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冰温技术在食品保藏中应用

冰温技术在食品保藏中应用

摘要:冰温技术在保持食品口感、风味、鲜度等方面具有独特优势。综述冰温技术的作用机理及其在果蔬、海鲜、肉类等食品贮藏中的应用,介绍超冰温技术和冰膜贮藏技术,分析当下食品保鲜技术的发展趋势,具有一定的学术价值和现实意义。

关键词:冰温技术;超冰温技术;冰膜;保鲜技术

在食品贮藏过程中,一般分为冷藏(0~10℃)和冷冻(-18℃)两种低温贮藏方式。冷藏是将冷却后的食品在冷藏温度(常在冰点以上)下保藏的一种方法,尤其对果蔬有很好的保鲜作用,可短期内保持新鲜度,但很难实现食品的长期贮藏;冷冻是用低温方式将食品冻结成固态,使微生物死亡或亚死亡,但冷冻会降低食品的品质。长时间冷冻会导致食品组织结构被破坏,并且解冻后,细胞不能恢复原状,细胞液大量流失,从而影响食品的风味和品质。冷藏技术容易导致果蔬后熟,腐败变质较快,冷冻技术又很难保存食品的原汁原味,而冰温技术不破坏细胞,可最大限度地抑制食品的呼吸作用,从而延长保鲜期。冰温比冷藏可增加2~10倍保藏期,还可最大限度地抑制有害微生物活动。

1冰温技术及其机理

1.1冰温机理

大多数生物冰点都在0℃以下,组织细胞通常包括无机盐、糖类及可溶性蛋白质等。冰温技术的作用机理主要涉及两个方面。一是食品温度在冰温范围内时,组织细胞保持活动状态。二是对于冰点较高的食品,可以加入有机物或无机物,使冰点降低,扩大其冰温带。食品冷却过程中,组织分泌出无机盐,使细胞一直存活。若冷却温度接近冻结点,食品便会休眠,组织消耗很少,新陈代谢减缓,从而起到食品保鲜的作用。

1.2冰温优缺点

冰温技术不破坏细胞,可有效抑制有害微生物的活动及各种酶活性的变化,延长保质期。但冰温温度范围很窄,温控精度要求高,且不同食物有不同的冰点,因此温度很难控制。另外,成套设施投资巨大。

1.3冰温技术发展

冰温保鲜技术源于日本。山根昭美博士在对梨进行试验时,偶然发现,梨从-4℃回温后,其风味和色泽没有改变,于是总结并提出冰温贮藏技术。他于1973年提出冰温贮藏原理,于1985年申请“冰温技术”专利。冰温技术逐步趋于成熟,体系不断完善。我国于20世纪80年代引入冰温保鲜技术理念,而系统地进行农产品冰温保鲜技术研究开始于2004年。

2冰温技术的应用

2.1果蔬冰温贮藏

冰温技术对于果蔬保鲜的效果很理想,如葡萄、大蒜、草莓、莲藕、桃等,采用冰温技术保存能很好地抑制微生物和病虫害生长,使果实的保质期延长一倍。采收后的果蔬的新陈代谢旺盛,呼吸是其重要体征。一般来说,温度降低,呼吸减慢,营养损失减少;反之,则呼吸旺盛,损耗营养成分。研究表明,冰温贮藏温度临近冻结点时,食品达到一种休眠的状态,可防止有害微生物入侵、降低新陈代谢速率、减少营养损耗,从而使食品品质更佳。2.1.1冰温对果蔬类的影响。2.1.1.1冰温对生菜、西兰花的影响。生菜是一种世界性蔬菜,世界各地均有种植。采后生菜自身代谢活跃,呼吸强度较高,因此,有效贮藏很重要。研究表明,相对传统冷藏方式,冰温贮藏能显著抑制生菜的呼吸作用,冰温组呼吸速率始终低于低温组,差异达显著水平(P<0.05),有效延长贮藏期,总损失率较低,总叶绿素含量损失较少,并且安全、无化学残留。冰温贮藏过程中,冰温组的APX活性比低温组高30%,冰温组的CAT活性前6d和低温组差别不大,9d后,差异达显著水平(P<0.05),冰温组占优势。冰温技术相较于低温技术,可以更好地延缓生菜衰老,使其保持完整性、新鲜性。同样,在对西兰花的研究中,冰温技术对西兰花有很好的抑制衰老、保持新鲜的作用,可保证其营养不流失,并延长货架期。2.1.1.2冰温对金冠苹果、吊干杏的影响。金冠苹果是我国重要的苹果栽培品种,果实含有丰富的营养物质,可预防多种疾病,但却容易软化、起褶皱,不易保存。研究表明,苹果贮藏期间,冰温可显著降低乙烯释放速率,减缓果实成熟和衰老,有效保持果实的基本品质,并可明显减缓苹果表皮a*值上升,推迟果实表面绿色消退,使其在240d内一直保持果实饱满,褐变面积较小,果实硬度也保持较好。同样,在吊干杏的研究中,冰温贮藏能使吊干杏保持较好的品质。冰温技术可减缓Vc含量的减少,使MDA的积累受到有效抑制,从而延缓果实成熟衰老的进程。2.1.2冰温对其他果蔬的影响。于继男等人研究冰温贮藏对蓝莓品质的保鲜效果。研究表明,相对于冷藏,冰温可以更好地抑制蓝莓腐烂率的升高,降低Vc含量下降速率(花色苷含量下降速率也显著低于对照组),降低呼吸强度,减缓乙烯释放,抑制LOX活力,从而达到延缓果实衰老进程的目的。殷磊等人应用冰温技术贮藏鸭梨。研究发现,鸭梨在(0±0.5)℃、30cm2硅窗面积贮藏条件下,贮藏90d时,呼吸强度最低,总含糖量先增加后降低,可滴定酸、抗坏血酸含量和多酚氧化酶活性低于对照组,而MDA含量呈现上升趋势,贮藏90d基本无腐烂,表明冰温技术能保持果实较好的质地和风味。冰温技术为果蔬贮藏提供了更多品质保障。另外,将其他保鲜技术与冰温技术结合,如将气调包装与冰温结合,形成混合式栅栏技术,也可以有效延长保质期。

2.2水产品冰温贮藏

水产品一直以其鲜美口感深受大众喜爱。但水产品在运输过程中,死亡率较高,损失较大。冰温优于冷藏和冷冻,可以较好地保留产品的原汁原味,提高产品的新鲜度。陶磊、凌萍华等人对南美白对虾进行冰温贮藏保鲜研究,分别研究其PH、TBA、菌落总数、亮度、汁液流失率等。结果表明,冰温与保鲜剂结合能够延长南美白对虾的贮藏期,使其保鲜效果更好、品质更佳。李双梅、杨华等人研究冰温贮藏对鲢鱼、草鱼、鲤鱼肉糜制品品质的影响,发现鲢鱼、草鱼、鲤鱼三种鱼肉糜的硬度、弹性、黏聚性、咀嚼度降低较慢,可贮藏3周。研究表明,冰温技术可以更好地保存鱼肉糜,使其质感更佳。

2.3其他肉类冰温贮藏

2.3.1鸡鸭肉冰温贮藏。李莎莎等人研究发现,冰温贮藏可以很好地控制鸡肉菌落总数,a*值先升高后降低,持水性下降较为缓慢,硬度和弹性较对照组更佳,TBA值先上升再趋于平缓,延缓了鸡肉脂质氧化,TVB-N值在16d时达到20.32/100g,仍属于二级鲜度,菌落总数在18d时为1.5×106CFU/g,刚有变质迹象,而对照组在6d时菌落总数已经超过国家标准。许立兴等人将新鲜鸭胸肉分别置于4℃和-1℃环境中贮藏,定期取样测定其菌落总数、pH值、TVB-N值、失水率、感官性状等指标。冰温贮藏30d时鸭肉变质,而对照组在10d时已经变质,结果表明,冰温技术对鸭肉有很好的保质保鲜作用,可以延长其货架期。2.3.2牛羊肉冰温贮藏目前,冰温气调保鲜方法已应用于牛羊肉的贮藏保鲜,可以较好地抑制微生物生长,对保持肉类新鲜度有很大帮助。若优化更多参数,如温度、气体比例、包装材料等,会让贮藏效果更佳。孙天利等人对牛肉进行研究,采用冰温结合真空保藏,测定TPA、剪切力、肌节长度、巯基含量、二级结构含量等指标。结果表明,贮藏过程中,对照组菌落总数增长更缓慢,TVB-N值变化速度较平缓,pH值变化速度Zv<Z。真空包装除了不能很好地保持水分,其他指标均较好。赵菲将冰温技术与超高压或气调保鲜技术相结合,分别对不同处理方式的肉类进行品质测定,研究牛羊肉的保鲜状态。结果表明,经超高压处理的牛肉冰温保鲜时间可达32d,比对照组延长了7d。在28d时,超高压组牛肉的品质稳定,仍被大众接受,普通组样品已不能食用。因此,超高压结合冰温,可以更好地保证鲜肉品质,延长保鲜时间。

3超冰温技术和冰膜贮藏技术

3.1超冰温技术

冰温技术是在冷藏、冷冻技术基础上的突破,而超冰温技术则是冰温技术的新飞跃。超冰温技术通过调节冷却速度等特殊技法,让食品在低于冰点的温度下不冻结,从而更好地贮藏食品。超冰温技术能够显著抑制果蔬采后贮藏过程中的呼吸作用,使其口感更佳。超冰温技术优于冰温技术,可以让种子在基本没有氧气的状态下生长,冰温则未可。将超冰温技术运用于牛肉贮藏:先将牛肉降温到(2±0.3)℃,然后按照连续降温程序降温到-1.0~-3.0℃,保持该贮藏温度,使牛肉实现超冰温贮藏。这种连续降温方式,可让牛肉一直处于不冻结状态,贮藏时间最长可以达到90d,一般条件下也能达到75d。超冰温技术在果蔬贮藏上也有应用。意大利葡萄口感极好,但极易腐败,有研究者采用超冰温技术贮藏意大利葡萄。研究结果:腐烂率,-3℃超冰温贮藏葡萄在40d时的好果率仍达95.5%,而冰温贮藏的好果率已低于85%;脱果率,-3℃超冰温贮藏葡萄在40d时的脱果率仅为0.68%,而冰温贮藏的脱果率超过2%;裂果率,冰温贮藏葡萄在30d时的裂果率达1.65%,而-3℃超冰温贮藏葡萄的裂果率在50d时仅为1.32%;从叶绿素、可滴定酸、Vc、可溶性固形物的含量来看,超冰温组的前三项含量均很高,证明超冰温贮藏可以很好地保持果实的色泽和口感,保证其品质。

3.2冰膜贮藏技术

冰膜贮藏技术,即冰温贮藏之前,先在食品表面附上一层人工冰或人工雪等保护膜,以避免低温冻害。以洋白菜为研究对象,在-3℃环境下将洋白菜冷却至0℃左右,在-0.8℃环境中贮藏,持续8d向其表面间隙地喷水雾,使表层形成0.5mm厚度的冰膜。运用冰膜技术后,洋白菜仅受到小冻害,在室温下经过4d的升温,可以慢慢复原本色,两个月后会变成深绿色。研究表明,洋白菜经冰膜处理后再冰温贮藏,保鲜效果更佳,保存时间更长久。目前,冰温技术发展迅速。将超冰温技术应用到食品贮藏中,是一个突破点也是难点。难在如何找到食品最佳冰点、如何普及基本设施、如何保证资金投入、如何将冰温技术与其他贮藏方式相结合以更全面地保障食品质量。我国引入冰温技术较晚,普及度不高,且经验不足,还需不断深入研究,将该技术很好地应用于生活中。

作者:李剑 高向阳 马丽萍 单位:华南农业大学 广东食品药品职业学院

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