摘要 产品中含有丰富蛋白质、脂肪酸、水分等，具有很高的营养价值。随着人类生活水平的提高，对高品质水产品的需求也越来越高。本文综述了水产品冷冻贮藏及解冻方式的原理及其特点，比较
产品中含有丰富蛋白质、脂肪酸、水分等，具有很高的营养价值。随着人类生活水平的提高，对高品质水产品的需求也越来越高。本文综述了水产品冷冻贮藏及解冻方式的原理及其特点，比较不同解冻方式的优劣势;并具体从营养成分指标，微生物指标以及感官指标等方面具体分析了冻藏及解冻过程对水产品品质的影响。其中营养成分指标包括蛋白质变性二级结构的变化、脂肪氧化产生挥发性物质、冰晶对肌肉细胞造成机械损伤等，微生物指标包括水产品中常见的细菌菌落的控制，感官指标包括水产品色泽方面氧合肌红蛋白的变化，质构方面包括剪切力、粘度、硬度等。本文详细总结了冻藏解冻过程中相关指标的变化和影响，旨在为未来冻藏及解冻技术及工艺的研发提供依据。
1 引 言
水产品中含有丰富的优质蛋白、不饱和脂肪酸、维生素等营养元素，易被人体吸收利用，具有很高的营养价值 II】。低温冻藏使水产品中的水分保持冰晶状态，降低水产品中各种物理、化学、生物反应活性，可以很好地保持水产品的品质，延长水产品的贮藏期【2】。但在不同冻藏条件下，水产品品质变化不同，且冻藏过程中的温度波动会导致品质劣化。此外，冻藏的水产品在食用或深加工之前还需经过解冻，解冻方式、解冻时间等均对水产品品质造成显著影响pJ。本文综述了水产品冻藏及解冻原理及方法，比较了不同解冻方式的优缺点，并从机制方面具体分析了冻藏及解冻过程对水产品营养成分、微生物、感官等方面的影响，旨在为将来研究水产品冻藏解冻技术提供依据，促进高品质要求的水产品解冻技术的发展。
2水产品冻结贮藏及解冻方式
水产品通常使用冷冻冻结方式来延长贮藏期【¨，冻藏即运用制冷技术将水产品低温冷冻后，使水产品保持在冻结状态。并在一定低温条件下贮藏的保藏方式。冻藏过程中，水产品内绝大部分水分以冰晶形式存在，抑制了内部生物化学反应及微生物繁殖，延缓水产品的品质劣变，达到延长贮藏期的目的。一般来讲，冷冻贮藏温度越低，贮藏期越长。水产品常用的冻藏温度为一18 oC[1，21，一些远洋捕捞的大型深海鱼类因含有大量不饱和脂肪酸，常在一55 oC或者更低温度条件贮藏，以保持其品质【4J。解冻方式按其机制一般可分为外部解冻和内部解冻2 种：外部解冻指依赖于与外部热源和介质通过热传递达到解冻目的，内部解冻指运用其他生热方式在食品内部产生热量达到解冻的目的。传统解冻方式一般为外部解冻法。新型解冻方式运用内部解冻机制，主要通过声波、压力、电磁波等使冻品达到快速解冻的效果，如：超声波解冻、超高压解冻、欧姆解冻、微波解冻、射频解冻、高压静电场解冻、远红外解冻等。此类解冻方式不依赖于热源温度，能量转化率高。然而，由于穿透能力、样品尺寸、形态、成分的不同，容易产生加热不均匀现象，导致水产品品质不均等问题。表1总结了常见的解冻方法原理及特性。
3冻藏及解冻过程对水产品营养品质的影响
3.1蛋白质水产品中含有丰富的优质蛋白，但在冻藏及解冻过程中易发生变性，对肌肉组织的结构特性及功能特性产生影响。肌肉蛋白主要可分为水溶性肌浆蛋白，盐溶性肌纤维蛋白和不溶性基质蛋白，其中盐溶性肌纤维蛋白含量占 65%～75%119】。在水产品冻藏解冻过程中，通常根据肌原纤维空间结构的变化来评价蛋白质冷冻变性程度。蛋白质二级结构对于整个蛋白质折叠的稳定性起着非常重要的作用。蛋白质多肽链的二级结构可以是a.螺旋或者伊折叠，它们都是通过多肽链主链氨基酸上C=O和 N—H基团之间有规律的氢键相互作用形成，氢键的断裂会导致内部构象的改变。在低温冻结情况下，蛋白质多肽链易展开，冻藏过程中d一螺旋结会向无规则卷曲转变，解冻过程中，由冻结展开的变性蛋白质又会重新聚合，发生复性。袁丽等[20】用拉曼光谱技术分析凡纳滨对虾肌肉蛋白质在一18 oC和一40 oC冻藏温度条件下分子内部构象的变化，发现蛋白质的二级结构中a.螺旋结构的含量减少，∥.折叠和∥.转角结构升高，由规整转向松散，肽链展开且冻藏温度越高，冻藏时间越长，蛋白质变性程度越剧烈。Cao掣18】运用拉曼光谱技术和聚丙烯酰胺凝胶电泳(sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis，SDS.PAGE)验证了在磁性纳米粒子加上微波或远红外解冻过程中，红海鲷鱼片蛋白质发生了降解以及交联与聚合，但运用本征荧光光谱和紫外导数光谱技术发现解冻对鱼片蛋白三级结构影响不大。主要包括肌球蛋白和肌动蛋白，其中肌球蛋白在冻藏解冻中更易受到影响【211。Ca2t.ATPase(.=三磷酸腺苷酶) 活力和巯基基团通常用来反映肌球蛋白的状态[221。 Jommark等[23]通过测定太平洋白虾肌球蛋白Ca2+-ATPase 活力以及巯基含量，发现在低温冻藏及解冻过程中， Ca2+-ATPase活力以及巯基含量发生不同程度的下降，表明了肌球蛋白头部构象改变以及肌球蛋白头部巯基氧化形成二硫键，蛋白质高级构象遭到破坏，发生变性，同时运用蔗糖和柠檬酸盐可以很好地缓解多次冻融循环产生的冷冻变性。Cai等[7]发现超声波辅助真空解冻和微波真空解冻相较于真空解冻、微波解冻、超声解冻和冷藏解冻能更好地保持解冻鱼片肌肉蛋白的热稳定性，在拉曼光谱技术下和本征荧光法测量下表现出更好的二级结构和三级结构。
3.2脂肪水产品富含高不饱和脂肪酸，解冻过程会加速机体的生物化学反应，其不饱和脂肪酸易氧化，造成品质劣变。当冻藏温度为.20。c时，仍有部分水未冻结，这部分水可以促使生物化学反应的进行，当冻藏温度为.40。c时，只有极少水分未冻结，这部分水与其他分子紧密结合，在化学上不活跃【241。在冻结冻藏过程中，未冻结水分能够参与生物化学反应，发生初级脂氧化;在解冻时，又会发生自由基次生脂氧化[2 51。这些氧化产物会产生腐臭等刺激性异味。冻结时冰晶对肌肉细胞破坏，解冻导致线粒体和溶酶体脂肪酶被释放进入肌浆，使得脂肪氧化【261。另外，细胞膜结构的损伤也会导致促氧化剂，特别是血红素的释放促使脂肪酸直接与酶类接触，造成氧化【27】。解冻时，水分流失留下的孔径也会加大肌肉组织与氧气的接触面积，造成脂肪酸氧化分解。在水产品中，通常使用硫代巴比妥酸值(thiobarbituric acid，TBA)钡0定次级脂氧化产物，不饱和脂肪酸氧化产生的醛酮类可与硫代巴比妥酸值生成有色化合物，通过测定有色物的吸光度值来评价脂肪氧化程度。Atayeter等[2 8]通过测定鱿鱼在冻藏温度一20~-80。C下过氧化物值和硫代巴比妥酸反应物含量，发现冻藏温度越高，时间越长，过氧化物值和硫代巴比妥酸反应物含量越大，脂肪氧化越严重。Guo等【29】测定鲤鱼肌肉解冻前后硫代巴比妥酸反应物含量，结果显示解冻后的硫代巴比妥酸反应物含量显著上升，经过5次冻融循环后从0.27 mg/kg上升到0.63 mg/kg，证明了反复冻融过程导致了脂肪的氧化。Mousakhani掣30】通过高压静电场解冻金枪鱼，发现增加外加电压和减小电极间隙会导致TBA值显著增加，脂肪在高场强下比低场强下氧化速率更快。Amaud等【3l】对解冻后的鳕鱼和三文鱼进行150、30、450 MPa的高压处理，发现脂氧化程度随着压力的增加而增加，其中三文鱼在150 MPa高压处理时就显著上升。
3.3水分在低温冷冻过程中，随着温度的下降，水产品肌肉组织冷冻使得细胞内外相继形成冰晶。解冻过程又会使冰晶重新融化成水。冰晶形成的大小、形态、分布对肌肉组织细胞都会产生一定的影响[321。在冻藏过程中，温度的波动会使冰晶产生重结晶现象，对肌肉组织产生又一次机械损伤[33,34]。目前，对于冰晶对细胞产生的损伤研究分为2种，一种理论认为胞外的溶液先达到冻结点形成冰晶，冰晶直接产生机械损伤;另一种理论认为胞内一些物质促使水分结晶，其溶质浓度增加，产生冰冻浓缩效应，化学势能对细胞造成损伤【321。此外，在冻结方式一定的前提下，有关解冻速率快慢对肌肉组织的影响也有2种假说：一种认为快速解冻能够减少肌肉组织在水分融化过程中暴露于环境温度以及与氧气接触的时间，可降低品质损失;另一种认为慢速解冻可以使得冻品细胞间隙中水分融化流出后有足够的时问(10～20 min)恢复到细胞内，减少滴沥损失，有益于提升品质[351。目前大部分研究支持前者结论，证明在宏观品质方面，解冻速度快者为优136]。
4冻藏及解冻过程对水产品微生物指标的影响
水产品肌肉中水分含量高，不饱和脂肪酸易氧化，且含有丰富的蛋白质和含氮化合物，适合微生物的生长与繁殖。低温冻藏可以抑制微生物的生长与繁殖，且冰衣可以有效隔绝氧气，抑制好氧型细菌的生长以及氧化变质等反应。但在解冻过程中，随着温度升高，被抑制的腐败细菌会重新恢复活性，造成安全隐患。解冻后的水产品中的微生物数量和原料的新鲜度，水产品中自然菌群以及解冻技术有关。在冻藏之后，采用合适的解冻方式可以有效控制冻品与氧气、环境温度接触的时间，减少微生物的生长繁殖，减缓水产品腐败变质。Javadian等【42】研究了鳟鱼的不同的解冻方式对菌落总数的影响，发现水解冻优于冷藏解冻、微波解冻和空气解冻。Wang等【4】研究了用温盐水解冻与冷藏库解冻方法相结合对大目金枪鱼块进行解冻，解冻后鱼片的微生物指标没有超出行业标准《生食金枪鱼》所规定的104 CFU/gt431。Li等[44】采用高压静电场解冻鲤鱼块后的细菌总数、气单胞菌、假单胞菌、乳酸菌分别为3.1I、 2.93、2.71、2.91 log CFU/g，低于空气解冻后的3.1l、2.93、 2.71、2.91 log CFU/g，证明了高压静电场缩短了解冻时间，降低了挥发性盐基氮的产生，抑制了微生物的繁殖，同时高电场强度使得冻品周围氧气更稀薄，释放的部分臭氧也抑制了需氧微生物的繁殖。相较于经典的微生物检测方法， 16S rRNA基因测序利用下一代测序(next generation sequencing，NGS)可以检测出不能在选择性培养基上生长的微生物，Parlapani等【4 5]利用这种技术更加全面准确地分析出影响解冻乌贼品质的嗜冷杆菌属，如假单胞菌、希瓦氏菌、丛毛单胞菌、卡诺杆菌、漫游球菌等，随着品质的劣变，嗜冷杆菌检出数量也会上升。
5冻藏解冻过程对水产品感官品质的影响
5.1 色 泽食品中常采用￡*黑白色度、日+红绿色度、6+黄蓝色度来评价色泽变化。大部分水产品肉质呈白色，解冻过程会使得一些水产品的三t值降低，但也有一些会因为表面冰晶的融化成水对光线有反射作用使得三+值升高[32]。相较于白度值，红色肉类色泽变化更显著，其色泽取决于肌红蛋白自动氧化速率与高铁肌红蛋白还原速率[461。在肌肉中还存在高铁肌红蛋白还原酶可以使高铁肌红蛋白还原成肌红蛋白，低温冷冻会使其失活，当高铁肌红蛋白迅速在肉表面形成，会呈现不良色泽。另外，脂肪氧化产生的自由基也会和氧合肌红蛋白产生反应，形成高铁肌红蛋白[47】。尚艳丽等[4 6J研究证明，在解冻过程中，肌红蛋白氧化成红褐色的高铁肌红蛋白，冻品表面水分蒸发，会导致表层有色物质的浓度增加而呈现自然深红色，其中带包装的水浴解冻可以较好地保持金枪鱼的红度值，在1.5 h的解冻过程中，色差变化较小，仅从15.9降低到12.8。Tan等【48]发现冻融循环会导致即食海参三+值显著降低，在经过25次冻融循环后，￡+值从25.73降低到0.6 l。Tironi等f49】将海鲈鱼在一15和一250C下贮藏并运用200 MPa高压进行解冻，发现鲈鱼肌肉的￡t值上升，以t值没有显著变化，脂肪氧化和其他褐变产生黄色色素沉淀导致6+值上升。
5.2质构水产品的质构变化在一定程度上体现了食品的感官质量，通常可以通过剪切力、脆性、弹性、硬度、咀嚼性等来反映。水产品的冻藏温度、冻藏时间、冻融循环次数、解冻方式等都会影响水产品的质构。张强等[5 oJ将凡纳滨对虾分别在一5、～18、一35、一60。C进行贮藏，发现虾肉在一5。C 下冻藏短期内，硬度、咀嚼性和弹性均保持较好：随着贮藏时间的增加，一18 oC下贮藏的虾肉硬度增加较大，咀嚼性及弹性下降明显，一600C下贮藏的虾肉弹性下降较少，能最好地保持虾的品质。Wang等[51]发现随着冻融循环的增加，鲤鱼肌肉组织的质构硬度值显著降低，经过l、3、5次冻融循环后，硬度值分别下降3.71、75.56、99，51%。 Mousakhani.Ganjeh等‘521运用高压静电场对金枪鱼块进行解冻，施加4.5～14 kV的电压值，发现高压静电场处理对弹性的影响不显著，粘聚性随电压的升高而增大，硬度、胶凝度和咀嚼度随电压的升高先降低后增大。
6结论
随着水产品保藏技术的进步，人们对水产品品质的要求也越来越高。冻藏及解冻过程均显著影响水产品安全及品质指标。新兴解冻技术相比较于传统解冻技术有明显的解冻速率优势，显著提升解冻品质，但是由于原理复杂、设备成本高、技术不成熟等原因，工业应用尚需进一步深入探索研究及优化。冻藏及解冻技术的进步对提高冻藏水产品品质意义重大。
参考文献
[1】蔡路昀，台瑞瑞，曹爱玲，等.冷冻因素对水产品品质的影响及冷冻保鲜的研究进展[J】食品工业科技，2018，39(20)：308—313，319. Cai LY,Tai RR，Cao AL，et a1.Research progress on the influence of freezing factor on the quality of aquatic products and the research on freezing and preservation【J】.Sci Technol Food Ind，2018，39(20)： 308—313，319.
[2】苏永玲，谢晶.冻结和解冻过程对水产品品质的影响[J]食品_[业科技，20ll，(1)：304-308. Su YL.Xie J.Effects of freezing and thawing on the quailty changes of seafood[J].Sci Technol Food Ind，2011，(1)：304—308.
《冻藏及解冻过程对水产品品质的影响》来源：《食品安全质量检测学报》，作者：陈怡璇1，2，焦 阳1，2，3，4*
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