微冻技术在水产品保鲜中的研究进展

微冻技术在水产品保鲜中的研究进展

根据联合国粮农组织在2014年5月最新发布的《世界渔业和水产养殖状况》，随着人口的不断增加，世界人均年消费水产品量从1960年不足l0kg 增长到2012年19kg以上，2012年全球水产品总量达到1.58亿吨，比2010年提高约1000万吨。水产品中因富含蛋白质、活性肽、不饱和脂肪酸与其他矿物质等，且本身含有的内源性自溶酶活性远大于哺乳动物，因而极易腐败变质。因此，如何延长水产品货架期，保持水产品原有的营养价值、口感和风味，己成为食品科学领域研究的焦点之一。

部分研究结果显示，造成水产品腐败变质的主要因素包括水产品中含有的高活性内源酶、腐败微生物的生长、脂肪类物质的水解及氧化等。大部分水产品最初品质变化主要由内源性自溶酶引起，尤其是自溶酶导致核酸降解产生的ATP关联产物，这个过程与微生物活动关系尚不明显。但随着水产品解僵后自溶现象的发生，会为微生物的生长提供充足的营养物质，使其快速繁殖，从而加剧水产品腐败变质。据统计，全球大概有30%的水产品因微生物腐败变质而浪费，而化学降解和其他腐败则仅占每年总初级农业和渔业产品的25% 。新鲜的鱼肉类，自身含有多种营养成分，在加工、贮藏、包装、运输和销售等过程中，极易遭受到微生物的污染而腐败变质，即使是冷冻贮藏鱼肉制品，其保质期也受微生物活动的影响。因此，在食品加工、运输和贮藏过程中，控制微生物的生长是延长食品货架期的关键因素。此外，在低温贮藏下的脂肪氧化(化学酶促)亦可导致酸败。相比其他肉制品如家禽、牛肉、猪肉和羊肉，鱼肉中由于富含高不饱和脂肪酸，更易发生脂肪氧化。脂质氧化产物能与含氮物质(包括氨基酸、蛋白质、磷脂和DNA)反应形成色素与荧光化合物，对人体健康产生不利影响。

食品腐败变质过程的速度取决于温度，贮藏温度直接影响水产品中微生物的种类、活性、自身肌体内源酶的活性与各种营养成分(蛋白质、脂类、糖类等)的状态。为减少腐败和生化降解而开发的各种低温水产品保鲜技术己经在水产品贮藏体系中得到不同程度的应用。

目前全球水产领域常用的低温保鲜技术有冷藏保鲜、冰温保鲜、微冻保鲜以及冻结等保鲜技术。其中，微冻保鲜技术是公认的低温条件下可较好维持食物品质的方法。微冻保鲜所需温度区域介于冷藏和冻结之间。在这一温度区域内微生物活性受到抑制，大多数细菌无法正常生长，同时内源酶的活力也受到抑制。与冷藏保鲜和冰温保鲜方法相比，微冻保鲜所需温度更低，不仅更能抑制细菌的生理生化反应及酶的活性，还会导致水产品蛋白质发生冷冻变性，并降低其自溶阶段的脂肪氧化速率，从而使水产品在较长时间内保持鲜度而不腐败变质。相对于冻结点以上的冷藏水产品，微冻产品在品质和货架期等方而均拥有较大优势。虽然微冻保鲜的水产品货架期比冷冻产品短，一般在20-30d 左右;但比起冷冻产品，微冻条件下水产品内产生的冰晶少，对细胞损伤小、解冻后的汁液流失率低、鱼肉质构变化不大，能较好保持水产品独特的风味，

且

微冻保鲜法能量消耗较少，生产成本相对较低。本文主要介绍微冻保鲜技术的

原理及发展现状，重点阐述微冻保鲜技术在生鲜水产品中的应用研究进展以及

存在问题，旨在为微冻保鲜技术改进及工业化等方而提供理论参考。

1微冻保鲜原理及发展现状

微冻(superchilling )，又称部分冻结(partialfreezing)或过冷却冷

藏(deep chilling)，是20世纪60年代中期开始发展起来的在渔船上贮藏海

产品的一种低温保鲜技术;相对于传统冷藏，此技术能明显延长水产品货架

期，因而日益受到人们重视。微冻保鲜的基本原理是将水产品温度降低至初始

冻结点以下，此时水产品中5% -30%的水分冻结成冰，未冻结部分溶液的细胞

液汁浓度、渗透压增加，可有效抑制微生物生长，同时低温亦可抑制水产品中

酶的活性，减少酶对体内有机物质的分解，使产品在较长的时间内保持原有的

品质及鲜度叫。此外，在这一温度范围内，水产品表而能形成1-3mm厚的薄冰

层，维持水产品在贮藏和运输期间温度的稳定;同时水产品内部形成颗粒微细

均匀的小冰晶，对肌肉组织造成的机械损伤小，不会导致细胞破裂溃解;水产

品解冻后汁液流失少，表而色泽好，最大可能保持水产品原有的鲜度。

微冻保鲜的方法最早在1920年由Le Danoi、提出，但当时没得到实际

应用圈。1935年英国捕鱼杂志上介绍了用冷盐水微冻鱼的方法，因为当时人们

一直认为微冻保鲜温度刚好在最大冰晶生成区域温度范围(-1~-5C;).应尽快通

过这一温度区域以免影响产品质量,所以微冻保鲜技术的发展一直受到限制。

直到1963年，葡萄牙深海捕鱼者在渔船上发明海水微冻保鲜系统，通过循环

海水将鱼保存在一2---5 C:，并取得较好的保鲜效果之后，英国、德国、日本

等国相继开始重视微冻保鲜技术的研究。我国的微冻保鲜研究起步较晚，但发

展速度非常迅速。1978年，中国南海水产研究所首次在船上对渔获物采用低温

盐水微冻保鲜获得成功，微冻鱼的保藏期可达20d以上。

目前常用的微冻方法有冰盐混合物微冻、低温盐微冻和吹冷风微冻三

种，根据不同的鱼种和消费者的需要选用不同的微冻方式。微冻保鲜技术己

广泛应用于罗非鱼(Tilapia )、大西洋鲑( Atlanticsalmon)、妒鱼

(Lateolabrax japouicus)、石斑鱼(iuephelus awoara) ,鲍鱼(Silver carp )、南美白对虾

( Peuaeus vauuamei )、草鱼(Cteuopharyugodouidellus )、大黄鱼(Pseudosciaeu)等以及各种鱼糜( surimi )加工产品等的研究，并取得较好的

保鲜效果。此外，近年来也有报道微冻保鲜技术与其他保鲜技术联合使用，如

气调包装、涂膜保鲜与真空包装等，可显著提高水产品质量或延长其货架期。

2微冻保鲜对水产品贮藏期间品质的影响

2.1对产品新鲜度的影响

新鲜度是水产品质量评价的主要指标之一。新鲜度的变化是一个包括

物理、生化变化复杂的过程。许多因素会影响水产品的鲜度，如捕获方法、贮

藏时间、贮藏温度、pH和保鲜剂的使用等。常用来判断水产品鲜度的非感官指

标有总挥发性盐基氮（TVB-N) ,K值、pH和菌落总数等。然而由于水