食品冰温贮藏技术的研究进展

孙 晶，康怀彬

（河南科技大学食品与生物工程学院，河南洛阳 471000）

食物是人们赖以生存的基础条件，通过食物摄取足够的能量、蛋白质、维生素和矿物质等来维持人体最基本的生命活动和身体健康。随着社会经济的迅速发展和生活水平的不断提高，消费者对食品的要求也有所改变，不再满足于吃饱穿暖，而是对生活品质有了更高的要求，从最开始的“能吃”变成了现在的“好吃”。所以，在食品的运输贮藏过程中如何保证食品的营养成分流失小、有害物质增长少、新鲜程度保持高成为了食品行业的关键问题之一。传统的食品贮藏保鲜方法中最常用的方法为低温冷藏和冷冻保藏，低温冷藏的温度范围大致在0~4℃，其贮藏时间较短，而冷冻保藏又使食物本身的风味改变较大，解冻过程营养成分大量流失，口感变差，2种贮藏方式均不能达到既保证品质又延长保质期的要求，所以人们开始研发既能有效结合以上2种贮藏方式的优点，又能尽量避免二者缺点的第3种贮藏保鲜技术。因此，冰温贮藏技术逐渐走上了贮藏保鲜的舞台，并成为了当前食品贮藏方面的研究热点之一。简单阐述了冰温贮藏保鲜技术的产生和发展过程，对冰温贮藏技术在食品中的最新应用和研究进行了综述，为今后的食品贮藏保鲜工作提供一定的依据。

1 冰温贮藏技术的产生和发展

冰温贮藏技术是一种新型的贮藏保鲜技术，是日本山根博士于1971年在一次失误的试验中发现的。试验虽然没有按照预想的方法进行，但却意外发现在-4℃条件下保存的梨不论色泽还是风味都保持得很好。在此之后，日本山根博士对在0℃以下的温度贮藏食物进行了深入研究，发现贮藏的食物在0℃时基本都不会冻结，这是由于食物本身含有一些不冻液，如蛋白质、天冬氨酸、醇类等物质，这些物质使细胞内的浓度增加并形成了一定的空间网络结构，可以有效保持水分，阻碍冰晶的生成，使食物在达到0℃时仍然处于活体状态。这项发现成功地打破了0℃以下没有活的生物体的错误说法，随后日本山根博士提出了“冰温带”的概念[1]，并进一步将冰温贮藏应用到食品贮藏过程中。

冰温贮藏技术作为当时的一种前沿技术，具有相当明显的优势。例如，可以保持细胞的完整性、呼吸速率大大降低、对酶及微生物抑制能力强、在延长保质期的同时提高食品品质等，所以冰温技术提出后引起了广泛关注。日本在1998年将冰温贮藏技术作为一种支撑发展的高新技术，随后欧洲一些国家也逐渐将冰温贮藏技术应用在实际生产加工中，我国在2004年也对冰温技术有了系统性的研究，并有众多的科学工作者和研究人员相继投身到冰温贮藏技术的研究中[2]。冰温贮藏技术的本质是非冻结保鲜，它的贮藏温度在0℃到冻结点之间，在此温度范围内，微生物生长缓慢，食品组织结构保持良好，能够较好地保持食品的品质[3-6]，冰温贮藏技术正在逐渐的完善并日渐成熟。

2 冰温贮藏技术在食品中的应用

2.1 冰温技术在果蔬中的应用

在我国，果蔬产量巨大，位居世界前列。但由于果蔬的后熟及衰老速度较快，在采摘之后一系列环节中造成了相当大的经济损失[7]。温度作为采摘后果蔬品质变化的重要影响因素，在果蔬能适应的范围内尽量降低贮藏温度可以有效降低新陈代谢速率、抑制生命体的呼吸强度、减缓营养成分的消耗，尽量保持其原有的色香味，最终达到延长货架期的目的。冰温贮藏技术是如今继冷藏之后在果蔬贮藏保鲜领域中效果最好的贮藏方法。

新鲜葡萄果实柔软汁液多，代谢旺盛，极易腐败变质，不易贮藏。吾建祥等人[8]研究了避雨栽培巨峰葡萄采摘后冰温贮藏的适宜参数，通过试验发现，为了避免果梗的皱缩冻害，实际生产中利用增湿器避免干耗现象，出库温差小于10℃，使贮藏温度保持在-1.5℃以上最为适宜，在此温度下既可以抑制呼吸代谢，又可以保持葡萄的完整美观，当贮藏时间长达90 d时，商品率在90%以上，腐烂率在8%以下，整体效果仍然较好，而在3~4℃，0±1℃贮藏条件下的腐烂率远高于-1.5℃。尚海涛等人[9]测定了葡萄贮藏的适宜性和最佳温度，结果表明，腐烂率与贮藏温度呈正相关，但温度越低会增加冻害风险，为防止葡萄果梗冻害以0~1℃贮藏最为适宜，如无特殊要求，-2~-3℃也可有效保持果实的新鲜。

荔枝产于南方，集中栽培在福建、广东、四川、云南等地，是补充能量和营养物质的佳品，但目前荔枝的运输贮藏相对困难。申江等人[10]将荔枝分别存放于温度为-1.2℃，湿度为87%的冰温库与温度为3℃，湿度为87%的普通冷库中，发现贮藏35 d后，冰温贮藏条件下的氨基酸总量是普通冷藏的3.2倍，必需氨基酸、非必需氨基酸都较普通冷藏明显增加，含水量、酸度及可溶性固形物变化较小，还原糖、维C分别降低至新鲜荔枝的58.82%和66.25%，而普通冷藏早在半个月左右就基本达到了冰温贮藏35 d的损失量。吴汶飞等人[11]通过响应面法得到冰点调节剂蔗糖、葡萄糖和山梨醇的质量分数分别为40.93%，7.31%，6.24%时，荔枝在3℃条件下浸泡3 h，可将果肉的冰点由原来的-2.85℃降低至-4.51℃。

水蜜桃采摘后不易贮藏，极易发生不可逆的冻害。Luries等人[12]指出，在8℃以下贮藏水蜜桃易发生冷害现象。朱麟等人[13]论证了温度在冰点以上，水蜜桃冷害出现时间随温度降低而延长，确定了水蜜桃冰温贮藏的最佳温度为-0.8℃，并进一步比较了0±0.5℃、3~4℃和冰温3种不同贮藏温度对水蜜桃品质的影响，发现冰温贮藏保鲜效果最好，可保持良好的水蜜桃品质，在贮藏40 d内均可保持果品新鲜。

冬枣皮脆可口、甘甜细嫩，是一种北方的高级鲜食水果，但极易失水，表皮皱缩，使得外观及口感变差，冰温贮藏方法在冬枣产业中的应用具有十分重要的意义。在长期以来的贮藏过程中发现，除了温度的影响，冬枣还不宜贮藏在CO2浓度较高的场所，防止果实加速软化[14-15]。宋健飞等人[16]将冰温与气调结合，冰温气调贮藏可以延缓冬枣变质，并且明显优于其他普通贮藏。

香椿又称红椿等，营养丰富、风味鲜美，本身可以驱虫，无需辅助农药等，是一种独具特色的健康无污染的绿色蔬菜[17]，但本身具有一定的缺陷，由于季节性的限制，香椿的腐烂变质较常见。杨慧等人[18]以香椿为原材料，将香椿经过开孔面积为141.3 mm2的PE保鲜袋包装在-0.5℃冰温条件下贮藏，延缓了质量、叶绿素和可溶性蛋白质等成分的下降，有效保持了香椿的品质。

西兰花营养丰富，广受消费者喜爱。西兰花在室温下放置会导致花蕾失水，营养成分流失，降低食用价值。林本芳等人[19]研究表明，氯化钙对西兰花的冰点有明显的调节作用，比山梨醇、葡萄糖和维C的调节效果都好，综合考虑成本及口感等因素，采用3%的氯化钠水溶液浸泡0.5 h，西兰花的冰点可以从-0.8℃降低至-1℃，为今后的冰温贮藏奠定了一定的基础。

芦笋是一种低脂低糖、高纤维的健康蔬菜，质地清脆，呼吸代谢活跃旺盛，易被腐败菌感染导致腐败。宋秀香等人[20]将绿芦笋贮藏在-0.5~0.5℃的冰温库中，并以冷藏组（4℃）为对照，测定了芦笋的硬度、色泽、维C含量等，发现冰温对芦笋的贮藏有较积极的影响，多酚氧化酶和过氧化物酶活性都有所增强，有效延缓了芦笋的衰老速度。

生菜是一种消费者普遍食用的蔬菜，市场需求量巨大，但生菜保鲜难度大，急需一种合理的贮藏方式。唐坚[21]采用冰温技术对新鲜采摘的生菜在-0.5℃下进行贮藏，抑制了呼吸速率，减缓了可溶性固形物和可溶性糖的降低，增加了抗氧化能力，为建立生菜在贮藏期间的生物模型打下良好基础。

2.2 冰温技术在水产品中的应用

随着红肉的广泛食用，高血压、高血脂、高胆固醇和心脑血管疾病的发病率逐年上升。水产品因其肉质细嫩深受消费者喜爱，并且富含不饱和脂肪酸，一部分水产品EPA和DHA含量较高，是与红肉相比更适合现代人食用的优质蛋白。但由于含水量高、结缔组织少和黏液多等原因导致其易腐败变质，水产品在加工运输过程中的保鲜问题亟待解决[22]。近年来，冰温保鲜技术在水产品中正在逐渐被推广使用。

鲤鱼最先出现在亚洲，后被作为食用鱼引入其他地区，是常见的淡水鱼中的一种，鲤鱼极易被人体消化吸收，并且富含多种人体所需的营养元素，但其含水量较高，加快了鱼肉品质变差的速度。何雪莹等人[23]研究了不同贮藏条件下鱼肉品质特性的变化，发现在添加冰点调节剂后可以将鲤鱼的冰点由-1℃降低到-3℃，在此条件下贮藏的鲤鱼与普通-3℃和-1℃条件下贮藏的鲤鱼相比，菌落总数、挥发性盐基氮等指标明显降低，证明冰点调节剂对鱼肉的贮藏保鲜效果显著。同时，刘丽荣等人[24]在0℃冰温条件下得出结论，鱼肉的质构变化可以有效反映鱼肉的品质变化。

军曹鱼是除东太平洋以外分布广泛的一种鱼类，常用其制作生鱼片，味道极其鲜美，为了满足消费者追求天然风味的需求，军曹鱼的贮藏保鲜尤为重要。孙继英等人[25]发现维C、氯化钙和氯化钠这3种物质对曹军鱼的冰点具有调节作用，可以有效拓宽冰温贮藏时的冰温带，为冰温贮藏提供有利条件，试验中发现氯化钠和维C的调节效果较好，将2种物质进行了复配来调节曹军鱼的冰点。结果表明，质量分数分别为3%的氯化钠和0.3%的维C时调节效果最好，可使冰点从-1.01℃下降到-1.62℃。

牡蛎是通过滤食来摄取生长所需的能量和营养元素，于此同时，也摄入了各种细菌等有害物质，由于自身酶和有害细菌的存在，使牡蛎的贮藏运输变的困难，为避免腐败变质人们使用过盐藏的方式贮藏牡蛎，但对色泽风味等影响很大，郭晓伟等人[26]研究了牡蛎冰温条件下的货架期，结果表明冰温可以将其货架期从4℃条件下的6 d延长至12 d，FAAN和TBA生长缓慢，对牡蛎的保鲜作用显著。

海参是一种无脊椎动物，种类繁多，由于海参富含蛋白质、低脂又不含胆固醇，不仅被认为是老年人用于滋补的佳品，逐渐成为了一种时尚的保健品，其中品质最好的是渤海和黄海的刺参，具有较高的商业价值[27]。市场上常见的海参产品大多数为干海参，员璐[28]比较了经过超声波处理后的复水海参在4℃冷藏和-1℃冰温保藏的货架期长短，通过定期测定发现，冷藏条件下海参到56 d时出现不良气味，挥发性盐基氮超过了国家标准，而冰温贮藏下的海参直到84 d，各项指标仍然符合国家标准。

扇贝是贝类软体动物，贝壳为扇型，以微小生物为食，近年来被广泛养殖，是海洋渔业的重要品种之一，为满足扇贝加工运输的需要，常采用低温贮藏以避免腐败变质。魏杰等人[29]将花楸多酚-金褐霉素作为保鲜剂结合冰温对扇贝进行贮藏，对酶的活性有抑制作用，减缓了蛋白质降解，同时缓解了微生物的生长，维持细胞活力，将扇贝的货架期延长2~3 d。

2.3 冰温技术在肉制品中的应用

畜禽肉制品是现代社会人们获取蛋白质的主要途径，目前市场上冷鲜肉已经成为我国肉制品销售的主流，这是由于冷鲜肉有以下优点：首先，与热鲜肉相比，冷鲜肉从生产到销售的各个环节都处于低温环境，基本避免了有害菌的生长；其次，与冷冻肉相比，避免了汁液和营养物质的流失，保持了肉的风味；最后，冷鲜肉在制作佳肴时无需解冻环节，操作简单方便，符合了现代社会快节奏的生活。冰温保藏下的肉制品不仅可以保持以上优点，而且还可以延长货架期，打破了肉制品销售的局限性。

鸡肉在我国肉类消费中位居第2位，是一种非常重要的肉类。随着人们养生保健意识的逐渐增强，红肉摄入比例逐渐减少，白肉逐渐走入人们的生活，而鸡肉作为一种价格低廉的白肉，更是得到消费者的偏爱。王正荣等人[30]研究了鸡胸肉在冰温环境下的成熟过程，冰温环境下抑制了酶的活性，相同时间内pH值和剪切力较小，乳酸积累较少，与冷藏环境相比，冰温环境可以延缓鸡胸肉成熟进程2~6 h。栗俊广等人[31]运用流变仪和离心法测定了鸡胸肉的蛋白凝胶强度和保水性，冰温组均优于冷鲜组，并用低场核磁共振分析了凝胶水分状态变化，发现冰温组能够更好地保持鸡肉的水分，使鸡肉保持良好的口感。葛庆联等人[32]以4℃冷藏条件下作为对比，测定了肉鸡在-5℃冰温条件下的品质变化，结果表明，冰温贮藏到第10天，菌落总数、挥发性盐基氮和pH值仍然符合鲜肉标准，而冷藏条件下的鸡肉在4~6 d时，都已经不新鲜甚至变质，说明冰温是一种比冷藏更好的贮藏方式，能达到延长货架期的目的。

羊肉是一种具有独特风味的畜产品，随着生活水平的提高，羊肉已经成为日常家庭餐桌上的“常客”，所以，保持羊肉良好的品质很有必要。有试验表明，温度是肉品质变化的重要影响因素之一[33-34]，并且研究发现冰温保藏下的羊肉色泽更加稳定[35]，这说明冰温保藏对于肉制品的保藏具有重要意义。为了避免宰杀后的羊肉变质和货架期短的问题，王守经等人[36]运用冰温贮藏技术保藏羊肉，试验中发现各个部位的冰点各不相同，进一步分析了贮藏过程中的品质指标，菌落总数呈先上升后下降再上升的变化，肉品的色泽逐渐变深，挥发性盐基氮和pH值呈上升趋势，剪切力持续下降，综合各个指标，冰温贮藏下货架期可长达25 d左右，完全可以满足商超和经销商的贮藏需求。孙丹丹等人[37]将微生物的传统检测方法与PCR-DGGE技术相结合，专门针对羊肉测定了微生物菌群的生长变化，结果表明，在10，4℃和冰温3种条件下，冰温的货架期最长，可长达39 d，并测定了其中的优势腐败菌，有利于今后羊肉贮藏流通中新鲜程度的预测。

牛肉所富含的B族维生素和铁元素，是人体生长发育和血液系统正常运作必不可少的物质。在中医看来，牛肉具有一定的食疗作用，经常食用牛肉有利于人体健康，且牛肉易于消化吸收，是一种广受人们追捧的红色肉类。有研究表明，冰温贮藏可以有效延长牛肉的货架期[38-39]。刘腾[40]也认为宰后牛肉的贮藏温度相当重要，它可以影响牛肉的嫩度、排酸过程、微生物的生长速度和货架期等，冷藏条件下对微生物的生长威胁不足，导致货架期较短，因此研究了牛肉的冰点，并以此温度来贮藏牛肉，解决了货架期短的问题，牛肉的品质变化也不大。关文强等人[41]以冰温-2.5，0，4℃这3种温度分别贮藏牛肉，结果表明，在冰温下贮藏至24 d时，挥发性盐基氮为15.39 mg/100 g，菌落总数为2.2×106CFU/g，仍属于二级鲜肉，色泽鲜红，而0℃和4℃条件下的牛肉分别在第15天和第8天时变质。夏秀芳等人[42]通过肌原纤维蛋白在贮藏过程中的变化来验证冰温是否是一种对牛肉贮藏保鲜的有效方法，以-1℃冰温贮藏与4℃冷藏条件做对比，冰温条件下的Ca2+-ATPase活性下降比冷藏条件下少26%，SDS-PAGE表明冰温贮藏肌原纤维蛋白降解程度较小，热稳定性高，是一种有效的保鲜方法。

我国是猪肉生产大国，自1972年以来，我国猪肉产量一直位居世界第1位，2015年我国猪肉产量已达5 487×104t。猪肉是我国主要的肉制品来源，作为人们生活中经常食用的食物，猪肉后期的贮藏保鲜工作显得重要。孙艳文等人将优化后的丁香精油微胶囊应用到冰温贮藏保鲜猪肉中，成功将猪肉的新鲜期限由9 d延长至27 d，为今后猪肉的贮藏保鲜工作提供了一定的依据。

3 结语

现在市场上的贮藏保鲜方法差强人意，虽然冰温贮藏技术具有诸多优点，研究人员和相关学者也在努力研究改善技术，但目前在实际生产过程中真正应用存在一定困难。同时，我国在冰温贮藏方面正处于起步阶段，与国外相比相对落后。想要研发出符合我国大多数企业和商家实际条件的冰温贮藏技术，还需要食品研究人员加倍努力。希望冰温贮藏技术在满足贮藏条件的同时，能更好地保持食品品质。目前从整体看来，冰温贮藏技术主要存在以下问题：成本高、冰温带窄、温度波动大、配套器材滞后、从贮藏到销售全过程的冰温保鲜体系有待完善、冷源和蓄冷材料有局限性等。在今后的研究中需要以下几个方面的努力：

（1）在应用冰温贮藏技术的同时，可以与其他保鲜物质结合，如茶多酚、黄酮等物质，使贮藏条件在没有完全达到要求的情况下仍然可以达到预期的保鲜效果，从而降低冰温贮藏的成本。

（2）可以利用冰点调节剂来拓宽冰温带，目前所使用的冰点调节剂一般为盐类、糖类等，对食品风味影响较大，希望可以找到对食品风味影响小、效果好的天然冰点调节剂。

（3）成熟应用冰温贮藏技术的企业或商家由于贮藏量大，必然会使用冰温库贮藏，从冰温库到销售场地，以及销售过程中食品不再是冰温贮藏，为保证食品从生产到销售的全过程均为冰温贮藏，希望经过研发人员的不懈努力，可以研制出如冰温卡车、冰温橱柜、冰温包装等工具。

生活水平日渐提高的今天，健康对于人们来说显得尤为重要，所以还需要继续深入研究冰温保鲜技术，为食品贮藏的发展奠定坚实的基础。相信随着食品工业的不断兴起和食品研究的不断改进，冰温贮藏技术的应用前景将更加广阔。