冷冻因素对水产品品质的影响及冷冻保鲜的研究进展

水产品具有丰富的营养价值及其特殊的口感和风味,丰富了人们的日常饮食,使得对水产品的需求日益增加。冷冻是水产品保藏的手段之一,冷冻贮藏方式对水产品运输和保藏具有重要意义,但产品在冷冻过程中容易受到冰晶带来的机械损伤,造成贮藏过程中品质劣变,降低营养价值,所以水产品在冷冻时,需采用先进的冷冻技术或保鲜剂细化冰晶,使冰晶分布均匀,降低损伤,维持水产品在贮藏过程中的品质,从而达到在大批量流通过程中保持良好的品质。因此,该文通过对新型冷冻技术与传统冷冻技术对比、影响冷冻水产品品质的因素和冷冻水产品品质保持三方面进行阐述,总结了这三方面的发展现状以及取得的成果,并对未来冷冻水产品冷冻保鲜技术进行了展望,以期为未来水产品的贮藏保鲜研究提供充足的理论基础。     

冰晶的形成和影响因素及其对水产品品质的影响

分析了影响冰晶形态特征的4种因素，以及添加糖类、抗冻蛋白、抗冻肽和具有冰重结晶抑制活性的聚合物等控制冰晶的方法；阐述了冻结对水产品水分、质构、颜色和蛋白质等品质的影响，并提出了冷冻水产品目前的研究热点，以期为提高冻结水产品的品质提供理论参考。     

水产品中冰晶重结晶机理及控制方法的研究进展

冷冻处理已被广泛用于延长水产品的货架期,但是冰晶重结晶会不可避免地降低水产品品质。冰晶重结晶会影响冰晶尺寸和分布,加剧水分流失、蛋白质和脂质氧化、颜色变化和质构劣变。为了深入阐述水产品中冰晶重结晶的机理,本文首先总结了驱动冰晶重结晶的积聚、迁移和表面等渗的机制,介绍了冰晶重结晶对水产品品质的影响及其变化原因,分析了抑制冰晶重结晶的措施及其机制,包括添加糖类、抗冻蛋白、抗冻肽和具有冰重结晶抑制活性的聚合物,并对其在冷冻水产品中应用前景进行了展望,以期为优化冷冻水产品品质提供理论依据。     

抗冻蛋白的制备及对冷冻面筋蛋白的改良研究进展

冷冻面团在运输储藏过程中,温度波动引起的冰晶生长和重结晶会导致面团品质劣变,致使最终产品感官特性变差,消费性下降,这限制了冷冻面团的大规模应用。面筋蛋白作为冷冻面团的重要组分,在冻藏过程中冰晶对其特性的影响与冷冻面团的品质密切相关。抗冻蛋白（AFPs）能够与冰晶结合,调控冰晶生长行为,对冷冻面筋蛋白有着很好的改良效果。但生物体内的天然AFPs含量少,提取纯化困难,这使AFPs一直以来难以实现工业化生产与应用,因此,探寻合适的制备方法提高AFPs的产量对于AFPs的发展是至关重要的。本文即综述了AFPs的生产现状及对冷冻面筋蛋白的改良研究,以期为AFPs在冷冻面制品中的应用提供理论基础。     

水-冰-水动态变化引起冷冻肉类食品品质变化机理及控制技术研究进展

低温冷冻是最古老、应用最广泛和最经济有效的肉类食品保鲜方法,但肉类食品经过冻结、冻藏和解冻后,其中80%的水分经历水-冰-水两次相变,冰晶的形成以及后续冰晶的融化会破坏肌细胞结构,使肌肉主要成分如蛋白质和脂肪发生氧化,导致冷冻肉类食品保水性降低、颜色变暗、组织软塌和营养价值减少或丧失。因此,本文拟从水-冰-水动态变化角度概述冰晶的形成和生长过程（冰晶的成核、生长和重结晶）;分析不同温度和过饱和度下冰晶的形态、冻融引起肌肉中发生水-冰-水动态变化的过程;重点综述水-冰-水动态变化迫使冷冻肉微观结构、保水性、氧化稳定性（脂肪氧化、蛋白质氧化和构象改变）以及感官品质（质构、色泽和风味）发生劣变的机理;简述目前一些提升冷冻肉类食品品质的新兴冷冻技术（超声波技术、高压技术、电磁场技术以及添加抗冻剂）,为提高冷冻肉类食品品质及工业化生产提供科学理论依据。     

冷冻温度与冷冻中心温度对冷冻面团面条品质的影响

冷冻面团技术广泛运用于面制品的工业化生产中，然而冷冻面团技术在应用过程中仍然会存在缺陷，导致冷冻面团以及最终成品品质的劣变。在本研究中，利用差示扫描量热法(DSC)分析了面团冷冻过程中热特性的变化，研究了不同冷冻温度和冷冻中心温度对面条冷冻面团与最终面条品质的影响，从而确定最佳的冷冻温度和冷冻中心温度。结果表明，相较于-20℃，-30与-40℃的冷冻速率分别为-0.44、-0.51℃·min^-1，冷冻速率较快，中心温度降至-18℃耗时较短，通过最大冰晶生成带的时间最短，形成的冰晶体积较小较为均匀。面团的可冻结水含量与面条的蒸煮损失率在-30℃时降至最低，-30与-40℃的冻结条件下，吸水率与感官得分并未出现显著性差异(P>0.05)，面条的剪切力、硬度、弹性、咀嚼性随着冷冻温度的降低在-30℃达到最大值，而粘附性无显著性差异(P>0.05)，在-18℃的冷冻中心温度下，面条冷冻面团的可冻结水含量最少，冷冻面团面条的蒸煮损失率、吸水率最低、质构特性最好，感官得分最高。本研究为工业上提高面条冷冻面团品质提供参考。     

影响肉类食品冷冻质量的因素

冷冻肉类食品在不同的冷冻条件下会有不同的品质变化。食品的冻结温度,冻结曲线,最大冰晶生成带速度,及冷冻中的玻璃化转变及转变温度,都对食品组织结构,对蛋白质的冻结变性,对食品的外观,风味,营养等都构成了直接的影响。     

冷冻水产品脂肪和蛋白质氧化及其控制措施研究进展

水产品因其味道鲜美、风味独特且具有较高的营养价值深受消费者欢迎。水产品的内源酶活性高并携有大量微生物,易发生腐败变质,冷冻可以有效延长其货架期,并减少水产品的地域和季节差异性。在冷冻条件下肌肉组织中微生物生长繁殖和生化反应速度得到一定程度抑制,但水产品品质劣化依然是一个累积的、不可逆的过程,必须采取有效措施改善冷冻水产品品质。一般认为,冷冻水产品中冰晶的形态和分布、蛋白质变性等因素决定其品质。近年来,研究表明肌肉中生物大分子氧化主要是脂肪和蛋白质氧化,这是影响水产品品质的重要原因,也是食品化学领域的研究热点。因此,本文概述了冷冻水产品中脂肪和蛋白质氧化的机理,及其对水产品品质的影响,并在此基础上从氧化角度总结了冷冻水产品品质调控方面的最新研究进展,以期为改善冷冻水产品品质提供理论参考。     

果汁冷冻浓缩过程中冰晶形成规律的研究

本研究测定了橙汁和菠萝汁的冰点曲线,并以此探讨在果汁冷冻浓缩时水分冻结率的变化规律。结果表明,果汁在开始冻结的温度附近结冰率变化最大;以后逐渐减慢。橙汁和菠萝汁的最大冰晶生成区分别是-0.8～-7.9℃和-0.7～-6.7℃。冷却介质温度越低,冰晶的生长速度越快,但最终冰晶尺寸越小。当介质温度为-10℃左右时,可获得较大的冰晶尺寸。本文也研究了搅拌作用及果汁预处理因素对冰晶生长的影响。     

几种冷冻新技术对食品冻结过程中冰晶形成的影响

冷冻技术在现代食品加工工业中起着十分重要的作用,水结晶是冷冻过程的关键步骤。文章介绍几种冷冻新技术对食品冻结过程中水结晶的影响的研究进展,包括高压冷冻、超声波冷冻、渗透脱水冷冻、抗冻蛋白、冰核活性蛋白以及其它冷冻新技术。并阐述这些新技术对冰晶的影响机制,旨在能够更好地了解、预测及控制水结晶的过程,并进一步改进冷冻过程和提高冷冻食品的品质。     

水产品冻结贮藏中冰晶的形成及控制研究进展

冻结贮藏是目前水产品保藏的重要方式,最大程度地保留了水产品的新鲜程度。而冻结贮藏的过程中冰晶的生成会对水产品品质产生破坏,影响风味和质构。冻品再解冻又会导致大量汁液流失。本文对冰晶形成的机理进行探讨,分析影响冰晶生成的因素,并介绍目前控制水产品冰晶形成的一些方法。影响冰晶形成的因素有冻结速率、冻结温度、温度波动等,控制冰晶形成的方法有微冻、压力转移冻结等。     

Effect of freezing temperature on the color of frozen salmon

New freezing methods developed with the purpose of improved product quality after thawing can sometimes be difficult to get accepted in the market. The reason for this is the formation of ice crystals that can give the product a temporary color loss and make it less appealing. We have here used microscopy to study ice crystal size as a function of freezing temperature by investigating the voids in the cell tissue left by the ice crystals. We have also investigated how freezing temperature affects the color and the visible absorption spectra of frozen salmon. Freezing temperatures previously determined to be the best for quality after thawing (-40 to -60 °C) were found to cause a substantial loss in perceived color intensity during frozen state. This illustrated the conflict between optimal freezing temperatures with respect to quality after thawing against visual appearance during frozen state. Low freezing temperatures gave many small ice crystals, increased light scattering and an increased absorption level for all wavelengths in the visible region. Increased astaxanthin concentration on the other hand would give higher absorption at 490 nm. The results showed a clear potential of using visible interactance spectroscopy to differentiate between poor product coloration due to lack of pigmentation and temporary color loss due to light scattering by ice crystal. This type of measurements could be a useful tool in the development of new freezing methods and to monitor ice crystal growth during frozen storage. It could also potentially be used by the industry to prove good product quality. PRACTICAL APPLICATION: In this article we have shown that freezing food products at intermediate to low temperatures (-40 to -80 °C) can result in paler color during frozen state, which could affect consumer acceptance. We have also presented a spectroscopic method that can separate between poor product color and temporary color loss due to freezing.     

速冻食品的冰晶形态及辅助冻结方法研究进展

文章简述了食品速冻技术以及不同冻结速度下形成的冰晶形态及观测冰晶的方法,综述了压力辅助冻结、电场辅助冻结以及磁场辅助冻结等技术在近几年的研究进展。直接法能直接观察到冻结过程形成的冰晶,而间接法则是通过观察冻结后冰晶在食品内部留下的间隙来分析冰晶特征。压力辅助冻结能提高过冷度,在压力释放时水分瞬间冻结,使形成的冰晶细小且分布均匀;电场辅助冻结能降低成核温度促使形成更小尺寸的冰晶;磁场辅助冻结能增强氢键抑制冰晶的生长,3种辅助冻结方式有利于提高冷冻食品的品质,具有良好的应用前景。     

物理场技术在水产品冷冻冷链中的应用

在冷链流通过程中, 对新鲜水产品进行冷冻处理能够大大提高其保质期。然而, 传统的冷冻和解冻方法有传热效率低、耗时较长的缺陷, 且难以控制冰晶对食品原料的损伤。所以冷冻水产品经常会面临一系列的质量问题, 如质构劣化、蛋白质变性、持水能力下降等。因此有必要采用高效的冷冻/解冻技术以防止品质劣变。相比于传统方法, 基于物理场(如高压、超声、电场等)的新型冷冻和解冻技术具有高冷冻/解冻速率、低能耗、对产品品质维持更好等优点。本文综述了近年来物理场技术在水产品中的应用, 分析了它们各自的原理、特点、缺陷及未来的发展趋势, 为这些新技术在水产品冷冻冷链中的应用提供相关参考。     

冰淇淋成分抑制冰晶重结晶机制及研究技术

冰淇淋的品质受到冷冻过程中产生冰晶的大小和数量的影响,冰晶重结晶形成的大冰晶的形成对使冰淇淋的感官特性和质地产生负面影响 质地粗糙,冰晶感强,失去了冰淇淋应有的光滑细腻感。为了提高冰淇淋的品质和储存稳定性,本文深入阐述了冰晶重结晶的过程机理,首先总结了冰晶的三个过程,介绍了用于冰淇淋低温保护的成分,包括膳食纤维 、酶类物质、冰结构蛋白、膳食纤维等多糖类稳定剂等,提出多糖类稳定剂是目前抑制冰晶生长重结晶较为有效的方法,成本低廉。本文同时总结了国内外研究冰淇淋重结晶的常用技术,分析了抑制冰晶重结晶的措施及机制,包括低温光学显微技术、聚焦光束反射技术和低场核磁共振技术,其中,低温光学显微技术是最有效的技术手段,该技术和其它技术的结合为优化冰淇淋品质提供理论依据,以期为冰淇淋研发人员和生产厂家制作良好冻稳定性冰淇淋的提供理论依据和技术参考。     

Influence of the pressure shift freezing and thawing on the microstructure of largemouth bass

The objective of this study was to use a new self-cooling laboratory system for carrying out the pressure shift freezing (PSF) and evaluate the influence of PSF at 150 MPa on the microstructural properties of largemouth bass relative to liquid immersion freezing (LIF) and conventional air freezing (CAF). CAF, LIF and PSF showed average total freezing times of 176 ± 7.4, 65.3 ± 6.8 and 23.2 ± 3.1 min, and the cross sectional area of ice crystals in the muscle were 1002 ± 778, 501 ± 248 and 143 ± 50.6 μm², respectively, demonstrating a significant reduction in crystal size to be associated with PSF. It was observed that damage caused by the ice crystals during the freezing to the muscle microstructure was irreversible. The thawing and cooking losses of largemouth bass after the freezing were lower for PSF as compared to the other two freezing methods. PSF reduced the damage to myocytes and resulted in lower drip loss due to reduced microstructure disruption due to their small ice crystals, thereby maintaining the muscle tissue to better retain the fluids. Color and texture properties were less affected by PSF.Industrial relevanceFreezing is the most used preservation method for aquatic products. Rapid freezing results in better texture retention while the slow freezing damages the product texture because of the formation of extracellular large ice crystals developed during the freezing process. Thus, the nature of freezing affects the quality of frozen foods. Successful freezing processes aim at employing rapid freezing conditions which result in the formation of small ice crystals. Pressure shift freezing (PSF) is a novel technique with advantages of high degree of super-cooling, short phase transformation time, and results in very small ice crystals. This study makes use of a laboratory self-cooling system to carryout PSF of largemouth bass. This cooling system overcomes the limitation of previous studies on PSF which are expensive, limited to small size and impractical for commercial exploitations. The cooling system employed in this study can be easily adapted to large-scale production of PSF aquatic products. Test results provide a basis for the commercial exploitation of PSF for largemouth bass and such other aquatic foods for driving the quality advantage.     

静电场对冷冻食品冰晶生长影响的相场法模拟

目的:探究外加静电场对食品冷冻过程中冰晶生长的影响规律.方法:基于相场法中经典的Kobayashi模型,将电场自由能密度引入相场模型,采用有限差分法五点差分格式离散偏微分方程,编程实现了冰晶生长的模拟及可视化.结果:模拟结果和其他模拟结果以及试验结果呈现的冰晶组织特征一致,冰晶形态具有典型的六重对称性;随着电场强度的增...