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冰溫技術(shù)在食品貯藏中的研究進(jìn)展
1冰溫技術(shù)原理
生物組織的冰點(diǎn)均低于0℃。當(dāng)溫度高于冰點(diǎn)時,細(xì)胞始終處于活體狀態(tài)。這是因?yàn)?,生物?xì)胞中溶解了糖、酸、鹽類、多糖、氨基酸、肽類、可溶性蛋白質(zhì)等許多成分,而各種天然高分子物質(zhì)及其復(fù)合物以空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)存在,使水分子的移動和接近受到一定阻礙而產(chǎn)生凍結(jié)回避,因而細(xì)胞液不同于純水,冰點(diǎn)一般在-0.5℃~-3.5℃之間[1],某些食品的冰點(diǎn)見表1。
當(dāng)溫度高于冰點(diǎn)時,細(xì)胞始終處活體狀態(tài);當(dāng)冰點(diǎn)較高時,加入冰點(diǎn)調(diào)節(jié)劑(如鹽、糖等)可使其冰點(diǎn)降低。故冰溫機(jī)理包含兩方面內(nèi)容:1)將食品的溫度控制在冰溫帶內(nèi)可以維持其細(xì)胞的活體狀態(tài);2)當(dāng)食品冰點(diǎn)較高時,可以人為地加入一些有機(jī)或無機(jī)物質(zhì),使其冰點(diǎn)降低,擴(kuò)大其冰溫帶[1]。
貯藏期限與冷藏相比可增長2~10倍的貯藏期限,并可*活體保存生鮮食品的保存期~7天,且無法作活體保存可*保存,但因結(jié)冰凍結(jié),致使生物細(xì)胞壞死
品質(zhì)差異利用冰溫生物科技使生鮮產(chǎn)品更美味、營養(yǎng)增加且使有害微生物下降美味因冷藏時間增加而降低,有害微生物逐漸增加而致使腐爛生物細(xì)胞凍結(jié)破壞,解凍后營養(yǎng)流失,風(fēng)味降低zui多
食品在冰溫條件下貯藏時,其品質(zhì)(如蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)、微生物繁殖速度、酶活性等)發(fā)生變化,稱為冰溫效應(yīng)。在冰點(diǎn)溫度附近,為阻止生物體內(nèi)冰晶形成,動植物從體內(nèi)會不斷地分泌大量的不凍液以降低冰點(diǎn),不凍液的主要成分是葡萄糖、氨基酸、天冬氨酸等。冰溫可有效抑制微生物的生長。在冰溫條件下,水分子呈有序狀態(tài)排布,可供微生物利用的自由水含量大大降低[3]。
冰溫貯藏具有四個優(yōu)點(diǎn):1)不破壞細(xì)胞;2)有害微生物的活動及各種酶的活性受到抑制;3)呼吸活性低,保鮮期得以延長;4)能夠提高水果、蔬菜的品質(zhì)。其中第4點(diǎn)是冷藏及氣調(diào)貯藏方法都不具備的優(yōu)點(diǎn)。冰溫貯藏與冷藏、冷凍的比較見表2。但是冰溫貯藏也有缺點(diǎn):1)可利用的溫度范圍狹小,一般為-0.5℃~-2.0℃,故溫度帶的設(shè)定十分困難;2)配套設(shè)施的投資較大[4]。
2冰溫技術(shù)的應(yīng)用
2.1果蔬貯藏
果蔬在整個貯藏過程中是活著的有機(jī)體,呼吸作用是其重要的特征。通常,隨著果蔬貯藏溫度的升高,呼吸作用增強(qiáng),營養(yǎng)成分損失增加。研究表明,利用冰溫貯藏水果和蔬菜可以抑制其新陳代謝,保持果蔬的色、香、味、口感。
西瓜屬于冷敏性、呼吸躍變型果實(shí),其含水量大,腐爛率高,易受微生物侵害。如果貯運(yùn)方法不當(dāng),腐爛率常高達(dá)35%。趙曉梅[5]等將冰溫技術(shù)與MAP貯藏(modifiedatmospherepackage)相結(jié)合貯藏“紅優(yōu)二號”品種西瓜,抑制果實(shí)的呼吸強(qiáng)度,使呼吸強(qiáng)度降到zui低,并且推遲了呼吸高峰的到來,有效抑制了各種氧化還原酶的活性和乙烯的生成,減少果實(shí)的失水,降低了腐爛率,保持果實(shí)的硬度。
柳建良[6]等以7年生德慶貢柑果樹為試驗(yàn)材料,研究3種貯藏溫度對貢柑采后生理和貯藏品質(zhì)的影響。貢柑采收后溫度變幅范圍在14℃~23℃,期間經(jīng)歷了2次降溫和2次升溫過程。其中貯藏后5d~9d,為第1次氣溫回升,其二氧化碳的釋放明顯受貯藏環(huán)境溫度變化的影響,但并無呼吸高峰的出現(xiàn)。而在低溫或冰溫貯藏條件下,初期貢柑二氧化碳釋放量均小于常溫條件,低溫條件zui低,冰溫條件其次;當(dāng)貯藏至第7d~10d時,低溫和冰溫條件下出現(xiàn)了1次呼吸高峰過程,強(qiáng)度分別為0.538ml/L和0.455ml/L,明顯高于貢柑正常的呼吸作用;其后兩者呼吸作用處于低水平的平穩(wěn)狀態(tài)。
黃利剛[7]等利用冰溫貯藏,測定了蓮藕的冰點(diǎn)、色度、多酚氧化酶(PPO)、總酚、水份含量、還原糖、可溶性蛋白的變化,并與冷藏下的蓮藕作了對比試驗(yàn)。結(jié)果表明:蓮藕的冰點(diǎn)為-1.7℃;在冰溫下貯藏,蓮藕色度變化緩慢,變化幅度低于冷藏;PPO、總酚、水份含量的變化均小于冷藏;而還原糖、可溶性蛋白含量的變化在冰溫下與冷藏差異不大;在冰溫條件下,蓮藕各種理化指標(biāo)變化很小,對蓮藕品質(zhì)的影響較小,能有效保持蓮藕的原有風(fēng)味。
草莓在4℃條件下保鮮7d后失重?fù)p失及腐爛率分別為5.4%和37.2%,基本上失去商業(yè)價值和食用價值,且感官效果極差、外表皺縮、味感不佳、香氣損失嚴(yán)重。張桂[8]等在冰溫(-0.5℃)下保存草莓,zui長可保存31d,并保持良好的色、香、味。
2.2水產(chǎn)品的冰溫貯藏
水產(chǎn)品因其口味自然鮮美*,深受人們的青睞。但水產(chǎn)品需要從產(chǎn)地運(yùn)往消費(fèi)地,在運(yùn)輸過程中由于受溫度、運(yùn)輸方法等因素的影響,往往造成水產(chǎn)品死亡,損失較大。
厚殼貽貝不耐寒、臨界溫度在0℃上。曹井志[9]等在不同濕度條件下,對低溫馴化厚殼貽貝在冰溫、0℃、4℃、8℃以及常溫條件下的?;钚ЧM(jìn)行了大量的試驗(yàn),以探索厚殼貽貝的低溫?zé)o水?;罴夹g(shù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:活率為98%時,在-1.5℃~-0.5℃可保活9d,在4℃和0℃都可保活7d,在8℃可?;?d;在生態(tài)冰溫-1.5℃~-0.5℃?;?。
D.Bahuaud[10]等在−1.5℃貯藏大西洋鮭魚,4周后魚肉保鮮較好,但魚肉表面形成冰晶且冰溫導(dǎo)致較高的液體損失、破壞了魚肉中的纖維。A.S.Duun[11]等以冰鮮和冷凍魚肉為對照,將大西洋鮭魚分別保存在−1.4℃和−3.6℃條件下,在貯藏過程中評價大西洋鮭魚感官品質(zhì)。結(jié)果表明:冰溫儲藏下,大西洋鮭魚失水率較低、組織蛋白酶仍保持活性;−3.6℃下,魚肉組織硬度zui高;如在−1.4℃和−3.6℃下輔以真空包裝,大西洋鮭魚的保存期將增加一倍。
呂凱波[12]等將冰溫技術(shù)與真空包裝、CO2充氣包裝相結(jié)合,可抑制黃鱔片中細(xì)菌的生長和總揮發(fā)性鹽基氮(TVP-N)的產(chǎn)生,延長黃鱔片的保鮮時間。采用真空包裝或CO2充氣包裝的黃鱔片冰溫貯藏23d后TVP-N含量分別為95.80mg/kg和89.10mg/kg,可達(dá)到1級鮮度指標(biāo)。但真空包裝會導(dǎo)致冰溫貯藏后期黃鱔片肉汁滲出率增大。
2.3肉制品保鮮與貯藏
雞、鴨等動物宰殺后如不注意低溫保鮮,極易被微生物污染。姜長紅[13]等:以5℃冷藏雞肉為對照,設(shè)置2個冰溫處理,分別用7%NaCl、10%NaCl作預(yù)處理。結(jié)果:2個冰溫樣品分別在貯藏期12d和14d時,各項感官指標(biāo)優(yōu)良,*符合國家統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)一級鮮肉要求。貯藏27d后,各項感官指標(biāo)*符合國家統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)二級鮮肉要求,而對照在第8天時變質(zhì)。
陳秦怡[14]等將鴨肉分別置于5℃、5(±1)℃、-3℃、-3(±1)℃、-3(±2)℃的環(huán)境下貯藏,定期取出測定其感官、微生物和理化指標(biāo)。結(jié)合各指標(biāo)綜合分析得出,5℃和5(±1)℃下鴨肉的貯藏期分別為7d和5d,-3℃、-3(土1)℃、-3(±2)℃下鴨肉的貯藏期分別為>33d、33d、30d。實(shí)驗(yàn)表明,冰溫能很好的延緩食品的*;溫度波動對冷藏食品品質(zhì)影響很大,對冰溫鴨肉品質(zhì)的影響在貯藏后期才漸漸表現(xiàn)出來,且溫度波動越小,影響越小。
張瑞宇[15]等以冰鹽混合物為冷媒,自行設(shè)計了冰溫保鮮箱,以4℃~5℃冷藏保鮮肉為對照,設(shè)置2個冰溫(-1℃)處理,其中之一用0.3%vitc作預(yù)處理。在14d貯期中,定期抽樣進(jìn)行感官評定和生化檢測。結(jié)果表明:貯期末,2個冰溫樣品pH值為6.1和6.0;POV值為0.039和0.032;TVB-N值為12.06mg/100g和8.1mg/100g;細(xì)菌總數(shù)為4.2×102cfu/g;各項感官指標(biāo)優(yōu)良,*符合國家標(biāo)準(zhǔn)一級鮮肉要求,而對照在第8天時變質(zhì)。
3其他冰溫技術(shù)
3.1超冰溫技術(shù)
目前,冰溫貯藏技術(shù)主要用于新鮮食品的保存、加工領(lǐng)域,隨著技術(shù)的發(fā)展,超冰溫技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。通過調(diào)節(jié)冷卻速度等,使貯藏食品溫度達(dá)到冰點(diǎn)以下但仍保持生鮮過冷卻狀態(tài)的溫度領(lǐng)域稱為超冰溫帶[16]。食品溫度在到達(dá)某一未凍結(jié)狀態(tài)的下限溫度稱為破壞點(diǎn)。從結(jié)冰點(diǎn)開始到破壞點(diǎn)顯示的未凍結(jié)狀態(tài),這個溫度領(lǐng)域是超冰溫領(lǐng)域。在此溫度領(lǐng)域內(nèi),即使溫度在通常冰點(diǎn)溫度以下,生物體也不會凍結(jié)。
超冰溫技術(shù)的zui大優(yōu)點(diǎn)[16]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(zhì)、醇類等不凍液物質(zhì),使貯藏品的口感與風(fēng)味均得到明顯提高。
3.2冰膜貯藏技術(shù)
冰膜貯藏技術(shù)[1]即是在冰溫貯藏之前,先在果蔬表面附上一層人工冰保護(hù)膜,以避免冷空氣直接流過果蔬表面而發(fā)生干耗或凍害,主要是為一些低糖果蔬的冰溫貯藏開發(fā)的。洋白菜等具有層狀構(gòu)造的蔬菜,在冰溫貯藏時極易出現(xiàn)干耗、低溫凍害或部分凍結(jié)等問題。經(jīng)冰膜處理的洋白菜貯藏在-0.8℃環(huán)境下,表面僅出現(xiàn)了微弱凍害,2個月后變成深綠色,緩慢升溫后又可以恢復(fù)到原來的的顏色。
4結(jié)束語
冰溫技術(shù)是一項全新的貯藏保鮮技術(shù),克服了冷藏和凍藏的種種缺陷,可以很好的保證食品的風(fēng)味、口感和新鮮度。但冰溫貯藏技術(shù)自誕生之后卻沒有得到很廣泛應(yīng)用。這是因?yàn)?,冰溫保鮮要求較高的技術(shù),方法不易控制,一旦失誤會造成很大的經(jīng)濟(jì)損失。此外,適合該技術(shù)的配套器材的研究與開發(fā)滯后也限制了該技術(shù)的推廣應(yīng)用。
近年來,冰溫貯藏技術(shù)在日本、美國、韓國、中國臺灣等國家和地區(qū)迅速發(fā)展。冰溫技術(shù)的問世也為影響果蔬冰點(diǎn)的諸多因素、低溫脅迫及植物抗寒生理等研究提出了新的課題。隨著人們對冰溫技術(shù)的不斷研究發(fā)展,特別是超冰溫技術(shù)、冰膜貯藏技術(shù)的出現(xiàn),冰溫的應(yīng)用領(lǐng)域也將越來越廣泛,應(yīng)用前景廣闊。
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