水產品冰鮮技術的研究進展

黎 柳 謝 晶

LI Liu 1，2 XIE Jing 1，2

（1.上海水產品加工與貯藏工程技術研究中心，上海 201306；2.上海海洋大學食品學院，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，中國已成為世界上淡水養殖規模最大、水產品消費市場容量最大的國家。由于水產品富含水分、蛋白質以及不飽和脂肪酸，容易受外界環境影響而發生腐敗變質［1］，據統計［2］，2012年中國水產品總產量達6 000萬t，其中每年由于貯藏方法不當等因素導致的水產品浪費不低于總產量的10%。所以必須加強和重視水產品的保鮮。

目前，水產品的鮮度評定方法主要可概括為感官評定、化學指標分析 （如K 值、揮發性鹽基氮（TVB－N）、三甲胺（TMA）、次黃嘌呤、p H 值、吲哚等）、物理指標分析（僵硬指數、質構、色差等）、以及微生物指標分析等［3］。而影響水產品鮮度品質主要可歸結為微生物繁殖以及酶的作用。溫度是影響食品腐敗變質的最重要因素，在低溫環境下，微生物生長和生化反應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的東周時期就有記載［4］。根據貯藏溫度的不同，水產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（食品凍結點以上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，而且還能減少水產品在貯藏過程中的水分流失，顯著提高水產品的感官質量，這是其他低溫保鮮方法所不具備的優點。冰鮮技術是采用機制冰或天然冰將漁獲物的溫度維持在冰的融點附近，且能最大限度保留海鮮的營養與鮮美，特別是隨著制冷技術的不斷發展以及各種保鮮方法的深入研究，冰鮮技術結合其他保鮮技術的研究也越來越深入。文章介紹了冰鮮技術在水產品中的應用研究，為冰鮮技術的深化研究提供理論參考和依據。

1 水產品低溫保鮮原理與技術

由于水產品腐敗變質的原因主要是水產品本身帶有的或儲運過程中感染的微生物，在適宜環境條件下生長繁殖，分解魚體蛋白質、氨基酸、脂肪等成分并產生有異臭味和毒性的物質，致使水產品腐敗變質［5］；另一方面是水產品本身含有的酶在一定環境條件下發生酶促反應促進其自身腐敗變質［6］。在儲運過程中，要保證水產品的鮮度，必須控制好上述兩個因素，而溫度是微生物生長繁殖的重要條件。各種微生物的最適生長溫度不同，超過其最適生長溫度范圍，就會使之停止生長甚至死亡，如朱天祥等［7］報道了冰藏后大黃魚的細菌總數和假單胞菌數顯著低于活魚加工結束后中心溫度超過8℃的魚，以及加工結束后中心溫度未超過8℃的魚。在低溫下魚體的細菌繁殖受到抑制，有利于其保藏。酶的作用與溫度也有密切關系。當溫度超過一定范圍時，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，使酶反應能力減弱或喪失，進而延長水產品的鮮活期。

2 水產品冰鮮原理與應用

2.1 水產品冰鮮原理

冰鮮技術是基于低溫保藏原理上的一種保鮮技術，即用機制冰或天然冰將食品的溫度降低到接近冰的融點以維持其細胞的活體狀態，可以很好的保持食品的原有風味和營養，在水產品的貯運、銷售等環節應用十分廣泛。其保鮮期的長短與水產品的種類、用冰前的鮮度、用冰量以及保藏方法等有關。此外，冰鮮能延緩與水產品腐敗有關的揮發性氮類物質的生成，同時能逐漸積累和鮮度有關的氨基酸［8］。雖然冷藏溫度也能到達冰藏的溫度0℃，但冰藏的保鮮效果卻比冷藏要好，周忠云等［9］對比了0℃條件下冰藏和冷藏對松浦鏡鯉的品質影響，結果表明，冰藏（0℃）組的微生物、TVBN、電導率、K 值等指標要優于冷藏（0℃）組，其儲藏期為18 d，而冷藏組為12 d。另外，郭全友等［10］探討了養殖大黃魚在加工和冰藏過程中鮮度和細菌類型的變化，研究表明：冰藏初期TVB－N增長緩慢，在第18天時才達到感官剔出點，且冰藏4 d后僅能分離出4種不同類型的細菌，說明冰藏能夠有效的抑制微生物的生長。Santiago等［11］探討了大菱鲆在冰藏期間的生化和質量的變化，貯藏14 d后（時）感官質量仍處于很好的范圍內，19 d后才達到不可接受范圍。

2.2 水產品復合冰鮮技術的應用

常規的冰鮮雖然具有一定的保鮮效果，但還是不能滿足人們對水產品品質和保鮮期的需求。近年來，隨著對各種保鮮技術的深入研究，在實際應用研究當中，幾種不同保鮮方法的相互結合成為水產品保鮮研究的熱點。

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

2.2.2 生物保鮮劑結合冰鮮技術在水產品中的應用 生物保鮮劑（bio－preservation）是從動植物、微生物中提取的天然的或利用現代生物工程技術得到的保鮮劑。有些生物保鮮劑含有抗菌活性物質（如乳酸鏈球菌素），能抑制甚至殺死水產品中的腐敗微生物，減緩TVB－N的產生，以到達保鮮的目的；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敗壞；此外，某些生物保鮮劑還能抑制酶的活性，提高水產品的感官品質；其中抗菌劑能在表面形成一層保護膜，以防止微生物污染和降低水產品水分損耗，從而保持水產品品質。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、高效的特點而得到大家的廣泛關注，近年來生物保鮮劑在水產品中的應用也成為研究熱點。Attouchi等［18］使用1%百里香粉結合冰藏處理野生和養殖金頭鯛魚片，能延長其貨架期5 d左右。范文教等［19］發現使用0.2%茶多酚浸漬處理鰱魚后冰藏能使鰱魚品質得到良好的微生物指標、化學指標（p H，TVB－N，TBA，K值）以及感官指標，貨架期也得以延長。將水產品使用生物保鮮劑進行預處理后冰鮮或制成含生物保鮮劑的冰，將成為水產品保鮮的一個新途徑。

2.2.3 化學保鮮劑結合冰鮮技術在水產品中的應用 化學保鮮劑保鮮是借助各種藥物的殺菌或抑菌作用，單獨或與其他保鮮方法相結合的保鮮方法。目前中國水產加工行業采用的化學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）。化學冰是使用化學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］對化學冰保鮮尼羅非鯽進行了研究，用純水冰作對比，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組，分析表明：試驗組的保鮮效果明顯好于對照組，其保鮮期較對照組要延長6 d以上。Mohan等［21］使用O2吸收劑加上乙酸鈉處理對冰藏馬鮫魚排的保質期能夠延長至25 d，而只用O2吸收劑和只用乙酸鈉處理的樣品組的保質期分別為12，20 d。多聚磷酸鹽能夠改變肉的p H值、絡合金屬離子、提高體系的離子強度和解離肌動球蛋白以及具有抑菌作用等，在肉類加工中的應用廣泛［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）分別處理里海白魚片后進行冰藏后發現：磷酸鹽處理不會影響TVB－N值、持水力和總巰基含量，但能降低脂質氧化和提高質地品質；根據微生物的分析結果，與單純的冰藏相比，多聚磷酸鹽能夠延長里海白魚片3 d的貨架期。另外，Ete－madian等［24］還發現將里海白魚片用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）分別處理并結合真空包裝和冰藏。試驗表明，與儲存在空氣中和真空包裝相比，磷酸鹽預處理和真空包裝對減少微生物數量、延緩硫代巴比妥酸和揮發性鹽基氮的生成有協同效應；與單純的真空包裝相比，用三聚磷酸鈉對里海白魚片進行預處理能夠將其貨架期延長至15 d。在水產品中添加一定量的多聚磷酸鹽能夠減少水產品的水分損失以改善其品質，在儲存和運輸過程中將具有廣泛的應用前景。由于化學保鮮劑具有低成本、效果好的優點再加上冰鮮技術的廣泛使用，在食品保鮮中的應用將更加突出。

2.2.4 輻照保鮮結合冰鮮技術在水產品中的應用 輻照保鮮技術（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，導致其不能生長繁殖，此外還可破壞細菌細胞膜的功能，阻礙微生物的代謝活動，達到殺菌保鮮的目的［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［26］。劉冰冰［27］使用不同劑量的電子束處理美國紅魚后冰藏，發現電子束輻照能顯著降低美國紅魚的菌落總數，且TVB－N值和POV值的增加速度低于對照組（不經過電子束照射的冰藏組），并進一步分析得出采用4 kGy電子束劑量的美國紅魚質量最佳，其保質期能達到18 d左右。楊憲時［28］將大黃魚用1 k Gy和2 kGy劑量的伽瑪射線處理后冰藏與對照組（未經輻照處理的冰藏大黃魚）進行比較，結果顯示，經過輻照處理后的冰藏大黃魚的貨架期大大延長，其中經過1 k Gy劑量的大黃魚的貨架期比對照組要延長13 d，2 k Gy劑量組的延長9 d。

2.2.5 流化冰用于冰鮮技術在水產品中的應用 冰的形態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］。流化冰能將產品溫度控制在0℃以下，延長產品保鮮期［30］。流化冰相比于傳統的碎冰，其冷卻速度更快，冷卻溫度也比傳統碎冰要低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，此外，流化冰在冰特性、保鮮上的應用、制冰設施等都要優于傳統冰。流化冰在國外的研究比較多，包 括 小 龍 蝦［32］、鱈 魚［33］、大 菱 鲆［34］、鮭 魚［35］、馬 鯖魚［36］、金頭鯛［37］、鱸魚［34］、沙丁魚［38］等，但在中國相對較少。Rodríguez等［30］通過感官分析和微生物評價，發現相比于片冰（保鮮期為5 d），流化冰能夠明顯延長冷凍歐洲鱈魚的保鮮期至12 d；而且流化冰還能抑制p H、揮發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保鮮漁獲物，既可起冷卻作用，又能利用臭氧的強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蝦時，當臭氧濃度為10 mg／L時，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6 d。Campos等［40］做了用臭氧流化冰保藏沙丁魚的試驗，根據感官分析得出，貯藏在臭氧流化冰中的沙丁魚保質期為19 d，而貯藏在流化冰和傳統片冰的保質期分別為15，8 d，其好氧嗜溫菌、嗜冷菌、厭氧菌、大腸桿菌以及魚肉中分解脂肪和蛋白質的微生物相比于流化冰和傳統片冰的都顯著降低，同時流化冰的使用能減緩TVB－N和TMA－N的生成。用流化冰結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品的品質，大大延長其保質期。

3 展望

目前復合保鮮技術的研究已成為水產品保鮮研究的重點，冰鮮技術與其他保鮮技術結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展。

（1）氣調包裝（modified atmosphere packaging，MAP）保鮮技術：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境中以改變食品貯藏環境，從而減緩化學反應速度，抑制微生物生長和酶促反應，以達到保藏食品的目的。在不久的將來，隨著氣調包裝與冰鮮技術的深入研究，氣調包裝結合冰鮮技術將成為水產品保鮮的一個新的研究方向。

（2）減壓保鮮技術：這是一種特殊的氣調保鮮技術，是通過降低食品貯藏容器內的大氣壓來保鮮食品的一種先進貯藏保鮮技術。具有如下優點：① 可達到低O2濃度和超低O2濃度效果且不會造成缺氧傷害；② 抑制細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上的先進性，比普通冷藏和氣調貯藏有了明顯的進步，可在水產品保鮮方面發揮巨大作用［42－44］。因此將減壓保藏與冰鮮結合起來將成為以后水產品保鮮的一個新方向。

（3）生物保鮮劑保鮮：作為目前食品保鮮研究的熱點，將生物保鮮劑與冰鮮技術結合將具有十分重要的研究價值，因此可作為未來冰鮮技術的研究方向。

由于流化冰相比于傳統冰，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點，在海洋漁業領域的應用前景廣泛，因此對流化冰技術的深入研究將成為未來冰鮮技術的重點。

多種保鮮手段復合處理水產品并與冰鮮技術相結合將成為水產品保鮮技術的一個重要研究方向，不同優點保鮮技術的相互結合能更加全面高效地保持水產品品質，延長其貨架期。

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