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摘要:冰溫技術在保持食品口感、風味、鮮度等方面具有獨特優勢。綜述冰溫技術的作用機理及其在果蔬、海鮮、肉類等食品貯藏中的應用,介紹超冰溫技術和冰膜貯藏技術,分析當下食品保鮮技術的發展趨勢,具有一定的學術價值和現實意義。
關鍵詞:冰溫技術;超冰溫技術;冰膜;保鮮技術
在食品貯藏過程中,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(常在冰點以上)下保藏的一種方法,尤其對果蔬有很好的保鮮作用,可短期內保持新鮮度,但很難實現食品的長期貯藏;冷凍是用低溫方式將食品凍結成固態,使微生物死亡或亞死亡,但冷凍會降低食品的品質。長時間冷凍會導致食品組織結構被破壞,并且解凍后,細胞不能恢復原狀,細胞液大量流失,從而影響食品的風味和品質。冷藏技術容易導致果蔬后熟,腐敗變質較快,冷凍技術又很難保存食品的原汁原味,而冰溫技術不破壞細胞,可最大限度地抑制食品的呼吸作用,從而延長保鮮期。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。
1冰溫技術及其機理
1.1冰溫機理
大多數生物冰點都在0℃以下,組織細胞通常包括無機鹽、糖類及可溶性蛋白質等。冰溫技術的作用機理主要涉及兩個方面。一是食品溫度在冰溫范圍內時,組織細胞保持活動狀態。二是對于冰點較高的食品,可以加入有機物或無機物,使冰點降低,擴大其冰溫帶。食品冷卻過程中,組織分泌出無機鹽,使細胞一直存活。若冷卻溫度接近凍結點,食品便會休眠,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冰溫優缺點
冰溫技術不破壞細胞,可有效抑制有害微生物的活動及各種酶活性的變化,延長保質期。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,因此溫度很難控制。另外,成套設施投資巨大。
1.3冰溫技術發展
冰溫保鮮技術源于日本。山根昭美博士在對梨進行試驗時,偶然發現,梨從-4℃回溫后,其風味和色澤沒有改變,于是總結并提出冰溫貯藏技術。他于1973年提出冰溫貯藏原理,于1985年申請“冰溫技術”專利。冰溫技術逐步趨于成熟,體系不斷完善。我國于20世紀80年代引入冰溫保鮮技術理念,而系統地進行農產品冰溫保鮮技術研究開始于2004年。
2冰溫技術的應用
2.1果蔬冰溫貯藏
冰溫技術對于果蔬保鮮的效果很理想,如葡萄、大蒜、草莓、蓮藕、桃等,采用冰溫技術保存能很好地抑制微生物和病蟲害生長,使果實的保質期延長一倍。采收后的果蔬的新陳代謝旺盛,呼吸是其重要體征。一般來說,溫度降低,呼吸減慢,營養損失減少;反之,則呼吸旺盛,損耗營養成分。研究表明,冰溫貯藏溫度臨近凍結點時,食品達到一種休眠的狀態,可防止有害微生物入侵、降低新陳代謝速率、減少營養損耗,從而使食品品質更佳。2.1.1冰溫對果蔬類的影響。2.1.1.1冰溫對生菜、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,呼吸強度較高,因此,有效貯藏很重要。研究表明,相對傳統冷藏方式,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,差異達顯著水平(P<0.05),有效延長貯藏期,總損失率較低,總葉綠素含量損失較少,并且安全、無化學殘留。冰溫貯藏過程中,冰溫組的APX活性比低溫組高30%,冰溫組的CAT活性前6d和低溫組差別不大,9d后,差異達顯著水平(P<0.05),冰溫組占優勢。冰溫技術相較于低溫技術,可以更好地延緩生菜衰老,使其保持完整性、新鮮性。同樣,在對西蘭花的研究中,冰溫技術對西蘭花有很好的抑制衰老、保持新鮮的作用,可保證其營養不流失,并延長貨架期。2.1.1.2冰溫對金冠蘋果、吊干杏的影響。金冠蘋果是我國重要的蘋果栽培品種,果實含有豐富的營養物質,可預防多種疾病,但卻容易軟化、起褶皺,不易保存。研究表明,蘋果貯藏期間,冰溫可顯著降低乙烯釋放速率,減緩果實成熟和衰老,有效保持果實的基本品質,并可明顯減緩蘋果表皮a*值上升,推遲果實表面綠色消退,使其在240d內一直保持果實飽滿,褐變面積較小,果實硬度也保持較好。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。冰溫技術可減緩Vc含量的減少,使MDA的積累受到有效抑制,從而延緩果實成熟衰老的進程。2.1.2冰溫對其他果蔬的影響。于繼男等人研究冰溫貯藏對藍莓品質的保鮮效果。研究表明,相對于冷藏,冰溫可以更好地抑制藍莓腐爛率的升高,降低Vc含量下降速率(花色苷含量下降速率也顯著低于對照組),降低呼吸強度,減緩乙烯釋放,抑制LOX活力,從而達到延緩果實衰老進程的目的。殷磊等人應用冰溫技術貯藏鴨梨。研究發現,鴨梨在(0±0.5)℃、30cm2硅窗面積貯藏條件下,貯藏90d時,呼吸強度最低,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照組,而MDA含量呈現上升趨勢,貯藏90d基本無腐爛,表明冰溫技術能保持果實較好的質地和風味。冰溫技術為果蔬貯藏提供了更多品質保障。另外,將其他保鮮技術與冰溫技術結合,如將氣調包裝與冰溫結合,形成混合式柵欄技術,也可以有效延長保質期。
2.2水產品冰溫貯藏
水產品一直以其鮮美口感深受大眾喜愛。但水產品在運輸過程中,死亡率較高,損失較大。冰溫優于冷藏和冷凍,可以較好地保留產品的原汁原味,提高產品的新鮮度。陶磊、凌萍華等人對南美白對蝦進行冰溫貯藏保鮮研究,分別研究其PH、TBA、菌落總數、亮度、汁液流失率等。結果表明,冰溫與保鮮劑結合能夠延長南美白對蝦的貯藏期,使其保鮮效果更好、品質更佳。李雙梅、楊華等人研究冰溫貯藏對鰱魚、草魚、鯉魚肉糜制品品質的影響,發現鰱魚、草魚、鯉魚三種魚肉糜的硬度、彈性、黏聚性、咀嚼度降低較慢,可貯藏3周。研究表明,冰溫技術可以更好地保存魚肉糜,使其質感更佳。
2.3其他肉類冰溫貯藏
2.3.1雞鴨肉冰溫貯藏。李莎莎等人研究發現,冰溫貯藏可以很好地控制雞肉菌落總數,a*值先升高后降低,持水性下降較為緩慢,硬度和彈性較對照組更佳,TBA值先上升再趨于平緩,延緩了雞肉脂質氧化,TVB-N值在16d時達到20.32/100g,仍屬于二級鮮度,菌落總數在18d時為1.5×106CFU/g,剛有變質跡象,而對照組在6d時菌落總數已經超過國家標準。許立興等人將新鮮鴨胸肉分別置于4℃和-1℃環境中貯藏,定期取樣測定其菌落總數、pH值、TVB-N值、失水率、感官性狀等指標。冰溫貯藏30d時鴨肉變質,而對照組在10d時已經變質,結果表明,冰溫技術對鴨肉有很好的保質保鮮作用,可以延長其貨架期。2.3.2牛羊肉冰溫貯藏目前,冰溫氣調保鮮方法已應用于牛羊肉的貯藏保鮮,可以較好地抑制微生物生長,對保持肉類新鮮度有很大幫助。若優化更多參數,如溫度、氣體比例、包裝材料等,會讓貯藏效果更佳。孫天利等人對牛肉進行研究,采用冰溫結合真空保藏,測定TPA、剪切力、肌節長度、巰基含量、二級結構含量等指標。結果表明,貯藏過程中,對照組菌落總數增長更緩慢,TVB-N值變化速度較平緩,pH值變化速度Zv<Z。真空包裝除了不能很好地保持水分,其他指標均較好。趙菲將冰溫技術與超高壓或氣調保鮮技術相結合,分別對不同處理方式的肉類進行品質測定,研究牛羊肉的保鮮狀態。結果表明,經超高壓處理的牛肉冰溫保鮮時間可達32d,比對照組延長了7d。在28d時,超高壓組牛肉的品質穩定,仍被大眾接受,普通組樣品已不能食用。因此,超高壓結合冰溫,可以更好地保證鮮肉品質,延長保鮮時間。
3超冰溫技術和冰膜貯藏技術
3.1超冰溫技術
冰溫技術是在冷藏、冷凍技術基礎上的突破,而超冰溫技術則是冰溫技術的新飛躍。超冰溫技術通過調節冷卻速度等特殊技法,讓食品在低于冰點的溫度下不凍結,從而更好地貯藏食品。超冰溫技術能夠顯著抑制果蔬采后貯藏過程中的呼吸作用,使其口感更佳。超冰溫技術優于冰溫技術,可以讓種子在基本沒有氧氣的狀態下生長,冰溫則未可。將超冰溫技術運用于牛肉貯藏:先將牛肉降溫到(2±0.3)℃,然后按照連續降溫程序降溫到-1.0~-3.0℃,保持該貯藏溫度,使牛肉實現超冰溫貯藏。這種連續降溫方式,可讓牛肉一直處于不凍結狀態,貯藏時間最長可以達到90d,一般條件下也能達到75d。超冰溫技術在果蔬貯藏上也有應用。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貯藏意大利葡萄。研究結果:腐爛率,-3℃超冰溫貯藏葡萄在40d時的好果率仍達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40d時的脫果率僅為0.68%,而冰溫貯藏的脫果率超過2%;裂果率,冰溫貯藏葡萄在30d時的裂果率達1.65%,而-3℃超冰溫貯藏葡萄的裂果率在50d時僅為1.32%;從葉綠素、可滴定酸、Vc、可溶性固形物的含量來看,超冰溫組的前三項含量均很高,證明超冰溫貯藏可以很好地保持果實的色澤和口感,保證其品質。
3.2冰膜貯藏技術
冰膜貯藏技術,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膜,以避免低溫凍害。以洋白菜為研究對象,在-3℃環境下將洋白菜冷卻至0℃左右,在-0.8℃環境中貯藏,持續8d向其表面間隙地噴水霧,使表層形成0.5mm厚度的冰膜。運用冰膜技術后,洋白菜僅受到小凍害,在室溫下經過4d的升溫,可以慢慢復原本色,兩個月后會變成深綠色。研究表明,洋白菜經冰膜處理后再冰溫貯藏,保鮮效果更佳,保存時間更長久。目前,冰溫技術發展迅速。將超冰溫技術應用到食品貯藏中,是一個突破點也是難點。難在如何找到食品最佳冰點、如何普及基本設施、如何保證資金投入、如何將冰溫技術與其他貯藏方式相結合以更全面地保障食品質量。我國引入冰溫技術較晚,普及度不高,且經驗不足,還需不斷深入研究,將該技術很好地應用于生活中。
作者:李劍 高向陽 馬麗萍 單位:華南農業大學 廣東食品藥品職業學院