冰温技术简介
(2012-01-31 20:46:20)
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杂谈 |
1.什么是冰温技术?
大家是否想到生存在零下20—30度严寒地方的动植物如树木、林蛙、蛇、鱼类等为什么不会被冻死?答案是它们在冬季处于休眠状态。
1964年冬天日本鸟取县食品工业研究所山根昭美博士采用当时先进的气调保鲜技术实验性地储藏了4吨当地特产-----梨,本来应该将温度设定在零度以上,可是因设备失控,冷库温度降到零下4度,等到发现这个失误时所有的梨都冻成看上去晶莹透亮的冻梨,只得切断电源使冷库恢复到室温状态,这时却发现那些准备扔掉的梨已恢复原有的色泽,而且还能照常食用,口感和养分都不变。从此山根博士开始进行动植物耐冻能力的试验,这就是发现冰温技术的契机,原来动植物并非都是在零点开始发生冻结,而是拥有各自不同的结冰点,以此为基本技术要点的保鲜方法就是冰温技术,冰温技术这个专有名词也是由山根博士正式命名的。
经过40余年的研究与开发,目前日本的冰温技术应用处于世界领先地位,已开始进入实用化普及阶段,主要围绕食品保鲜为中心而发展。
如果把食品放进冰箱的冷冻室并用显微镜进行不间断的观察可以发现,最初的食品细胞处于完好状态;在冰温储藏期间食品的细胞未出现损伤和变形,仍属健康状态;如果把温度继续降低进入冷冻期后,食品细胞出现冰结晶,细胞膜开始脱落;此后随着食品的完全冷冻,细胞变得彻底变形。
由此可知,冰温既非冷冻又非冷藏状态,而是一种介于二者之间的生命可存活空间,由于在冰温状态下生物的呼吸节奏减缓,新陈代谢受到抑制,所以能在休眠状态下长期保持细胞的存活。如果储藏的是水果,其鲜度不减,而且由于进经过了缓慢的熟化过程吃起来口感更佳。其实渔民在冬季利用自然寒冷环境,将捕获的鲜鱼晾晒成味道独特的鱼干;农民存放在地窖的红薯吃起来更甜;这些都是冰温技术的无意识应用。
研究表明,冰温技术的应用主要表现在三个方面:动植物的保鲜存活;微生物的休眠保存;生物内脏等活性组织的存活性保存。
简单地说,食品的冰温技术保鲜过程为:预冷、储藏、熟化、干燥、浓缩、发酵、解除冰温状态,运输。
2.冰温技术的三大效果
冰温技术有着其他保鲜技术无可比拟的三大效果。首先它可以让各种食品的口味变得更鲜美。例如日本农民在收获大葱后并不是当天投放市场,而是把大葱放到冰温库储藏48—72小时,使其进一步熟化,使大葱的口感更好,不那么辛辣。也就是说,经过冰温储藏的食品,由于采用了熟化、发酵、浓缩、干燥等工艺,比刚刚采摘下来的更加味道鲜美。
二是利用冰温技术储藏食品,可以在高品质前提下比现有冷藏技术延长保存期数倍以上,或者将原先无法保存的食品加以保鲜储藏。例如梨在冰温状态下能保鲜200天以上,且保证糖度、水分等各种指标不变;海蟹能够存活150天且体重不减。目前世界上食品储藏的最主要应用技术是冷冻保鲜技术,可是它存在因食品的细胞被破坏导致养分流失、味道减退的缺陷。
三是冰温技术储藏食品有利于减少有害微生物。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,冰温库是进行食品加工生产的最佳环境。而且当食品的细胞处于零度以下状态时,为了不被冻死而采取的自我防御措施就是不断地分泌防冻液,这种防冻液里含有游离氨基酸、天冬氨酸和葡萄糖,同时它也是构成甜味的成分,使得食品味道更加鲜美。
3.冰温技术是软件技术和硬件技术的有机结合,缺一不可。
普通冷藏库是无法做到将库内温度加以严格调控的,而冰温库要求把温度限制在零度以下、需求的冷冻临界点以上,控制温差不超过0,5度以内。此外根据不同储藏品种的实际情况,还必须拥有湿度、风量、升温、一氧化碳浓度控制等各种管理能力和系统控制电脑操作装置。冰温技术应用需要配备的相关机器设备有:冰温浓缩机、冰温干燥机、冰温解冻装置、冰温商品陈列柜、冰温水槽、冰温运输车,电子冰温库等。
4.冰温技术的应用前景
冰温技术在与人相关的各个事业领域都存在发展可能性。目前日本正在进行水产品的长距离无水存活保鲜运输研究,一般来说,水产品运输时水的比例多达70%以上,如果能在无水状态下保活运输,将大大减少物流成本。
在医疗卫生领域,已经有学者发表关于肝脏、心脏、血液、齿根膜、断指、眼角膜等人体组织冰温保存后再植成功的案例,突破了原先医学界通常在零上4度左右环境中保存生物的惯例。相信冰温技术今后将会给患者带来更大的惊喜。
5.冰温食品储藏试验及实际应用结果介绍
目前已经做过冰温保鲜试验的部分有代表性的食品有:葡萄6个月、柠檬6个月以上、金橘6个月以上、樱桃1个月以上、草莓3周以上、牛蒡3个月以上、生菜1个月;
已经实际应用于商品性保鲜的食品有提子7个月、苹果10个月、梨6个月以上、柿子6个月、山药6个月、大葱1个月、大米12个月、大蒜8个月。
6.中国食品领域中果蔬保鲜技术应用现状
果蔬保鲜储藏一直是政府主管部门关注的科研课题。我国从“八五”、“九五”一直到刚发布的“十一五”规划纲要中,果蔬保鲜都被列为食品加工行业发展重点,由于水果和蔬菜在采收后依靠消耗自身养分生存,最好的保鲜方式是低温储藏。
从1999年起,我国水果产量已超过6000万吨,名列世界第一;蔬菜产量突破3亿吨,也居世界前列。可是另一方面,我国的果蔬损耗率高达30—40%,约为900亿元,损耗费用也属世界首位。据有关部门保守估计,我国的果蔬损耗几乎能满足2亿人口基本营养需求。由此可见,果蔬保鲜和加工具有极大的市场潜力。有些地方因为只重视发展果蔬的栽培丰产,忽视采收后的保鲜加工,造成严重的经济损失。而发达国家则是将农产品的保鲜和加工放在发展农业的首要位置,把农业总投入的70%用于采收之后的处理。
果蔬具有含水量高、收获季节性强、收获期温度高以及大多数产品较难保鲜的特点;同时鲜销鲜食又是人们对果蔬消费的主要形式。从果蔬保鲜角度来讲,可分为短期即1—4周;中期即1---3个月;长期即3---12个月,其中最有价值的是中期保鲜。可是据统计,我国的蔬菜恒温保鲜库容量仅有20万吨,当家品种只有蒜薹一种;果品保鲜库容量约250万吨,其中机械冷库约占40%,其余为通风库和普通仓库,主要集中在供销社系统和商业系统。且大多数设施集中在经济发展较快的东部地区,西部地区的果蔬保鲜仍以土法储藏为主。
另一方面,各种洋水果及台湾水果已经以高价位、高品质的姿态大举进军国内市场。解决果蔬中长期保鲜的问题应该是十分紧迫的,尤其是一些优良品种水果要想走向国际市场,必须首先解决保鲜储藏的难题。
在各种果蔬保鲜新技术中尤以经济实用型的低温物理中长期保鲜技术引人注目,而冰温技术就是典范,尤其是大型冰温库因综合保鲜能力强在国际上被誉为“下金蛋的母鸡”。不过,由于建造这种大型冰温库的一次性投资需要资金较大,导致技术应用推广缓慢。应该说,通过向国家主管部门申请重大科研项目资助和寻求与产地有实力龙头企业合作是一条较好的规模性开发市场途径。
中国科研机构和大学的专家学者也在积极跟踪国外新技术,力所能及地进行着冰温技术研究。如中国农业科学院、中国农业大学等都曾经做过关于果蔬产品的冰温储藏试验项目。也有一些成果发表公布。例如天津血液中心尝试采用新型冰温处理台,解决了血浆处理时的检验、封口、计量、分类等品质保证难题。但是总的来说,我国的冰温技术尚处于实验室科研阶段,而日本已进入普及应用阶段,如何缩短这一差距值得认真思考和努力。
目前中国国内最具权威的冰温科研机构是位于天津商业大学制冷工程学院内的“中日冰温实研究中心”,它与日本冰温协会有合作关系,此外还联系日本制冷学会以及冰温设备生产企业等,是沟通日本冰温技术,引进中国的一条重要渠道。