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冰温技术在食品贮藏保鲜中的研究-ATP荧光检测仪技术文章
冰温技术在食品贮藏保鲜中的研究-ATP荧光检测仪技术文章
1
冰温技术的贮藏原理
大多数的生物组织冰点都低于0℃,当温度处于冰点以上的温度时,组织细胞中含有许多糖类,无机盐,可溶性蛋白质等成分,而各种天然高分子物质以空间网状结构存在,使水分子之间的移动在某种程度上受到一定阻碍而产生冻结回避现象,因而细胞液与纯水存在差异。冰温的机理一般包过两个内容:(1)将食品的温度控制在冰温的范围内,使组织细胞处于活动的状态。(2)当食品的冰点较高时,可以向其中加一些相应的有机物或无机物来降低食品的冰点,使冰温带加宽。食品是一个生物活动状态体,在一定条件下经过冷却理后,生物组织会自动分泌出含有无机盐,可溶性蛋白质等以保持组织细胞的生存状态,此过程在生物学上称为“生物体防御反应”。当冷却温度临近冻结点时,贮藏食品达到一种休眠的状况,从而使产品在“休眠”状态下保存,这个时候组织细胞的新陈代谢率*小,所消耗的能量也*小,因此可以有效地贮藏食品。下列公式表示了冰点与溶液浓的度之间的关系:Δt=kfb(B),Δt为冰点与零度相比下降的度数,kf为b(B)为浓度。
2
食品冰温效应
食品在冰温区域的适应性和耐受性称冰温效应。在冰点温度附近,为阻止冰晶形成,动植物从体内不断分泌大量的不冻液以降低冰点,不冻液的主要成分是葡萄糖、氨基酸等。冰温可抑制微生物生长。在冰温条件下,水分子呈有序状态排布,可供微生物利用的自由水含量降低。食品组织的冰点高低及抗冻性的强弱直接影响到冰温贮藏的效果。细胞膜脂质为了抗冷,必须在低温下防止固化,保持正常流动性。不饱和脂肪酸易被产生的自由基氧化,在正常生理状态下,过量自由基将被超氧化物歧化酶、过氧化物酶和非酶物质**,两者维持相对平衡,使生物膜不致被破坏。适应冰温贮藏的果蔬在低温下,自由基**系统仍具较高活力,能有效地防止膜脂过氧化和脂质过氧化物质积累,保护膜结构不受损伤。蛋白质分子结构的改变将使其功能削弱或丧失,生物细胞在低温下脱水结冰,失去水化膜的蛋白质分子彼此靠近,分子间形成分子聚合。而变性植物的抗冷反应表现为具有良好的持水性,可溶性蛋白质含量高。当遭受低温胁迫时, 细胞增加其游离氨基酸和糖类物质的含量,细胞液浓度提高对细胞产生保护作用。研究发现抗冷植物可诱导合成富含亲水性氨基酸的抗寒蛋白,具有热稳定性,不因低温而变性,以降低与底物结合时诱导契合过程的能耗。
3
冰温技术的应用
3.1
果蔬冰温贮藏
果蔬在整个贮藏过程是活的有机体,呼吸作用是其重要的特征。随着果蔬贮藏温度的升高,呼吸作用增强,营养成分损失增加。研究表明,利用冰温贮藏果蔬可以抑制其新陈代谢,保持果蔬的色、香、味、口感。以洋白菜的冰温贮藏为例,在-3℃环境下,将洋白菜冷却至 0℃左右,向其表面喷水雾,使洋白菜表面形成一层极薄的冰膜,经过一星期的喷雾,洋白菜表面的冰膜厚度达到0.5mm。经上述处理后,再将其保存在-0.8℃的冰温环境中进行贮藏。经冰膜处理后的洋白菜表面仅出现了微弱冻害。经过细胞组织分析表明,这层出现冻害的菜叶在细胞膜和细胞质之间仅有微小的空隙,细胞组织几乎没有损伤
,这说明采用冰温贮藏是一种有效的贮藏方法。
3.2
水产品冰温贮藏
水产品因其口味自然鲜美独特,深受人们的青睐。但水产品需要从产地运往消费地,在运输过程中由于受温度、运输方法等因素的影响,往往造成水产品死亡,损失较大。耐寒性强、成熟度较高、组织冰点较低的水产品采用冰温贮藏效果非常好。实际上冰温域与0℃~-1℃区间差别很小,但它却是组织结冰与否的临界区间,温度稍微失控,组织就开始结冰,因此冰温贮藏技术要求非常严格。在日本,冰温已用于虾、蟹等水产品贮运。冰温贮藏鲍鱼、鳊鱼等,12天内TVB-N值均处于**鲜度水平。日本的山根博士通温高湿保鲜后,河蟹失重率仅为3.3%,呼吸强度降为入库前的31%,蟹爪抗拉强度为入库前过实验,对松叶蟹在各种贮藏方法下的品质进行比较,证实了冰温贮藏效果优于冷藏和冷冻。
4
超冰温技术和冰膜贮藏技术
4.1
超冰温技术
目前冰温研究正进入一个新的飞跃阶段,这就是超冰温技术。通过调节冷却速度等特殊技法,使得温度即使在冰点以下也可以
成功
地保持过冷状态。由此在超冰温领域内,即使温度在通常冰点温度以下,生物体也不会冻结,这样就更进一步拓宽了冰温的研究领域。超冰温的研究如果能进一步得到发展,超保鲜、应时季节风味的再现、陈米变新米等返旧还新技术亦将成为可能。目前已经证实与发生氧化、老化反应的正温度领域相比,某些种子的还原作用在冰温、超冰温的领域内可以在基本上没有氧气的状态下进行。超冰温技术在牛肉中的应用:先将牛肉降温到2±0.3℃,然后 按照连续降温程序使牛肉降温到-1.0至-3.0℃之间的贮藏温度,保持该贮藏温度,使牛肉实现超冰温贮藏。本发明采用连续降温方式,使牛肉在不冻结的情况下越过水的结冰阈和牛肉的**次结冰阈,并将牛肉的贮藏温度设置于牛肉的**次结冰阈之上,这样使得牛肉在贮藏时不被冻结,贮藏
时间
*长可以达到90天,一般条件下也能达到75天。
4.2
冰膜贮藏技术
冰温贮藏一定要将食品保存在0℃以下的负温度区域内。由于对一些低糖食品特别是对洋白菜等层状构造的蔬菜实行冰温贮藏时,极易出现干耗、低温冻害或部分冻结现象。经过大量的实验研究,
成功
地开发出冰膜贮藏技术,即冰温贮藏之前,先在食品表面附上一层人工冰或人工雪等保护膜,以避免冷空气直接流过食品表面而出现干耗、低温冻害现象。
5
冰温贮藏技术的发展趋势
为了更好的发展冰温贮藏技术和向世界推广,必须加强冰温贮藏对食品品质的影响和营养价值的损失。冷却诱导技术和恒温技术时冰温贮藏技术两大的关键技术,为了时冰温贮藏广泛的应用,需要对这到目前为止,冰温贮藏技术已经形成了一系列的冰温贮藏和加工技术,在发达国家都得到了相应的推广和普及,尤其是日本和美国。冰温技术的出现也对食品冰点因素和低温胁迫等提出了重要性的研究课题。然而,冰温贮藏技术在我国还没有得到普及,主要是因为冰温贮藏需要较高的技术和设施,并需要大量的资金投入,且该方法和技术的控制相当的困难。两方面进行深入的研究。在冷源以及温度控制也要加大研究力度,从而使全世界的消费者都能享受的冰温贮藏的食品,造福于全人类。开发成本的降低也是未来冰温技术走向的趋势。
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