定義及原理
我們每到魚市,經常會看到在裝鮮魚的托盤或箱子中,放了很多的冰,魚就放在冰上,這就是冰藏保鮮的方法,人們正是在對這種現象的研究中產生了微凍保鮮的概念。微凍保鮮是近年來開始使用的一項新技術。通常我們所說的低溫保鮮是指0℃以上的冷藏,而凍結保鮮是指-18℃以下的冷藏。然而在我們一直沿用的這兩個概念之間有一個空白未用的溫度區域即近年來被稱為微凍保鮮或冰溫保鮮,也有的國家稱為超低溫冷藏。
定義:將漁獲物保藏在其細胞汁液凍結溫度以下(-3℃左右)的一種輕度冷凍的保鮮方法,也稱為過冷卻或部分冷凍。在該溫度下,能夠有效地抑制微生物的繁殖。
原理:魚類的微凍溫度因魚的種類、微凍方法而略有不同,根據淡水魚的凍結點在-0.2℃~-0.7℃,淡海水魚在-0.75℃,洄游性海水魚在-1.5℃,底棲性海水魚在-2℃這些特點,微凍溫度範圍一般在-2℃~-3℃。微凍保鮮的基本原理是利用低溫來抑制微生物的繁殖及酶的活力。在微凍狀態下,魚體內的部分水分發生凍結,微生物體內的部分水分也發生凍結,這樣就改變了微生物細胞的生理生化反應,某些細菌開始死亡,其它一些細菌雖未死亡,但其活動也受到了抑制,幾乎不能繁殖,於是就能使魚體在較長時間內保持鮮度而不發生腐敗變質。與冰藏相比較,微凍保鮮能延長保鮮期1.5~2 倍,即20~27天。
國內外現狀
長期以來,人們普遍認為食品包括水產品在進行凍結時應快速通過-1℃—-5℃這個最大冰晶生成溫度帶,否則會因緩慢凍結而影響水產品的質量,所以將微凍作為保鮮方法的研究與套用受到了限制。但自20世紀60 年代,特別是70年代以來,世界各國紛紛研究和使用微凍保鮮技術來貯藏漁獲物。日本已於20世紀70 年代後期對鯉魚、虹鱒、沙丁魚、秋刀魚等貯存於-3℃來進行微凍保鮮(日本採用冰鹽微凍法運輸鯉魚,貯藏1 個月仍未發生腐敗;對鮮度極易下降的虹鱒魚採用冰藏保鮮,僅一天,K 值達20%,而採用微凍,10 天后K 值才上升到20%);我國也於1978 年開始生產性試驗,都取得了良好的效果。我國近年來對鱸魚、沙丁魚、羅非魚、鯽魚等的微凍保鮮已有一些研究(曾名勇、黃海對鱸魚在-3℃微凍條件下進行觀察,鱸魚保鮮期達30 天以上,在30 天時K 值上升到22.33%,T-VBN值為0.1566mg/g,遠未達到2級鮮度指標上限;曾名勇、黃海、李玉環、黃葉鋒對鯽魚在微凍保鮮過程中的質量變化作了研究)結果表明:微凍可以有效地抑制其細菌總數的增長,並維持其較低的T-VBN 和K 值。
常見方法
1、加冰或加鹽混合微凍冰鹽混合物是一種最常見的簡易製冷劑,它們在短時間內能吸收大量的熱量,從而使漁獲物降溫。冰和鹽都是對水產品無毒無害的物質,價格低,使用安全方便。尤其是兩者混合在一起時,不僅冰融化需要吸收熱,鹽的溶解也要吸收熱。冰中加入的鹽越多,所得溫度就越低,但鹽加入過多,易滲透到魚體中,影響魚的口味。要使漁獲物達到-3℃的微凍溫度,一般在冰中加入3%的食鹽。
2、冷卻微凍用制冷機冷卻的風吹向漁獲物,使魚體表面的溫度達到-3℃,此時魚體內部一般在-1~-2℃,然後在-3℃的艙溫中保藏,保藏時間最長的可達20天。其缺點是魚體表面容易乾燥。另外還需制冷機。
3、低溫鹽水微凍 低溫鹽水與空氣相比具有冷卻速度快的優點,通常冷卻使用的溫度為-3~-5℃,鹽的濃度控制在10%左右,這兩點與前面提及的冷卻海水保鮮不同。其具體操作是:先將鹽放入海水中,配成約10%的濃度,然後開啟制冷機,使鹽水降溫到-5℃,把漁獲物裝入鹽水中冷卻到體表溫度-5℃時(此時魚體內溫度為-2~-3℃),再轉移到預先冷卻到-3℃的保溫艙中保藏。
鹽水濃度是此項技術的關鍵所在,浸泡時間、鹽水冷卻溫度也應有所考慮。如果鹽水濃度很大,則-5℃不會結成冰,利於傳熱冷卻。但是如果鹽水濃度太大就會增大鹽對魚體的滲透壓,使魚偏鹹,並且一些鹽溶性肌球蛋白質也會析出。從水產品加工角度來看,鹽水的濃度不易太高,鹽水冷卻溫度不易過低,浸泡時間也不易過長。若採用低濃度鹽水浸泡,則要求溫度不能降得太低,而冷卻時間就要相對延長。綜合考慮三者的相關性,並結合降溫設備和食鹽成本等因素之後,從經驗得知,三者的最佳條件為鹽水濃度10%,鹽水冷卻溫度-5℃,浸泡時間3~4 小時。
優缺點
微凍保鮮的優越性在於:所需設備簡單,費用低,且能有效地抑制細菌繁殖,減緩脂肪氧化,延長保鮮期,並且解凍時汁液流失少,魚體表面色澤好,所需降溫耗能少等。其缺點是:操作的技術性要求高,特別是對溫度的控制要求嚴格,稍有不慎就會引起冰晶對細胞的損傷。
存在問題
關於微凍保鮮引起的蛋白質變性問題,有兩種不同觀點。德國食品研究所認為微凍將引起蛋白質嚴重變性,而日本水產研究所則認為微凍不會引起蛋白質變性,相反,與-10℃相比,蛋白質變性減輕。這個問題目前尚存爭議。
微凍保鮮抑制微生物增殖的效果肯定優於0℃保鮮,但解凍後帶來了新的問題。微凍溫度帶來的最大難題就是容易生成冰晶,這種影響表現在微凍保鮮魚解凍之後更容易腐敗。鮮魚直接貯於0℃達到腐敗的時限是15天,-20℃凍結魚解凍後貯於0℃達到腐敗的時限是20天。微凍魚在貯藏中,儘管活菌數的減少情況與-20℃的相同,但解凍貯藏後,只需幾天就腐敗了。用顯微鏡觀察微凍魚和凍藏魚肌肉組織的形態,發現-20℃魚肌肉組織因冰晶長成而造成細胞脫水並縮小;但在微凍魚肌肉中,冰晶破壞了一部分組織,並使一部分汁液流失。解凍後,微凍魚與-20℃貯藏的魚相比較,微凍魚組織復原的情況很差,細胞吸水不充分。肌肉組織破損很嚴重,更易於細菌的侵入和增殖,因而推斷出這是微凍魚更容易腐敗的原因。