水產(chǎn)品凍結(jié)貯藏中冰晶的形成及控制研究進展

李　苑，王麗平，李鈺金，胡亞芹，*

（1.浙江大學(xué)生物系統(tǒng)工程與食品科學(xué)學(xué)院，馥莉食品研究院，浙江省食品加工技術(shù)與裝備工程中心，浙江省農(nóng)產(chǎn)品加工技術(shù)研究重點實驗室，浙江 杭州 310058；2.山東榮成泰祥集團，山東 榮成 264309）

水產(chǎn)品凍結(jié)貯藏中冰晶的形成及控制研究進展

李苑1，王麗平1，李鈺金2，胡亞芹1，*

（1.浙江大學(xué)生物系統(tǒng)工程與食品科學(xué)學(xué)院，馥莉食品研究院，浙江省食品加工技術(shù)與裝備工程中心，浙江省農(nóng)產(chǎn)品加工技術(shù)研究重點實驗室，浙江 杭州 310058；2.山東榮成泰祥集團，山東 榮成 264309）

凍結(jié)貯藏是目前水產(chǎn)品保藏的重要方式，最大程度地保留了水產(chǎn)品的新鮮程度。而凍結(jié)貯藏的過程中冰晶的生成會對水產(chǎn)品品質(zhì)產(chǎn)生破壞，影響風(fēng)味和質(zhì)構(gòu)。凍品再解凍又會導(dǎo)致大量汁液流失。本文對冰晶形成的機理進行探討，分析影響冰晶生成的因素，并介紹目前控制水產(chǎn)品冰晶形成的一些方法。影響冰晶形成的因素有凍結(jié)速率、凍結(jié)溫度、溫度波動等，控制冰晶形成的方法有微凍、壓力轉(zhuǎn)移凍結(jié)等。

水產(chǎn)品；冰晶；凍結(jié)；汁液流失

我國是水產(chǎn)品第一生產(chǎn)大國，20多年來產(chǎn)量居世界首位［1］。而每年世界上捕撈的魚類，僅因微生物活動而造成的腐敗就占總捕撈量的30%［2］，可見水產(chǎn)品腐敗帶來的經(jīng)濟損失巨大。水產(chǎn)品被捕撈之后，腐敗進程十分迅速，熱帶地區(qū)的高溫條件下，死后僵直在捕撈后12 h就開始發(fā)生［3］。因此，如何對水產(chǎn)品進行保鮮是研究者一直關(guān)注的課題。

水產(chǎn)品的保鮮可以通過控制水分活度、控制酶活性等多種方式來進行，其中低溫是對水產(chǎn)品進行保鮮的最常見也是最有效的手段。低溫貯藏分為冷藏和冷凍兩種，冷凍是指在-10 ℃或更低溫度條件下對食物進行保藏［4］。在冷凍狀態(tài)下，有約80%的水轉(zhuǎn)化為冰［5］。冷凍狀態(tài)降低了水產(chǎn)品中大部分生化反應(yīng)的速率，減緩了食品的劣變，延緩了微生物的生長周期，大大延長了產(chǎn)品的貯藏期［6］，因此在水產(chǎn)品保鮮中得到了廣泛的應(yīng)用。

1　水產(chǎn)品凍結(jié)中冰晶的危害

冷凍時水產(chǎn)品處于凍結(jié)點以下會產(chǎn)生冰晶，對水產(chǎn)品的感官特性和理化性質(zhì)以及微觀結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不良影響。

冰晶的形成對水產(chǎn)品的質(zhì)構(gòu)會產(chǎn)生不利影響，解凍后的硬度、膠黏性、彈性、回復(fù)性都會降低。色澤和風(fēng)味也會受到影響，大多數(shù)情況下這對水產(chǎn)品的保鮮是不利的。冰晶對肌肉纖維和細胞也會產(chǎn)生破壞作用［7］，解凍失水率和蒸煮損失率大幅度提高，也極大地影響了水產(chǎn)品的品質(zhì)［8-9］。

冰晶的生成會造成蛋白質(zhì)的變性。冰晶的生成使殘留液中鹽濃度增高，水產(chǎn)品中的蛋白質(zhì)分子因鹽析作用或重金屬離子作用而變性［10］。水在形成冰時體積膨脹產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，蛋白質(zhì)分子因而凝聚變性。冰晶對細胞結(jié)構(gòu)的破壞使細胞調(diào)節(jié)功能喪失，也會引發(fā)蛋白質(zhì)的變性。

冰晶根據(jù)其大小和位置的不同可以對細胞造成不同程度的損傷?！皟梢蛩丶僬f”將細胞冷凍損傷歸結(jié)于溶質(zhì)損傷和胞內(nèi)冰損傷兩大原因［11］。溶質(zhì)損傷是凍結(jié)過程中，部分胞間水結(jié)冰，使得細胞間滲透壓升高，胞內(nèi)液體流入胞外，從而造成細胞的脫水，是細胞在高濃度溶液中暴露的時間過長而造成的損傷。冷卻速率越慢，該損傷越大［12］。胞內(nèi)冰損傷是凍結(jié)過程中胞內(nèi)水結(jié)冰，從而對細胞造成破壞。冷卻速率越快，該損傷越大。細胞膜受到破壞［13］，對細胞微細結(jié)構(gòu)的破壞也會使細胞失去原先的協(xié)調(diào)功能。因此，本課題對冷凍過程中如何控制冰晶生長進行研究，對于保持水產(chǎn)品的新鮮程度，提高水產(chǎn)品的食用價值，具有重要的意義。

2　水產(chǎn)品凍結(jié)過程中冰晶的形成機理

2.1凍結(jié)過程中的冰晶形成

冰晶的形成分為成核和晶體生長兩個階段［14］。水在凍結(jié)的過程中，溫度達到冰點以下，但相變還未發(fā)生，此時被稱為過冷卻狀態(tài)。降溫過程中水分子的運動減慢，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)在定向排列的引力下逐漸傾向于形成類似結(jié)晶體的穩(wěn)定性聚合體。溫度繼續(xù)下降，當出現(xiàn)穩(wěn)定性晶核時，聚集體向冰晶轉(zhuǎn)化，該過程伴隨有潛熱的放出，促進溫度回到冰點，開始形成穩(wěn)定冰核時的溫度被稱為過冷溫度。成核之后繼續(xù)進行凍結(jié)，冰晶會繼續(xù)生長。速凍情況下，迅速形成大量的晶核，進而形成小而細微的冰晶；慢凍情況下，形成的晶核少，后面被凍結(jié)的液體被附著在開始形成的晶核上，因而冰晶較大。

由于食品中含有可溶性物質(zhì)，因此凍結(jié)規(guī)律比純水復(fù)雜。食品凍結(jié)點隨水分凍結(jié)量的增加而不斷下降。水分凍結(jié)量指食品凍結(jié)時其水分轉(zhuǎn)化成冰晶體的形成量，少量未凍結(jié)的高濃度溶液只有溫度降低到低共熔點時才會全部凝結(jié)成固體［15］。

生物體內(nèi)的水分為胞內(nèi)水和胞間水，在冷凍條件下，大部分的水凍結(jié)產(chǎn)生冰晶，進一步對細胞產(chǎn)生破壞。胞內(nèi)冰晶生成的情況與細胞的冷適應(yīng)能力、胞外環(huán)境、降溫速率、細胞間的相互作用有關(guān)［16-19］。可以通過閃光法、低溫固定法、熒光法、差式掃描量熱法等觀察胞內(nèi)冰晶的形成［20-22］。細胞的間隙連接在冰晶擴散生長中發(fā)揮作用，并且具有溫度依賴性［23］。最初冰晶在細胞層中隨機出現(xiàn)后，有間隙連接存在的細胞，其相鄰細胞隨之出現(xiàn)冰晶的概率大大增加［24］。此外，自然解凍失水率可以反應(yīng)細胞內(nèi)外冰晶形成的數(shù)量，加壓失水率可以反應(yīng)冰晶對細胞內(nèi)組織結(jié)構(gòu)及蛋白活性的影響［25］。

2.2凍結(jié)過程中的冰晶生長

在凍結(jié)過程中微小冰晶形成后形狀和位置并非不變，這些冰晶在凍藏過程以微小冰晶為核，發(fā)生重結(jié)晶［26］。重結(jié)晶現(xiàn)象的產(chǎn)生可以根據(jù)熱力學(xué)中系統(tǒng)傾向于處于最低能量的狀態(tài)來解釋。在凍藏溫度波動較大的情況下，水產(chǎn)品中的冰晶發(fā)生重結(jié)晶，從而實現(xiàn)了冰晶生長。當凍藏時間過長時，即使在溫度恒定的情況下也會有重結(jié)晶現(xiàn)象的發(fā)生。這是因為小冰晶表面的水分子由于表面自由能較高而不能被牢固地束縛，因此，這些水分子往往從小的冰晶表面擴散，并沉積到大的冰晶表面上，導(dǎo)致較大的冰晶生長和較小的冰晶消失［27］。

3　影響水產(chǎn)品凍結(jié)貯藏中冰晶形成的因素

影響水產(chǎn)品冷凍過程中冰晶形成的因素很多，既有水產(chǎn)品大小、形態(tài)、水分含量等，又和凍結(jié)條件密切相關(guān)。

3.1凍結(jié)速率

在水產(chǎn)品的凍結(jié)過程中，在-1～5 ℃之間，有80%的水分被凍結(jié)，該溫度范圍被稱為最大冰晶生成帶。通過最大冰晶生成帶時，組織內(nèi)部會發(fā)生水分的轉(zhuǎn)移，時間越長水分轉(zhuǎn)移越明顯，并產(chǎn)生大而不均勻的冰晶。在不同的凍結(jié)速率下，通過最大冰晶生成帶的時間不同。如果快速降溫，過冷卻程度高，成核速率快，通過最大冰晶形成帶的時間短，晶核生長時間短，得到的晶體小而均勻，對細胞和組織的破壞較小。在緩慢降溫的過程中，過冷卻程度低，冰晶的成核速率較慢，而通過最大冰晶形成帶的時間長，晶核生長的時間充分，導(dǎo)致得到的晶體較大，對細胞和組織造成較大的破壞。

夏杏洲等［28］對軍曹魚片分別使用螺旋凍結(jié)、平板凍結(jié)和冰柜凍結(jié)3 種方法進行凍結(jié)，發(fā)現(xiàn)凍結(jié)速率較快的前兩者通過最大冰晶生成帶的時間分別為15 min和30 min，而屬于慢凍的后者通過最大冰晶生成帶的時間為1.5 h。解凍汁液流失率也隨著凍結(jié)速率的增加而降低。本課題組認為這是由于隨著凍結(jié)速率的增大，冰晶形成越均勻，對魚片的物化體系影響越小，從而使得解凍失水率降低。與慢凍相比，速凍生成的冰晶小，對水產(chǎn)品破壞小，解凍失水率低。

3.2凍結(jié)溫度

凍結(jié)溫度是影響冰晶形成的一個重要因素。隨著凍結(jié)溫度的降低，凍結(jié)速率加快，通過最大冰晶形成帶的時間減少，容易形成小而均勻的冰晶。

劉會省等［29］對南極磷蝦在不同凍結(jié)溫度條件下進行凍結(jié)發(fā)現(xiàn)，隨著凍結(jié)溫度的降低，通過最大冰晶形成帶的時間減少，完成凍結(jié)的時間縮短。且隨著凍結(jié)溫度的降低，持水力增強。這是因為在較低的凍結(jié)溫度條件下冰晶對肌原纖維造成的機械損傷較大。任青等［30］在-16 ℃和-20 ℃條件下分別對魚糕進行凍結(jié)，發(fā)現(xiàn)在較低的溫度下魚糕通過最大冰晶形成帶的時間縮短。歐陽杰等［31］對鮑魚在-20、-40、-60 ℃條件下分別進行凍結(jié)，發(fā)現(xiàn)解凍后-60 ℃條件下鮑魚的組織間空隙最小，這說明在-60 ℃時形成的冰晶最小，對組織的影響也最低。謝堃等［32］對不同溫度下青魚塊的凍結(jié)和解凍方式進行研究，溫度每下降1 ℃，樣品的相對質(zhì)量損失減少約0.57%。這是由于隨著凍結(jié)溫度的降低，通過最大冰晶形成帶的時間縮短，樣品內(nèi)產(chǎn)生的冰晶較小，對細胞的機械損傷小，降低了解凍失水率、較好保持了青魚塊的品質(zhì)。

3.3溫度波動

在水產(chǎn)品的凍藏過程中，不同溫度狀況下形成的冰晶形狀和大小不同。在凍結(jié)或凍藏過程中溫度發(fā)生波動的情況下，部分冰晶會融化后發(fā)生重結(jié)晶，冰晶的尺寸得到較快的增長。而在凍結(jié)溫度穩(wěn)定后，冰晶的尺寸變化很慢。

李念文等［33］模擬大眼金槍魚在不同程度溫度波動下的感官和理化指標的變化得到，溫度的波動會導(dǎo)致魚肉中重結(jié)晶現(xiàn)象的發(fā)生，隨著溫度波動的增大，重結(jié)晶現(xiàn)象嚴重，對大眼金槍魚各項指標的影響越大。吳曉等［34］對草魚和鯉魚冷凍魚糜進行反復(fù)冷凍-解凍發(fā)現(xiàn)，反復(fù)冷凍-解凍循環(huán)越劇烈，冰晶重復(fù)形成現(xiàn)象越嚴重，產(chǎn)品組織形態(tài)劣變越劇烈。在凍藏過程中要嚴格控制溫度，防止波動。

3.4其他因素

在同一凍藏條件下，水產(chǎn)品不同的部位產(chǎn)生的冰晶也有所不同。Kaale等［35］對在微凍條件下的鮭魚片不同部位冰晶進行測量發(fā)現(xiàn)，其內(nèi)部的冰晶大小為表面冰晶大小的3 倍。

不同種類水產(chǎn)品的冰晶形成規(guī)律也不同。部分高緯度海洋中的硬骨魚類體內(nèi)含有抗凍蛋白，例如美洲擬鰈［36］，其通過抑制重結(jié)晶時的結(jié)構(gòu)重組防止冰晶的長大，形成體積小且均勻的冰晶，保護了水產(chǎn)品的質(zhì)地，減少了細胞和組織的損傷［37］。

4　控制冰晶形成方法的研究現(xiàn)狀

水產(chǎn)品凍藏過程中冰晶的形成對其品質(zhì)具有破壞作用，因此控制凍藏過程中冰晶的形成和生長具有重要意義。下面對幾種控制冰晶形成的方法進行介紹。

4.1微凍保鮮技術(shù)

微凍是指將物料于其凍結(jié)點以下1～2 ℃進行貯藏的一種保鮮手段，又稱部分冷凍［38］。在水產(chǎn)品的微凍過程中，20%～50%的水分被凍結(jié)，在低溫條件下通過抑制微生物的繁殖和酶的活性來達到較長時間的保鮮效果［39-40］。與傳統(tǒng)冷凍相比，微凍通過減少冰晶的形成從而降低了冰晶對水產(chǎn)品的機械損傷，降低了其解凍失水率［41］，但也存在對溫度要求高、貨架期較冷凍貯藏期短的不足［42］。

微凍分為兩個過程：首先冷卻產(chǎn)品到凍結(jié)點以下，之后移除熱源直至5%～30%的產(chǎn)品被凍結(jié)。微凍過程中的相轉(zhuǎn)變包含通過結(jié)晶過程水到冰的轉(zhuǎn)變，這也是決定此過程的效率和微凍產(chǎn)品品質(zhì)的關(guān)鍵步驟。在微凍過程中，水產(chǎn)品內(nèi)部形成顆粒均勻的小冰晶，對水產(chǎn)品組織破壞少［43］。但是微凍對于溫度的要求極高，1 ℃的波動將會使水產(chǎn)品中冰晶的量翻倍［44］。在微凍過程中良好的冰晶形成通過減少對體系的破壞使得細胞內(nèi)部和外部的產(chǎn)品品質(zhì)更佳［45-46］。在微凍的過程中，溫度恒定時也會產(chǎn)生重結(jié)晶現(xiàn)象，這個現(xiàn)象被稱為Ostwald熟化［47］。

Kaale等［48］對鮭魚片進行不同速率的微凍。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，較快的微凍速率下，鮭魚片內(nèi)冰晶的平均直徑較小。在微凍的過程中和微凍貯藏的過程中冰晶的平均直徑也有明顯差異。闕婷婷等［25］對烏鱧分別進行微凍、液氮凍結(jié)、-80 ℃凍結(jié)、-60 ℃凍結(jié)，在-20 ℃條件下貯藏4 種方式處理，測定其自然解凍失水率和加壓失水率發(fā)現(xiàn)，微凍的綜合失水率最低，表明微凍條件下冰晶對烏鱧的品質(zhì)破壞最小。

4.2冰溫保鮮技術(shù)

冰溫保鮮在20世紀70年代由日本水產(chǎn)品保鮮專家提出，是將食品在0 ℃到冰點之間的溫度進行保鮮的技術(shù)。處于冰溫帶的水產(chǎn)品可以保持活體性質(zhì)［49］。冰溫的溫度介于冰藏和微凍之間，在該溫度下基本無冰晶生成，因此冰溫保鮮的食品品質(zhì)較高［50］。同微凍保鮮一樣，冰溫保鮮對于溫度有很高的要求，極小的溫度波動也會造成產(chǎn)品的部分凍結(jié)-融化-再凍結(jié)的現(xiàn)象，使得較大且不均勻的冰晶形成，影響產(chǎn)品品質(zhì)。因此對溫度的精確控制是冰溫保鮮的重要技術(shù)難題。

胡燁［51］對大黃魚進行冰溫保鮮的研究，將大黃魚分別在冰溫溫度及凍結(jié)點以下進行保藏，發(fā)現(xiàn)在凍結(jié)點進行保藏的大黃魚解凍失水率較低。該研究也發(fā)現(xiàn)加入冰點調(diào)節(jié)劑可以使魚在低于凍結(jié)點的溫度不結(jié)冰，與不加入冰點調(diào)節(jié)劑的樣品相比，保持較低的解凍失水率。這與冰點調(diào)節(jié)劑抑制了冰晶的生成有關(guān)。

4.3電場疊加技術(shù)

無外電場作用時，各區(qū)域內(nèi)冰晶成核的概率相等，沿各方向形成冰晶的概率也相等。在外電場的作用下，沿外電場方向冰核形成的概率最大，冰晶的晶格結(jié)構(gòu)沿外電場方向的概率也最大。除了沿電場方向之外，其他方向電場的形成都受到抑制。沿電場方向的水分子比其他方向的水分子需要克服的位能束縛小，因此較容易克服液-固界面阻力，與冰晶的晶格結(jié)構(gòu)結(jié)合，完成從液相到固相的轉(zhuǎn)變。因此，在冰晶的生長過程中，外電場起到了抑制冰晶生長的作用［52］。靜電場在一定程度上改變了冰晶的形成與生長特性，冰晶生長速率也相應(yīng)降低［53］。

張相雄等［54］模擬水在均勻電場中的凍結(jié)過程，得到水在均勻電場條件下生成的冰晶主要是立方冰，且隨著電場強度的增加，立方冰形成的速率加快，密度增大，冰晶形成的方向性也增強。張源等［55］對青魚在高壓靜電場中進行凍結(jié)和解凍實驗，發(fā)現(xiàn)高壓直流電場作用下青魚的凍結(jié)速率比無電場時要快，且并非隨著電壓的升高而加快，而是存在最佳電壓。凍結(jié)速率的加快有利于控制冰晶生成。

4.4壓力轉(zhuǎn)移凍結(jié)

壓力轉(zhuǎn)移凍結(jié)是指對物料施加一定的壓力使水的凍結(jié)點降低，在該壓力下使得水分凍結(jié)，然后迅速釋放壓力，在常壓下對水產(chǎn)品進行凍結(jié)的方法。壓力轉(zhuǎn)移凍結(jié)可以得到小而均勻的冰晶，最大程度減少了冰晶形成對水產(chǎn)品造成的質(zhì)量破壞，減少了水分流失。

Kiani等［56］將亞特蘭大鮭魚分別在100 MPa和200 MPa的壓力條件下進行冷凍發(fā)現(xiàn)，與直接接觸凍結(jié)和空氣鼓風(fēng)凍結(jié)相比，使用壓力轉(zhuǎn)移凍結(jié)進行凍結(jié)的樣品得到的冰晶小而均勻，且在壓力較大的條件下得到的冰晶對組織的破壞更小。Chevalier等［57］對挪威龍蝦分別進行空氣鼓風(fēng)凍結(jié)和壓力轉(zhuǎn)移凍結(jié)，并對不同條件下處理的龍蝦肉在電子顯微鏡下進行觀察，發(fā)現(xiàn)壓力轉(zhuǎn)移凍結(jié)處理的龍蝦肉中冰晶較小。其在對多寶魚的研究也得到了同樣的結(jié)果［58］，壓力轉(zhuǎn)移凍結(jié)的多寶魚肉內(nèi)的冰晶小且均勻，并且相比空氣鼓風(fēng)凍結(jié)處理過的樣品，顯示了較低的解凍失水率和蒸煮損失率。

4.5磁場疊加技術(shù)

作為一種非熱處理技術(shù)，磁場的應(yīng)用在低溫保藏中備受關(guān)注。在水的結(jié)晶過程中，弱磁場的加入可以增加水的過冷度。水在過冷狀態(tài)下時間越長，溫度均勻性越好，結(jié)晶速率越快。

在相變階段，磁場影響了水分子的締合現(xiàn)象，水體中形成大量小的水分子團，使得水體大量結(jié)晶時難以形成大冰晶，從而改變了晶體生長速率，加快了相變階段的進程。在凍結(jié)階段，空氣是順磁性的混合介質(zhì)，磁場會對它產(chǎn)生磁化力并改變其對流換熱特性。

婁耀郟等［59］對鯉魚在靜磁場中的冷凍過程進行研究發(fā)現(xiàn)，磁場對鯉魚冷卻階段的影響較小，對相變階段有著明顯的促進作用，對凍結(jié)階段有延緩作用，但未對磁場對于冰晶形成的影響進行研究。磁場對于冷凍過程的影響與磁場強度有關(guān)。用5 G的弱磁場對幾種食品冷凍過程的影響進行研究，結(jié)果表明該強度磁場對冷凍過程和食品品質(zhì)幾乎沒有影響。

細胞存活系統(tǒng)技術(shù)是將傳統(tǒng)冷凍技術(shù)與磁場相結(jié)合的一種新型食物保藏方法。動磁場、靜磁場能量的給予使得食品中形成的冰晶細小且均一，最大限度地抑制了凍結(jié)膨脹，水產(chǎn)品的新鮮程度得到最大程度的保持。

4.6添加保水劑

保水劑主要分為磷酸鹽保水劑和無磷保水劑，其主要通過增大肌原纖維內(nèi)部保水空間來增強保水性，對凍藏過程中的冰晶形成具有抑制作用。但不同種類保水劑的作用原理有所不同。

祖鐵紅［60］對凍藏的海灣扇貝閉殼肌進行實驗，發(fā)現(xiàn)不同種類保水劑處理的閉殼肌解凍失水率存在差異，同一種類保水劑在濃度不同時的解凍失水率也存在差異。這說明保水劑的種類和濃度對于閉殼肌的冰晶形成影響程度不同。馬路凱等［61］研究了海藻膠、海藻糖及海藻膠寡糖對冷凍蒸煮蝦仁的抗凍、保水作用。結(jié)果表明，海藻糖、海藻膠寡糖處理的蝦仁肌肉肌纖維結(jié)構(gòu)完整，肌肉間無較大空隙形成，表明海藻糖、海藻膠寡糖作為保水劑對于蒸煮蝦仁凍藏過程中的冰晶形成有抑制作用。

4.7其他

超聲波在傳送過程中，穿過水相時，會引起空化?？栈饔檬沟脷馀菪纬?，當它們的尺寸超過晶核的臨界尺寸時，就可以作為晶核。當振蕩的氣泡劇烈循環(huán)運動時會產(chǎn)生微流，可以對液相提供劇烈的攪拌能力，通過減少在冰/液界面的傳熱和傳質(zhì)阻力，加速了冷凍過程中的傳熱傳質(zhì)過程。冰晶在受到交變聲波應(yīng)力時會斷裂，從而得到較小的冰晶分布［62］。超聲也可以通過打斷冰晶的樹狀突起而二次成核，因而影響結(jié)晶過程。研究發(fā)現(xiàn)超聲對于固體和液體的成核都有影響［63］。在冷凍的過程中使用超聲波往往采用間歇式處理，這是為了避免在連續(xù)應(yīng)用的過程中超聲電源溫度的升高對制冷劑的影響。但是目前在水產(chǎn)品的凍結(jié)過程中使用超聲作用的研究較少。Sun Dawen等［64］對土豆的低溫電子顯微鏡掃描的圖片表明，相對于不經(jīng)過超聲處理的樣品而言，經(jīng)過超聲處理的土豆組織表現(xiàn)出更好的微觀結(jié)構(gòu)，破碎的細胞和細胞間隙更小。這可能是由于功率超聲使得凍結(jié)速率加快而造成的。這與空化的氣泡促進冰晶成核也可能有關(guān)。小的冰晶對細胞膜的破壞較小，因此受到破壞的細胞也較少。

改變冰的成分也是抑制冰晶形成、提高水產(chǎn)品品質(zhì)的方法。García-Soto等［65］對歐洲鱈魚和鰈魚的保藏進行研究，在作為冷凍介質(zhì)的水溶液中加入檸檬酸和乳酸，結(jié)果表明魚的感官和理化性質(zhì)都得到了提高。

5　結(jié) 語

隨著人們生活水平的提高，對于水產(chǎn)品品質(zhì)的要求也有所提高，了解冰晶的形成機制，控制水產(chǎn)品中冰晶的形成，對于維持水產(chǎn)品的品質(zhì)具有重要作用。一方面要從分子水平上對冰晶的形成機制進行更加深入地研究，另一方面要著重研究新能源結(jié)合冷凍對水產(chǎn)品保藏過程中的冰晶形成進行控制。同時，在采用新型保鮮技術(shù)時對成本進行控制，是水產(chǎn)品冷凍過程中冰晶控制的重要方面。

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A Review of the Formation and Control of Ice Crystals in Aquatic Products during Freezing Storage

LI Yuan1， WANG Liping1， LI Yujin2， HU Yaqin1，*
（1. Zhejiang Key Laboratory for Agro-Food Processing， Zhejiang R&D Center for Food Technology and Equipment， Fuli Institute of Food Science， College of Biosystems Engineering and Food Science， Zhejiang University， Hangzhou 310058， China；2. Rongcheng Taixiang Group， Rongcheng 264309， China）

Freezing storage is an important preservation method for aquatic products as it could maintain their freshness to the maximum extent. However， the quality of aquatic products may inevitably be damaged in terms of flavor and texture due to the formation of ice crystals during freezing storage. Drip loss may also be unavoidable during thawing. This review elucidates the mechanism of the formation of ice crystals， and discusses the factors which affect the formation of ice crystals including freezing rate， freezing temperature， and temperature fluctuation. The existing methods for controlling the formation of ice crystals in the aquatic products are also described such as superchilling and pressure shift freezing.

aquatic products； ice crystals； freezing； drip loss

10.7506/spkx1002-6630-201619046

TS254.4

A

1002-6630（2016）19-0277-06

李苑， 王麗平， 李鈺金， 等. 水產(chǎn)品凍結(jié)貯藏中冰晶的形成及控制研究進展［J］. 食品科學(xué)， 2016， 37（19）： 277-282.

DOI：10.7506/spkx1002-6630-201619046. http：//www.spkx.net.cn

LI Yuan， WANG Liping， LI Yujin， et al. A review of the formation and control of ice crystals in aquatic products during freezing storage［J］. Food Science， 2016， 37（19）： 277-282. （in Chinese with English abstract） DOI：10.7506/spkx1002-6630-201619046. http：//www.spkx.net.cn

2016-01-11

浙江省科技計劃項目（2014C02017）

李苑（1993—），女，碩士研究生，研究方向為水產(chǎn)品貯藏與保鮮。E-mail：18262281170@163.com

胡亞芹（1972—），女，教授，博士，研究方向為水產(chǎn)化學(xué)。E-mail：yqhu@zju.edu.cn