冰溫技術在食品保藏中的應用與研究進展

李 劍，高向陽，馬麗萍，2

(1.華南農業大學，廣東 廣州 510642;2.廣東食品藥品職業學院，廣東 廣州 510520)

在食品貯藏過程中，一般分為冷藏(0～10 ℃)和冷凍(-18 ℃)兩種低溫貯藏方式。冷藏是將冷卻后的食品在冷藏溫度(常在冰點以上)下保藏的一種方法，尤其對果蔬有很好的保鮮作用，可短期內保持新鮮度，但很難實現食品的長期貯藏；冷凍是用低溫方式將食品凍結成固態，使微生物死亡或亞死亡，但冷凍會降低食品的品質。長時間冷凍會導致食品組織結構被破壞，并且解凍后，細胞不能恢復原狀，細胞液大量流失，從而影響食品的風味和品質。

冷藏技術容易導致果蔬后熟，腐敗變質較快，冷凍技術又很難保存食品的原汁原味，而冰溫技術不破壞細胞，可最大限度地抑制食品的呼吸作用，從而延長保鮮期。冰溫比冷藏可增加2～10倍保藏期，還可最大限度地抑制有害微生物活動。

1 冰溫技術及其機理

1.1 冰溫機理

大多數生物冰點都在0 ℃以下，組織細胞通常包括無機鹽、糖類及可溶性蛋白質等。冰溫技術的作用機理主要涉及兩個方面。一是食品溫度在冰溫范圍內時，組織細胞保持活動狀態。二是對于冰點較高的食品，可以加入有機物或無機物，使冰點降低，擴大其冰溫帶。食品冷卻過程中，組織分泌出無機鹽，使細胞一直存活。若冷卻溫度接近凍結點，食品便會休眠，組織消耗很少，新陳代謝減緩，從而起到食品保鮮的作用。

1.2 冰溫優缺點

冰溫技術不破壞細胞,可有效抑制有害微生物的活動及各種酶活性的變化,延長保質期。但冰溫溫度范圍很窄，溫控精度要求高，且不同食物有不同的冰點，因此溫度很難控制。另外，成套設施投資巨大。

1.3 冰溫技術發展

冰溫保鮮技術源于日本。山根昭美博士在對梨進行試驗時，偶然發現，梨從-4 ℃回溫后，其風味和色澤沒有改變，于是總結并提出冰溫貯藏技術。他于1973年提出冰溫貯藏原理，于1985 年申請“冰溫技術”專利。冰溫技術逐步趨于成熟，體系不斷完善。我國于 20世紀 80年代引入冰溫保鮮技術理念，而系統地進行農產品冰溫保鮮技術研究開始于 2004年。

2 冰溫技術的應用

2.1 果蔬冰溫貯藏

冰溫技術對于果蔬保鮮的效果很理想，如葡萄、大蒜、草莓、蓮藕、桃等，采用冰溫技術保存能很好地抑制微生物和病蟲害生長，使果實的保質期延長一倍。采收后的果蔬的新陳代謝旺盛，呼吸是其重要體征。一般來說，溫度降低，呼吸減慢，營養損失減少；反之，則呼吸旺盛，損耗營養成分。研究表明，冰溫貯藏溫度臨近凍結點時，食品達到一種休眠的狀態，可防止有害微生物入侵、降低新陳代謝速率、減少營養損耗，從而使食品品質更佳。

2.1.1 冰溫對果蔬類的影響

2.1.1.1 冰溫對生菜、西蘭花的影響

生菜是一種世界性蔬菜，世界各地均有種植。采后生菜自身代謝活躍，呼吸強度較高，因此，有效貯藏很重要。研究表明，相對傳統冷藏方式，冰溫貯藏能顯著抑制生菜的呼吸作用，冰溫組呼吸速率始終低于低溫組，差異達顯著水平(P<0.05)，有效延長貯藏期，總損失率較低，總葉綠素含量損失較少，并且安全、無化學殘留。冰溫貯藏過程中，冰溫組的APX活性比低溫組高30%，冰溫組的CAT活性前6 d和低溫組差別不大，9 d后，差異達顯著水平(P<0.05)，冰溫組占優勢。冰溫技術相較于低溫技術，可以更好地延緩生菜衰老，使其保持完整性、新鮮性。

同樣，在對西蘭花的研究中，冰溫技術對西蘭花有很好的抑制衰老、保持新鮮的作用，可保證其營養不流失，并延長貨架期。

2.1.1.2 冰溫對金冠蘋果、吊干杏的影響

金冠蘋果是我國重要的蘋果栽培品種，果實含有豐富的營養物質，可預防多種疾病，但卻容易軟化、起褶皺，不易保存。研究表明，蘋果貯藏期間，冰溫可顯著降低乙烯釋放速率，減緩果實成熟和衰老，有效保持果實的基本品質，并可明顯減緩蘋果表皮a*值上升，推遲果實表面綠色消退，使其在240 d內一直保持果實飽滿，褐變面積較小，果實硬度也保持較好。

同樣，在吊干杏的研究中，冰溫貯藏能使吊干杏保持較好的品質。冰溫技術可減緩Vc含量的減少，使MDA的積累受到有效抑制，從而延緩果實成熟衰老的進程。

2.1.2 冰溫對其他果蔬的影響

于繼男等人研究冰溫貯藏對藍莓品質的保鮮效果。研究表明，相對于冷藏，冰溫可以更好地抑制藍莓腐爛率的升高，降低Vc含量下降速率(花色苷含量下降速率也顯著低于對照組)，降低呼吸強度，減緩乙烯釋放，抑制LOX活力，從而達到延緩果實衰老進程的目的。殷磊等人應用冰溫技術貯藏鴨梨。研究發現，鴨梨在(0±0.5)℃、30 cm2硅窗面積貯藏條件下，貯藏90 d時，呼吸強度最低，總含糖量先增加后降低，可滴定酸、抗壞血酸含量和多酚氧化酶活性低于對照組，而MDA含量呈現上升趨勢，貯藏90 d基本無腐爛，表明冰溫技術能保持果實較好的質地和風味。

冰溫技術為果蔬貯藏提供了更多品質保障。另外，將其他保鮮技術與冰溫技術結合，如將氣調包裝與冰溫結合，形成混合式柵欄技術，也可以有效延長保質期。

2.2 水產品冰溫貯藏

水產品一直以其鮮美口感深受大眾喜愛。但水產品在運輸過程中，死亡率較高，損失較大。冰溫優于冷藏和冷凍，可以較好地保留產品的原汁原味，提高產品的新鮮度。

陶磊、凌萍華等人對南美白對蝦進行冰溫貯藏保鮮研究，分別研究其PH、TBA、菌落總數、亮度、汁液流失率等。結果表明，冰溫與保鮮劑結合能夠延長南美白對蝦的貯藏期，使其保鮮效果更好、品質更佳。李雙梅、楊華等人研究冰溫貯藏對鰱魚、草魚、鯉魚肉糜制品品質的影響，發現鰱魚、草魚、鯉魚三種魚肉糜的硬度、彈性、黏聚性、咀嚼度降低較慢，可貯藏3周。研究表明，冰溫技術可以更好地保存魚肉糜，使其質感更佳。

2.3 其他肉類冰溫貯藏

2.3.1 雞鴨肉冰溫貯藏

李莎莎等人研究發現，冰溫貯藏可以很好地控制雞肉菌落總數，a*值先升高后降低，持水性下降較為緩慢，硬度和彈性較對照組更佳，TBA值先上升再趨于平緩，延緩了雞肉脂質氧化，TVB-N值在16 d 時達到20.32/100 g，仍屬于二級鮮度，菌落總數在18 d時為1.5×106 CFU/g，剛有變質跡象，而對照組在6 d時菌落總數已經超過國家標準。許立興等人將新鮮鴨胸肉分別置于4 ℃和-1 ℃環境中貯藏，定期取樣測定其菌落總數、pH值、TVB-N值、失水率、感官性狀等指標。冰溫貯藏30 d時鴨肉變質，而對照組在10 d時已經變質，結果表明，冰溫技術對鴨肉有很好的保質保鮮作用，可以延長其貨架期。

2.3.2 牛羊肉冰溫貯藏

目前，冰溫氣調保鮮方法已應用于牛羊肉的貯藏保鮮，可以較好地抑制微生物生長，對保持肉類新鮮度有很大幫助。若優化更多參數，如溫度、氣體比例、包裝材料等，會讓貯藏效果更佳。

孫天利等人對牛肉進行研究，采用冰溫結合真空保藏，測定TPA、剪切力、肌節長度、巰基含量、二級結構含量等指標。結果表明，貯藏過程中，對照組菌落總數增長更緩慢，TVB-N值變化速度較平緩，pH值變化速度Zv

3 超冰溫技術和冰膜貯藏技術

3.1 超冰溫技術

冰溫技術是在冷藏、冷凍技術基礎上的突破，而超冰溫技術則是冰溫技術的新飛躍。超冰溫技術通過調節冷卻速度等特殊技法，讓食品在低于冰點的溫度下不凍結，從而更好地貯藏食品。超冰溫技術能夠顯著抑制果蔬采后貯藏過程中的呼吸作用，使其口感更佳。

超冰溫技術優于冰溫技術，可以讓種子在基本沒有氧氣的狀態下生長，冰溫則未可。將超冰溫技術運用于牛肉貯藏：先將牛肉降溫到(2±0.3)℃，然后按照連續降溫程序降溫到-1.0～-3.0 ℃，保持該貯藏溫度，使牛肉實現超冰溫貯藏。這種連續降溫方式，可讓牛肉一直處于不凍結狀態，貯藏時間最長可以達到90 d，一般條件下也能達到75 d。

超冰溫技術在果蔬貯藏上也有應用。意大利葡萄口感極好，但極易腐敗，有研究者采用超冰溫技術貯藏意大利葡萄。研究結果：腐爛率，-3 ℃超冰溫貯藏葡萄在40 d時的好果率仍達95.5%，而冰溫貯藏的好果率已低于85%；脫果率，-3 ℃超冰溫貯藏葡萄在40 d時的脫果率僅為0.68%，而冰溫貯藏的脫果率超過2%；裂果率，冰溫貯藏葡萄在30 d時的裂果率達1.65%，而-3 ℃超冰溫貯藏葡萄的裂果率在50 d時僅為1.32%；從葉綠素、可滴定酸、Vc、可溶性固形物的含量來看，超冰溫組的前三項含量均很高，證明超冰溫貯藏可以很好地保持果實的色澤和口感，保證其品質。

3.2 冰膜貯藏技術

冰膜貯藏技術，即冰溫貯藏之前，先在食品表面附上一層人工冰或人工雪等保護膜，以避免低溫凍害。以洋白菜為研究對象，在-3 ℃環境下將洋白菜冷卻至0 ℃左右，在-0.8 ℃環境中貯藏，持續8 d 向其表面間隙地噴水霧，使表層形成0.5 mm厚度的冰膜。運用冰膜技術后，洋白菜僅受到小凍害，在室溫下經過4 d的升溫，可以慢慢復原本色，兩個月后會變成深綠色。研究表明，洋白菜經冰膜處理后再冰溫貯藏，保鮮效果更佳，保存時間更長久。

目前，冰溫技術發展迅速。將超冰溫技術應用到食品貯藏中，是一個突破點也是難點。難在如何找到食品最佳冰點、如何普及基本設施、如何保證資金投入、如何將冰溫技術與其他貯藏方式相結合以更全面地保障食品質量。我國引入冰溫技術較晚，普及度不高，且經驗不足，還需不斷深入研究，將該技術很好地應用于生活中。