微凍技術(shù)在水產(chǎn)品保鮮中的研究進(jìn)展

1、微凍技術(shù)在水產(chǎn)品保鮮中的研究進(jìn)展 根據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織在2014年5月最新發(fā)布的世界漁業(yè)和水產(chǎn)養(yǎng)殖狀況，隨著人口的不斷增加，世界人均年消費(fèi)水產(chǎn)品量從1960年不足l0kg增長到2012年19kg以上，2012年全球水產(chǎn)品總量達(dá)到1.58億噸，比2010年提高約1000萬噸。水產(chǎn)品中因富含蛋白質(zhì)、活性肽、不飽和脂肪酸與其他礦物質(zhì)等，且本身含有的內(nèi)源性自溶酶活性遠(yuǎn)大于哺乳動物，因而極易腐敗變質(zhì)。因此，如何延長水產(chǎn)品貨架期，保持水產(chǎn)品原有的營養(yǎng)價值、口感和風(fēng)味，己成為食品科學(xué)領(lǐng)域研究的焦點(diǎn)之一。 部分研究結(jié)果顯示，造成水產(chǎn)品腐敗變質(zhì)的主要因素包括水產(chǎn)品中含有的高活性內(nèi)源酶、腐敗微生物的生長、脂肪類物質(zhì)

2、的水解及氧化等。大部分水產(chǎn)品最初品質(zhì)變化主要由內(nèi)源性自溶酶引起，尤其是自溶酶導(dǎo)致核酸降解產(chǎn)生的ATP關(guān)聯(lián)產(chǎn)物，這個過程與微生物活動關(guān)系尚不明顯。但隨著水產(chǎn)品解僵后自溶現(xiàn)象的發(fā)生，會為微生物的生長提供充足的營養(yǎng)物質(zhì)，使其快速繁殖，從而加劇水產(chǎn)品腐敗變質(zhì)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球大概有30%的水產(chǎn)品因微生物腐敗變質(zhì)而浪費(fèi)，而化學(xué)降解和其他腐敗則僅占每年總初級農(nóng)業(yè)和漁業(yè)產(chǎn)品的25% 。新鮮的魚肉類，自身含有多種營養(yǎng)成分，在加工、貯藏、包裝、運(yùn)輸和銷售等過程中，極易遭受到微生物的污染而腐敗變質(zhì)，即使是冷凍貯藏魚肉制品，其保質(zhì)期也受微生物活動的影響。因此，在食品加工、運(yùn)輸和貯藏過程中，控制微生物的生長是延長食品貨架

3、期的關(guān)鍵因素。此外，在低溫貯藏下的脂肪氧化(化學(xué)酶促)亦可導(dǎo)致酸敗。相比其他肉制品如家禽、牛肉、豬肉和羊肉，魚肉中由于富含高不飽和脂肪酸，更易發(fā)生脂肪氧化。脂質(zhì)氧化產(chǎn)物能與含氮物質(zhì)(包括氨基酸、蛋白質(zhì)、磷脂和DNA)反應(yīng)形成色素與熒光化合物，對人體健康產(chǎn)生不利影響。 食品腐敗變質(zhì)過程的速度取決于溫度，貯藏溫度直接影響水產(chǎn)品中微生物的種類、活性、自身肌體內(nèi)源酶的活性與各種營養(yǎng)成分(蛋白質(zhì)、脂類、糖類等)的狀態(tài)。為減少腐敗和生化降解而開發(fā)的各種低溫水產(chǎn)品保鮮技術(shù)己經(jīng)在水產(chǎn)品貯藏體系中得到不同程度的應(yīng)用。 目前全球水產(chǎn)領(lǐng)域常用的低溫保鮮技術(shù)有冷藏保鮮、冰溫保鮮、微凍保鮮以及凍結(jié)等保鮮技術(shù)。其中，微凍

4、保鮮技術(shù)是公認(rèn)的低溫條件下可較好維持食物品質(zhì)的方法。微凍保鮮所需溫度區(qū)域介于冷藏和凍結(jié)之間。在這一溫度區(qū)域內(nèi)微生物活性受到抑制，大多數(shù)細(xì)菌無法正常生長，同時內(nèi)源酶的活力也受到抑制。與冷藏保鮮和冰溫保鮮方法相比，微凍保鮮所需溫度更低，不僅更能抑制細(xì)菌的生理生化反應(yīng)及酶的活性，還會導(dǎo)致水產(chǎn)品蛋白質(zhì)發(fā)生冷凍變性，并降低其自溶階段的脂肪氧化速率，從而使水產(chǎn)品在較長時間內(nèi)保持鮮度而不腐敗變質(zhì)。相對于凍結(jié)點(diǎn)以上的冷藏水產(chǎn)品，微凍產(chǎn)品在品質(zhì)和貨架期等方而均擁有較大優(yōu)勢。雖然微凍保鮮的水產(chǎn)品貨架期比冷凍產(chǎn)品短，一般在20-30d左右;但比起冷凍產(chǎn)品，微凍條件下水產(chǎn)品內(nèi)產(chǎn)生的冰晶少，對細(xì)胞損傷小、解凍后的汁液流

5、失率低、魚肉質(zhì)構(gòu)變化不大，能較好保持水產(chǎn)品獨(dú)特的風(fēng)味，且微凍保鮮法能量消耗較少，生產(chǎn)成本相對較低。本文主要介紹微凍保鮮技術(shù)的原理及發(fā)展現(xiàn)狀，重點(diǎn)闡述微凍保鮮技術(shù)在生鮮水產(chǎn)品中的應(yīng)用研究進(jìn)展以及存在問題，旨在為微凍保鮮技術(shù)改進(jìn)及工業(yè)化等方而提供理論參考。1微凍保鮮原理及發(fā)展現(xiàn)狀 微凍(superchilling )，又稱部分凍結(jié)(partialfreezing)或過冷卻冷藏(deep chilling)，是20世紀(jì)60年代中期開始發(fā)展起來的在漁船上貯藏海產(chǎn)品的一種低溫保鮮技術(shù);相對于傳統(tǒng)冷藏，此技術(shù)能明顯延長水產(chǎn)品貨架期，因而日益受到人們重視。微凍保鮮的基本原理是將水產(chǎn)品溫度降低至初始凍結(jié)點(diǎn)以下

6、，此時水產(chǎn)品中5% -30%的水分凍結(jié)成冰，未凍結(jié)部分溶液的細(xì)胞液汁濃度、滲透壓增加，可有效抑制微生物生長，同時低溫亦可抑制水產(chǎn)品中酶的活性，減少酶對體內(nèi)有機(jī)物質(zhì)的分解，使產(chǎn)品在較長的時間內(nèi)保持原有的品質(zhì)及鮮度叫。此外，在這一溫度范圍內(nèi)，水產(chǎn)品表而能形成1-3mm厚的薄冰層，維持水產(chǎn)品在貯藏和運(yùn)輸期間溫度的穩(wěn)定;同時水產(chǎn)品內(nèi)部形成顆粒微細(xì)均勻的小冰晶，對肌肉組織造成的機(jī)械損傷小，不會導(dǎo)致細(xì)胞破裂潰解;水產(chǎn)品解凍后汁液流失少，表而色澤好，最大可能保持水產(chǎn)品原有的鮮度。 微凍保鮮的方法最早在1920年由Le Danoi、提出，但當(dāng)時沒得到實(shí)際應(yīng)用圈。1935年英國捕魚雜志上介紹了用冷鹽水微凍魚的方

7、法，因?yàn)楫?dāng)時人們一直認(rèn)為微凍保鮮溫度剛好在最大冰晶生成區(qū)域溫度范圍(-1-5C;).應(yīng)盡快通過這一溫度區(qū)域以免影響產(chǎn)品質(zhì)量,所以微凍保鮮技術(shù)的發(fā)展一直受到限制。直到1963年，葡萄牙深海捕魚者在漁船上發(fā)明海水微凍保鮮系統(tǒng)，通過循環(huán)海水將魚保存在一2-5 C:，并取得較好的保鮮效果之后，英國、德國、日本等國相繼開始重視微凍保鮮技術(shù)的研究。我國的微凍保鮮研究起步較晚，但發(fā)展速度非常迅速。1978年，中國南海水產(chǎn)研究所首次在船上對漁獲物采用低溫鹽水微凍保鮮獲得成功，微凍魚的保藏期可達(dá)20d以上。 目前常用的微凍方法有冰鹽混合物微凍、低溫鹽微凍和吹冷風(fēng)微凍三種，根據(jù)不同的魚種和消費(fèi)者的需要選用不同的微

8、凍方式。微凍保鮮技術(shù)己廣泛應(yīng)用于羅非魚(Tilapia )、大西洋鮭( Atlanticsalmon)、妒魚(Lateolabrax japouicus)、石斑魚(iuephelus awoara) ,鮑魚(Silver carp )、南美白對蝦( Peuaeus vauuamei )、草魚(Cteuopharyugodouidellus )、大黃魚(Pseudosciaeu)等以及各種魚糜( surimi )加工產(chǎn)品等的研究，并取得較好的保鮮效果。此外，近年來也有報道微凍保鮮技術(shù)與其他保鮮技術(shù)聯(lián)合使用，如氣調(diào)包裝、涂膜保鮮與真空包裝等，可顯著提高水產(chǎn)品質(zhì)量或延長其貨架期。2微凍保鮮對水產(chǎn)品貯

9、藏期間品質(zhì)的影響2.1對產(chǎn)品新鮮度的影響 新鮮度是水產(chǎn)品質(zhì)量評價的主要指標(biāo)之一。新鮮度的變化是一個包括物理、生化變化復(fù)雜的過程。許多因素會影響水產(chǎn)品的鮮度，如捕獲方法、貯藏時間、貯藏溫度、pH和保鮮劑的使用等。常用來判斷水產(chǎn)品鮮度的非感官指標(biāo)有總揮發(fā)性鹽基氮（TVB-N) ,K值、pH和菌落總數(shù)等。然而由于水產(chǎn)品種類繁多，個體成分復(fù)雜，僅用一個指標(biāo)或特性評定水產(chǎn)品鮮度仍顯不夠，一般都需要同時考察2-3個指標(biāo)對產(chǎn)品進(jìn)行綜合判定。2.1.1對K值的影響 K值是基于ATP及其分解產(chǎn)物進(jìn)行定量而求得的相對值，反映魚體死后ATP降解反應(yīng)進(jìn)行的程度，是評價魚類新鮮度的一項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)，也是口前全球范圍內(nèi)公認(rèn)的

10、一種鮮度測定指標(biāo)。一般而言，活殺魚的K值低于10%.K值在20 %以下被認(rèn)為是極新鮮，在20% -60%為新鮮，60%一80%為魚體的初期腐敗階段。 在草魚冷藏和微凍保鮮研究中發(fā)現(xiàn)，K值均隨著貯藏時間的延長而增大，但相對于冷藏(4 C)條件下貯藏到第4d和第10d的K值分別為41.22% .74.37 % .微凍條件下草魚片貯藏到第25 d和第50d時的K值分別僅為37.05%和73.38% .微凍保鮮明顯延長草魚片的貨架期。對羅非魚、大黃魚、妒魚、鯉魚、南關(guān)對蝦等魚貝類進(jìn)行微凍保鮮處理后，在30d內(nèi)貯藏期間K值均在60%左右，處于二級鮮度水平，表明微凍保鮮可有效地抑制K值的增加。 此外，在微

11、凍狀態(tài)下，不同品種的水產(chǎn)品在貯藏期間K值變化存在較大差異，如妒魚、大黃魚等的K值在貯藏初期迅速上升，然后增長速率趨于平緩，而羅非魚、南關(guān)白對蝦、鯉魚等的K值則一直呈線性增長。魚的種類不同，ATP關(guān)聯(lián)化合物變化的速率不同，因?yàn)锳TP的降解活動與酶相關(guān)，而溫度會影響酶活性。不同魚種生活水域溫度不同，它們體內(nèi)各種酶的最適溫度是不同的，在不同的儲存溫度下，分解速率是不同的，因此，微凍條件下不同品種的水產(chǎn)品在貯藏期間K值變化存在差異。2.1.2對TVB - N值的影響 總揮發(fā)性鹽基氮(TVB-N)一般是指水產(chǎn)品在貯藏期間，由于肌肉中自身酶和細(xì)菌的共同作用，蛋白質(zhì)分解而產(chǎn)生的氨以及胺類等堿性含氮物質(zhì)。此類

12、物質(zhì)具有揮發(fā)性，含量越高表明氨基酸被破壞越嚴(yán)重，特別是蛋氨酸和酪氨酸，水產(chǎn)品的營養(yǎng)價值因此而下降。TVB-N現(xiàn)己被多國作為檢測水產(chǎn)品腐敗的標(biāo)準(zhǔn)，一般用來評定魚類的初期腐敗程度，其中TVB-N <15mg/100g為一級鮮度標(biāo)準(zhǔn)，<15mg/100g為一級鮮度標(biāo)準(zhǔn)，<25mg/100g為二級鮮度標(biāo)準(zhǔn)。 李衛(wèi)東等對南美白對蝦進(jìn)行微凍(- 3 C)保鮮，發(fā)現(xiàn)微凍保藏至第30d，對蝦的TVB-N值為17.8 mg /100g，仍達(dá)二級鮮度. Liu等對草魚肉在微凍(-3 C)和冰藏(0 C)保鮮中的TVB-N值變化發(fā)現(xiàn)，與冰藏保鮮相比，微凍處理的保鮮期可延長至21d. TVB-N值(

13、15.52mg/100g)遠(yuǎn)低于草魚肉二級鮮度的界限值;而冰藏保鮮到15<l. TVB - N值(19.25mg/100g)己接近草魚肉二級鮮度的界限值。微凍條件下，魚體內(nèi)的部分水分發(fā)生凍結(jié)，內(nèi)源酶活性酶受到抑制，同時附著在魚體上微生物體內(nèi)的部分水分也發(fā)生凍結(jié)，抑制了微生物生長繁殖，甚至導(dǎo)致其死亡，使魚體在較長時間內(nèi)保持其鮮度。 此外，熊光權(quán)等還研究微凍貯藏期間溫度波動對淡水魚TVB-N值的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在(-3 0.1)C貯藏30d草魚和卿魚TVBN含量分別為18.3mg/100g和19.1mg/100g，遠(yuǎn)低于魚肉二級鮮度限值;而(-3 2) C貯藏第15d時草魚和鯽魚TVB-N含量

14、分別為24.7mg/100g和25.6mg/100g，己超過其二級鮮度，可見溫度波動對微凍保鮮中TVB-N值影響顯著。溫度波動會造成小冰晶的融化并因重結(jié).從內(nèi)部刺破細(xì)胞結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致魚肉解凍后汁液流失，魚品質(zhì)降低。因此，在微凍保鮮過程中要注意保持溫度穩(wěn)定。2.1.3對微生物數(shù)量的影響 一般來說，水產(chǎn)品所含原始菌落微生物數(shù)量越少，產(chǎn)品的鮮度越易保持。在微凍條件下，由于水產(chǎn)品中部分水分凍結(jié)，微生物體內(nèi)的部分水分也發(fā)生凍結(jié)，微生物細(xì)胞液汁濃度增加，改變其細(xì)胞的生理生化反應(yīng)，從而抑制微生物的生長甚至導(dǎo)致其死亡;只有一些具有較強(qiáng)耐凍能力的低溫菌仍可存活并緩慢生長，從而使水產(chǎn)品在較長時間內(nèi)保持新鮮而不發(fā)生微生

15、物導(dǎo)致的腐敗變質(zhì)。相對冰藏和傳統(tǒng)冷藏，微凍處理能明顯抑制微生物的生長繁殖oa。 但不同種類的魚貝類在同一微凍條件下，細(xì)菌總數(shù)的變化不盡相同。總體可歸納為增長、下降和先下降后增長這三個發(fā)展趨勢;如在微凍貯藏期間，妒魚的細(xì)菌菌落總數(shù)一直呈下降趨勢，鰓魚則一直呈增長趨勢，造成這種現(xiàn)象的原因可能跟魚貝類自身的組成成分及生長環(huán)境有關(guān)。此外，同一水產(chǎn)品在不同微凍方式下，水產(chǎn)品中冰晶含量的不同，微生物繁殖速率也會存在差異。如北極甜蝦(Pandalusborealis)采用冰鹽微凍時細(xì)菌菌落總數(shù)第1 d上升很快，之后的保質(zhì)期內(nèi)細(xì)菌菌落總數(shù)上升速率緩慢;而采用冰水微凍時，細(xì)菌菌落總數(shù)在第1 d內(nèi)略有下降，然后緩

16、慢上升，但冰水微凍處理的蝦菌落總數(shù)一直低于冰鹽微凍保鮮蝦的菌落總數(shù)。研究人員認(rèn)為，由于冰水自由流動并包裹北極甜蝦，能達(dá)到迅速降溫且對蝦的傷害更小，能更好抑制微生物的生長繁殖。2.1.4對肌肉pH變化的影響 魚體死后，體內(nèi)仍進(jìn)行著各種復(fù)雜的生理生化反應(yīng)，體內(nèi)的糖原和磷酸肌酸等物質(zhì)分解產(chǎn)生酸性物質(zhì)，使得pH下降，水產(chǎn)品鮮度下降;而后隨著貯藏時間的延長魚肉表而細(xì)菌的作用使魚肉中蛋白質(zhì)分解，產(chǎn)生堿性物質(zhì)，使其pH逐漸回升。水產(chǎn)品肌肉pH的變化與其鮮度密切相關(guān)，因此水產(chǎn)品貯藏期間肌體的pH也可以作為評價其新鮮度的一項(xiàng)指標(biāo)。 對微凍貯藏的鮑魚、鰓魚、羅非魚、草魚、妒魚等肌肉pH的研究發(fā)現(xiàn)，其pH在整個貯藏

17、過程中的變化均呈"V”宇形，且變化速率明顯低于冷藏時pH變化速率。但也有例外，如石斑魚在一3的低溫鹽水中微凍保藏，肌體的pH變化不明顯，始終維持在6.8-7.1之間;大西洋鮮魚在一1 .5C微凍貯藏下肌體pH一直下降，但下降速率低于冰藏處理。在微凍貯藏初期，魚體肌肉中糖原酵解與ATP分解都受到抑制，減慢了pH的下降速率;同時魚體內(nèi)外微生物以及魚體內(nèi)源酶的活動也受到抑制，影響了貯藏期內(nèi)pH的上升速率。2.2對肌肉汁液損失的影響 汁液損失反映魚體貯藏期間肌肉組織結(jié)構(gòu)受到冰晶的機(jī)械損傷程度。肉汁滲出液含有多種營養(yǎng)物質(zhì)，會導(dǎo)致產(chǎn)品的商業(yè)價值降低，同時滲出的汁液也易成為微生物的優(yōu)質(zhì)培養(yǎng)基，加速

18、產(chǎn)品的腐敗變質(zhì)。目前國內(nèi)外對于微凍保鮮是否可以改善肉汁滲出量尚未有統(tǒng)一定論。 Sikoa等對鮮魚微凍(-2C)保鮮發(fā)現(xiàn)，微凍保鮮對汁液流失量影響較小，這與闕婷婷對比烏鱧在凍藏和微凍保鮮效果的研究結(jié)果相一致，且Duun和Rustad對大西洋鰭魚(Gadus morhua )(- 2.2 C)和大西洋鮮魚塊(一3.6C)微凍保鮮研究發(fā)現(xiàn)微凍處理的大西洋鰭魚和鮮魚塊汁液損失低于冷藏和凍藏(-21 C )，其認(rèn)為這與鰭魚塊中鹽溶蛋白的損失量有關(guān)。然而Liu等對草魚的微凍保鮮后魚肉解凍后汁液損失明顯高于冰藏保鮮。Bahuau等對大西洋鮮魚塊的微凍保鮮也得到相類似的結(jié)果，同時通過光學(xué)顯微鏡對保鮮處理后的魚

19、塊觀察發(fā)現(xiàn)，微凍會加速肌原纖維一肌原纖維蛋白的分離和肌原纖維的斷裂，進(jìn)而導(dǎo)致解凍后魚塊的汁液損失增加。 此外，微凍保鮮貯藏過程中應(yīng)盡可能避免溫度的變化，細(xì)微的溫度變化亦會導(dǎo)致水產(chǎn)品中小冰.b融化后再結(jié).鉀l，肉中冰.鉀l的大小和分布均有變化，進(jìn)而加劇肌肉組織纖維和細(xì)胞的破壞，導(dǎo)致解凍后肌肉的汁液流失量上升困。此外，由于水產(chǎn)品中肌體細(xì)胞部分凍結(jié)，使細(xì)胞相鄰未凍結(jié)區(qū)域的溶液濃度升高，單位體積內(nèi)酶濃度增加，加速肌體內(nèi)有機(jī)物質(zhì)的分解，導(dǎo)致汁液流失率的升高。2.3對肌肉質(zhì)構(gòu)的影響 質(zhì)構(gòu)尤其是硬度，為評價水產(chǎn)品品質(zhì)的重要參數(shù)之一，它取決于產(chǎn)品種類、肌肉部位、保藏與加工的方法。Gallart-Jornet等

20、研究發(fā)現(xiàn)微凍保鮮結(jié)合氣調(diào)貯藏處理對鮮魚的質(zhì)構(gòu)起負(fù)作用，這與Duun和CalRustad對大西洋鮮魚片(-1.4 C )微凍保鮮的研究結(jié)果相一致。而Bahuau等對大西洋鮮魚微凍(-1.5C)后，發(fā)現(xiàn)微凍處理的大西洋鮮魚解凍后，其質(zhì)構(gòu)學(xué)特征參數(shù)變化與對照組無明顯差異。高昕等對妒魚在微凍貯藏條件質(zhì)構(gòu)(TPA)進(jìn)行分析，結(jié)果表明，隨著貯藏時間的延長，其破斷強(qiáng)度、硬度、彈性、粘聚性、咀嚼性呈下降趨勢。貯藏過程中，水產(chǎn)品肌原纖維間的空隙增大，蛋白質(zhì)發(fā)生變性，肌肉細(xì)胞間結(jié)合力下降，從而導(dǎo)致肌肉質(zhì)構(gòu)不斷劣化，水產(chǎn)品品質(zhì)降低。李立杰等研究微凍(- 3 C:)對南美白對蝦質(zhì)構(gòu)的影響，發(fā)現(xiàn)貯藏的前2周內(nèi)，其硬度、

21、彈性、剪切力和咀口爵勝呈上升趨勢，之后逐漸下降。這主要由于魚貝類體死后會的先僵硬后解僵的過程，魚貝類死后肌體內(nèi)酶類進(jìn)行無氧降解，糖原和ATP減少到一定程度，魚體開始變硬。隨著降解作用的進(jìn)行，硬度不斷升高，直到其達(dá)到最大僵硬度。隨后，魚體進(jìn)入解僵期，魚體內(nèi)ATP酶活性下降，導(dǎo)致肌動球蛋白變性，使魚體肌肉硬度下降。 此外，魚體死后的質(zhì)構(gòu)變化還與自身內(nèi)源性酶，特別是魚體內(nèi)的組織蛋白酶、鈣蛋白酶密切相關(guān)。雖然目前對微凍中有關(guān)其內(nèi)源性酶與質(zhì)構(gòu)關(guān)系的研究較少，但即使在凍藏條件下微生物無法生長繁殖，硬度、彈性等質(zhì)構(gòu)指標(biāo)也會不斷下降，魚肉將會逐漸劣化到無法食用，因此，這應(yīng)成為今后探討微凍保鮮魚肉品質(zhì)變化機(jī)理研

22、究的重點(diǎn)關(guān)注方向。3對肌肉組織結(jié)構(gòu)變化的影響 新鮮魚肌肉組織均勻，質(zhì)膜清晰，肌原纖維排列緊密有序，在橫切而上可見到肌肉組織的斷而呈現(xiàn)出細(xì)密的點(diǎn)陣集合，在縱切而可看到由肌原纖維產(chǎn)生明暗相間的條紋。剛凍結(jié)的產(chǎn)品，其內(nèi)部產(chǎn)生的冰晶大小并不均勻一致，隨著貯藏期的延長，細(xì)微的冰晶會逐漸減少、消失，而大的冰晶則逐漸成長。凍藏過程中，由于有足夠的時間可以成長，冰晶的長大與肌原纖維變化將導(dǎo)致魚肉蛋白質(zhì)變性，對魚的品質(zhì)帶來很大影響網(wǎng);在微凍溫度下，產(chǎn)品表面只有部分水分發(fā)生凍結(jié)，細(xì)小的冰晶不會對產(chǎn)品造成傷害，其微觀結(jié)構(gòu)的變化將大大降低。 劉關(guān)華比較了大黃魚的冷凍與微凍保鮮效果，發(fā)現(xiàn)冷凍可使魚體內(nèi)水分結(jié)冰，體積膨脹

23、，形成內(nèi)壓，肌肉組織受到不同程度的擠壓而發(fā)生變形，肌原纖維受擠壓且失水收縮，形成空洞;而微凍貯藏的大黃魚肌原纖維內(nèi)有較小空I涼，纖維內(nèi)有小的冰.鉀l體，肌纖維較完整，未出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象，相對冷凍貯藏的大黃魚組織結(jié)構(gòu)損失較小。沈月新等觀察羅非魚肌肉組織切片，發(fā)現(xiàn)保藏5d后一18冷庫的凍魚由于凍結(jié)速率較快，產(chǎn)生的冰晶體積較小，數(shù)量較多，大部分存在于細(xì)胞內(nèi)，對肌肉組織無明顯損失;而一3 微凍魚的冰晶是慢凍型，數(shù)量少，呈塊粒狀，大部分存在與細(xì)胞間隙中，冰晶周圍的細(xì)胞失水收縮，細(xì)胞膜變形，肌原纖維因擠壓而集結(jié)，使肌肉組織結(jié)構(gòu)受到損傷，但微凍魚還存在未凍結(jié)的肌肉組織，該部分肌肉組織的細(xì)胞結(jié)構(gòu)完整，與剛捕獲時羅

24、非魚的新鮮肌肉組織無顯著差別。因此，可根據(jù)各不同魚種選擇適宜的微凍溫度，使魚體的凍結(jié)率保持在1 /3一1 /2左右，減少冰晶對肌肉組織所造成的不良影響?？娪钇降妊芯旷U魚凍結(jié)過程中肌肉組織纖維結(jié)構(gòu)的變化，發(fā)現(xiàn)冷卻至0的鮑肌肉組織細(xì)胞周圍有薄而軟、富有彈性的原生質(zhì)膜，彼此相互緊密連接，排列整齊，纖維內(nèi)的原生質(zhì)分布均勻;凍結(jié)至-5 ，肌肉纖維間出現(xiàn)較小的間距，纖維內(nèi)有小的冰晶;凍結(jié)至一18 ，隨著凍結(jié)過程的深入，肌肉中的水分由外至內(nèi)逐漸凍結(jié)，冰晶由小變大，引起細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變位和破壞，肌肉纖維逐漸變形、松散、無規(guī)則;凍結(jié)至一35，肌肉纖維間的冰.晶增大，纖維扭曲，形狀紊亂。理論分析認(rèn)為，肌原纖維的相

25、互分離可能是因?yàn)槔鋬霰２貢r胞外冰晶形成所留下的空隙以及細(xì)胞骨架蛋白內(nèi)結(jié)締組織的降解。魚體在僵硬過程發(fā)生前、發(fā)生時和發(fā)生后，其肌肉的纖維通過膠原纖維與肌節(jié)結(jié)締組織相連，在冷凍儲藏后這些膠原纖維不斷降解導(dǎo)致肌原纖維緩慢與肌節(jié)分離，肌原纖維間縫隙增大;另外由于肌內(nèi)膜、肌束膜等肌原纖維內(nèi)部結(jié)締組織的降解也會導(dǎo)致肌原纖維之間的縫隙增大。而肌原纖維的斷裂可能是因?yàn)槔鋬霰２貢r胞內(nèi)冰.b形成對肌原纖維的破壞作用，肌原纖維扭曲和收縮可能是因?yàn)槭约暗鞍酌傅慕到庾饔谩?雖然凍藏保鮮方法可以長久保持水產(chǎn)品的質(zhì)量，但是在此條件下，蛋白質(zhì)易變性，從而導(dǎo)致肌肉變硬，組織結(jié)構(gòu)破壞，并降低其持水力;且解凍過程會大大破壞水產(chǎn)

26、品的微觀結(jié)構(gòu)，造成肌肉纖維的斷裂，影響其品質(zhì)和口感，降低產(chǎn)品的商業(yè)價值。而微凍貯藏下，不僅能有效抑制水產(chǎn)品體內(nèi)微生物和各種酶的活性，同時只產(chǎn)生較少量冰晶，減少了對細(xì)胞的組織結(jié)構(gòu)的破壞，能使水產(chǎn)品體內(nèi)組織結(jié)構(gòu)較為完整的保持，從而使其品質(zhì)得以保持。4水產(chǎn)品微凍保鮮中的冰晶形成機(jī)理 冰晶是水分含量在水產(chǎn)品中的固態(tài)存在形式，是冷凍食品中最重要的參數(shù)之一，同時也是最難理解、最難測量的參數(shù)之一。冰.鉀l的數(shù)量及大小取決于貯藏前和貯藏期間對溫度的控制。微凍保鮮技術(shù)對操作的要求較高，特別是對溫度控制要求非常嚴(yán)格。微凍保鮮期間，輕微的溫度波動即可引起水產(chǎn)品中冰晶大小及數(shù)量的變化，直接影響到產(chǎn)品質(zhì)量，每種產(chǎn)品的凍

27、結(jié)點(diǎn)不盡相同。 對于不同種類、形狀、大小的產(chǎn)品要采用不同的微凍保鮮方法和微凍溫度，這就給微凍保鮮設(shè)備的研制帶來極大的困難。主要難點(diǎn)在于微凍保鮮中的溫度測量，溫度隨著時間和空間的變化會不斷產(chǎn)生變化很難進(jìn)行實(shí)際測定。在實(shí)際應(yīng)用中，一般都是在水產(chǎn)品冷卻和溫度完成平衡之后才開始對溫度進(jìn)行控制與測量。在實(shí)驗(yàn)室中，能夠精確測量微凍保鮮過程的溫度，但在工業(yè)生產(chǎn)中可精確控制溫度在士0.5范圍內(nèi)的設(shè)備大量生產(chǎn)還存在諸多困難。且冰晶對溫度的依賴性較強(qiáng)，產(chǎn)品中冰量的評估還存在極大的不確定性。 微凍保鮮處理一般需要經(jīng)過兩個步驟，首先冷卻到水產(chǎn)品的初始凍結(jié)點(diǎn)，移去結(jié)晶潛熱;再抵消冰核形成和冰晶生長的熱量。其中微凍預(yù)處理

28、的降溫冷卻速度、魚肉狀態(tài)、魚的種類、降溫媒介的傳熱速率、比熱等因素能明顯影響魚肉貯藏期間中冰晶的形成及生長。Kaale等采用不同降溫速率對大西洋鮮魚塊進(jìn)行微凍保鮮預(yù)處理，發(fā)現(xiàn)快速降溫能迅速移除鮮魚肉中潛熱，使得細(xì)胞內(nèi)外形成大量、細(xì)小、分布均勻的冰晶。貯藏后解凍的鮮魚塊汁液損失率低，持水性性能好。然而，Bahuau等對大西洋鮮魚微凍(一1.5 )貯藏4周后發(fā)現(xiàn)，微凍在大西洋鮮魚肌體上層形成了細(xì)胞內(nèi)和細(xì)胞外冰，破壞其肌纖維組織形貌的完整性，同時肌體內(nèi)溶酶體也遭到破損，導(dǎo)致解凍后產(chǎn)品的品質(zhì)下降。比較兩者發(fā)現(xiàn)造成結(jié)果不同的重要原因是其采用的微凍保鮮方法存在著差異性，具體為不同的降溫速度與貯藏溫度等。此

29、外，Kaale等還對大西洋鮮魚塊的僵硬前后的狀態(tài)、鮮魚中紅色肌肉部分和白色肌肉部分以及鮮魚表層和中心部位的冰晶大小、分布進(jìn)行研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)大西洋鮭魚微凍(-1.7士 0.3)僵硬前形成的冰晶小，分布均勻;鮭魚紅色肌肉部分形成的冰.晶大小(17 士 2微米)小于白色肌肉部分(29 士 1 微米)，且隨著貯藏時間的延長，冰晶大小斷增大，但紅色肌肉的冰晶大小始終小于白色部分，同時肌肉中這些冰晶并未破壞肌肉組織，因?yàn)楸Т笮∈冀K小于肌肉纖維的大小。鑒于肌肉細(xì)胞結(jié)構(gòu)本身含有彈性，微凍貯藏期間形成的冰晶，大小還不至于破壞其結(jié)構(gòu)。同時貯藏期間魚片表層先形成冰晶，且直徑最小，中心層部分要在微凍貯藏24h后才形成冰晶,但形成的冰晶最大。表層冰晶在1d明顯變大，數(shù)目減少，這是因?yàn)槲鲱A(yù)冷溫度低(一30)、時間短，且微凍貯藏的溫度(一1.7 )差距較大，溫度變化梯度大，造成冰晶的融化與再結(jié)晶，進(jìn)而使冰晶變大，數(shù)量減少。但微凍貯藏的溫度穩(wěn)定后，各層的冰晶則變化不大。以上研究表明，即使同一種魚類，肌體加工前