中國水產資源豐富，而且水產品種類繁多。水產品具有低脂肪、高蛋白的特點，是合理膳食結構中不可缺少的重要組分，已成為人們攝取動物性蛋白質的重要來源，并且魚、蝦、蟹等水產品肉質鮮美、風味獨特，深受廣大消費者青睞。

    隨著人們生活水平的不斷提高，人們不僅喜愛食用水產品，并對水產品的要求也越來越高，尤其對其鮮度要求是最高的。而且現在鮮活水產品市場發生了巨大的變化，從目前國內外市場看，鮮度較好的水產品不僅暢銷，且價格看好。評價是優質水產品還是低值水產品，鮮度是最主要的品質指標。

    水產品營養豐富是它的特點，易腐敗變質也是其特點之一，在水產品貯藏保鮮過程中，水產品腐敗不僅影響品質，也會產生毒性物質，給消費者帶來安全性問題。所以，水產品貯藏保鮮技術是水產品加工、銷售中的重要環節。選擇合適的貯藏保鮮技術不僅可以保證水產品的品質和安全，還可以保證水產品優良的口感、質地以及風味，且保護了水產品資源。所以研究保鮮技術，完善水產品保鮮體系具有十分重要的意義。本文主要介紹低溫保鮮技術以及氣調保鮮技術研究和應用進展。

一、水產品物理保鮮技術概況

    水產品物理保鮮技術主要是低溫保鮮技術、氣調保鮮技術和超高壓保鮮技術。低溫保鮮技術就是控制水產品在較低溫度下的保藏技術，是使用最早、最廣的水產品保鮮方法，早在我國古代人們就采用天然冷凍或天然冰雪來對水產品低溫保鮮。

    低溫保藏的原理首先是低溫會導致微生物體內代謝酶的活力下降和原生質體濃度增加，黏度增加，再加上冰晶產生都會對微生物產生很大影響；其次是低溫會降低酶活性化學反應的速度，減緩酶對水產品的腐敗過程。

    水產品低溫貯藏保鮮技術一般分為0~4℃冷藏保鮮、0~-2℃冰溫保鮮、-2℃~-4℃微凍保鮮和-18℃~-40℃凍藏保鮮四種。氣調保鮮技術在其他農產品保鮮上運用比較廣泛，在水產品運用氣調保鮮技術效果很好，被評為最有效的水產品保鮮技術，超高壓保鮮技術因運行成本較高，在水產品生產加工中的應用比較少。

二、冷藏保鮮技術及其在水產品中應用

    冷藏保鮮是全球范圍內使用最廣泛的、最具歷史的傳統保鮮方法，因冷藏保鮮制品最接近鮮活水產品的生物特性，該法至今仍在使用。它是將新鮮水產品的溫度降至接近冰點而不凍結的一種保鮮方法，通常以冰或冷海水為介質，所以也被稱為冰藏或冰鮮技術。

    冰藏保鮮時魚體的溫度0~2℃，雖然嗜冷菌的繁殖率很小，但未被完全抑制，所以冰藏魚品的保鮮期較短。保鮮期因魚種類而異，通常為3~5天，一般不超過1周，主要在漁船上使用。冷藏保鮮不僅用于漁獲原料的保鮮，也用來直接生產各種冰鮮制品，如冰鮮河豚魚、冰鮮對蝦、冰鮮牙鲆等。

    在傳統冷藏保鮮過程中，由于產品內部的熱量轉移非常緩慢，只適用于小體形魚類，對大型魚而言，這種保藏方法降溫時間過長，不利于保鮮。如4~5千克/尾的三文魚，用-1℃冷海水降溫，中心溫度從15℃降到2℃需要2小時。

三、凍藏保鮮技術及其水產品品質的影響

    凍藏保鮮是利用低溫環境將水產品的中心溫度降至-15℃以下，使體內組織含有的絕大部分水分被凍結，然后在-18℃以下進行貯藏、流通的保鮮方法。采用快速凍結方法，可使細胞內外生成的冰晶細微，數量多，分布均勻，從而對組織結構無明顯損傷，減少解凍過程中的汁液流失，凍品質量好。

    在貯藏流通過程中，如果持續保持恒定的低溫，可在數月甚至一年的時間內有效抑制微生物和酶類引起的腐敗變質，使產品較好地保持其原有的色、香、味和營養價值。該方法比較適合水產品的長期保鮮。

    相對而言，凍藏保鮮期較長，但在-18℃溫度下，仍有3%~13%含鹽類、氨基酸和糖類的水分未被凍結，其所含溶質處于濃縮狀態，在長期保藏過程中，容易導致蛋白質的變性。肌球蛋白和肌動蛋白是形成肌肉收縮蛋白的最主要成分，它們在很大程度上影響著肉制品的品質特性。

    凍藏條件下，肌球蛋白會收縮聚集成塊，從而導致肌肉變硬并降低肌肉的持水性能。汪之和等研究凍結速率和凍藏溫度對鰱肉蛋白質冷凍變性的影響，結果發現凍結速率和凍藏溫度對魚肌蛋白質冷凍變性有一定的影響，并且凍結速度越快，蛋白質變性程度越小；溫度越低，變性越小。

四、冰溫保鮮技術及其特點

    冰溫保鮮技術就是食品放置在自身的冰溫帶范圍內的合適溫度點進行貯藏，是冷藏和凍藏之后的第三代保鮮技術，冰溫保鮮由日本的山根昭美在20世紀70年代首創。有研究者稱冰溫技術是農產品貯藏、保鮮技術上的一次革命。

    冰溫貯藏的機理是：①將食品的貯藏溫度控制在冰溫帶范圍內，維持其細胞組織的活體狀態；②當食品自身冰點較高時，加入適宜的冰點調節劑使其冰點降低，擴大其冰溫帶進行貯藏。而當溫度臨近冰點時，生物細胞新陳代謝降至最低水平，使食品達到休眠狀態，從而延長食品貨架期。

    冰溫保鮮的優點有：①冰溫保鮮技術在食品保存過程中對細胞沒有破壞作用；②冰溫保鮮技術能有效抑制有害微生物的生長和酶的活性，防止食品腐敗變質；③冰溫保鮮技術能夠降低食品的呼吸作用，減少食品營養物質流失；冰溫保鮮還能改善食品風味，提高食品品質，延長食品的貨架期。

    在研究冰溫保鮮水產品的色差值、pH、硫代巴比妥酸值、羰基含量和各項感官評定指標發現均優于冷藏。冰溫條件能夠延緩多酚氧化酶活力的增長，從而改善食品感官品質，且冰溫組的貨架期可達8天，是常規冷藏組的兩倍。

五、微凍保鮮技術

    1、微凍保鮮技術的機理和特點

    微凍保鮮是現在日益受到人們重視的開始使用的一項新技術，微凍保鮮是20世紀60年代發展起來的在漁船上貯藏漁獲物的一種保鮮技術，相對于傳統冷藏，這項技術能明顯延長水產品貨架期1.5~4倍，因而日益受到人們重視。

    通常我們所說的低溫保鮮是指0℃以上的冷藏，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，這個溫度區域即近年來被廣泛研究的微凍保鮮區或冰溫保鮮區。而微凍保鮮是指在生物體冰點(凍結點)和冰點以下1~2℃的溫度帶輕度冷凍貯藏，也叫部分冷凍和過冷卻冷藏。大部分溫度在-1~-2.5℃。

    微凍保鮮的基本原理是利用低溫來抑制微生物的繁殖以及酶的活力。在微凍狀態(-3℃)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了凍結。這樣就改變了微生物細胞的生理生化反應，某些細菌就開始死亡，其他一些細菌雖未死亡，但其活動也受到了抑制，幾乎不能繁殖，于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。與傳統冷藏相比，微凍保鮮可降低凍結過程中生成的冰晶對產品造成的機械損傷、細胞潰解和氣體膨脹；微凍保鮮的產品食用時無需解凍，可以減少解凍時的汁液流失，保持食品原有的鮮度；還有微凍保鮮產品干耗較少，表面色澤好，貨架期至少延長了1.4~4倍；在生產過程中能夠保證產品高質量、高產率，而且所需設備簡單，費用低，耗能少。但是微凍產品也存在比冷凍產品貨架期短，風味較冷藏產品初期要差，溫度控制要求嚴格等缺點。

    2、微凍保鮮常用的方法

    常用的微凍保鮮方法包括：一是冰鹽混合微凍，冰鹽混合物是一種最常見的簡易制冷劑。二是吹風冷卻微凍，就是用制冷機冷卻的風吹向漁獲物，使魚體表面溫度達到-3℃，此時魚體內部一般在-1~-2℃，然后在-3℃的艙溫中保藏，保藏時間最長的可達20天。三是低溫鹽水微凍，由于鹽水傳熱系數大，因此將漁獲物浸在-1~-5℃低溫鹽水中進行冷卻與凍結時微凍速度很快。

    3、微凍對水產品品質影響與在水產品上的應用

    (1)水產品鮮度變化：在微凍狀態下，魚類的K值、TVB-N值均隨著貯藏時間的延長而增加，但是相對于冷藏和冰藏，二者的增長速率明顯要低得多。說明微凍保鮮效果比傳統的保鮮方法好。

    (2)蛋白質的變化：有研究表明在微凍貯藏過程中，組成肌肉蛋白質的肌原纖維蛋白、肌漿蛋白和肌基質蛋白都呈下降的趨勢，微凍加速了肌纖維之間分離的數量和破損的程度，這可能是因為微凍加速蛋白水解酶的釋放，使得魚肌肉的退化速度變快。還有研究者提出微凍保藏與冰藏相比，微凍過程中鹽溶性蛋白有所減少，而且產生了更高汁液流失量。

    (3)肌肉持水性的變化：微凍或凍結時，細胞內外形成大量的冰晶，冰晶對細胞形態學的變化和組分的變性有較大影響，并且在解凍時可能使得產品肌肉結構發生變化，從而導致持水率下降。而且隨貯藏時間的延長，肌肉持水率會逐漸降低。

    4、微凍保鮮的應用

    鱸魚的微凍保鮮，現在生產銷售過程中鱸魚仍處于1級鮮度內(K除外)，采用微凍保鮮，經過30天的貯藏保鮮，發現各種鮮度指標仍然處于2級鮮度的范圍內。羅非魚采用冰鹽水混合的方法，加入的食鹽量為冰量的3%左右，延長水產品貯藏期方面有一定的優越性。并且對抑制細菌的生長繁殖有較明顯的效果。石斑魚經29天微凍保鮮T-VBN值未超過腐敗界限，保鮮效果良好。沙丁魚分別采用冰鹽微凍和冷海水微凍兩種保鮮方法的有效保鮮期分別為：冰鹽微凍17~18天、冷海水微凍11~12天。

    六、水產品氣調保鮮技術

    1、氣調保鮮的機理和特點

    水產品和畜禽等鮮肉保鮮技術中氣調保鮮是目前國際上認為最有效的保鮮技術，已被廣泛應用于延長各類食品儲藏期及保鮮過程中。氣調保鮮主要是在適宜的低溫下，改變貯藏庫或包裝內空氣的組成，降低氧氣的含量，增加二氧化碳的含量，從而減弱鮮活品的呼吸強度，抑制微生物的生長繁殖，降低食品中化學反應的速率及保護水產品色澤，達到延長水產品的保鮮期和提高保鮮效果的目的。

    研究人員對于氣調保鮮技術的特點進行了總結，氣調保鮮有延長食品的貨架期、提供高質量產品、改善產品的外觀、集中包裝和控制和很少或無需使用化學防腐劑等優點。缺點是適當的溫度控制要求、直觀的附加成本及建立安全食品機制。

    關于氣調保鮮技術的機理，主要可概括以下幾個方面：

    一是氣調保鮮會抑制微生物的生長，高濃度二氧化碳可使魚蝦類生鮮食品中微生物的延滯期延長7~10天，有研究者將二氧化碳氣調包裝鰭魚魚片在-2℃下儲存21天后，檢測到大腸桿菌、酵母菌和霉菌少于10個/克。

    二是對于高脂肪含量食品，氣調保鮮可抑制脂肪氧化。

    三是低氧氣、高二氧化碳的氣體組成可抑制鮮活品的有氧呼吸作用，并使某些酶系受到抑制，減緩一些有機物質的降解過程。

    研究結果證明，60%二氧化碳包裝水產品與空氣包裝相比K值較小，與真空包裝相比可降低次黃嘌呤的含量。

    2、水產品氣調包裝中的氣體及其作用

    氣調包裝中的混合氣體通常由二氧化碳、氧氣、氮氣三種或其中的兩種混合組成。三種氣體在不同食品物料(果蔬、肉類)的氣調包裝中的作用不同。對于營養豐富、含水量高、易腐敗變質的水產品，氣調包裝中的混合氣體主要通過抑制水產品中微生物生長繁殖，減少脂肪酸敗等作用保持其新鮮度，延長其貨架期。

    二氧化碳是水產品氣調保鮮中起保鮮作用的主要氣體，它對魚類表面污染的細菌和真菌有抑制性，能夠抑制或影響腐敗微生物的生長。有研究者證明二氧化碳對微生物的抑制取決溶解于產品中的二氧化碳濃度，因為二氧化碳可以形成的酸性條件對微生物生長有抑制作用，還有研究者提出二氧化碳也可抑制水產品中微生物的活性，有利于保持水產品的品質。還有人認為二氧化碳對微生物的總體作用是延長微生物生長的滯遲期和降低微生物在對數生長期的生長速率，所以目前二氧化碳的保鮮機理仍不完全清楚。

    在食品貯藏過程中氧氣是很多劣變反應的關鍵因素。在水產品氣調包裝中，氧氣能夠抑制厭氧菌生長，氧氣還能減少鮮魚中三甲胺氧化物還原為三甲胺(TMA)，但氧氣的存在卻有利于需氧微生物的生長和酶促反應的加快，還會引起高脂魚類脂肪的氧化酸敗。氮氣是一種無味氣體，難溶于水和脂肪。由于氮氣的穩定性、難溶性和不容易透過包裝膜的性質，它在氣調包裝系統中主要用作充填氣體，防止包裝袋的癟陷變形，使包裝呈現飽滿外觀：同時用于置換包裝袋內的空氣和氧氣等，以防止高脂魚、貝類脂肪的氧化酸敗和抑制需氧微生物的生長繁殖。

    3、氣調包裝與水產品的品質

    氣調保鮮水產品中的腐敗微生物研究較多，但對其中的致病菌的研究相對較少，可能導致水產品雖然有較好的感官特性，但食用時卻不安全，所以這是水產品保鮮亟待解決的問題。
有研究發現在低溫氣調保鮮的金槍魚中摩氏摩根菌能產生組胺，但是在高氧的氣調包裝下是可以抑制類摩氏摩根菌和發光桿菌產生組胺的。有研究表明，溫度波動條件下真空和氣調包裝的魚片都會產生肉毒毒素，而且超前于感觀腐敗或與感觀腐敗同時發生。

    還有學者用氣調保鮮技術(MAP)貯藏羅非魚，并在4℃以下低溫下貯藏，發現可防止E型肉毒毒素產生，而且其他絕大多數病原微生物在4℃以下也停止生長。

    還有報道說氣調保鮮水產品在0℃以下貯藏可完全防止食品肉毒桿菌的危害。所以采用嚴格的低溫貯藏是可以使氣調保鮮貯運水產品的可能危害減少到最低限度。

    氣調保鮮技術對于多數水產品的品質沒有明顯的不利影響，但對其顏色、彈性、肉液流失、揮發性鹽基氮等有一定的影響，還有研究者研究鳥氨酸和色氨酸在富含二氧化碳包裝下的樣品比富含氧氣包裝的樣品的含量儲藏期間有明顯的升高，這可能對其風味和鮮味有影響。

七、總結

    水產品是一類營養豐富、味道鮮美的產品，易腐敗變質也是水產品的特點，對水產品貯藏保鮮技術的研究是非常重要的。在水產品生產、加工、貯藏過程中合理利用貯藏保鮮技術對水產品品質的保證是極為重要的。現如今人們的生活水平提高，對食品的追求不單是質量安全，更追求味道鮮美純正，而這考驗研究者對水產品保鮮技術的開發利用。低溫保鮮與氣調保鮮技術在水產品中運用較廣泛，而研究兩者或幾種水產品保鮮技術的聯合作用是水產品物理保鮮技術的一個方向。