南极磷虾（Euphausia superba）是当今世界资源量最大的单种生物之一，其总生物量估计达3.79亿 t，是人类开发海洋这一“蓝色粮仓”优质蛋白新资源的宝库。随着近海渔业资源的衰退枯竭，南极磷虾被视为一种潜力巨大的渔业资源。但南极磷虾体内富含内源性自溶酶，死后易快速自溶。随着南极磷虾资源开发利用的深入，冷冻南极磷虾原料在加工前所采取的解冻方式越来越受到关注，南极磷虾的解冻方式是影响其品质的重要因素之一。
上海海洋大学食品学院的钱韻芳、杨胜平*等通过分析南极磷虾解冻完成时及后续冷藏暂存过程中感官指标以及相关理化指标、微生物指标变化，研究超声波辅助解冻对南极磷虾品质的影响，以期为南极磷虾的生产加工利用提供理论依据，也为其他冷冻水产品的解冻提供参考。
1、南极磷虾解冻红外热成像及解冻时间
实验时将－30 ℃冻藏南极磷虾取出，迅速用洁净钢锯分割成10 cm×10 cm×5 cm虾块，随机分成4 组，每组随机取3 块样品。分组后采用不同包装方式和解冻条件进行解冻，A组：冻虾块用塑料网袋包装，置于15 ℃水浴，静水解冻；B组：冻虾块用塑料网袋包装，置于15 ℃水浴，超声波辅助解冻；C组：冻虾块用PE塑料袋包装，置于15 ℃水浴，静水解冻；D组：冻虾块用PE塑料袋包装，置于15 ℃水浴，超声波辅助解冻。
南极磷虾从－30 ℃冷藏箱取出迅速切割包装后，分别进行15 ℃静水解冻及15 ℃水浴超声波辅助解冻，图1为解冻30 min后各组样品的红外热成像与对应实物图。网袋包装实物图颜色存在差异是由于所用网袋颜色不同，其材质网孔大小等均相同。红外热成像图主要用于实时监测虾块及水温变化，并对水温及时进行调控。从红外热成像图中也可见虾块解冻过程中温度场的分布情况，热量从冻虾块表面向内部传递，解冻过程也是由外及里逐步进行，样品附近水温基本控制在15 ℃左右。
如表2所示，超声波辅助解冻的B、D组（65、75 min）南极磷虾解冻时间明显较静水解冻的A、C组（105、145 min）短，且采用塑料网袋包装的南极磷虾比PE塑料袋包装解冻更快。其中B组解冻耗时最短。网袋包装使传热介质水能够与冻虾直接接触，加快热传导速率，更易于解冻；且在15 ℃下水浴，超声波辅助能够加速南极磷虾解冻，从而缩短解冻时间，提高南极磷虾生产加工效率。
2、不同方式解冻对南极磷虾感官评分的影响
解冻完成时南极磷虾的感官评分结果如表3所示。由于解冻过程中南极磷虾汁液渗出，塑料网袋包装组水浴的水质浑浊，而PE塑料袋包装组样品虽也有浑浊液体渗出并积留在包装袋中，但其包装袋外的水质依然清澈。受解冻时间、南极磷虾体内自溶酶和微生物的作用以及解冻过程渗出汁液浸泡等因素影响，C、D组虾外观品质较差，感官评分较低，固有气味较强。而塑料网袋包装南极磷虾解冻产生的汁液大多进入浸泡水中，因此虾个体外观较好，尤其超声波辅助解冻的B组感官得分较高，可见超声波辅助不仅可以加速南极磷虾解冻，还具一定的清洗作用，可以去除解冻后产生的乳白色组织液，同时还可能起到去除内源酶的作用，延缓黑变和抑制蛋白质降解等反应。
如图2所示，在后续冷藏过程中各组样品的感官评分均逐渐下降。塑料袋包装静水解冻的C组磷虾样品在冷藏第28小时虾身变柔软，大部分呈溶解状，保鲜袋内积累了乳白色虾汁液，其整体感官品质明显差于网袋包装的磷虾样品，而对比相同包装方式，超声波辅助解冻的D组磷虾样品虾体较为饱满，感官品质略好。塑料网袋包装组磷虾样品在冷藏第28小时的感官评分明显高于塑料袋包装组，这是由于采用塑料网袋包装的南极磷虾冻块在解冻过程中含有自溶酶的解冻汁液溶于水中，网袋中磷虾样品自溶酶含量较少，从而使冷藏期间磷虾蛋白降解相对缓慢。
3、不同方式解冻对南极磷虾冷藏期间微生物数量的影响
如图3所示，解冻前南极磷虾的初始菌落总数为1.94（lg（CFU/g）），远低于目前全球产量第一的凡纳滨对虾新鲜样品，说明南极磷虾生长的低温环境使其携带的微生物数量较少，且捕捞后直接船上冻结并于低温下冻藏保存能够较好地抑制微生物的生长繁殖。解冻后0 h，A、B组菌落总数有所升高，而C、D组没有明显变化，这可能是由于网袋包装的磷虾在解冻时接触到水中存在的微生物，而PE塑料袋隔水解冻能够较好地阻隔磷虾与水，从而避免了水体中微生物的污染。
如图4所示，解冻后南极磷虾中嗜冷菌数从解冻前的1.16（lg（CFU/g））快速增长至1.67～1.78（lg（CFU/g）），而在冷藏期间嗜冷菌数增长缓慢。南极磷虾中的嗜冷菌主要来源于捕获前其所生活的自然水体，这类微生物能够适应低温，并且在解冻处理后能一定程度恢复生长活性。冷藏28 h期间，各组嗜冷菌数均呈缓慢上升趋势，但与菌落总数一样始终维持在较低水平，其中超声辅助解冻B、D组嗜冷菌数分别略高于相同包装静水解冻A、C组，说明超声辅助解冻处理可能由于机械振动和空化效应促进微生物在虾肉组织中的扩散，一定程度上为微生物的生长繁殖拓展了空间，更有利于微生物对营养物质的摄取。
4、不同方式解冻对南极磷虾冷藏期间硬度的影响
如图5所示，解冻后冷藏第0小时网袋包装超声波解冻组南极磷虾的硬度高于静水解冻组，这可能是超声解冻能较好地维持南极磷虾硬度，也有可能是因为静水解冻处理组在水中浸泡时间更长所致；而此时塑料袋包装的超声波解冻组与静水解冻组硬度差别不大，有可能是因为塑料袋包装对于超声波具有一定的阻挡作用，同时塑料袋对水具有阻隔作用，从而避免了水的浸泡。超声波对肌肉组织破坏与否与超声波功率有一定关系，超声波功率过大也会导致肌肉组织破碎，因此选择合适的超声功率十分重要。
5、不同方式解冻对南极磷虾冷藏期间TVB-N含量的影响
如图6所示，解冻前南极磷虾中TVB-N含量仅为10.70 mg/100 g，与解冻前相比，解冻完成后即第0小时A组的TVB-N含量与解冻前相比变化不大，但B、C、D组分别达到16.29、19.01 mg/100 g和18.93 mg/100 g。冷藏期间各组TVB-N含量均呈上升趋势，塑料袋包装组整体略高于塑料网袋包装组，其中D组样品在贮藏末期TVB-N含量较高，说明超声辅助解冻结合塑料袋包装的磷虾更容易分解形成小分子氨氮类化合物，这可能是由于D组南极磷虾采用具有阻隔性的PE塑料袋包装，解冻产生含有蛋白溶解酶的汁液积存在袋内造成蛋白质的分解，而微生物对分解后的蛋白质也能更好地进行利用。因此，内源酶和微生物共同作用导致了南极磷虾TVB-N含量升高。
6、不同方式解冻对南极磷虾冷藏期间PPO活力的影响
如图7所示，解冻前后南极磷虾中PPO活力无明显变化，但在冷藏过程中各组PPO活力均呈先上升后下降趋势，这与凡纳滨对虾在冷藏过程中PPO活力的变化规律相似。尤其在冷藏后期，C组PPO活力明显高于其他3 组，且在冷藏24 h达到最大值，而A、B组PPO活力始终维持在较低水平。
7、不同方式解冻对南极磷虾冷藏期间胰蛋白酶活力的影响
如图8所示，解冻前南极磷虾胰蛋白酶活力较低，说明冻藏能够抑制胰蛋白酶活力，但不能使其完全灭活。解冻后冷藏期间磷虾中的胰蛋白酶活力呈先快速上升后下降的趋势，说明解冻后磷虾胰蛋白酶活力被迅速激发。其中A组胰蛋白酶活力在冷藏第6、12小时达到峰值，B组胰蛋白酶活力在解冻后快速上升，其后18 h内基本维持稳定，C组解冻后胰蛋白酶活力上升不明显，但在冷藏6～18 h内一直维持在较高水平，而D组在解冻后胰蛋白酶活力快速上升，并且在其后18 h内一直维持在20×102 U/g以上。结果表明，PE塑料袋包装隔水解冻磷虾样品的胰蛋白酶活力整体较高，而网袋包装样品在超声清洗作用下流失部分组织酶液，使酶活力有一定下降。
8、不同方式解冻对南极磷虾冷藏期间水分分布的影响
图9为不同解冻方式处理的磷虾冷藏前后低场核磁共振成像伪彩图，其中不同颜色表示样品中水分信号的强弱，颜色越红表示信号越强、水分含量越高，颜色越蓝则水分含量越低。各组样品虾头处颜色相对偏红，说明水分含量较高，而虾尾处颜色偏蓝，水分含量较低。冷藏28 h后各组样品磷虾整体呈红黄色，其中A组虾头部红色区域较小，整体偏黄蓝色，B、D组样品红色区域比例相对较大，说明超声辅助解冻的样品在冷藏后水分流失较静水解冻少。
如图10所示，磷虾样品中不易流动水占比最大，结合水和自由水相对占比较小。解冻后冷藏期间4 组样品的总水分信号峰面积逐渐降低，而自由水峰面积略有增加，其中A、C组变化程度略小于B、D组，这可能是超声波的空化效应导致不易流动水更容易向自由水转变。但与鸡肉相比，超声处理对南极磷虾水分组成的影响并不明显。
结论
本研究发现不同解冻方式能够对南极磷虾贮藏品质稳定性产生影响，且解冻后冷藏南极磷虾的品质劣变主要与内源酶有关，而微生物作用相对较弱。从解冻速率方面看，超声波辅助解冻能够缩短解冻时间，提高生产效率。超声波辅助解冻还具有一定的清洗作用，通过降低网袋包装南极磷虾中PPO和胰蛋白酶活力，从而延缓磷虾黑变和蛋白质水解，使解冻后的南极磷虾冷藏时间延长，更有利于磷虾后续的生产加工。
本文《超声波辅助解冻对南极磷虾品质及其后续冷藏特性的影响》来源于《食品科学》2023年44卷1期63-69页，作者：钱韻芳，郁佳怡，汪敏晨，张璩，王楚妍，朱国平，施文正，杨胜平。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20210929-352。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。
图片来源于文章原文及摄图网。
Food Science of Animal Products（ISSN: 2958-4124, e-ISSN : 2958-3780）是一本国际同行评议、开放获取的期刊，由北京食品科学研究院、中国肉类食品综合研究中心主办，中国食品杂志社《食品科学》编辑团队运营，属于食品科学与技术学科，旨在报道动物源食品领域最新研究成果，涉及肉、水产、乳、蛋、动物内脏、食用昆虫等原料，研究内容包括食物原料品质、加工特性，营养成分、活性物质与人类健康的关系，产品风味及感官特性，加工或烹饪中有害物质的控制，产品保鲜、贮藏与包装，微生物及发酵，非法药物残留及食品安全检测，真实性鉴别，细胞培育肉，法规标准等。
投稿网址：
https://www.sciopen.com/journal/2958-4124
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