流化冰結合臭氧在水產品保鮮中的應用

劉 鋒 謝 晶

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

水產品富含水分，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[1]，必須重視和加強對水產品的保鮮。

目前，水產品保鮮方式包括低溫保鮮、氣調保鮮、生物保鮮、化學保鮮等，而冰保鮮是水產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，流化冰冰晶粒子細小圓滑、柔順易流動，可填充到任何孔隙，與產品緊密接觸，能迅速降低水產品體溫，有效地抑制產品氧化和細菌繁殖，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外流化冰、臭氧技術應用于水產品保鮮的研究進展，并探討流化冰結合臭氧對水產品的保鮮效果，以期找到一種成本低、效果佳的保鮮方式，延長水產品貨架期，降低流通過程中的損耗，獲得更高的經濟效益。

1 流化冰保鮮技術

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小冰晶的形式結晶出來，懸浮在水溶液表面，形成了具有流動性的細小顆粒流化冰，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，使水產品快速冷卻，此外流化冰可進入水產品之間的狹小縫隙，實現均勻冷卻；② 流化冰生成設備可直接利用海水制取，無需額外配置專用的制冰設施，減少了設備投入，節(jié)約了成本；③ 流化冰冰晶粒子呈球形幾何狀，沒有棱角，對貯藏期間水產品的物理損傷小；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，可經由泵通過管道輸送，減少了冷量的損失。

1.3 流化冰在水產品保鮮中的應用

目前，流化冰技術已成功應用在水產品加工、貯藏、運輸以及銷售等環(huán)節(jié)，可以較好地保持水產品的鮮度、風味和營養(yǎng)。采用流化冰保鮮水產品，不僅可以使水產品快速冷卻，還能有效隔絕空氣、防止氧化，抑制細菌繁殖，從而延長水產品的貨架期。Zakhariya等[11]研究了流化冰貯藏對尖吻鱸微生物和理化性質的影響，分析結果得出，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得到了更好的保持，菌落總數、總需氧量、厭氧菌和大腸菌群數較低，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行了研究，并用傳統(tǒng)片冰作對比，結果表明：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，分析結果可得：使用流化冰貯藏魷魚減少了含氮物質的形成，延緩了pH值的升高，其TVB-N值、游離脂肪酸含量、硫代巴比妥酸指數相比于傳統(tǒng)片冰都顯著降低，并具有更好的抑制脂質水解和氧化的作用。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的影響，結果表明：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和菌落總數等指標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程，更好地保持其感官品質和鮮度，延長貨架期。王強等[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，結果表明：在0～16 d冷藏期內，流化冰組蝦的感官品質、肌肉質構特性保持最佳，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，延長了產品的貨架期。

綜上所述，流化冰技術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程，延長產品貨架期。隨著流化冰制冰技術的逐步完善以及對其特性研究的逐步深入，流化冰應用領域正在不斷拓展。另外，相比于化學保鮮劑會產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，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

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)中的應用日益廣泛，特別是關于臭氧在水產品貯藏保鮮及其加工中的應用研究不斷增加[21]。

2.1 臭氧在農產品保鮮中的應用

近年來，臭氧由于其殺菌廣譜、殺菌徹底、無殘留等優(yōu)點，已經成功運用于果蔬保鮮、糧食貯藏保鮮等領域。王肽等[22]用臭氧水處理鮮切茄子，10 ℃條件下貯藏，結果表明：臭氧水可有效降低茄子的多酚氧化酶活性，降低其呼吸強度，大量消滅其表面微生物，從而延長了鮮切茄子的保質期。羅丹等[23]用濃度為2.07，6.20，10.34 mg/m3的臭氧處理番茄，結果發(fā)現通入濃度為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。白友強等[24]用臭氧在低溫環(huán)境下處理甜瓜，結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，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期。

2.2 臭氧在水產品保鮮中的應用

臭氧的抑菌或滅菌作用，通常是物理、化學及生物學等方面的綜合結果[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地、風味和營養(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，是一種環(huán)境友好型技術。近年來，關于臭氧用于鮮活水產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)現魚片中的單增李斯特菌數量顯著降低，而魚肉的脂質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值和菌落總數在貯藏期間都顯著低于對照組，并且感官品質得到改善。陳麗嬌等[28]研究了氣調包裝結合臭氧處理鱘魚片的保鮮效果，以未經過臭氧預處理的作為對照，得出臭氧預處理能夠有效減緩TVB-N值升高和細菌總數增加，更好地保持了魚的感官品質，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，結合感官指標，黃魚貨架期從4 d延長到8 d。刁石強等[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菌繁殖，保鮮4 d后仍能達到海水魚國家二級鮮度標準，并且其TBA、TVB-N值和感官品質都明顯優(yōu)于對照組，延長了產品的貨架期。

綜上所述，臭氧作為一種安全有效的抗菌劑應用于水產品保鮮，可有效地保持產品的鮮度、風味和營養(yǎng)，延長產品的貨架期。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，臭氧同樣會造成水產品的品質下降，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物，甚至產生致死作用[31-32]。因此，優(yōu)化臭氧在水產品保鮮上的工藝就成為臭氧成功應用的關鍵。隨著研究的進一步深入，臭氧在水產品保鮮中的應用將會更安全、更有效。

3 臭氧流化冰在水產品保鮮中的應用

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、大腸菌群數量相比于片冰和流化冰都顯著降低。另外，流化冰結合臭氧有效控制了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，結果表明臭氧流化冰能有效抑制蛋白質的分解、TVB-N的產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，國內外對于臭氧流化冰技術應用于水產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品保鮮。而臭氧流化冰用于水產品的保鮮，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、保鮮效果好、適用范圍廣。隨著對該領域研究的進一步深入，臭氧流化冰將成為水產品保鮮的一種重要方法[35]。

4 總結與展望

近年來，流化冰作為一種快速冷卻水產品的新技術，已經受到了廣泛的關注[37-38]。目前，國外對流化冰保鮮技術的研究比較多，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合臭氧具有的雙重保鮮作用，臭氧流化冰應用于水產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)質和安全水產品保鮮技術的需求。

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，實際應用時需根據產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用時需要解決的關鍵技術。因此，今后對流化冰的特性以及制冰技術還需進一步研究。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)化臭氧在水產品加工中的應用工藝也是該領域的研究課題。隨著研究的逐步深入，流化冰及臭氧流化冰用于水產品保鮮的前景會更加廣闊。