冷凍水產(chǎn)品冷鏈流通過(guò)程中品質(zhì)變化 及調(diào)控技術(shù)研究進(jìn)展

韓昕苑，樊震宇，從嬌嬌，姜晴晴，王錫昌*

（上海海洋大學(xué)食品學(xué)院，上海水產(chǎn)品加工及貯藏工程技術(shù)研究中心， 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部水產(chǎn)品貯藏保鮮質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估實(shí)驗(yàn)室，上海 201306）

我國(guó)水域面積廣闊，水產(chǎn)品資源豐富。2019年全國(guó)水產(chǎn)品總產(chǎn)量達(dá)6 480.36萬(wàn) t，按當(dāng)年市場(chǎng)行情計(jì)算，2019年全國(guó)漁業(yè)經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值為26 406.50億 元，總產(chǎn)量 及總經(jīng)濟(jì)價(jià)值近5 年來(lái)均呈持續(xù)上升的趨勢(shì)[1]。水產(chǎn)品因其豐富的營(yíng)養(yǎng)及獨(dú)特的風(fēng)味而深受消費(fèi)者喜愛(ài)。水產(chǎn)品中富含蛋白質(zhì)（15%～20%）及人體必需氨基酸，雖脂肪 含量低（低于5%），但富含對(duì)大腦生長(zhǎng)有益的高度不飽和脂肪酸，長(zhǎng)期食用對(duì)人體健康十分有益[2-4]；此外，水產(chǎn)品還具有肉質(zhì)細(xì)膩、熱量低、消化率高等特點(diǎn)，因此成為新時(shí)代餐桌上的食用佳品。

冷凍是目前調(diào)節(jié)水產(chǎn)品在不同季節(jié)和不同區(qū)域滿(mǎn)足消費(fèi)者需求的重要手段，2019年全國(guó)冷凍水產(chǎn)品達(dá) 1 532.27萬(wàn) t，占水產(chǎn)品總產(chǎn)量的23.64%[1]。然而現(xiàn)今國(guó)內(nèi)冷鏈技術(shù)管理尚不完善，冷凍水產(chǎn)品在長(zhǎng)途運(yùn)輸、貯藏及銷(xiāo)售過(guò)程中，環(huán)境中溫度的波動(dòng)造成冷凍水產(chǎn)品出現(xiàn)反復(fù)凍融現(xiàn)象。凍融會(huì)直接導(dǎo)致冷凍水產(chǎn)品肌肉中的冰晶發(fā)生重結(jié)晶現(xiàn)象，冰晶的大小和形態(tài)發(fā)生變化，細(xì)微的冰晶會(huì)依附于大冰晶形成更大的冰晶，冰晶生長(zhǎng)過(guò)程中水分的遷移會(huì)奪走與蛋白質(zhì)表面結(jié)合的水，蛋白質(zhì)之間相互作用增強(qiáng)和二硫鍵的暴露造成蛋白質(zhì)聚集變性，溶解度下降[5]，冰晶體積的變化也會(huì)造成細(xì)胞膜破裂，促進(jìn)氧化物質(zhì)釋放（血紅素鐵離子）可加劇脂肪氧化[6]， 且在凍融后冰晶升華，肌肉產(chǎn)生海綿狀孔隙，脂肪與空氣接觸面增大也會(huì)加劇脂肪氧化，同時(shí)冰晶的生長(zhǎng)會(huì)給肌肉肌纖維帶來(lái)不可逆的機(jī)械損傷，使肌肉組織結(jié)構(gòu)遭到破壞，從而引起解凍時(shí)大量的汁液流失、肌肉質(zhì)構(gòu)變差、色澤變暗、風(fēng)味變差、營(yíng)養(yǎng)流失等一系列品質(zhì)劣化現(xiàn)象，最終導(dǎo)致水產(chǎn)品食用品質(zhì)下降[7-10]。為了改善這種劣變，可采用新型凍結(jié)方式、減少冷鏈流通過(guò)程中溫度的波動(dòng)、通過(guò)添加物減緩凍融帶來(lái)的品質(zhì)變化，也可以采用不同的解凍方式以改善解凍后水產(chǎn)品的品質(zhì)。

本文綜述了冷鏈流通過(guò)程中不同程度的溫度波動(dòng)（未發(fā)生完全凍融）以及反復(fù)凍融對(duì)冷凍水產(chǎn)品肌肉品質(zhì)的影響（包括新鮮度的變化、感官品質(zhì)的變化、風(fēng)味物質(zhì)的變化），并分析了冷凍水產(chǎn)品冷鏈流通過(guò)程中的品質(zhì)劣化機(jī)理，最后總結(jié)了一些改善冷凍水產(chǎn)品品質(zhì)的新技術(shù)，以期為冷凍水產(chǎn)品流通、貯藏過(guò)程中的品質(zhì)研究提供參考。

1 冷凍水產(chǎn)品冷鏈流通過(guò)程中的品質(zhì)變化

冷凍水產(chǎn)品在冷鏈流通過(guò)程中會(huì)受環(huán)境的影響發(fā)生溫度波動(dòng)，而溫度波動(dòng)會(huì)造成水產(chǎn)品的凍融現(xiàn)象，水產(chǎn)品的中心溫度由凍藏溫度-20 ℃升溫至中心溫度為4 ℃稱(chēng)為一次完整的凍融過(guò)程[11]；在實(shí)際的冷鏈流通過(guò)程中并不一定會(huì)發(fā)生多次完整的凍融，也可能僅僅有小范圍少次數(shù)的溫度波動(dòng)。所以研究過(guò)程中，一部分學(xué)者模擬水產(chǎn)品在冷鏈流通過(guò)程中溫度的波動(dòng)，并研究其對(duì)水產(chǎn)品肌肉品質(zhì)造成的影響[12-14]，另一部分學(xué)者將溫度波動(dòng)極限化，研究反復(fù)凍融對(duì)水產(chǎn)品肌肉品質(zhì)的影響。

1.1 溫度波動(dòng)對(duì)冷凍水產(chǎn)品品質(zhì)的影響

國(guó)內(nèi)外對(duì)冷鏈流通過(guò)程中水產(chǎn)品品質(zhì)變化的研究主要集中在模擬冷鏈流通過(guò)程中的環(huán)境溫度波動(dòng)對(duì)冷凍水產(chǎn)品品質(zhì)的影響，表1列舉了不同程度的溫度波動(dòng)對(duì)冷凍水產(chǎn)品品質(zhì)的影響。大部分研究集中在發(fā)生溫度波動(dòng)時(shí)水產(chǎn)品微生物指標(biāo)和新鮮度指標(biāo)的變化上，可得出結(jié)論：溫度波動(dòng)會(huì)導(dǎo)致水產(chǎn)品的總揮發(fā)性鹽基氮（total volatile basic nitrogen，TVB-N）含量和菌落總數(shù)均顯著增大，溫度波動(dòng)范圍越大，水產(chǎn)品品質(zhì)劣變?cè)矫黠@[12,14]； 也有一部分研究測(cè)定了溫度波動(dòng)過(guò)程中理化指標(biāo)的變化，其中持水力等指標(biāo)均顯著變化[13-14]；有研究發(fā)現(xiàn)溫度波動(dòng)使蛋白嚴(yán)重降解，但這種劣化需經(jīng)歷6 次及以上的溫度波動(dòng)才會(huì)顯著[13]，這可以歸結(jié)于冰晶的不同程度生長(zhǎng)[15]。

表1 不同程度的溫度波動(dòng)對(duì)冷凍水產(chǎn)品品質(zhì)的影響Table 1 Effects of different degrees of temperature fluctuation on the quality of frozen aquatic products

1.2 反復(fù)凍融對(duì)冷凍水產(chǎn)品品質(zhì)的影響

大部分的學(xué)者在研究過(guò)程中會(huì)將冷鏈流通過(guò)程中的溫度波動(dòng)極限化，直接探究反復(fù)凍融對(duì)冷凍水產(chǎn)品品質(zhì)的影響，可使溫度波動(dòng)對(duì)冷凍水產(chǎn)品品質(zhì)的影響放大，從而更直觀、更明顯地觀測(cè)其品質(zhì)的變化。

色澤是最能直觀影響消費(fèi)者接受度和購(gòu)買(mǎi)欲的品質(zhì)指標(biāo)之一。根據(jù)表2可以發(fā)現(xiàn)，大部分情況下隨著凍融次數(shù)的增加，亮度L*值和白度呈顯著降低的趨勢(shì)，即反復(fù)凍融導(dǎo)致水產(chǎn)品肌肉顏色變暗且白度下降，肌肉汁液流失和肌原纖維保水性下降，會(huì)改變肌肉的光學(xué)特性[16]。b*值隨凍融次數(shù)的增加呈顯著升高的趨勢(shì)，這說(shuō)明水產(chǎn)品的肌肉在反復(fù)凍融過(guò)程中越來(lái)越趨近于黃色，這與肌肉的脂質(zhì)氧化有關(guān)[25]。

表2 反復(fù)凍融對(duì)冷凍水產(chǎn)品品質(zhì)的影響Table 2 Effects of repeated freezing-thawing cycles on the quality of frozen aquatic products

質(zhì)構(gòu)一般通過(guò)觸覺(jué)感知，消費(fèi)者可能用手觸摸生鮮水產(chǎn)品的肌肉，也可能用口腔和牙齒觸碰熟制水產(chǎn)品的肌肉。根據(jù)表2可以發(fā)現(xiàn)，在反復(fù)凍融過(guò)程中，水產(chǎn)品肌肉的硬度和彈性均呈降低的趨勢(shì)，這是由于反復(fù)凍融過(guò)程中細(xì)胞內(nèi)外冰晶發(fā)生重結(jié)晶現(xiàn)象，肌肉組織結(jié)構(gòu)遭到破壞，因此呈現(xiàn)松散、軟爛的狀態(tài)[26-27]。

汁液損失是冷凍水產(chǎn)品在解凍過(guò)程及食用過(guò)程的重要品質(zhì)之一，主要反映為解凍損失和蒸煮損失，而通常通過(guò)離心損失率來(lái)側(cè)面反映肌肉組織的持水能力。根據(jù)表2可以發(fā)現(xiàn)，隨著凍融次數(shù)的增加，水產(chǎn)品肌肉的解凍損失率、蒸煮損失率以及離心損失率均顯著上升，這是由于反復(fù)凍融過(guò)程中冰重結(jié)晶形成的大冰晶會(huì)破壞肌肉組織[27]，同時(shí)蛋白質(zhì)在反復(fù)凍融過(guò)程中會(huì)發(fā)生交聯(lián)和 聚集[28]，其性狀發(fā)生改變，無(wú)法更好地與水結(jié)合，束縛水的能力減弱；因此不易流動(dòng)水向自由水遷移，汁液損失逐漸增加。

通過(guò)反復(fù)凍融過(guò)程中的K值[17]和TVB-N含量[20]可直觀評(píng)價(jià)魚(yú)肉的新鮮度，通過(guò)TBARS值[20,24]可直觀評(píng)價(jià)魚(yú)肉脂肪變性程度，TVB-N含量、K值、TBARS值增加即表明經(jīng)歷反復(fù)凍融后的冷凍水產(chǎn)品品質(zhì)下降。

2 冷凍水產(chǎn)品冷鏈流通過(guò)程中品質(zhì)劣化機(jī)理

水產(chǎn)品在冷鏈流通過(guò)程中溫度波動(dòng)引起的反復(fù)凍融會(huì)導(dǎo)致其品質(zhì)發(fā)生劣化，營(yíng)養(yǎng)成分流失，這一劣變過(guò)程是由于多種因素疊加共同造成的。其中最為重要的原因可歸納總結(jié)為冰晶重結(jié)晶、蛋白質(zhì)變性、脂肪氧化。

2.1 冰晶重結(jié)晶

在凍藏或冷鏈流通過(guò)程中，由于環(huán)境溫度的波動(dòng)，凍結(jié)的水產(chǎn)品會(huì)發(fā)生反復(fù)凍融的現(xiàn)象，溫度升高冰晶發(fā)生融化，溫度降低時(shí)融化的冰晶再次凍結(jié)，這一現(xiàn)象稱(chēng)為冰晶的重結(jié)晶。重結(jié)晶的過(guò)程中，細(xì)微的冰晶消失，聚集成大的冰晶，或附著到大的冰晶上形成更大的冰晶，冰晶數(shù)量減少，但個(gè)體尺寸增大，稱(chēng)為冰晶的生長(zhǎng)[29]。

如圖1所示，冰晶的生長(zhǎng)一般分為3 種形式：積聚、遷移和表面等滲。發(fā)生最多的形式是遷移，在溫度波動(dòng)過(guò)程中，溫度稍升高造成小冰晶融化，當(dāng)溫度再次降低時(shí)， 融化的小冰晶會(huì)重新依附到大冰晶上形成更大的冰晶，這就是冰晶的遷移；而溫度波動(dòng)更劇烈，甚至發(fā)生徹底反復(fù)凍融的過(guò)程中，兩個(gè)體積相近的冰晶同時(shí)發(fā)生融化再聚集到一起的形式即為冰晶的積聚；在表面等滲過(guò)程中，冰晶會(huì)從原有的圓形變成其他尖銳的不規(guī)則形狀。冰晶生長(zhǎng)過(guò)程中水分的遷移會(huì)奪走與蛋白質(zhì)表面結(jié)合的水，從而使蛋白質(zhì)功能基團(tuán)暴露，發(fā)生蛋白質(zhì)聚集變性，同時(shí)冰晶的生長(zhǎng)過(guò)程中體積變大、形狀變尖銳，擠壓蛋白質(zhì)分子從而破壞其結(jié)構(gòu)[30]，造成肌肉纖維不可逆的機(jī)械損傷，解凍時(shí)引起大量汁液流失，肌肉的感官和食用品質(zhì)下降，并且隨著凍融次數(shù)的增加，冰晶尺寸會(huì)進(jìn)一步增大，對(duì)肌肉纖維的損傷加劇，使肉的品質(zhì)顯著變差。

圖1 重結(jié)晶的3 種機(jī)制（積聚、遷移、表面等滲）[8]Fig.1 Three mechanisms of recrystallization (accretion, migration, and surface isomass)[8]

梁紅等[31]采用電子計(jì)算機(jī)斷層掃描后構(gòu)建肌肉3D圖像的方法觀察-18 ℃、-18 ℃升溫1 ℃再降溫1 ℃、 -18 ℃升溫5 ℃再降溫5 ℃、-18 ℃升溫10 ℃再降溫10 ℃ 4 組的冰晶形態(tài)及孔隙率。結(jié)果表明，隨著溫度波動(dòng)范圍的遞增，冰晶尺寸增大且數(shù)量減少，并形成較大的孔隙。Ullah等[32]探究了溫度波動(dòng)對(duì)冰晶生長(zhǎng)的影響，結(jié)果表明隨著溫度波動(dòng)范圍的增加，孔隙間合并幾率增加，冰晶的個(gè)體體積也隨之增大。

2.2 蛋白變性

水產(chǎn)品由于蛋白含量豐富而廣受喜愛(ài)，因此討論水產(chǎn)品中蛋白質(zhì)氧化變性與冷凍貯藏的相關(guān)性有重要意義。受溫度影響，冷凍會(huì)直接造成水產(chǎn)品肌肉蛋白變性，冷凍過(guò)程中，肌肉蛋白質(zhì)受物化因素影響，內(nèi)部高度規(guī)律的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，蛋白質(zhì)與水相作用力發(fā)生變化，蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)遭到破壞，造成蛋白變性；當(dāng)溫度波動(dòng)致使蛋白經(jīng)歷反復(fù)凍融時(shí)，冰晶的變化和脫水縮合會(huì)對(duì)蛋白質(zhì)天然纖維結(jié)構(gòu)（破壞肌原纖維蛋白的完整性、改變肌球蛋白空間構(gòu)象）造成不可逆的機(jī)械損傷，進(jìn)而影響鹽溶蛋白的含量、蛋白的凝膠特性、保水性等，結(jié)合水與肌肉中大分子蛋白骨架脫離，轉(zhuǎn)化為自由水，造成蛋白變性[33-35]。

冷藏期間蛋白受其他因素影響會(huì)間接造成氧化變性，如脂質(zhì)氧化誘導(dǎo)蛋白變性，有研究顯示脂質(zhì)氧化后產(chǎn)生的過(guò)氧化物及自由基（COO·、CO·等）會(huì)誘導(dǎo)蛋白氧化[36]。也有研究表明血紅蛋白會(huì)誘導(dǎo)蛋白變性，主要表現(xiàn)在高鐵肌紅蛋白中Fe3+過(guò)多積累可與過(guò)氧化物反應(yīng)，促使自由基向肌球蛋白傳遞、擴(kuò)散，使得氨基酸側(cè)鏈易受到攻擊，進(jìn)而導(dǎo)致蛋白變性。蛋白質(zhì)氧化會(huì)引起氨基酸側(cè)鏈的破壞、肌原纖維蛋白分子間的聚合，使蛋白質(zhì)空間構(gòu)象、三維結(jié)構(gòu)均發(fā)生變化，從而出現(xiàn)凝膠能力降低、保水力下降、色澤發(fā)暗等蛋白氧化現(xiàn)象[37]。

Srinivasan等[38]研究了對(duì)蝦在凍融循環(huán)過(guò)程中的肌肉電泳變化情況，結(jié)果顯示經(jīng)過(guò)多次連續(xù)的凍融循環(huán)，鮮蝦肌肉中肌球蛋白、肌動(dòng)蛋白和大多數(shù)其他肌原纖維蛋白的含量均逐漸減少，這表明隨著凍融次數(shù)的增加，肌肉中蛋白質(zhì)的變性會(huì)加劇，從而直接導(dǎo)致肌肉品質(zhì)劣變。Zhang Yuemei等[39]研究發(fā)現(xiàn)凍融循環(huán)過(guò)程中肌原纖維蛋白的持水能力降低，表面疏水性增加，表明肌原纖維蛋白發(fā)生變性，色氨酸光譜分析結(jié)果顯示新鮮樣品和反復(fù)凍融樣品的汁液之間有明顯的熒光光譜差異，表明肌漿蛋白質(zhì)發(fā)生變性。Cao Minjie等[40]以紅鯛魚(yú)片為原料進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)在凍融循環(huán)過(guò)程中紅鯛魚(yú)蛋白質(zhì)的二級(jí)和三級(jí)結(jié)構(gòu)均發(fā)生改變，通過(guò)顯微鏡觀察微觀結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)紅鯛魚(yú)肌肉組織被明顯破壞，從而導(dǎo)致蛋白質(zhì)分子束縛水的相互作用逐漸減弱，最終造成不易流動(dòng)水含量降低，自由水含量增加。

2.3 脂肪氧化

脂肪氧化是導(dǎo)致冷藏期間水產(chǎn)品品質(zhì)劣變的主要因素之一，脂肪氧合酶最適反應(yīng)溫度為40 ℃，因此低溫貯藏期間脂肪氧化主要為脂質(zhì)自氧化[41]，而脂質(zhì)氧化中間產(chǎn)物能夠?qū)е碌鞍踪|(zhì)聚合，終產(chǎn)物丙二醛能夠?qū)е碌鞍踪|(zhì)交聯(lián)，同時(shí)氧化產(chǎn)生的1-戊烯-3-醇、丙醛、己醛、 2-丙酮、3-羥基-2-丙酮等醛酮類(lèi)揮發(fā)性物質(zhì)會(huì)增加水產(chǎn)品腐敗腥味[42]。溫度波動(dòng)造成的反復(fù)凍融首先使冰晶生長(zhǎng)體積變大，進(jìn)而造成細(xì)胞膜破裂，促氧化物質(zhì)釋放（血紅素鐵離子）可加劇脂肪氧化[6]，且在凍融后冰晶升華，肌肉產(chǎn)生海綿狀孔隙，脂肪與空氣接觸面增大，更加劇了脂肪氧化，進(jìn)而誘導(dǎo)蛋白氧化變質(zhì)[36,43]，加速水產(chǎn)品品質(zhì)劣化。

Boonsumrej等[44]的研究結(jié)果顯示，隨著凍融次數(shù)的增加，蝦肉的TBARS值增大，說(shuō)明反復(fù)凍融會(huì)導(dǎo)致脂肪氧化反應(yīng)的加劇。Wang Hang等[45]的研究中同樣發(fā)現(xiàn)反復(fù)凍融冷凍鯉魚(yú)的硫代巴比妥酸值增大，水分損失也隨之增加，這說(shuō)明反復(fù)凍融會(huì)導(dǎo)致冷凍鯉魚(yú)脂質(zhì)氧化加速并對(duì)肌肉組織造成機(jī)械損傷，從而導(dǎo)致鯉魚(yú)保水性降低。

有研究表明，脂質(zhì)過(guò)氧化的終產(chǎn)物可能會(huì)導(dǎo)致蛋白質(zhì)氧化變性[46]，這就會(huì)產(chǎn)生一種劣變的加成效應(yīng)， 例如Wang Lin等[47]發(fā)現(xiàn)添加過(guò)量的脂質(zhì)過(guò)氧化產(chǎn)物（濃度高于5 mmol/L）氧化亞油酸時(shí)，可導(dǎo)致蛋白質(zhì)鍵斷裂，從而導(dǎo)致凝膠結(jié)構(gòu)崩潰。朱迎春等[48]研究表明，反復(fù)凍融過(guò)程中脂肪含量的增加會(huì)加速蛋白質(zhì)的氧化，蛋白質(zhì)氧化指數(shù)（羰基含量、總巰基含量等）與凍融循環(huán)和脂肪含量均顯著相關(guān)。這說(shuō)明脂肪氧化可促進(jìn)蛋白氧化變性，因此改善冷鏈流通過(guò)程中冷凍水產(chǎn)品品質(zhì)的調(diào)控技術(shù)需考慮到脂質(zhì)氧化。

3 改善冷鏈流通過(guò)程中冷凍水產(chǎn)品品質(zhì)的調(diào)控新技術(shù)

綜上所述，在冷凍水產(chǎn)品貯藏、運(yùn)輸、流通及消費(fèi)的過(guò)程中，溫度波動(dòng)導(dǎo)致的反復(fù)凍融使得水產(chǎn)品的品質(zhì)發(fā)生劣變，為了改善這種現(xiàn)象，可通過(guò)以下幾種方法：1）采用新型食品凍結(jié)方式；2）減少冷鏈流通過(guò)程中溫度的波動(dòng)；3）通過(guò)添加物減緩凍融帶來(lái)的品質(zhì)變化；4）采用不同的解凍方式以改善解凍后水產(chǎn)品的品質(zhì)。

食品凍結(jié)的方式根據(jù)熱交換介質(zhì)的不同包括空氣式、浸漬式、平板式凍結(jié)法等，采用新的凍結(jié)方式可以改善在凍結(jié)過(guò)程中肌肉細(xì)胞內(nèi)外冰晶的形態(tài)。液氮凍結(jié)具有凍結(jié)速度極快、得率高、氮?dú)饣瘜W(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、不與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)、能更好地維持產(chǎn)品質(zhì)量和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的特點(diǎn)；超低溫凍結(jié)速度是傳統(tǒng)速凍的幾十倍，具有性能穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)，能有效維持水產(chǎn)品的水分、色澤以及原有口感。白妍等[49]研究發(fā)現(xiàn)液氮凍結(jié)可以降低冰晶對(duì)小黃魚(yú)肌肉纖維的損傷，抑制肌肉蛋白變性，從而保持其質(zhì)構(gòu)特性及微觀結(jié)構(gòu)。鞏濤碩等[50]研究發(fā)現(xiàn)，相比于普通的凍結(jié)方式，超低溫凍結(jié)可以使得金鯧魚(yú)的肌原纖維間隙更小，冰晶形態(tài)細(xì)小且分散均勻，品質(zhì)保持良好。Sun Qinxiu等[51]研究發(fā)現(xiàn)超聲波輔助浸沒(méi)冷凍可以降低鯉魚(yú)的解凍損失和蒸煮損失，適當(dāng)?shù)某暪β蔬€可以降低不易流動(dòng)水向自由水的遷移率，使魚(yú)肉品質(zhì)可以得到更好的保持。

減少冷鏈流通過(guò)程中的溫度波動(dòng)主要依靠適宜的冷鏈物流體系，使水產(chǎn)品在貯藏、運(yùn)輸和銷(xiāo)售過(guò)程中始終處于恒定的低溫狀態(tài)，最大限度地保障其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和食用品質(zhì)[52]。冷鏈流通過(guò)程中可以采用恒溫冰箱貯藏，采用冷鏈低溫車(chē)運(yùn)輸，并在貯藏、運(yùn)輸和銷(xiāo)售過(guò)程中盡量減少冰箱或冷鏈低溫車(chē)廂的開(kāi)合，避免冷凍水產(chǎn)品與空氣接觸，采用多點(diǎn)溫度采集儀實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)不同流通過(guò)程中的溫度變化[53]，然而這些方法成本很高，應(yīng)用率較低。

最為有效也是目前研究最為熱門(mén)的方法就是通過(guò)添加物減緩溫度波動(dòng)對(duì)水產(chǎn)品品質(zhì)帶來(lái)的變化，一般采用涂膜、浸泡、噴淋等形式。大量研究表明，添加抗凍劑可有效減輕冷凍貯藏時(shí)的蛋白質(zhì)變性[54-57]?？箖鰟┛梢蕴嵘?xì)胞在冰凍脅迫下抗結(jié)冰能力，減緩小冰晶相互結(jié)合的 速率，修飾冰晶形態(tài)，阻止大冰晶的形成，抑制反復(fù)凍融造成的重結(jié)晶[58]。圖2是抗凍劑對(duì)天然肌動(dòng)球蛋白中冰晶生長(zhǎng)的影響示意圖[59]?？箖鰟┲泻杏H水基團(tuán)，可以與水相結(jié)合使部分自由水轉(zhuǎn)化為結(jié)合水，保證了凍結(jié)過(guò)程中水的穩(wěn)定性。并且抗凍劑中還存在能與蛋白質(zhì)結(jié)合的游離基團(tuán)（例如—OH或—COOH），在蛋白質(zhì)表面形成了一層保護(hù)膜，緩解水產(chǎn)品在凍藏過(guò)程中蛋白質(zhì)分子間次級(jí)鍵與二硫鍵的聚集，減少蛋白溶解性的降低，抑制Ca2+-ATPase的活性以及延緩表面疏水基團(tuán)和巰基的迅速暴露[60]。抗凍劑作用于天然肌球蛋白， 使其冷凍過(guò)程中孔隙減小，因此形成細(xì)微的冰晶而不是大冰晶[59]。

圖2 抗凍劑對(duì)天然肌動(dòng)球蛋白中冰晶生長(zhǎng)的效果示意圖[59]Fig.2 Schematic diagram for the effect of anti-freezing agents on the growth of ice crystals in natural actomyosin[59]

目前應(yīng)用較為廣泛的抗凍劑分為鹽類(lèi)、糖類(lèi)、蛋白質(zhì)水解物、抗凍肽4 類(lèi)。研究者們將不同添加物添加到不同的冷凍水產(chǎn)品中，以改善冷鏈流通過(guò)程中冷凍水產(chǎn)品的品質(zhì)，具體研究?jī)?nèi)容見(jiàn)表3。一般通過(guò)鹽類(lèi)、糖類(lèi)或抗氧化物質(zhì)進(jìn)行單獨(dú)或復(fù)配處理對(duì)水產(chǎn)品進(jìn)行浸泡、涂膜或噴淋，可以起到抑制冰晶生長(zhǎng)、保護(hù)肌原纖維蛋白、緩解脂質(zhì)氧化等作用，從而降低汁液損失、改善色澤、維持質(zhì)構(gòu)特性等，有效延長(zhǎng)水產(chǎn)品的保質(zhì)期。

表3 不同添加物對(duì)冷凍水產(chǎn)品品質(zhì)的影響Table 3 Effects of different food additives on the quality of frozen aquatic products

續(xù)表3

采用不同新型解凍方式可以從縮短解凍時(shí)間及阻礙水產(chǎn)品與空氣接觸等方面改善水產(chǎn)品解凍后的品質(zhì)。牛改改等[69]研究發(fā)現(xiàn)，微波解凍相較于超聲波解凍、流水解凍、冷藏解凍、靜水解凍，近江牡蠣肉解凍后品質(zhì)最優(yōu)、解凍時(shí)間最短、新鮮度最好、感官評(píng)分最高，是一種理想的新型解凍方式。Li Χiuxia等[70]研究發(fā)現(xiàn)，低頻超聲解凍顯著縮短了解凍時(shí)間并降低了解凍損失，且低頻條件下對(duì)肌肉組織破壞作用較小，從而改善了冷凍魷魚(yú)解凍后的品質(zhì)。

4 結(jié) 語(yǔ)

水產(chǎn)品在冷鏈流通過(guò)程中由于溫度波動(dòng)導(dǎo)致的反復(fù)凍融對(duì)水產(chǎn)品的各方面品質(zhì)均有不同程度的影響，目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于這方面的研究并不十分深入，冷鏈流通過(guò)程與品質(zhì)變化關(guān)系并未完全探明，因此關(guān)于冷鏈流通過(guò)程中的溫度波動(dòng)造成的完全凍融或不完全凍融對(duì)水產(chǎn)品品質(zhì)的影響相關(guān)機(jī)制還需要更深入、系統(tǒng)的研究。

根據(jù)大量的數(shù)據(jù)建立水產(chǎn)品冷鏈流通過(guò)程中品質(zhì)監(jiān)測(cè)體系模型，可以通過(guò)水產(chǎn)品在冷鏈運(yùn)輸終點(diǎn)的品質(zhì)反向推測(cè)水產(chǎn)品在貯藏、流通過(guò)程中經(jīng)歷了幾次凍融或不完全凍融，從而判斷商品價(jià)值，并對(duì)冷鏈流通過(guò)程的溫度波動(dòng)加以控制，或者添加新型復(fù)配天然抗凍劑，從而改善水產(chǎn)品冷鏈流通過(guò)程中品質(zhì)的劣變。