流化冰結(jié)合臭氧在水產(chǎn)品保鮮中的應(yīng)用

劉 鋒 謝 晶

(1. 上海水產(chǎn)品加工及貯藏工程技術(shù)研究中心，上海 201306；2. 上海冷鏈裝備性能與節(jié)能評價專業(yè)技術(shù)服務(wù)平臺，上海 201306；3. 食品科學(xué)與工程國家級實驗教學(xué)示范中心﹝上海海洋大學(xué)﹞，上海 201306;4. 上海海洋大學(xué)食品學(xué)院，上海 201306)

水產(chǎn)品富含水分，具有組織脆弱松軟、不飽和脂肪酸含量高等特性，在貯藏、運輸和銷售期間易發(fā)生腐敗變質(zhì)[1]，必須重視和加強(qiáng)對水產(chǎn)品的保鮮。

目前，水產(chǎn)品保鮮方式包括低溫保鮮、氣調(diào)保鮮、生物保鮮、化學(xué)保鮮等，而冰保鮮是水產(chǎn)品保鮮中的常用方法之一[2]。流化冰以海水為原料制取，其載冷能力是冷凍水的1.8～4.3倍[3]，與傳統(tǒng)冰相比，流化冰冰晶粒子細(xì)小圓滑、柔順易流動，可填充到任何孔隙，與產(chǎn)品緊密接觸，能迅速降低水產(chǎn)品體溫，有效地抑制產(chǎn)品氧化和細(xì)菌繁殖，從而延長貨架期[4]。流化冰保鮮方法在美歐國家已被成功使用，中國研究還處于初步階段[5]。本文回顧近年來國內(nèi)外流化冰、臭氧技術(shù)應(yīng)用于水產(chǎn)品保鮮的研究進(jìn)展，并探討流化冰結(jié)合臭氧對水產(chǎn)品的保鮮效果，以期找到一種成本低、效果佳的保鮮方式，延長水產(chǎn)品貨架期，降低流通過程中的損耗，獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益。

1 流化冰保鮮技術(shù)

1.1 流化冰的制備

制冰的方法可分為靜態(tài)制冰與動態(tài)制冰兩種。流化冰制冰過程一般為動態(tài)制冰過程，利用鹽溶液的物化特性，將鹽水等水溶液降溫至低于0 ℃的一定溫度，此時冰從溶液中以細(xì)小冰晶的形式結(jié)晶出來，懸浮在水溶液表面，形成了具有流動性的細(xì)小顆粒流化冰，這與傳統(tǒng)上將水冷卻至冰點以下使其相變而結(jié)晶的靜態(tài)制冰方式不同[6]。

1.2 流化冰的特點

流化冰是一種雙相體系，由分散在海水中的微觀和球形冰晶組成，冰晶粒子柔順圓滑，直徑為0.2～0.8 mm。流化冰具有以下特點[7-10]：① 流化冰由數(shù)量眾多的冰粒子組成，具有較大的表面積，提高了熱交換能力，使水產(chǎn)品快速冷卻，此外流化冰可進(jìn)入水產(chǎn)品之間的狹小縫隙，實現(xiàn)均勻冷卻；② 流化冰生成設(shè)備可直接利用海水制取，無需額外配置專用的制冰設(shè)施，減少了設(shè)備投入，節(jié)約了成本；③ 流化冰冰晶粒子呈球形幾何狀，沒有棱角，對貯藏期間水產(chǎn)品的物理損傷??；④ 流化冰作為一種可以流動的冰，具備冰的高冷含量和液體的流動性，可經(jīng)由泵通過管道輸送，減少了冷量的損失。

1.3 流化冰在水產(chǎn)品保鮮中的應(yīng)用

目前，流化冰技術(shù)已成功應(yīng)用在水產(chǎn)品加工、貯藏、運輸以及銷售等環(huán)節(jié)，可以較好地保持水產(chǎn)品的鮮度、風(fēng)味和營養(yǎng)。采用流化冰保鮮水產(chǎn)品，不僅可以使水產(chǎn)品快速冷卻，還能有效隔絕空氣、防止氧化，抑制細(xì)菌繁殖，從而延長水產(chǎn)品的貨架期。Zakhariya等[11]研究了流化冰貯藏對尖吻鱸微生物和理化性質(zhì)的影響，分析結(jié)果得出，與貯藏在片冰中的相比，尖吻鱸在流化冰中的感官和生化品質(zhì)得到了更好的保持，菌落總數(shù)、總需氧量、厭氧菌和大腸菌群數(shù)較低，pH值和TVB-N以及TMA-N含量較低，核苷酸降解速率減慢，從而使質(zhì)量得到更好的保持，延長了貨架期。Bin等[12]對流化冰冷藏金槍魚進(jìn)行了研究，并用傳統(tǒng)片冰作對比，結(jié)果表明：流化冰貯藏顯著抑制了魚肉中的微生物生長和肌原纖維蛋白降解，感官分析也清楚地顯示冷藏在流化冰中金槍魚的外觀和風(fēng)味都得到了更好的保持。Murthy等[13]做了用流化冰保藏魷魚的試驗，與傳統(tǒng)片冰作對比，分析結(jié)果可得：使用流化冰貯藏魷魚減少了含氮物質(zhì)的形成，延緩了pH值的升高，其TVB-N值、游離脂肪酸含量、硫代巴比妥酸指數(shù)相比于傳統(tǒng)片冰都顯著降低，并具有更好的抑制脂質(zhì)水解和氧化的作用。高萌等[14]把鰹魚作為研究對象，以空白和傳統(tǒng)碎冰處理作對照，研究流化冰處理對鰹魚的微生物特性及理化性質(zhì)的影響，結(jié)果表明：在-4 ℃冷藏18 d后，與傳統(tǒng)碎冰相比，流化冰保鮮使魚肉的pH值、TBA、TVB-N和菌落總數(shù)等指標(biāo)都顯著低于空白和傳統(tǒng)碎冰處理組，可見流化冰保鮮可有效減緩魚體的腐敗進(jìn)程，更好地保持其感官品質(zhì)和鮮度，延長貨架期。王強(qiáng)等[15]用流化冰貯藏生鮮南美白對蝦，以空白和碎冰保鮮作對照，結(jié)果表明：在0～16 d冷藏期內(nèi)，流化冰組蝦的感官品質(zhì)、肌肉質(zhì)構(gòu)特性保持最佳，并且相比于空白和傳統(tǒng)碎冰保鮮組，流化冰處理的蝦pH值、TBA、TVB-N含量均顯著降低，延長了產(chǎn)品的貨架期。

綜上所述，流化冰技術(shù)在冷藏保鮮方面具有獨特優(yōu)勢，可顯著減緩魚體的腐敗進(jìn)程，延長產(chǎn)品貨架期。隨著流化冰制冰技術(shù)的逐步完善以及對其特性研究的逐步深入，流化冰應(yīng)用領(lǐng)域正在不斷拓展。另外，相比于化學(xué)保鮮劑會產(chǎn)生殘留和生物保鮮劑的昂貴，流化冰作為新型的綠色保鮮介質(zhì)，對中國貫徹節(jié)能減排方針、走可持續(xù)發(fā)展道路有著重大意義[16]。

2 臭氧保鮮技術(shù)

臭氧是一種廣譜、高效、快速的殺菌劑[17]。臭氧消毒后直接分解為氧氣，具有低殘留、環(huán)境友好型的特點，被廣泛應(yīng)用于果蔬、肉類、乳制品和谷類等食品的防腐保鮮[18-20]。近年來，臭氧在食品行業(yè)中的應(yīng)用日益廣泛，特別是關(guān)于臭氧在水產(chǎn)品貯藏保鮮及其加工中的應(yīng)用研究不斷增加[21]。

2.1 臭氧在農(nóng)產(chǎn)品保鮮中的應(yīng)用

近年來，臭氧由于其殺菌廣譜、殺菌徹底、無殘留等優(yōu)點，已經(jīng)成功運用于果蔬保鮮、糧食貯藏保鮮等領(lǐng)域。王肽等[22]用臭氧水處理鮮切茄子，10 ℃條件下貯藏，結(jié)果表明：臭氧水可有效降低茄子的多酚氧化酶活性，降低其呼吸強(qiáng)度，大量消滅其表面微生物，從而延長了鮮切茄子的保質(zhì)期。羅丹等[23]用濃度為2.07，6.20，10.34 mg/m3的臭氧處理番茄，結(jié)果發(fā)現(xiàn)通入濃度為10.34 mg/m3臭氧氣體的番茄貯藏效果最好，有效降低了番茄的呼吸強(qiáng)度，并對其果實香氣有抑制作用，從而顯著提高了番茄的貯藏保鮮效果。白友強(qiáng)等[24]用臭氧在低溫環(huán)境下處理甜瓜，結(jié)果表明臭氧處理可有效抑制VC含量的下降，降低呼吸速率和腐爛指數(shù)，延長了低溫貯藏時間。另外，利用臭氧熏蒸殺滅害蟲可延長糧食的保質(zhì)期。

2.2 臭氧在水產(chǎn)品保鮮中的應(yīng)用

臭氧的抑菌或滅菌作用，通常是物理、化學(xué)及生物學(xué)等方面的綜合結(jié)果[25]。相比于常規(guī)滅菌方式，臭氧殺菌很好地保存了食品原有的質(zhì)地、風(fēng)味和營養(yǎng)成分，并且臭氧殺菌后直接分解為氧氣，不殘留任何有害物質(zhì)，是一種環(huán)境友好型技術(shù)。近年來，關(guān)于臭氧用于鮮活水產(chǎn)品保鮮的研究越來越多。Crowe等[26]采用臭氧噴霧處理大西洋鮭魚片并在4 ℃ 條件下貯藏，發(fā)現(xiàn)魚片中的單增李斯特菌數(shù)量顯著降低，而魚肉的脂質(zhì)氧化水平未見顯著性提高，從而延長了貨架期。Zhao等[27]評估了臭氧水處理對羅非魚品質(zhì)的影響，將羅非魚用4.5 mg/L的臭氧水滅菌30 min，于-18 ℃保存180 d，以未處理的魚片作對照，通過比較得出：經(jīng)臭氧水處理的魚片與對照組相比，丙二醛含量、K值和菌落總數(shù)在貯藏期間都顯著低于對照組，并且感官品質(zhì)得到改善。陳麗嬌等[28]研究了氣調(diào)包裝結(jié)合臭氧處理鱘魚片的保鮮效果，以未經(jīng)過臭氧預(yù)處理的作為對照，得出臭氧預(yù)處理能夠有效減緩TVB-N值升高和細(xì)菌總數(shù)增加，更好地保持了魚的感官品質(zhì)，與對照組相比，貯藏貨架期從28 d延長到32 d。袁勇軍等[29]以黃魚為研究對象，評價了臭氧處理和低溫貯藏黃魚的保鮮效果，得出濃度為4.68 mg/L的臭氧水浸泡處理黃魚15 min后的殺菌效果最好，可有效延緩TVB-N值升高，結(jié)合感官指標(biāo)，黃魚貨架期從4 d延長到8 d。刁石強(qiáng)等[30]測定了鳀在臭氧水處理后冰溫條件下貯藏的保鮮效果，試驗表明：采用濃度為2～3 mg/L的臭氧水處理鮮鳀，能夠有效減緩其脂肪氧化和抑制細(xì)菌繁殖，保鮮4 d后仍能達(dá)到海水魚國家二級鮮度標(biāo)準(zhǔn)，并且其TBA、TVB-N值和感官品質(zhì)都明顯優(yōu)于對照組，延長了產(chǎn)品的貨架期。

綜上所述，臭氧作為一種安全有效的抗菌劑應(yīng)用于水產(chǎn)品保鮮，可有效地保持產(chǎn)品的鮮度、風(fēng)味和營養(yǎng)，延長產(chǎn)品的貨架期。與其他消毒劑相比，臭氧處理樣品的時間較短、濃度較低，但如果使用不當(dāng)，臭氧同樣會造成水產(chǎn)品的品質(zhì)下降，如臭氧使用濃度過高會帶來對水生生物有毒害作用的副產(chǎn)物，甚至產(chǎn)生致死作用[31-32]。因此，優(yōu)化臭氧在水產(chǎn)品保鮮上的工藝就成為臭氧成功應(yīng)用的關(guān)鍵。隨著研究的進(jìn)一步深入，臭氧在水產(chǎn)品保鮮中的應(yīng)用將會更安全、更有效。

3 臭氧流化冰在水產(chǎn)品保鮮中的應(yīng)用

臭氧流化冰保鮮是利用高濃度臭氧水制取流化冰來保鮮漁獲物，既能起到冷卻作用，又能利用冰融化釋放出的臭氧的強(qiáng)力殺菌作用殺減微生物，具有雙重保鮮功效[33]。Campos等[34]評價了臭氧流化冰貯藏沙丁魚的保鮮效果，以傳統(tǒng)片冰和流化冰貯藏作對照，根據(jù)感官分析得出，貯藏在片冰和流化冰中沙丁魚的貨架期分別為8，15 d，而貯藏在臭氧流化冰中的貨架期則為19 d，其嗜冷菌、厭氧菌、大腸菌群數(shù)量相比于片冰和流化冰都顯著降低。另外，流化冰結(jié)合臭氧有效控制了pH變化和TMA-N的形成。陳偉等[35]研究了臭氧流化冰對南美白對蝦的保鮮效果，分別用濃度為3，5，10 mg/L的臭氧流化冰處理南美白對蝦，0 ℃下貯藏，結(jié)果表明臭氧流化冰能有效抑制蛋白質(zhì)的分解、TVB-N的產(chǎn)生以及明顯抑制蝦的pH值回升，從而控制南美白對蝦的黑變：經(jīng)過10 mg/L臭氧流化冰處理過的南美白對蝦，其貨架期從4 d延長到10 d。黃玉婷等[36]用臭氧流化冰處理梅魚，結(jié)果表明臭氧流化冰處理的梅魚pH值、TBA值和過氧化值都處于較低水平，感官品質(zhì)保持最佳，相比于用流化冰和碎冰處理的梅魚，延長了貨架期。

目前，國內(nèi)外對于臭氧流化冰技術(shù)應(yīng)用于水產(chǎn)品保鮮的報道還不多，大多是單一使用流化冰或者臭氧對水產(chǎn)品保鮮。而臭氧流化冰用于水產(chǎn)品的保鮮，除了保持臭氧原有的功效和性能外，其最大優(yōu)點就是殺菌能力強(qiáng)、保鮮效果好、適用范圍廣。隨著對該領(lǐng)域研究的進(jìn)一步深入，臭氧流化冰將成為水產(chǎn)品保鮮的一種重要方法[35]。

4 總結(jié)與展望

近年來，流化冰作為一種快速冷卻水產(chǎn)品的新技術(shù)，已經(jīng)受到了廣泛的關(guān)注[37-38]。目前，國外對流化冰保鮮技術(shù)的研究比較多，包括虎斑魚[39]、馬鮫魚[40]、三文魚[41]等，中國在此領(lǐng)域的研究尚處于起步階段。但是，基于流化冰自身快速、高效、環(huán)保的特性以及流化冰結(jié)合臭氧具有的雙重保鮮作用，臭氧流化冰應(yīng)用于水產(chǎn)品保鮮將成為一種必然趨勢，這樣也能更好地滿足人們對優(yōu)質(zhì)和安全水產(chǎn)品保鮮技術(shù)的需求。

然而，制取流化冰的溫度、鹽度以及成冰后的含冰量等都會影響水產(chǎn)品的冷卻與保鮮效果，利用動態(tài)法制取的流化冰在流動性、顆粒大小和穩(wěn)定性等方面也存在差異，實際應(yīng)用時需根據(jù)產(chǎn)品的需求來選擇不同的流化冰等，這些都是今后推廣流化冰應(yīng)用時需要解決的關(guān)鍵技術(shù)。因此，今后對流化冰的特性以及制冰技術(shù)還需進(jìn)一步研究。另一方面，如何有效控制臭氧在流化冰中的濃度及緩釋速度，也決定了臭氧流化冰的使用效果，有效地優(yōu)化臭氧在水產(chǎn)品加工中的應(yīng)用工藝也是該領(lǐng)域的研究課題。隨著研究的逐步深入，流化冰及臭氧流化冰用于水產(chǎn)品保鮮的前景會更加廣闊。