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臭氧在流化冰保鮮技術(shù)中的應用研究

臭氧在流化冰保鮮技術(shù)中的應用研究

1 流化冰保鮮技術(shù)

1.1 流化冰的制備

       制冰的方法可分為靜態(tài)制冰與動態(tài)制冰兩種。流化冰制冰過程一般為動態(tài)制冰過程,利用鹽溶液的物化特性,將鹽水等水溶液降溫至低于0 ℃的一定溫度,此時冰從溶液中以細小冰晶的形式結(jié)晶出來,懸浮在水溶液表面,形成了具有流動性的細小顆粒流化冰,這與傳統(tǒng)上將水冷卻至冰點以下使其相變而結(jié)晶的靜態(tài)制冰方式不同 [6] 。

1.2 流化冰的特點

       流化冰是一種雙相體系,由分散在海水中的微觀和球形冰晶組成,冰晶粒子柔順圓滑,直徑為0.2~0.8 mm。流化冰具有以下特點 [7-10] :① 流化冰由數(shù)量眾多的冰粒子組成,具有較大的表面積,提高了熱交換能力,使水產(chǎn)品快速冷卻,此外流化冰可進入水產(chǎn)品之間的狹小縫隙,實現(xiàn)均勻冷卻;② 流化冰生成設備可直接利用海水制取,無需額外配置專用的制冰設施,減少了設備投入,節(jié)約了成本;③ 流化冰冰晶粒子呈球形幾何狀,沒有棱角,對貯藏期間水產(chǎn)品的物理損傷??;④ 流化冰作為一種可以流動的冰,具備冰的高冷含量和液體的流動性,可經(jīng)由泵通過管道輸送,減少了冷量的損失。

1.3 流化冰在水產(chǎn)品保鮮中的應用

       目前,流化冰技術(shù)已成功應用在水產(chǎn)品加工、貯藏、運輸以及銷售等環(huán)節(jié),可以較好地保持水產(chǎn)品的鮮度、風味和營養(yǎng)。采用流化冰保鮮水產(chǎn)品,不僅可以使水產(chǎn)品快速冷卻,還能有效隔絕空氣、防止氧化,抑制細菌繁殖,從而延長水產(chǎn)品的貨架期。Zakhariya等 [11] 研究了流化冰貯藏對尖吻鱸微生物和理化性質(zhì)的影響,分析結(jié)果得出,與貯藏在片冰中的相比,尖吻鱸在流化冰中的感官和生化品質(zhì)得到了更好的保持,菌落總數(shù)、總需氧量、厭氧菌和大腸菌群數(shù)較低,pH值和TVB-N以及TMA-N含量較低,核苷酸降解速率減慢,從而使質(zhì)量得到更好的保持,延長了貨架期。Bin等 [12] 對流化冰冷藏金槍魚進行了研究,并用傳統(tǒng)片冰作對比,結(jié)果表明:流化冰貯藏顯著抑制了魚肉中的微生物生長和肌原纖維蛋白降解,感官分析也清楚地顯示冷藏在流化冰中金槍魚的外觀和風味都得到了更好的保持。Murthy等 [13] 做了用流化冰保藏魷魚的試驗,與傳統(tǒng)片冰作對比,分析結(jié)果可得:使用流化冰貯藏魷魚減少了含氮物質(zhì)的形成,延緩了pH值的升高,其TVB-N值、游離脂肪酸含量、硫代巴比妥酸指數(shù)相比于傳統(tǒng)片冰都顯著降低,并具有更好的抑制脂質(zhì)水解和氧化的作用。高萌等 [14] 把鰹魚作為研究對象,以空白和傳統(tǒng)碎冰處理作對照,研究流化冰處理對鰹魚的微生物特性及理化性質(zhì)的影響,結(jié)果表明:在-4 ℃冷藏18 d后,與傳統(tǒng)碎冰相比,流化冰保鮮使魚肉的pH值、TBA、TVB-N和菌落總數(shù)等指標都顯著低于空白和傳統(tǒng)碎冰處理組,可見流化冰保鮮可有效減緩魚體的腐敗進程,更好地保持其感官品質(zhì)和鮮度,延長貨架期。王強等 [15] 用流化冰貯藏生鮮南美白對蝦,以空白和碎冰保鮮作對照,結(jié)果表明:在0~16 d冷藏期內(nèi),流化冰組蝦的感官品質(zhì)、肌肉質(zhì)構(gòu)特性保持很佳,并且相比于空白和傳統(tǒng)碎冰保鮮組,流化冰處理的蝦pH值、TBA、TVB-N含量均顯著降低,延長了產(chǎn)品的貨架期。

綜上所述,流化冰技術(shù)在冷藏保鮮方面具有獨特優(yōu)勢,可顯著減緩魚體的腐敗進程,延長產(chǎn)品貨架期。隨著流化冰制冰技術(shù)的逐步完善以及對其特性研究的逐步深入,流化冰應用領域正在不斷拓展。另外,相比于化學保鮮劑會產(chǎn)生殘留和生物保鮮劑的昂貴,流化冰作為新型的綠色保鮮介質(zhì),對中國貫徹節(jié)能減排方針、走可持續(xù)發(fā)展道路有著重大意義 [16] 。


2 臭氧保鮮技術(shù)

       臭氧是一種廣譜、高效、快速的殺菌劑 [17] 。臭氧消毒后直接分解為氧氣,具有低殘留、環(huán)境友好型的特點,被廣泛應用于果蔬、肉類、乳制品和谷類等食品的防腐保鮮 [18-20] 。近年來,臭氧在食品行業(yè)中的應用日益廣泛,特別是關于臭氧在水產(chǎn)品貯藏保鮮及其加工中的應用研究不斷增加 [21] 。

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2.1 臭氧在農(nóng)產(chǎn)品保鮮中的應用

       近年來,臭氧由于其殺菌廣譜、殺菌徹底、無殘留等優(yōu)點,已經(jīng)成功運用于果蔬保鮮、糧食貯藏保鮮等領域。王肽等 [22] 用臭氧水處理鮮切茄子,10 ℃條件下貯藏,結(jié)果表明:臭氧水可有效降低茄子的多酚氧化酶活性,降低其呼吸強度,大量消滅其表面微生物,從而延長了鮮切茄子的保質(zhì)期。羅丹等 [23] 用濃度為2.07,6.20,10.34 mg/m 3 的臭氧處理番茄,結(jié)果發(fā)現(xiàn)通入濃度為10.34 mg/m 3 臭氧氣體的番茄貯藏效果很好,有效降低了番茄的呼吸強度,并對其果實香氣有抑制作用,從而顯著提高了番茄的貯藏保鮮效果。白友強等 [24] 用臭氧在低溫環(huán)境下處理甜瓜,結(jié)果表明臭氧處理可有效抑制V C 含量的下降,降低呼吸速率和腐爛指數(shù),延長了低溫貯藏時間。另外,利用臭氧熏蒸殺滅害蟲可延長糧食的保質(zhì)期。

2.2 臭氧在水產(chǎn)品保鮮中的應用

       臭氧的抑菌或滅菌作用,通常是物理、化學及生物學等方面的綜合結(jié)果 [25] 。相比于常規(guī)滅菌方式,臭氧殺菌很好地保存了食品原有的質(zhì)地、風味和營養(yǎng)成分,并且臭氧殺菌后直接分解為氧氣,不殘留任何有害物質(zhì),是一種環(huán)境友好型技術(shù)。近年來,關于臭氧用于鮮活水產(chǎn)品保鮮的研究越來越多。Crowe等 [26] 采用臭氧噴霧處理大西洋鮭魚片并在4 ℃ 條件下貯藏,發(fā)現(xiàn)魚片中的單增李斯特菌數(shù)量顯著降低,而魚肉的脂質(zhì)氧化水平未見顯著性提高,從而延長了貨架期。Zhao等 [27] 評估了臭氧水處理對羅非魚品質(zhì)的影響,將羅非魚用4.5 mg/L的臭氧水滅菌30 min,于-18 ℃保存180 d,以未處理的魚片作對照,通過比較得出:經(jīng)臭氧水處理的魚片與對照組相比,丙二醛含量、K值和菌落總數(shù)在貯藏期間都顯著低于對照組,并且感官品質(zhì)得到改善。陳麗嬌等 [28] 研究了氣調(diào)包裝結(jié)合臭氧處理鱘魚片的保鮮效果,以未經(jīng)過臭氧預處理的作為對照,得出臭氧預處理能夠有效減緩TVB-N值升高和細菌總數(shù)增加,更好地保持了魚的感官品質(zhì),與對照組相比,貯藏貨架期從28 d延長到32 d。袁勇軍等 [29] 以黃魚為研究對象,評價了臭氧處理和低溫貯藏黃魚的保鮮效果,得出濃度為4.68 mg/L的臭氧水浸泡處理黃魚15 min后的殺菌效果很好,可有效延緩TVB-N值升高,結(jié)合感官指標,黃魚貨架期從4 d延長到8 d。刁石強等 [30] 測定了鳀在臭氧水處理后冰溫條件下貯藏的保鮮效果,試驗表明:采用濃度為2~3 mg/L的臭氧水處理鮮鳀,能夠有效減緩其脂肪氧化和抑制細菌繁殖,保鮮4 d后仍能達到海水魚國家二級鮮度標準,并且其TBA、TVB-N值和感官品質(zhì)都明顯優(yōu)于對照組,延長了產(chǎn)品的貨架期。

       綜上所述,臭氧作為一種安全有效的抗菌劑應用于水產(chǎn)品保鮮,可有效地保持產(chǎn)品的鮮度、風味和營養(yǎng),延長產(chǎn)品的貨架期。與其他消毒劑相比,臭氧處理樣品的時間較短、濃度較低,但如果使用不當,臭氧同樣會造成水產(chǎn)品的品質(zhì)下降,如臭氧使用濃度過高會帶來對水生生物有毒害作用的副產(chǎn)物,甚至產(chǎn)生致死作用 [31-32] 。因此,優(yōu)化臭氧在水產(chǎn)品保鮮上的工藝就成為臭氧成功應用的關鍵。隨著研究的進一步深入,臭氧在水產(chǎn)品保鮮中的應用將會更安全、更有效。


3 臭氧流化冰在水產(chǎn)品保鮮中的應用

       臭氧流化冰保鮮是利用高濃度臭氧水制取流化冰來保鮮漁獲物,既能起到冷卻作用,又能利用冰融化釋放出的臭氧的強力殺菌作用殺減微生物,具有雙重保鮮功效 [33] 。Campos等 [34] 評價了臭氧流化冰貯藏沙丁魚的保鮮效果,以傳統(tǒng)片冰和流化冰貯藏作對照,根據(jù)感官分析得出,貯藏在片冰和流化冰中沙丁魚的貨架期分別為8,15 d,而貯藏在臭氧流化冰中的貨架期則為19 d,其嗜冷菌、厭氧菌、大腸菌群數(shù)量相比于片冰和流化冰都顯著降低。另外,流化冰結(jié)合臭氧有效控制了pH變化和TMA-N的形成。陳偉等 [35] 研究了臭氧流化冰對南美白對蝦的保鮮效果,分別用濃度為3,5,10 mg/L的臭氧流化冰處理南美白對蝦,0 ℃下貯藏,結(jié)果表明臭氧流化冰能有效抑制蛋白質(zhì)的分解、TVB-N的產(chǎn)生以及明顯抑制蝦的pH值回升,從而控制南美白對蝦的黑變:經(jīng)過10 mg/L臭氧流化冰處理過的南美白對蝦,其貨架期從4 d延長到10 d。黃玉婷等 [36] 用臭氧流化冰處理梅魚,結(jié)果表明臭氧流化冰處理的梅魚pH值、TBA值和過氧化值都處于較低水平,感官品質(zhì)保持很佳,相比于用流化冰和碎冰處理的梅魚,延長了貨架期。

       目前,國內(nèi)外對于臭氧流化冰技術(shù)應用于水產(chǎn)品保鮮的報道還不多,大多是單一使用流化冰或者臭氧對水產(chǎn)品保鮮。而臭氧流化冰用于水產(chǎn)品的保鮮,除了保持臭氧原有的功效和性能外,其很大優(yōu)點就是殺菌能力強、保鮮效果好、適用范圍廣。隨著對該領域研究的進一步深入,臭氧流化冰將成為水產(chǎn)品保鮮的一種重要方法 [35] 。


4 總結(jié)與展望

       近年來,流化冰作為一種快速冷卻水產(chǎn)品的新技術(shù),已經(jīng)受到了廣泛的關注 [37-38] 。目前,國外對流化冰保鮮技術(shù)的研究比較多,包括虎斑魚 [39] 、馬鮫魚 [40] 、三文魚 [41] 等,中國在此領域的研究尚處于起步階段。但是,基于流化冰自身快速、高效、環(huán)保的特性以及流化冰結(jié)合臭氧具有的雙重保鮮作用,臭氧流化冰應用于水產(chǎn)品保鮮將成為一種必然趨勢,這樣也能更好地滿足人們對優(yōu)質(zhì)和安全水產(chǎn)品保鮮技術(shù)的需求。

       然而,制取流化冰的溫度、鹽度以及成冰后的含冰量等都會影響水產(chǎn)品的冷卻與保鮮效果,利用動態(tài)法制取的流化冰在流動性、顆粒大小和穩(wěn)定性等方面也存在差異,實際應用時需根據(jù)產(chǎn)品的需求來選擇不同的流化冰等,這些都是今后推廣流化冰應用時需要解決的關鍵技術(shù)。因此,今后對流化冰的特性以及制冰技術(shù)還需進一步研究。另一方面,如何有效控制臭氧在流化冰中的濃度及緩釋速度,也決定了臭氧流化冰的使用效果,有效地優(yōu)化臭氧在水產(chǎn)品加工中的應用工藝也是該領域的研究課題。隨著研究的逐步深入,流化冰及臭氧流化冰用于水產(chǎn)品保鮮的前景會更加廣闊。

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