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冰溫技術(shù)在食品貯藏中的研究進(jìn)展
 

 1冰溫技術(shù)原理

    生物組織的冰點(diǎn)均低于0℃。當(dāng)溫度高于冰點(diǎn)時(shí)，細(xì)胞始終處于活體狀態(tài)。這是因?yàn)椋锛?xì)胞中溶解了糖、酸、鹽類、多糖、氨基酸、肽類、可溶性蛋白質(zhì)等許多成分，而各種天然高分子物質(zhì)及其復(fù)合物以空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)存在，使水分子的移動(dòng)和接近受到一定阻礙而產(chǎn)生凍結(jié)回避，因而細(xì)胞液不同于純水，冰點(diǎn)一般在-0.5℃～-3.5℃之間[1]，某些食品的冰點(diǎn)見(jiàn)表1。

    當(dāng)溫度高于冰點(diǎn)時(shí)，細(xì)胞始終處活體狀態(tài)；當(dāng)冰點(diǎn)較高時(shí)，加入冰點(diǎn)調(diào)節(jié)劑（如鹽、糖等）可使其冰點(diǎn)降低。故冰溫機(jī)理包含兩方面內(nèi)容：1）將食品的溫度控制在冰溫帶內(nèi)可以維持其細(xì)胞的活體狀態(tài)；2）當(dāng)食品冰點(diǎn)較高時(shí)，可以人為地加入一些有機(jī)或無(wú)機(jī)物質(zhì)，使其冰點(diǎn)降低，擴(kuò)大其冰溫帶[1]。

 貯藏期限與冷藏相比可增長(zhǎng)2~10倍的貯藏期限，并可*活體保存生鮮食品的保存期~7天，且無(wú)法作活體保存可*保存，但因結(jié)冰凍結(jié)，致使生物細(xì)胞壞死

    品質(zhì)差異利用冰溫生物科技使生鮮產(chǎn)品更美味、營(yíng)養(yǎng)增加且使有害微生物下降美味因冷藏時(shí)間增加而降低，有害微生物逐漸增加而致使腐爛生物細(xì)胞凍結(jié)破壞，解凍后營(yíng)養(yǎng)流失，風(fēng)味降低zui多

食品在冰溫條件下貯藏時(shí)，其品質(zhì)（如蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)、微生物繁殖速度、酶活性等）發(fā)生變化，稱為冰溫效應(yīng)。在冰點(diǎn)溫度附近，為阻止生物體內(nèi)冰晶形成，動(dòng)植物從體內(nèi)會(huì)不斷地分泌大量的不凍液以降低冰點(diǎn)，不凍液的主要成分是葡萄糖、氨基酸、天冬氨酸等。冰溫可有效抑制微生物的生長(zhǎng)。在冰溫條件下，水分子呈有序狀態(tài)排布,可供微生物利用的自由水含量大大降低[3]。 
 冰溫貯藏具有四個(gè)優(yōu)點(diǎn)：1）不破壞細(xì)胞；2）有害微生物的活動(dòng)及各種酶的活性受到抑制；3）呼吸活性低，保鮮期得以延長(zhǎng)；4）能夠提高水果、蔬菜的品質(zhì)。其中第4點(diǎn)是冷藏及氣調(diào)貯藏方法都不具備的優(yōu)點(diǎn)。冰溫貯藏與冷藏、冷凍的比較見(jiàn)表2。但是冰溫貯藏也有缺點(diǎn)：1）可利用的溫度范圍狹小，一般為-0.5℃~-2.0℃，故溫度帶的設(shè)定十分困難；2）配套設(shè)施的投資較大[4]。

    2冰溫技術(shù)的應(yīng)用

    2.1果蔬貯藏

    果蔬在整個(gè)貯藏過(guò)程中是活著的有機(jī)體，呼吸作用是其重要的特征。通常，隨著果蔬貯藏溫度的升高，呼吸作用增強(qiáng)，營(yíng)養(yǎng)成分損失增加。研究表明,利用冰溫貯藏水果和蔬菜可以抑制其新陳代謝,保持果蔬的色、香、味、口感。

    西瓜屬于冷敏性、呼吸躍變型果實(shí)，其含水量大，腐爛率高，易受微生物侵害。如果貯運(yùn)方法不當(dāng)，腐爛率常高達(dá)35%。趙曉梅[5]等將冰溫技術(shù)與MAP貯藏(modifiedatmospherepackage)相結(jié)合貯藏“紅優(yōu)二號(hào)”品種西瓜，抑制果實(shí)的呼吸強(qiáng)度，使呼吸強(qiáng)度降到zui低，并且推遲了呼吸高峰的到來(lái)，有效抑制了各種氧化還原酶的活性和乙烯的生成，減少果實(shí)的失水，降低了腐爛率，保持果實(shí)的硬度。

    柳建良[6]等以7年生德慶貢柑果樹(shù)為試驗(yàn)材料，研究3種貯藏溫度對(duì)貢柑采后生理和貯藏品質(zhì)的影響。貢柑采收后溫度變幅范圍在14℃~23℃，期間經(jīng)歷了2次降溫和2次升溫過(guò)程。其中貯藏后5d~9d，為第1次氣溫回升，其二氧化碳的釋放明顯受貯藏環(huán)境溫度變化的影響，但并無(wú)呼吸高峰的出現(xiàn)。而在低溫或冰溫貯藏條件下，初期貢柑二氧化碳釋放量均小于常溫條件，低溫條件zui低，冰溫條件其次；當(dāng)貯藏至第7d~10d時(shí)，低溫和冰溫條件下出現(xiàn)了1次呼吸高峰過(guò)程，強(qiáng)度分別為0.538ml/L和0.455ml/L，明顯高于貢柑正常的呼吸作用；其后兩者呼吸作用處于低水平的平穩(wěn)狀態(tài)。

    黃利剛[7]等利用冰溫貯藏，測(cè)定了蓮藕的冰點(diǎn)、色度、多酚氧化酶(PPO)、總酚、水份含量、還原糖、可溶性蛋白的變化，并與冷藏下的蓮藕作了對(duì)比試驗(yàn)。結(jié)果表明：蓮藕的冰點(diǎn)為-1.7℃；在冰溫下貯藏，蓮藕色度變化緩慢，變化幅度低于冷藏；PPO、總酚、水份含量的變化均小于冷藏；而還原糖、可溶性蛋白含量的變化在冰溫下與冷藏差異不大；在冰溫條件下，蓮藕各種理化指標(biāo)變化很小，對(duì)蓮藕品質(zhì)的影響較小，能有效保持蓮藕的原有風(fēng)味。

    草莓在4℃條件下保鮮7d后失重?fù)p失及腐爛率分別為5.4%和37.2%，基本上失去商業(yè)價(jià)值和食用價(jià)值，且感官效果極差、外表皺縮、味感不佳、香氣損失嚴(yán)重。張桂[8]等在冰溫(-0.5℃)下保存草莓，zui長(zhǎng)可保存31d，并保持良好的色、香、味。

    2.2水產(chǎn)品的冰溫貯藏

    水產(chǎn)品因其口味自然鮮美*，深受人們的青睞。但水產(chǎn)品需要從產(chǎn)地運(yùn)往消費(fèi)地，在運(yùn)輸過(guò)程中由于受溫度、運(yùn)輸方法等因素的影響，往往造成水產(chǎn)品死亡，損失較大。

    厚殼貽貝不耐寒、臨界溫度在0℃上。曹井志[9]等在不同濕度條件下，對(duì)低溫馴化厚殼貽貝在冰溫、0℃、4℃、8℃以及常溫條件下的?；钚ЧM(jìn)行了大量的試驗(yàn)，以探索厚殼貽貝的低溫?zé)o水?；罴夹g(shù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：活率為98％時(shí)，在-1.5℃~-0.5℃可保活9d，在4℃和0℃都可?；?d，在8℃可?；?d；在生態(tài)冰溫-1.5℃~-0.5℃?；睢?/p>

    D.Bahuaud[10]等在−1.5℃貯藏大西洋鮭魚(yú)，4周后魚(yú)肉保鮮較好，但魚(yú)肉表面形成冰晶且冰溫導(dǎo)致較高的液體損失、破壞了魚(yú)肉中的纖維。A.S.Duun[11]等以冰鮮和冷凍魚(yú)肉為對(duì)照，將大西洋鮭魚(yú)分別保存在−1.4℃和−3.6℃條件下，在貯藏過(guò)程中評(píng)價(jià)大西洋鮭魚(yú)感官品質(zhì)。結(jié)果表明：冰溫儲(chǔ)藏下，大西洋鮭魚(yú)失水率較低、組織蛋白酶仍保持活性；−3.6℃下，魚(yú)肉組織硬度zui高；如在−1.4℃和−3.6℃下輔以真空包裝，大西洋鮭魚(yú)的保存期將增加一倍。

    呂凱波[12]等將冰溫技術(shù)與真空包裝、CO2充氣包裝相結(jié)合，可抑制黃鱔片中細(xì)菌的生長(zhǎng)和總揮發(fā)性鹽基氮(TVP-N)的產(chǎn)生，延長(zhǎng)黃鱔片的保鮮時(shí)間。采用真空包裝或CO2充氣包裝的黃鱔片冰溫貯藏23d后TVP-N含量分別為95.80mg/kg和89.10mg/kg，可達(dá)到1級(jí)鮮度指標(biāo)。但真空包裝會(huì)導(dǎo)致冰溫貯藏后期黃鱔片肉汁滲出率增大。
 2.3肉制品保鮮與貯藏

    雞、鴨等動(dòng)物宰殺后如不注意低溫保鮮，極易被微生物污染。姜長(zhǎng)紅[13]等：以5℃冷藏雞肉為對(duì)照，設(shè)置2個(gè)冰溫處理，分別用7%NaCl、10%NaCl作預(yù)處理。結(jié)果:2個(gè)冰溫樣品分別在貯藏期12d和14d時(shí)，各項(xiàng)感官指標(biāo)優(yōu)良，*符合國(guó)家統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)一級(jí)鮮肉要求。貯藏27d后，各項(xiàng)感官指標(biāo)*符合國(guó)家統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)二級(jí)鮮肉要求，而對(duì)照在第8天時(shí)變質(zhì)。

    陳秦怡[14]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(cè)定其感官、微生物和理化指標(biāo)。結(jié)合各指標(biāo)綜合分析得出，5℃和5(±1)℃下鴨肉的貯藏期分別為7d和5d，-3℃、-3(土1)℃、-3(±2)℃下鴨肉的貯藏期分別為>33d、33d、30d。實(shí)驗(yàn)表明，冰溫能很好的延緩食品的*；溫度波動(dòng)對(duì)冷藏食品品質(zhì)影響很大，對(duì)冰溫鴨肉品質(zhì)的影響在貯藏后期才漸漸表現(xiàn)出來(lái)，且溫度波動(dòng)越小，影響越小。

    張瑞宇[15]等以冰鹽混合物為冷媒，自行設(shè)計(jì)了冰溫保鮮箱，以4℃～5℃冷藏保鮮肉為對(duì)照,設(shè)置2個(gè)冰溫（-1℃）處理,其中之一用0.3%vitc作預(yù)處理。在14d貯期中,定期抽樣進(jìn)行感官評(píng)定和生化檢測(cè)。結(jié)果表明：貯期末,2個(gè)冰溫樣品pH值為6.1和6.0；POV值為0.039和0.032；TVB-N值為12.06mg/100g和8.1mg/100g；細(xì)菌總數(shù)為4.2×102cfu/g；各項(xiàng)感官指標(biāo)優(yōu)良,*符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)一級(jí)鮮肉要求,而對(duì)照在第8天時(shí)變質(zhì)。

    3其他冰溫技術(shù)

    3.1超冰溫技術(shù)

    目前，冰溫貯藏技術(shù)主要用于新鮮食品的保存、加工領(lǐng)域，隨著技術(shù)的發(fā)展，超冰溫技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。通過(guò)調(diào)節(jié)冷卻速度等，使貯藏食品溫度達(dá)到冰點(diǎn)以下但仍保持生鮮過(guò)冷卻狀態(tài)的溫度領(lǐng)域稱為超冰溫帶[16]。食品溫度在到達(dá)某一未凍結(jié)狀態(tài)的下限溫度稱為破壞點(diǎn)。從結(jié)冰點(diǎn)開(kāi)始到破壞點(diǎn)顯示的未凍結(jié)狀態(tài)，這個(gè)溫度領(lǐng)域是超冰溫領(lǐng)域。在此溫度領(lǐng)域內(nèi)，即使溫度在通常冰點(diǎn)溫度以下，生物體也不會(huì)凍結(jié)。

    超冰溫技術(shù)的zui大優(yōu)點(diǎn)[16]就是增加了活體的耐寒性，在更有利于貯藏品保存的同時(shí)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(fēng)味均得到明顯提高。

    3.2冰膜貯藏技術(shù)

    冰膜貯藏技術(shù)[1]即是在冰溫貯藏之前，先在果蔬表面附上一層人工冰保護(hù)膜，以避免冷空氣直接流過(guò)果蔬表面而發(fā)生干耗或凍害，主要是為一些低糖果蔬的冰溫貯藏開(kāi)發(fā)的。洋白菜等具有層狀構(gòu)造的蔬菜，在冰溫貯藏時(shí)極易出現(xiàn)干耗、低溫凍害或部分凍結(jié)等問(wèn)題。經(jīng)冰膜處理的洋白菜貯藏在-0.8℃環(huán)境下，表面僅出現(xiàn)了微弱凍害，2個(gè)月后變成深綠色，緩慢升溫后又可以恢復(fù)到原來(lái)的的顏色。

    4結(jié)束語(yǔ)

    冰溫技術(shù)是一項(xiàng)全新的貯藏保鮮技術(shù)，克服了冷藏和凍藏的種種缺陷，可以很好的保證食品的風(fēng)味、口感和新鮮度。但冰溫貯藏技術(shù)自誕生之后卻沒(méi)有得到很廣泛應(yīng)用。這是因?yàn)?，冰溫保鮮要求較高的技術(shù)，方法不易控制，一旦失誤會(huì)造成很大的經(jīng)濟(jì)損失。此外，適合該技術(shù)的配套器材的研究與開(kāi)發(fā)滯后也限制了該技術(shù)的推廣應(yīng)用。

    近年來(lái)，冰溫貯藏技術(shù)在日本、美國(guó)、韓國(guó)、中國(guó)臺(tái)灣等國(guó)家和地區(qū)迅速發(fā)展。冰溫技術(shù)的問(wèn)世也為影響果蔬冰點(diǎn)的諸多因素、低溫脅迫及植物抗寒生理等研究提出了新的課題。隨著人們對(duì)冰溫技術(shù)的不斷研究發(fā)展，特別是超冰溫技術(shù)、冰膜貯藏技術(shù)的出現(xiàn)，冰溫的應(yīng)用領(lǐng)域也將越來(lái)越廣泛，應(yīng)用前景廣闊。