冷凍因素對(duì)水產(chǎn)品品質(zhì)的影響及冷凍保鮮的研究進(jìn)展

蔡路昀,臺(tái)瑞瑞,曹愛(ài)玲,周小敏,關(guān)榮發(fā),張宇昊,趙元暉,勵(lì)建榮,*

(1.生鮮農(nóng)產(chǎn)品貯藏加工及安全控制技術(shù)國(guó)家地方聯(lián)合工程研究中心,渤海大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院,遼寧錦州 121013;2.杭州海關(guān),浙江杭州 310007;3.浙江興業(yè)集團(tuán)有限公司,浙江舟山 316101;4.中國(guó)計(jì)量大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,浙江杭州 201306;5.西南大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院,重慶 400715;6.中國(guó)海洋大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院,山東青島 266100)

水產(chǎn)品富含豐富的優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)和氨基酸(如牛磺酸等)、不飽和脂肪酸(特別是DHA、EPA等)、無(wú)機(jī)鹽、維生素等人體所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。我國(guó)是水產(chǎn)品第一生產(chǎn)大國(guó),多年來(lái)水產(chǎn)品的產(chǎn)量居于世界首位[1]。水產(chǎn)品相比于其他產(chǎn)品,除了營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高外,其水分含量也相當(dāng)高。因此,為了更好地保證其質(zhì)量,一般采用冷凍結(jié)合其他保藏手段進(jìn)行貯藏,冷凍可以減緩水產(chǎn)品的劣變和病原體微生物的生長(zhǎng),降低大多數(shù)的生化反應(yīng)速度,同時(shí),也是各種食品貯藏手段中具有高度安全性的一種貯藏方法[2]。冷凍技術(shù)已被廣泛用于保持水產(chǎn)品品質(zhì)及其加工產(chǎn)品的感官質(zhì)量和營(yíng)養(yǎng),約50%的加工海產(chǎn)品和21%的海產(chǎn)品,以冷凍產(chǎn)品的形式提供給市場(chǎng)[3]。

目前對(duì)于冷凍水產(chǎn)品的研究主要集中在冷凍前處理、新型的冷凍方式、貯藏時(shí)的溫度變化及后續(xù)解凍方式等幾個(gè)方面。冷凍前處理主要是采用新型保鮮劑,目前,以海洋水產(chǎn)品的天然抗凍蛋白、植物精油、多糖類(lèi)等保鮮劑的研究為主,這種處理方式主要通過(guò)浸泡或者涂膜處理從而在貯藏過(guò)程中減緩品質(zhì)劣變的發(fā)生。新型的冷凍技術(shù)如超聲波、超高壓等技術(shù)運(yùn)用于水產(chǎn)品,以期達(dá)到改變?cè)趦鼋Y(jié)過(guò)程中水的凍結(jié)方式來(lái)改善冰晶對(duì)肌肉結(jié)構(gòu)的破壞,也有研究者探索不同貯藏溫度對(duì)水產(chǎn)品的影響,發(fā)現(xiàn)速凍可以減小冰晶對(duì)肉質(zhì)的損傷。同時(shí),冷凍后的肉在加工前都需要進(jìn)行解凍,肉在解凍時(shí)會(huì)發(fā)生氧化、細(xì)菌侵染等,所以加快解凍速度的同時(shí)，避免對(duì)肉的損害,很多研究采用了如超聲波輔助解凍[4]、高壓靜電場(chǎng)解凍等新興技術(shù)[5]。本文主要綜述了水產(chǎn)品冷凍技術(shù)、影響水產(chǎn)品冷凍的因素、以及冷凍水產(chǎn)品品質(zhì)保持技術(shù)的研究進(jìn)展,旨在為將來(lái)進(jìn)一步研究冷凍水產(chǎn)品貯藏提供充足的理論依據(jù),促進(jìn)水產(chǎn)凍品的發(fā)展,最終為人類(lèi)提供更多品質(zhì)優(yōu)良的水產(chǎn)品。

1 新舊冷凍技術(shù)及其研究現(xiàn)狀

1.1 傳統(tǒng)冷凍技術(shù)

食品中凍結(jié)的方式種類(lèi)多樣,傳統(tǒng)的冷凍方式可通過(guò)冷卻介質(zhì)與食品的接觸方式將其分為空氣凍結(jié)法、間接接觸凍結(jié)法和直接接觸凍結(jié)法,這三種凍結(jié)方式在水產(chǎn)品的運(yùn)用中也是最為普遍的方式。

空氣凍結(jié)法主要是通過(guò)冷空氣自然對(duì)流或者強(qiáng)制對(duì)流方式和產(chǎn)品進(jìn)行熱量交換,以空氣作為冷凍介質(zhì)的方式是目前最為普遍的方式之一。該凍結(jié)方式所使用的空氣資源豐富,且無(wú)毒副作用,但是該方式凍結(jié)時(shí)間長(zhǎng)，且空氣的導(dǎo)熱性能差。康翠翠等[6]研究平板凍結(jié)、酒精浸漬凍結(jié)和速凍對(duì)草魚(yú)揮發(fā)性成分的影響,發(fā)現(xiàn)平板凍結(jié)對(duì)魚(yú)肉的揮發(fā)性成分影響最大,而速凍后的肉最接近鮮肉的揮發(fā)性成分。程偉偉等[7]采用鼓風(fēng)冷凍和浸漬冷凍方式處理調(diào)理豬肉,發(fā)現(xiàn)采用浸漬-18 ℃的浸漬冷凍方式可以更好地長(zhǎng)期保存調(diào)理豬肉。

間接接觸凍結(jié)法是把物料放在已冷卻的板、帶、盤(pán)等承載物上進(jìn)行凍結(jié),與制冷機(jī)間接接觸。該凍結(jié)方式產(chǎn)品干耗小,動(dòng)力消耗低,操作簡(jiǎn)單。Songsaeng等[8]發(fā)現(xiàn)平板緩慢冷凍冷凍和隧道式速凍相比較,隧道式速凍對(duì)肌肉組織的破壞較小,但平板緩慢冷凍和隧道式速凍在pH、粗蛋白、粗脂肪、水分等方面影響并不顯著。但在氣味上,康翠翠等[6]采用不同冷凍方式研究發(fā)現(xiàn),平板冷凍方式對(duì)肉的氣味有很大影響。

直接接觸凍結(jié)法是冷凍的物料和不凍液直接接觸,進(jìn)行換熱降溫凍結(jié)。該方式主要是噴淋、浸漬或兩種方式的結(jié)合。該方法采用的冷凍液一般是使用最廣泛的液氮,其可以更好地延緩品質(zhì)的劣變,但是冷凍液也存在一定的缺點(diǎn),如酒精溶液易揮發(fā),浸泡影響物料的風(fēng)味,糖類(lèi)抗凍劑由于其熱量問(wèn)題而受到限制等。宋敏等[9]采用靜止空氣凍結(jié)、鼓風(fēng)凍結(jié)和液氮浸漬凍結(jié)鮰魚(yú)片,液氮浸漬凍結(jié)可以延緩TVB-N和TBA的增加。董佳等[10]采用液體浸漬凍結(jié)與傳統(tǒng)空氣冷凍方式對(duì)鱘魚(yú)貯藏品質(zhì)的影響,經(jīng)過(guò)液體浸漬冷凍的魚(yú)肉肌肉組織受損小,POV、TVB-N變化小于傳統(tǒng)空氣冷凍方式。

1.2 新型冷凍技術(shù)

近年來(lái),隨著研究的不斷深入,為了改變傳統(tǒng)的冷凍方式對(duì)冷凍后產(chǎn)品品質(zhì)的損害,各種不同的冷凍技術(shù)相繼而生,為人們?cè)谒a(chǎn)品貯藏方面提供了更先進(jìn)的技術(shù)支持。在水產(chǎn)品冷凍的過(guò)程中主要是冰晶的形成對(duì)水產(chǎn)品品質(zhì)影響具有重要作用[11],為了控制冰晶的形成方式和形成速度,減少對(duì)其品質(zhì)的破壞,應(yīng)運(yùn)而生的相應(yīng)技術(shù)有電場(chǎng)冷凍技術(shù)、磁場(chǎng)凍結(jié)技術(shù)、超聲波輔助冷凍技術(shù)、高壓輔助冷凍技術(shù)等,這些技術(shù)在一定程度上控制了冰晶形成速度和大小,提高了水產(chǎn)品品質(zhì)。

1.2.1 電場(chǎng)冷凍技術(shù)及其研究現(xiàn)狀 電場(chǎng)冷凍技術(shù)原理是由于水分子是一種強(qiáng)極性分子,在施加外電場(chǎng)的作用下,凍結(jié)時(shí)冰晶沿著電場(chǎng)方向形成晶核的概率增大,施加的電場(chǎng)抑制了冰晶的成長(zhǎng)[12]。目前研究主要集中在靜電場(chǎng)、均勻電場(chǎng)以及高壓脈沖電場(chǎng)等方面,該技術(shù)的應(yīng)用主要是在酶解、天然物質(zhì)的提取以及肉類(lèi)的解凍方面,在水產(chǎn)品冷凍方面研究較少。

1.2.2 磁場(chǎng)凍結(jié)技術(shù)及其研究現(xiàn)狀 磁場(chǎng)凍結(jié)技術(shù)通過(guò)在物料冷凍時(shí)加入磁場(chǎng),磁場(chǎng)通過(guò)震動(dòng)影響冰晶的成長(zhǎng)過(guò)程,從而減緩冰晶的成長(zhǎng)速度。CS凍結(jié)技術(shù)(即時(shí)凍結(jié)技術(shù))是磁場(chǎng)凍結(jié)的一種形式,它將動(dòng)磁場(chǎng)和靜磁場(chǎng)結(jié)合在一起,對(duì)物料進(jìn)行冷凍,避免了在凍結(jié)過(guò)程中冰晶膨脹給食品組織帶來(lái)的傷害,使食品在解凍后可以保持良好的口感和營(yíng)養(yǎng)[13]。婁耀郟等[14]利用靜電磁場(chǎng)研究青魚(yú)在冷凍過(guò)程中的變化,冷庫(kù)的溫度設(shè)定在-35 ℃條件下,磁場(chǎng)強(qiáng)度分別為0、3.6、7.2、10.8 G,結(jié)果表明,磁場(chǎng)可促進(jìn)凍結(jié)過(guò)程中的相變階段,對(duì)凍結(jié)階段有延緩作用,但對(duì)魚(yú)體中水分的具體變化未做描述。磁場(chǎng)凍結(jié)技術(shù)的應(yīng)用還停在實(shí)驗(yàn)室的初步探索階段,對(duì)該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和使用性能有待進(jìn)行廣泛的試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證。

1.2.3 超聲波輔助冷凍技術(shù)及其研究現(xiàn)狀 超聲波輔助冷凍技術(shù)是利用超聲波輔助冷凍過(guò)程中冰晶粒徑和分布,加速傳熱、傳質(zhì),最終到達(dá)快速凍結(jié)的效果,形成細(xì)小且分布均勻的冰晶,改善產(chǎn)品在凍藏過(guò)程中受損程度。向迎春等[15]利用超聲輔助凍結(jié)對(duì)中國(guó)對(duì)蝦的冰晶狀態(tài)與其水分變化進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)超聲輔助凍結(jié)所用時(shí)間短,可快速通過(guò)最大冰晶形成帶,減少對(duì)物料的損傷,提高了凍結(jié)速率,維持蝦肉良好的品質(zhì)。超聲波輔助冷凍逐漸被人們所認(rèn)識(shí),并運(yùn)用于試驗(yàn)中,但是目前對(duì)于超聲波輔助冷凍的研究正處于探索的階段,在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用較少。

1.2.4 高壓輔助冷凍技術(shù)及其研究現(xiàn)狀 高壓輔助冷凍技術(shù)是采用較高的壓力,使產(chǎn)品在低溫條件下凍結(jié)的技術(shù)。高壓輔助凍結(jié)可減少營(yíng)養(yǎng)的損失,縮短凍結(jié)時(shí)間,可使酶滅活,殺死部分微生物,使產(chǎn)品的基本感官不發(fā)生變化。其中壓力轉(zhuǎn)移凍結(jié)[16]是高壓凍結(jié)技術(shù)的一種表現(xiàn)形式,將樣品置于200 MPa下,使樣品溫度冷卻至稍高于樣品初始凍結(jié)點(diǎn)幾度后,瞬間釋放壓力,樣品溫度先下降,溫差變大后又開(kāi)始上升,溫差的轉(zhuǎn)變使樣品內(nèi)部形成均一、細(xì)小的冰晶,降低了冰晶對(duì)物料的破壞,實(shí)現(xiàn)速凍效果。Chevalier等[17]將挪威龍蝦的壓力轉(zhuǎn)移凍結(jié)(PSF,200 MPa,-18 ℃)與空氣冷凍和無(wú)冷凍的加壓樣品(200 MPa,5 ℃)進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)加壓挪威龍蝦肉其韌性得到了提高,空氣冷凍并沒(méi)有影響肉的質(zhì)地品質(zhì),PSF龍蝦肉產(chǎn)生的冰晶比空氣中的冰晶要小。超高壓在試驗(yàn)中主要應(yīng)用于殺菌、物質(zhì)的提取、酶滅活等方面,在冷凍方面的應(yīng)用也有許多學(xué)者在探索中。

相比于傳統(tǒng)的冷凍方式,新型冷凍技術(shù)可改善產(chǎn)品品質(zhì),延長(zhǎng)貯藏時(shí)間,最大限度地減輕水產(chǎn)品在冷凍貯藏過(guò)程品質(zhì)的變化,但是這些技術(shù)的應(yīng)用大都停留在實(shí)驗(yàn)室探索階段,在實(shí)際水產(chǎn)冷凍方面應(yīng)用少,對(duì)于新型冷凍技術(shù)在生產(chǎn)中的應(yīng)用還有待深入研究。

2 冷凍因素對(duì)水產(chǎn)品品質(zhì)影響

2.1 冷凍溫度

不同的凍結(jié)溫度導(dǎo)致凍結(jié)速率不同,溫度在凍結(jié)的過(guò)程中是影響冰晶形成的一個(gè)重要因素,在凍結(jié)過(guò)程中,當(dāng)溫度降低時(shí),凍結(jié)速率加快,最大冰晶帶的形成時(shí)間就會(huì)減少,更容易形成小且均勻的冰晶。

郭學(xué)騫等[18]通過(guò)不同的冷凍溫度(-35、-38、-41 ℃)凍結(jié)羅非魚(yú)片進(jìn)行了理化指標(biāo)的檢測(cè)和分析,結(jié)果表明冷凍溫度較大程度上影響著魚(yú)片的色度、失水率和硬度,冷凍溫度越低,對(duì)魚(yú)片的質(zhì)構(gòu)和TVB-N沒(méi)有明顯的影響,說(shuō)明其品質(zhì)就越好。鄧敏等[19]以草魚(yú)肉塊為研究對(duì)象,結(jié)果表明:-20 、-30 ℃的條件下在制冷劑的流速分別是14.9、9.9 L/min時(shí),質(zhì)構(gòu)特性與鮮樣比較沒(méi)有明顯變化,其汁液損失率和Ca2+-ATPase的活性降低都較小。Burgaard等[20]采用不同冷凍貯藏溫度對(duì)虹鱒魚(yú)品質(zhì)的影響進(jìn)行研究,在-10～-80 ℃區(qū)間內(nèi),貯藏1～18個(gè)月,研究?jī)龃鏈囟葘?duì)虹鱒魚(yú)肌肉品質(zhì)相關(guān)參數(shù)的影響,在-30 ℃以下貯藏18個(gè)月的時(shí)間,并不能明顯改善魚(yú)肉的水滴損失、色差、持水能力的變化,貯藏在-40 ℃以下可以減緩脂肪的氧化,但在-30 ℃下貯藏18個(gè)月后，TBAR值低于極限感官檢測(cè)值,所以建議在-30 ℃以下對(duì)虹鱒魚(yú)進(jìn)行冷凍貯藏,溫度在-30～-40 ℃時(shí),凍藏后的各項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)與-80 ℃凍藏的各項(xiàng)指標(biāo)雖有差異,但考慮到能耗以及生產(chǎn)的使用性,在溫度波動(dòng)范圍內(nèi)盡可能采用最低溫度貯藏。凍藏溫度對(duì)水產(chǎn)品品質(zhì)有重要影響,較低的凍結(jié)溫度,可以抑制酶活性,保持良好的質(zhì)構(gòu)特性,隨著溫度的降低,有利于水產(chǎn)品品質(zhì)的保持,可以在最大程度上減少營(yíng)養(yǎng)的損失,產(chǎn)品品質(zhì)可以得到很好的保護(hù)。

2.2 冷凍速率

冷凍速率在水產(chǎn)品冷凍中是決定產(chǎn)品最終品質(zhì)的影響因素之一,冷凍過(guò)程中冰晶形成類(lèi)型、大小和分布狀態(tài)取決于冷凍速率,Hayes等[21]將冷凍速率進(jìn)行了定義:冰-水凍結(jié)前沿的移動(dòng)速度。不同的凍結(jié)速率產(chǎn)生的冰晶的大小不同,緩慢冷凍產(chǎn)生的冰晶數(shù)量少且大,快速冷凍產(chǎn)生的冰晶數(shù)量多且小。Kono等[22]通過(guò)探究三文魚(yú)魚(yú)片冷凍過(guò)程中冷凍速率、冰晶大小和魚(yú)片表面顏色間相互影響的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)魚(yú)片表面的顏色與凍結(jié)速率和冰晶的大小有關(guān),隨著表層冰晶尺寸的減小,其表面呈現(xiàn)出較輕的顏色,L*值增加,而a*值和b*值則減小,在空氣速度為15.0 m/s、溫度為-35 ℃時(shí),有效垂直深度在0.3 mm以?xún)?nèi)的快速冷凍速度對(duì)三文魚(yú)的顏色有顯著影響。Yuan等[23]通過(guò)研究冷凍速率對(duì)魚(yú)肉中肌原纖維蛋白變性的影響,結(jié)果表明不同冷凍速率下,Ca2+-ATPase活性略有下降,但速凍(1 ℃/min)與慢凍(0.01 ℃/min)所致失活差異小于12%,緩慢冷凍后,肌球蛋白與肌動(dòng)蛋白的相互作用發(fā)生了變化,在任何冷凍速率下,樣品的鹽溶解度沒(méi)有降低,凍結(jié)速率略有影響肌原纖維蛋白變性。俞裕明等[24]研究了6種不同的冷凍速率(0.19、0.3、1.30、1.71、2.84、3.47 cm/h)對(duì)南方鲇魚(yú)魚(yú)片品質(zhì)的影響,結(jié)果表明,速凍速率能顯著改善魚(yú)片冷凍后的品質(zhì),隨著冷凍速率的增加,汁液流失和蒸煮損失減小,最慢速率下的汁液流失值是最快的4.12倍,在冷凍速率為3.47 cm/h時(shí),感官評(píng)定結(jié)果良好。冷凍速率越快,物料停留最大冰晶帶的時(shí)間越少,形成的冰晶對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)破壞越小,從而降低解凍時(shí)汁液的流失,減少貯藏過(guò)程中起到改善貯藏品質(zhì)的作用。冷凍速度的控制主要是通過(guò)冷凍溫度來(lái)實(shí)現(xiàn)的,在低溫的條件下,物料在最短時(shí)間里凍結(jié),達(dá)到速凍的效果。目前,大多是采用新的冷凍技術(shù)和速凍結(jié)合,或者采用浸漬法凍結(jié),通過(guò)改變浸漬液的流動(dòng)速率,加速浸漬液與物料的熱交換而達(dá)到快速冷凍的目的。

2.3 冷凍方式

不同冷凍方式的原理不同而產(chǎn)生的效果不同,最終得到的水產(chǎn)品品質(zhì)也會(huì)有相應(yīng)的差異。胡亞芹等[25]研究不同的冷凍方式(液氮凍結(jié)、平板凍結(jié)、冰柜直接凍結(jié))對(duì)帶魚(yú)進(jìn)行處理,結(jié)果表明,液氮凍結(jié)處理使得TVB-N和TBA值增加緩慢,在凍結(jié)過(guò)程中更好地控制蛋白質(zhì)的冷凍變性,使帶魚(yú)保持良好的品質(zhì),同時(shí),掃描電鏡觀察到液氮處理對(duì)魚(yú)肉肌肉纖維的損傷是最小的。方林等[26]采用不同凍結(jié)方式(-40 ℃速凍、-20 ℃酒精液體凍結(jié)和-20 ℃靜止空氣凍結(jié))凍結(jié)草魚(yú),發(fā)現(xiàn)凍結(jié)方式對(duì)肉的鮮度和呈味物質(zhì)有一定影響,凍結(jié)貯藏3 d后,-40 ℃速凍的K值最小,-20 ℃空氣凍結(jié)組的K值最大,這說(shuō)明-20 ℃有利于ATP的分解,對(duì)魚(yú)肉的風(fēng)味起到了負(fù)作用,降低了魚(yú)肉的鮮度;通過(guò)對(duì)比,-20 ℃空氣冷凍草魚(yú)紅肉中的乳酸含量較大,從而反映了魚(yú)肉的新鮮度下降,-20 ℃下冷凍不利于魚(yú)肉的保藏。Song等[27]研究不同冷凍方式(靜態(tài)空氣冷凍、空氣吹凍、液氮浸泡冷凍)對(duì)斑點(diǎn)叉尾鮰魚(yú)片品質(zhì)的影響,液氮浸泡冷凍與其他兩種冷凍方法相比，魚(yú)片硬度下降較慢,液氮浸沒(méi)冷凍處理的魚(yú)片TVB-N和TBA值增加較慢,這說(shuō)明液氮凍結(jié)可以延緩TVB-N和TBA值的增加,液氮冷凍更有利于保持斑點(diǎn)叉尾鮰的優(yōu)良品質(zhì)。不同冷凍方式的作用原理不同,水產(chǎn)品冷凍時(shí)應(yīng)針對(duì)實(shí)際情況采取合適的冷凍方式,以降低冷凍方式帶來(lái)的品質(zhì)損失,對(duì)于家庭貯藏采用低溫速凍的方式滿(mǎn)足需要,而工業(yè)上大型的生產(chǎn)采用浸漬、超低溫速凍的方式更有利于產(chǎn)品的貯藏,來(lái)滿(mǎn)足實(shí)際生產(chǎn)需要。

3 冷凍水產(chǎn)品保鮮方法

水產(chǎn)品在冷凍后受到地區(qū)、季節(jié)的影響以及在貯藏、運(yùn)輸和銷(xiāo)售等流通過(guò)程中容易發(fā)生化學(xué)變化,使其失去原有的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值[28],所以研究者探索新的技術(shù),將化學(xué)或者天然活性物質(zhì)結(jié)合起來(lái)改善水產(chǎn)品的品質(zhì)。

3.1 天然抗凍劑

魚(yú)肉隨蛋白著冷藏或凍藏時(shí)間的延長(zhǎng),其蛋白質(zhì)容易發(fā)生冷凍變性,使得肉的持水力下降,發(fā)生口感差、變味等品質(zhì)變化[29],因而通過(guò)加入抗凍蛋白來(lái)防止蛋白質(zhì)變性。1959年,日本北海道實(shí)驗(yàn)室的專(zhuān)家成功解決了狹鱈魚(yú)魚(yú)糜蛋白的冷凍變性問(wèn)題，并研發(fā)了冷凍魚(yú)糜的生產(chǎn)技術(shù),后續(xù)研究者在這一方面展開(kāi)了深入的研究[30-32]。

抗凍蛋白最早是從極地魚(yú)類(lèi)中發(fā)現(xiàn)的,目前抗凍蛋白源主要是魚(yú)類(lèi)、昆蟲(chóng)、植物等中進(jìn)行分離純化獲得如抗凍糖蛋白、高活性抗凍蛋白等,抗凍蛋白的使用在食品、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域都有研究,但是由于抗凍蛋白的獲得工藝繁雜,提取量少,在實(shí)際生產(chǎn)中運(yùn)用少,主要在研究及特別要求的生產(chǎn)中被使用,在實(shí)驗(yàn)中的使用主要是通過(guò)注射和浸漬的方式進(jìn)行操作[33-34]。

目前在魚(yú)類(lèi)的保鮮中使用更多的是采用蛋白水解產(chǎn)物進(jìn)行研究,以達(dá)到降低成本的效果。Morzel等[35]利用魷魚(yú)蛋白水解產(chǎn)物研究狗母魚(yú)在冷藏過(guò)程中冷凍變性的效果,蛋白水解物添加量大于5.0%時(shí)，蛋白水解物的抑制效果明顯,添加量為10%時(shí),肌肉的機(jī)械損傷明顯減少,說(shuō)明該蛋白產(chǎn)物可以有效防止蛋白質(zhì)的冷凍變性。譚昭儀等[36]向鳙魚(yú)魚(yú)糜中添加新型的抗凍蛋白研究其特性,結(jié)果表明,抗凍蛋白的加入使魚(yú)糜內(nèi)部可形成細(xì)密均勻的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),當(dāng)添加0.5%的抗凍劑時(shí)失水率降低,具有良好的持水性和凝膠性,抗凍蛋白的加入使得魚(yú)糜具有了更好的凝膠特性。

3.2 多糖類(lèi)

多糖類(lèi)物質(zhì)的抗凍效果受到廣泛的關(guān)注和研究,其中植物多糖是開(kāi)發(fā)和研究最多的,特別是具有藥用價(jià)值的植物，如鐵皮石斛多糖、靈芝多糖等,海洋中的多糖，如殼聚糖、海藻多糖等,多糖在保鮮中的應(yīng)用主要是針對(duì)水產(chǎn)品的保鮮、保水作用的研究,在使用中大多采用復(fù)配使用,增強(qiáng)對(duì)產(chǎn)品的保鮮效果。馬璐凱等[37]將海藻糖類(lèi)用于南美白對(duì)蝦冷凍過(guò)程中的抗凍保水效果,結(jié)果表明,在整個(gè)-18 ℃凍藏6周內(nèi),0.5%、1.0%焦磷酸鈉、海藻糖和海藻膠寡聚糖處理后的蝦仁肌肉白度變化不顯著,則該3種物質(zhì)對(duì)南美白對(duì)蝦的凍藏過(guò)程中具有很好的保護(hù)作用,同時(shí),隨著貯藏時(shí)間延長(zhǎng),海藻糖和海藻膠寡糖對(duì)蝦的保護(hù)性?xún)?yōu)勢(shì)明顯顯露,優(yōu)于蒸餾水和焦磷酸鈉的處理。Auh等[38]使用高濃度支鏈低聚糖作為魚(yú)糜保鮮劑,8%的低聚糖混合物(HBOS)在低溫保護(hù)中效果最好,在冷凍貯藏(-18 ℃)中,HBOS與蔗糖和山梨醇混合物(1∶1)具有類(lèi)似的抗凍作用,用HBOS制備的魚(yú)糜凝膠硬度高,密度高。胡慶蘭等[39]采用大分子多糖海藻糖、麥芽糖糊精和黃原膠復(fù)合物處理帶魚(yú)制品,發(fā)現(xiàn)4.0%海藻糖+5.0%麥芽糖糊精+0.4%黃原膠處理下的帶魚(yú)制品具有良好的凝膠結(jié)構(gòu),且能夠提高玻璃化溫轉(zhuǎn)變溫度,這說(shuō)明通過(guò)該復(fù)合物的處理可延長(zhǎng)貨架期。

3.3 植物精油類(lèi)

植物精油通過(guò)抑制微生物繁殖達(dá)到對(duì)水產(chǎn)品防腐保鮮的效果。由于部分精油具有刺激氣味,是具有揮發(fā)性的小分子化合物，因此肉在后續(xù)的加工處理過(guò)程中,一般采用熱處理,這可降低精油運(yùn)用于保鮮時(shí)刺激性氣味對(duì)肉風(fēng)味的影響。

目前,將植物精油運(yùn)用于水產(chǎn)保鮮中已有學(xué)者做了嘗試。Ojagh等[40]研究了添加肉桂精油的殼聚糖抗氧化涂層對(duì)虹鱒魚(yú)魚(yú)片-18 ℃貯藏穩(wěn)定性和品質(zhì)的影響,并對(duì)其貯藏性能進(jìn)行了研究,結(jié)果表明，富含肉桂油的殼聚糖涂層比殼聚糖涂層在3個(gè)月貯藏期內(nèi)對(duì)虹鱒魚(yú)肉的脂質(zhì)氧化有更好的抑制作用。Daniel等[41]探討三葉阿洛伊草(Aloysiatriphylla,Eoat)精油用作魚(yú)運(yùn)輸鎮(zhèn)靜劑是否能提高宰后銀鯰魚(yú)(Rhamdiaquelen)魚(yú)片在凍藏過(guò)程中的氧化穩(wěn)定性。將獲得的魚(yú)裝入含有阿洛伊草精油的運(yùn)輸水中,運(yùn)輸結(jié)束后低溫下屠宰,低溫貯藏。結(jié)果表明,使用加入Eoat的水運(yùn)輸銀鯰魚(yú),降低了屠宰后肌肉pH,延緩了宰后儲(chǔ)存期內(nèi)(-18 ℃,17個(gè)月)冷凍魚(yú)片中一次氧化產(chǎn)物(CD)降解為二級(jí)產(chǎn)物(TBARs),使脂質(zhì)氧化速率延遲,提高冷凍魚(yú)片的質(zhì)量,Eoat作為魚(yú)類(lèi)運(yùn)輸水的鎮(zhèn)靜劑,有助于延長(zhǎng)宰后冷凍魚(yú)片的保質(zhì)期。Taheri等[42]研究了百里香(ZatariamultifloraBoiss)精油對(duì)軍曹魚(yú)魚(yú)片冷凍貯藏過(guò)程中酸敗的影響。魚(yú)片用百里香精油(250、500 ppm)處理,然后在-18 ℃下保存6個(gè)月。結(jié)果表明,百里香精油處理過(guò)的樣品的游離脂肪酸、一次氧化產(chǎn)物、二次氧化產(chǎn)物和pH均顯著低于對(duì)照組,這說(shuō)明,百里香精油能抑制冷凍魚(yú)片中的氧化,以500 ppm百里香精油的抗氧化效果最好。Erkan等[43]用百里香、迷迭香、黑籽、鼠尾草、檸檬精油處理的凍魚(yú)樣品進(jìn)行貯藏6個(gè)月,海灣葉、葡萄籽和亞麻子精油處理樣品貯藏7個(gè)月,發(fā)現(xiàn)百里香精油處理能有效延緩脂質(zhì)氧化,而月桂葉、迷迭香、鼠尾草、檸檬、亞麻籽和葡萄籽油效果不佳。有研究表明[44-45],精油的濃度過(guò)高時(shí),并不會(huì)表現(xiàn)出更好的殺菌效果,精油中的一些成分會(huì)和食品組分相互作用，使得殺菌能力不明顯,單一的植物精油具有良好的保鮮效果,但植物復(fù)合精油作用效果更好。目前保鮮中使用的精油都是一些常見(jiàn)的植物精油,其安全性是一些機(jī)構(gòu)及人們認(rèn)可的,但是有一些精油存在潛在的危害,如具有光敏性的柑橘類(lèi)精油,所以在使用的時(shí)候應(yīng)避免此類(lèi)的精油。此外,精油的使用應(yīng)注意其性質(zhì),同時(shí)應(yīng)注意其使用量以及在人體中的代謝狀況等因素。

3.4 微生物保鮮劑

將微生物運(yùn)用于食品保鮮中越來(lái)越廣泛。微生物保鮮可由菌體直接作用于食品上,或者是微生物代謝產(chǎn)物及微生物的發(fā)酵液,微生物保鮮的機(jī)理主要是產(chǎn)生能夠抑制其他微生物生長(zhǎng)的物質(zhì)和競(jìng)爭(zhēng)作用,并在表面形成生物活性保鮮膜來(lái)達(dá)到保鮮效果[46]。常見(jiàn)的微生物源保鮮劑有Nisin、納他霉素等,Nisin是目前使用最廣、安全性得到認(rèn)可的微生物保鮮劑。在生產(chǎn)中,由于Nisin價(jià)格高,主要通過(guò)復(fù)合其他的保鮮劑使用。Luo等[47]研究了Nisin、殼聚糖和植酸復(fù)合對(duì)太平洋秋刀魚(yú)在-18 ℃凍藏條件下新鮮度和貨架期的變化,結(jié)果表明，在凍藏了12個(gè)月后 TBARs、TVB-N、組胺和TVC值遠(yuǎn)低于鮮魚(yú),并且貨架期可延長(zhǎng)至12個(gè)月。齊鳳生等[48]利用溶菌酶、Nisin和兩者的復(fù)合物對(duì)雜色蛤肉進(jìn)行凍藏處理(0、-3、-20 ℃),發(fā)現(xiàn)復(fù)合保鮮處理將蛤肉的貯藏期分別延長(zhǎng)了2、4、75 d,說(shuō)明溶菌酶和Nisin復(fù)合物保持貨架期的效最好。祝銀等[49]采用Nisin生物保鮮劑在-18 ℃下凍藏金槍魚(yú),結(jié)果表明,Nisin可延長(zhǎng)凍藏金槍魚(yú)的貨架期,并且濃度在0.4 g/L時(shí),在延長(zhǎng)貨架期方面保鮮效果最好。

4 展望

隨著時(shí)代的進(jìn)步，人們對(duì)飲食方面的要求越來(lái)越高,飲食多樣化的同時(shí)對(duì)營(yíng)養(yǎng)的需求更加看重。為了使水產(chǎn)品在保持新鮮的程度下能夠進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間流通,許多研究者一直致力于水產(chǎn)品冷凍領(lǐng)域,從新型冷凍技術(shù)的研究到冷凍原理與影響因素,再到冷凍產(chǎn)品的品質(zhì)維持做出了更多的努力。我國(guó)的水產(chǎn)品冷凍保鮮起步較晚,目前有關(guān)水產(chǎn)品冷凍的研究主要集中在冷凍過(guò)程的機(jī)理變化,超高壓、超聲輔助快速凍結(jié)以及新型保鮮劑的探索(如多糖類(lèi)、植物精油、抗凍蛋白等)等方面,在其他冷凍技術(shù)上(如:磁場(chǎng)疊加技術(shù)、生物冷凍蛋白技術(shù)、冰核活性?xún)鼋Y(jié)技術(shù)等)研究較少,在微生物保鮮方面研究較多的是Nisin,對(duì)于其他的微生物保鮮較少見(jiàn)。

雖然新型的冷凍技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯,但是由于其成本高和技術(shù)的不成熟,大部分的冷凍保鮮技術(shù)的研究主要停留在實(shí)驗(yàn)室階段,真正投入使用的保鮮技術(shù)較少。保鮮劑的研究主要集中在冷藏,對(duì)凍藏的研究較少,對(duì)于凍藏保鮮劑作用原理的研究停留在表層,缺乏深入的探索。單一的保鮮技術(shù)和保鮮劑在研究過(guò)程中顯現(xiàn)的優(yōu)勢(shì)并不是很顯著,復(fù)合冷凍保鮮技術(shù)和保鮮劑的發(fā)展在學(xué)者們的努力下，將成為研究的創(chuàng)新方向,不同的冷凍技術(shù)應(yīng)在降低成本的基礎(chǔ)上發(fā)展,在冷凍水產(chǎn)品品質(zhì)維持方面,在大力發(fā)展生物保鮮劑的同時(shí)，加強(qiáng)對(duì)其安全性檢測(cè)。同時(shí),在保證食品安全放心的前提下,實(shí)驗(yàn)室與實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)相結(jié)合,利用各種新型保鮮技術(shù)和保鮮劑有效維持冷凍水產(chǎn)品的新鮮度、延長(zhǎng)貨架期,最大化實(shí)現(xiàn)水產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)效益。