流化冰技术在水产品冷链流通中的应用研究进展
2022-04-01包海蓉金素莱曼
包海蓉,金素莱曼
(1.上海海洋大学食品学院,上海 201306;2.上海水产品加工及贮藏工程技术研究中心,上海 201306;3.农业农村部水产品贮藏保鲜质量安全风险评估实验室(上海),上海 201306)
水产品是一类主要的动物性食品,2019年全球产量达2亿 t,我国产量为6 457万 t[1]。与禽畜产品相比,水产品肌体柔软且水分、蛋白质、不饱和脂肪酸含量丰富,死亡后即受到微生物与内源酶的作用开始腐败变质,故捕后处理、保藏方式对水产品品质有较大影响[2-3]。水产品冷链是从产品捕获即开始的温度链,温度是影响货架期的主要外因[4-5],为使产品在捕捞后的船上加工、贮藏、配送[6]各环节始终处于规定范围的低温环境中并最大限度地保障其营养价值和品质,适宜的冷链物流体系是重要保障[7]。随着生活水平的提高,水产品冷链终端不断延伸至内陆地区,对低温保鲜技术的要求越来越高。冻藏能延长产品货架期,但存在蛋白质冷冻变性、脂肪氧化干耗、解冻时汁液损失等问题;冰温保鲜中,控制冰温设备的温度波动、完善冰温冷链体系仍需要进一步研究;而冰鲜保藏的优点在于能控制产品温度波动、维持较好的生物特性,缺点是冰温保鲜产品货架期较短,其效果受水产品与冷却介质之间的传热特性的影响。研究发现流化冰作为冷却介质能够显著改善该问题[8]。
流化冰又名二元冰、液冰等,是尺寸细小的冰粒子与载液组成的二相均匀浆状混合物,兼有冰与流体的特性且区别于普通冰水混合物,是一种高效低耗、清洁卫生、在水产品加工行业中极具潜力的绿色新型冷媒。与传统冰不同的是,流化冰并非直接将水冷冻成冰,而是在一定的冷却温度下使水从溶液中析出形成细小圆滑的冰晶均匀分散在两相体系中,故拥有更好的物理特性及工程学特性。流化冰技术在日本、冰岛、挪威、美国等发达国家已成为研究热点[9],目前流化冰保鲜技术已应用在多种水产品中,例如鱼类[10-17](沙丁(Sardina pilchardus)、舌齿鲈(Dicentrarchus labrax)、大菱鲆(Psetta maxima)、竹荚鱼(Trachurus trachurus)、鲱鱼(Clupea harengus)、鮟鱇(Lophius piscatorius)、背棘鳐(Raja clavata)、大西洋鳕(Gadus morhua)、鲳鱼(Pampus argenteus)、鲣鱼(Katsuwonus pelamis)、大黄鱼(Larimichthys crocea)、鲭鱼(Pneumatophorus japonicus)、梅鱼(Collichthys niveatus)等)、虾类(南美白对虾(Penaeus vanname)、中国明对虾(Fenneropenaeus chinensis)、挪威龙虾(Nephrops norvegicus)[18]等)和甲壳类[19]等。新鲜水产品在国外多为大宗消费形式,物流链完整,应用在海上捕捞船及陆地运输车中的流化冰冷链体系相对较完备,可实现连续加工及装配自动化。我国水产品供应主要依靠人工养殖且消费地域性特征明显,水产品食用程度和有效利用率偏低,流化冰设备机械化程度不高[20-21],这也成为制约我国流化冰技术发展的瓶颈;因此,开发节能高效的制冰技术、拓展流化冰耦合其他保鲜技术联用以发挥栅栏因子间的协同作用一直是研究热点。本文分析流化冰技术在冷链流通中产品致死、预冷、贮藏与运输不同阶段下的应用,旨在根据我国实际情况,将环境、资源、经济合理地结合起来,逐步完善水产品冷链物流体系,并促使海洋渔业向集约型生产模式转变,进一步开发具有中国特色的水产品中高端市场。
1 流化冰的制备及特性
1.1 流化冰的制备
连续高效制冰是流化冰技术发展的关键环节[22],不同的制冰介质、制冰设备对冰晶颗粒直径、含冰率、制冷效率、能耗的影响各异。流化冰的制冰介质既可以是纯水也可以是含冰点降低剂的水溶液。用纯水制得的流化冰粒子显微结构呈细长树枝状、表面粗糙,粒子间聚类纠缠,导致流动性降低并堵塞管道,故制冰时常添加氯化钠、丙二醇、乙醇、乙二醇之一作为冰点降低剂,食品保鲜中常用氯化钠作为相变的蓄冷介质,制得的流化冰流动性好、冰晶粒子细小光滑呈球形[23]。目前,直接取捕捞地海水制冰有广阔的发展前景,既能节约淡水资源又便于捕捞产品的船上冷却保鲜,可实现流化冰一体式制备取用及在完整冷链中的应用[24-26];流化冰的制备方式有刮削法、过冷法、真空法、喷射法、油水乳化法、流化床法、自然结晶法等,与静态制冰不同的是,流化冰成冰时冰层并不在传热表面生长,为动态换热。表1所列是常用的流化冰制备方式,其中刮削式制冰是目前渔船上应用最多、技术最成熟的制冰技术。目前对流化冰制备技术的研究主要集中在优化制冰系统、节能降耗、实现自动化控制等方面[27-28],且理想状态下的流化冰粒子应具有细小均匀的尺寸、球状的外形和极佳的平滑性。Keys等[29]制出了直径在400~700 nm之间的纳米级流化冰,形成的冰在性质上更接近“凝胶”,能长时间维持两相悬浮液状态,增大了产品与冰之间的传热面积,且能解决普通流化冰固液分离后形成坚硬冰壳破坏产品外表皮的难点,但由于尺寸过小,可能存在冰融化过快无法长时间充分冷却产品的问题;赵文琪[30]向海水中添加质量分数0.11%的纳米级壳聚糖(粒径400 nm)作成核剂制备流化冰,过冷度可降低6.9 ℃,起始结晶时间可缩短80 s,节能22%,且随着成核剂粒径和浓度的增加,海水过冷度与成冰时间分别不断下降和缩短。
表1 常用的流化冰的制备方式Table 1 Common methods for the preparation of slurry ice
1.2 流化冰的特性
1.2.1 流化冰的应用优势
流化冰具有以下应用优势:1)冰粒子细小光滑,呈特殊的球形几何形状。流化冰粒子平均粒径在250~500 μm之间[29],微观结构呈较规则球状,无锋利棱角,与之相比传统碎冰表面粗糙,即使颗粒再细碎,其细长树枝状的冰粒子仍有较大的长宽比。故流化冰可相对减少产品贮运过程中的摩擦撞击,对表皮机械损伤极小,维持良好的感官品质;另外流化冰能全覆盖包埋产品,细小的冰粒子能快速填充产品间的空隙,既能密封隔氧,又能使产品表皮湿润,防止干化。2)载冷能力强,制冷效果佳。流化冰冷焓最高可达200 kJ/kg,传热系数可达3 000 W/(m2·K)(含冰率为质量分数5%~30%),热交换率是片冰的4 倍、冷海水的4~8 倍;比表面积约14 000~16 000 m2/t[37],换热面积大、冷却速率快,可均匀制冷并急速冷却至产品芯部,有效钝化酶活性并抑制微生物生长。3)流动性良好。流化冰具有液体的流动性且球状的冰晶结构可减少粒子间纠结聚集,可泵送、连续交换,实现冷量从制造到使用的封闭传输,以更高效、清洁卫生的方式实现水产品贮运中的自动化;流化冰能在产品表面形成“清洗效应”[38],利用其流动性在换冰或融化时带走产品表面的腐败物质、血迹等,防止微生物向肌肉组织内扩散。4)冰温水平的冷却终温且温度可调可控。流化冰体系的温度可控制在-2.2~-1.5 ℃之间,与载液浓度、冰与载液的比例等有关,可调节流化冰的温度,制造稍高于产品冻结点的“冰温条件”。郭儒岳等[39]用于超冷却大黄鱼的流化冰含盐量为3.3%(质量分数,后同)、冰-水比为3∶2,可使鱼体中心温度稳定在-1 ℃,稍高于大黄鱼-1.5 ℃的冰点,既能延缓腐败相关生化反应又能使鱼肉不冻结,有效保证了大黄鱼的风味口感、加工特性;流化冰可在一定时间内维持恒温,融化时相变可释放335 kJ/kg潜热而温度不变,可防止低温贮藏中温度波动带来的不良影响[40],解决传统冰藏保鲜法仅适合捕捞地定期贮藏、生鲜市场直销、短时间运输的局限。5)可耦合联用其他技术。流化冰在应用时,既能向内添加保鲜剂又能与其他技术耦合联用实现优势互补,基于栅栏因子协同作用的流化冰与多种技术的联合应用已成为研究热点。
1.2.2 流化冰的局限性
流化冰较低的贮藏温度可能会影响产品感官品质中的外观和色泽。有学者发现部分贮藏在流化冰中的产品会出现鱼眼浑浊、鱼鳃色泽变暗[41]、虾甲壳失去光泽[42]等现象,影响销售外观。由未过滤的海水直接制得的流化冰可能会导致产品贮藏初期微生物数量上升。由于海水中也存在微生物,若不能及时换冰或处理融水,易导致水产品与冰的交叉污染。菌落总数(total viable counts,TVC)的上升与初始菌数相关性较大,贮藏前应尽量结合减菌化前处理。此外,流化冰对产品含盐量有一定的影响。用于保鲜水产品的流化冰载液多含NaCl,贮藏过程中NaCl可在渗透压的作用下渗入,使细胞脱去部分水,导致产品盐度上升[43]。贮存于人工配制流化冰(含质量分数3.3%的NaCl)中的大黄鱼在货架期终点时的含盐量为0.87%[39],贮存于过滤海水制得流化冰(含质量分数3.5%的NaCl)中的鱿鱼贮藏终点含盐量为2.68%[44],均显著高于淡水冰对照组,但低于冷海水贮藏组,且口感滋味无显著变化。设备初投资、技术要求高。我国对流化冰的应用研究起步较晚,现有流化冰制冰设备与传统碎冰、片冰制冰机相比成本高、能耗高、配套设备稳定性低,且目前多以人工配制海水及多设备并联组合制冰为主,直接以海水为介质的商用一体化制冰设备在水产品保鲜应用上与发达国家相比仍存在差距。
2 流化冰在水产品冷链流通中不同阶段下的应用
2.1 致死阶段
动物被宰杀时若处于有意识状态,会剧烈挣扎产生激烈的应激反应,使产品较早进入死后僵直期,导致品质下降。国内外常见的击晕或屠宰方式有CO2窒息、敲头、电击、放血、冰激等[45]。冰激致死在贮藏初期能维持产品鲜度、抑制微生物增殖,流化冰作为冰激的一种方式,在水产品致死阶段中也有应用:如Anders等[46]通过实验确定了已电击致晕的大西洋鲭鱼置于流化冰中6 min可诱导死亡,且不会损伤鱼的脊椎;Navarro-Segura等[47]在鲷鱼致死阶段将其置于含丁香精油β-环糊精包合物的流化冰中,发现贮藏终点时挥发性盐基氮(total volatile basic nitrogen,TVB-N)、三甲胺氮(trimethylamine nitrogen,TMA-N)、TVC水平均低于普通冰组,有效维持了产品鲜度,包合物的最适含量是每千克冰15 mg,且精油的不良气味在环糊精的包埋下被掩盖,含精油的包合物对产品感官品质无显著影响。
2.2 预冷冷却阶段
水产品死亡后生命活动停止,体内糖原进行无氧分解放热,加快了自身酶和微生物的活动,加速腐败进程。充分低温冷却对保持水产品后期贮运过程中的品质、延长货架期有重要作用,传统预冷却水产品原料的方式有冷风预冷、冰预冷、水预冷、真空预冷等,冰预冷中流化冰冷却速度更快、终温更低、更稳定,能节省后期贮运过程中的冰用量而增加货载量,可进一步推广流化冰预冷单元在水产品流通链或加工生产线前端的应用。
1990年Chapman[48]报道的航运中流化冰预冷长须鲸,是流化冰首次应用于水产品预冷冷却阶段,为后续研究流化冰预冷技术奠定了基础。赵思敏等[49]对比了相同的环境温度下流化冰和碎冰对养殖大黄鱼的预冷效果,碎冰中鱼体的中心温度从初温25 ℃降至0.3 ℃需120 min,流化冰中冷却至相同温度只需54 min,且终温稳定在-1 ℃左右。Lin Huimin等[50]用流化冰预处理鮟鱇鱼肝,可抑制肝组织中酶活性,降低冰温贮藏早期TVB-N、TMA-N水平,延缓质构特性的下降。蓝蔚青等[51]通过模拟鲈鱼(Lateolabrax japonicus)冷链流通过程评估流化冰预冷对短期无冰运输的控温效果,经流化冰预冷4 h、无冰运输8 h再碎冰贮藏的鲈鱼与全程碎冰预冷运输贮藏的产品相比,两者经运输后的终温相近,前者除组织微观结构更完整、pH值更低外,其余品质特性与后者无异;流化冰预冷处理能有效维持产品品质、延长货架期,有些学者却对此存有异议,认为流化冰预处理效果因产品种类、处理时间而异。Kilinc等[52]在贮藏海鲈鱼前分别用流化冰和片冰预冷2 h,发现用流化冰预冷后对海鲈鱼鱼眼外观、鱼腮的色泽、含盐率、吸水率产生不利影响,货架期仅比片冰预冷组延长2 d,故流化冰预冷处理后仍需在后续贮藏过程中采用低温保鲜方式以保证产品各方面的良好品质。
2.3 贮运阶段
不当的保藏方式会使产品受到微生物、酶活性等的严重影响,外界污染及产品体表机械损伤也会加速腐败进程、缩短货架期。产品品质劣变受多方面因素共同作用,某些指标间有相关性,下面从感官品质、鲜度变化、微生物数量、蛋白质生化特性4 个方面阐述水产品品质在流化冰贮运过程中的变化。
水产品的感官评定能简单客观地反映产品的销售外观及品质,通常会评价外观、气味、色泽、肌肉等方面,鱼类产品还需观察鱼眼、鱼鳃的变化,随贮藏时间延长感官品质均有不同程度的下降。流化冰能保持产品表面湿润,避免干化脱水,其包埋特性能隔绝氧气,较低的终温延缓了含氮有机物的降解,故能有效维持产品感官特性。Annamalai等[53]发现流化冰贮藏全程中黄鱼外观、气味、肌肉质地等方面的评分均高于片冰组,且随贮藏时间延长缓慢下降;但也有学者认为流化冰贮藏会对产品的色泽造成不利影响。Digre等[54]发现与传统冰相比,流化冰保藏鳕鱼会更早出现鱼眼浑浊的现象。Huidobro等[42]发现流化冰贮藏下的长吻拟对虾(Parapenaeus longirostris)其甲壳特征性的粉红色失去光泽变得暗淡。Zakhariya等[55]发现片冰预冷处理后的尖吻鲈(Lates calcarifer)亮度始终高于同期流化冰预冷处理组。综上所述,流化冰创造的低温条件对感官品质的影响也因产品品种而异。
水产品捕后在细菌及内源酶的共同作用下,蛋白质分解产生挥发性氨、三甲胺等低级胺类化合物,同时脂质在脂肪氧化酶作用下水解,产生游离脂肪酸及醛、酮等有异味的物质,相比其他冰藏方式,流化冰能更有效地减缓产品鲜度下降。袁鹏翔[37]用内置碎冰或流化冰的控温摇床模拟鱿鱼船上动态颠簸的贮运状态以区别于静态保藏,棱角尖锐的碎冰对鱼体机械损伤的频率和强度被进一步放大,且贮藏4 d时TVB-N含量超过二级鲜度范围(>20 mg N/100 g)。流化冰贮藏15 d后TVB-N含量为11.74 mg/100 g,仍为一级鲜度(<15 mg N/100 g),动态条件能促使流化冰充分接触鱼体且不损伤体表,显示出流化冰较碎冰在动态贮运条件下对鲜度保持和体表保护的优势;蓝蔚青等[56]分析了冷藏、碎冰、流化冰贮藏下大目金枪鱼(Thunnus obesus)的鲜度变化。贮藏初期,冷藏、碎冰组的TVB-N含量与K值(ATP降解率及鱼类新鲜度评价指标)急剧上升,分别于贮藏7、9 d超过二级鲜度,而此阶段流化冰组TVB-N含量、K值均缓慢上升,贮藏9 d时K值在二级鲜度范围内(<40%),12 d时TVB-N含量仍未超过二级鲜度标准。贮藏后期,流化冰组样品的酸性磷酸水解酶(acid phosphatase,ACP)和腺苷脱氨酶(adenosine deaminase,AD)活性显著低于碎冰、冷藏组样品,其中ACP活性与TVC显著相关,可作为后期鲜度参考指标,表明流化冰可通过抑制内源酶活性延缓ATP关联产物的累积。
微生物腐败是导致水产品变质的主要原因,以TVC达6(lg(CFU/g))为货架期终点。除外界污染外,水产品自身携带微生物,其中参与腐败进程的部分微生物称为该产品的特定腐败菌(specific spoilage organism,SSO)[57-58],选用科学有效的方法抑制SSO的增殖代谢对水产品保鲜有着重要意义。赵思敏等[49]对比了流化冰和碎冰贮藏下的养殖大黄鱼TVC、大肠杆菌、脂肪水解酶微生物、蛋白水解酶微生物的变化。碎冰组中各类微生物在贮藏初期快速增殖代谢并于第6天到达货架期终点,且碎冰组中脂肪、蛋白水解酶微生物在TVC中所占比例随贮藏时间延长快速增加,而流化冰中无显著变化且货架期达18 d;张皖君等[59]发现碎冰贮藏后鲈鱼菌群结构组成与流化冰组有异,利用高通量测序分析鲈鱼细菌基因组DNA,发现流化冰组样品细菌参与碳水化合物、蛋白质、脂质代谢的相关基因相对丰度低于同期碎冰组,这也从微生物代谢水平解释了流化冰对微生物的抑制作用。冰藏前期主要以芽孢杆菌属为主,后期以假单胞菌属、不动杆菌属、嗜冷杆菌属、希瓦氏菌属为主,其增长趋势与TVB-N含量、K值正相关,表明这些微生物可能是导致贮藏期间鲈鱼腐败变质的优势菌;也有学者认为流化冰处理在抑制初期微生物增殖方面不占优势,蓝蔚青等[51]在鲈鱼的初期贮藏中发现,流化冰组样品的TVC略高于碎冰组,可能是冰中残留的微生物侵染鱼体造成短期内TVC上升;Digre等[54]发现产品经流化冰预冷后,转移至普通冰中贮藏时,一部分载液中的好氧菌被带入新环境中,获得了更高的氧气浓度,加快腐败进程。故在今后的研究中应考虑流化冰贮藏前的减菌化处理。
贮藏期间,脂肪水解氧化、微生物代谢增殖、内源酶作用都是诱导蛋白质变性降解的因素,肌球蛋白降解使隐藏巯基氧化成二硫键,引起部分蛋白质聚合或相互作用发生重排等效应,空间结构改变。组织微观结构的无序疏松是蛋白质降解劣变的间接体现,肌纤维束分离产生裂缝、空隙。Zhang Bin等[60]发现在流化冰中贮藏的鲣鱼肌原纤维蛋白含量、总巯基含量、Ca2+-ATP酶活力均高于同期片冰组,肌原纤维蛋白含量的下降一方面可能与组织蛋白酶与钙依赖蛋白酶的作用有关,另一方面与低温形成的大冰晶对组织不可逆转的机械作用有关,运用流化冰则可规避这一缺陷;Yuan Pengxiang等[61]在对比流化冰与碎冰贮藏鱿鱼时也得出了相似的结论。
3 流化冰结合其他技术在水产品中的应用
水产品在冷链贮运、销售等变化的环境中,仅单独依靠流化冰低温处理也难以有效维持各方面的品质,其对水产品贮藏初期微生物数量及产品色泽的控制仍有局限。水产品加工保藏方式趋于多样化,为延长货架期并尽可能保留其营养与风味,需在流化冰处理前或保藏过程中耦合其他科学有效的减菌化、抗氧化、护色处理。
3.1 流化冰结合化学保鲜剂
3.1.1 臭氧流化冰
臭氧在国内外被公认为是一种广谱、高效、无残留、环保洁净的杀菌剂,可与产品直接接触,通过逐步氧化微生物细胞主要成分造成其功能性损伤[2,62],能有效杀灭革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌、真菌、孢子等,且不影响产品的感官特性及营养成分[63]。但臭氧在水溶液中半衰期短、不稳定,大大降低杀菌效果,且实际生产中臭氧需现制现用,浓度过低达不到杀菌保鲜效果,过高则会产生副作用氧化产品中的营养成分。臭氧流化冰的优势在于减菌处理与冰藏保鲜的协同作用,能减缓蛋白质变性降解、抑制肌肉组织结构劣变。同时封在冰中的臭氧可在保鲜贮运中随冰的融化缓释,能解决臭氧保存难、不稳定的问题[64]。
在Campos[65-66]、Aubourg[67]等的早期研究中,运用臭氧流化冰保鲜大菱鲆、帆鳞鲆(Lepidorhombus whiffiagonis)、沙丁鱼能有效延长产品货架期,且臭氧流化冰保藏的沙丁鱼肌肉中好氧嗜温菌、嗜冷菌、厌氧菌、大肠杆菌的数量显著低于流化冰,凸显了臭氧的减菌作用。Chen Jing等[68]发现臭氧流化冰(臭氧质量浓度0.2 mg/L)对梅鱼的保鲜效果优于单独使用流化冰或片冰,期间梅鱼外观品相变化最小、微生物数量初期增长缓慢,能在一定程度上消除单独使用流化冰保鲜的弊端,经电泳后的蛋白质条带完整且接近新鲜状态,而流化冰与片冰组的轻链肌球蛋白明显降解。从组织微观结构上看,流化冰组样品肌纤维虽有劣变但变化不显著,臭氧流化冰组肌纤维排列更致密有序,进一步证实了流化冰,尤其是与臭氧联用后对蛋白质的保护作用。Bono等[69]研究了臭氧连续补充(贮藏0、3、7 d分别添加0.3 mg/L臭氧)与一次添加(贮藏初始添加0.3 mg/L臭氧)结合流化冰保藏对欧洲鳀鱼(Eugraulis encrasicolus)的影响,发现重复处理能不断补充降解的臭氧,有效抑制耐盐耐低温的假单胞菌属的生长。现阶段我国对臭氧流化冰保鲜水产品的报道较少,臭氧或臭氧水处理大多用在产品保藏前的预处理中,且臭氧在流化冰中的有效浓度及缓释速度也决定了臭氧流化冰的使用效果[70]。
3.1.2 其他化学保鲜剂联用流化冰
Aubourg等[71]在流化冰中添加了质量分数5%的NaHSO3,以探究其抑制挪威龙虾体表黑变的效果,在安全剂量范围内,虾壳的黑变速率显著减缓,延长货架期4 d。黄利华等[72]分别将稳态二氧化氯(ClO2)、二甲基二碳酸盐按国家标准安全剂量制成保鲜流化冰贮藏白鲳鱼。ClO2的漂白作用能维持白鲳鱼的色泽,同时其强氧化性能抑制蛋白质水解反应、破坏微生物酶活性系统,有效减缓腐败进程,保鲜流化冰组的TVB-N含量和硫代巴比妥酸(thiobarbituric acid,TBA)值在实验终点较空白流化冰组更低,通过微生物学Logistic模型预测货架期可达665 h,且与实际结果接近。
3.2 流化冰结合生物保鲜剂
使用化学添加剂需考虑安全剂量及残留量的问题,单纯添加化学保鲜剂的方式已不能满足消费者对水产品卫生安全性的要求。生物保鲜剂是来源于动植物、微生物、酶类的安全无毒、具有广谱杀菌特性的一类保鲜剂,将其与冰藏结合制成生物保鲜冰是水产品保鲜的新趋势,已广泛应用于水产品保鲜中。张皖君等[73]分别用质量分数为0.1%的竹叶抗氧化物、0.1%的迷迭香提取物复合流化冰保藏鲈鱼,可显著抑制微生物生长、脂质氧化及游离脂肪酸形成,但对蛋白质的抗氧化作用不显著;蓝蔚青等[74]研究了质量分数1%的银杏叶提取液流化冰与质量分数1%的竹醋液流化冰对鲳鱼贮藏期间品质的影响,结果显示上述处理均能抑制微生物增殖、延缓蛋白质变性,与空白对照组相比,货架期分别可延长至16、18 d。上述生物保鲜剂中的黄酮、酚类等活性成分有抑菌和抗氧化双重作用,配合流化冰可充填到任意孔隙并隔绝氧气的包埋特性,能进一步降低酶活性并抑制微生物活动,减缓蛋白质及含氮化合物的分解速率。
3.3 流化冰与化学、生物保鲜剂耦合联用
使用单一保鲜剂往往也有局限性,基于栅栏因子协同作用的多种保鲜剂复配联用冰藏技术能从不同的方面联合抑制水产品腐败进程,有效保障产品质量及卫生安全性。栅栏技术的关键是科学合理地组合栅栏因子,调整其顺序及强度,减缓腐败进程。周强等[75]将质量分数1.5%的壳聚糖(抑菌剂)、质量分数0.1%的植酸钠(护色剂)、流化冰处理作为栅栏因子,协同作用于中国明对虾保藏过程中。至贮藏终点时,处理组虾体亮度显著高于空白流化冰对照组,有效抑制黑变,TVB-N含量仍在一级鲜度范围内;王强[76]采用质量浓度1.0 g/L的植酸钠、0.05 g/L的稳态二氧化氯与流化冰复合保藏南美白对虾,结果表明该处理方法能有效抑制微生物增殖及多酚氧化酶活性,使虾保持良好的感官品质及质构特性。
4 结 语
流化冰被誉为21世纪新型绿色冷媒,国内外对流化冰保鲜水产品的研究目前主要集中在海洋渔业及水产品冷却保鲜基础应用上。与传统冰相比,其可泵送的特性既节约了人工成本,又最大限度地避免了污染,其更快的冷却速率、更低的冷却终温能有效维持产品理化特性并延长货架期,具有广阔的应用前景。目前其在水产品保鲜中的应用仍有待深入研究:1)基础理论方面,需进一步探究高效节能的流化冰制冷技术,明确影响水产品腐败变质的关键因素,探究流化冰保鲜机理;2)技术优化层面,提升相关配套设备稳定性,集中研发高效节能的一体化连续制冰技术,控制冰粒尺寸,以期制得细小圆滑、均匀分散的冰;开发流化冰耦合其他技术联用,寻找辅助流化冰技术发挥更大优势的互补技术,消除流化冰单独应用的局限性,实现栅栏因子间的协同作用,维持产品各方面的良好品质,为消费者提供更健康、安全的产品;3)产业应用领域,重点拓展流化冰技术在远洋捕捞预冷阶段、近海捕捞或养殖的冷链流通中包括致死、预冷却、贮运、销售各环节下的应用,进一步完善流化冰技术在水产品冷链流通中的商业化应用。