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1、食品冷藏链中环节的认识与展望食品冷藏链是建立在食品冷冻工艺学的基础上, 以制冷技术为手段, 使易腐、生鲜食品在生产、贮藏、运输、销售直至消费前的各个环节中始终处于规定的低温环境下, 以保证食品质量, 减少食品损耗的一项系统工程。随着对外开放的不断扩大和先进技术及设备的引进, 上个世纪 90 年代后期,我国的食品冷藏链蓬勃发展; 与此同时, 国外在冷藏技术、运输设备及标准化管理方面也取得较大的进展。近年来, 随着人民生活水平的提高, 消费者对冷藏食品的需求和依赖也日益增强。因此,发展完善的食品冷藏链, 能更好地满足人们对优质食品日益增长的需求, 从而保障人们的营养需求, 确保对食品资源的合理利用
2、, 起到节能和环保的作用。1 食品冷冻加工食品冷冻加工是冷藏链的第一步, 包括原料的前处理、预冷和速冻 3 个环节。食品冷冻加工对食品品质有不可忽略的影响, 对后续加工也起着决定性作用。前处理主要是指原料的采收过程, 对果蔬类食品来说, 采收过程中不仅要考虑成熟度、大小、外观、肉质、风味等因素, 而且还要看是否有病虫害、损伤、微生物和农药的污染。预冷主要指在原产地将易腐产品用人工方法降低到适宜贮藏或运输的温度, 抑制果蔬采后依然旺盛的呼吸 , 从而达到减缓新陈代谢, 尽量避免采后出现的失重、萎蔫、黄化等现象, 提高果蔬自身对机械伤害、病虫害的抵抗作用。预冷可分为新鲜果蔬预冷和速冻食品预冷。果蔬
3、收获时正值高温季节, 采后果实体温很高, 呼吸旺盛, 后熟衰老快, 易腐烂变质。有研究 1 指出, 苹果在常温( 20e ) 下延迟 1 天, 就相当于缩短冷藏条件( 0 e ) 下 7 10 天的贮藏寿命。另外, 将未经预冷的、带有大量田间热量的果蔬直接送入冷库, 需要很大的制冷量, 加大了制冷机的负荷。资料 1 表明, 当品温为 20 e 的果蔬入库时, 所需排出的热量为 0 e 果蔬入库时的 40 50 倍。因此, 入库前的预冷处理是很有必要的, 它不仅可以减少营养成分损失, 最大限度地保持果蔬品质, 延长贮藏期, 还能增强果蔬的抗冷害能力和抑制病原微生物的繁殖, 减少果蔬腐烂, 减少经
4、济损失。速冻食品的预冷是将食品降低到规定温度, 但不低于其冻结点, 目的是尽可能地保持冻结前原料的新鲜度。常用的预冷( 冷却) 方法基本上有 4 类: 风冷冷却、冷水冷却、冰冷却和真空冷却, 各自的原理和特点如表 1 所示。预冷是冷藏链中必不可少的环节。在选择预冷方式时, 必须综合考虑现有的设备、成本、包装类型及距销售市场的远近和产品本身的要求。在速冻设备方面, 目前国内生产的速冻设备主要有鼓风式速冻设备、接触式速冻设备、深冷速冻设备和沉浸式速冻设备 4 大类型。这 4 种类型派生出的各种速冻设备均已在国内市场和国外销售。同时, 国外在这方面的发展也比较迅速, 如瑞典和日本比较新型的速冻设备:
5、 螺旋轴输送带式、自动多用托盘接触式、自动开关门和隧道速冻设备、低温速冻设备等。2 食品冷冻贮藏食品的贮藏保鲜方法有很多, 如低温保鲜、气调保鲜、物理保鲜、化学保鲜、生物保鲜等。对于冷藏链中的冷冻食品来说, 低温贮藏和气调贮藏是最可取的保鲜方法。低温贮藏可分为冷却物贮藏和冻结物贮藏。冷却物贮藏温度一般在 0 e 以上; 冻结物贮藏温度一般在 - 18 e 以下。其中, 将食品贮藏在 0 e 以下至各自的冻结点范围内属于冰温贮藏 2 , 是非冻结冷藏。笔者下面重点介绍冰温贮藏和气调贮藏。2. 1 冰温贮藏冰温技术是由日本山根昭美博士正式命名的。冰温技术的研究主要以食品保鲜为中心, 食品并非在 0
6、 e 开始冻结, 而是拥有各自不同的固有结冰点。从 0 e 到这个结冰点的温度区域叫做冰温区 , 在这一温区保存贮藏一些食品( 如农产品、水产品等) , 可以使其保持刚刚摘取的新鲜度。冰温技术的以下优点使之成为我国新世纪深受青睐的食品保鲜技术, 也使得这项食品保鲜技术在日本、美国、韩国等一些国家和地区得到迅速发展, 有学者称冰温贮藏技术是农产品贮藏保鲜技术上又一次革命。2. 1. 1 冰温贮藏的特点 3冰温贮藏技术有着其他保鲜技术无可比拟的 4 大优点:1) 冰温贮藏不破坏细胞, 而且能够提高水果、蔬菜的品质, 冰温贮藏过的果蔬比刚刚采摘时味道更加鲜美, 这是冷藏和气调贮藏都不具备的。2) 利
7、用冰温技术保鲜贮藏食品, 在时间和鲜度上比现有冷藏技术要延长保存期数倍以上。如天津商业大学用低温驯化的方法将猕猴桃冰温贮藏, 研究结果表明, 经 80 d 贮藏后, 冰温库中猕猴桃好果率为 93%, 普通冷库中好果率仅为 42%; 冰温库中猕猴桃的干耗仅为 0. 5% , 而普通冷库中猕猴桃干耗达 6. 3% 。猕猴桃冰温贮藏实验具体实验结果如图 1 和图 2 所示 5 。3) 冰温贮藏减少有害微生物。在冰温状态下, 大肠杆菌、葡萄球菌等有害微生物均无法存活, 所以从卫生角度讲冰温库是食品加工生产的最佳环境。4) 冰温贮藏可以将不想冷冻的或不宜冷冻的食品较长时间保存, 食用时不需要解冻, 既避
8、免了解冻失水又节省了时间。但是冰温贮藏也有它的不足之处: 首先, 由于各个食品的冰温带范围比较窄 , 所以在技术上要求很高, 尤其是对超冰温保鲜技术 ; 其次, 运行成本与投资较大, 与普通冷库相比冰温库造价比较高, 这使得冰温技术的广泛应用受到限制。2. 1. 2 冰温贮藏的国内外研究进展在我国, 冰温技术尚处于实验室初级科研阶段。2007 年, 天津商业大学与日本大青工业株式会社共同开展了/ 冰温技术运用课题研究, 建造了 4 座冰温冷藏库, 对冰温贮藏进行了试验研究 ,而且在大规模贮藏果蔬 ( 香梨、猕猴桃、桃子) 以及羊肉的冰温贮藏实验研究中取得了丰硕的研究成果。如从猕猴桃冰温贮藏试验
9、中得到不同贮藏温度对猕猴桃呼吸强度、硬度、干耗的影响测试数据曲线, 最后得出冰温库中猕猴桃的干耗远小于普通冷库中猕猴桃的干耗, 冰温库贮藏的效果明显优于普通冷库等结论 5 。在日本, 冰温技术已经进入普及应用阶段, 建立了相应的冰温冷藏链体系。冰温技术不仅围绕食品保鲜, 而且逐渐发展到了动植物保鲜、微生物的休眠、生物内脏等活体组织的保存。目前, 冰温研究正进入一个新的飞跃阶段 ) 超冰温技术。该技术通过调节冷却速度等特殊方法, 使得温度即使在冰点以下也可以成功地保持过冷却状态( 温度降低到冰点以下也不冻结的状态) 。这使得生物体在超冰温领域内也不会冻结, 从而更进一步拓宽了冰温的研究领域 3
10、。其他一些国家对冰温技术的研究主要集中在保鲜产品的冷适应行为方面。一些研究人员则对表征稳定温度下细胞适应过程中所产生的各种现象的物理量进行了测量 6 。另外, 如何普及冰温设备、机器及如何降低其成本等问题也是今后课题研究的方向。2. 1. 3 冰温贮藏技术的展望目前, 冰温技术不仅在水果、蔬菜、水产品等产品的生产加工过程中得到广泛的应用, 而且在医学领域也发挥着越来越重要的作用。如肝脏的保存和移植、血液的冰温保存等。就目前的发展状况可以预见, 超冰温技术、冰温后熟、冰温干燥、冰温浓缩以及冰温技术的配套设备的研发等技术是将来冰温技术重点研究的领域。有专家指出 7 ,冰温技术在中国的推广还存在以下
11、几大难点 : 冰温技术需要跨学科跨专业的多个应用领域合作;技术具有超前性质 , 亟须宣传; 技术难掌握, 要求控制精度高。但同时专家对其发展前景表示乐观, 中国果蔬生产产量大, 产程长, 因为地域广, 温差明显, 所以冰温技术有着广泛的应用前景; 而基于食品品质安全提升的考虑, 冰温技术的应用也会使食品更安全, 且更有利于人们的身体健康。2. 2 气调贮藏气调贮藏是当今最先进的果蔬保鲜贮藏方法。新鲜果蔬在采摘后, 仍进行着旺盛的呼吸作用和蒸发作用, 从空气中吸取氧气, 分解消耗自身的营养物质, 产生二氧化碳、水和热量。而呼吸作用是要消耗果蔬采摘后自身的营养物质, 因此延长果蔬贮藏时间的关键是降
12、低呼吸速率。气调贮藏正是将食品控制在适宜的温度下, 改变冷藏环境中的气体成分, 从而减少其体内物质的消耗, 实现食品的保鲜, 延缓果蔬衰老 , 延长贮藏期。通过控制氧气和二氧化碳的浓度来抑制所贮果蔬的呼吸: 低氧含量能够有效地抑制呼吸作用 , 在一定程度上减少蒸发作用和微生物生长; 适当高浓度的二氧化碳可以减缓呼吸作用 , 对果蔬有推迟呼吸跃变启动的效应, 从而延缓果蔬的后熟和衰老; 降低温度也可以降低果蔬呼吸速率, 抑制蒸发作用和微生物的生长。2. 2. 1 气调贮藏的特点气调贮藏有以下优点:1) 低温对抑制果蔬呼吸、延长果蔬保鲜期十分有效, 是其他各种因素所不能替代的。2) 降低空气中氧气
13、的含量, 可以抑制果蔬呼吸、推迟后熟、减少乙烯产生、降低抗坏血酸的损失等。果蔬气调贮藏中氧的含量一般在 2% 5% 之间, 过低时会产生厌氧性呼吸障碍, 不利于贮藏。3) 提高二氧化碳含量, 可以降低果蔬成熟反应速度、抑制微生物和某些酶的活动、抑制叶绿素分解、改变各种糖的比例, 保持其良好品质。4) 库内空气相对湿度是果蔬气调贮藏的重要影响因素之一, 保持适宜的相对湿度可以减少果蔬干耗。气调贮藏库的空气相对湿度一般保持在 90% 93%之间, 必要时须加设加湿装置。目前, 气调贮藏的优越性已为世界范围内大量研究和应用所证明, 成为许多国家主要的果蔬贮藏保鲜手段。不过, 气调贮藏也有其不足之处:
14、1) 并非所有的果蔬都适合气调贮藏。2) 同冷藏一样, 气调贮藏只能保持而不能提高果蔬等的原有品质。3) 气调贮藏的工艺性条件比较高, 如果工艺性条件不合理, 那么就会对贮藏的果蔬产生不良影响, 如过低的氧气浓度会引起马铃薯黑心症状; 氧气分压低于 1% 时, 由于发酵作用会使果蔬失去原有的风味 10 。4) 气调库建筑投资大, 需增加价格昂贵的气调成套设备和技术力量, 运行成本高, 限制了它在不发达国家和地区的使用。目前, 我国气调贮藏果品量仅为水果生产总量的 1%, 而发达国家则为 70% 80% 11 。2. 2. 2 气调贮藏在国内外的发展在国外, 气调库用于商业贮藏已有几十年的历史。
15、在发达国家, 水果采后基本上都能做到立即预冷, 然后分级包装进入气调库或冷藏库贮藏,运输和销售也都采用冷链形式。某些发达国家已经基本上普及, 在冷藏库中气调库所占比例为: 美国达 75%, 法国 40% , 英国约 30% 12 。国外气调包装贮运技术发展也比较迅速, 主要体现在活性包装系统、真空 2 气调组合包装、冷却气调包装技术、两相气调包装、静态气体交换系统等方面。从上世纪末到现在, 我国相继研制出催化燃烧降氧机、二氧化碳脱除机、焦炭分子筛制氮机、氧控仪及二氧化碳测试仪等, 为我国现代化气调库的建设奠定了基础, 同时相继从意大利、澳大利亚等国引进气调设备和成套的装配式气调库。国外气调库技
16、术的引进及焦炭分子筛气调设备和制氮机的出现, 进一步促进了我国气调贮藏工业的发展。到目前为止, 我国已有十几万吨的机械式气调库, 对提高我国果蔬贮藏保鲜技术起到一定的示范作用。据不完全统计, 我国商业系统拥有果蔬贮藏库面积达 200 多万平方米, 仓贮能力达 130 多万吨, 其中机械冷藏库 70 多万吨, 普通库为 60 多万吨。目前, 我国已确定了贮藏果蔬最佳气体比例和气调贮藏温度、湿度, 在气调贮藏工艺方面也发展了快速降氧气调贮藏、超低氧气调贮藏、低乙烯气调贮藏、机动气调贮藏、双变动气调贮藏、一氧化碳气调贮藏、短期高二氧化碳处理、短期高浓度氧气处理等贮藏方法, 形成了具有中国特色的果蔬贮藏体系。目前, 气调贮藏技术主要研究最适贮藏环境参数的预测, 目的是为建立具有普遍意义的果蔬贮藏环境优化模型提供理论依据; 研究 MAP 新技术, 以解决目前存在的产品腐烂、安全性及成本问题; 新型气调装置的研究( 如可移动气调装置) , 旨在进一步推动气调贮藏技术的发展与
