本發(fā)明涉低溫快速冷凍技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種低冰點(diǎn)速凍保鮮液。

背景技術(shù)：

低溫快速速凍技術(shù)是利用專用的液態(tài)速凍保鮮液，應(yīng)用低溫、超低溫技術(shù)在極短的時(shí)間內(nèi)使被凍物品通過最大的冰晶生成區(qū)，在表面形成一層冰膜，利用水-冰之間的熱導(dǎo)率差距明顯，熱阻差異大的原理(見圖5)，控制速凍時(shí)間，讓其接近又不到達(dá)共晶點(diǎn)而處于超冷狀態(tài)，肌細(xì)胞內(nèi)外的壓力相對達(dá)到平衡，不存在凍結(jié)膨脹壓，最大程度地保護(hù)被凍物品的細(xì)胞組織，保持細(xì)胞活性，保證被凍物品的鮮活質(zhì)量，最大限度保留原營養(yǎng)成分的新型食品保鮮技術(shù)，全稱為低溫快速冷凍保鮮技術(shù)。

速凍保鮮液無毒無味，對食物不產(chǎn)生任何毒副作用和二次污染，只作用在食品凍結(jié)中，可與被凍物質(zhì)直接接觸，加快熱傳導(dǎo)及在冷凍過程中同時(shí)殺菌，并在快速冷凍過程中，使肉類食品組織細(xì)胞中的汁液處于超冷狀態(tài)，從而使細(xì)胞膜不破裂，不產(chǎn)生干耗，保持肉類食品的新鮮質(zhì)量。解決了空氣凍結(jié)熱阻大，熱傳導(dǎo)慢，耗電大的難題，大大降低了肉類食品加工中的電耗，節(jié)能約60％。在肉類食品解凍食用時(shí)無可溶性蛋白和高營養(yǎng)物質(zhì)流失，提高肉類食品的質(zhì)量，對保護(hù)環(huán)境、對人類健康有重大的貢獻(xiàn)。

現(xiàn)有的速凍保鮮液，如專利號為CN 201410470540.6的專利申請公開了一種鮮活海鮮微凍液，該鮮活海鮮微凍液包括氯化鈣、丙醇、茶多酚及水。雖然氯化鈣相較于氯化鈉具有更大的分子，進(jìn)入被凍物細(xì)胞的數(shù)量較少，對細(xì)胞的影響更小，但是氯化鈣仍有部分分子進(jìn)入被凍物細(xì)胞，在長時(shí)間冷凍后，如12個(gè)月或更長時(shí)間后很難保持細(xì)胞的完整性。另外，該海鮮微凍液的冰點(diǎn)為-7～-17℃，當(dāng)需要更低穩(wěn)定長期保持被凍物時(shí)，例如-25℃時(shí)，該海鮮微凍液會(huì)結(jié)塊，結(jié)塊后對細(xì)胞膜會(huì)造成破壞，影響被凍物的鮮活質(zhì)量，再者，高濃度的氯化鈣溶液不但有很高的滲透壓，而且味道苦澀，嚴(yán)重影響食品口感，還對設(shè)備造成嚴(yán)重腐蝕。

因此，有必要提供一種速凍保鮮液，其冰點(diǎn)低，不易進(jìn)入細(xì)胞可保持細(xì)胞的完整性，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種可保持細(xì)胞完整性、冰點(diǎn)低的速凍保鮮液。

為實(shí)現(xiàn)該目的，本發(fā)明提供一種低冰點(diǎn)速凍保鮮液，按照質(zhì)量百分比計(jì)算，所述低冰點(diǎn)速凍保鮮液包括乙醇10％～30％、丙二醇10％～30％以及水余量。

較佳地，按照質(zhì)量百分比計(jì)算，所述低冰點(diǎn)速凍保鮮液還包括羧酸鹽2％～8％。

較佳地，按照質(zhì)量百分比計(jì)算，所述低冰點(diǎn)速凍保鮮液還包括細(xì)胞抗氧化劑0.1％～1％。

較佳地，所述細(xì)胞抗氧化劑為維生素E。細(xì)胞抗氧化劑具有阻止非酶等因素引起的食品變質(zhì)，進(jìn)一步保障被凍物的鮮活質(zhì)量，延長被凍物的保質(zhì)期。

較佳地，所述丙二醇最佳為1,2-丙二醇，也可為順，反1,3-丙二醇。

具體地，按照質(zhì)量百分比計(jì)算，所述低冰點(diǎn)速凍保鮮液包括乙醇22％、丙二醇18％、羧酸鹽2-8％、細(xì)胞抗氧化劑0.5％以及水余量。

較佳地，所述羧酸鹽為羧酸鉀鹽或/和羧酸鈉鹽。

較佳地，所述羧酸鉀鹽為甲酸鉀、乙酸鉀、丙酸鉀、正戊酸鉀、正己酸鉀、草酸鉀或檸檬酸鉀中的至少一種。

現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

(1)本發(fā)明的低冰點(diǎn)速凍保鮮液通過中國計(jì)量認(rèn)證CMA和中國認(rèn)可國際互認(rèn)檢測CNAS的廣東省微生物分析檢測中心的檢測：按GB15193-94食品安全性毒理學(xué)評價(jià)程序和方法檢測和評價(jià)：屬無毒類，符合食品衛(wèi)生要求，可以與被凍物直接接觸凍結(jié)。速凍保鮮液符合食品衛(wèi)生學(xué)標(biāo)準(zhǔn)要求。

(2)本發(fā)明的低冰點(diǎn)速凍保鮮液包括有乙醇10％～30％及丙二醇10％～30％，其冰點(diǎn)可達(dá)-35℃～-45℃，低冰點(diǎn)速凍保鮮液在-35℃的溫度下也保持不結(jié)塊，不破壞被凍物的細(xì)胞膜，保持被凍物鮮活質(zhì)量。由于本發(fā)明的低冰點(diǎn)，使其在很大范圍內(nèi)可根據(jù)被凍物的需求隨時(shí)調(diào)節(jié)溫度；而CN 201410470540.6的鮮活海鮮速凍保鮮液的冰點(diǎn)高于-20℃，當(dāng)溫度低于-25℃時(shí)，鮮活海鮮速凍保鮮液結(jié)塊，不僅易破壞被凍物的細(xì)胞膜，亦影響熱傳遞，使被凍物無法在極短時(shí)間內(nèi)到達(dá)理想溫度。

(3)使用本發(fā)明的低冰點(diǎn)速凍保鮮液，被凍物在-30℃～-35℃的溫度下只需1～5分鐘即可達(dá)到-18℃；

食品都是由無數(shù)的細(xì)胞組成的，細(xì)胞質(zhì)(細(xì)胞內(nèi)的液體)與細(xì)胞間質(zhì)(細(xì)胞與細(xì)胞的間的液體)中存在著蛋白質(zhì)、糖、無機(jī)鹽等物質(zhì)，細(xì)胞質(zhì)比細(xì)胞間質(zhì)的濃度要大。當(dāng)外界溫度降低到細(xì)胞間質(zhì)的冰點(diǎn)時(shí)，細(xì)胞間質(zhì)中就會(huì)產(chǎn)生大量細(xì)小的冰晶；當(dāng)溫度進(jìn)一步下降達(dá)到細(xì)胞質(zhì)的冰點(diǎn)時(shí)，細(xì)胞質(zhì)中也產(chǎn)生冰晶。但是由于細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞間質(zhì)產(chǎn)生冰晶的時(shí)間先后不同及兩者濃度上的差異，產(chǎn)生的冰晶數(shù)量也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不同，并由此產(chǎn)生一定的壓力差。當(dāng)這種壓力差達(dá)到一定程度時(shí)，就會(huì)破壞細(xì)胞膜，在細(xì)胞膜上形成許多足以使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)自由出入的通道。當(dāng)食品解凍時(shí)，細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的大量營養(yǎng)物質(zhì)就會(huì)通過這些通道流失(常規(guī)凍結(jié)的食品在解凍時(shí)，解凍水會(huì)有大量泡沫，這些泡沫就是營養(yǎng)物質(zhì))，大大降低了食品的營養(yǎng)價(jià)值。通過試驗(yàn)證明，食品中產(chǎn)生的冰結(jié)晶的大小、分布情況與通過最大冰結(jié)晶生成區(qū)有關(guān)。在越短的時(shí)間內(nèi)通過最大冰晶生成區(qū)，細(xì)胞膜所受到的壓力差就越小，細(xì)胞就越不會(huì)被破壞。常規(guī)凍結(jié)的一個(gè)明顯缺點(diǎn)通過最大冰晶生成區(qū)的時(shí)間比較長，因此無法避免地在細(xì)胞膜內(nèi)外產(chǎn)生不均衡壓力差，破壞細(xì)胞膜，導(dǎo)致解凍后的營養(yǎng)流失。

具體地，一般0～-5℃是被凍物細(xì)胞的最大冰晶生成區(qū)，被凍物停留在0～-5℃區(qū)間的時(shí)間越短，冰結(jié)晶越小，被凍物細(xì)胞膜完整性越好，相反，被凍物停留在0～-5℃區(qū)間的時(shí)間越長，冰結(jié)晶越大，被凍物細(xì)胞膜完整性越差，不僅易產(chǎn)生干耗，還會(huì)使得解凍時(shí)可溶性蛋白流失，造成肉質(zhì)松散，失去原有口味。使用本發(fā)明的低冰點(diǎn)速凍保鮮液，被凍物在-30℃～-35℃的溫度下只需0.63～2.5分鐘即可穿過最大冰晶生成區(qū)，解凍后細(xì)胞完整性好，保持鮮活質(zhì)量。

附圖說明

圖1A：為沒有使用本發(fā)明凍結(jié)前魚肉組織結(jié)構(gòu)顯微圖

圖1B：為使用慢速凍結(jié)技術(shù)魚肉組織結(jié)構(gòu)顯微圖

圖2A：為使用本發(fā)明在-20℃快速凍結(jié)魚肉組織結(jié)構(gòu)顯微圖

圖2B：為使用本發(fā)明在-40℃快速凍結(jié)魚肉組織結(jié)構(gòu)顯微圖

圖3為本發(fā)明低冰點(diǎn)速凍保鮮液速凍的鯉魚，鯉魚處于凍結(jié)狀態(tài)，表面形成一層冰膜。

圖4為圖3中鯉魚解凍后的狀態(tài)，細(xì)胞回復(fù)原狀態(tài)，鯉魚生命特征恢復(fù)。

圖5為各種食品的熱導(dǎo)率隨溫度的變化圖。

圖6為羧酸鹽動(dòng)力粘度隨溫度的變化圖。

圖7為羧酸鹽導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度的變化圖。

具體實(shí)施方式

下面通過具體實(shí)施方式來進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。

各實(shí)施例及對比例的方案如下表所示，表中所示百分比為質(zhì)量百分比。

從上表可知，如實(shí)施例1～4所示，將10％～30％乙醇與10％～30％的丙二醇復(fù)配制得的低冰點(diǎn)速凍保鮮液的冰點(diǎn)值可達(dá)-36.1℃～-42.2℃，而在乙醇與丙二醇的基礎(chǔ)上加入羧酸鹽可進(jìn)一步降低低冰點(diǎn)速凍保鮮液的冰點(diǎn)，如實(shí)施例5～11所示，冰點(diǎn)值可達(dá)-42.6℃～-50.1℃。從對比例1～10可知，各單組分配置的速凍保鮮液的冰點(diǎn)值均高于-19.5℃，丙二醇與羧酸鹽復(fù)配時(shí)，冰點(diǎn)值可達(dá)-23.8℃～-28.2℃，然而仍低于本發(fā)明低冰點(diǎn)速凍保鮮液的冰點(diǎn)。

在工業(yè)應(yīng)用過程中，不僅要考慮冰點(diǎn)還需考慮濃度，及各組份的其他熱物理常數(shù)：凝固點(diǎn)、密度、定壓比熱容、導(dǎo)熱系數(shù)、動(dòng)力粘度、運(yùn)動(dòng)粘度和普朗特常數(shù)(Pr)。綜合各種因素，并與單組分的物料相比較，我們把相關(guān)的組合列成下表：

考慮到羧酸鹽導(dǎo)熱系數(shù)和動(dòng)力粘度隨溫度的變化(圖6，7)，我們選擇濃度在10％以下。丙二醇25％左右，乙醇在30％以內(nèi)。

低冰點(diǎn)速凍保鮮液的濃度應(yīng)略大于被凍物細(xì)胞質(zhì)濃度，低冰點(diǎn)速凍保鮮液的濃度過高，易造成被凍物脫水，低冰點(diǎn)速凍保鮮液的濃度過低，低冰點(diǎn)速凍保鮮液易滲入細(xì)胞。如實(shí)施例1～11所示，低冰點(diǎn)速凍保鮮液的濃度百分比為40％～55％；最佳地，如實(shí)施例2及實(shí)施例5～11所示，低冰點(diǎn)速凍保鮮液的濃度百分比為45％～55％。具體濃度可根據(jù)被凍物細(xì)胞質(zhì)濃度進(jìn)行調(diào)節(jié)。

乙醇、丙二醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)低于30％，乙醇、丙二醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越高，冰點(diǎn)值會(huì)越低，但是會(huì)造成被凍物的表面褪色。因此，控制乙醇、丙二醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％～30％。于上各實(shí)施例及對比例中，羧酸鹽為羧酸鉀鹽，考慮其溶解度及對被凍物的影響，所述鉀鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在5％～15％之間。

實(shí)驗(yàn)一

以上述各實(shí)施例的低冰點(diǎn)速凍保鮮液進(jìn)行速凍實(shí)驗(yàn)，以一般的急速冷凍為對比例，如圖1～2所示，被凍物為鮮魚肉。圖1A為使用低冰點(diǎn)速凍保鮮液凍結(jié)之前的示意圖，圖1A展示了凍結(jié)前鮮魚肉的組織結(jié)構(gòu)，圖1B展示了一般慢速凍結(jié)過程，將食材浸泡在-10℃凍保鮮液中凍結(jié)，組織結(jié)構(gòu)內(nèi)冰晶排列顯無規(guī)則狀態(tài)，圖2A展示了鮮魚肉在-20℃凍結(jié)狀態(tài)，魚肉組織結(jié)構(gòu)內(nèi)冰晶排列顯較有規(guī)則狀態(tài)，圖2B展示魚肉在-40℃溫度下全部瞬間鎖水冷凍，魚肉中心溫度達(dá)到-18℃以下，魚肉組織結(jié)構(gòu)內(nèi)冰晶排列十分規(guī)則，且細(xì)小，結(jié)構(gòu)保持完好。

實(shí)驗(yàn)二

以活鯉魚為實(shí)驗(yàn)對象，使用本發(fā)明的低冰點(diǎn)速凍保鮮液，在-40℃～-45℃溫度下凍結(jié)，低冰點(diǎn)速凍保鮮液不結(jié)塊，活鯉魚被瞬間速凍，如圖3所示，活鯉魚的表面速凍；如圖4所示，解凍后鯉魚重現(xiàn)生命特性，放進(jìn)水中數(shù)分鐘后存活。

而不使用本發(fā)明的低冰點(diǎn)速凍保鮮液，例如用一般急速冷凍技術(shù)處理后的鯉魚，無法重現(xiàn)生命特征，色淡、體硬，解凍后質(zhì)地松散。

值得注意的是，丙二醇包括1,2-丙二醇及順，反1,3-丙二醇，本發(fā)明優(yōu)選1,2-丙二醇。

以上，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案和技術(shù)構(gòu)思做出其他各種相應(yīng)的改變和變形，而所有這些改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明權(quán)利要求的范圍。

本發(fā)明通過上述實(shí)施例來說明本發(fā)明的詳細(xì)方法，但本發(fā)明并不局限于上述詳細(xì)方法，即不意味著本發(fā)明必須依賴上述詳細(xì)方法才能實(shí)施。所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明了，對本發(fā)明的任何改進(jìn)，對本發(fā)明產(chǎn)品各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍和公開范圍之內(nèi)。