食品冰溫貯藏技術的研究進展

孫 晶，康懷彬

（河南科技大學食品與生物工程學院，河南洛陽 471000）

食物是人們賴以生存的基礎條件，通過食物攝取足夠的能量、蛋白質、維生素和礦物質等來維持人體最基本的生命活動和身體健康。隨著社會經濟的迅速發展和生活水平的不斷提高，消費者對食品的要求也有所改變，不再滿足于吃飽穿暖，而是對生活品質有了更高的要求，從最開始的“能吃”變成了現在的“好吃”。所以，在食品的運輸貯藏過程中如何保證食品的營養成分流失小、有害物質增長少、新鮮程度保持高成為了食品行業的關鍵問題之一。傳統的食品貯藏保鮮方法中最常用的方法為低溫冷藏和冷凍保藏，低溫冷藏的溫度范圍大致在0~4℃，其貯藏時間較短，而冷凍保藏又使食物本身的風味改變較大，解凍過程營養成分大量流失，口感變差，2種貯藏方式均不能達到既保證品質又延長保質期的要求，所以人們開始研發既能有效結合以上2種貯藏方式的優點，又能盡量避免二者缺點的第3種貯藏保鮮技術。因此，冰溫貯藏技術逐漸走上了貯藏保鮮的舞臺，并成為了當前食品貯藏方面的研究熱點之一。簡單闡述了冰溫貯藏保鮮技術的產生和發展過程，對冰溫貯藏技術在食品中的最新應用和研究進行了綜述，為今后的食品貯藏保鮮工作提供一定的依據。

1 冰溫貯藏技術的產生和發展

冰溫貯藏技術是一種新型的貯藏保鮮技術，是日本山根博士于1971年在一次失誤的試驗中發現的。試驗雖然沒有按照預想的方法進行，但卻意外發現在-4℃條件下保存的梨不論色澤還是風味都保持得很好。在此之后，日本山根博士對在0℃以下的溫度貯藏食物進行了深入研究，發現貯藏的食物在0℃時基本都不會凍結，這是由于食物本身含有一些不凍液，如蛋白質、天冬氨酸、醇類等物質，這些物質使細胞內的濃度增加并形成了一定的空間網絡結構，可以有效保持水分，阻礙冰晶的生成，使食物在達到0℃時仍然處于活體狀態。這項發現成功地打破了0℃以下沒有活的生物體的錯誤說法，隨后日本山根博士提出了“冰溫帶”的概念[1]，并進一步將冰溫貯藏應用到食品貯藏過程中。

冰溫貯藏技術作為當時的一種前沿技術，具有相當明顯的優勢。例如，可以保持細胞的完整性、呼吸速率大大降低、對酶及微生物抑制能力強、在延長保質期的同時提高食品品質等，所以冰溫技術提出后引起了廣泛關注。日本在1998年將冰溫貯藏技術作為一種支撐發展的高新技術，隨后歐洲一些國家也逐漸將冰溫貯藏技術應用在實際生產加工中，我國在2004年也對冰溫技術有了系統性的研究，并有眾多的科學工作者和研究人員相繼投身到冰溫貯藏技術的研究中[2]。冰溫貯藏技術的本質是非凍結保鮮，它的貯藏溫度在0℃到凍結點之間，在此溫度范圍內，微生物生長緩慢，食品組織結構保持良好，能夠較好地保持食品的品質[3-6]，冰溫貯藏技術正在逐漸的完善并日漸成熟。

2 冰溫貯藏技術在食品中的應用

2.1 冰溫技術在果蔬中的應用

在我國，果蔬產量巨大，位居世界前列。但由于果蔬的后熟及衰老速度較快，在采摘之后一系列環節中造成了相當大的經濟損失[7]。溫度作為采摘后果蔬品質變化的重要影響因素，在果蔬能適應的范圍內盡量降低貯藏溫度可以有效降低新陳代謝速率、抑制生命體的呼吸強度、減緩營養成分的消耗，盡量保持其原有的色香味，最終達到延長貨架期的目的。冰溫貯藏技術是如今繼冷藏之后在果蔬貯藏保鮮領域中效果最好的貯藏方法。

新鮮葡萄果實柔軟汁液多，代謝旺盛，極易腐敗變質，不易貯藏。吾建祥等人[8]研究了避雨栽培巨峰葡萄采摘后冰溫貯藏的適宜參數，通過試驗發現，為了避免果梗的皺縮凍害，實際生產中利用增濕器避免干耗現象，出庫溫差小于10℃，使貯藏溫度保持在-1.5℃以上最為適宜，在此溫度下既可以抑制呼吸代謝，又可以保持葡萄的完整美觀，當貯藏時間長達90 d時，商品率在90%以上，腐爛率在8%以下，整體效果仍然較好，而在3~4℃，0±1℃貯藏條件下的腐爛率遠高于-1.5℃。尚海濤等人[9]測定了葡萄貯藏的適宜性和最佳溫度，結果表明，腐爛率與貯藏溫度呈正相關，但溫度越低會增加凍害風險，為防止葡萄果梗凍害以0~1℃貯藏最為適宜，如無特殊要求，-2~-3℃也可有效保持果實的新鮮。

荔枝產于南方，集中栽培在福建、廣東、四川、云南等地，是補充能量和營養物質的佳品，但目前荔枝的運輸貯藏相對困難。申江等人[10]將荔枝分別存放于溫度為-1.2℃，濕度為87%的冰溫庫與溫度為3℃，濕度為87%的普通冷庫中，發現貯藏35 d后，冰溫貯藏條件下的氨基酸總量是普通冷藏的3.2倍，必需氨基酸、非必需氨基酸都較普通冷藏明顯增加，含水量、酸度及可溶性固形物變化較小，還原糖、維C分別降低至新鮮荔枝的58.82%和66.25%，而普通冷藏早在半個月左右就基本達到了冰溫貯藏35 d的損失量。吳汶飛等人[11]通過響應面法得到冰點調節劑蔗糖、葡萄糖和山梨醇的質量分數分別為40.93%，7.31%，6.24%時，荔枝在3℃條件下浸泡3 h，可將果肉的冰點由原來的-2.85℃降低至-4.51℃。

水蜜桃采摘后不易貯藏，極易發生不可逆的凍害。Luries等人[12]指出，在8℃以下貯藏水蜜桃易發生冷害現象。朱麟等人[13]論證了溫度在冰點以上，水蜜桃冷害出現時間隨溫度降低而延長，確定了水蜜桃冰溫貯藏的最佳溫度為-0.8℃，并進一步比較了0±0.5℃、3~4℃和冰溫3種不同貯藏溫度對水蜜桃品質的影響，發現冰溫貯藏保鮮效果最好，可保持良好的水蜜桃品質，在貯藏40 d內均可保持果品新鮮。

冬棗皮脆可口、甘甜細嫩，是一種北方的高級鮮食水果，但極易失水，表皮皺縮，使得外觀及口感變差，冰溫貯藏方法在冬棗產業中的應用具有十分重要的意義。在長期以來的貯藏過程中發現，除了溫度的影響，冬棗還不宜貯藏在CO2濃度較高的場所，防止果實加速軟化[14-15]。宋健飛等人[16]將冰溫與氣調結合，冰溫氣調貯藏可以延緩冬棗變質，并且明顯優于其他普通貯藏。

香椿又稱紅椿等，營養豐富、風味鮮美，本身可以驅蟲，無需輔助農藥等，是一種獨具特色的健康無污染的綠色蔬菜[17]，但本身具有一定的缺陷，由于季節性的限制，香椿的腐爛變質較常見。楊慧等人[18]以香椿為原材料，將香椿經過開孔面積為141.3 mm2的PE保鮮袋包裝在-0.5℃冰溫條件下貯藏，延緩了質量、葉綠素和可溶性蛋白質等成分的下降，有效保持了香椿的品質。

西蘭花營養豐富，廣受消費者喜愛。西蘭花在室溫下放置會導致花蕾失水，營養成分流失，降低食用價值。林本芳等人[19]研究表明，氯化鈣對西蘭花的冰點有明顯的調節作用，比山梨醇、葡萄糖和維C的調節效果都好，綜合考慮成本及口感等因素，采用3%的氯化鈉水溶液浸泡0.5 h，西蘭花的冰點可以從-0.8℃降低至-1℃，為今后的冰溫貯藏奠定了一定的基礎。

蘆筍是一種低脂低糖、高纖維的健康蔬菜，質地清脆，呼吸代謝活躍旺盛，易被腐敗菌感染導致腐敗。宋秀香等人[20]將綠蘆筍貯藏在-0.5~0.5℃的冰溫庫中，并以冷藏組（4℃）為對照，測定了蘆筍的硬度、色澤、維C含量等，發現冰溫對蘆筍的貯藏有較積極的影響，多酚氧化酶和過氧化物酶活性都有所增強，有效延緩了蘆筍的衰老速度。

生菜是一種消費者普遍食用的蔬菜，市場需求量巨大，但生菜保鮮難度大，急需一種合理的貯藏方式。唐堅[21]采用冰溫技術對新鮮采摘的生菜在-0.5℃下進行貯藏，抑制了呼吸速率，減緩了可溶性固形物和可溶性糖的降低，增加了抗氧化能力，為建立生菜在貯藏期間的生物模型打下良好基礎。

2.2 冰溫技術在水產品中的應用

隨著紅肉的廣泛食用，高血壓、高血脂、高膽固醇和心腦血管疾病的發病率逐年上升。水產品因其肉質細嫩深受消費者喜愛，并且富含不飽和脂肪酸，一部分水產品EPA和DHA含量較高，是與紅肉相比更適合現代人食用的優質蛋白。但由于含水量高、結締組織少和黏液多等原因導致其易腐敗變質，水產品在加工運輸過程中的保鮮問題亟待解決[22]。近年來，冰溫保鮮技術在水產品中正在逐漸被推廣使用。

鯉魚最先出現在亞洲，后被作為食用魚引入其他地區，是常見的淡水魚中的一種，鯉魚極易被人體消化吸收，并且富含多種人體所需的營養元素，但其含水量較高，加快了魚肉品質變差的速度。何雪瑩等人[23]研究了不同貯藏條件下魚肉品質特性的變化，發現在添加冰點調節劑后可以將鯉魚的冰點由-1℃降低到-3℃，在此條件下貯藏的鯉魚與普通-3℃和-1℃條件下貯藏的鯉魚相比，菌落總數、揮發性鹽基氮等指標明顯降低，證明冰點調節劑對魚肉的貯藏保鮮效果顯著。同時，劉麗榮等人[24]在0℃冰溫條件下得出結論，魚肉的質構變化可以有效反映魚肉的品質變化。

軍曹魚是除東太平洋以外分布廣泛的一種魚類，常用其制作生魚片，味道極其鮮美，為了滿足消費者追求天然風味的需求，軍曹魚的貯藏保鮮尤為重要。孫繼英等人[25]發現維C、氯化鈣和氯化鈉這3種物質對曹軍魚的冰點具有調節作用，可以有效拓寬冰溫貯藏時的冰溫帶，為冰溫貯藏提供有利條件，試驗中發現氯化鈉和維C的調節效果較好，將2種物質進行了復配來調節曹軍魚的冰點。結果表明，質量分數分別為3%的氯化鈉和0.3%的維C時調節效果最好，可使冰點從-1.01℃下降到-1.62℃。

牡蠣是通過濾食來攝取生長所需的能量和營養元素，于此同時，也攝入了各種細菌等有害物質，由于自身酶和有害細菌的存在，使牡蠣的貯藏運輸變的困難，為避免腐敗變質人們使用過鹽藏的方式貯藏牡蠣，但對色澤風味等影響很大，郭曉偉等人[26]研究了牡蠣冰溫條件下的貨架期，結果表明冰溫可以將其貨架期從4℃條件下的6 d延長至12 d，FAAN和TBA生長緩慢，對牡蠣的保鮮作用顯著。

海參是一種無脊椎動物，種類繁多，由于海參富含蛋白質、低脂又不含膽固醇，不僅被認為是老年人用于滋補的佳品，逐漸成為了一種時尚的保健品，其中品質最好的是渤海和黃海的刺參，具有較高的商業價值[27]。市場上常見的海參產品大多數為干海參，員璐[28]比較了經過超聲波處理后的復水海參在4℃冷藏和-1℃冰溫保藏的貨架期長短，通過定期測定發現，冷藏條件下海參到56 d時出現不良氣味，揮發性鹽基氮超過了國家標準，而冰溫貯藏下的海參直到84 d，各項指標仍然符合國家標準。

扇貝是貝類軟體動物，貝殼為扇型，以微小生物為食，近年來被廣泛養殖，是海洋漁業的重要品種之一，為滿足扇貝加工運輸的需要，常采用低溫貯藏以避免腐敗變質。魏杰等人[29]將花楸多酚-金褐霉素作為保鮮劑結合冰溫對扇貝進行貯藏，對酶的活性有抑制作用，減緩了蛋白質降解，同時緩解了微生物的生長，維持細胞活力，將扇貝的貨架期延長2~3 d。

2.3 冰溫技術在肉制品中的應用

畜禽肉制品是現代社會人們獲取蛋白質的主要途徑，目前市場上冷鮮肉已經成為我國肉制品銷售的主流，這是由于冷鮮肉有以下優點：首先，與熱鮮肉相比，冷鮮肉從生產到銷售的各個環節都處于低溫環境，基本避免了有害菌的生長；其次，與冷凍肉相比，避免了汁液和營養物質的流失，保持了肉的風味；最后，冷鮮肉在制作佳肴時無需解凍環節，操作簡單方便，符合了現代社會快節奏的生活。冰溫保藏下的肉制品不僅可以保持以上優點，而且還可以延長貨架期，打破了肉制品銷售的局限性。

雞肉在我國肉類消費中位居第2位，是一種非常重要的肉類。隨著人們養生保健意識的逐漸增強，紅肉攝入比例逐漸減少，白肉逐漸走入人們的生活，而雞肉作為一種價格低廉的白肉，更是得到消費者的偏愛。王正榮等人[30]研究了雞胸肉在冰溫環境下的成熟過程，冰溫環境下抑制了酶的活性，相同時間內pH值和剪切力較小，乳酸積累較少，與冷藏環境相比，冰溫環境可以延緩雞胸肉成熟進程2~6 h。栗俊廣等人[31]運用流變儀和離心法測定了雞胸肉的蛋白凝膠強度和保水性，冰溫組均優于冷鮮組，并用低場核磁共振分析了凝膠水分狀態變化，發現冰溫組能夠更好地保持雞肉的水分，使雞肉保持良好的口感。葛慶聯等人[32]以4℃冷藏條件下作為對比，測定了肉雞在-5℃冰溫條件下的品質變化，結果表明，冰溫貯藏到第10天，菌落總數、揮發性鹽基氮和pH值仍然符合鮮肉標準，而冷藏條件下的雞肉在4~6 d時，都已經不新鮮甚至變質，說明冰溫是一種比冷藏更好的貯藏方式，能達到延長貨架期的目的。

羊肉是一種具有獨特風味的畜產品，隨著生活水平的提高，羊肉已經成為日常家庭餐桌上的“?？汀?，所以，保持羊肉良好的品質很有必要。有試驗表明，溫度是肉品質變化的重要影響因素之一[33-34]，并且研究發現冰溫保藏下的羊肉色澤更加穩定[35]，這說明冰溫保藏對于肉制品的保藏具有重要意義。為了避免宰殺后的羊肉變質和貨架期短的問題，王守經等人[36]運用冰溫貯藏技術保藏羊肉，試驗中發現各個部位的冰點各不相同，進一步分析了貯藏過程中的品質指標，菌落總數呈先上升后下降再上升的變化，肉品的色澤逐漸變深，揮發性鹽基氮和pH值呈上升趨勢，剪切力持續下降，綜合各個指標，冰溫貯藏下貨架期可長達25 d左右，完全可以滿足商超和經銷商的貯藏需求。孫丹丹等人[37]將微生物的傳統檢測方法與PCR-DGGE技術相結合，專門針對羊肉測定了微生物菌群的生長變化，結果表明，在10，4℃和冰溫3種條件下，冰溫的貨架期最長，可長達39 d，并測定了其中的優勢腐敗菌，有利于今后羊肉貯藏流通中新鮮程度的預測。

牛肉所富含的B族維生素和鐵元素，是人體生長發育和血液系統正常運作必不可少的物質。在中醫看來，牛肉具有一定的食療作用，經常食用牛肉有利于人體健康，且牛肉易于消化吸收，是一種廣受人們追捧的紅色肉類。有研究表明，冰溫貯藏可以有效延長牛肉的貨架期[38-39]。劉騰[40]也認為宰后牛肉的貯藏溫度相當重要，它可以影響牛肉的嫩度、排酸過程、微生物的生長速度和貨架期等，冷藏條件下對微生物的生長威脅不足，導致貨架期較短，因此研究了牛肉的冰點，并以此溫度來貯藏牛肉，解決了貨架期短的問題，牛肉的品質變化也不大。關文強等人[41]以冰溫-2.5，0，4℃這3種溫度分別貯藏牛肉，結果表明，在冰溫下貯藏至24 d時，揮發性鹽基氮為15.39 mg/100 g，菌落總數為2.2×106CFU/g，仍屬于二級鮮肉，色澤鮮紅，而0℃和4℃條件下的牛肉分別在第15天和第8天時變質。夏秀芳等人[42]通過肌原纖維蛋白在貯藏過程中的變化來驗證冰溫是否是一種對牛肉貯藏保鮮的有效方法，以-1℃冰溫貯藏與4℃冷藏條件做對比，冰溫條件下的Ca2+-ATPase活性下降比冷藏條件下少26%，SDS-PAGE表明冰溫貯藏肌原纖維蛋白降解程度較小，熱穩定性高，是一種有效的保鮮方法。

我國是豬肉生產大國，自1972年以來，我國豬肉產量一直位居世界第1位，2015年我國豬肉產量已達5 487×104t。豬肉是我國主要的肉制品來源，作為人們生活中經常食用的食物，豬肉后期的貯藏保鮮工作顯得重要。孫艷文等人將優化后的丁香精油微膠囊應用到冰溫貯藏保鮮豬肉中，成功將豬肉的新鮮期限由9 d延長至27 d，為今后豬肉的貯藏保鮮工作提供了一定的依據。

3 結語

現在市場上的貯藏保鮮方法差強人意，雖然冰溫貯藏技術具有諸多優點，研究人員和相關學者也在努力研究改善技術，但目前在實際生產過程中真正應用存在一定困難。同時，我國在冰溫貯藏方面正處于起步階段，與國外相比相對落后。想要研發出符合我國大多數企業和商家實際條件的冰溫貯藏技術，還需要食品研究人員加倍努力。希望冰溫貯藏技術在滿足貯藏條件的同時，能更好地保持食品品質。目前從整體看來，冰溫貯藏技術主要存在以下問題：成本高、冰溫帶窄、溫度波動大、配套器材滯后、從貯藏到銷售全過程的冰溫保鮮體系有待完善、冷源和蓄冷材料有局限性等。在今后的研究中需要以下幾個方面的努力：

（1）在應用冰溫貯藏技術的同時，可以與其他保鮮物質結合，如茶多酚、黃酮等物質，使貯藏條件在沒有完全達到要求的情況下仍然可以達到預期的保鮮效果，從而降低冰溫貯藏的成本。

（2）可以利用冰點調節劑來拓寬冰溫帶，目前所使用的冰點調節劑一般為鹽類、糖類等，對食品風味影響較大，希望可以找到對食品風味影響小、效果好的天然冰點調節劑。

（3）成熟應用冰溫貯藏技術的企業或商家由于貯藏量大，必然會使用冰溫庫貯藏，從冰溫庫到銷售場地，以及銷售過程中食品不再是冰溫貯藏，為保證食品從生產到銷售的全過程均為冰溫貯藏，希望經過研發人員的不懈努力，可以研制出如冰溫卡車、冰溫櫥柜、冰溫包裝等工具。

生活水平日漸提高的今天，健康對于人們來說顯得尤為重要，所以還需要繼續深入研究冰溫保鮮技術，為食品貯藏的發展奠定堅實的基礎。相信隨著食品工業的不斷興起和食品研究的不斷改進，冰溫貯藏技術的應用前景將更加廣闊。