本发明涉及一种调节葛仙米冻结点大幅度延长保鲜期的方法，主要用于葛仙米的贮藏保鲜，属于食品保鲜技术领域。
背景技术：
葛仙米属于蓝藻纲，一般为蓝绿色或黑色球形藻体，念珠藻科。分布于中国各地，喜生于湿润的泥土、沙石及稻田中。其中以四川所产的葛仙米最为著名。葛仙米适宜的生长温度在10℃到20℃之间，因此在每年的3月份到4月份采收最为合适(Qiu B,Liu J,Liu Z,et al.Distribution and ecology of the edible cyanobacterium Ge-Xian-Mi(Nostoc)in rice fields of Hefeng County in China[J].Journal ofappliedphycology,2002,14(5):423-429.)。葛仙米的名字起源于东晋时期炼丹家葛洪。葛洪偶然发现这种藻类，并呈献给太子，使其食用后体格健壮，皇帝为感谢葛洪的功劳，于是将其赐名为“葛仙米”。葛仙米在中国有着悠久的食用历史和药用历史。在秦朝最后一位皇帝的自传中，葛仙米已作为帝王餐单上公开的膳食。葛仙米营养丰富，含有18种氨基酸，蛋白质含量可达干物质的50％左右。其维生素含量也高于一般食物。明代著名医学家李时珍编写的《本草纲目》中，葛仙米已被作为药物载入其中。葛仙米可以治疗夜盲症、烫伤、益气明目。葛仙米对于调节胆固醇的代谢也有重要作用，其脂肪提取物能够抑制固醇调节元件结合蛋白1和固醇调节元件结合蛋白2的成熟过程，从而导致参与胆固醇和脂肪酸代谢基因表达的减少(Rasmussen H E,Blobaum K R,ParkYK,et al.Lipid extract ofNostoc commune var.sphaeroides Kützing,a blue-green alga,inhibits the activation ofsterol regulatory element binding proteins in HepG2cells[J].The Journal ofnutrition,2008,138(3):476-481.)，降低胆固醇的合成。葛仙米的多糖可以提高抗氧化酶活性，降低脂质的过氧化水平。与脱乙酰壳多糖及尿素多糖相比，葛仙米多糖具有较强的吸湿性持水能力，可提高在干燥条件下小鼠角质层的保水性(Li H,Xu J,LiuY,et al.Antioxidant and moisture-retention activities ofthe polysaccharide from Nostoc commune[J].Carbohydrate Polymers,2011,83(4):1821-1827.)。近年来的研究表明，葛仙米中包含的许多种化合物具有抗微生物、抗病毒、抗肿瘤及抗癌活性，它的营养价值及其医药价值使得葛仙米成为具有经济潜力的重要农作物(Harun R,Singh M,Forde G M,et al.Bioprocess engineering ofmicroalgae to produce a variety of consumer products[J].Renewable and Sustainable Energy Reviews,2010,14(3):1037-1047.)。
随着世界人口的增加，人们对于新鲜、健康食品的供应需求也在逐年增加。为了延长食品的货架期及保持其原有的营养价值、质地及风味特性，食品保鲜技术也越来越受到人们的重视。在食品的加工、运输及贮藏过程中，控制微生物活动是延长食品货架期的一个关键因素。而水分是影响微生物生长繁殖的最主要因素之一。通常采取干燥的方法降低食品中的水分含量以达到延长其货架期的目的。郑丹丹发明了一种利用高低频率微波联合脉冲喷动干燥高效均匀脱水调理胡萝卜的方法(中国发明专利，专利号：201410526718.4)，使得调理胡萝卜块干基含水量降至0.15g/g以下。张慜发明了一种利用冻鱼制作长货架期风味卤鱼的方法(中国发明专利，专利号：201110373509.7)，将冻鱼解冻后，进行低盐腌制继而风干，再将鱼干卤制后干燥、包装杀菌，使货架期延长了50天左右。然而食品干燥中也存在一些问题：如食品中热敏性营养成分在干燥过程中损失，干燥过程中的大量能耗，干燥后品质的下降及复水所需时间长等。
与上述文献相比，本发明的不同之处是采取冰温延长葛仙米货架期的方法，在整个贮藏期间，葛仙米保持新鲜状态，与干燥后贮藏的葛仙米相比，避免了其因干燥引起的蛋白质等营养物质的变性，最大程度的保留了葛仙米的营养成分。同时干燥后的葛仙米在食用前复水需要较长的时间，且复水后的硬度、弹性都较新鲜的葛仙米差，而本发明采取低温贮藏方式，避免了此类现象的发生。
温度是影响食品中微生物生长繁殖的另一主要因素。食品的腐败变质速率也取决于温度。为了减缓食品的腐败及其本身的生化降解进程，在食品贮藏过程中，主要采取低温的保存方法。其中0～4℃的低温冷藏及-40～-18℃的低温冷冻为常用的两种低温保存方式。虽然0～4℃的低温冷藏能够延缓食品的腐败变质，但在此条件下，食品的货架期不能得到足够的延长。冷冻在食品的长期贮藏过程中对于食品的品质及安全特性起着举足轻重的作用，但冷冻也存在着一些问题。在冷冻过程中，冰晶的形成会导致细胞组织产生不可逆的损害。如食品细胞结构的塌陷及细胞内渗透压的改变等(Mazur P.Freezing ofliving cells:mechanisms and implications[J].American Journal of Physiology-Cell Physiology,1984,247(3):C125-C142.)。且解冻后食品的汁液流失严重，影响食品的感官特性。葛仙米含水量在97％以上，采用冷冻贮藏的方式贮藏，解冻后葛仙米出现严重皱缩，体积缩小率达70％以上，严重影响了葛仙米的感官品质。食品的冻结点对于确定其适宜的贮藏温度至关重要。最早研究冰温保鲜技术的是日本的根昭美博士。冰温是指0℃以下、冻结点温度以上的未冻结的温度区域。在此温度范围内，食品足够冷却但未冻结，可以避免因冻结生成的冰晶对食品的细胞组织产生的损伤、蛋白质变性以及解冻后细胞汁液流失等不利情况。同时也可降低能源成本的投入。
近年来，冰温保鲜技术已得到广泛的应用。周拥军等(周拥军,郜海燕,张慜,等.冰温贮藏对柿果细胞壁物质代谢的影响[J].中国食品学报,2011,11(4):134-138.)研究了冰温贮藏及普通冷藏对柿果细胞壁物质代谢的影响，发现冰温贮藏能够显著抑制多聚半乳糖醛酸酶及纤维素酶的活性，延缓柿果的软化进程。与普通冷藏的柿果硬度相比，冰温贮藏的硬度是其1.66倍。宋秀香等(宋秀香,鲁晓翔,陈绍慧,等.冰温贮藏对绿芦笋品质及酶活性的影响[J].食品工业科技,2013,34(11):325-329.)研究了冰温贮藏对绿芦笋品质及酶活性的影响。发现与4℃冷藏相比，冰温贮藏的绿芦笋货架期延长了14天，同时绿芦笋的硬度及色泽得到了很好的保持。郭丽等(郭丽,程建军,马莺,等.青椒冰温贮藏的研究[J].食品科学,2004,25(11):323-325.)发现经冰点调剂剂-乳糖处理后的青椒，在冰温贮藏过程中呼吸作用被显著抑制，贮藏保鲜效果更好。
常用的冰点调节剂为糖类、盐类等物质，也可以用氨基酸、维生素及氯化钙等物质，一般将这些调节剂配制成溶液，再将要保鲜的食品置于溶液中浸泡处理。范三红发明了鱼糜冰点调节剂及其调节方法(中国发明专利，专利号：201010278784.6)，在擂溃时，往鱼糜中加入4-5％的由甘氨酸、食盐、鱼骨酶解多肽、蔗糖及山梨醇按一定比例配制的鱼糜冰点调节剂，使得鱼糜冰点下降至-2.6～-2.4℃。罗红宇发明了一种用于鲈鱼冰温保鲜的冰点调节剂及使用方法(中国发明专利，专利号：201210536428.9)，将乳糖、氯化钙、维生素C及乙醇按照一定比例配制成冰点调节剂溶液，发现鲈鱼在经冰点调节剂处理后，冰点从-1.2℃可降低至-3.6℃，而冰温带范围也从-1.2℃-0℃扩大至-3.6℃-0℃。冰温带的扩大，使得鲈鱼对设备温度控制的精度降低，节约了成本。在果蔬方面，鲁晓翔发明了果蔬冰点复合调节剂及其使用方法(中国发明专利，专利号：200810042538.3)，将氯化钙、维生素C及δ-葡糖糖酸内脂溶液按一定体积比例配制成复合溶液，结合真空浸渍技术，使得果蔬的冰点下降0.5℃～1℃，使得果蔬的色泽及营养成分得到较好的保存。
与上述文献相比，本发明的不同之处是将新鲜葛仙米浸渍于氯化钠、海藻糖及麦芽糖的混合溶液中2h，同时采取超声波处理20min，辅助促进葛仙米对于抗冻剂的吸收进程。
低温能够抑制微生物的生长繁殖，延缓食品的腐败变质进程。冰温贮藏条件能使食品在不冻结即不破坏其细胞结构的情况下，最大限度的抑制微生物的生长代谢活动及食品本身的呼吸作用，延长保鲜期。曹兵海发明了一种超冰温贮藏牛肉的方法(中国发明专利，专利号：200710176350.3)，将牛肉先降温至2℃左右，再按连续降温程序使其降温至-1.0～-3.0℃，在此贮藏温度下，牛肉不冻结，而贮藏时间可达90天。谢晶发明了一种冰温保鲜延长猪肉货架期的方法(中国发明专利，专利号：200810042538.3)，通过温度记录仪采集猪肉在-18℃冰箱中的温度变化情况，测得猪肉的冰点为-1.0℃～-1.5℃。然后将冰箱温度设置为-1℃，发现与4℃冷藏的猪肉相比，冰温贮藏的猪肉货架期延长了15天，感官品质较好，且汁液流失少。孙元敏发明了一种食用菌的冰温保鲜方法(中国发明专利，专利号：200410098984.8)，对食用菌采取采前喷雾或者采后沾没1％维生素C溶液，冰温库冰温域范围设置为-1℃～0℃，选择冰温贮藏、运输及上市，使得食用菌的保鲜期为11-28天，延长了其保鲜期，较好地保存了营养物质。
与上述文献相比，本发明的不同之处是将新鲜的葛仙米浸于5％的氯化钠、3％的海藻糖及2％的麦芽糖混合溶液中，用超声波辅助促进葛仙米对于抗冻剂的吸收进程，降低葛仙米的冻结点，大幅度延长其保鲜期。
综上，与其他报道的方法相比，本发明采用冰温贮藏葛仙米，避免了因干燥过程引起的营养成分的损失及干燥后的复水阶段，最大程度的保留了葛仙米中的营养物质及其感官品质；同时采取超声波辅助浸渍，提高了葛仙米对于抗冻剂的吸收，使得葛仙米的冻结点降低至-3.4℃，货架期延长至60天以上。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种调节葛仙米冻结点大幅度延长保鲜期的方法，研究了浸泡处理及超声波辅助浸渍对葛仙米冻结点的影响，找到较为有效的降低葛仙米冻结点的浸渍方式。通过天然氯化钠、海藻糖及麦芽糖的应用，能够有效地降低葛仙米的冻结点，同时能很好地控制葛仙米的腐败变质，提高贮藏期间葛仙米的品质，帮助企业提高其经济效益。
本发明的技术方案：
一种调节葛仙米冻结点大幅度延长保鲜期的方法，步骤为：
(1)原料分选：选择成熟，外形完整、无机械损伤、饱满、圆润的葛仙米；
(2)浸泡液配制：用蒸馏水、氯化钠、海藻糖及麦芽糖配制成含5％氯化钠、3％海藻糖及2％麦芽糖的混合溶液100g；
(3)浸渍：称取100g分选出的合格的葛仙米，置于混合溶液中，先加以频率为45KHz、功率为150W的超声波处理20分钟，而后在常温条件下浸泡2小时；
(4)沥干：将浸泡完毕的葛仙米捞出，沥干其表面水分，将热电偶的电极插入葛仙米的中心部分，置于-18℃的冰箱中，温度采集间隔为5s，测得葛仙米冻结点为-3.4℃；
(5)冰温保鲜：将沥干后的葛仙米放入自封袋中，每个自封袋留1/3的空间，置于-2.5℃的冰箱中保藏，在保藏期间对葛仙米进行质构及低场核磁分析，发现葛仙米未冻结，且质构特性保持较好；
(6)脱盐：冰温保鲜后的葛仙米，于蒸馏水中浸泡2小时进行脱盐处理。
本发明的有益效果：
1、本发明所采用的冰点调节剂中，氯化钠、海藻糖及麦芽糖均为天然物质，与葛仙米中的大分子物质结合，提高了葛仙米的抗冻能力，有利于葛仙米冰点的降低。
2、本发明采用超声波辅助浸渍，促进葛仙米对于冰点调节剂的吸收，有效缩短浸泡时间。
3、本发明研究了有效降低葛仙米冻结点的方法，同时氯化钠能抑制微生物的生长繁殖，使得冰温贮藏的葛仙米比4℃冷藏的葛仙米保鲜期延长了40天左右。
具体实施方式
以下结合具体实施例进一步说明本发明。
实施例1：直径为4～5mm的葛仙米冻结点降低以大幅度延长保鲜期的方法
选取外形完整、无机械损伤、圆润、成熟，直径为4～5mm的葛仙米，置于5％氯化钠、3％海藻糖及2％麦芽糖的混合溶液中，先加以频率为45KHz、功率为150W的超声波处理20分钟，而后在常温条件下浸泡2小时，沥干其表面的水分，将热电偶的电极插入葛仙米的中心部分，置于-18℃的冰箱中测其冻结点。测得此时其冻结点为-3.4℃。将剩余的葛仙米装入封口袋中，留1/3的空间供葛仙米呼吸。随后将其置于-2.5℃的冰箱中进行贮藏。对葛仙米进行质构及低场核磁检测，发现葛仙米未冻结，且其弹性及回复性均优于未处理的葛仙米。货架期终点所测葛仙米的硬度为600g，弹性为0.95，自由水所占比例为94％。货架期延长至68天。食用前，葛仙米在蒸馏水中浸泡2小时进行脱盐处理后，咸度在可接受范围内。
实施例2：直径为7～8mm的葛仙米冻结点降低以大幅度延长保鲜期的方法
选取外形完整、无机械损伤、圆润、成熟，直径为7～8mm的葛仙米，置于5％氯化钠、3％海藻糖及2％麦芽糖的混合溶液中，先加以频率为45KHz、功率为150W的超声波处理20分钟，而后在常温条件下浸泡2小时，将葛仙米捞出，沥干其表面的水分，将热电偶的电极插入葛仙米的中心部分，置于-18℃的冰箱中测其冻结点。测得此时其冻结点为-3.2℃。将剩余的葛仙米装入封口袋中，留1/3的空间供葛仙米呼吸。随后将其置于-2.5℃的冰箱中进行贮藏，对葛仙米进行质构及低场核磁检测，发现葛仙米未冻结，且其弹性及回复性均优于未处理的葛仙米。货架期终点所测葛仙米的硬度为500g，弹性为0.80，自由水所占比例为96％。货架期延长至61天。食用前，葛仙米在蒸馏水中浸泡2小时进行脱盐处理后，咸度在可接受范围内。