果蔬肉類食品過冷態儲存技術研究進展

劉政焱 郭雨桐 郝云霄 周威

摘要：以水果、蔬菜、肉類為研究對象，介紹了近年來國內外三類生鮮食品過冷態儲存技術的研究情況，闡明了冰溫及超冰溫的技術特點和適用范圍，列舉了幾類具有代表性果蔬肉類的過冷儲存方法，通過分析各類方法的優勢與不足，總結出目前生鮮食品過冷儲存技術存在的問題，并對未來發展趨勢和應用前景進行了展望。

關鍵詞：冰溫；超冰溫；保鮮；

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；

食品的過冷化處理早在上世紀二十年代就已經提及[1]，但是直到最近十幾年人們才開始對肉類、水果、蔬菜以及魚類等食品開展了過冷態研究[2-7]，且研究內容側重于實際應用。目前國內外許多研究者對不同生鮮食品的超冰溫貯藏特性進行了研究，如Cox & Moore[5]在一項超冰溫專利中提到了番茄的過冷化特性；鄧超譯[8]對大蒜和青蔥的超冰溫貯藏進行了研究，探索了其適宜的超冰溫貯藏條件，發現大蒜的最低貯藏溫度可達-6°C，并處于非凍結狀態，這與James C等[3]的研究結果一致。這些研究不僅證明了過冷態生鮮食品的優越性，而且為這些食品的過冷態貯藏提供了寶貴的應用依據。

1.過冷保鮮技術

1.1 冰溫貯藏技術

冰溫是指從0°C開始到生物體凍結溫度（即冰點）為止的溫域[9]。食品在一定條件下經過冷卻處理后，為了維持活性而分泌產生糖類，酸類，氨基酸等眾多的不凍液物質，降低自身的冰凍點，生物學上稱此過程為“生物體防御反應”。而當冷卻溫度非常接近于細胞冷凍成核的溫度時，生物體達到一種低消耗狀態，呼吸作用以及新陳代謝率最小，因此消耗的能量最小[10]。這樣就可以很好維持貯藏產品的品質。冰溫貯藏不會破壞細胞活性，貯藏產品保存為活體狀態，而且使得產品呼吸作用消耗降至非常低，減少能量消耗，同時也能抑制一些有害微生物的生長活動，最終增長了貯藏產品的保鮮期，使得產品的口感風味得到了一定的提高。

目前冰溫儲藏技術主要包括以下幾類技術：1.冰點調節貯藏：是向食物中加入冰點調節劑，可以擴大冰溫帶范圍，增強了食物的耐寒性，提高了營養成分的含量；2.冰點調節-保鮮劑的冰溫貯藏：向食品中添加保鮮劑與冰溫貯藏技術結合，在協同作用下，生物保鮮劑能使食物表面形成薄膜，使得在口感以及營養成分基本保持不變；3.冰膜貯藏：是指提前在低糖的食物中附上一層人工保護膜，再進行冰溫貯藏技術，防止低糖食物直接進行冰溫貯藏技術時出現干耗，低溫凍害和部分凍結；4. 冰溫氣調保鮮技術：一種安全的無污染的保鮮方式，指將混合氣體置換食物包裝里的空氣，目的是抑制食物的呼吸作用；5.冰溫流通：是指食品在初加工，貯藏，運輸以及銷售的過程中一直在冰溫環境中。

1.2 超冰溫貯藏技術

超冰溫技術不同于冰溫貯藏技術，并非將溫度控制在冰溫帶之內，而是將溫度控制到稍低于生物體冰點溫度。當溫度降到冰點時，生物體細胞內并不會立馬凍結，而是要等到溫度再降到低于生物體冰點的某一溫度下時，才會開始結冰成核，冰核開始形成的溫度稱為“成核溫度”或“亞穩態極限溫度”[11]。在生物體細胞形成冰晶的最初階段，生物體會放出熱量使得溫度慢慢升高至冰點，而這個過程進行的很快，難以控制，但是通過添加冰點調節劑的方法調節破壞點，使破壞點下降，擴大超冰溫領域， 使超冰溫技術成為可能[12]。超冰溫技術使得貯藏產品的耐寒性得到了提升，增加了生物體細胞內的糖類，氨基酸和蛋白質等不凍液物質，不但沒有影響貯藏產品的新鮮度，而且還明顯提高了產品的口感風味。

由于超冰溫領域極不穩定，為防止水果、蔬菜和肉類凍結，水果和蔬菜等在進入超冰溫溫度帶前，需要進行低溫鍛煉，脫水，調節冷卻處理的降溫速度，才有可能降至冰溫乃至超冰溫領域時不結冰。目前，超冰溫技術應用于牛肉的儲藏保鮮中，首先采用連續降溫方式，在不凍結的情況下，使牛肉越過水的結冰閾和牛肉的第一次結冰閾但高于其第二次結冰閾，使得牛肉貯藏時間延長[13]。研究表明超冰溫貯藏適用于類似大蒜、洋蔥、西蘭花等多種果蔬。經過超冰溫。貯藏實驗，當未剝皮大蒜貯藏于-6℃～-9℃士0.5℃，通風速度<0.5的環境大蒜內部以及表皮未發生凍害[14]。

2.食品的過冷儲存

果蔬肉類貯藏采用冰溫保鮮，可以通過嚴格精確的控制溫度范圍，或采用加入某些物質來降低貯藏產品的冰點，擴大冰溫帶。研究還表明，在各種蔬菜（特別是大蒜和蔥）中發生了顯著且令人驚訝的穩定的超冰溫現象，并且已經證明一些蔬菜可以在明顯低于其凝固點的溫度下儲存幾周而不發生凍結。

2.1 水果的過冷儲存

李超等研究發現，對山楂進行冰溫處理后，山楂果實的乙烯含量大幅度的下降，同時可滴定酸和維生素C的含量下降速率較慢，果肉中丙二醛的含量得到了很好的抑制，貯藏后期多酚氧化酶活性也得到抑制[15]。經過冰溫貯藏的山楂果實仍保持很好的品質，風味口感也很不錯。葡萄中可溶性固形物和pH值均能顯著影響其冰點，可溶性固形物含量越高，pH值也越高，葡萄的冰點溫度越低，由此可見，遲采收的葡萄適合長期貯藏保鮮，這樣做可以改善葡萄貯藏后[16]的品質，延長葡萄的保鮮期。張清等通過研究發現，快速冷卻的大桃品質優于慢速冷卻的大桃[17]。由此可見，對冰溫貯藏溫度的控制也是冰溫貯藏的關鍵技術。張輝玲等[18]的研究表明，在冰溫條件下，龍眼果實相對于普通冷藏果實，它們可溶性固形物含量和總酸含量下降的更慢一些，而且營養成分更多。楊梅[19]經過二氧化氯緩釋劑的處理，再通過冰溫貯藏，可以將楊梅的保鮮期延長至30d左右。劉璐等[20]研究發現，ε-聚賴氨酸在櫻桃冰溫貯藏期間有效抑制其MDA含量升高，MDA是植物膜脂過氧化的重要產物之一，使植物衰老，ε-聚賴氨酸有效降低櫻桃腐爛率，維持了櫻桃的表面亮度，并影響其內部品質。李共國等[21]研究發現，冰溫條件下，桑椹果實糖酸比的下降速率減慢，使得保鮮后的桑葚在口感以及營養成分都高于冷藏和凍藏。魏文平等[22]對藍莓冰溫貯藏的研究，將藍莓冷藏的貯藏溫度設定為5℃，冰溫的溫度為-1℃，相比于冷藏條件下，冰溫貯藏條件下酸度變化較小，vc含量較多，冷藏60d， 藍莓冷藏失重率為50%，冰溫下藍莓失重率為40%。冷藏條件下貯藏至18d，果實硬度下降至1kg/cm2左右，而冰溫貯藏則需要60d其硬度才降至1kg/cm2，由此可以說明，冰溫更有利于藍莓果的貯藏，在該實驗中，藍莓冷藏貯藏期為18d，冰溫貯藏期為60d。林學亮等[23]在冰溫貯藏下對黃花梨貯藏效果及抗冷性研究中證明，在冰溫儲藏下，黃花梨果實并不是單純的代謝緩慢，而是對低溫環境的逆抗性，在冰溫環境中，黃花梨的抗冷性更為明顯，表現為可溶性固性物含量增加，防止低溫結冰帶來的傷害，使生理代謝正常進行。劉帥等[24]采用低溫馴化與冰溫技術相結合，經過低溫馴化的雪蓮果的各項生理指標例如硬度、低聚果糖含量、水分含量、還原糖含量、維生素C含量均明顯優于冷藏貯藏的值。

2.2 蔬菜的過冷儲存

林本芳等通過對不同貯藏溫度下西蘭花可溶性固形物含量，可溶性糖濃度，酶和維生素C的含量進行檢測，發現與冷藏相比，冰溫貯藏對延緩TSS、可溶性糖濃度和VC含量的下降具有明顯的效果，可顯著抑制西蘭花貯藏期間乙烯生成率，延遲乙烯高峰的出現，但對呼吸的抑制效果不大[25]。夏木西努爾？阿布都外力等在研究冰溫貯藏對甜玉米保鮮作用時發現，甜玉米在冰溫貯藏時具有很強的御寒能力，冰化后食用味道更好，因為在冰溫作用下甜玉米更加成熟了。使用冰溫貯藏食物，能夠有效減慢食物本身的代謝活動，從外觀和食用口味方面明顯優于冷凍的食物[26]。唐堅等在研究生菜冰溫保鮮時，將供試生菜預冷后置于冷庫貯藏。貯藏過程中，對生菜的失重率，呼吸速率，可溶性固形物，可溶性糖和總葉綠素含量進行測定，并進行感官評價。結果表明冰溫貯藏減緩了生菜失重率的降低，抑制了生菜的呼吸速率，減緩了可溶性固形物，可溶性糖與總葉綠素含量的降低。冰溫貯藏抑制了生菜自身代謝，提高了貯藏品質[27]。張輝玲等用質量分數為0.5%的尿素溶液或質量分數為0.3%的VC溶液浸泡山芥菜，使其凍結點分別下降至-2.28℃和-1.91℃，然后在-3℃下凍結4h再置于1℃下復原，發現其復原性、鮮度和口感大大增強[28]；李敏等用質量分數為0.9%CaCl2溶液浸泡冬棗發現，41h后冬棗冰點下降至-2.8℃，棗內鈣含量和可溶性固形物有所增加，棗肉脆度得到很好地保存，有效地延長了保鮮期[29]。郭麗等采用冰溫結合小包裝氣調保鮮法對油豆角進行保鮮試驗。結果表明，冰溫貯藏油豆角的感官及理化指標均優于室溫貯藏，在抑制失水、護色等方面要優于冷藏效果[30]。同樣，她用一定濃度的乳糖和山梨糖醇處理青椒果實，發現果實冰點降低，呼吸強度和糖、酸、可溶性固形物等的含量都呈緩慢下降的趨勢，青椒保持鮮活狀態[31]。

2.3肉類的過冷儲存

姜長紅[32]等：以5℃冷藏雞肉為對照，設置2個冰溫處理，分別用 7%NaCl、10%NaCl作預處理。結果：2個冰溫樣品分別在貯藏期12天和14天時， 各項感官指標優良，完全符合國家統一標準一級鮮肉要求。貯藏 27天后， 各項感官指標完全符合國家統一標準二級鮮肉要求， 而對照在第8天時變質。陳秦怡[33]等將鴨肉分別置于5℃、5（±1）℃、-3℃、（-3 ±1）℃、（-3 ±2）℃的環境下貯藏， 定期取出測定其感官、微生物和理化指標。結合各指標綜合分析得出， 5℃和 （5 ±1）℃下鴨肉的貯藏期分別為7天和 5 天， -3℃、（-3土1）℃、（-3 ±2）℃下鴨肉的貯藏期分別為>33天、33 天、30天。實驗表明，冰溫能很好的延緩食品的腐敗 ；溫度波動對冷藏食品品質影響很大， 對冰溫鴨肉品質的影響在貯藏后期才漸漸表現出來， 且溫度波動越小，影響越小。超冰溫技術在肉類保鮮中的作用首先由Jeremiah和Gibson[34]在1997年提出，他們通過觀察豬肉在5、2和-1.5℃下保鮮的效果，得出-1.5℃貯藏能夠增長食品的貨架期，食品腐爛率要遠遠低于貯藏在2、5℃下的肉樣品。除此，-1.5℃低溫貯藏容易保持肉的氣味和肉樣的PH，并且可以使肉的顏色更紅，更容易被接受[35]。TVB-N[36]已經被世界上大多數國家認定為肉及肉制品腐敗變質的基本指標，其含量越高，腐敗味越濃，蛋白質的分解越嚴重。PH是評定肉制品的新鮮度的重要指標，PH值越低肉越新鮮。許立興等人[37]發現超冰溫貯藏能夠很好控制豬肉的菌落總數和TVB-N， 延緩pH升高。超冰溫貯藏至3 6d時，菌落總數為2.3×106CFU/g，TVB-N值為14.00mg/100g， 符合國家二級鮮肉的標準要求（<0.20mg/g），PH為6.12，符合國家一級鮮肉的標準要求（5.8～6.2）。熊小輝等[38]將牛肉降溫到2±0.3℃，然后按照連續降溫程序使牛肉降溫到-1.0至-3.0℃之間的貯藏溫度，保持該溫度貯藏，使牛肉實現超冰溫貯藏，使得牛肉在貯藏時不被凍結，貯藏時間最長可達90天，一般條件下也能達到75天。超冰溫技術的最大優點[39]就是增加了活體的耐寒性，在更有利于貯藏品保存的同時必然增加糖、蛋白質、醇類等不凍液物質 ， 使貯藏品的口感與風味均得到明顯提高。

3. 結語

過冷保鮮技術可以有效維持生鮮食品的貯藏品質，并使得生鮮食品的口感風味得到一定的提高。果蔬貯藏一般采用冰溫貯藏技術，通過將溫度控制到非常接近于細胞冷凍成核的溫度，使生物體達到一種低消耗狀態，同時抑制一些有害微生物的生長活動，不僅增長了果蔬的保鮮期，還提高了果蔬的口感風味。肉類貯藏一般采用超冰溫貯藏技術。超冰溫貯藏能很好的控制肉類菌落總數，延緩肉類食品的腐敗，保持肉的氣味和肉樣的pH值，還可以使肉的顏色更容易被大眾接受。超冰溫貯藏能夠增加肉類的耐寒性，使肉類的口感與風味均得到明顯提高。

參考文獻：

[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. 果蔬超冰溫技術的可行性分析 [C] . 中國制冷冷藏凍結專業委員會， 2010：148-152.

[9] 張磊， 張吉恒. 果蔬保鮮貯藏條件及其原理 [J] . 北方經貿， 2016， （5） ：33-38.

[10] 李林， 申江， 王曉東. 冰溫貯藏技術研究 [J] . 保鮮研究， 2008， （2） ：38-41.

[11] 鄧超譯.果蔬超冰溫技術的可行性分析 [C] . 中國制冷冷藏凍結專業委員會，2010：148-152.

[12] 應月， 李保國， 董梅， 等. 冰溫技術在食品貯藏中的研究進展 [J] .制冷技術， 2009， （2）：12-15.

[13] 熊小輝. 冰溫技術在食品貯藏保鮮中的研究 [J] . 廣西輕工業， 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， 趙猛， 等. 不同冰溫溫度對山楂果實生理及品質的影響 [J] ， 中國農學通報， 2017， 33 （15） ：150-155.

[16] 張丹， 陳娟. 冰溫貯藏技術在葡萄保鮮中的應用 [J] . 煙臺果樹， 2017， （3） ：47-48.

[17] 張清， 沈群. 冰溫保鮮平谷大桃的實驗研究[J] .食品科技， 2010， 35 （11） ：70-73.

[18] 張輝玲， 胡位榮， 龐學群， 等. 冰溫與SO2緩釋劑對龍眼貯藏的影響 [J] . 園藝學報， 2006， 33 （6） ：1325-1328.

[19] 張輝玲， 劉明津， 張昭其， 等.果蔬采后冰溫貯藏技術研究進展 [J] . 熱帶作物學報， 2006， 27 （1） ：101-104.

[20] 劉璐， 魯曉翔， 陳紹慧， 等. ε -聚賴氨酸采后處理對櫻桃冰溫貯藏期間品質的影響 [J] .食品工業科技， 2015， 36 （12） ：319-323.

[21] 李共國， 馬子駿. 桑椹貯藏保鮮中糖酸比變化及影響因素的研究 [J] . 蠶業科學， 2004， 30 （1） ：104-106.

[22] 魏文平，華璐云，萬金慶，等. 藍莓冰溫貯藏的實驗研究[J]. 食品工業科技，2012，33（13）：346-348.

[23] 林學亮， 鄭艷芳， 王則金， 等. 冰溫貯藏下黃花梨貯藏效果及抗冷性研究 [J] . 冷藏技術， 2017， 40 （1） ：14-18.

[24] 劉帥， 鄧潔紅， 敬小波， 等. 冰溫貯藏對雪蓮果品質影響的研究 [J] . 食品工業科技， 2014， 35 （21） ：346-350.

[25] 林本芳， 魯曉翔， 李江闊， 等. 冰溫貯藏對西蘭花保鮮的影響 [J]. 食品工業科技， 2012， （19） ：312-316.

[26] 夏木西努爾？阿布都外力， 瑪依拉？阿布力米提. 甜玉米的冰溫貯藏保鮮研究 [J] . 中國科技財富， 2011， （11） ：164-164.

[27] 唐堅等.生菜的冰溫保鮮及微生物預測模型的初步建立[D]上海，上海師范大學，2015.

[28] 張輝玲， 劉明津， 張昭其. 果蔬采后冰溫貯藏技術研究進展 [J]. 熱帶作物學報， 2006，27（1），101-105

[29]李敏， 張桂. 冬棗冰溫貯藏保鮮研究 [J] .河北科技大學學報， 2003， 24 （3） ：26-29.

[30]郭麗， 程建軍， 馬鶯，等. 油豆角冰溫貯藏研究 [J] . 東北農業大學學報， 2004， 35 （5） ：568-572.

[31]郭麗， 程建軍， 馬鶯，等. 青椒冰溫貯藏的研究 [J] .食品科學， 2004， 25 （11） ：323-325.

[32]姜長紅， 萬金慶， 王國強. 冰溫貯藏肌肉的實驗研究 [J] . 食品機械， 2008， 24 （1） ：63-66.

[33] 陳秦怡， 萬金慶， 王國強. 冷藏與冰溫貯藏鴨肉的實驗比較 [J] . 食品工業科技， 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， 李洪軍， 等. 不同貯藏溫度托盤包裝冷鮮豬肉的品質變化 [J] .食品科學， 2012， 33 （6） ：264-268.

[37] 許立興， 關文強， 荊紅彭， 等. 豬肉超冰溫保鮮效果研究 [A] .第七屆中國冷凍冷藏新技術、新設備研討會論文集， 2015， 78 .

[38] 熊小輝. 冰溫技術在食品貯藏保鮮中的研究[J]. 廣西輕工業， 2010，26（1）：11-12.

[39]李林， 申江， 王曉東. 冰溫貯藏技術研究 [J] .保鮮與加工， 2008， 2 ：38-41.

項目名稱“大學生科研與創業行動計劃”，審批單位：北京市教委，編號是201810011046

作者信息；周威，男，1976年7月10日，副教授，博士，北京工商大學，膠體界面化學劉政炎，郭雨桐，郝云霄均為本科生