[科普中国]-低温保活法

低温保活原理

水产动物多为冷血动物。当生活环境温度降低时，新陈代谢就会明显减弱。选择适当降温法，使水温和鱼体温度缓慢降低，进而就可以降低水产动物的活动能力、新陈代谢速率和氧气的消耗，同时可以避免应激反应，以降低水产动物的死亡率，即能使其在脱离原有的生存环境后仍能存活一定时问。当环境温度降到其生态冰温时，呼吸和代谢就降到了最低点，鱼处于休眠状态。因此，在其冰温区内，选择适当的降温方法和科学的贮藏运输条件，就可使水产动物在脱离原有的生活环境后，还能存活一个时期，达到保活运输的目的。

活体运输影响因素与有水、无水运输状况有关。如水中运输，主要考虑鱼体的状况、运输方式、温度、装运密度、氧气供应、代谢产物、水质、运输时间等因素的影响。如无水运输，则应考虑降温方式、暂养的程序、包装材料等因素1。

低温保活法的类型低温保活是水产品最主要也是最基本的保鲜技术，通过低温来降低和抑制微生物的生长繁殖，从而保持水产品原本的品质和鲜度。 一般而言， 当温度降低到-10℃时，大多数微生物的生长停止，只有少数嗜冷微生物能缓慢生长。 冻结温度对微生物的繁殖影响很大， 温度在-1~-5℃（最大冰晶生成带） 时对微生物活性的威胁最大。 按照温度的不同，低温保活又可分为冷藏保鲜、冰温保鲜、微冻保鲜、冻藏保鲜。

冷藏保鲜冷藏是低温保活中应用最广泛的一项技术，是将产品捕获后快速降温并保藏在 0~4℃下的保藏方法。 由于使用方便、冷却时不需要动力、经济成本低等优点，至今这种传统的方法仍然在鱼、贝类等水产品保鲜中占有重要的地位。 在冷藏条件下，贝类仍能维持存活，但其呼吸作用弱，代谢缓慢而且没有体外微生物的影响，因而能达到保鲜保活的目的。 岳晓华等对彩虹明樱蛤的低温保活做了相关研究， 结果表明彩虹明樱蛤在1~3℃的条件下保活效果最好，保活3d后的存活率为92%。 于业绍等研究了青蛤在低温干置保藏条件下的保活情况，结果表明在 0~4℃下保藏30d的存活率仍为100%。

冷藏保鲜主要用淡水冰和海水冰来对贝类进行冷藏，其中淡水冰较常用，因为淡水冰的冰点接近0℃，而且较容易获得清洁的淡水冰。 冷藏保鲜虽应用简单，但也有其缺点，如保鲜期较短，难以满足长时间远距离运输和保藏。

冰温保鲜冰温保鲜最早是由日本的山根昭美在1985年提出的一种新型食品保鲜方法，是把产品冷却保藏在0℃以下、冰点以上的温度带，其储藏温度介于冷藏和微冻保藏之间。 冰温保藏和微冻以及冻藏相比较，由于被保藏的鱼贝类没有被冻结，组织损伤小，在加工前不用进行解冻， 所以可缓解冻结造成的蛋白质变性、汁液流失以及产品内部干耗等不良反应，其品质接近原本的生鲜状态。

冰温技术的保鲜特性有以下几个优点： 能抑制引起产品腐败变质的微生物的繁殖和一些酶的活性；相比冷藏保鲜，延长了保鲜期；由于温度在冰点以上，所以没有破坏细胞结构；且能提高产品的品质。 曹井志等研究了厚壳贻贝在不同温度下的保活效果，以探索厚壳贻贝的低温无水保活技术， 结果表明在成活率为98%时，在-0.5~-1.5℃下可保活9d，在4℃和0℃下 可保活7d，8℃可保活4d； 在冰温-0.5~-1.5℃下保活效果最好。凌萍华等研究了冰温技术对南美白对虾品质的影响，结果表明南美白对虾的冰点为-2.2℃，控制储藏温度在-1.1℃处于冰温带范围内， 能显著延缓pH值、TVB-N 值和菌落总数这3项指标的变化，大大延长南美白对虾的货架期。 虽然有以上优点以及实际应用效果， 但是冰温保鲜由于其温度在0℃至冰点之间，一般需要在-0.5℃~-2℃之间，对于温度的控制难度大，其中的配套设备安装成本高， 而且温度的波动会对冰温保鲜效果有很大影响。 因此，冰温保鲜仍有较大空间去研究发展2。

微冻保鲜微冻保鲜是20世纪70年代在渔船上储藏渔获物发展起来的一种新型保鲜技术，是将水产品保藏在其冰点附近（±0.5℃）的一种轻度冷冻方法，又被称为部分冷冻和过冷却。现代生物及物理学科应用食品研究中发现，微冻时水产品内部有一部分水转化为冰，pH下降，一些细菌的繁殖受到抑制或死亡，因此相比冷藏保鲜，微冻保鲜能延长产品的保鲜期1.5~2倍。 近些年，我国一些学者对鲈鱼、罗非鱼、鲫鱼、牡蛎、蛤等水产品的微冻保鲜有了一定的研究，曹荣等研究了太平洋牡蛎在-3℃微冻贮藏中品质和细菌的变化，结果表明牡蛎在微冻贮藏中，感官评分呈下降趋势，贮藏后60d细菌总数为4.1 lgCFU/g，低于107CFU/g 的可被食用界限。张辉等研究了杂色蛤在微冻保鲜过程中菌落总数的变化，结果表明在-3℃条件下能良好抑制细菌的繁殖达到保鲜目的。曾名勇等研究了鲈鱼在微冻保鲜过程中的质量变化，指出在-3℃微冻条件下，感官评分在连续3个10d中差异不明显；细菌总数在贮藏后30d下降至初始菌落的1/100；pH变化先下降，10d后上升；TVB-N 在贮藏后30d 为0.1566mg/g，未达2 级 鲜度上限 ；K值在贮藏后30d达到34.362%，远低于60%的食用标准。以上结果表明，微冻保鲜能很好地抑制细菌的繁殖，对于保持鱼贝类的鲜度以及延长货架期有显著效果。 但是微冻保鲜温度范围较小，波动范围要保持在±0.5℃之内，对温度的控制要求也较为严格。

冻藏保鲜冻藏保鲜是将贝类在-18℃以下进行保藏和运输的低温保鲜方法，由于保藏温度较低，微生物繁殖以及酶的反应受到严重抑制， 所以冻品可以被保藏数月甚至1年而不腐败变质。 产品冻结后被置于-18℃以下进行冻藏，由于此时冻品中90%的水分已冻结，因此可长时间储藏。冻藏过程中主要有脂肪氧化、干耗、冰晶成长以及色泽的变化，为了减少这些化的产生，应把冻藏温度降到更低。 关志强等研究了冻藏条件对文蛤和波纹巴非蛤营养成分的影响， 结果表明在-30℃冻藏2个月，添加抗冻剂后氨基酸总量比不添加抗冻剂提高了12.1%，说明添加抗冻剂可有效阻止蛋白质变性。同样冻藏时间下，在-18℃冻藏比-30℃冻藏氨基酸损失了9.3%，说明冻藏温度越低，蛋白质变性越小。 刘年生等做了紫贻贝在-18℃和-25℃冻藏温度下的品质变化研究， 结果表明贻贝在冻藏前镀一层冰衣有利于品质的保持，贻贝的冻藏温度在-25℃以下为宜3。

国内外低温保活的研究进展近年来，国内外学者对于鱼贝类低温保活的研究已经取得了很大的进展，殷邦忠等采用低温、真空、麻醉3种不同方法分别对菲律宾蛤仔进行了保活研究，低温法在-1.7～-1.0℃保藏10d，存活率为98%；2.0～2.5℃情况下保藏10d，存活率为95%；在最适真空度500～550 mmHg柱，2.0～2.5℃情况下，蛤仔保藏10d，存活率最高位86%，比低温法低9%；而麻醉法与前两者相比则较低，低温法保活蛤仔，其存活率较高，且成本低，无污染；真空法存活率尚可，但操作麻烦，成本高；麻醉法易使蛤仔有害物质残留。因此，得到低温法比较适合蛤仔的保活运输。岳晓华，沈月新对彩虹明樱蛤在不同温度、不同贮藏方式、不同湿度条件下进行低温保活试验，结果表明：温度对彩虹明樱蛤的存活率有很大影响，一般来说，随着温度的升高，彩虹明樱蛤存活率呈下降趋势，彩虹明樱蛤在1～3℃条件下保活效果最好，保活3d后的存活率为92%；放在塑料筐内的彩虹明樱蛤，堆放比平铺效果好；彩虹明樱蛤低温保活受湿度的影响很大，随着相对湿度的增加，彩虹明樱蛤存活率也增大。在100%相对湿度条件下保活效果最好。GuiIherme S．Rupp等研究了盐度、温度对狮爪扇贝保活的影响，在23.5℃温度条件下，扇贝在13‰或17‰盐度下12h内全部致死，而25‰盐度下可以保活96h以上；而M．S．Rome、Jiann-Chu Chen、M．Michael Babu等也对切萨匹克湾蓝蟹、杂色巨鲍等贝类的做了相关的研究。田国庆，魏恩宗等通过对青蛤低温保活和营养成分的变化研究发现，利用低温无水干置法保活青蛤，保活时间可较长，成活率也较高。经测定，青蛤的结冰点为-2℃，青蛤的冰温区间为0～-2℃，青蛤在冰温区保活时间最长，99%的成活率可达28d，并且营养成分损失不是太大，因而保活效果较好。随着保活时间的延长，脂肪含量呈逐渐下降趋势，并且保活前7d脂肪含量下降较大，7d后下降趋势有趋缓现象，可能是因为在保活过程中，没有摄食，又要维持生命代谢，并且还要不断排泄，所以，作为供能物质之一的脂肪，消耗较大，从而表现为下降趋势。和消耗蛋白质的原理类似，在保活一段时间后，下降趋势趋缓。青蛤在保活过程中，灰分则呈上升现象，这可能是因为青蛤在保活过程中，水分损失和体液损失加大，从而使无机物与相对重量之比增大之故。殷邦忠，藤瑜等研究得到，菲律宾蛤仔的最低保活温度为-1.7℃，-1.7～1.0℃，可最长保活13天，存活率也最高，为91%；但从保活期主要营养成分分析来看，并无显著变化。刘淇等通过研究牙鲆在低温无水保活过程中的生化变化发现，牙鲆在-0.5～1.5℃温度下经60h无水保活后，其肌肉的一般化学组成(中水分、灰分、蛋白质、脂肪)变化均小于正常的实验误差，因此可以认为其基本化学组成不变。在-0.5～1.5℃低温下，牙鲆处于半休眠状态，体内的新陈代谢处于低水平，随着保活时间的延长，其体内的能量物质ATP不断被消耗而得不到有效的补充，而乳酸由于其呼吸排泄受阻而含量上升，引起鱼体疲劳度的增加，当超过其极限时，鱼体开始出现死亡。殷邦忠，藤瑜通过低温法对魁蚶进行保活研究及保活过程营养成分的变化发现，魁蚶的临界温度为0～-1℃，冰点为-2.3℃，因此魁蚶的冰温区为0～-2.3℃，魁蚶在冰温区内可保活20天，经常规营养分析法测定，蛋白质、灰分均有不同程度的降低，作者认为时因为魁蚶保活过程中不能进食，而要维持生命，又不断排泄有关。田标，陈申如等在确定黑鲷(Sparus macrocephalus)的生态冰温的基础上研究降温方法、暂养时间、温度控制、氧气供应等条件对黑鲷保活时间的影响，确定了黑鲷无水保活技术的工艺条件，实验结果表明：黑鲷的生态冰温为-1.1～6℃；经过48h暂养后缓慢降温到6℃，在低温(2±0.5)℃无水条件下供纯氧可以使黑鲷存活6h。从商业角度来看，还不能达到要求，这主要是由于不同鱼类的生态冰温不同，但是随着技术的完善将会取得突破；中国水产科学研究所的刘淇等研究的牙鲆无水保活在低温下可以达到50～60小时，齐静涛研究的日本对虾无水充氧运输时间达到10～18 h，实现了无水保活的商业化要求。

除了低温法用于保活鱼贝类外，其在果蔬保鲜的应用上也较为广泛，李敏等将半红期的黄骅冬枣配以固体保鲜剂，在0～-1℃相对湿度为60%～70%条件下贮藏，可成功的保存90d以上；江英等在西瓜60d的冰温和冰温套袋保鲜过程中发现，西瓜的各种变化很小，并且冰温条件下未受冷害的西瓜的口感和风味与新鲜西瓜并无明显差别；此外，冰温保鲜在油豆角、青椒、杨梅等果蔬保鲜应用上都取得了理想的效果4。