一、冰藏保鮮
冰藏保鮮是廣泛應用于水產品的保鮮。它是以冰為介質，將魚貝類的溫度降低至接近冰的融點，并在該溫度下進行保藏。用冰降溫，冷卻容量大，對人體無毒害，價格便宜，便于攜帶，且融化的水可洗去魚體表面的污物，使魚體表面濕潤、有光澤，避免了使用其他方法常會發(fā)生的干燥現象。
用來冷卻魚類等水產品的冰有淡水冰和海水冰兩種，淡水冰又有透明冰和不透明冰之分。透明冰軋碎后，接觸空氣面小，不透明冰則反之。海水冰的特點是沒有固定的融點，在貯藏過程中會很快地析出鹽水而變成淡水冰，用來貯藏蝦時降溫快，可防止變質。但不準使用被污染的海水及港灣內的海水制冰。
天然冰是一種自然資源，在人工制冷不發(fā)達的年代里，人們建造天然冰庫來貯存采集天然冰。20世紀70年代末期，中國制冷業(yè)獲得了比較大的進展，沿海建立起了占全國冷凍能力90％的制冰冷庫用于漁船的出海作業(yè)。
人造冰又叫機冰，根據制造的方式、形狀等又可分為塊冰、板冰、管冰、片冰和雪冰等。中國目前的制冰廠，大多采用桶式制冰裝置，生產不透明的塊冰。用塊冰來冷卻魚貝類前，必須先將它軋成碎冰，碎冰裝到漁船上以后，很容易凝結成塊，使用時還需重新敲碎，操作麻煩，并且碎冰棱角銳利，易損傷魚體，與魚體接觸不良。因此漁業(yè)發(fā)達的國家都趨向于用片冰、管冰、板冰、粒冰等。
冰藏保鮮的魚類應是死后僵硬前或僵硬中的新鮮品，必須在低溫、清潔的環(huán)境中，迅速、細心地操作，即3C（Chilling，Clean，Care）原則。具體做法是：先在容器的底部撒上碎冰，稱為墊冰；在容器壁上壘起冰，稱為堆冰；把小型魚整條放入，緊密地排列在冰層上，魚背向下或向上，并略傾斜；在魚層上均勻地撒上一層冰，稱為添冰；然后一層魚一層冰，在最上部撒一層較厚的碎冰，稱為蓋冰。容器的底部要開孔，讓融水流出。金槍魚之類的大型魚類冰藏時，要除去鰓和內臟，并在該處裝碎冰，稱為抱冰。冰粒要細小，冰量要充足，一層冰一層魚、薄冰薄魚。因為魚體是靠與冰接觸，冰融解吸熱而得到冷卻的，如果加冰裝箱時魚層很厚，就會大大延長魚體冷卻所需的時間。從實驗數據可知，當冰只加在魚箱最上部的魚體上面時，7.5cm厚的魚層從10℃冷卻到1℃所需的時間是2.5cm厚魚層的9倍，冷卻時間相差很大。
冰藏保鮮的用冰量通常包括兩個方面：一是魚體冷卻到接近0℃所需的耗冷量；二是冰藏過程中維持低溫所需的耗冷量。冰藏過程中維持魚體低溫所需的用冰量，取決于外界氣溫的高低、車船有無降溫設備、裝載容器的隔熱程度、貯藏運輸時間的長短等各種因素。
冰藏保鮮是世界上歷史最長的傳統(tǒng)保鮮方法，因冰藏魚最接近于鮮活水產品的生物特性，故至今仍是世界范圍廣泛采用的一種保鮮方法。保鮮期因魚種而異，通常3～5d，一般不超過1w。
二、冷海水保鮮
冷海水保鮮是將漁獲物浸漬在溫度為-1～0℃的冷卻海水中，從而達到貯藏保鮮的目的。冷海水因獲得冷源的不同，可分為冰制冷海水（CSW）和機制冷海水（RSW）兩種。
漁船上的冷海水保鮮裝置通常由制冷機組、海水冷卻器、魚艙、海水循環(huán)管路、水泵等組成。冷海水魚艙要求隔熱、水密封以及耐腐蝕、不沾污、易清洗等。為了防止外界熱量的傳入，魚艙的四周、上下均需隔熱。
漁船用冷海水保鮮裝置采用制冷機和碎冰相結合的供冷方式較為適宜。因為冰有較大的融解潛熱，借助它可快速冷卻剛入艙的漁獲物；而在魚艙的保冷階段，每天用較小量的冷量即可補償外界傳入魚艙的熱量，因而可選用小型制冷機組，減小了漁船動力和安裝面積。
具體的操作方法是將漁獲物裝入隔熱艙內，同時加冰和鹽。加冰是為了降低溫度到0℃左右，所用量與冰藏保鮮時一樣。同時還要加冰重3％的食鹽以使冰點下降。待滿艙時，注入海水，這時還要啟動制冷裝置進一步降溫和保溫，最終使溫度保持在-1～0℃。生產時，漁獲物與海水的比例為7：3。
這種方法特別適合于品種單一、漁獲量高度集中的圍網捕獲的中上層魚類，這些魚大多數是紅色肉魚，活動能力強，入艙后劇烈掙扎，很難做到一層冰一層魚，加之中上層洄游性魚類血液多，組織酶活性強，胃容物充滿易腐敗的餌料，如果不立即將其冷卻降溫，會造成鮮度迅速下降。
冷海水保鮮的最大優(yōu)點是冷卻速率快，操作簡單迅速，如再配以吸魚泵操作，則可大大降低裝卸勞動強度，漁獲物新鮮度好。冷卻海水保鮮的保鮮期因魚種而異，一般為10～14d，比冰藏保鮮約延長5d。冷海水保鮮的缺點是魚體在冷海水中浸泡，因滲鹽吸水使魚體膨脹，魚肉略帶咸味，表面稍有變色，以及由于船身的搖晃會使魚體損傷或脫鱗；血水多時海水產生泡沫造成污染，魚體鮮度下降速率比同溫度的冰藏魚快；加上冷海水保鮮裝置需要一定的設備，船艙的制作要求高等原因，在一定程度上影響了冷海水保鮮技術的推廣和應用。
為了克服上述缺點，在國外一般有兩種方法：一種是把魚體溫度冷卻至0℃左右，取出后改為撒冰保藏；另一種是在冷海水中冷卻保藏，但保藏時間為3～5d，或者更短。
美國研究了在冷海水中通入CO2來保藏漁獲物，已取得一定的成效。當冷海水中通入CO2后，海水的pH降低到4.2，可抑制細菌的生長，延長漁獲物的保鮮期。據報道，用通入CO2的冷海水保藏蝦類，6d無黑變，保持了原有的色澤和風味。
三、冰溫保鮮
冰溫保鮮是將魚貝類放置在0℃以下至凍結點之間的溫度帶進行保藏的方法?，F代冰溫技術的發(fā)展始于20世紀70年代初期，日本的山根博士發(fā)現0℃以下、冰點以上這一溫度區(qū)域貯藏的梨，能完全保持原有的狀態(tài)、色澤和味道。山根博士通過實驗研究證實，冰溫貯藏松葉蟹150d全部存活，且貯藏效果優(yōu)于冷藏和冷凍。
在冰溫帶內貯藏水產品，使其處于活體狀態(tài)（即未死亡的休眠狀態(tài)），降低其新陳代謝速率，可以長時間保存其原有的色、香、味和口感。同時冰溫貯藏可有效抑制微生物的生長繁殖，抑制食品內部的脂質氧化、非酶褐變等化學反應。冰溫貯藏與冷藏相比，冰溫的貯藏性是冷藏的1.4倍。長期貯藏則與凍藏保持同等水平。
由于冰溫保鮮的食品其水分是不凍結的，因此能利用的溫度區(qū)間很小，且溫度管理的要求極其嚴格，因而使其應用受到限制。為了擴大魚貝類冰溫保鮮的區(qū)域，可采用降低凍結點的方法。降低食品的凍結點通?？刹捎妹撍蛱砑涌膳c水結合的鹽類、糖、蛋白質、酒精等物質，來減少可凍結的自由水。曾有人測定過腌制的大麻哈魚子的凍結點為-26℃，這是因為加鹽脫水，并因含有較多脂肪而引起凍結點下降的緣故。表6-12所示是幾種主要凍結點下降劑的共晶點及濃度。以遠東擬沙丁魚為例，添加5％食鹽后，凍結點下降，-3℃可保持冰溫保鮮。在5℃、-3℃（冰溫）、-20℃（凍結）3個溫度下貯藏的結果如圖6-2所示。冰溫（-3℃）貯藏比5℃貯藏保鮮時間明顯延長，貯藏期接近60d的遠東擬沙丁魚鮮度仍保持良好。但是人為的降低凍結點的操作，往往使魚貝類不再是生鮮品而成為加工品，所以凍結點下降法是一種面向加工品的保鮮方法。
表6-12 主要凍結點下降劑的共晶點及濃度
圖6-2 添加5％食鹽的遠東沙丁魚在不同溫度貯藏時TVBN值的變化
冰點調節(jié)劑的使用，可降低食品的冰點，從而拓寬冰溫區(qū)域，便于冰溫的控制。一般魚肉的冰點在-2～-0.6℃之間。在其中添加適量的食鹽、蔗糖、多聚磷酸鹽等冰點調節(jié)劑，可使冰點適當降低。
沈月新等曾在雙鹿BC-145D單門冰箱的玻璃盤中做過鳊魚的冰溫保鮮試驗。鳊魚的凍結點為-0.7～-0.6℃，玻璃盤中空氣溫度為-0.35℃，可達到冰溫貯藏，鳊魚保持一級鮮度期限為3～4d，二級鮮度期限為6～8d。同樣的原料魚，放在雙鹿BC-145雙門冰箱中，冷藏室溫度為3.4℃，鳊魚保持一級鮮度期限為2d，二級鮮度期限為4～5d。因此冰溫貯藏使鳊魚的保鮮期明顯延長。
冰溫作為水產品保鮮的最適溫度帶，在國外已得到較普遍的應用，中國對于冰溫技術的研究剛剛起步。因此，學習和借鑒國外成功的經驗和研究成果，盡快研究冰溫保鮮技術工藝，研制開發(fā)相應的設備并積極推廣應用，對中國水產鮮品品質的提高，具有十分重要的意義。
四、微凍保鮮
微凍保鮮是將水產品的溫度降至略低于其細胞質液的凍結點，并在該溫度下（3℃左右）進行保藏的一種保鮮方法。微凍（Partial Freezing）又名超冷卻（Super Chilling）或輕度冷凍（Light Freezing）。
長期以來，人們普遍認為食品包括水產品在進行凍結時應快速通過-5～-1℃這個最大冰晶生成帶，否則會因緩慢凍結而影響水產品的質量，所以將微凍作為保鮮方法的研究與應用受到了限制。由微凍引起的蛋白質變性問題，各國觀點不同，至今尚有爭議。
自20世紀60年代以來，特別是70年代以后，世界各國紛紛研究和使用微凍技術保鮮漁獲物。1965年加拿大湯姆里遜將鮭放在-3.8℃和-1.7℃的冷海水中進行保鮮期的研究，取得了較好的效果，并發(fā)表了報告，引起了各國保鮮專家的重視。日本已于20世紀70年代后期對鯉魚、虹鱒等淡水魚，沙丁魚、秋刀魚等海水魚以及海膽等加工制品，貯存于-3℃來進行微凍保鮮。日本水產品保鮮專家內山均極力提倡微凍保鮮。中國也于1978年開始生產性試驗，并取得了良好的效果；對鱸魚、沙丁魚、石斑魚、羅非魚、鯽魚等的微凍保鮮已有一些研究。
魚類的微凍溫度是因魚的種類、微凍的方法而略有不同。從各國對不同魚種采用不同的微凍方法來看，魚類的微凍溫度大多為-3～-2℃。
根據對不同魚類進行微凍保鮮試驗的結果表明，微凍能使魚類的保鮮期得到顯著延長20～27d，比冰藏保鮮延長1.5～2倍。據內山均研究報道，虹鱒魚是一種鮮度極易下降的淡水魚，用冰藏保鮮僅1d，魚肉鮮度指標K值就超過生魚片的鮮度界限值20％。
魚類微凍保鮮方法歸納起來大致有三種類型。
（一）加冰或冰鹽微凍
冰鹽混合物是一種最常見的簡易制冷劑，它們在短時間內能吸收大量的熱量，從而使?jié)O獲物降溫。冰和鹽都是對水產品無毒無害的物品，價格低，使用安全方便。冰鹽混合在一起時，在同一時間內會發(fā)生兩種吸熱現象，一種是冰的融化吸收融化熱，另一種是鹽的溶解吸收溶解熱，因此在短時間內能吸收大量的熱，從而使冰鹽混合物的溫度迅速下降，它比單純冰的溫度要低得多。冰鹽混合物的溫度取決于加入鹽多少。要使?jié)O獲物達到-3℃的微凍溫度，可以在冰中加入3％的食鹽。
東海水產研究所利用冰鹽混合物微凍梭子蟹效果良好，保藏期可達12d左右，比一般冰藏保鮮時間延長了1倍。具體方法是底層鋪一層10cm厚的冰，上面一層梭子蟹加一層碎冰（5cm），再均勻加入冰重2％～3％的鹽，最上層多加些冰和鹽。根據實際情況每日補充適當的冰和鹽。
（二）吹風冷卻微凍
用制冷機冷卻的風吹向漁獲物，使魚體表面的溫度達到-3℃，此時魚體內部一般在-2～-1℃，然后在-3℃的艙溫中保藏，保藏時間最長的可達20d。其缺點是魚體表面容易干燥，另外還需制冷機。
具體微凍方法是：將魚放入吹風式速凍裝置中，吹風冷卻的時間與空氣溫度、魚體大小和品種有關，當魚體表面微凍層達5～10mm厚時即可停止冷卻。此時，表層微凍層溫度為-5～-3℃，魚體深厚處的溫度為～1～0℃，尚未形成冰晶。然后將微凍魚裝箱，置于室溫為-3～-2℃的冷藏室中微凍保藏。根據魚的種類不同：保藏期為20～27d。微凍魚在陸上運輸時，也同樣裝箱不加冰，用溫度為-3～-2℃的機械冷藏車運輸。
（三）低溫鹽水微動
低溫鹽水微凍與空氣微凍相比具有冷卻速率快的優(yōu)點，這樣不僅有利于魚體的鮮度保持，而且魚體內形成的冰結晶小且分布均勻，對肌肉組織的機械損傷很小，對蛋白質空間結構的破壞也小。通常使用的溫度為-5～-3℃。鹽的濃度控制在10％左右。其方法是：在船艙內預制濃度為10％～12％的鹽水，用制冷裝置降溫至-5℃。漁獲物經沖洗后裝入放在鹽水艙內的網袋中進行微凍，當鹽水溫度回升后又降至-5℃時，魚體中心溫度為-3～-2℃，此時微凍完畢。將微凍魚移入-3℃保溫魚艙中保藏。艙溫保持-3℃±1℃，微凍魚的保藏期達20d以上。
鹽水濃度是此技術的關鍵所在，浸泡時間、鹽水溫度也應有所考慮。鹽水濃度大，則-5℃不會結成冰，利于傳熱冷卻。但是如果鹽水濃度太大就會增大鹽對魚體的滲透壓，使魚偏咸，并且一些鹽溶性肌球蛋白質也會析出。所以從水產品加工角度來看，鹽的濃度越低越好，而且浸泡冷卻時間也不能過長。從經驗得知，三者的較佳條件為鹽水濃度10％、鹽水冷卻溫度-5℃、浸泡時間3～4h。
五、水產品冷凍保鮮技術
魚蝦貝藻等新鮮水產品是易腐食品，在常溫下放置很容易腐敗變質。采用冷藏保鮮技術，能使其體內酶和微生物的作用受到一定程度的抑制，但只能進行短期貯藏。為了達到長期保藏，必須經過凍結處理，把水產品的溫度降低至-18℃以下，并在-18℃以下的低溫進行貯藏。一般來說，凍結水產品的溫度越低，其品質保持越好，貯藏期也越長。以鱈魚為例，15℃可貯藏1d，6℃可貯藏5～6d，8℃可貯藏15d，-18℃可貯藏4～6個月，-23℃可貯藏9～10個月，-30～-25℃可貯藏1年。
（一）水產品的凍結點與凍結率
凍結是運用現代冷凍技術將水產品的溫度降低到其凍結點以下的溫度，使水產品中的絕大部分水分轉變?yōu)楸?/p>
大家都知道，水的結冰點為0℃，當水產品凍結時，溫度降至0℃，體內的水分并不凍結，這是因為這些水分不是純水，而是含有有機物和無機物的溶液。其中有鹽類、糖類、酸類和水溶性蛋白質，還有微量氣體，所以發(fā)生冰點下降。水產品的溫度要降至0℃以下才產生冰晶。水產品體內組織中的水分開始凍結的溫度稱為凍結點。
水產品的溫度降至凍結點，體內開始出現冰晶，此時殘存的溶液濃度增加，其凍結點繼續(xù)下降，要使水產品中的水分全部凍結，溫度要降到-60℃，這個溫度稱為共晶點。要獲得這樣低的溫度，在技術上和經濟上都有困難，因此目前一般只要求水產品中的大部分水分凍結，品溫在-18℃以下，即可達到貯藏的要求。
魚類的凍結率是表示凍結點與共晶點之間的任意溫度下，魚體中水分凍結的比例。它的近似值可用下式計算：
ω=（1-T冰/T水）×100％
式中：ω——凍結率；
T冰——水產品的凍結點，℃；
T水——水產品的溫度，℃。
（二）水產品的凍結曲線與最大冰晶生成帶
在凍結過程中，水產品溫度隨時間下降的關系的曲線稱為凍結曲線（圖6-3）。
圖6-3 水產品的凍結曲線
它大致可分為三個階段。第一階段，即AB段，水產品溫度從初溫A降至凍結點B，屬于冷卻階段，放出的熱量是顯熱。此熱量與全部放出的熱量相比其值較小，故降溫快，曲線較陡。第二階段，即BC段，是最大冰晶生成帶，在這個溫度范圍內，水產品中大部分水分凍結成冰，放出相應的潛熱，其數值為顯熱的50～60倍。整個凍結過程中絕大部分熱量在此階段放出，故降溫慢，曲線平坦。為保證速凍水產品具有較高品質，應盡快通過最大冰晶生成帶。第三階段，當水產品內部絕大多數水分凍結后，在凍結過程中，所消耗的冷量一部分是冰的繼續(xù)降溫，另一部分是殘留水分的凍結。水變成冰后，比熱顯著減小，但因為還有殘留水分凍結，其放出熱量較大，所以曲線CD的斜率大于BC而小于AB，即不及第一階段陡峭。
圖6-3 是新鮮水產品凍結曲線的一般模式，曲線中未將水產品內水分的過冷現象表示出來，原因是實際生產中因水產品表面微度潮濕，表面常落上霜點或有振動等現象，都使水產品表面具有形成晶核的條件，故無顯著過冷現象。之后表面凍結層向內推進時，內層也很少會有過冷現象產生。所以在水產品的凍結曲線上，通常無過冷的波折存在。
水產品在凍結過程中，體內大部分水分凍結成冰，其體積約增大9％，并產生內壓，這必然給凍品的肉質、風味帶來變化。特別是厚度大、含水率高的水產品，當表面溫度下降極快時易產生龜裂。
凍結水產品剛從凍結裝置中取出時，其溫度分布是不均勻的，通常是中心部位最高，其次依中間部、表面部之序而降低，接近介質溫度。待整個水產品的溫度趨于均一，其平均或平衡品溫大致等于中間部的溫度。凍結水產品的平均或平衡品溫要求在-18℃以下，則水產品的中心溫度必須達到-15℃以下才能從凍結裝置中取出，并繼續(xù)在-18℃以下的低溫進行保藏。
（三）凍結速率
水產品的凍結速率是受各方面的條件影響而變化的，關于凍結速率對水產品質量的影響，過去和現在食品冷凍科學家都進行了較多的研究。
凍結速率快慢的劃分，現通用的方法有以時間來劃分和以距離來劃分兩種。
（1）以時間劃分。以水產品中心溫度從-1℃降到-5℃所需的時間長短衡量凍結快慢，并稱此溫度范圍為最大冰晶生成帶。若通過此冰晶生成帶的時間在30min之內為快速；若超過即為慢速。一般來說，快速凍結下冰晶對肉質影響最小。然而，水產品種類繁多，肉質的耐結冰性依種類、鮮度、預處理而不同，加上人們對凍結水產品質量要求的提高，這種方法并不完全適用于所有水產品。（2）以距離劃分。這種表示法最早是德國學者普朗克提出的，他以-5℃作為結冰表面的溫度，測量食品內凍結冰表面每小時向內部移動的距離。并按此將凍結分成3類：快速凍結，凍結速率大于或等于5～20cm/h；中速凍結，凍結速率大于或等于1～5cm/h；慢速凍結，凍結速率為0.1～1cm/h。
1972年國際冷凍協會C2委員會對凍結速率做了如下定義：所謂某個食品的凍結速率是食品表面到中心的最短距離（cm）與食品表面溫度到達0℃后食品中心溫度降到比食品凍結點低10℃所需時間（h）之比，該比值就是凍結速率V（cm/h）。
為了生產優(yōu)質的凍結水產品，減少冰結晶帶來的不良影響，必須采用快速、準確的凍結方式。這是因為當水產品溫度降低時，冰結晶首先在細胞間隙中產生。如果快速凍結，細胞內外幾乎同時達到形成冰晶的溫度條件，組織內冰層推進的速率也大于水分移動的速率，食品中冰晶的分布接近凍前食品中液態(tài)水分布的狀態(tài)，冰晶呈針狀結晶體，數量多，分布均勻，故對水產品的組織結構無明顯損傷。如果緩慢凍結，冰晶首先在細胞外的間隙中產生，而此時細胞內的水分仍以液相形式存在。由于同溫度下水的蒸氣壓大于冰的蒸氣壓，在蒸氣壓差的作用下，細胞內的水分透過細胞膜向細胞外的冰結晶移動，使大部分水凍結于細胞間隙內，形成大冰晶，并且數量少，分布不均勻。圖6-4顯示了不同凍結速率凍結的鱈魚肉中冰結晶的情況。
（四）水產品的凍結方法和凍結裝置
魚類的凍結方法很多，一般有空氣凍結、鹽水浸漬、平板凍結和單體凍結4種。我國以前大多數采用空氣凍結法，但隨著經濟的發(fā)展，目前越來越多地使用單體凍結法。
1．空氣凍結法
在凍結過程中，冷空氣以自然對流或強制對流的方式與水產品換熱。由于空氣的導熱性差，與食品間的換熱系數小，故所需的凍結時間較長。但是，空氣資源豐富，無任何毒副作用，其熱力性質早已為人們熟知，機械化較容易，因此，用空氣作介質進行凍結仍是目前應用較廣泛的一種凍結方法。
（1）隧道式吹風凍結裝置。它是中國目前陸上水產品凍結使用最多的凍結裝置（參見圖6-5）。由蒸發(fā)器和風機組成的冷風機安裝在凍結室的一側，魚盤放在魚籠上，并裝有軌道送入凍結室。凍結時，冷風機強制空氣流動，使冷風流經魚盤，吸收水產品凍結時放出的熱量，吸熱后的空氣由風機吸入蒸發(fā)器冷卻降溫，如此反復不斷進行。
圖6-5 隧道式凍魚裝置示意圖1—魚籠 2—導風板 3—吊柵 4—風機魚盤 5—沖霜水管6—蒸發(fā)器 7—大型魚類 8—消導板
在隧道式吹風凍結裝置中，提高風速、增大水產品表面放熱系數，可縮短凍結時間，提高凍結水產品的質量。但是，當風速達到一定值時，繼續(xù)增大風速，凍結時間的變化卻甚微；風速的選擇應適當，一般宜控制在3～5m/s之間。
此法的優(yōu)點是勞動強度小，凍結速率較快；缺點是耗電量較大，凍結不夠均勻。近年來有的采用魚車小半徑機械傳動的調向裝置，有的將魚盤四邊挖了小孔，相對克服凍結不夠均勻的缺點，從而進一步提高了凍結速率。
（2）螺旋帶式凍結裝置。此種凍結裝置是20世紀70年代初發(fā)展起來的凍結設備。螺旋帶式凍結裝置如圖6-6所示。
這種裝置由轉筒、蒸發(fā)器、風機、傳送帶及一些附屬設備等組成。其主體部分為轉筒。傳送帶由不銹鋼扣環(huán)組成，按寬度方向成對的接合，在橫、豎方向上都具有撓性，能夠縮短和伸長，以改變連接的間距。當運行時，拉伸帶子的一端就壓縮另一邊，從而形成一個圍繞著轉筒的曲面。借助摩擦力及傳動機構的動力，傳送帶隨著轉筒一起運動，由于傳送帶上的張力很小，故驅動功率不大，傳送帶的壽命也很長。傳送帶的螺旋升角約2°，由于轉筒的直徑較大，所以傳送帶近于水平，水產品不會下滑。傳送帶纏繞的圈數由凍結時間和產量確定。
被凍結的產品可直接放在傳送帶上，也可采用凍結盤。傳送帶由下盤旋而上，冷風則由上向下吹，構成逆向對流換熱，提高了凍結速率，與空氣橫向流動相比，凍結時間可縮短30％左右。
螺旋帶式凍結裝置也有多種形式。近幾年來，人們對傳送帶的結構、吹風方式等進行了許多改進。如1994年，美國約克公司改進吹風方式，并取得專利（圖6-7）。冷氣流分為兩股，其中的一股從傳送帶下面向上吹，另一股則從轉筒中心到達上部后，由上向下吹。最后，兩股氣流在轉筒中間匯合，并回到風機。這樣，最冷的氣流分別在轉筒上下兩端與最熱和最冷的物料直接接觸，使剛進入的水產食品盡快達到表面凍結，減少干耗，也減少了裝置的結霜量。兩股冷氣流同時吹到食品上，大大提高了凍結速率，比常規(guī)氣流快15％～30％。
螺旋帶式凍結裝置適用于凍結單體不大的食品，如油炸水產品、魚餅、魚丸、魚排、對蝦等。
螺旋帶式凍結裝置的優(yōu)點是可連續(xù)凍結；進料、凍結等在一條生產線上連續(xù)作業(yè)，自動化程度高；并且凍結速率快，凍品質量好，干耗?。徽嫉孛娣e小。
（3）流態(tài)化凍結裝置。流態(tài)化凍結裝置（圖6-8）是小顆粒產品以流化作用方式被溫度甚低的冷風自下往上強烈吹成在懸浮攪動中進行凍結的機械設備。流化作用是固態(tài)顆粒在上升氣流（或液流）中保持浮動的一種方法。流態(tài)化凍結裝置通常由一個凍結隧道和一個多孔網帶組成。當物料從進料口到凍結器網帶后，就會被自下往上的冷風吹起，在冷氣流的包圍下互不黏結地進行單體快速凍結（IQF），產品不會成堆，而是自動地向前移動，從裝置另一端的出口處流出，實現連續(xù)化生產。
水產品在帶式流態(tài)凍結裝置內的凍結過程分為兩個階段進行。第一階段為外殼凍結階段，要求在很短時間內，使食品的外殼先凍結，這樣不會使顆粒間相互黏結。在這個階段的風速大、壓頭高，一般采用離心風機。第二階段為最終凍結階段，要求食品的中心溫度凍結到-18℃。
流態(tài)化凍結裝置可用來凍結小蝦、熟蝦仁、熟碎蟹肉、牡蠣等，凍結速率快，凍品質量好。蒸發(fā)溫度為-40℃以下，垂直向上風速為6～8m/s，凍品間風速為1.5～5m/s，5～10min之內被凍品即可達到-18℃，十分方便。
2．接觸式凍結裝置
（1）平板凍結裝置。平板凍結裝置是國內外廣泛應用于船上和陸上的水產品凍結裝置。該裝置的主體是一組作為蒸發(fā)器的內部具有管形隔柵的空心平板，平板與制冷劑管道相連。它的工作原理是將水產品放在兩相鄰的平板間，并借助油壓系統(tǒng)使平板與水產品緊密接觸。由于直接與平板緊密接觸，且金屬平板具有良好的導熱性能，故其傳熱系數高，凍結速率快。
平板凍結裝置有兩種形式：一種是將平板水平安裝，構成一層層的擱架，稱為臥式平板凍結裝置，參見圖6-9；另一種是將平板以垂直方向安裝，形成一系列箱狀空格，稱為立式平板凍結裝置。
圖6-9 臥式平板凍結裝置示意圖1—凍結平板 2—支架 3—連接鉸鏈 4—液壓元件5—液壓缸 6—食品 7—限位塊
臥式平板凍結裝置主要用來凍結魚片、對蝦、魚丸等小型水產食品，也可凍結形狀規(guī)則的水產食品的包裝品，但凍品的厚度有一定的限制。臥式平板凍結裝置在使用時，被凍的包裝品或托盤上下兩面必須與平板很好接觸，若有空隙，則凍結速率明顯下降。空氣層厚度對凍結時間的影響參見表6-13。
表6-13 空氣層厚度對凍結時間的影響
為了使被凍品能與平板保持良好的接觸，必須控制好液壓?？紤]到水產品在凍結過程中因凍結膨脹壓的產生，其壓力將增大1倍，故液壓也不可過高，通?？刂圃?0kPa左右。對于不同的產品，還需做適當調整。
立式平板凍結裝置的優(yōu)點是被凍產品可以散裝凍結，不需要事前加以包裝或裝盤，它被廣泛應用于海上凍結整條小魚，但對于水產冷凍食品則不太適用。
（2）回轉式凍結裝置。回轉式凍結裝置如圖6-10所示。它是一種新型的連續(xù)接觸式凍結裝置。其主體為一個由不銹鋼制成的回轉筒。它有兩層壁，外壁即為轉筒的冷表面，它與內壁之間的空間供制冷劑直接蒸發(fā)或供制冷劑流過換熱，制冷劑或載冷劑由空心軸一端輸入，在兩層壁的空間內做螺旋狀運動，蒸發(fā)后的氣體從另一端排出。需要凍結的水產食品，一個個呈分開狀態(tài)由入口被送到回轉筒的表面，由于水產食品一般是濕的，與轉筒的冷表面一經接觸，立即粘在轉筒表面，進料傳送帶再給水產食品稍施以壓力，使它與轉筒冷表面接觸得更好，并在轉筒冷表面上快速凍結。轉筒回轉一次，完成水產食品的凍結過程。
它適宜于蝦仁、魚片等生鮮或調理水產冷凍食品的單體快速凍結（IQF）。由于這種凍結裝置占地面積小，結構緊湊，凍結速率快，干耗小，連續(xù)凍結生產效率高，在一些水產冷凍食品加工廠中被得到應用。
（3）鋼帶連續(xù)凍結裝置。鋼帶連續(xù)凍結裝置最早由日本研制生產，適用于凍結對蝦、魚片及魚肉漢堡餅等能與鋼帶良好接觸的扁平狀產品的單體快速凍結。
鋼帶連續(xù)凍結裝置的主體是鋼帶傳輸機（參見圖6-11）。傳送帶采用不銹鋼材質制成，在帶下噴鹽水，或使鋼帶滑過固定的冷卻面（蒸發(fā)器）使產品降溫；被凍品上部裝有風機，用冷風補充冷量。
由于鹽水噴射對設備的腐蝕性很大，噴嘴也易堵塞，目前國內生產廠已將鹽水噴射冷卻系統(tǒng)改為鋼帶下用金屬板蒸發(fā)器冷卻，效果較好。
（4）液化氣體噴淋凍結裝置。液化氣體噴淋凍結裝置是將水產食品直接與噴淋的液化氣體接觸而凍結的裝置。常用的液化氣體有液態(tài)氮（液氮）、液態(tài)二氧化碳和液態(tài)氟里昂12。下面主要介紹液氮噴淋凍結裝置。
液氮在大氣壓下的沸點為-195.8℃，其汽化潛熱為198.9kJ/kg。從-195.8℃的氮氣升溫到-20℃時吸收的熱量為183.9kJ/kg，二者合計可吸收382.8kJ/kg的熱量。
液氮噴淋凍結裝置外形呈隧道狀，中間是不銹鋼的網狀傳送帶（圖6-12）。產品從入口處送至傳送帶上，依次經過預冷區(qū)、凍結區(qū)、均溫區(qū)，由另一端送出。液氮噴嘴安裝在隧道中靠近出口的一側，產品在噴嘴下與沸騰的液氮接觸而凍結。蒸發(fā)后的氮氣溫度仍很低，在隧道內被強制向入口方向排出，并由鼓風機攪拌，使其與被凍產品進行充分的熱交換，用做預冷。液氮噴淋的水產食品因瞬間凍結，表面與中心的溫差很大，在近出口處一側的隧道內（即均溫區(qū)），讓產品內部的溫度達到平衡，然后連續(xù)地從出口處出料。
圖6-12 液氮噴淋凍結裝置示意圖1—殼體 2—傳送帶 3—噴嘴 4—風扇
用液氮噴淋凍結裝置凍結水產食品有以下優(yōu)點。
①凍結速率快。將195.8℃的液氮噴淋到水產食品上，凍結速率極快，比平板凍結裝置提高5～6倍，比空氣凍結裝置提高20～30倍。
②凍品質量好。因凍結速率快，結冰速率大于水分移動速率，細胞內外同時產生冰晶，細小并分布均勻，對細胞幾乎無損傷，故解凍時液滴損失少，能恢復凍前新鮮狀態(tài)。
③干耗小。用一般凍結裝置凍結，食品的干耗率在3％～6％，而用液氮凍結裝置凍結，干耗率僅為0.6％～1％。
④抗氧化。氮是惰性氣體，一般不與任何物質發(fā)生反應。用液氮做制冷劑直接與水產品接觸，對于含有多不飽和脂肪酸的魚來說，凍結過程中不會因氧化而發(fā)生油燒。
⑤裝置效率高，占地面積小，設備投資省。
由于上述優(yōu)點，液氮凍結在工業(yè)發(fā)達的國家中被廣泛使用。但其也存在一些問題：由于這種方法凍結速率極快，水產食品表面與中心產生極大的瞬時溫差，因而產品易造成龜裂。所以，應控制凍品厚度，一般以60mm為限。另外，液氮凍結成本較高。
（五）水產品的凍藏及在凍藏時的變化
水產品凍結后要想長期保持其鮮度，還要在較低的溫度下貯藏，即凍藏。在凍藏過程中受溫度、氧氣、冰晶、濕度等的影響，凍結的品質還會發(fā)生氧化干耗等變化。所以，目前占水產品保鮮40％左右的凍藏保鮮應受到較大的重視。
1．凍藏溫度
凍藏溫度對凍品品質影響極大，溫度越低品質越好，貯藏期限越長。但考慮到設備的耐受性及經濟效益以及凍品所要求的保鮮期限，一般凍藏溫度設置在-30～-18℃。中國的冷庫一般是-18℃以下，有些國家是-30℃。
魚的凍藏期與魚的脂肪含量關系很大，對于多脂魚（如鯖魚、大麻哈魚、鯡魚、鱒魚），在-18℃下僅能貯藏2～3個月；而對于少脂魚（如鱈魚、比目魚、黑線鱈、鱸魚、綠鱈），在-18℃下可貯藏4個月。國際冷凍協會推薦水產品凍藏溫度如下：多脂魚在-29℃下凍藏；少脂魚在-23～-18℃之間凍藏；而部分肌肉呈紅色的魚應低于-30℃凍藏。
2．凍藏過程中的變化
凍藏溫度的高低是影響品質變化的主要因素之一，除此之外還有凍藏溫度的波動、堆垛方式和濕度等因素都對凍品的品質造成很大的危害。
六、超級快速冷卻
超級快速冷卻（Super Quick Chilling，SC）是一種新型保鮮技術，也稱超冷保鮮技術。具體的做法是把捕獲后的魚立即用-10℃的鹽水做吊水處理，根據魚體大小的不同，在10～30min之內使魚體表面凍結而急速冷卻，這樣緩慢致死后的魚處于魚艙或集裝箱內的冷水中，其體表解凍時要吸收熱量，從而使得魚體內部初步冷卻。然后再根據不同保藏目的及用途確定貯藏溫度。
現在，漁船捕撈漁獲物后，大多數都是靠冰藏來保鮮的。冰藏可使保藏中的鮮魚處于0℃附近，如冰量不足，或與冰的接觸不均衡，可使鮮魚冷卻不充分，造成憋悶死亡，肉質氧化，K值上升等鮮度指標下降的現象。日本學者發(fā)現超級快速冷卻技術對上述不良現象的出現有顯著的抑制效果。
這種技術與非冷凍和部分凍結有著本質上的不同。鮮魚的普通冷卻冰藏保鮮、微凍保鮮等技術的目的是保持水產品的品質，而超級快速冷卻是將魚立即殺死和初期的急速冷卻同時實現，它可以最大限度地保持魚體原本的鮮度和魚肉品質，抑制魚體死后的生物化學變化。
（一）超級快速冷卻的特點
以鰹魚為例，將剛捕獲的鰹魚分成兩組，一組用普通的冰藏法保鮮，另一組用超級快速冷卻法處理，平均每尾魚體重2300g。冰藏法的操作同前文所述。超級快速冷卻法以下（簡稱超冷）的操作是，用-10℃的冷卻鹽水做30min吊水處理，然后逐條放入-0.5℃的魚倉冷水中（海水與淡水比1：1）存放。保藏中分別就魚的體溫、pH、K值、甲氨基化合物的含量、鹽濃度等進行測定，另外進行組織觀察和感官檢驗。
1．鰹魚體溫及冷卻介質溫度的變化
在冰藏與超冷保鮮時生鮮鰹魚的體溫及其冷卻介質溫度的變化情況。要完成從初溫22℃降至保藏溫度-0.5℃，這個初期冷卻過程，冰藏需要10h以上，而超冷只需要40min即可完成，是前者的1/15。
把活的竹莢魚、鮐、鯉、鯔放入-15℃的冷鹽水中，使魚體凍結1/2以上，取出再放入常溫（20℃）水中，其中有一半以上能復蘇，恢復正常。然而若放回冷水中（0℃以下），則幾乎不能生還。由此可認為魚體表的急冷造成部分休克，多半處于假死狀態(tài)，而后若再使魚體內部急冷，則整個魚體就平穩(wěn)死去。因而冰藏過程中，因魚倉內水溫上升等原因造成初期冷卻得不夠充分，大部分魚都是悶死的。在超冷保鮮中，由于魚體大部分凍結并平穩(wěn)致死，在此期間既均勻又迅速地完成了初期冷卻，所以認為在用這兩種方法處理之后的保藏過程中，其鮮度與質量有相當大的差異。
對保鮮中的鰹魚分別從其外觀、眼球、氣味、肉色、彈性以及味道等方面來評價鮮度?？梢钥闯霰氐聂~自捕獲后第4天起鮮度就顯著下降，而超冷處理的魚直到第6天還保持了較好的鮮度。從感官結果來分析，可以認為超冷保鮮要比冰藏的鮮度保持延長2～3d。
2．pH的變化
鰹魚的pH在保鮮中，冰藏的1d以后，超冷的3d以后，分別降到最低值而后又上升；背部的pH，冰藏的3d后，超冷的6d后分別達到相近的值。從pH這個角度來看，超冷保鮮與冰藏相比，可延長3d的保鮮時間。
3．K值的變化
在冰藏保鮮過程的第2天，K值即已達到20％。而超冷保鮮在第4天才達到相同的K值。因此根據K值實驗分析得出，超冷保鮮比冰藏可延長保鮮期2～3d。
4．甲氨基化合物的變化
在冰藏保鮮過程的第3天，其甲氨基化合物的轉化率就已超過了35％，而超冷保鮮則需要6d時間才達到相同的甲氨基化合物轉化率。因此可說明超冷保鮮比冰藏能延長約3d的保鮮時間。
5．生鮮鰹魚體表鹽濃度的變化
在冰藏和超冷保鮮的鰹魚體內，鹽濃度都是在捕獲后的第8天從0.2％增至0.4％，盡管超冷保鮮使用的是冷凍鹽水，但3d后即達到了與冰藏的相近值。另外，超冷保鮮時吊水處理后2d，魚體表面的鹽濃度仍較高，但到第4天后就降低了。附著在魚體表層的冷凍鹽水向混合比為1：1的冷水（鹽濃度1％～1.5％）中溶出，使魚體表面鹽分被稀釋，所以保藏中的鰹魚的鹽濃度會受到冷凍鹽水濃度及其浸泡時間和保藏冷鹽水濃度及其保藏時間的影響。
經過超冷處理，保藏的鰹魚肌肉組織用顯微鏡來觀察，發(fā)現魚體表肉組織沒有凍過的痕跡。也沒有發(fā)現組織被破壞或損傷的情況?；铘~經吊水處理，即使體表被凍結，若是在短時間內馬上解凍也是有復蘇游動自如的可能，這也說明了肌肉組織細胞幾乎沒有受到損傷。
（二）超冷技術應用存在的問題及發(fā)展前景
通過上面的介紹已經清楚看出，超冷技術保鮮漁獲物是切實可行的。但是在什么條件下應用、其技術操作究竟適合哪些魚類、最終對漁獲物的質量要求是什么等問題還需要做大量深入細致的工作。
如果對漁獲物的質量要求是首要的，則要采用非凍結的方法。非凍結只有冰藏、冷卻海水、超冷技術。而其中超冷技術除質量保持得好以外，比冰藏的保鮮期還要延長1倍。如果對漁獲物的保鮮期要求是首位的，那么最好采用凍結的方法來保鮮。
超冷保鮮是一個技術性很強的保鮮方法。冷鹽水的溫度、鹽水的濃度、吊水處理的時間長短都是很關鍵的技術參數，其中任何一個因素掌握不好都會給漁獲物質量帶來嚴重損傷。
所以對魚種及其大小、魚體初溫、環(huán)境溫度、鹽水濃度、處理時間、貯藏過程中的質量變化等還需要做很多基礎工作，需要細化處理過程的每一個環(huán)節(jié)，規(guī)范整個操作程序及操作參數，以求有更強的實用性。
1．簡述水產品原料的一般化學組成。
2．詳細說明影響魚類僵硬的因素。
3．詳細說明影響魚體自溶作用速度的因素。
4．簡述生鮮魚類的包裝原則。
5．簡述生鮮魚類包裝的基本要求。
6．簡述生鮮魚類對裝運容器的要求。
7．常用于生鮮魚類的裝運容器的材料有哪些，并簡要說明其優(yōu)缺點。
8．簡述生鮮魚類預包裝的優(yōu)缺點。
9．簡述冷凍魚類預包裝的優(yōu)缺點。
10．生鮮魚類的預包裝方法有哪些并加以說明。
11．簡要說明影響包裝冷凍魚類的質量因素有哪些？
12．鮮魚類和魚產品常用的包裝材料有哪些？
13.常用于水產品包裝的包裝技術有哪些，并簡要說明其原理。
14.簡要說明魚類的凍結方法有哪些？