0.3 ℃需120 min，流化冰中冷卻至相同溫度只需54 min，且終溫穩(wěn)定在－1 ℃左右。Lin Huimin等[50]用流化冰預(yù)處理鮟鱇魚肝，可抑制肝組織中酶活性，降低冰溫貯藏早期TVB-N、TMA-N水平，延緩質(zhì)構(gòu)特性的下降。藍蔚青等[51]通過模擬鱸魚（Lateolabrax japonicus）冷鏈流通過程評估流化冰預(yù)冷對短期無冰運輸?shù)目販匦Ч?jīng)流化冰預(yù)冷4 h、無冰運輸8 h再碎冰貯藏的鱸魚與全程碎冰預(yù)冷運輸貯藏的產(chǎn)品相比，兩者經(jīng)運輸后的終溫相近，前者除組織微觀結(jié)構(gòu)更完整、pH值更低外，其余品質(zhì)特性與后者無異；流化冰預(yù)冷處理能有效維持產(chǎn)品品質(zhì)、延長貨架期，有些學(xué)者卻對此存有異議，認為流化冰預(yù)處理效果因產(chǎn)品種類、處理時間而異。Kilinc等[52]在貯藏海鱸魚前分別用流化冰和片冰預(yù)冷2 h，發(fā)現(xiàn)用流化冰預(yù)冷后對海鱸魚魚眼外觀、魚腮的色澤、含鹽率、吸水率產(chǎn)生不利影響，貨架期僅比片冰預(yù)冷組延長2 d，故流化冰預(yù)冷處理后仍需在后續(xù)貯藏過程中采用低溫保鮮方式以保證產(chǎn)品各方面的良好品質(zhì)。

2.3 貯運階段

不當(dāng)?shù)谋２胤绞綍巩a(chǎn)品受到微生物、酶活性等的嚴(yán)重影響，外界污染及產(chǎn)品體表機械損傷也會加速腐敗進程、縮短貨架期。產(chǎn)品品質(zhì)劣變受多方面因素共同作用，某些指標(biāo)間有相關(guān)性，下面從感官品質(zhì)、鮮度變化、微生物數(shù)量、蛋白質(zhì)生化特性4 個方面闡述水產(chǎn)品品質(zhì)在流化冰貯運過程中的變化。

水產(chǎn)品的感官評定能簡單客觀地反映產(chǎn)品的銷售外觀及品質(zhì)，通常會評價外觀、氣味、色澤、肌肉等方面，魚類產(chǎn)品還需觀察魚眼、魚鰓的變化，隨貯藏時間延長感官品質(zhì)均有不同程度的下降。流化冰能保持產(chǎn)品表面濕潤，避免干化脫水，其包埋特性能隔絕氧氣，較低的終溫延緩了含氮有機物的降解，故能有效維持產(chǎn)品感官特性。Annamalai等[53]發(fā)現(xiàn)流化冰貯藏全程中黃魚外觀、氣味、肌肉質(zhì)地等方面的評分均高于片冰組，且隨貯藏時間延長緩慢下降；但也有學(xué)者認為流化冰貯藏會對產(chǎn)品的色澤造成不利影響。Digre等[54]發(fā)現(xiàn)與傳統(tǒng)冰相比，流化冰保藏鱈魚會更早出現(xiàn)魚眼渾濁的現(xiàn)象。Huidobro等[42]發(fā)現(xiàn)流化冰貯藏下的長吻擬對蝦（Parapenaeus longirostris）其甲殼特征性的粉紅色失去光澤變得暗淡。Zakhariya等[55]發(fā)現(xiàn)片冰預(yù)冷處理后的尖吻鱸（Lates calcarifer）亮度始終高于同期流化冰預(yù)冷處理組。綜上所述，流化冰創(chuàng)造的低溫條件對感官品質(zhì)的影響也因產(chǎn)品品種而異。

水產(chǎn)品捕后在細菌及內(nèi)源酶的共同作用下，蛋白質(zhì)分解產(chǎn)生揮發(fā)性氨、三甲胺等低級胺類化合物，同時脂質(zhì)在脂肪氧化酶作用下水解，產(chǎn)生游離脂肪酸及醛、酮等有異味的物質(zhì)，相比其他冰藏方式，流化冰能更有效地減緩產(chǎn)品鮮度下降。袁鵬翔[37]用內(nèi)置碎冰或流化冰的控溫搖床模擬魷魚船上動態(tài)顛簸的貯運狀態(tài)以區(qū)別于靜態(tài)保藏，棱角尖銳的碎冰對魚體機械損傷的頻率和強度被進一步放大，且貯藏4 d時TVB-N含量超過二級鮮度范圍（＞20 mg N/100 g）。流化冰貯藏15 d后TVB-N含量為11.74 mg/100 g，仍為一級鮮度（＜15 mg N/100 g），動態(tài)條件能促使流化冰充分接觸魚體且不損傷體表，顯示出流化冰較碎冰在動態(tài)貯運條件下對鮮度保持和體表保護的優(yōu)勢；藍蔚青等[56]分析了冷藏、碎冰、流化冰貯藏下大目金槍魚（Thunnus obesus）的鮮度變化。貯藏初期，冷藏、碎冰組的TVB-N含量與K值（ATP降解率及魚類新鮮度評價指標(biāo)）急劇上升，分別于貯藏7、9 d超過二級鮮度，而此階段流化冰組TVB-N含量、K值均緩慢上升，貯藏9 d時K值在二級鮮度范圍內(nèi)（＜40%），12 d時TVB-N含量仍未超過二級鮮度標(biāo)準(zhǔn)。貯藏后期，流化冰組樣品的酸性磷酸水解酶（acid phosphatase，ACP）和腺苷脫氨酶（adenosine deaminase，AD）活性顯著低于碎冰、冷藏組樣品，其中ACP活性與TVC顯著相關(guān)，可作為后期鮮度參考指標(biāo)，表明流化冰可通過抑制內(nèi)源酶活性延緩ATP關(guān)聯(lián)產(chǎn)物的累積。

微生物腐敗是導(dǎo)致水產(chǎn)品變質(zhì)的主要原因，以TVC達6（lg（CFU/g））為貨架期終點。除外界污染外，水產(chǎn)品自身攜帶微生物，其中參與腐敗進程的部分微生物稱為該產(chǎn)品的特定腐敗菌（specific spoilage organism，SSO）[57-58]，選用科學(xué)有效的方法抑制SSO的增殖代謝對水產(chǎn)品保鮮有著重要意義。趙思敏等[49]對比了流化冰和碎冰貯藏下的養(yǎng)殖大黃魚TVC、大腸桿菌、脂肪水解酶微生物、蛋白水解酶微生物的變化。碎冰組中各類微生物在貯藏初期快速增殖代謝并于第6天到達貨架期終點，且碎冰組中脂肪、蛋白水解酶微生物在TVC中所占比例隨貯藏時間延長快速增加，而流化冰中無顯著變化且貨架期達18 d；張皖君等[59]發(fā)現(xiàn)碎冰貯藏后鱸魚菌群結(jié)構(gòu)組成與流化冰組有異，利用高通量測序分析鱸魚細菌基因組DNA，發(fā)現(xiàn)流化冰組樣品細菌參與碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)代謝的相關(guān)基因相對豐度低于同期碎冰組，這也從微生物代謝水平解釋了流化冰對微生物的抑制作用。冰藏前期主要以芽孢桿菌屬為主，后期以假單胞菌屬、不動桿菌屬、嗜冷桿菌屬、希瓦氏菌屬為主，其增長趨勢與TVB-N含量、K值正相關(guān)，表明這些微生物可能是導(dǎo)致貯藏期間鱸魚腐敗變質(zhì)的優(yōu)勢菌；也有學(xué)者認為流化冰處理在抑制初期微生物增殖方面不占優(yōu)勢，藍蔚青等[51]在鱸魚的初期貯藏中發(fā)現(xiàn)，流化冰組樣品的TVC略高于碎冰組，可能是冰中殘留的微生物侵染魚體造成短期內(nèi)TVC上升；Digre等[54]發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品經(jīng)流化冰預(yù)冷后，轉(zhuǎn)移至普通冰中貯藏時，一部分載液中的好氧菌被帶入新環(huán)境中，獲得了更高的氧氣濃度，加快腐敗進程。故在今后的研究中應(yīng)考慮流化冰貯藏前的減菌化處理。

貯藏期間，脂肪水解氧化、微生物代謝增殖、內(nèi)源酶作用都是誘導(dǎo)蛋白質(zhì)變性降解的因素，肌球蛋白降解使隱藏巰基氧化成二硫鍵，引起部分蛋白質(zhì)聚合或相互作用發(fā)生重排等效應(yīng)，空間結(jié)構(gòu)改變。組織微觀結(jié)構(gòu)的無序疏松是蛋白質(zhì)降解劣變的間接體現(xiàn)，肌纖維束分離產(chǎn)生裂縫、空隙。Zhang Bin等[60]發(fā)現(xiàn)在流化冰中貯藏的鰹魚肌原纖維蛋白含量、總巰基含量、Ca2＋-ATP酶活力均高于同期片冰組，肌原纖維蛋白含量的下降一方面可能與組織蛋白酶與鈣依賴蛋白酶的作用有關(guān)，另一方面與低溫形成的大冰晶對組織不可逆轉(zhuǎn)的機械作用有關(guān)，運用流化冰則可規(guī)避這一缺陷；Yuan Pengxiang等[61]在對比流化冰與碎冰貯藏魷魚時也得出了相似的結(jié)論。

3 流化冰結(jié)合其他技術(shù)在水產(chǎn)品中的應(yīng)用

水產(chǎn)品在冷鏈貯運、銷售等變化的環(huán)境中，僅單獨依靠流化冰低溫處理也難以有效維持各方面的品質(zhì)，其對水產(chǎn)品貯藏初期微生物數(shù)量及產(chǎn)品色澤的控制仍有局限。水產(chǎn)品加工保藏方式趨于多樣化，為延長貨架期并盡可能保留其營養(yǎng)與風(fēng)味，需在流化冰處理前或保藏過程中耦合其他科學(xué)有效的減菌化、抗氧化、護色處理。

3.1 流化冰結(jié)合化學(xué)保鮮劑

3.1.1 臭氧流化冰

臭氧在國內(nèi)外被公認為是一種廣譜、高效、無殘留、環(huán)保潔凈的殺菌劑，可與產(chǎn)品直接接觸，通過逐步氧化微生物細胞主要成分造成其功能性損傷[2,62]，能有效殺滅革蘭氏陰性菌、革蘭氏陽性菌、真菌、孢子等，且不影響產(chǎn)品的感官特性及營養(yǎng)成分[63]。但臭氧在水溶液中半衰期短、不穩(wěn)定，大大降低殺菌效果，且實際生產(chǎn)中臭氧需現(xiàn)制現(xiàn)用，濃度過低達不到殺菌保鮮效果，過高則會產(chǎn)生副作用氧化產(chǎn)品中的營養(yǎng)成分。臭氧流化冰的優(yōu)勢在于減菌處理與冰藏保鮮的協(xié)同作用，能減緩蛋白質(zhì)變性降解、抑制肌肉組織結(jié)構(gòu)劣變。同時封在冰中的臭氧可在保鮮貯運中隨冰的融化緩釋，能解決臭氧保存難、不穩(wěn)定的問題[64]。

在Campos[65-66]、Aubourg[67]等的早期研究中，運用臭氧流化冰保鮮大菱鲆、帆鱗鲆（Lepidorhombus whiffiagonis）、沙丁魚能有效延長產(chǎn)品貨架期，且臭氧流化冰保藏的沙丁魚肌肉中好氧嗜溫菌、嗜冷菌、厭氧菌、大腸桿菌的數(shù)量顯著低于流化冰，凸顯了臭氧的減菌作用。Chen Jing等[68]發(fā)現(xiàn)臭氧流化冰（臭氧質(zhì)量濃度0.2 mg/L）對梅魚的保鮮效果優(yōu)于單獨使用流化冰或片冰，期間梅魚外觀品相變化最小、微生物數(shù)量初期增長緩慢，能在一定程度上消除單獨使用流化冰保鮮的弊端，經(jīng)電泳后的蛋白質(zhì)條帶完整且接近新鮮狀態(tài)，而流化冰與片冰組的輕鏈肌球蛋白明顯降解。從組織微觀結(jié)構(gòu)上看，流化冰組樣品肌纖維雖有劣變但變化不顯著，臭氧流化冰組肌纖維排列更致密有序，進一步證實了流化冰，尤其是與臭氧聯(lián)用后對蛋白質(zhì)的保護作用。Bono等[69]研究了臭氧連續(xù)補充（貯藏0、3、7 d分別添加0.3 mg/L臭氧）與一次添加（貯藏初始添加0.3 mg/L臭氧）結(jié)合流化冰保藏對歐洲鳀魚（Eugraulis encrasicolus）的影響，發(fā)現(xiàn)重復(fù)處理能不斷補充降解的臭氧，有效抑制耐鹽耐低溫的假單胞菌屬的生長?，F(xiàn)階段我國對臭氧流化冰保鮮水產(chǎn)品的報道較少，臭氧或臭氧水處理大多用在產(chǎn)品保藏前的預(yù)處理中，且臭氧在流化冰中的有效濃度及緩釋速度也決定了臭氧流化冰的使用效果[70]。

3.1.2 其他化學(xué)保鮮劑聯(lián)用流化冰

Aubourg等[71]在流化冰中添加了質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%的NaHSO3，以探究其抑制挪威龍蝦體表黑變的效果，在安全劑量范圍內(nèi)，蝦殼的黑變速率顯著減緩，延長貨架期4 d。黃利華等[72]分別將穩(wěn)態(tài)二氧化氯（ClO2）、二甲基二碳酸鹽按國家標(biāo)準(zhǔn)安全劑量制成保鮮流化冰貯藏白鯧魚。ClO2的漂白作用能維持白鯧魚的色澤，同時其強氧化性能抑制蛋白質(zhì)水解反應(yīng)、破壞微生物酶活性系統(tǒng)，有效減緩腐敗進程，保鮮流化冰組的TVB-N含量和硫代巴比妥酸（thiobarbituric acid，TBA）值在實驗終點較空白流化冰組更低，通過微生物學(xué)Logistic模型預(yù)測貨架期可達665 h，且與實際結(jié)果接近。

3.2 流化冰結(jié)合生物保鮮劑

使用化學(xué)添加劑需考慮安全劑量及殘留量的問題，單純添加化學(xué)保鮮劑的方式已不能滿足消費者對水產(chǎn)品衛(wèi)生安全性的要求。生物保鮮劑是來源于動植物、微生物、酶類的安全無毒、具有廣譜殺菌特性的一類保鮮劑，將其與冰藏結(jié)合制成生物保鮮冰是水產(chǎn)品保鮮的新趨勢，已廣泛應(yīng)用于水產(chǎn)品保鮮中。張皖君等[73]分別用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%的竹葉抗氧化物、0.1%的迷迭香提取物復(fù)合流化冰保藏鱸魚，可顯著抑制微生物生長、脂質(zhì)氧化及游離脂肪酸形成，但對蛋白質(zhì)的抗氧化作用不顯著；藍蔚青等[74]研究了質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%的銀杏葉提取液流化冰與質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%的竹醋液流化冰對鯧魚貯藏期間品質(zhì)的影響，結(jié)果顯示上述處理均能抑制微生物增殖、延緩蛋白質(zhì)變性，與空白對照組相比，貨架期分別可延長至16、18 d。上述生物保鮮劑中的黃酮、酚類等活性成分有抑菌和抗氧化雙重作用，配合流化冰可充填到任意孔隙并隔絕氧氣的包埋特性，能進一步降低酶活性并抑制微生物活動，減緩蛋白質(zhì)及含氮化合物的分解速率。

3.3 流化冰與化學(xué)、生物保鮮劑耦合聯(lián)用

使用單一保鮮劑往往也有局限性，基于柵欄因子協(xié)同作用的多種保鮮劑復(fù)配聯(lián)用冰藏技術(shù)能從不同的方面聯(lián)合抑制水產(chǎn)品腐敗進程，有效保障產(chǎn)品質(zhì)量及衛(wèi)生安全性。柵欄技術(shù)的關(guān)鍵是科學(xué)合理地組合柵欄因子，調(diào)整其順序及強度，減緩腐敗進程。周強等[75]將質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.5%的殼聚糖（抑菌劑）、質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.1%的植酸鈉（護色劑）、流化冰處理作為柵欄因子，協(xié)同作用于中國明對蝦保藏過程中。至貯藏終點時，處理組蝦體亮度顯著高于空白流化冰對照組，有效抑制黑變，TVB-N含量仍在一級鮮度范圍內(nèi)；王強[76]采用質(zhì)量濃度1.0 g/L的植酸鈉、0.05 g/L的穩(wěn)態(tài)二氧化氯與流化冰復(fù)合保藏南美白對蝦，結(jié)果表明該處理方法能有效抑制微生物增殖及多酚氧化酶活性，使蝦保持良好的感官品質(zhì)及質(zhì)構(gòu)特性。

4 結(jié) 語

流化冰被譽為21世紀(jì)新型綠色冷媒，國內(nèi)外對流化冰保鮮水產(chǎn)品的研究目前主要集中在海洋漁業(yè)及水產(chǎn)品冷卻保鮮基礎(chǔ)應(yīng)用上。與傳統(tǒng)冰相比，其可泵送的特性既節(jié)約了人工成本，又最大限度地避免了污染，其更快的冷卻速率、更低的冷卻終溫能有效維持產(chǎn)品理化特性并延長貨架期，具有廣闊的應(yīng)用前景。目前其在水產(chǎn)品保鮮中的應(yīng)用仍有待深入研究：1）基礎(chǔ)理論方面，需進一步探究高效節(jié)能的流化冰制冷技術(shù)，明確影響水產(chǎn)品腐敗變質(zhì)的關(guān)鍵因素，探究流化冰保鮮機理；2）技術(shù)優(yōu)化層面，提升相關(guān)配套設(shè)備穩(wěn)定性，集中研發(fā)高效節(jié)能的一體化連續(xù)制冰技術(shù)，控制冰粒尺寸，以期制得細小圓滑、均勻分散的冰；開發(fā)流化冰耦合其他技術(shù)聯(lián)用，尋找輔助流化冰技術(shù)發(fā)揮更大優(yōu)勢的互補技術(shù)，消除流化冰單獨應(yīng)用的局限性，實現(xiàn)柵欄因子間的協(xié)同作用，維持產(chǎn)品各方面的良好品質(zhì)，為消費者提供更健康、安全的產(chǎn)品；3）產(chǎn)業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，重點拓展流化冰技術(shù)在遠洋捕撈預(yù)冷階段、近海捕撈或養(yǎng)殖的冷鏈流通中包括致死、預(yù)冷卻、貯運、銷售各環(huán)節(jié)下的應(yīng)用，進一步完善流化冰技術(shù)在水產(chǎn)品冷鏈流通中的商業(yè)化應(yīng)用。