微冻保鲜是上世纪六七十年代发展起来的在渔船上贮藏渔获物的一种保鲜技术，相对于传统冷藏，此技术能明显延长水产品货架期1.5～4倍，因而日益受到人们重视。其是指在生物体冰点（冻结点）和冰点以下1～2℃之间的温度带轻度冷冻贮藏，也叫部分冷冻（partial freezing）和过冷却冷藏（deep chilling）。

微冻技术是20世纪60、70年代开始在渔船上用来贮藏海产品的一种保鲜技术。通常所说的低温保鲜是指0℃以上的冷藏，而冷冻保鲜是指-18℃以下的冻藏，研究人员将这两个概念之间-5～0℃的温度带称为中间温度带区域，在这个温度区域的保鲜总称为中间温度带保鲜。中间温度带保鲜又分为2段，即冰温保鲜和微冻保鲜。冰温保鲜是指在0℃至冻结点以上这个温度范围内进行的贮藏，微冻保鲜是贮藏温度控制在生物体冻结点及冻结点以下1～2℃的温度带的保鲜技术。水产品在微冻状态下，微生物体内的部分水分发生冻结，导致水分活度降低，抑制其生长繁殖，同时酶活性在此温度下也会受到抑制，生化反应速度降低，可以保持产品在较长时间内不发生腐败变质；同时，微冻保鲜技术能在技术环节上确保鱼、虾等冻品的细胞膜及其内部结构的完整性。解冻时无可溶性蛋白和细胞原生质外渗，故解冻水清澈洁净，保鲜效果较好。

微冻保鲜的基本原理是利用低温来抑制微生物的繁殖及酶的活性。鱼体上附着的腐败细菌主要是嗜冷性微生物，在0℃左右生长缓慢；0℃以下，温度稍有下降，即可显著抑制其生长、繁殖；温度降至-10℃以下，则繁殖完全停止。在微冻状态下，水产品体内的一部分水分发生冻结，微生物体内的部分水分也发生了冻结，这样就改变了微生物细胞的生理生化反应，某些细菌不能适应开始死亡，大部分嗜冷菌虽未死亡，但其活动也受到了抑制，几乎能繁殖，这样就能使水产品在较长时间内保持新鲜度而不发生腐败变质。

与传统冷藏相比，微冻保鲜具有以下优点：

1）可降低冻结过程中生成的冰晶对产品造成的机械损伤、细胞溃解和气体膨胀；

2）产品食用时无需解冻，可以减少解冻时的汁液流失，保持食品原有的鲜度；

3）微冻保鲜产品干耗较少，表面色泽好，货架期至少延长了1.4～4倍；

4）能够保证产品高质量、高产率，所需设备简单，费用低，耗能少。

温度是引起食品变质的主要影响因素，大多数微生物体系的温度系数Q10在1.5～2.5，温度每降低10℃，微生物生长速率下降约2倍。微冻条件下部分自由水成冻结状态，从而有效抑制微生物的生长。宋华静等在-3℃微冻猪肉研究中，样品初值细菌总数为7.18×103 cfu/g，保藏到第30天时猪肉的细菌总数为1.1×104 cfu/g，抑菌效果显著。在微冻保鲜期间，动物性食品细菌总数变化主要有3种趋势：增长、下降和先下降后增长。微生物数量的变化与动物性食品种类、附着的细菌种类和数量、微冻方式、水分冻结率等因素有关。如方长额虾，采用冰盐微冻时细菌菌落总数第1天上升很快，然后上升速率减缓；而采用冰水微冻时，细菌菌落总数在第1天下降，然后缓慢上升，到第4天时上升速率突然增大，而且用冰水微冻产品的菌落总数一直低于在冰盐微冻条件下的产品细菌菌落总数。

鱼虾死亡后，其新鲜度首先取决于它本身的生物化学反应，体内三磷酸腺苷按下列次序有规律的变化：ATP→ADP→AMP→IMP→HxR→Hx。K值是HxR和Hx在ATP全部分解产物中所占的百分率，此值越低鲜度越好。挥发性盐基氮（TVB-N）是指由于肌肉中内源性酶和细菌的共同作用，蛋白质分解而产生的氨以及氨类等碱性含氮物质，已被多国作为检测水产品腐败的标准。

与冷藏或冰藏相比，在微冻保鲜过程中，动物性食品鲜度能够得到很好的保持。在微冻过程中，K值和TVB-N值都是随着贮藏时间延长而增加，但是相对与冷藏和冰藏，二者的增长速率明显要低得多。K值作为水产品死后至腐败之前的鲜度指标，主要适用于鉴定鱼类早期腐败。TVB-N值则适合软化后使用(常用于禽畜肉鲜度判断)鲜度的判断。若K≤20%，说明鱼体绝对新鲜；K≥40%时，鱼体开始有腐败迹象。水产品死后的鲜度变化与K值显著相关，对鲢、鳙、罗非鱼等K值增加与温度关系的研究发现，微冻贮藏罗非鱼、南美对虾、鲢鱼、大黄鱼、鲈鱼、鳙鱼，30d内K值均在60%左右，处于二级鲜度水平，微冻保鲜可有效地抑制K值的增加。而微冻贮藏猪肉，鸭肉，鸡肉，30d内TVB-N值均在25mg/100g以下，处在二级鲜度水平(TVB-N≤15 mg/100g为一级鲜度标准，≤25为二级鲜度标准)，研究结果表明微冻保鲜可以有效的抑制TVB-N值增加。总之，判断微冻过程中鲜度的变化要结合细菌总数，TVB-N值，k值，感官指标，pH值等指标综合考虑。李卫东等在南美对虾微冻保鲜实验中发现，当保藏样品至26～30d时，细菌总数和TVB-N值尚未超标，但感官上已失去使用价值。

盐溶性蛋白

在微冻状态下，鱼肉的蛋白质会发生变性，这主要表现在蛋白质溶解度、ATPase活性、肌原纤维蛋白和肌浆蛋白结构的变化等方面。水产品的蛋白质含量很高，按其对中性盐的溶解性可分成三大类：第一类为盐溶性的肌原纤维蛋白；第二类为水溶性的肌浆蛋白；第三类为不溶性的肌基质蛋白。在微冻贮藏过程中，组成肌肉蛋白质的肌原纤维蛋白、肌浆蛋白和肌基质蛋白都呈下降的趋势。李姣对中国对虾在不同温度贮藏时SDS-PAGE结果显示，肌动蛋白、肌球蛋白重链和原肌球蛋白有明显的分解现象，其中微冻条件下相对于0℃和4℃分解更慢。但Bahuaud等人研究发现，微冻加速了肌纤维之间分离的数量和破损的程度造成鲑鱼片表层出现冻结损伤，这可能是微冻加速蛋白水解酶的释放，使得鱼肌肉的退化的速度变快。Duun对鳕鱼片的研究发现，与冰藏相比微冻过程中盐溶性蛋白减少，产生了更高汁液流失量。所以蛋白质的微冻变性程度会因水产品种类不同而有差异。

ATPase活性

在贮藏过程中，ATPase活性的变化常用来作为评定蛋白质稳定性的指标。目前国内外对水产蛋白质冷冻变性的研究较多，但对于在微冻状态下蛋白质变性方面的研究报道并不多见。鲈鱼在-3℃微冻贮藏至20d时，Ca-ATPase活性基本丧失，大黄鱼微冻时其肌肉Ca-ATPase活性也呈下降趋势，贮藏30d时其活性趋于零。就整个贮藏过程来看，鱼类肌肉Ca-ATPase活性会随着贮藏时间的延长而降低，甚至完全消失。

水产品中的酶会对脂质水解，产生的游离脂肪酸可能促进蛋白质变性，使水产品的色香味及营养劣化，造成品质下降。在脂肪含量较高的水产品中，脂肪氧化分解产生小分子物质（醛、酮、酸等）是引起感观质量下降的原因之一，一般用硫代巴比妥酸值（TBA值）反映这类物质含量。TBA值越大说明脂肪的氧化程度越高酸败就越严重。国外推荐的阈值是1～2mg MDA/kg，且人类可食用水产品的TBA最高限量为8mg MDA/kg。在-3℃的微冻条件下贮藏的草鱼片，其TBA值变化很小，贮藏25d其值仅比初值增加了0.10mg/100g，随后缓慢增加，到第60d时仅为初值的4.01倍。相反在4℃条件下贮藏的草鱼片在第2天时TBA值就达到0.34mg/100g，随后迅速增加，到第14天已达2.05mg/100g，是初值10.5倍。结果说明，微冻能有效地减缓草鱼片中脂肪的氧化速度。

质构是表示水产品品质的一个很重要的参数，它取决于产品的种类、肌肉的部位和保藏的方法，水产品贮藏过程中品质变化可通过质构分析来评价。质构分析是以力学测试方法模拟食品质地的感官评价及摄入食品到口腔后的综合感觉，对食品质地硬度、胶粘性和弹性等信息进行分析，揭示牙齿在咀嚼过程中力和时间的变化规律，可以快速、简便、客观地判定水产品的质构特性。鲈鱼在微冻条件下，质构及流变学特征参数等变化速度明显比冷藏时缓慢。曹荣等对虾仁不同部位质构特性进行了分析，结果表明，不同品种虾肉和同种虾肉不同部位质构特性有较大的差异。

肌肉持水率的高低直接关系到水产品的质地、嫩度、切片性、弹性、口感、出品率等质量指标和经济指标。细胞内外在微冻或冻结时形成的大量的冰晶对细胞形态学的变化和组分的变性有较大影响，并且在解冻时可能使得产品肌肉结构发生变化，从而导致持水率下降。Erikson对大西洋鲑鱼采用不同的微冻方式指出，随贮藏时间的延长，肌肉持水率逐渐降低。与刚宰后平均94.6%持水率相比，贮藏13d时的持水率均有降低，但基本都在90%左右，持水率下降较缓慢。-20℃冷冻贮藏的大黄鱼，其肌肉持水率在30d后下降到80%以下，-3℃微冻时维持在85%左右，说明微冻过程对大黄鱼肌肉持水率的影响比冷冻要小。

鱼类经捕获致死后，其体内仍然进行着各种复杂的变化，顺序性出现僵直、自溶和腐败变质三个阶段，pH在僵直期内持续下降，在自溶和腐败变质阶段回升。pH先降后升，这是因为当水产动物停止呼吸时，体内的糖原就开始分解，产生乳酸，使肌肉的pH值下降。随着鲜度的变化，蛋白质分解，呈碱性的产物不断增加，使肌肉pH又回升。对微冻条件下鲢鱼、鲫鱼、罗非鱼等pH的研究发现，其变化均符合V型。且对草鱼研究表明，微冻时要比冷藏时pH变化速率要慢一些。

微冻技术最早发现并应用于贮藏海产品，目前，在该领域的研究主要集中在其对各种水产品的贮藏保鲜及品质影响等方面。沈月新等在-3℃±0.5℃空气微冻条件下，探讨了罗非鱼的质量变化情况，并与冰藏鱼作比较，发现-3℃微冻法虽然比冰藏法温度仅低3℃，但鱼肉鲜度指标K值上升缓慢，细菌繁殖受到抑制，大大延长了罗非鱼的保藏时间，贮藏期可达一个月左右。黄海、曾名勇等研究了鳙鱼、鲈鱼、鲫鱼在微冻过程中的质量变化规律，发现微冻能够明显抑制细菌总数的增长，维持较低的TVBN值和K值。陈闽榕采用盐水微冻保鲜方法，考察了南美白对虾在不同温度(-2℃和-5℃)的保鲜效果，研究表明微冻(-5℃)能较好地保持对虾的品质，保持较低的K值、细菌总数、TVB-N值，在-5℃下对虾贮藏期限可达10d，比-2℃下贮藏期延长了4d。李卫东对南美白对虾微冻保鲜进行了研究，他选取了-3℃作为微冻条件，发现微冻保鲜期比0℃保藏时延长了大约3倍。曹荣等采用-3℃微冻贮藏太平洋牡蛎，使样品的感官接受期达到30d，而0℃对照组的保鲜期只有6d。

除了水产品，肉制品也成为近年来微冻技术研究的热点领域，目前采用微冻技术进行研究的肉制品种类有猪肉、鸡肉、鸭肉等。彭涛等研究了猪里脊肉在-2℃微冻、4℃冷藏和-18℃冻藏三个低温保藏环境中的品质变化，发现-2℃微冻保质期可达27d，而4℃保质期仅6d；相比较于-18℃冻藏，-2℃微冻条件下猪肉汁液流失率低，有较好的持水性且感官评价更好，说明微冻技术用对于猪肉来说是一种有效的保鲜方式。刘玺等也研究了鲜猪肉在-2℃微冻保鲜过程中的质量变化，通过对贮藏过程中感官指标的观察和对微生物指标(TVC值)、理化指标(pH、TVBN、持水力)的测定，并对各种指标进行综合比较分析，结果表明随着贮藏天数的增加，TVC值和pH以及持水力都呈现先降后升的变化趋势，并保持较低的TVC值和TVBN值，其贮藏期限可达20d以上。姜长红等采用-5℃(经10%NaCI处理)贮鸡肉，在贮藏期内微生物生长缓慢，20d后TVC值才达到5.7×104CFU/g，而对照5℃条件下，鸡肉贮藏8d菌落总数大于1×106CFU/g，说明微冻条件抑菌效果显著。陈秦怡等采用10% NaCl溶液处理鸭肉，在-3℃微冻保藏，其贮藏期可达35d。

微冻技术在水产品和肉制品保鲜上取得了很好的效果，于是也有研究人员开始尝试在果蔬保鲜上应用这一技术。不过，由于不同果蔬间生理生化特性差异大，同时因为果蔬采后仍是有生命的个体，对于冻结变化非常敏感，所以微冻技术在果蔬中的应用研究较少。林向东等采用微冻技术对草莓的保鲜进行了研究，发现微冻保鲜技术在减缓营养物质的分解和保持草莓新鲜度等方面效果显著，微冻环境下草莓的保鲜时间可达两个月以上，且品质与鲜果无明显差异。王波以果实好果率、褐变指数、可滴定酸浓度和果皮PPO活性为主要指标，研究了不同贮藏温度-3℃、-4℃和-5℃对龙眼贮藏品质的影响，结果表明，3种温度的微冻保鲜在抑制龙眼的酶活性和减缓营养物质的损耗等方面均效果显著，-3℃下贮藏的龙眼果实结冰率较小，属于轻微冻结，可以更好地保持龙眼的品质，保鲜期限可达40d以上，而冷藏条件(5～7℃)下龙眼保鲜期只有5周。

大量研究人员通过将微冻技术与传统的冷藏、冻藏技术进行比较研究，证实了微冻技术可以获得比冷藏和冻藏更好的保鲜效果，而将其它保鲜技术与微冻技术结合则有可能获得更长的保鲜期和更佳的保鲜品质。

与生物保鲜剂结合

生物保鲜剂是从动植物、微生物中提取的天然的或利用生物工程技术改造获得的对人体安全的一类保鲜剂，将生物保鲜剂应用于各种农产品的保鲜已经取得了较好的效果。将生物保鲜剂与微冻技术相结合，共同应用于农产品的保鲜，利用栅栏因子效应则可以获得更好的保鲜效果。范文教等畏用0.1%的茶多酚溶液对鲢鱼进行浸泡处理后再进行微冻保藏，发现实验处理组的TVC值、pH值、TVBN值、TBA值、K值等指标明显低于蒸馏水浸泡的对照样，说明茶多酚在鲢鱼微冻保鲜过程中能有效地抑制细菌繁殖，减缓脂肪氧化，延缓腐败变质，采用茶多酚溶液处理结合微冻技术保鲜能更好的延长鲢鱼保鲜期。茅林春等畏用茶多酚溶液处理鲫鱼进行微冻保鲜也取得了类似的效果，但是他同时也发现茶多酚对TMA值和pH值的影响不明显。刘美华口选用l%海藻酸钠+2%CaCl：作为涂膜材料涂膜处理大黄鱼，通过研究实验组与对照组在-3℃和-6℃微冻条件下品质的变化，发现大黄鱼在-3℃和-6℃微冻条件下保质期可达30d，涂膜可以有效的保持大黄鱼的感官品质，同时还能降低细菌总数和TVBN值，但涂膜组大黄鱼的K值比对照组高，这可能是因为Ca激活了腺苷三磷酸酶，进而促进了ATP的降解。

与气调技术结合

张辉等以毛蚶为研究对象，在-3℃微冻条件下采用不同的气调保鲜技术对毛蚶进行保鲜处理，发现在微冻时毛蚶保鲜时间能达30d，采用Nisin、溶菌酶、NaCl、甘氨酸等配合充N2及CO2保鲜组合处理毛蚶，其IVC值上升较少，保鲜效果较佳。李丽娜等研究发现在微冻-3℃时采用N2:CO2 = 3:2的气调组合并配合生物保鲜剂对毛蚶保鲜获得了很好的效果，毛蚶在保藏期间未超过鲜度耐受限达25 d之久，比空白组延长15d。国外也有研究人员采用微冻与气调包装的方法对鲑鱼片进行了保鲜研究，使鲑鱼片的货架期延长了1倍，并且贮藏期内产品的微生物数量、TVBN值、K值以及感官指标等均维持在可以接受的范围内。

微冻技术虽然可以将微生物数量、TVB-N值、K值等控制在一个较低的水平，延长产品的保藏时间，但动物性食品微冻贮藏保鲜主要存在几个问题：

1）在微冻范围内，温度即使只下降1℃，也能导致产品内冰晶量翻倍，这很可能会引起细胞损伤，降低动物性食品的营养价值。所以微冻保鲜技术操作的要求比较高，对微冻设备温度控制提出了严格的要求。

2）微冻条件下蛋白质动态变化、变性机理以及影响因素、酶反应情况目前尚不明确，需要进一步地研究。

3）我国目前动物性食品的保鲜，贮藏，贮运，销售等设施配套不完善，满足不了微冻推广应用的硬件需求，应大力发展冷链系统。

4）在微冻条件下的生化反应情况，筛选、分析特定的腐败菌，并研究抑制其生长繁殖的方式等内容研究较少。

随着带有微冻室的家用冰箱的普及，微冻保鲜方式已逐渐被人们认识和接受，微冻保鲜食品必将有广阔的发展空间。为了推进微冻保鲜技术在水产品流通中的应用和发展，必须建立微冻运输车、微冻冷库、微冻陈列柜等微冻物资流通联网系统，在冷源、蓄冷材料、贮藏环境的温湿度控制等技术领域作深入研究。同时，为进一步提高微冻水产品的质量和加工性能，还应深入研究水产品在微冻状态下的生化反应情况，筛选、分析特定腐败菌和研究抑制其生长繁殖的方式，弄清蛋白质变性的动态变化情况、变性机理及其影响因素、酶反应情况等。随着科技的发展，微冻保鲜技术与其他保鲜技术如臭氧水灭菌、辐照保鲜、包膜、气调包装等结合使用也是未来的发展趋势之一。