我国是水产品生产大国，2021年我国水产品总产量达到6 690.29万吨，已连续多年居世界首位。然而由于水产品的高蛋白、高水分含量及中性pH值等特点，捕获后极易在微生物及内源酶的用下发生腐败，造成资源浪费及经济损失。作为传统、有效的保鲜方式，冷冻保鲜在各类水产品中得到普遍应用。
载冷剂是低温液态速冻技术的核心，通化师范学院食品科学与工程学院的赵茜、盖雨欣、孙海涛*等以乙醇、丙二醇、海藻糖配制低温液态速冻载冷剂，结合空气冻结、超低温冻结、乙醇冻结等处理预包装的海鲈鱼，比较不同冷冻方式对海鲈鱼肌肉组织持水力、水分迁移、微观结构、新鲜度及蛋白质热稳定性的影响，旨在确定海鲈鱼的适宜冷冻方式，为水产品低温液态速冻及冻品质量保持提供依据。
如图1所示，空气冻结、超低温冻结、乙醇冻结组鱼肉的冻结曲线呈现先下降、逐渐平缓和再下降3个阶段，而复配载冷剂冻结处理的鱼肉冻结曲线呈现近乎直线下降的趋势。复配载冷剂冻结、乙醇冻结组冻结速率分别为8.20cm/h和6.25 cm/h，分别是空气冻结速率（0.25cm/h）的32.80倍和25.00倍。这是由于液体冷冻的复配载冷剂及乙醇传热系数远高于冷空气的传热系数。4 组冻结方式中，复配载冷剂的冷冻速率最快，其原因是鲈鱼鱼片与乙醇、丙二醇、海藻糖组成的载冷剂之间的传热系数最大，冷冻处理下鱼片中心温度迅速下降，大幅度提高了鲈鱼鱼片的冷冻速率。－1～－5 ℃为最大冰晶生成带，是影响冷冻水产品质量的主要温度区间。由表1可知，空气冻结、超低温冻结、复配载冷剂冻结、乙醇冻结跨越最大冰晶生成带的时间（即相变时间）分别为166.67、20.50、2.17 min和7.50 min，可见复配载冷剂冻结组耗时最短。这进一步说明，液体冷冻可通过非间接接触的换热方式增强冷冻液和鱼片间的热交换速率，并且相比乙醇冻结组，乙醇、丙二醇、海藻糖水溶液的复配载冷剂对缩短跨越最大冰晶生成带时间、保持鱼肉品质更有效。
如图2A所示，经空气冻结、超低温冻结、复配载冷剂冻结、乙醇冻结的海鲈鱼解冻损失率分别为4.51%、4.31%、3.47%、4.26%，其中复配载冷剂组样品的解冻损失率最低（ P ＜0.05）。复配载冷剂冻结速率快，通过最大冰晶生成区的时间短，生成的冰晶密度很小且分布均匀，这减少了低温冷冻对肌肉组织架构的损伤，并减少了解冻过程中汁液的渗出。对于与复配载冷剂体积相同的乙醇溶液，同等状态下其强挥发性影响了载冷剂与鱼肉间的传热效率，其跨过最大冰晶生成带的时间相对延长，影响鱼肉组织架构，形成的大冰晶更易导致肌纤维损伤，进而导致解冻损失较高。冻结方式对鱼肉蒸煮损失率的影响如图2B所示，其中，空气冻结组海鲈鱼的蒸煮损失最高，为30.44%，明显高于乙醇冻结组的27.80%、超低温冻结组的23.89%和复配载冷剂冻结组的22.41%（ P ＜0.05）。空气冻结组冷冻速率为0.25cm/h，属于慢速冷冻 ，缓慢跨越最大冰晶生成带导致了细胞间及细胞内产生大冰晶，破坏了细胞的结构和完整性，增加了水分的流动性，在加热作用下更易失水，以此来降低了持水能力。由图2C可知，空气冻结组鱼肉的离心损失率最高，其原因很可能是冻结过程中鱼肉蛋白质的化学结构发生变化，引起肌肉组织持水力下降。另外，冻结过程中，冰晶的形成使细胞受到一定的机械损伤，导致肌纤维损伤，也会引起持水力下降。空气冻结与超低温冻结、复配载冷剂冻结、乙醇冻结相比冻结速率最慢，形成的冰晶大，细胞结构破坏程度大，导致持水性低于其他3组。
如图3所示，不同冷冻组处理样品之间的结合水含量无显著差异。与其他3 组相比，在复配载冷剂组中，对应T2为10～100ms的不易流动水峰面积所占比例最大表明其不易流动水相对含量最高。这是由于复配载冷剂冷冻速率快（8.20 cm/h），通过最大冰晶生成带时间短（2.17min），快速冷冻过程中形成了细小均匀的小冰晶，减小了冰晶形成和晶体生长对细胞的损伤，减缓了不易流动水向自由水的迁移。
由表2可知，复配载冷剂冻结组的鱼肉硬度为（4911.28±56.96）g，明显高于其他3组（ P ＜0.05）。这是因为快速跨越最大冰晶生成带有效减小了冰晶对肌肉组织架构造成的损伤，此外，较高的冷冻速率也某些特定的程度地抑制了蛋白酶和微生物的活性，因此复配载冷剂冻结组鱼肉硬度下降缓慢。超低温冻结与复配载冷剂有类似的保持肌肉组织弹性的特点，这与超低温的冻结温度有关，相比空气冻结组，超低温冻结能够以更大的温差加快鱼肉与冷空气的传热过程，因此鱼肉的弹性保持较好。空气冷冻鱼肉胶着性、咀嚼性明显低于其他3组（ P ＜0.05），乙醇冷冻组和复配载冷剂组较高的冷冻速率有利于保持海鲈鱼的胶着性、咀嚼性。
由图4可知，空气冻结组鱼肉肌纤维之间的间隙较大，部分肌纤维与肌节分离，这是由于慢速冷冻作用下形成了形状不规则的大冰晶，从而加速了肌肉组织的损伤。与其他3组相比，复配载冷剂组鱼肉的肌纤维之间排列更为整齐且紧密，这是由于快速冻结过程中，密集成核现象，形成了大量的细小冰晶，有利于保持肌肉组织结构。
由图5A可知，不同冷冻方式处理鱼肉pH值差异不显著，表明冷冻解决方法对鱼肉pH值影响较小。这原因是各组鱼肉冷冻及解冻处理过程中乳酸、磷酸的积累及三磷酸腺苷的降解程度接近。如图5B所示，复配载冷剂组鱼肉的TVB-N含量为14.03 mg/100g，明显低于空气冻结处理组，表明采用载冷剂液体冻结海鲈鱼对保持鱼肉新鲜度更具优势。这是因为复配载冷剂的快速冷冻过程抑制了鱼肉中的内源酶活力及微生物的生长，以此来降低了鱼肉蛋白的降解，更加有助于保持冷冻鱼肉的品质。总体而言，在不同冷冻解决方法下，液体冷冻相比空气冻结及超低温冻结表现出更好的保持鱼肉鲜度的优势，复配载冷剂冻结相较乙醇冻结，对保持鱼肉的新鲜度更有效。
如图6所示，每种冷冻方式处理的鱼肉样品均呈现2个吸热峰。其中，峰I为肌球蛋白的热变性温度，峰II为肌动蛋白的热变性温度 。由表3可知，复配载冷剂冻结鱼肉肌球蛋白和肌动蛋白的变性温度高于其他组，但差异不显著（ P ＞0.05）。观察各组变性焓值不难发现，复配载冷剂冻结鱼肉肌动蛋白的变性焓值明显高于其他组（ P ＜0.05），表明复配载冷剂冻结鱼肉蛋白质变性更难，组织中蛋白结构更稳定。这是由于液体冷冻的冻结速率更快，低温速冻有助于形成均匀冰晶，肌肉组织损伤更小，更利于维持鱼肉蛋白质的热稳定性。
乙醇、丙二醇、海藻糖水溶液作为复配载冷剂明显提高了海鲈鱼的冷冻速率，缩短跨越最大冰晶生成带时间，肌肉组织间形成了细小冰晶，有利于保持肌肉组织架构。同时，复配载冷剂处理减少了鱼肉肌肉组织中不易流动水向自由水的迁移，表现出更好的保持鱼肉鲜度的优势，且蛋白质结构更稳定。本研究之后发现含体积分数20%乙醇、体积分数20%丙二醇、5g/100mL海藻糖的水溶液作为复配载冷剂可以有效减缓冷冻海鲈鱼的品质劣变，为低温液态速冻技术在水产品中的进一步开发应用及冷冻水产品的冻藏品质保持提供了参考。
我国是水产品生产大国，2021年我国水产品总产量达到6 690.29万吨，已连续多年居世界首位。然而由于水产品的高蛋白、高水分含量及中性pH值等特点，捕获后极易在微生物及内源酶的用下发生腐败，造成资源浪费及经济损失。作为传统、有效的保鲜方式，冷冻保鲜在各类水产品中得到普遍应用。
载冷剂是低温液态速冻技术的核心，通化师范学院食品科学与工程学院的赵茜、盖雨欣、孙海涛*等以乙醇、丙二醇、海藻糖配制低温液态速冻载冷剂，结合空气冻结、超低温冻结、乙醇冻结等处理预包装的海鲈鱼，比较不同冷冻方式对海鲈鱼肌肉组织持水力、水分迁移、微观结构、新鲜度及蛋白质热稳定性的影响，旨在确定海鲈鱼的适宜冷冻方式，为水产品低温液态速冻及冻品质量保持提供依据。
如图1所示，空气冻结、超低温冻结、乙醇冻结组鱼肉的冻结曲线呈现先下降、逐渐平缓和再下降3个阶段，而复配载冷剂冻结处理的鱼肉冻结曲线呈现近乎直线下降的趋势。复配载冷剂冻结、乙醇冻结组冻结速率分别为8.20cm/h和6.25 cm/h，分别是空气冻结速率（0.25cm/h）的32.80倍和25.00倍。这是由于液体冷冻的复配载冷剂及乙醇传热系数远高于冷空气的传热系数。4 组冻结方式中，复配载冷剂的冷冻速率最快，其原因是鲈鱼鱼片与乙醇、丙二醇、海藻糖组成的载冷剂之间的传热系数最大，冷冻处理下鱼片中心温度迅速下降，大幅度提高了鲈鱼鱼片的冷冻速率。－1～－5 ℃为最大冰晶生成带，是影响冷冻水产品质量的主要温度区间。由表1可知，空气冻结、超低温冻结、复配载冷剂冻结、乙醇冻结跨越最大冰晶生成带的时间（即相变时间）分别为166.67、20.50、2.17 min和7.50 min，可见复配载冷剂冻结组耗时最短。这进一步说明，液体冷冻可通过非间接接触的换热方式增强冷冻液和鱼片间的热交换速率，并且相比乙醇冻结组，乙醇、丙二醇、海藻糖水溶液的复配载冷剂对缩短跨越最大冰晶生成带时间、保持鱼肉品质更有效。
如图2A所示，经空气冻结、超低温冻结、复配载冷剂冻结、乙醇冻结的海鲈鱼解冻损失率分别为4.51%、4.31%、3.47%、4.26%，其中复配载冷剂组样品的解冻损失率最低（ P ＜0.05）。复配载冷剂冻结速率快，通过最大冰晶生成区的时间短，生成的冰晶密度很小且分布均匀，这减少了低温冷冻对肌肉组织架构的损伤，并减少了解冻过程中汁液的渗出。对于与复配载冷剂体积相同的乙醇溶液，同等状态下其强挥发性影响了载冷剂与鱼肉间的传热效率，其跨过最大冰晶生成带的时间相对延长，影响鱼肉组织架构，形成的大冰晶更易导致肌纤维损伤，进而导致解冻损失较高。冻结方式对鱼肉蒸煮损失率的影响如图2B所示，其中，空气冻结组海鲈鱼的蒸煮损失最高，为30.44%，明显高于乙醇冻结组的27.80%、超低温冻结组的23.89%和复配载冷剂冻结组的22.41%（ P ＜0.05）。空气冻结组冷冻速率为0.25cm/h，属于慢速冷冻 ，缓慢跨越最大冰晶生成带导致了细胞间及细胞内产生大冰晶，破坏了细胞的结构和完整性，增加了水分的流动性，在加热作用下更易失水，以此来降低了持水能力。由图2C可知，空气冻结组鱼肉的离心损失率最高，其原因很可能是冻结过程中鱼肉蛋白质的化学结构发生变化，引起肌肉组织持水力下降。另外，冻结过程中，冰晶的形成使细胞受到一定的机械损伤，导致肌纤维损伤，也会引起持水力下降。空气冻结与超低温冻结、复配载冷剂冻结、乙醇冻结相比冻结速率最慢，形成的冰晶大，细胞结构破坏程度大，导致持水性低于其他3组。
如图3所示，不同冷冻组处理样品之间的结合水含量无显著差异。与其他3 组相比，在复配载冷剂组中，对应T2为10～100ms的不易流动水峰面积所占比例最大表明其不易流动水相对含量最高。这是由于复配载冷剂冷冻速率快（8.20 cm/h），通过最大冰晶生成带时间短（2.17min），快速冷冻过程中形成了细小均匀的小冰晶，减小了冰晶形成和晶体生长对细胞的损伤，减缓了不易流动水向自由水的迁移。
由表2可知，复配载冷剂冻结组的鱼肉硬度为（4911.28±56.96）g，明显高于其他3组（ P ＜0.05）。这是因为快速跨越最大冰晶生成带有效减小了冰晶对肌肉组织架构造成的损伤，此外，较高的冷冻速率也某些特定的程度地抑制了蛋白酶和微生物的活性，因此复配载冷剂冻结组鱼肉硬度下降缓慢。超低温冻结与复配载冷剂有类似的保持肌肉组织弹性的特点，这与超低温的冻结温度有关，相比空气冻结组，超低温冻结能够以更大的温差加快鱼肉与冷空气的传热过程，因此鱼肉的弹性保持较好。空气冷冻鱼肉胶着性、咀嚼性明显低于其他3组（ P ＜0.05），乙醇冷冻组和复配载冷剂组较高的冷冻速率有利于保持海鲈鱼的胶着性、咀嚼性。
由图4可知，空气冻结组鱼肉肌纤维之间的间隙较大，部分肌纤维与肌节分离，这是由于慢速冷冻作用下形成了形状不规则的大冰晶，从而加速了肌肉组织的损伤。与其他3组相比，复配载冷剂组鱼肉的肌纤维之间排列更为整齐且紧密，这是由于快速冻结过程中，密集成核现象，形成了大量的细小冰晶，有利于保持肌肉组织结构。
由图5A可知，不同冷冻方式处理鱼肉pH值差异不显著，表明冷冻解决方法对鱼肉pH值影响较小。这原因是各组鱼肉冷冻及解冻处理过程中乳酸、磷酸的积累及三磷酸腺苷的降解程度接近。如图5B所示，复配载冷剂组鱼肉的TVB-N含量为14.03 mg/100g，明显低于空气冻结处理组，表明采用载冷剂液体冻结海鲈鱼对保持鱼肉新鲜度更具优势。这是因为复配载冷剂的快速冷冻过程抑制了鱼肉中的内源酶活力及微生物的生长，以此来降低了鱼肉蛋白的降解，更加有助于保持冷冻鱼肉的品质。总体而言，在不同冷冻解决方法下，液体冷冻相比空气冻结及超低温冻结表现出更好的保持鱼肉鲜度的优势，复配载冷剂冻结相较乙醇冻结，对保持鱼肉的新鲜度更有效。
如图6所示，每种冷冻方式处理的鱼肉样品均呈现2个吸热峰。其中，峰I为肌球蛋白的热变性温度，峰II为肌动蛋白的热变性温度 。由表3可知，复配载冷剂冻结鱼肉肌球蛋白和肌动蛋白的变性温度高于其他组，但差异不显著（ P ＞0.05）。观察各组变性焓值不难发现，复配载冷剂冻结鱼肉肌动蛋白的变性焓值明显高于其他组（ P ＜0.05），表明复配载冷剂冻结鱼肉蛋白质变性更难，组织中蛋白结构更稳定。这是由于液体冷冻的冻结速率更快，低温速冻有助于形成均匀冰晶，肌肉组织损伤更小，更利于维持鱼肉蛋白质的热稳定性。
乙醇、丙二醇、海藻糖水溶液作为复配载冷剂明显提高了海鲈鱼的冷冻速率，缩短跨越最大冰晶生成带时间，肌肉组织间形成了细小冰晶，有利于保持肌肉组织架构。同时，复配载冷剂处理减少了鱼肉肌肉组织中不易流动水向自由水的迁移，表现出更好的保持鱼肉鲜度的优势，且蛋白质结构更稳定。本研究之后发现含体积分数20%乙醇、体积分数20%丙二醇、5g/100mL海藻糖的水溶液作为复配载冷剂可以有效减缓冷冻海鲈鱼的品质劣变，为低温液态速冻技术在水产品中的进一步开发应用及冷冻水产品的冻藏品质保持提供了参考。
