果蔬肉类食品过冷态储存技术研究进展

刘政焱 郭雨桐 郝云霄 周威

摘要：以水果、蔬菜、肉类为研究对象，介绍了近年来国内外三类生鲜食品过冷态储存技术的研究情况，阐明了冰温及超冰温的技术特点和适用范围，列举了几类具有代表性果蔬肉类的过冷储存方法，通过分析各类方法的优势与不足，总结出目前生鲜食品过冷储存技术存在的问题，并对未来发展趋势和应用前景进行了展望。

关键词：冰温；超冰温；保鲜；

Abstract：The fruits， vegetables and meats were chosen as the research targets and the international development of ultra-cool state storage technique on these fresh foods was introduced. The features and feasibility of ice and ultra-ice temperature techniques were stated， and then the detailed information of several typical techniques were listed. The advantages and disadvantages of ultra-cool temperature storage techniques of present storage techniques were pointed out， and the future development trend was discussed.

Key words： Ice Temperatur； Ultra-Ice Temperature； Retain Freshness；

食品的過冷化处理早在上世纪二十年代就已经提及[1]，但是直到最近十几年人们才开始对肉类、水果、蔬菜以及鱼类等食品开展了过冷态研究[2-7]，且研究内容侧重于实际应用。目前国内外许多研究者对不同生鲜食品的超冰温贮藏特性进行了研究，如Cox & Moore[5]在一项超冰温专利中提到了番茄的过冷化特性；邓超译[8]对大蒜和青葱的超冰温贮藏进行了研究，探索了其适宜的超冰温贮藏条件，发现大蒜的最低贮藏温度可达-6°C，并处于非冻结状态，这与James C等[3]的研究结果一致。这些研究不仅证明了过冷态生鲜食品的优越性，而且为这些食品的过冷态贮藏提供了宝贵的应用依据。

1.过冷保鲜技术

1.1 冰温贮藏技术

冰温是指从0°C开始到生物体冻结温度（即冰点）为止的温域[9]。食品在一定条件下经过冷却处理后，为了维持活性而分泌产生糖类，酸类，氨基酸等众多的不冻液物质，降低自身的冰冻点，生物学上称此过程为“生物体防御反应”。而当冷却温度非常接近于细胞冷冻成核的温度时，生物体达到一种低消耗状态，呼吸作用以及新陈代谢率最小，因此消耗的能量最小[10]。这样就可以很好维持贮藏产品的品质。冰温贮藏不会破坏细胞活性，贮藏产品保存为活体状态，而且使得产品呼吸作用消耗降至非常低，减少能量消耗，同时也能抑制一些有害微生物的生长活动，最终增长了贮藏产品的保鲜期，使得产品的口感风味得到了一定的提高。

目前冰温储藏技术主要包括以下几类技术：1.冰点调节贮藏：是向食物中加入冰点调节剂，可以扩大冰温带范围，增强了食物的耐寒性，提高了营养成分的含量；2.冰点调节-保鲜剂的冰温贮藏：向食品中添加保鲜剂与冰温贮藏技术结合，在协同作用下，生物保鲜剂能使食物表面形成薄膜，使得在口感以及营养成分基本保持不变；3.冰膜贮藏：是指提前在低糖的食物中附上一层人工保护膜，再进行冰温贮藏技术，防止低糖食物直接进行冰温贮藏技术时出现干耗，低温冻害和部分冻结；4. 冰温气调保鲜技术：一种安全的无污染的保鲜方式，指将混合气体置换食物包装里的空气，目的是抑制食物的呼吸作用；5.冰温流通：是指食品在初加工，贮藏，运输以及销售的过程中一直在冰温环境中。

1.2 超冰温贮藏技术

超冰温技术不同于冰温贮藏技术，并非将温度控制在冰温带之内，而是将温度控制到稍低于生物体冰点温度。当温度降到冰点时，生物体细胞内并不会立马冻结，而是要等到温度再降到低于生物体冰点的某一温度下时，才会开始结冰成核，冰核开始形成的温度称为“成核温度”或“亚稳态极限温度”[11]。在生物体细胞形成冰晶的最初阶段，生物体会放出热量使得温度慢慢升高至冰点，而这个过程进行的很快，难以控制，但是通过添加冰点调节剂的方法调节破坏点，使破坏点下降，扩大超冰温领域， 使超冰温技术成为可能[12]。超冰温技术使得贮藏产品的耐寒性得到了提升，增加了生物体细胞内的糖类，氨基酸和蛋白质等不冻液物质，不但没有影响贮藏产品的新鲜度，而且还明显提高了产品的口感风味。

由于超冰温领域极不稳定，为防止水果、蔬菜和肉类冻结，水果和蔬菜等在进入超冰温温度带前，需要进行低温锻炼，脱水，调节冷却处理的降温速度，才有可能降至冰温乃至超冰温领域时不结冰。目前，超冰温技术应用于牛肉的储藏保鲜中，首先采用连续降温方式，在不冻结的情况下，使牛肉越过水的结冰阈和牛肉的第一次结冰阈但高于其第二次结冰阈，使得牛肉贮藏时间延长[13]。研究表明超冰温贮藏适用于类似大蒜、洋葱、西兰花等多种果蔬。经过超冰温。贮藏实验，当未剥皮大蒜贮藏于-6℃～-9℃士0.5℃，通风速度<0.5的环境大蒜内部以及表皮未发生冻害[14]。

2.食品的过冷储存

果蔬肉类贮藏采用冰温保鲜，可以通过严格精确的控制温度范围，或采用加入某些物质来降低贮藏产品的冰点，扩大冰温带。研究还表明，在各种蔬菜（特别是大蒜和葱）中发生了显著且令人惊讶的稳定的超冰温现象，并且已经证明一些蔬菜可以在明显低于其凝固点的温度下储存几周而不发生冻结。

2.1 水果的过冷储存

李超等研究发现，对山楂进行冰温处理后，山楂果实的乙烯含量大幅度的下降，同时可滴定酸和维生素C的含量下降速率较慢，果肉中丙二醛的含量得到了很好的抑制，贮藏后期多酚氧化酶活性也得到抑制[15]。经过冰温贮藏的山楂果实仍保持很好的品质，风味口感也很不错。葡萄中可溶性固形物和pH值均能显著影响其冰点，可溶性固形物含量越高，pH值也越高，葡萄的冰点温度越低，由此可见，迟采收的葡萄适合长期贮藏保鲜，这样做可以改善葡萄贮藏后[16]的品质，延长葡萄的保鲜期。张清等通过研究发现，快速冷却的大桃品质优于慢速冷却的大桃[17]。由此可见，对冰温贮藏温度的控制也是冰温贮藏的关键技术。张辉玲等[18]的研究表明，在冰温条件下，龙眼果实相对于普通冷藏果实，它们可溶性固形物含量和总酸含量下降的更慢一些，而且营养成分更多。杨梅[19]经过二氧化氯缓释剂的处理，再通过冰温贮藏，可以将杨梅的保鲜期延长至30d左右。刘璐等[20]研究发现，ε-聚赖氨酸在樱桃冰温贮藏期间有效抑制其MDA含量升高，MDA是植物膜脂过氧化的重要产物之一，使植物衰老，ε-聚赖氨酸有效降低樱桃腐烂率，维持了樱桃的表面亮度，并影响其内部品质。李共国等[21]研究发现，冰温条件下，桑椹果实糖酸比的下降速率减慢，使得保鲜后的桑葚在口感以及营养成分都高于冷藏和冻藏。魏文平等[22]对蓝莓冰温贮藏的研究，将蓝莓冷藏的贮藏温度设定为5℃，冰温的温度为-1℃，相比于冷藏条件下，冰温贮藏条件下酸度变化较小，vc含量较多，冷藏60d， 蓝莓冷藏失重率为50%，冰温下蓝莓失重率为40%。冷藏条件下贮藏至18d，果实硬度下降至1kg/cm2左右，而冰温贮藏则需要60d其硬度才降至1kg/cm2，由此可以说明，冰温更有利于蓝莓果的贮藏，在该实验中，蓝莓冷藏贮藏期为18d，冰温贮藏期为60d。林学亮等[23]在冰温贮藏下对黄花梨贮藏效果及抗冷性研究中證明，在冰温储藏下，黄花梨果实并不是单纯的代谢缓慢，而是对低温环境的逆抗性，在冰温环境中，黄花梨的抗冷性更为明显，表现为可溶性固性物含量增加，防止低温结冰带来的伤害，使生理代谢正常进行。刘帅等[24]采用低温驯化与冰温技术相结合，经过低温驯化的雪莲果的各项生理指标例如硬度、低聚果糖含量、水分含量、还原糖含量、维生素C含量均明显优于冷藏贮藏的值。

2.2 蔬菜的过冷储存

林本芳等通过对不同贮藏温度下西兰花可溶性固形物含量，可溶性糖浓度，酶和维生素C的含量进行检测，发现与冷藏相比，冰温贮藏对延缓TSS、可溶性糖浓度和VC含量的下降具有明显的效果，可显著抑制西兰花贮藏期间乙烯生成率，延迟乙烯高峰的出现，但对呼吸的抑制效果不大[25]。夏木西努尔？阿布都外力等在研究冰温贮藏对甜玉米保鲜作用时发现，甜玉米在冰温贮藏时具有很强的御寒能力，冰化后食用味道更好，因为在冰温作用下甜玉米更加成熟了。使用冰温贮藏食物，能够有效减慢食物本身的代谢活动，从外观和食用口味方面明显优于冷冻的食物[26]。唐坚等在研究生菜冰温保鲜时，将供试生菜预冷后置于冷库贮藏。贮藏过程中，对生菜的失重率，呼吸速率，可溶性固形物，可溶性糖和总叶绿素含量进行测定，并进行感官评价。结果表明冰温贮藏减缓了生菜失重率的降低，抑制了生菜的呼吸速率，减缓了可溶性固形物，可溶性糖与总叶绿素含量的降低。冰温贮藏抑制了生菜自身代谢，提高了贮藏品质[27]。张辉玲等用质量分数为0.5%的尿素溶液或质量分数为0.3%的VC溶液浸泡山芥菜，使其冻结点分别下降至-2.28℃和-1.91℃，然后在-3℃下冻结4h再置于1℃下复原，发现其复原性、鲜度和口感大大增强[28]；李敏等用质量分数为0.9%CaCl2溶液浸泡冬枣发现，41h后冬枣冰点下降至-2.8℃，枣内钙含量和可溶性固形物有所增加，枣肉脆度得到很好地保存，有效地延长了保鲜期[29]。郭丽等采用冰温结合小包装气调保鲜法对油豆角进行保鲜试验。结果表明，冰温贮藏油豆角的感官及理化指标均优于室温贮藏，在抑制失水、护色等方面要优于冷藏效果[30]。同样，她用一定浓度的乳糖和山梨糖醇处理青椒果实，发现果实冰点降低，呼吸强度和糖、酸、可溶性固形物等的含量都呈缓慢下降的趋势，青椒保持鲜活状态[31]。

2.3肉类的过冷储存

姜长红[32]等：以5℃冷藏鸡肉为对照，设置2个冰温处理，分别用 7%NaCl、10%NaCl作预处理。结果：2个冰温样品分别在贮藏期12天和14天时， 各项感官指标优良，完全符合国家统一标准一级鲜肉要求。贮藏 27天后， 各项感官指标完全符合国家统一标准二级鲜肉要求， 而对照在第8天时变质。陈秦怡[33]等将鸭肉分别置于5℃、5（±1）℃、-3℃、（-3 ±1）℃、（-3 ±2）℃的环境下贮藏， 定期取出测定其感官、微生物和理化指标。结合各指标综合分析得出， 5℃和 （5 ±1）℃下鸭肉的贮藏期分别为7天和 5 天， -3℃、（-3土1）℃、（-3 ±2）℃下鸭肉的贮藏期分别为>33天、33 天、30天。实验表明，冰温能很好的延缓食品的腐败 ；温度波动对冷藏食品品质影响很大， 对冰温鸭肉品质的影响在贮藏后期才渐渐表现出来， 且温度波动越小，影响越小。超冰温技术在肉类保鲜中的作用首先由Jeremiah和Gibson[34]在1997年提出，他们通过观察猪肉在5、2和-1.5℃下保鲜的效果，得出-1.5℃贮藏能够增长食品的货架期，食品腐烂率要远远低于贮藏在2、5℃下的肉样品。除此，-1.5℃低温贮藏容易保持肉的气味和肉样的PH，并且可以使肉的颜色更红，更容易被接受[35]。TVB-N[36]已经被世界上大多数国家认定为肉及肉制品腐败变质的基本指标，其含量越高，腐败味越浓，蛋白质的分解越严重。PH是评定肉制品的新鲜度的重要指标，PH值越低肉越新鲜。许立兴等人[37]发现超冰温贮藏能够很好控制猪肉的菌落总数和TVB-N， 延缓pH升高。超冰温贮藏至3 6d时，菌落总数为2.3×106CFU/g，TVB-N值为14.00mg/100g， 符合国家二级鲜肉的标准要求（<0.20mg/g），PH为6.12，符合国家一级鲜肉的标准要求（5.8～6.2）。熊小辉等[38]将牛肉降温到2±0.3℃，然后按照连续降温程序使牛肉降温到-1.0至-3.0℃之间的贮藏温度，保持该温度贮藏，使牛肉实现超冰温贮藏，使得牛肉在贮藏时不被冻结，贮藏时间最长可达90天，一般条件下也能达到75天。超冰温技术的最大优点[39]就是增加了活体的耐寒性，在更有利于贮藏品保存的同时必然增加糖、蛋白质、醇类等不冻液物质 ， 使贮藏品的口感与风味均得到明显提高。

3. 结语

过冷保鲜技术可以有效维持生鲜食品的贮藏品质，并使得生鲜食品的口感风味得到一定的提高。果蔬贮藏一般采用冰温贮藏技术，通过将温度控制到非常接近于细胞冷冻成核的温度，使生物体达到一种低消耗状态，同时抑制一些有害微生物的生长活动，不仅增长了果蔬的保鲜期，还提高了果蔬的口感风味。肉类贮藏一般采用超冰温贮藏技术。超冰温贮藏能很好的控制肉类菌落总数，延缓肉类食品的腐败，保持肉的气味和肉样的pH值，还可以使肉的颜色更容易被大众接受。超冰温贮藏能够增加肉类的耐寒性，使肉类的口感与风味均得到明显提高。

参考文献：

[1]Watson P， Leighton A. Some observations on the freezing points of various cheeses [J] . Journal of Diary Science， 1927， 10 （4） ： 331-334.

[2]Stonehouse G， Evans J. The use of supercooling for fresh foods： A review [J] . Journal of Food Engineering， 2015， 148： 74-79.

[3] James C， James S. -2°C to -12°C， not chilled but not frozen [J] . New Food， 2009， 12： 15-17.

[4]Lawrence P， Woolfe M， Tsampazi C. The effect of superchilling and rapid freezing on the HADH assay for chicken and turkey [J] . Journal of the Association of Public Analysts， 2010， 38： 13-23.

[5] Cox D， Moore S. A process for supercooling [P] . World Intellectual Property Organisation， 1997.

[6]James C， Seignemartin V， James S. The freezing and supercooling of garlic [J] . International Journal of Refrigeration， 2009， 32： 253-260.

[7]Fukuma Y， Yamane A， Itoh T， et al. Application of supercooling to long-term storage of fish meat [J] . Fish Science， 2012， 78： 451-461.

[8] 鄧超. 果蔬超冰温技术的可行性分析 [C] . 中国制冷冷藏冻结专业委员会， 2010：148-152.

[9] 张磊， 张吉恒. 果蔬保鲜贮藏条件及其原理 [J] . 北方经贸， 2016， （5） ：33-38.

[10] 李林， 申江， 王晓东. 冰温贮藏技术研究 [J] . 保鲜研究， 2008， （2） ：38-41.

[11] 邓超译.果蔬超冰温技术的可行性分析 [C] . 中国制冷冷藏冻结专业委员会，2010：148-152.

[12] 应月， 李保国， 董梅， 等. 冰温技术在食品贮藏中的研究进展 [J] .制冷技术， 2009， （2）：12-15.

[13] 熊小辉. 冰温技术在食品贮藏保鲜中的研究 [J] . 广西轻工业， 2010， （1） ：11-12.

[14] James C， Seignemartin V. The Potential For Super 一 Cooled Storage Of Vegetable And Furits [C] . 1st IIR International Cold Chain Conference Sustainability and the Cold Chain ，Cambridge， 2010.

[15] 李超， 王亮， 赵猛， 等. 不同冰温温度对山楂果实生理及品质的影响 [J] ， 中国农学通报， 2017， 33 （15） ：150-155.

[16] 张丹， 陈娟. 冰温贮藏技术在葡萄保鲜中的应用 [J] . 烟台果树， 2017， （3） ：47-48.

[17] 张清， 沈群. 冰温保鲜平谷大桃的实验研究[J] .食品科技， 2010， 35 （11） ：70-73.

[18] 张辉玲， 胡位荣， 庞学群， 等. 冰温与SO2缓释剂对龙眼贮藏的影响 [J] . 园艺学报， 2006， 33 （6） ：1325-1328.

[19] 张辉玲， 刘明津， 张昭其， 等.果蔬采后冰温贮藏技术研究进展 [J] . 热带作物学报， 2006， 27 （1） ：101-104.

[20] 刘璐， 鲁晓翔， 陈绍慧， 等. ε -聚赖氨酸采后处理对樱桃冰温贮藏期间品质的影响 [J] .食品工业科技， 2015， 36 （12） ：319-323.

[21] 李共国， 马子骏. 桑椹贮藏保鲜中糖酸比变化及影响因素的研究 [J] . 蚕业科学， 2004， 30 （1） ：104-106.

[22] 魏文平，华璐云，万金庆，等. 蓝莓冰温贮藏的实验研究[J]. 食品工业科技，2012，33（13）：346-348.

[23] 林学亮， 郑艳芳， 王则金， 等. 冰温贮藏下黄花梨贮藏效果及抗冷性研究 [J] . 冷藏技术， 2017， 40 （1） ：14-18.

[24] 刘帅， 邓洁红， 敬小波， 等. 冰温贮藏对雪莲果品质影响的研究 [J] . 食品工业科技， 2014， 35 （21） ：346-350.

[25] 林本芳， 鲁晓翔， 李江阔， 等. 冰温贮藏对西兰花保鲜的影响 [J]. 食品工业科技， 2012， （19） ：312-316.

[26] 夏木西努尔？阿布都外力， 玛依拉？阿布力米提. 甜玉米的冰温贮藏保鲜研究 [J] . 中国科技财富， 2011， （11） ：164-164.

[27] 唐坚等.生菜的冰温保鲜及微生物预测模型的初步建立[D]上海，上海师范大学，2015.

[28] 张辉玲， 刘明津， 张昭其. 果蔬采后冰温贮藏技术研究进展 [J]. 热带作物学报， 2006，27（1），101-105

[29]李敏， 张桂. 冬枣冰温贮藏保鲜研究 [J] .河北科技大学学报， 2003， 24 （3） ：26-29.

[30]郭丽， 程建军， 马莺，等. 油豆角冰温贮藏研究 [J] . 东北农业大学学报， 2004， 35 （5） ：568-572.

[31]郭丽， 程建军， 马莺，等. 青椒冰温贮藏的研究 [J] .食品科学， 2004， 25 （11） ：323-325.

[32]姜长红， 万金庆， 王国强. 冰温贮藏肌肉的实验研究 [J] . 食品机械， 2008， 24 （1） ：63-66.

[33] 陈秦怡， 万金庆， 王国强. 冷藏与冰温贮藏鸭肉的实验比较 [J] . 食品工业科技， 2008， 28 （6） ：271-273.

[34] Jeremiah L， Gibson L. The influence of storage and display conditions on the retail properties and case-life of display-ready pork lion roasts [J] . Meat science， 1997， 47 （1） ：17-27.

[35] Jeremiah L， Gibson L.The influence of storage temperature and storage time on color stability， retail properties and case-life of retail-ready beef [J] . Food Research International， 2001， 34 （9） ：815-826.

[36] 袁先群， 賀稚非， 李洪军， 等. 不同贮藏温度托盘包装冷鲜猪肉的品质变化 [J] .食品科学， 2012， 33 （6） ：264-268.

[37] 许立兴， 关文强， 荆红彭， 等. 猪肉超冰温保鲜效果研究 [A] .第七届中国冷冻冷藏新技术、新设备研讨会论文集， 2015， 78 .

[38] 熊小辉. 冰温技术在食品贮藏保鲜中的研究[J]. 广西轻工业， 2010，26（1）：11-12.

[39]李林， 申江， 王晓东. 冰温贮藏技术研究 [J] .保鲜与加工， 2008， 2 ：38-41.

项目名称“大学生科研与创业行动计划”，审批单位：北京市教委，编号是201810011046

作者信息；周威，男，1976年7月10日，副教授，博士，北京工商大学，胶体界面化学刘政炎，郭雨桐，郝云霄均为本科生