魚糜在凍藏階段的品質影響因素及控制技術

閆藝偉，章學來，莫凡洋，張信榮

魚糜在凍藏階段的品質影響因素及控制技術

閆藝偉1，章學來1，莫凡洋2，張信榮2

（1.上海海事大學 商船學院，上海 201306；2.北京大學 工學院，北京 100871）

進一步提高魚糜在凍藏過程中的品質，提高其產品附加值，滿足消費者對高品質魚糜的要求。介紹魚糜的物理化學特性和腐敗機理，分析凍結時間、凍結溫度、凍結速率和凍融循環對魚糜凍藏階段品質變化的影響，綜述低溫液氮速凍、物理場輔助凍結為代表的新型凍結方式和抗凍劑在冷凍魚糜品質控制中的應用，并對其發展進行展望。在魚糜凍藏過程中，應綜合考慮凍藏時間和凍藏溫度的影響，同時盡量減小溫度波動，防止凍融循環的發生；為了更好地保持魚糜的品質，應進一步研究和優化新型凍結技術在魚糜中的應用，并探究新型抗凍劑和復合抗凍劑的可行性，以期實現產業化應用。

魚糜；凍藏；凍結速率；抗凍劑；研究進展

據中國漁業統計年鑒[1]報道，2020年我國全年水產品的總產量為6 549.02萬t，較2019年增長了約1.06%，其中海水和淡水產品的產量分別為3 314.38萬t和3 234.64萬t。漁業已成為我國農業中的重要產業形式，同時也是農業農村經濟的重要組成部分。魚肉中含有蛋白質、維生素A及多種礦物質等，營養豐富[2]，魚油中含有豐富的長鏈不飽和脂肪酸，如亞麻酸、亞油酸、花生四烯酸、二十碳五烯酸（Eicosapentaenoic Acid, EPA）、二十二碳六烯酸（Docosahexaenoic Acid, DHA）等[3]多種對人體健康有益的生理活性成分。其中，EPA和DHA在調節脂蛋白、血壓、哮喘、心臟功能和抗炎等方面有著積極作用[4]。

作為魚類加工后的產物，魚糜及魚糜制品已受到消費者的廣泛認可和喜愛。魚糜指將原料魚經去頭尾、去鱗和內臟等預處理后，通過采肉機分離魚肉，再經漂洗、精濾、脫水等工序，最終得到的成品[5]。魚糜制品以魚糜為原料，在魚糜中加入食鹽、水及其他輔料后，經斬拌（擂潰）后變成質地黏稠的魚肉糊，再進行罐裝成型、加熱，使其形成富有彈性的凝膠[6]，斬拌（擂潰）可使魚糜的組織更加均勻，期間加入適當的鹽和調料等可改善魚糜制品的口味與品質。加熱凝膠對魚糜制品的品質有著重要影響，也是影響魚糜制品彈性的主要因素。常見的魚糜制品有魚糕、魚丸、魚卷、魚豆腐、魚香腸、蟹棒等。

凍藏指使被處理物凍結并保持在凍結狀態下貯藏的保藏方法，是保證魚糜品質的重要手段。魚糜的品質也間接影響了魚糜制品的質量，因此對凍藏過程進行控制優化是保證其品質和食品安全的重要途徑[7]。文中在介紹魚糜的理化性質和腐敗機理的基礎上，分析了凍藏時間、凍藏溫度、凍結速率、凍融循環對魚糜在凍藏階段品質的影響，綜述了新型凍結方式和抗凍劑在冷凍魚糜中的應用，旨在為魚糜冷凍冷藏技術優化和新型裝備研發提供理論參考。

1 魚糜的特性

1.1 物理化學性質

魚糜富含高質量的可食用動物蛋白，易被人體消化吸收。由于加工方式的不同，魚糜在物理化學方面有著與其他水產品不同的特性。

1.1.1 化學組成

一般魚糜的化學組成包括水分、灰分（無機鹽類）、粗蛋白和粗脂肪等[8]。其中，水分的含量相對最高，一般質量分數為70%～80%；粗蛋白的質量分數為15～20%；灰分和粗脂肪的質量分數都低于1%。魚肉中的肌肉蛋白按照其溶解性可分為鹽溶性蛋白、水溶性蛋白和不溶性蛋白。其中，鹽溶性蛋白是形成凝膠的主要成分，其含量的高低直接決定魚糜凝膠的質量，進而影響魚糜制品的持水性、彈性等流變學特性[9]。在魚糜制品的加工過程中，水溶性蛋白和鹽溶性蛋白的比例會隨著魚糜凝膠的形成而不斷降低。

1.1.2 物理特性

魚糜具有不同于其他食品的物理特性，包括持水力、凝膠強度、質構特性等。與其他水產品、肉制品相比，魚糜具有更強的持水力，高持水力保證了魚糜在外力影響下具有保持其原有水分的能力，從而保證了魚糜的口感[10]。凝膠的強弱由破斷力與破斷距離的乘積表示，在魚糜加工過程中，凝膠的強度是評價魚糜制品最重要的指標。質構特性通常采用質構儀測得，主要包括8個特征值，即凝膠的硬度、黏性、彈性、脆性、咀嚼性、內聚性、膠黏性、回復性等[11]，這些特征值可綜合反映魚糜的優劣，為提高魚糜的質量提供參考。

1.2 腐敗機理

與新鮮水產品相比，魚糜經過擂潰等步驟后，其中微生物的種類和數量已經發生了很大變化，因而其兩者的腐敗方式也有很大的差異。魚糜的腐敗主要由細菌等微生物生長所致，在酶和微生物的作用下蛋白質會分解，產生氨（NH3）、胺類物質（RCH2NH2）及有機酸，氨和胺類等堿性含氮物質與有機酸結合生成的揮發性鹽基氮（TVB?N）是用來反映水產品和肉品腐敗程度的常用指標[12]。此外，魚糜的脂肪中含有較多的不飽和脂肪酸（EPA、DHA等），在貯藏過程中易發生氧化，從而導致其品質降低。

2 魚糜在凍藏階段的品質影響因素

凍藏過程是魚糜最易發生品質劣變的關鍵階段，通過對凍藏階段的各因素加以控制，能更好地保證其品質，延長其貨架期。在凍藏過程中，對魚糜品質影響較大的因素主要有凍藏溫度、凍藏時間、凍結速率和凍融循環次數。

2.1 凍藏溫度

研究表明，凍藏溫度是影響魚肉中蛋白質冷凍變性程度和速度的關鍵因素，魚肉蛋白在凍藏過程中的變性對魚糜品質和風味的影響較大。岳開華等[13]分析了不同凍藏溫度（?14 、?24、?17 ℃）對海鱸魚魚糜理化特性、流變特性和凝膠特性的影響，發現凍藏溫度越低，對抑制其蛋白質變性越有利，但更低的溫度會使其彈性模量和凝膠性能下降。林靈[14]采用2種不同的處理方式對鱘魚魚糜在?80 ℃和?20 ℃下凍藏2個月后的品質進行了研究，A組先將魚肉在?35 ℃下速凍，再分別置于?80 ℃和?20 ℃環境下凍藏2個月，然后制成魚糜；B組先將魚肉制作成魚糜，并添加復合抗凍劑后分別在?80℃、?20 ℃條件下凍藏2個月，所有樣品均置于4 ℃下解凍后進行品質的測量。2組結果均表明，?80 ℃條件下鱘魚魚糜的品質明顯優于?20 ℃。在實際生產和生活中，應根據需要選擇合適的凍藏溫度，從而在保證魚糜品質的前提下，最大程度地保留其口感。

2.2 凍藏時間

凍藏時間對魚糜品質的影響較大。唐淑瑋[15]研究發現，鱘魚魚糜的凝膠特性隨著凍藏時間的延長而降低，且蛋白質氧化程度加深，凝膠強度、持水力和白度呈下降趨勢。寧云霞等[16]研究發現，隨著凍藏時間的延長（0～90 d），由革胡子鯰魚魚糜制成的魚豆腐的含水量、持水力、凝膠強度和感官評分等均顯著下降。錢攀[17]對鳙魚肉進行實驗研究發現，鳙魚肉中肌動球蛋白的含量隨著凍藏時間的增加而降低，魚肉蛋白的降解和變性也隨著凍藏時間的增加愈發嚴重。Xie等[18]利用三步紅外光譜法研究了魚糜蛋白在低溫貯藏過程中的變性機理，從而探討了冷凍時間對草魚魚糜的影響。結果表明，凍結時間對魚糜的影響主要體現在蛋白質變性上。根據分析結果，草魚魚糜蛋白的冷凍變性過程可分為3個階段：穩定期（0～4周）、緩慢變化期（4～12周）、惡化期（>12周）。由此可見，應盡量避免將魚糜長時間低溫儲藏，以防止蛋白質品質的劣變和口感的下降。

2.3 凍結速率

凍結速率對魚糜品質的影響主要體現在對冰晶形態和大小的調控等方面。魚糜肌肉細胞之間的水分在凍結時會形成冰晶，而冰晶的生長會對細胞造成機械損傷，會破壞其組織結構[19]。在凍結速率較低時，魚糜通過最大冰晶生成帶的時間較長，從而會形成尺寸較大、數量較少且分布不均勻的冰晶。在凍結速率較高時，冰晶的分布更加均勻、數量更多、單個冰晶的體積更大，進而減小了對細胞和組織的破壞[20]。Shinji等[21]研究發現，冰晶的等效當量直徑一般為20～450 μm，且冰晶的等效直徑隨著凍結速率的增加呈指數下降趨勢，魚糜蛋白質的變性程度隨著冰晶尺寸的減小而減小。說明較高的凍結速率更有利于保持魚糜的品質，應進一步研究、開發新型凍結技術，以期魚糜在更快的速率下被凍結。

2.4 凍融循環次數

在魚糜的冷鏈運輸過程中，常常會發生由溫度波動引起的冷凍?解凍現象，出現多次凍融循環。在凍融循環中，冰晶會發生重結晶現象，小的冰晶會消失或減小，然后在下一次凍結時依附于大冰晶形成更大的冰晶，從而對細胞和組織結構造成更大的破壞。此外，凍融循環也會加速蛋白質的變性和脂肪的氧化，造成產品的品質下降、營養流失、彈性降低、口感變差等[22]，因此研究凍融循環對魚糜品質的影響十分必要。

吳曉等[23]以草魚和鯉魚魚糜為研究對象，在4個月內對其進行了4次凍融循環，發現2種魚糜的持水性隨著凍融次數的增加均顯著降低，蒸煮損失率顯著增加，且2種魚糜之間無顯著差異。此外，反復凍融增加了魚糜的脂肪氧化程度，相較于新鮮魚糜其色澤出現大幅度下降。Abe等[24]研究了凍融循環對阿拉斯加鱈魚魚糜的凝膠形成能力和蛋白質變性的影響，結果表明，魚糜在凍融循環后的凝膠能力減弱，特別是肌球蛋白在再次凍結時發生了變性，從而大大降低了魚糜的凝膠形成能力，而且魚糜凝膠形成能力的降低會導致其加熱凝膠后的質構特性下降。總的來說，凍融循環降低了阿拉斯加鱈魚魚糜的凝膠形成能力，并加劇了其蛋白質的變性，且肌球蛋白重鏈聚合被抑制是凍融循環導致阿拉斯加鱈魚魚糜凝膠能力下降的主要原因。Oh等[25]研究了凍融循環對養殖真鯛（Pagrus major）魚糜成膠能力的影響，并采用不同級別的阿拉斯加鱈魚制作的魚糜進行了對比試驗，發現凍融循環導致所有魚糜凝膠的凝膠強度、持水能力（WHC）和凝膠質構特性降低，養殖真鯛魚糜凝膠的WHC和白度均高于阿拉斯加鱈魚魚糜的WHC和白度，幾種魚糜凝膠的剪切力、硬度、斷裂力和變形量均有所下降。

在一些魚糜產品（如魚滑和魚糕）的加工過程中，會在產品中添加豬肉背部脂肪，用來改善魚糜制品的風味和光滑度。Shang等[26]采用新鮮草魚制作魚糜，分析了添加不同含量豬肉背部脂肪（50、100、150 g/kg）對魚糜多次凍融循環后肌紅蛋白和脂質氧化程度的影響，發現凍融循環次數和脂肪含量的增加都會導致TBARS值增加、肌紅蛋白氧化程度加深、血紅素鐵含量降低、非血紅素鐵含量增加，反復凍融將加劇魚糜脂肪氧化和蛋白質變性，最終導致魚糜品質的下降。添加豬肉背部脂肪改善了草魚魚糜的亮度，但會導致脂質和肌紅蛋白氧化程度的加重。在實際生產中，應綜合考慮豬肉背部脂肪對魚糜產品口感、白度和凍融循環后品質的影響。

研究表明，凍融循環會使魚糜的品質下降，因此應在魚糜加工、儲藏、銷售等各個環節嚴格控制溫度，防止因溫度波動造成的凍融循環。此外，應進一步研究磁場[27]等物理場在魚糜凍融循環過程中的積極作用，為魚糜凍融循環過程的改進提供參考。

3 魚糜凍藏階段的品質控制技術

3.1 新型凍結技術

凍結方式是影響魚糜冷凍速率最主要的因素，平板式冷凍、風冷凍結等傳統冷凍方式具有冷凍速度慢、占用空間大、消耗資源多等缺點，而且冷凍時會產生較大的冰晶，導致魚糜品質的下降。由此可見，開發和使用新型的凍結方法對提高魚糜的品質十分必要。

3.1.1 低溫液氮速凍

由于液氮的溫度較低、與被凍結物之間的溫差較大，所以其冷凍速度極快，液氮冷凍所形成的冰晶較小且分布均勻。液氮冷凍技術已廣泛應用于魚、冬蟲夏草等食品的貯藏中[28-29]。Gao等[30]通過實驗發現，液氮冷凍可縮短鳙魚魚糜在最大冰晶形成區的凍結時間、提高凍結速率，并且能夠有效防止鳙魚魚糜的蛋白質變性。高文宏等[31]提出了一種液氮協同水溶性大豆多糖冷凍魚糜的方法，采用該方法可縮短魚糜的凍結時間，減小冰晶的體積，減少冰晶對魚糜組織和細胞帶來的損害。此外，水溶性大豆多糖可有效防止魚糜肌原纖維蛋白在凍藏過程中蛋白溶解度、總疏基含量下降等現象。Luo等[32]研究了轉谷氨酰胺酶（MTGase）交聯白鰱魚糜凝膠在不同液氮溫度（?30、?70、?90 ℃）下進行噴霧凍結后的理化變化情況。結果表明，經?70 °C和?90 °C液氮冷凍后其品質指標相對最理想，且降低液氮噴霧的溫度可以縮短白鰱魚糜凝膠在最大冰晶形成區的時間，隨著凍結溫度的降低和交聯程度的增加，魚糜凝膠的孔隙變小，結構逐漸致密，凝膠性能更好。同時，磁共振成像（MRI）結果顯示，質子密度加權圖像亮度隨著液氮噴霧溫度的降低而下降，圖像亮度呈現出由外向內的下降趨勢，說明凝膠網絡內部的水更易向外部遷移和滲透。總的來說，低溫液氮速凍技術在魚糜的凍藏保鮮方面具有巨大的潛力。

3.1.2 物理場輔助凍結

在魚糜的凍結過程中，較大的冰晶會導致魚糜細胞的破裂，造成不可逆的破壞，解凍后汁液流失嚴重，其中的風味物質也會因此流失。近年來，國內外涌現出了幾種新型物理場輔助凍結技術，通過控制冰晶尺寸的大小和分布來提高魚糜凍結后的品質，從而提高其產品的附加值[33]。

磁場輔助凍結技術是較為新穎的輔助凍結方式之一。在磁場的作用下水會產生磁偶極矩，水的分子能和表面張力下降，水分子的內部結構更加趨于穩定，從而在凍結時抑制冰晶的生成[34]。Otero等[35]研究了震蕩磁場對蟹棒品質的影響，結果表明，在蟹棒冷凍過程中施加小于2 mT的低頻震蕩磁場并不能避免蟹棒品質的劣化，解凍后蟹棒的損傷并沒有顯著減少。該研究的頻率范圍較窄，應在更大范圍內進一步進行研究，從而全面了解磁場對魚糜冷凍過程的潛在影響。

高壓冷凍技術指在食品冷凍過程中施加200～ 600 MPa的壓力場，使食品中水分的過冷度增大、冰點下降，從而調控冰晶生長的技術[36]。食品在高壓條件下被冷卻到設定溫度后釋放壓力，內部便會形成均勻且較小的冰晶。在高壓冷凍過程中，壓力和終結點溫度的不同會造成冰晶類型的差異，因此高壓冷凍技術可分為高壓輔助冷凍、壓力轉換輔助冷凍和壓力誘導凍結等[37]。其中，高壓輔助冷凍是目前應用和研究的熱點。Moreno等[38]研究了不同的壓強（0、40、80、200 MPa）輔助冷凍對低品質飛魚魚糜膠凝性能的影響，結果表明，經高壓（80 MPa除外）處理后的魚糜凝膠具有更好的彈性、力學性能和能量穩定性，而且高壓改善了魚糜的蛋白質結構，增強了魚糜的破斷力。對于不同種類的魚糜來說，其最適合的冷凍壓強也不盡相同，加之高壓設備具有成本高、危險性高等缺點，從而限制了高壓輔助冷凍的產業化應用。

超聲波輔助冷凍也是一種新型的冷凍技術，具有廣闊的工業應用前景。現有研究表明，在食品冷凍過程中施加超聲波可以誘發冰晶成核[39]、減小冰晶尺寸[40]、縮短冷凍時間[41]，并保證冷凍食品的品質[42]。超聲波產生的空化效應是對食品冷凍結晶產生影響的主要因素，但是其具體機理尚未完全明確。Gao等[43]使用頻率為28 kHz的超聲波分別在功率180、300、420、540 W下對新鮮草魚魚糜進行凍結實驗，結果表明，超聲波可以顯著提高草魚魚糜的凍結速率，且在功率為300 W時的凍結速率最大。此外，添加可溶性大豆多糖可以有效緩解草魚魚糜在?18 ℃貯藏期間的蛋白質變性，將超聲波輔助冷凍技術與可溶性大豆多糖結合并應用于冷凍魚糜將是一項非常有前景的技術。雖然超聲波輔助凍結技術的優勢明顯，但如果對其強度控制不當，則可能會引起凍結物品質的劣化[44]。由此可見，應進一步研究不同種類、不同大小魚糜的超聲波適用范圍。

電場可以改變水分子的偶極矩，并誘導其發生極化作用，水分子因此重新定向，并形成更有序的團簇結構，從而導致其自由能的降低，加速了冰晶的形成[45]。Fallah?Joshaqani等[46]指出，采用靜電場輔助凍結技術能提高冰晶的成核溫度，但當靜電場強度過強時會造成相反的結果，對于不同的食品采用靜電場輔助冷凍時還需要具體確定最佳的電場強度。蘇金來等[47]提出了一種基于電場協同的水產品快速冷凍方法，首先將產品放置于準備好的流化冰漿上，采用低電壓冰溫處理1～8 h后，再采用高電壓冷凍處理20～50 min，處理后放入冷凍環境中。該方法采用冷凍結合電場的方法，是一種儲藏效果好、冷凍成本低的冷凍方法，用該方法處理后水產品內的冰晶粒度更小、數量更少。此方法也可用于魚糜的快速凍結。

目前，新型凍結技術仍處于實驗研究階段，尚未大規模應用。可見，應探討各種凍結技術工業化應用的可行性，在原理、設備、工藝等方面進行深入研究，從而實現規模化應用。

3.2 抗凍劑控制技術

魚肉蛋白較畜禽蛋白更易于發生變質，在冷凍過程中加入抗凍劑是目前抑制魚肉蛋白冷凍變性最常用的方法。Noguchi等[48]經過研究，總結出能抑制冷凍魚肉中蛋白質變性的物質一般具有以下特點：分子相對較小；分子中含有必須基團（—COOH或—OH）中的1個和輔助基團（—COOH、—SO3H、—NH2、—OH、— PO3、—SH）中的1個或多個；必須基團與輔助基團之間的分布需合理。

傳統的魚糜抗凍劑主要為蔗糖、多聚葡萄糖等分子量相對較小的糖或糖醇類物質、多聚磷酸鹽、羧酸類及氨基酸等，具有熱量大、甜度高等缺點。近年來，針對蛋白質水解物、抗凍蛋白、多酚類和藻類提取物等新型綠色抗凍劑的研究為傳統抗凍劑的更新換代提供了依據[49-50]。不同種類的抗凍劑對魚糜的作用機理也存在差異，具體如表1所示。

新型魚糜抗凍劑也存在不足，如很多蛋白水解物在酶解時會產生明顯的苦味[51]，需要進一步研究抗凍蛋白的安全性[52]，很多多酚類物質和藻類提取物都帶有顏色等。新型抗凍劑在魚糜中的使用和商業化應用還需要進一步研究，還應進一步研發復合抗凍劑，探究不同抗凍劑的協同效果，從而使魚糜具有更好的抗凍效果。

表1 魚糜抗凍劑的分類及其作用機理

Tab.1 Classification and action mechanism of surimi antifreeze

4 結語

自魚糜出現以來，已日漸成為人們日常生活中常用的食品，如何提高魚糜的品質一直是魚糜行業的核心問題。在魚糜的凍藏環節，凍藏時間、凍藏溫度、凍結速率和凍融循環對魚糜品質都有較大影響，采用抗凍劑，以及低溫液氮速凍和物理場輔助凍結等新型凍結技術，可以在一定程度上控制魚糜在凍藏階段的品質劣化。然而，新型凍結技術具有成本高、設備復雜等不足，尚處于實驗室研究階段，因此應進一步探索新型凍結技術對魚糜品質的影響機理，并對工藝、設備進行優化，以期實現產業化應用。同時，應深入研究新型魚糜抗凍劑的作用，并研發出適合魚糜的復合抗凍劑，以期更好地抑制魚糜蛋白質和脂肪的冷凍變性。此外，應開發新型的魚糜儲藏、運輸設備，以減小其溫度波動，從而減少凍融循環的發生，降低魚糜在全冷鏈環節的品質劣化。

[1] 農業農村部漁業漁政管理局. 2020中國漁業統計年鑒[M]. 北京: 中國農業出版社, 2021: Ⅰ-Ⅲ.

Fishery Administration Bureau, Ministry of Agriculture and Rural Affairs. China Fishery Statistical Yearbook 2020[M]. Beijing: China Agriculture Press, 2020: Ⅰ-Ⅲ.

[2] 蔣慧琪, 王晶, 汪愈超, 等. 養殖大黃魚肌肉品質評價及其營養調控的研究進展[J]. 浙江大學學報(農業與生命科學版), 2021, 47(3): 275-283.

JIANG Hui-qi, WANG Jing, WANG Yu-chao, et al. Research Progress on Evaluation of Cultured Large Yellow Croaker Muscle Quality and Nutritional Regulation[J]. Journal of Zhejiang University (Agriculture and Life Sciences), 2021, 47(3): 275-283.

[3] 陳媚依. 鷓鴣茶提取物對魚糜制品凝膠特性及保藏品質的影響[D]. 武漢: 華中農業大學, 2020: 3-5.

CHEN Mei-yi. The Effect of Partridge Tea Extract on the Gel Properties and Preservation Quality of Surimi Products[D]. Wuhan: Huazhong Agricultural University, 2020: 3-5.

[4] FARJADIAN S, MOGHTADERI M, KALANI M, et al. Effects of Omega-3 Fatty Acids on Serum Levels of T-helper Cytokines in Children with Asthma[J]. Cytokine, 2016, 85: 61-66.

[5] 李滿雄, 李水紅, 李論.魚糜加工技術及其研究進展[J]. 食品安全導刊, 2019(12): 152.

LI Man-xiong, LI Shui-hong, LI Lun. Surimi Processing Technology and Its Research Progress[J]. China Food Safety Magazine, 2019(12): 152.

[6] 劉前, 吳靖娜, 陳曉婷,等. 加工工藝對魚糜及其制品品質影響的研究進展[J]. 漁業研究, 2019, 41(6): 540-548.

LIU Qian, WU Jing-na, CHEN Xiao-ting, et al. Research Progress on the Effect of Processing Technology on the Quality of Surimi and Its Products[J]. Journal of Fisheries Research, 2019, 41(6): 540-548.

[7] 陳竟豪, 蘇晗, 馬冰迪, 等. 魚糜制品品質控制技術研究進展[J]. 食品研究與開發, 2019, 40(6): 200-206.

CHEN Jing-hao, SU Han, MA Bing-di, et al. Research Progress on Quality Control Technology of Surimi Products[J]. Food Research and Development, 2019, 40(6): 200-206.

[8] JIN S K, KIM I S, KIM S J, et al. Effect of Muscle Type and Washing Times on Physico-chemical Characteristics and Qualities of Surimi[J]. Journal of Food Engineering, 2007, 81(3): 618-623.

[9] 梁惲紅, 盧涵, 張香美. 蛋白二、三級結構對魚糜凝膠質構和持水力的影響及其測定方法研究進展[J]. 東北農業大學學報, 2021, 52(10): 87-96.

LIANG Yun-hong, LU Han, ZHANG Xiang-mei. Research Progress on the Effects of Protein Secondary and Tertiary Structures on Texture and Water Holding Capacity of Surimi Gel and Protein Structure Determination Methods[J]. Journal of Northeast Agricultural University, 2021, 52(10): 87-96.

[10] KONG Wen-jun, ZHANG Tao, FENG Dan-dan, et al. Effects of Modified Starches on the Gel Properties of Alaska Pollock Surimi Subjected to Different Temperature Treatments[J]. Food Hydrocolloids, 2016, 56: 20-28.

[11] MENG Ling-lu, JIAO Xi-dong, YAN Bo-wen, et al. Effect of Fish Mince Size on Physicochemical and Gelling Properties of Silver Carp (Hypophthalmichthys Molitrix) Surimi Gel[J]. LWT-Food Science and Technology, 2021(3): 111912.

[12] 寧云霞. 革胡子鯰魚魚糜及其魚糜制品在凍藏過程中的品質變化[D]. 天津: 天津農學院, 2020: 7.

NING Yun-xia. Quality Changes ofSurimi and Its Surimi Products During Frozen Storage[D]. Tianjin: Tianjin Agricultural University, 2020: 7.

[13] 岳開華, 張業輝, 劉學銘等. 凍藏溫度對海鱸魚魚糜蛋白生化指標及其凝膠特性的影響[J]. 現代食品科技, 2016, 32(6): 225-232.

YUE Kai-hua, ZHANG Ye-hui, LIU Xue-ming, et al. The Effect of Storage Temperature on Biochemical Indicators and Gel Properties of Sea Bass Surimi[J]. Modern Food Science and Technology, 2016, 32(6): 225-232.

[14] 林靈. 不同凍藏處理方式對鱘魚糜品質特性的影響及鱘魚脯凝膠條件的優化研究[D]. 四川: 四川農業大學, 2019: 16-28.

LIN Ling. Effects of Different Frozen Treatment Methods on Quality Characteristics ofSurimi and Optimization of Gel Conditions of Squid Chop[D]. Sichuan: Sichuan Agricultural University, 2019: 16-28.

[15] 唐淑瑋. 鱘魚魚糜在凍藏過程中的品質變化[C]// 中國食品科學技術學會第15屆年會論文摘要集. 北京: 中國食品科學技術學會, 2018: 779-780.

TANG Shu-wei. Quality Changes of Sturgeon Surimi during Frozen Storage[C]// Abstracts of Papers of the 15th Annual Meeting of Chinese Society for Food Science and Technology. Beijing: Chinese Society for Food Science and Technology, 2018: 779-780.

[16] 寧云霞, 鮑佳彤, 楊淇越,等. 革胡子鯰魚魚糜凍藏時間對魚豆腐品質特性的影響[J]. 肉類研究, 2020, 34(4): 64-70.

NING Yun-xia, BAO Jia-tong, YANG Qi-yue, et al. Effect of Frozen Storage Time ofSurimi on the Quality Characteristics of Fish Tofu [J]. Meat Research, 2020, 34(4): 64-70.

[17] 錢攀. 液體快速凍結對鳙魚品質影響的研究[D]. 杭州: 浙江工商大學, 2017: 49.

QIAN Pan. Study on the Quality ofAfter Liquid Quick Freezing[D]. Hangzhou: Zhejiang Gongshang University, 2017: 49.

[18] XIE Jun, YAN Yu, PAN, Qian-nan. et al. Effect of Frozen Time on Ctenopharyngodon Idella Surimi: With Emphasis on Protein Denaturation by Tri-step Spectroscopy[J]. Journal of Molecular Structure, 2020, 1217: 128421.

[19] 邊楚涵, 謝晶. 冰晶對凍結水產品品質的影響及抑制措施[J]. 包裝工程, 2022, 43(3): 105-112.

BIAN Chu-han, XIE Jing. Effects of Ice Crystal on Frozen Aquatic Products and Its Inhibition Measures[J]. Packaging Engineering, 2022, 43(3): 105-112.

[20] ZHU Zhi-wei, ZHOU Qian-yun, SUN Da-wen. Measuring and Controlling Ice Crystallization in Frozen Foods: A Review of Recent Developments[J]. Trends in Food Science & Technology, 2019, 90: 13-25.

[21] SHINJI K, MADOKA K, TETSUYA A, et al. Effect of Relationships Among Freezing Rate, Ice Crystal Size and Color on Surface Color of Frozen Salmon Fillet[J]. Journal of Food Engineering, 2017, 214(6): 158-165.

[22] 韓昕苑, 從嬌嬌, 樊震宇, 等. 凍融循環對冷凍羅非魚片品質的影響[J]. 食品與發酵工業, 2020, 46(18): 136-142.

HAN Xin-yuan, CONG Jiao-jiao, FAN Zhen-yu, et al. Effect of Freeze-thaw Cycles on the Quality of Frozen Tilapia () Fllets[J]. Food and Fermentation Industries, 2020, 46(18): 136-142.

[23] 吳曉, 孫衛青, 楊華, 等. 反復凍融對草魚和鯉魚冷凍魚糜品質變化的影響[J]. 食品科學, 2012, 33(20): 323-327.

WU Xiao, SUN Wei-qing, YANG Hua, et al. Effect of Repeated Freeze-thaw Cycles on Quality Properties of Frozen Surimis of Grass Carp and Common Carp[J]. Food Science, 2012, 33(20): 323-327.

[24] ABE S, ASADA T, KAJIWARA K. Effects of Freeze-thaw Cycles on Gel-forming Ability and Protein Denaturation in Alaska Pollock Frozen Surimi[J]. Journal of Food Quality, 2019: 1-9.

[25] OH J H, KARADENIZ F, GAO Ya, et al. Gel-forming Ability of Surimi from Aquacultured Pagrus Major as Affected by Freeze-Thaw Cycle[J]. Turkish Journal of Fisheries and Aquatic Sciences, 2019,19(5): 423-430.

[26] SHANG Xiao-lan, YAN Xun-you, LI Qiu-ling, et al. Effect of Multiple Freeze-Thaw Cycles on Myoglobin and Lipid Oxidations of Grass Carp (Ctenopharyngodon Idella) Surimi with Different Pork Back Fat Content. Food Science of Animal Resources, 2020, 40(6): 969-979.

[27] WANG Zhe, TAN Yin-ying, YANG Na, et al. Influence of Oscillating Uniform Magnetic Field and Iron Supplementation on Quality of Freeze-thawed Surimi[J]. RSC Advances, 2019, 9(57): 33163-33169.

[28] JIANG Qi-xing, YIN Ting, YANG Fang, et al. Effect of Freezing Methods on Quality Changes of Grass Carp During Frozen Storage[J]. Journal of Food Process Engineering, 2020, 43(11): 3-9.

[29] YOU Tian, LI Dong-mei, LUO Wen-huang, et al. Rapid Freezing Using Atomized Liquid Nitrogen Spray Followed by Frozen Storage Below Glass Transition Temperature for Cordyceps Sinensis Preservation: Quality Attributes and Storage Stability[J]. LWT, 2020, 123: 109066.

[30] GAO Wen-hong, HUANG Yang-ping, ZENG Xin-an, et al. Effect of Soluble Soybean Polysaccharides on Freeze-denaturation and Structure of Myofibrillar Protein of Bighead Carp Surimi with Liquid Nitrogen Freezing[J]. International Journal of Biological Macromolecules, 2019, 135: 839-844.

[31] 高文宏, 黃揚萍, 曾新安. 一種液氮協同水溶性大豆多糖冷凍魚糜的方法: 中國, 108925613A[P]. 2018-12-04.

GAO Wen-hong, HUANG Yang-ping, ZENG Xin-an. A Method for Freezing Surimi with Liquid Nitrogen and Water-soluble Soybean Polysaccharide: China, 108925613A [P]. 2018-12-04.

[32] LUO Xiao-ying, LI Jin-ling, YAN Wen-li, et al. Physicochemical Changes of MTGase Cross-Linked Surimi Gels Subjected to Liquid Nitrogen Spray Freezing[J]. International Journal of Biological Macromolecules, 2020, 160: 642-651.

[33] 陳聰, 楊大章, 謝晶. 速凍食品的冰晶形態及輔助凍結方法研究進展[J]. 食品與機械, 2019, 35(8): 220-225.

CHEN Cong, YANG Da-zhang, XIE Jing. Review on Ice Crystal Shape and Assisted Freezing Methods of Quick-frozen Food[J]. Food and Machinery, 2019, 35(8): 220-225.

[34] ZHOU Hong-ling, JIN Ya-mei, HONG Ting-ting, et al. Effect of Static Magnetic Field on The Quality of Frozen Bread Dough[J]. LWT, 2022, 154: 1-9.

[35] OTERO Laura, PéREZ-MATEOS Miriam, RODRíGUEZ Antonio C, et al. Electromagnetic Freezing: Effects of Weak Oscillating Magnetic Fields on Crab Sticks[J]. Journal of Food Engineering, 2017, 200 (5): 87-94.

[36] CHENG Li-na, ZHU Zhi-wei, SUN Da-wen. Impacts of High Pressure Assisted Freezing on the Denaturation of Polyphenol Oxidase[J]. Food Chemistry, 2021: 127485.

[37] CHENG Lina, SUN Da-wen, ZHU Zhi-wei, et al. Effects of High Pressure Freezing (HPF) on Denaturation of Natural Actomyosin Extracted from Prawn (Metapenaeus Ensis) [J]. Food Chemistry, 2017, 229: 252-259.

[38] MORENO H M, BARGIELA V, TOVAR C A, et al. High Pressure Applied to Frozen Flying Fish (Parexocoetus Brachyterus) Surimi: Effect on Physicochemical and Rheological Properties of Gels[J]. Food Hydrocolloids, 2015, 48(Jun): 127-134.

[39] MA Xuan, MEI Jun, XIE Jing. Mechanism of Ultrasound Assisted Nucleation During Freezing and Its Application in Food Freezing Process[J]. International Journal of Food Properties, 2021, 24(1): 68-88.

[40] WANG Xiao-dan D, DONG Yan-li, WU Rui-jia, et al. A Method to Improve Water-holding Capacity of Beef During Freezing-thawing Process Using Ultrasound Treatment[J]. Journal of Food Processing and Preservation, 2021, 45(1): 7.

[41] TIAN You, ZHANG Pei-zhi, ZHU Zhi-wei, et al. Development of A Single/Dual-Frequency Orthogonal Ultrasound-Assisted Rapid Freezing Technique and Its Effects on Quality Attributes of Frozen Potatoes[J]. Journal of Food Engineering, 2020, 286: 110112.

[42] NOWAK K W, ZIELINSKA M, WASZKIELIS K M. The Effect of Ultrasound and Freezing/Thawing Treatment on the Physical Properties of Blueberries. Food Science & Biotechnology, 2018, 28(3): 741-749.

[43] GAO Wen-hong, HOU Rui, ZENG Xin-an. Synergistic Effects of Ultrasound and Soluble Soybean Polysaccharide on Frozen Surimi from Grass Carp[J]. Journal of Food Engineering, 2018, 240(1): 1-8.

[44] CHEN Jia-hui, ZHANG Xing, CHEN Yan, et al. Effects of Different Ultrasound Frequencies on the Structure, Rheological and Functional Properties of Myosin: Significance of Quorum Sensing[J]. Ultrasonics-Sonochemistry, 2020, 69: 105268.

[45] 葉劍, 徐仰麗, 林勝利, 等. 物理場技術在水產品冷凍冷鏈中的應用[J]. 食品安全質量檢測學報, 2020, 11(22): 8194-8199.

YE Jian, XU Yang-li, LIN Sheng-li, et al. Application of Physical Field Technology in Frozen Aquatic Products in Cold Chain[J]. Journal of Food Safety and Quality, 2020, 11(22): 8194-8199.

[46] FALLAH-JOSHAQANI S, HAMDAMI N, KESHAVARZI E, et al. Evaluation of the Static Electric Field Effects on Freezing Parameters of Some Food Systems[J]. International Journal of Refrigeration, 2019(99): 30-36.

[47] 蘇來金, 楊會成, 徐仰麗, 等. 基于電場協同的水產品快速冷凍方法: 中國, 112400973A[P]. 2021-02-26.

SU Lai-jin, YANG Hui-cheng, XU Yang-li, et al. Quick-Freezing Method of Aquatic Products Based on Electric Field Synergy: China, 112400973A[P]. 2021-02-26.

[48] NOGUCHI S, MATSUMOTO J J. Studies on the Control of Denaturation of Fish Muscle Proteins During Frozen Storage: Preventive Effect of Na-glutamate[J]. Bulletin of the Japanese Society of Scientific Fisheries, 1975, 36: 1078-1087.

[49] 袁悅. 新型冷凍羅非魚魚糜抗凍劑的篩選與作用機理研究[D]. 上海: 上海海洋大學, 2019: 4-7.

YUAN Yue. A Novel Cryoprotectants Selection and Its Mechanism Study of Cryoprotectants for Frozen Nile Tilapia () Surimi[D]. Shanghai: Shanghai Ocean University, 2019: 4-7.

[50] WALAYAT Noman, XIONG Han-guo, XIONG Zhou-yi, et al. Role of Cryoprotectants in Surimi and Factors Affecting Surimi Gel Properties: A Review[J]. Food Reviews International, 2020, 38(6): 1-20.

[51] NIKOO Mehdi, BENJAKUI Soottawat. Potential Application of Seafood-derived Peptides as Bifunctional Ingredients, Antioxidant–cryoprotectant: A Review[J]. Journal of Functional Foods, 2015, 19(5): 753-764.

[52] WANG Wen-long, CHEN Meng-shi, WU Jin-hong, et al. Hypothermia Protection Effect of Antifreeze Peptides from Pigskin Collagen on Freeze-dried Streptococcus Thermophiles and Its Possible Action Mechanism[J]. LWT-Food Science and Technology, 2015, 63(2): 878-885.

[53] 宋蕾. 凍藏條件和糖類抗凍劑對調理肉丸品質的影響[D]. 南京: 南京農業大學, 2016: 11-12.

SONG Lei. The Effect of Frozen Storage Conditions and Sugar Antifreeze on the Quality of Conditioned Meatballs[D]. Nanjing: Nanjing Agricultural University, 2016: 11-12.

[54] 葉麗紅, 許艷順, 夏文水, 等. Κ?卡拉膠、復合磷酸鹽和蛋清粉對高水分魚丸水分和質構特性的影響[J]. 食品科技, 2019, 44(4): 291-297.

YE Li-hong, XU Yan-shun, XIA Wen-shui. The Effect of Κ-carrageenan, Compound Phosphate and Egg White Powder on the Moisture and Texture Properties of High-moisture Fish Balls[J]. Food Science and Technology, 2019, 44(4): 291-297.

[55] DU Li-hui, BETTI M. Chicken Collagen Hydrolysate Cryoprotection of Natural Actomyosin: Mechanism Studies During Freeze-thaw Cycles and Simulated Digestion[J]. Food Chemistry, 2016, 211: 791-802.

[56] TIAN You, ZHU Zhi-wei, SUN Da-wen. Naturally Sourced Biosubstances for Regulating Freezing Points in Food Researches: Fundamentals, Current Applications and Future Trends[J]. Trends in Food Science & Technology, 2020, 95: 131-140.

[57] XIANG Hong, YANG Xiao-hu, KE Lei, et al. The Properties, Biotechnologies, and Applications of Antifreeze Proteins[J]. International Journal of Biological Macromolecules, 2020, 153: 661-675.

[58] MAQSOOD Sajid, BENJAKUI Soottawat, SHAHIDI Fereidoon. Emerging Role of Phenolic Compounds as Natural Food Additives in Fish and Fish Products[J]. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 2013, 53(2): 162-179.

[59] BABAKHANI A, FARVIN K H S, Jacobsen C. Antioxidative Effect of Seaweed Extracts in Chilled Storage of Minced Atlantic Mackerel (): Effect on Lipid and Protein Oxidation[J]. Food and Bioprocess Technology, 2016, 9(2): 1-13.

Quality Influencing Factors and Control Techniques of Surimi During Frozen Storage

YAN Yi-wei1,ZHANG Xue-lai1,MO Fan-yang2,ZHANG Xin-rong2

(1. Merchant Marine College, Shanghai Maritime University, Shanghai 201306, China; 2. College of Engineering, PekingUniversity, Beijing 100871, China)

The work aims to further improve the quality of surimi during frozen storage, increase the added value of its products, and meet consumers' requirements for high-quality surimi. Physicochemical characteristics and corruption mechanism of surimi were introduced. Then, the effects of freezing time, freezing temperature, freezing rate and freeze-thaw cycles on the quality of surimi during frozen storage were analyzed. The application of new freezing methods represented by low-temperature liquid nitrogen freezing and physical field assisted freezing and the application of antifreeze in the quality control of frozen surimi were reviewed. And their development was prospected. In the frozen storage of surimi, the effects of freezing time and temperature should be comprehensively considered, while temperature fluctuations should be minimized to prevent the occurrence of freeze-thaw cycles. To preserve the quality of surimi preferably, the application of new freezing technology in surimi should be further studied and optimized, and the feasibility of new antifreeze and composite antifreeze should be explored to achieve industrial application.

surimi; frozen storage; freezing rate; antifreeze; research progress

TS254.4

A

1001-3563(2022)19-0152-08

10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.19.017

2021?11?27

國家重點研發計劃（2018YFD0901002）

閆藝偉（1997—），男，碩士生，主攻水產品冷凍與保鮮。

張信榮（1973—），男，博士，教授，主要研究方向為工程熱物理。

責任編輯：彭颋