水产品冰鲜技术的研究进展

黎 柳 谢 晶

LI Liu 1，2 XIE Jing 1，2

（1.上海水产品加工与贮藏工程技术研究中心，上海 201306；2.上海海洋大学食品学院，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，中国已成为世界上淡水养殖规模最大、水产品消费市场容量最大的国家。由于水产品富含水分、蛋白质以及不饱和脂肪酸，容易受外界环境影响而发生腐败变质［1］，据统计［2］，2012年中国水产品总产量达6 000万t，其中每年由于贮藏方法不当等因素导致的水产品浪费不低于总产量的10%。所以必须加强和重视水产品的保鲜。

目前，水产品的鲜度评定方法主要可概括为感官评定、化学指标分析 （如K 值、挥发性盐基氮（TVB－N）、三甲胺（TMA）、次黄嘌呤、p H 值、吲哚等）、物理指标分析（僵硬指数、质构、色差等）、以及微生物指标分析等［3］。而影响水产品鲜度品质主要可归结为微生物繁殖以及酶的作用。温度是影响食品腐败变质的最重要因素，在低温环境下，微生物生长和生化反应速率都得到有效抑制。低温保藏是目前保藏食品使用最多的方法，而冰藏保鲜的历史早在中国的东周时期就有记载［4］。根据贮藏温度的不同，水产品低温保鲜方法可分为冻藏保鲜（－18℃以下）、微冻保鲜（－3～－5℃）、冰温保鲜（食品冻结点以上0℃以下）、冰鲜（0℃）、冷藏（0～10℃）等。而冰鲜不仅能更好的控制食品的温度波动，而且还能减少水产品在贮藏过程中的水分流失，显著提高水产品的感官质量，这是其他低温保鲜方法所不具备的优点。冰鲜技术是采用机制冰或天然冰将渔获物的温度维持在冰的融点附近，且能最大限度保留海鲜的营养与鲜美，特别是随着制冷技术的不断发展以及各种保鲜方法的深入研究，冰鲜技术结合其他保鲜技术的研究也越来越深入。文章介绍了冰鲜技术在水产品中的应用研究，为冰鲜技术的深化研究提供理论参考和依据。

1 水产品低温保鲜原理与技术

由于水产品腐败变质的原因主要是水产品本身带有的或储运过程中感染的微生物，在适宜环境条件下生长繁殖，分解鱼体蛋白质、氨基酸、脂肪等成分并产生有异臭味和毒性的物质，致使水产品腐败变质［5］；另一方面是水产品本身含有的酶在一定环境条件下发生酶促反应促进其自身腐败变质［6］。在储运过程中，要保证水产品的鲜度，必须控制好上述两个因素，而温度是微生物生长繁殖的重要条件。各种微生物的最适生长温度不同，超过其最适生长温度范围，就会使之停止生长甚至死亡，如朱天祥等［7］报道了冰藏后大黄鱼的细菌总数和假单胞菌数显著低于活鱼加工结束后中心温度超过8℃的鱼，以及加工结束后中心温度未超过8℃的鱼。在低温下鱼体的细菌繁殖受到抑制，有利于其保藏。酶的作用与温度也有密切关系。当温度超过一定范围时，酶活性即受到抑制或失活。所以降低温度可以使微生物停止繁殖，甚至死亡，使酶反应能力减弱或丧失，进而延长水产品的鲜活期。

2 水产品冰鲜原理与应用

2.1 水产品冰鲜原理

冰鲜技术是基于低温保藏原理上的一种保鲜技术，即用机制冰或天然冰将食品的温度降低到接近冰的融点以维持其细胞的活体状态，可以很好的保持食品的原有风味和营养，在水产品的贮运、销售等环节应用十分广泛。其保鲜期的长短与水产品的种类、用冰前的鲜度、用冰量以及保藏方法等有关。此外，冰鲜能延缓与水产品腐败有关的挥发性氮类物质的生成，同时能逐渐积累和鲜度有关的氨基酸［8］。虽然冷藏温度也能到达冰藏的温度0℃，但冰藏的保鲜效果却比冷藏要好，周忠云等［9］对比了0℃条件下冰藏和冷藏对松浦镜鲤的品质影响，结果表明，冰藏（0℃）组的微生物、TVBN、电导率、K 值等指标要优于冷藏（0℃）组，其储藏期为18 d，而冷藏组为12 d。另外，郭全友等［10］探讨了养殖大黄鱼在加工和冰藏过程中鲜度和细菌类型的变化，研究表明：冰藏初期TVB－N增长缓慢，在第18天时才达到感官剔出点，且冰藏4 d后仅能分离出4种不同类型的细菌，说明冰藏能够有效的抑制微生物的生长。Santiago等［11］探讨了大菱鲆在冰藏期间的生化和质量的变化，贮藏14 d后（时）感官质量仍处于很好的范围内，19 d后才达到不可接受范围。

2.2 水产品复合冰鲜技术的应用

常规的冰鲜虽然具有一定的保鲜效果，但还是不能满足人们对水产品品质和保鲜期的需求。近年来，随着对各种保鲜技术的深入研究，在实际应用研究当中，几种不同保鲜方法的相互结合成为水产品保鲜研究的热点。

2.2.1 臭氧结合冰鲜技术在水产品中的应用 臭氧（ozone）作为一种强氧化剂，可以和不饱和脂肪酸、核蛋白（氨基酸）及有机氨等发生反应，具有很强的杀菌、消毒和降解有机物的作用，臭氧杀菌后分解为氧气，具有无毒、无害、无任何残留的特点，在食品工业中得到了广泛的应用［12］。臭氧能利用它的强氧化能力杀灭部分微生物，可应用于水产品保鲜中，但由于臭氧容易还原分解为氧气，难以保存。为此可利用臭氧开发出臭氧冰，将臭氧封存于冰中，使其能够长时间保存和便于使用。将高浓度的臭氧溶解于水中，得到一定浓度的臭氧水，然后将其持续快速的送入高速制冰机中或直接置于低温环境下快速冻结即可制成臭氧冰［13］。臭氧冰应用于水产品的保鲜，除了保持臭氧原有的性能和功效外，其最大优点是缓释，因而具有持续的杀菌能力，保鲜效果好，使用方便，是一种很有前途的水产品保鲜技术［14］。徐泽智等［15］对臭氧冰延长水产品保鲜期的试验进行了探讨，试验表明：臭氧冰具有显著的抑菌杀菌作用，能减少TVB－N的产生和提高产品的感官质量，可延长其保鲜期3～5 d；且通过对比得出浓度为5 mg／kg的臭氧冰对对虾和罗非鱼的保鲜效果最好。刁石强的研究［16］也表明：浓度为5 mg／kg的臭氧冰应用于罗非鱼片的保藏也能延长其货架期3～4 d。郭姗姗［17］使用臭氧冰保藏脆肉鲩鱼片，也得出类似的结果。

2.2.2 生物保鲜剂结合冰鲜技术在水产品中的应用 生物保鲜剂（bio－preservation）是从动植物、微生物中提取的天然的或利用现代生物工程技术得到的保鲜剂。有些生物保鲜剂含有抗菌活性物质（如乳酸链球菌素），能抑制甚至杀死水产品中的腐败微生物，减缓TVB－N的产生，以到达保鲜的目的；还有些具有抗氧化能力（如茶多酚），能防止不饱和脂肪酸等的氧化而造成的品质败坏；此外，某些生物保鲜剂还能抑制酶的活性，提高水产品的感官品质；其中抗菌剂能在表面形成一层保护膜，以防止微生物污染和降低水产品水分损耗，从而保持水产品品质。由于溶菌酶、乳酸链球菌素、抗菌肽、茶多酚、壳聚糖以及植物精油等具有安全、高效的特点而得到大家的广泛关注，近年来生物保鲜剂在水产品中的应用也成为研究热点。Attouchi等［18］使用1%百里香粉结合冰藏处理野生和养殖金头鲷鱼片，能延长其货架期5 d左右。范文教等［19］发现使用0.2%茶多酚浸渍处理鲢鱼后冰藏能使鲢鱼品质得到良好的微生物指标、化学指标（p H，TVB－N，TBA，K值）以及感官指标，货架期也得以延长。将水产品使用生物保鲜剂进行预处理后冰鲜或制成含生物保鲜剂的冰，将成为水产品保鲜的一个新途径。

2.2.3 化学保鲜剂结合冰鲜技术在水产品中的应用 化学保鲜剂保鲜是借助各种药物的杀菌或抑菌作用，单独或与其他保鲜方法相结合的保鲜方法。目前中国水产加工行业采用的化学保鲜方法主要是使用食品添加剂（防腐剂、杀菌剂、抗氧化剂等）。化学冰是使用化学保鲜剂配置成一定浓度的溶液后，再将其制成冰。曾名勇等［20］对化学冰保鲜尼罗非鲫进行了研究，用纯水冰作对比，将分别含有0.1%山梨酸钾和0.5%低分子壳聚糖的冰作为试验组，分析表明：试验组的保鲜效果明显好于对照组，其保鲜期较对照组要延长6 d以上。Mohan等［21］使用O2吸收剂加上乙酸钠处理对冰藏马鲛鱼排的保质期能够延长至25 d，而只用O2吸收剂和只用乙酸钠处理的样品组的保质期分别为12，20 d。多聚磷酸盐能够改变肉的p H值、络合金属离子、提高体系的离子强度和解离肌动球蛋白以及具有抑菌作用等，在肉类加工中的应用广泛［22］。Etemadian等［23］用2%三聚磷酸钠、2%焦磷酸钠以及这两者的混合物（1%三聚焦磷酸钠＋1%焦磷酸钠）分别处理里海白鱼片后进行冰藏后发现：磷酸盐处理不会影响TVB－N值、持水力和总巯基含量，但能降低脂质氧化和提高质地品质；根据微生物的分析结果，与单纯的冰藏相比，多聚磷酸盐能够延长里海白鱼片3 d的货架期。另外，Ete－madian等［24］还发现将里海白鱼片用2%三聚磷酸钠、2%焦磷酸钠以及这两者的混合物（1%三聚焦磷酸钠＋1%焦磷酸钠）分别处理并结合真空包装和冰藏。试验表明，与储存在空气中和真空包装相比，磷酸盐预处理和真空包装对减少微生物数量、延缓硫代巴比妥酸和挥发性盐基氮的生成有协同效应；与单纯的真空包装相比，用三聚磷酸钠对里海白鱼片进行预处理能够将其货架期延长至15 d。在水产品中添加一定量的多聚磷酸盐能够减少水产品的水分损失以改善其品质，在储存和运输过程中将具有广泛的应用前景。由于化学保鲜剂具有低成本、效果好的优点再加上冰鲜技术的广泛使用，在食品保鲜中的应用将更加突出。

2.2.4 辐照保鲜结合冰鲜技术在水产品中的应用 辐照保鲜技术（irradiation preservation）是利用物理射线（如紫外线、α射线、β射线、γ射线、电子束等）破坏微生物的DNA，导致其不能生长繁殖，此外还可破坏细菌细胞膜的功能，阻碍微生物的代谢活动，达到杀菌保鲜的目的［25］。辐照保鲜效果与温度、氧气、初始菌落、微生物种类、食品种类、辐照剂量等有关［26］。刘冰冰［27］使用不同剂量的电子束处理美国红鱼后冰藏，发现电子束辐照能显著降低美国红鱼的菌落总数，且TVB－N值和POV值的增加速度低于对照组（不经过电子束照射的冰藏组），并进一步分析得出采用4 kGy电子束剂量的美国红鱼质量最佳，其保质期能达到18 d左右。杨宪时［28］将大黄鱼用1 k Gy和2 kGy剂量的伽玛射线处理后冰藏与对照组（未经辐照处理的冰藏大黄鱼）进行比较，结果显示，经过辐照处理后的冰藏大黄鱼的货架期大大延长，其中经过1 k Gy剂量的大黄鱼的货架期比对照组要延长13 d，2 k Gy剂量组的延长9 d。

2.2.5 流化冰用于冰鲜技术在水产品中的应用 冰的形态也是影响冰鲜效果的重要因素。流化冰是含有悬浮冰晶粒子的盐水溶液，其冰晶粒子直径为0.25～0.80 mm［29］。流化冰能将产品温度控制在0℃以下，延长产品保鲜期［30］。流化冰相比于传统的碎冰，其冷却速度更快，冷却温度也比传统碎冰要低1.5℃［31］。流化冰的温度与盐溶液的浓度以及冰与盐水的比例等有关，此外，流化冰在冰特性、保鲜上的应用、制冰设施等都要优于传统冰。流化冰在国外的研究比较多，包 括 小 龙 虾［32］、鳕 鱼［33］、大 菱 鲆［34］、鲑 鱼［35］、马 鲭鱼［36］、金头鲷［37］、鲈鱼［34］、沙丁鱼［38］等，但在中国相对较少。Rodríguez等［30］通过感官分析和微生物评价，发现相比于片冰（保鲜期为5 d），流化冰能够明显延长冷冻欧洲鳕鱼的保鲜期至12 d；而且流化冰还能抑制p H、挥发性盐基氮以及三甲胺的上升；且流化冰保藏组的总需氧菌和蛋白水解菌数也显著低于片冰保藏组。

臭氧流化冰保鲜是利用高浓度臭氧制取流化冰来保鲜渔获物，既可起冷却作用，又能利用臭氧的强力杀菌作用杀灭微生物，具有双重保鲜作用。研究［39］表明使用臭氧流化冰保藏对虾时，当臭氧浓度为10 mg／L时，臭氧流化冰的保鲜效果最佳，且比普通流化冰的保藏期要延长6 d。Campos等［40］做了用臭氧流化冰保藏沙丁鱼的试验，根据感官分析得出，贮藏在臭氧流化冰中的沙丁鱼保质期为19 d，而贮藏在流化冰和传统片冰的保质期分别为15，8 d，其好氧嗜温菌、嗜冷菌、厌氧菌、大肠杆菌以及鱼肉中分解脂肪和蛋白质的微生物相比于流化冰和传统片冰的都显著降低，同时流化冰的使用能减缓TVB－N和TMA－N的生成。用流化冰结合臭氧还能更好的控制p H和TMA－N的形成。由此可以推断使用臭氧流化冰能够保持水产品的品质，大大延长其保质期。

3 展望

目前复合保鲜技术的研究已成为水产品保鲜研究的重点，冰鲜技术与其他保鲜技术结合的研究也在不断深入，其研究方向可以向着以下几方面发展。

（1）气调包装（modified atmosphere packaging，MAP）保鲜技术：采用高阻隔性的包装材料将食品密封于人工混合气体的环境中以改变食品贮藏环境，从而减缓化学反应速度，抑制微生物生长和酶促反应，以达到保藏食品的目的。在不久的将来，随着气调包装与冰鲜技术的深入研究，气调包装结合冰鲜技术将成为水产品保鲜的一个新的研究方向。

（2）减压保鲜技术：这是一种特殊的气调保鲜技术，是通过降低食品贮藏容器内的大气压来保鲜食品的一种先进贮藏保鲜技术。具有如下优点：① 可达到低O2浓度和超低O2浓度效果且不会造成缺氧伤害；② 抑制细菌尤其是霉菌的繁殖；③ 减少水分的流失等［41］。由于减压贮藏保鲜理论和技术上的先进性，比普通冷藏和气调贮藏有了明显的进步，可在水产品保鲜方面发挥巨大作用［42－44］。因此将减压保藏与冰鲜结合起来将成为以后水产品保鲜的一个新方向。

（3）生物保鲜剂保鲜：作为目前食品保鲜研究的热点，将生物保鲜剂与冰鲜技术结合将具有十分重要的研究价值，因此可作为未来冰鲜技术的研究方向。

由于流化冰相比于传统冰，其冰粒微小、冷却均匀、冷却的速度快、温度低以及制冰能耗低和可直接用海水制取等优点，在海洋渔业领域的应用前景广泛，因此对流化冰技术的深入研究将成为未来冰鲜技术的重点。

多种保鲜手段复合处理水产品并与冰鲜技术相结合将成为水产品保鲜技术的一个重要研究方向，不同优点保鲜技术的相互结合能更加全面高效地保持水产品品质，延长其货架期。

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