水產(chǎn)品冰鮮技術(shù)的研究進(jìn)展

黎 柳 謝 晶

LI Liu 1，2 XIE Jing 1，2

（1.上海水產(chǎn)品加工與貯藏工程技術(shù)研究中心，上海 201306；2.上海海洋大學(xué)食品學(xué)院，上海 201306）

（1.Shanghai Engineering Research Center of Aquatic Product Processing ＆ Preservation，Shanghai 201306，China；2.College of Food Science and Technology，Shanghai Ocean University，Shanghai 201306，China）

目前，中國(guó)已成為世界上淡水養(yǎng)殖規(guī)模最大、水產(chǎn)品消費(fèi)市場(chǎng)容量最大的國(guó)家。由于水產(chǎn)品富含水分、蛋白質(zhì)以及不飽和脂肪酸，容易受外界環(huán)境影響而發(fā)生腐敗變質(zhì)［1］，據(jù)統(tǒng)計(jì)［2］，2012年中國(guó)水產(chǎn)品總產(chǎn)量達(dá)6 000萬(wàn)t，其中每年由于貯藏方法不當(dāng)?shù)纫蛩貙?dǎo)致的水產(chǎn)品浪費(fèi)不低于總產(chǎn)量的10%。所以必須加強(qiáng)和重視水產(chǎn)品的保鮮。

目前，水產(chǎn)品的鮮度評(píng)定方法主要可概括為感官評(píng)定、化學(xué)指標(biāo)分析 （如K 值、揮發(fā)性鹽基氮（TVB－N）、三甲胺（TMA）、次黃嘌呤、p H 值、吲哚等）、物理指標(biāo)分析（僵硬指數(shù)、質(zhì)構(gòu)、色差等）、以及微生物指標(biāo)分析等［3］。而影響水產(chǎn)品鮮度品質(zhì)主要可歸結(jié)為微生物繁殖以及酶的作用。溫度是影響食品腐敗變質(zhì)的最重要因素，在低溫環(huán)境下，微生物生長(zhǎng)和生化反應(yīng)速率都得到有效抑制。低溫保藏是目前保藏食品使用最多的方法，而冰藏保鮮的歷史早在中國(guó)的東周時(shí)期就有記載［4］。根據(jù)貯藏溫度的不同，水產(chǎn)品低溫保鮮方法可分為凍藏保鮮（－18℃以下）、微凍保鮮（－3～－5℃）、冰溫保鮮（食品凍結(jié)點(diǎn)以上0℃以下）、冰鮮（0℃）、冷藏（0～10℃）等。而冰鮮不僅能更好的控制食品的溫度波動(dòng)，而且還能減少水產(chǎn)品在貯藏過(guò)程中的水分流失，顯著提高水產(chǎn)品的感官質(zhì)量，這是其他低溫保鮮方法所不具備的優(yōu)點(diǎn)。冰鮮技術(shù)是采用機(jī)制冰或天然冰將漁獲物的溫度維持在冰的融點(diǎn)附近，且能最大限度保留海鮮的營(yíng)養(yǎng)與鮮美，特別是隨著制冷技術(shù)的不斷發(fā)展以及各種保鮮方法的深入研究，冰鮮技術(shù)結(jié)合其他保鮮技術(shù)的研究也越來(lái)越深入。文章介紹了冰鮮技術(shù)在水產(chǎn)品中的應(yīng)用研究，為冰鮮技術(shù)的深化研究提供理論參考和依據(jù)。

1 水產(chǎn)品低溫保鮮原理與技術(shù)

由于水產(chǎn)品腐敗變質(zhì)的原因主要是水產(chǎn)品本身帶有的或儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中感染的微生物，在適宜環(huán)境條件下生長(zhǎng)繁殖，分解魚(yú)體蛋白質(zhì)、氨基酸、脂肪等成分并產(chǎn)生有異臭味和毒性的物質(zhì)，致使水產(chǎn)品腐敗變質(zhì)［5］；另一方面是水產(chǎn)品本身含有的酶在一定環(huán)境條件下發(fā)生酶促反應(yīng)促進(jìn)其自身腐敗變質(zhì)［6］。在儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中，要保證水產(chǎn)品的鮮度，必須控制好上述兩個(gè)因素，而溫度是微生物生長(zhǎng)繁殖的重要條件。各種微生物的最適生長(zhǎng)溫度不同，超過(guò)其最適生長(zhǎng)溫度范圍，就會(huì)使之停止生長(zhǎng)甚至死亡，如朱天祥等［7］報(bào)道了冰藏后大黃魚(yú)的細(xì)菌總數(shù)和假單胞菌數(shù)顯著低于活魚(yú)加工結(jié)束后中心溫度超過(guò)8℃的魚(yú)，以及加工結(jié)束后中心溫度未超過(guò)8℃的魚(yú)。在低溫下魚(yú)體的細(xì)菌繁殖受到抑制，有利于其保藏。酶的作用與溫度也有密切關(guān)系。當(dāng)溫度超過(guò)一定范圍時(shí)，酶活性即受到抑制或失活。所以降低溫度可以使微生物停止繁殖，甚至死亡，使酶反應(yīng)能力減弱或喪失，進(jìn)而延長(zhǎng)水產(chǎn)品的鮮活期。

2 水產(chǎn)品冰鮮原理與應(yīng)用

2.1 水產(chǎn)品冰鮮原理

冰鮮技術(shù)是基于低溫保藏原理上的一種保鮮技術(shù)，即用機(jī)制冰或天然冰將食品的溫度降低到接近冰的融點(diǎn)以維持其細(xì)胞的活體狀態(tài)，可以很好的保持食品的原有風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)，在水產(chǎn)品的貯運(yùn)、銷(xiāo)售等環(huán)節(jié)應(yīng)用十分廣泛。其保鮮期的長(zhǎng)短與水產(chǎn)品的種類、用冰前的鮮度、用冰量以及保藏方法等有關(guān)。此外，冰鮮能延緩與水產(chǎn)品腐敗有關(guān)的揮發(fā)性氮類物質(zhì)的生成，同時(shí)能逐漸積累和鮮度有關(guān)的氨基酸［8］。雖然冷藏溫度也能到達(dá)冰藏的溫度0℃，但冰藏的保鮮效果卻比冷藏要好，周忠云等［9］對(duì)比了0℃條件下冰藏和冷藏對(duì)松浦鏡鯉的品質(zhì)影響，結(jié)果表明，冰藏（0℃）組的微生物、TVBN、電導(dǎo)率、K 值等指標(biāo)要優(yōu)于冷藏（0℃）組，其儲(chǔ)藏期為18 d，而冷藏組為12 d。另外，郭全友等［10］探討了養(yǎng)殖大黃魚(yú)在加工和冰藏過(guò)程中鮮度和細(xì)菌類型的變化，研究表明：冰藏初期TVB－N增長(zhǎng)緩慢，在第18天時(shí)才達(dá)到感官剔出點(diǎn)，且冰藏4 d后僅能分離出4種不同類型的細(xì)菌，說(shuō)明冰藏能夠有效的抑制微生物的生長(zhǎng)。Santiago等［11］探討了大菱鲆在冰藏期間的生化和質(zhì)量的變化，貯藏14 d后（時(shí)）感官質(zhì)量仍處于很好的范圍內(nèi)，19 d后才達(dá)到不可接受范圍。

2.2 水產(chǎn)品復(fù)合冰鮮技術(shù)的應(yīng)用

常規(guī)的冰鮮雖然具有一定的保鮮效果，但還是不能滿足人們對(duì)水產(chǎn)品品質(zhì)和保鮮期的需求。近年來(lái)，隨著對(duì)各種保鮮技術(shù)的深入研究，在實(shí)際應(yīng)用研究當(dāng)中，幾種不同保鮮方法的相互結(jié)合成為水產(chǎn)品保鮮研究的熱點(diǎn)。

2.2.1 臭氧結(jié)合冰鮮技術(shù)在水產(chǎn)品中的應(yīng)用 臭氧（ozone）作為一種強(qiáng)氧化劑，可以和不飽和脂肪酸、核蛋白（氨基酸）及有機(jī)氨等發(fā)生反應(yīng)，具有很強(qiáng)的殺菌、消毒和降解有機(jī)物的作用，臭氧殺菌后分解為氧氣，具有無(wú)毒、無(wú)害、無(wú)任何殘留的特點(diǎn)，在食品工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用［12］。臭氧能利用它的強(qiáng)氧化能力殺滅部分微生物，可應(yīng)用于水產(chǎn)品保鮮中，但由于臭氧容易還原分解為氧氣，難以保存。為此可利用臭氧開(kāi)發(fā)出臭氧冰，將臭氧封存于冰中，使其能夠長(zhǎng)時(shí)間保存和便于使用。將高濃度的臭氧溶解于水中，得到一定濃度的臭氧水，然后將其持續(xù)快速的送入高速制冰機(jī)中或直接置于低溫環(huán)境下快速凍結(jié)即可制成臭氧冰［13］。臭氧冰應(yīng)用于水產(chǎn)品的保鮮，除了保持臭氧原有的性能和功效外，其最大優(yōu)點(diǎn)是緩釋，因而具有持續(xù)的殺菌能力，保鮮效果好，使用方便，是一種很有前途的水產(chǎn)品保鮮技術(shù)［14］。徐澤智等［15］對(duì)臭氧冰延長(zhǎng)水產(chǎn)品保鮮期的試驗(yàn)進(jìn)行了探討，試驗(yàn)表明：臭氧冰具有顯著的抑菌殺菌作用，能減少TVB－N的產(chǎn)生和提高產(chǎn)品的感官質(zhì)量，可延長(zhǎng)其保鮮期3～5 d；且通過(guò)對(duì)比得出濃度為5 mg／kg的臭氧冰對(duì)對(duì)蝦和羅非魚(yú)的保鮮效果最好。刁石強(qiáng)的研究［16］也表明：濃度為5 mg／kg的臭氧冰應(yīng)用于羅非魚(yú)片的保藏也能延長(zhǎng)其貨架期3～4 d。郭姍姍［17］使用臭氧冰保藏脆肉鯇魚(yú)片，也得出類似的結(jié)果。

2.2.2 生物保鮮劑結(jié)合冰鮮技術(shù)在水產(chǎn)品中的應(yīng)用 生物保鮮劑（bio－preservation）是從動(dòng)植物、微生物中提取的天然的或利用現(xiàn)代生物工程技術(shù)得到的保鮮劑。有些生物保鮮劑含有抗菌活性物質(zhì)（如乳酸鏈球菌素），能抑制甚至殺死水產(chǎn)品中的腐敗微生物，減緩TVB－N的產(chǎn)生，以到達(dá)保鮮的目的；還有些具有抗氧化能力（如茶多酚），能防止不飽和脂肪酸等的氧化而造成的品質(zhì)敗壞；此外，某些生物保鮮劑還能抑制酶的活性，提高水產(chǎn)品的感官品質(zhì)；其中抗菌劑能在表面形成一層保護(hù)膜，以防止微生物污染和降低水產(chǎn)品水分損耗，從而保持水產(chǎn)品品質(zhì)。由于溶菌酶、乳酸鏈球菌素、抗菌肽、茶多酚、殼聚糖以及植物精油等具有安全、高效的特點(diǎn)而得到大家的廣泛關(guān)注，近年來(lái)生物保鮮劑在水產(chǎn)品中的應(yīng)用也成為研究熱點(diǎn)。Attouchi等［18］使用1%百里香粉結(jié)合冰藏處理野生和養(yǎng)殖金頭鯛魚(yú)片，能延長(zhǎng)其貨架期5 d左右。范文教等［19］發(fā)現(xiàn)使用0.2%茶多酚浸漬處理鰱魚(yú)后冰藏能使鰱魚(yú)品質(zhì)得到良好的微生物指標(biāo)、化學(xué)指標(biāo)（p H，TVB－N，TBA，K值）以及感官指標(biāo)，貨架期也得以延長(zhǎng)。將水產(chǎn)品使用生物保鮮劑進(jìn)行預(yù)處理后冰鮮或制成含生物保鮮劑的冰，將成為水產(chǎn)品保鮮的一個(gè)新途徑。

2.2.3 化學(xué)保鮮劑結(jié)合冰鮮技術(shù)在水產(chǎn)品中的應(yīng)用 化學(xué)保鮮劑保鮮是借助各種藥物的殺菌或抑菌作用，單獨(dú)或與其他保鮮方法相結(jié)合的保鮮方法。目前中國(guó)水產(chǎn)加工行業(yè)采用的化學(xué)保鮮方法主要是使用食品添加劑（防腐劑、殺菌劑、抗氧化劑等）?；瘜W(xué)冰是使用化學(xué)保鮮劑配置成一定濃度的溶液后，再將其制成冰。曾名勇等［20］對(duì)化學(xué)冰保鮮尼羅非鯽進(jìn)行了研究，用純水冰作對(duì)比，將分別含有0.1%山梨酸鉀和0.5%低分子殼聚糖的冰作為試驗(yàn)組，分析表明：試驗(yàn)組的保鮮效果明顯好于對(duì)照組，其保鮮期較對(duì)照組要延長(zhǎng)6 d以上。Mohan等［21］使用O2吸收劑加上乙酸鈉處理對(duì)冰藏馬鮫魚(yú)排的保質(zhì)期能夠延長(zhǎng)至25 d，而只用O2吸收劑和只用乙酸鈉處理的樣品組的保質(zhì)期分別為12，20 d。多聚磷酸鹽能夠改變?nèi)獾膒 H值、絡(luò)合金屬離子、提高體系的離子強(qiáng)度和解離肌動(dòng)球蛋白以及具有抑菌作用等，在肉類加工中的應(yīng)用廣泛［22］。Etemadian等［23］用2%三聚磷酸鈉、2%焦磷酸鈉以及這兩者的混合物（1%三聚焦磷酸鈉＋1%焦磷酸鈉）分別處理里海白魚(yú)片后進(jìn)行冰藏后發(fā)現(xiàn)：磷酸鹽處理不會(huì)影響TVB－N值、持水力和總巰基含量，但能降低脂質(zhì)氧化和提高質(zhì)地品質(zhì)；根據(jù)微生物的分析結(jié)果，與單純的冰藏相比，多聚磷酸鹽能夠延長(zhǎng)里海白魚(yú)片3 d的貨架期。另外，Ete－madian等［24］還發(fā)現(xiàn)將里海白魚(yú)片用2%三聚磷酸鈉、2%焦磷酸鈉以及這兩者的混合物（1%三聚焦磷酸鈉＋1%焦磷酸鈉）分別處理并結(jié)合真空包裝和冰藏。試驗(yàn)表明，與儲(chǔ)存在空氣中和真空包裝相比，磷酸鹽預(yù)處理和真空包裝對(duì)減少微生物數(shù)量、延緩硫代巴比妥酸和揮發(fā)性鹽基氮的生成有協(xié)同效應(yīng)；與單純的真空包裝相比，用三聚磷酸鈉對(duì)里海白魚(yú)片進(jìn)行預(yù)處理能夠?qū)⑵湄浖芷谘娱L(zhǎng)至15 d。在水產(chǎn)品中添加一定量的多聚磷酸鹽能夠減少水產(chǎn)品的水分損失以改善其品質(zhì)，在儲(chǔ)存和運(yùn)輸過(guò)程中將具有廣泛的應(yīng)用前景。由于化學(xué)保鮮劑具有低成本、效果好的優(yōu)點(diǎn)再加上冰鮮技術(shù)的廣泛使用，在食品保鮮中的應(yīng)用將更加突出。

2.2.4 輻照保鮮結(jié)合冰鮮技術(shù)在水產(chǎn)品中的應(yīng)用 輻照保鮮技術(shù)（irradiation preservation）是利用物理射線（如紫外線、α射線、β射線、γ射線、電子束等）破壞微生物的DNA，導(dǎo)致其不能生長(zhǎng)繁殖，此外還可破壞細(xì)菌細(xì)胞膜的功能，阻礙微生物的代謝活動(dòng)，達(dá)到殺菌保鮮的目的［25］。輻照保鮮效果與溫度、氧氣、初始菌落、微生物種類、食品種類、輻照劑量等有關(guān)［26］。劉冰冰［27］使用不同劑量的電子束處理美國(guó)紅魚(yú)后冰藏，發(fā)現(xiàn)電子束輻照能顯著降低美國(guó)紅魚(yú)的菌落總數(shù)，且TVB－N值和POV值的增加速度低于對(duì)照組（不經(jīng)過(guò)電子束照射的冰藏組），并進(jìn)一步分析得出采用4 kGy電子束劑量的美國(guó)紅魚(yú)質(zhì)量最佳，其保質(zhì)期能達(dá)到18 d左右。楊憲時(shí)［28］將大黃魚(yú)用1 k Gy和2 kGy劑量的伽瑪射線處理后冰藏與對(duì)照組（未經(jīng)輻照處理的冰藏大黃魚(yú)）進(jìn)行比較，結(jié)果顯示，經(jīng)過(guò)輻照處理后的冰藏大黃魚(yú)的貨架期大大延長(zhǎng)，其中經(jīng)過(guò)1 k Gy劑量的大黃魚(yú)的貨架期比對(duì)照組要延長(zhǎng)13 d，2 k Gy劑量組的延長(zhǎng)9 d。

2.2.5 流化冰用于冰鮮技術(shù)在水產(chǎn)品中的應(yīng)用 冰的形態(tài)也是影響冰鮮效果的重要因素。流化冰是含有懸浮冰晶粒子的鹽水溶液，其冰晶粒子直徑為0.25～0.80 mm［29］。流化冰能將產(chǎn)品溫度控制在0℃以下，延長(zhǎng)產(chǎn)品保鮮期［30］。流化冰相比于傳統(tǒng)的碎冰，其冷卻速度更快，冷卻溫度也比傳統(tǒng)碎冰要低1.5℃［31］。流化冰的溫度與鹽溶液的濃度以及冰與鹽水的比例等有關(guān)，此外，流化冰在冰特性、保鮮上的應(yīng)用、制冰設(shè)施等都要優(yōu)于傳統(tǒng)冰。流化冰在國(guó)外的研究比較多，包 括 小 龍 蝦［32］、鱈 魚(yú)［33］、大 菱 鲆［34］、鮭 魚(yú)［35］、馬 鯖魚(yú)［36］、金頭鯛［37］、鱸魚(yú)［34］、沙丁魚(yú)［38］等，但在中國(guó)相對(duì)較少。Rodríguez等［30］通過(guò)感官分析和微生物評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)相比于片冰（保鮮期為5 d），流化冰能夠明顯延長(zhǎng)冷凍歐洲鱈魚(yú)的保鮮期至12 d；而且流化冰還能抑制p H、揮發(fā)性鹽基氮以及三甲胺的上升；且流化冰保藏組的總需氧菌和蛋白水解菌數(shù)也顯著低于片冰保藏組。

臭氧流化冰保鮮是利用高濃度臭氧制取流化冰來(lái)保鮮漁獲物，既可起冷卻作用，又能利用臭氧的強(qiáng)力殺菌作用殺滅微生物，具有雙重保鮮作用。研究［39］表明使用臭氧流化冰保藏對(duì)蝦時(shí)，當(dāng)臭氧濃度為10 mg／L時(shí)，臭氧流化冰的保鮮效果最佳，且比普通流化冰的保藏期要延長(zhǎng)6 d。Campos等［40］做了用臭氧流化冰保藏沙丁魚(yú)的試驗(yàn)，根據(jù)感官分析得出，貯藏在臭氧流化冰中的沙丁魚(yú)保質(zhì)期為19 d，而貯藏在流化冰和傳統(tǒng)片冰的保質(zhì)期分別為15，8 d，其好氧嗜溫菌、嗜冷菌、厭氧菌、大腸桿菌以及魚(yú)肉中分解脂肪和蛋白質(zhì)的微生物相比于流化冰和傳統(tǒng)片冰的都顯著降低，同時(shí)流化冰的使用能減緩TVB－N和TMA－N的生成。用流化冰結(jié)合臭氧還能更好的控制p H和TMA－N的形成。由此可以推斷使用臭氧流化冰能夠保持水產(chǎn)品的品質(zhì)，大大延長(zhǎng)其保質(zhì)期。

3 展望

目前復(fù)合保鮮技術(shù)的研究已成為水產(chǎn)品保鮮研究的重點(diǎn)，冰鮮技術(shù)與其他保鮮技術(shù)結(jié)合的研究也在不斷深入，其研究方向可以向著以下幾方面發(fā)展。

（1）氣調(diào)包裝（modified atmosphere packaging，MAP）保鮮技術(shù)：采用高阻隔性的包裝材料將食品密封于人工混合氣體的環(huán)境中以改變食品貯藏環(huán)境，從而減緩化學(xué)反應(yīng)速度，抑制微生物生長(zhǎng)和酶促反應(yīng)，以達(dá)到保藏食品的目的。在不久的將來(lái)，隨著氣調(diào)包裝與冰鮮技術(shù)的深入研究，氣調(diào)包裝結(jié)合冰鮮技術(shù)將成為水產(chǎn)品保鮮的一個(gè)新的研究方向。

（2）減壓保鮮技術(shù)：這是一種特殊的氣調(diào)保鮮技術(shù)，是通過(guò)降低食品貯藏容器內(nèi)的大氣壓來(lái)保鮮食品的一種先進(jìn)貯藏保鮮技術(shù)。具有如下優(yōu)點(diǎn)：① 可達(dá)到低O2濃度和超低O2濃度效果且不會(huì)造成缺氧傷害；② 抑制細(xì)菌尤其是霉菌的繁殖；③ 減少水分的流失等［41］。由于減壓貯藏保鮮理論和技術(shù)上的先進(jìn)性，比普通冷藏和氣調(diào)貯藏有了明顯的進(jìn)步，可在水產(chǎn)品保鮮方面發(fā)揮巨大作用［42－44］。因此將減壓保藏與冰鮮結(jié)合起來(lái)將成為以后水產(chǎn)品保鮮的一個(gè)新方向。

（3）生物保鮮劑保鮮：作為目前食品保鮮研究的熱點(diǎn)，將生物保鮮劑與冰鮮技術(shù)結(jié)合將具有十分重要的研究?jī)r(jià)值，因此可作為未來(lái)冰鮮技術(shù)的研究方向。

由于流化冰相比于傳統(tǒng)冰，其冰粒微小、冷卻均勻、冷卻的速度快、溫度低以及制冰能耗低和可直接用海水制取等優(yōu)點(diǎn)，在海洋漁業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用前景廣泛，因此對(duì)流化冰技術(shù)的深入研究將成為未來(lái)冰鮮技術(shù)的重點(diǎn)。

多種保鮮手段復(fù)合處理水產(chǎn)品并與冰鮮技術(shù)相結(jié)合將成為水產(chǎn)品保鮮技術(shù)的一個(gè)重要研究方向，不同優(yōu)點(diǎn)保鮮技術(shù)的相互結(jié)合能更加全面高效地保持水產(chǎn)品品質(zhì)，延長(zhǎng)其貨架期。

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