《食品科学》：湖南省农业科学院吕慧英研究员、湖南农业大学范伟博士等：液氮喷雾快速冷冻对田头菇冻结特性及品质的影响|冻藏|液氮|湖南农业大学|范伟|超低温|食品科学

田头菇（Agrocybe praecox），又名春生田头菇、早生田头菇，是一种营养丰富、风味独特且具有一定保健价值的食用菌。其子实体富含蛋白质、多糖、膳食纤维、多种必需氨基酸、维生素及矿物质元素，同时含有黄酮、多酚类等生物活性物质，具有抗氧化、抗肿瘤、免疫调节等多种生理功能，深受消费者喜爱，具有广阔的市场开发前景。然而，田头菇采后生理活动旺盛，含水量高，组织柔软脆嫩，极易出现开伞、褐变、失水、软化及微生物侵染等问题，导致其商品价值与食用品质在短时间内急剧下降。目前，田头菇的保藏与销售仍以干制为主要形式。尽管干制解决了长期保存的难题，但加工过程中的高温会导致鲜味物质大量损失、质地改变，并破坏部分热敏性营养成分，使其难以满足消费者对“鲜食”品质日益提高的需求。

当前田头菇保鲜技术均存在显著局限性，难以满足高品质保存的需求。冷藏无法阻止品质衰变；气调包装技术成本门槛高；化学保鲜剂存在安全隐患；热加工则影响了口感与营养品质。常规冷冻缓慢的冻结过程会形成大冰晶，对田头菇细胞造成不可逆的机械损伤，致使解冻品汁液横流、形态塌陷，商品价值极低——这直接造成了当前市场田头菇优质冻品存在空白的局面。因此，开发高效、安全、且能最大程度保持其原有品质的保鲜技术，对于提升田头菇的附加值、减少采后损失、保障市场供应及推动产业可持续发展具有重要意义。

冷冻保鲜是食品工业中应用最为广泛的长期保藏技术之一。在众多冷冻技术中，液氮速冻等超低温速冻技术因其极高的冻结效率，在高端水产品、果蔬及调理食品的保鲜中展现出巨大优势，被认为是对食品品质保持最为有效的冷冻方式，具有极速保鲜、有效抑制微生物繁殖和酶活性、脱水损耗低、生产效率高等主要特点。这为解决田头菇等娇嫩食用菌因常规冷冻导致品质劣变严重、无法形成商品的产业难题提供了全新的技术路径。

目前，食用菌速冻保藏技术的研究多集中在普通速冻方式（如鼓风冻结等），研究对象主要为香菇、平菇、杏鲍菇等大宗品种。相比之下，关于液氮速冻的研究尚显不足，尤其针对田头菇这一特色品种的系统性研究更为罕见。不同速冻温度如何精确影响田头菇冻结动力学特性，以及这些冻结参数的变化又如何进一步影响其品质，尚未得到全面、深入的阐明与量化分析。现有研究的缺乏，恰恰凸显了解决田头菇特定冷冻损伤难题的挑战性与必要性。因此，系统地揭示速冻温度-冻结特性-品质劣变三者之间的内在关联与作用机制，是优化田头菇速冻工艺参数、实现高品质冻藏产品的理论基础和必要前提。

基于以上背景，湖南省农业科学院农产品加工与质量安全研究所洞庭实验室的梁珏钦、吕慧英*，湖南农业大学食品科学技术学院的范伟*等人将通过不同温度条件下的冻结曲线，解析其冻结特性参数；并综合评估解冻后产品的物理属性、化学指标、营养及功能成分以及风味前体物质的变化。旨在探究液氮喷雾速冻对田头菇冻结过程动力学及其冻藏后关键品质属性的影响规律，为田头菇及其类似质构的食用菌精准速冻工艺开发提供一定的科学数据与理论支撑。

1 液氮喷雾速冻对田头菇冻结速率、通过最大冰晶生成带时间的影响

冷冻速率及其通过最大冰晶生成带所需时间是评估冷冻食品品质的关键指标。快速冷冻可以缩短通过最大冰晶生成带的时间，使冰晶变得细小且分布均匀，减少对细胞结构的机械损伤，从而有效保持食品的质地、汁液保留率和营养成分。由图1可以看出，液氮喷雾速冻和空气冻结处理的田头菇冻结速率有明显差异，随着冻结温度的降低以及冻结方式的改变，样品冻结速率加快，中心温度达到-18 ℃的时间迅速缩短，同时通过最大冰晶生成带（-1～-5 ℃）所需时间相应缩短。其中LNF-40 ℃、LNF-60 ℃、LNF-80 ℃、LNF-100 ℃以及RF-18 ℃、RF-40 ℃冻结条件下田头菇中心温度降至终止温度（-18 ℃）所需冻结时间（Tf）分别为163、137、124、83 s及148、87 min，通过最大冰晶生成带的时间（Tp）分别为53、48、42、22 s及58、47 min。液氮喷雾速冻的冻结时间较空气冻结大幅缩短，在最优条件下（LNF-100 ℃和RF-40 ℃），前者完成冻结及通过最大冰晶生成带的时间分别仅约为后者的1/60和1/128。综上所述，液氮喷雾速冻能显著缩短田头菇的冻结时间，尤其在超低温（-100 ℃）条件下，时间可控制在几分钟以内，而空气冻结则需要数小时。这与王晓钰等采用喷淋式液氮速冻处理菜用大豆得到的结果基本一致。

2 液氮喷雾速冻对田头菇水分含量和汁液流失率的影响

水分含量和汁液流失率是衡量食品保鲜效果的核心指标，降低汁液流失率是有效保持样品解冻后外观品质及营养成分的有效方式。从图2A可以看出，田头菇鲜样的水分相对含量高达93.51%，任何冷冻处理均会造成较大程度的水分损失。所有液氮喷雾速冻处理的水分含量显著高于空气冻结处理（P＜0.05），更趋近于新鲜样品。在液氮喷雾速冻处理中，水分含量略微呈现出先上升后下降的趋势，但各处理组间的差异不显著（P＞0.05）。空气冻结组中RF-18 ℃水分含量降至24.13%，损失极其严重（损失约69.4%），表明缓慢冷冻过程形成了大冰晶，严重破坏了细胞结构，导致大量结合水流失。RF-40 ℃水分含量（28.04%）虽然比RF-18 ℃略高，但损失仍然巨大（约65.5%）。提高冷冻温度略微减缓了水分损失，但效果有限。由图2B可知，田头菇鲜样汁液流失率为3.5%。所有液氮喷雾速冻处理的汁液流失率均显著低于空气冻结处理（P＜0.05），接近新鲜样品。液氮喷雾速冻不同温度条件下汁液流失率在3.84%～4.58%之间波动，差异范围小于1个百分点，无显著差异（P＞0.05）。RF-18 ℃汁液流失率高达45.28%，是新鲜样品的近13倍。RF-40 ℃汁液流失率为34.18%，虽然比RF-18 ℃有显著改善，但流失率仍然非常高。提高冷冻温度有效减少了汁液流失。综上，液氮喷雾速冻可保持＞95%的持水稳定性，接近新鲜样本；液氮喷雾速冻不同温度均能实现较高的持水稳定性，而常规冷冻导致持水力显著下降。这与Li Dongmei等对冬虫夏草的研究结果类似。液氮喷雾的超快速冷冻促使细胞内水分快速形成大量微小冰晶，这些微晶对细胞壁和细胞膜的机械损伤远小于常规冷冻形成的大冰晶，从而最大限度地保留了细胞内的水分并减少解冻时的汁液渗出。

3 液氮喷雾速冻对田头菇色泽的影响

色泽是评价蔬菜品质最关键、最直观的视觉指标，也是影响消费者购买决策的核心因素。由图3可知，鲜样亮度最高，所有处理组的 L *值都显著低于鲜样，液氮喷雾速冻样品亮度显著高于空气冻结样品（ P ＜0.05）。在液氮喷雾速冻处理中，温度越低， L *值越高，表明更低温度速冻能更好地保持亮度。LNF-80 ℃和LNF-100 ℃的 L *值非常接近，远高于LNF-40 ℃（ P ＜0.05）。所有冷冻处理组 a *值均为正值，表明样品绿色减弱，红色、褐色增强（即发生褐变）。空气冻结样品的褐变最严重（ a *值最高），液氮喷雾速冻样品相对较轻。在液氮喷雾速冻处理中，温度越低， a *值越小，褐变程度越轻。LNF-80 ℃和LNF-100 ℃的 a *值显著低于速冻LNF-40 ℃（ P ＜0.05）。液氮喷雾速冻-80～-100 ℃的改善幅度小于从-60～-80 ℃。冷冻处理显著增大了 b *值，表明样品黄色调加深，这也是褐变的表现之一，趋势与 a *值类似，且在液氮喷雾速冻处理中，温度越低， b *值越小，黄色调加深程度越轻。LNF-80 ℃与LNF-100 ℃的 b *值远低于LNF-40 ℃（ P ＜0.05），并接近鲜样水平。同样，液氮喷雾速冻-80～-100 ℃的改善幅度小于-60～-80 ℃。Δ E 值是直接衡量样品色泽与鲜样的总体差异程度的指数，数值越大，色差越大，色泽劣变越严重。空气冻结导致Δ E 值显著大于液氮喷雾速冻（ P ＜0.05）。在液氮喷雾速冻处理中，温度越低，Δ E 值越小。LNF-80 ℃和LNF-100 ℃的Δ E 值非常接近，且远低于LNF-40 ℃，从-80 ℃降到-100 ℃，Δ E 值仅降低了0.8，改善效果非常有限；而从-60 ℃降到-80 ℃，Δ E 值降低了8.61，色差显著改善。综上，液氮喷雾速冻能极大减少酶促褐变和非酶褐变底物的释放与接触，减少色素降解，从而更好地保持色泽。结果显示液氮喷雾速冻组的 L *、 a *、 b *、Δ E 指标均显著优于空气冻结组。更低的速冻温度能更快地冻结样品，进一步减小冰晶尺寸，减轻对组织的破坏，从而更好地保留原始色泽。空气冻结处理会缓慢形成大冰晶，严重破坏细胞结构，促进酶促反应和氧化反应，导致亮度急剧下降，严重褐变，色泽发生较大改变。因此，为了最大程度保持田头菇色泽，推荐采用LNF-80 ℃作为平衡效果与成本的较优选择。LNF-100 ℃在色泽保持上略优，但优势微小，需根据实际成本和需求权衡。

4 液氮喷雾速冻对田头菇质构特性的影响

本研究主要考察质构指标中的硬度、弹性、咀嚼性。这3个指标相互关联，能够全面、客观地评价冷冻处理对产品物理特性的影响。由图4可知，冷冻处理显著降低了田头菇的质构品质，所有冷冻处理样品的硬度、弹性和咀嚼性均显著低于新鲜样品（P＜0.05），证明冷冻过程对田头菇的细胞结构造成了不可逆损伤。硬度方面，LNF-40 ℃和LNF-60 ℃较优，液氮喷雾速冻-60～-100 ℃的硬度呈轻微下降趋势（图4A），可能与超低温导致的部分细胞壁脆性断裂有关。空气冻结组硬度显著降低，其中RF-18 ℃的硬度最低（3.21 N）。黄碧飞等研究发现，与RF-80 ℃组相比液氮速冻蓝莓的硬度保持得更好。弹性方面，液氮喷雾速冻组弹性保持较好，各组间无显著差异（P＞0.05）；空气冻结组弹性严重丧失（图4B）。其中RF-18 ℃仅为2.11，说明样品在咀嚼时失去“咬劲”、口感偏软。咀嚼性方面，LNF-40 ℃和LNF-60 ℃较优，能提供最接近新鲜样品的咀嚼体验。空气冻结组咀嚼性大幅下降。RF-18 ℃（2.34）的咀嚼性不及新鲜样品的一半，食用时缺乏应有的韧性和肉感，品质较差（图4C）。综上，液氮喷雾速冻质构表现整体显著优于空气冻结。速冻能极大程度地减少冰晶对细胞结构的机械损伤，从而更好地保持田头菇的原始质构。液氮喷雾速冻-40～-60 ℃是最佳工艺区间，其效果优于-80、-100 ℃。空气冻结组效果较差，尤其是RF-18 ℃对质构的破坏最为严重，导致田头菇口感软烂、失去弹性。

5 液氮喷雾速冻对田头菇相对电导率和MDA含量的影响

相对电导率和MDA含量是衡量细胞膜损伤程度的重要指标。相对电导率反映了细胞膜的完整性，相对电导率越高，说明细胞膜受损越严重，细胞内电解质外泄越多。由图5A可知，与新鲜样本相比，所有冷冻处理的相对电导率都显著升高（P＜0.05），液氮喷雾速冻组电导率介于40.6%～42.1%，各组间无显著差异（P＞0.05）。空气冻结组相对电导率显著高于速冻组，其中RF-18 ℃高达55.6%。MDA是脂质过氧化的产物，其含量越高，说明细胞膜受氧化损伤越严重。由图5B可知，与新鲜样本相比，所有冷冻处理的MDA含量都显著升高（P＜0.05），液氮喷雾速冻组中MDA含量随温度降低而显著下降（P＜0.05），说明超低温速冻能有效减轻氧化损伤。当温度从-80 ℃降至-100 ℃时，MDA含量的下降幅度已变得非常有限，改善效果不显著（P＞0.05），这表明-80 ℃可能是田头菇速冻保鲜的一个效果临界点，超过此温度后，投入更大的能耗和成本所换来的品质提升回报率极低，王喜芳等研究发现当冻结温度低于-55 ℃时草莓各项指标的增幅逐渐减小。空气冻结组中RF-18 ℃的MDA高达4 783.2 nmol/g，是所有组中最高的，RF-40 ℃的MDA为4 495.7 nmol/g，虽略低于RF-18 ℃，但仍远高于液氮喷雾速冻组，说明缓冻过程中氧化应激反应强烈，脂质过氧化严重。综上，不同冻结温度条件下田头菇相对电导率和MDA含量均显示液氮喷雾速冻组的表现明显优于空气冻结组，说明快速冷冻能更好地保持细胞膜结构和减轻氧化损伤。速冻效果存在临界点，LNF-80 ℃的指标已处于最优区间，与LNF-100 ℃无本质差异，因此，为了最大程度地保持食用菌的细胞膜完整性和减少氧化损伤，优先选择LNF-80 ℃为最佳策略。

6 液氮喷雾速冻对田头菇总酚和总黄酮含量的影响

酚类和黄酮类物质是一种广泛存在于自然界中的天然有机化合物，对人体健康的影响包括抗氧化、抗炎和抗菌作用等，此类物质易受温度及氧气含量等因素的影响。因此考察不同冻结方式对田头菇总酚和总黄酮含量的影响，有助于分析田头菇冻存后活性成分保留情况以及对酶促褐变的影响。由图6可知，经冷冻处理后田头菇总酚和总黄酮含量均显著低于鲜样（P＜0.05）。其中，总酚损失幅度达到10.5%～28.6%，总黄酮损失幅度达到21.7%～37.5%。液氮喷雾速冻组总酚含量为4.16～4.80 mg/g，空气冻结组总酚含量为3.5 9 ～3.9 1 m g/g，液氮喷雾速冻组比空气冻结组高约8.4%～24.2%，差异显著（P＜0.05）。液氮喷雾速冻组总黄酮含量为1.83～1.98 mg/g，空气冻结组总黄酮为1.58～1.63 mg/g，液氮喷雾速冻组比空气冻结组高约13.5%～21.5%，差异显著（P＜0.05）。说明液氮喷雾速冻更有利于活性物质的保留，其中LNF-60 ℃总酚及总黄酮保留率最高。RF-40 ℃总酚与总黄酮含量均优于RF-18 ℃。原因可能是空气冻结形成大冰晶，刺破细胞结构，导致酚类、黄酮溶出流失，液氮喷雾速冻形成微冰晶，减少物理损伤。其次，空气冻结的缓慢冻结延长了酶促氧化时间，酚类物质易氧化，液氮喷雾速冻的快速冻结抑制了氧化酶活性（如多酚氧化酶）。另外LNF-100 ℃的异常下降可能是玻璃化转变应力为主导，并协同了氧化和酶促降解的结果。李镜浩等在液氮速冻对芒果块的品质特性研究中指出，LNF-100 ℃冻结速率最快，但总酚保留率等指标并非所有温度中最佳，与本研究结果相类似。综上，液氮喷雾速冻组对田头菇总酚和总黄酮含量的保留效果优于空气冻结组，LNF-60 ℃为田头菇活性物质保留的最佳工艺。

7 液氮喷雾速冻对田头菇抗氧化活性的影响

抗氧化活性是衡量食用菌采后品质与功能价值的重要指标，其主要与总酚、总黄酮等活性物质的含量与稳定性密切相关。DPPH自由基清除能力与FRAP两项抗氧化指标反映田头菇的抗氧化性能。由图7可知，新鲜田头菇表现出最高的抗氧化活性，其DPPH自由基清除能力IC 50 为0.52 mg/mL，FRAP为4.85 μmol/g。经冷冻处理后，所有样品的抗氧化活性均出现不同程度的下降。液氮喷雾速冻组样品的抗氧化活性保留率显著高于空气冻结组（ P ＜0.05）。其中，LNF-60 ℃和LNF-80 ℃处理组的抗氧化性能较优，其DPPH自由基清除能力IC 50 分别为0.68 mg/mL和0.71 mg/mL，FRAP分别为4.12 μmol/g和4.08 μmol/g，最接近鲜样水平。空气冻结组样品的抗氧化物质损失较为严重，RF-18 ℃组的DPPH自由基清除能力IC 50 为1.24 mg/mL（清除能力仅为鲜样的41.9%），FRAP为2.78 μmol/g，RF-40 ℃组的抗氧化活性虽显著优于RF-18 ℃组，但仍低于液氮喷雾速冻处理组。综上，冷冻过程会造成活性成分的损失，这与总酚、总黄酮含量的损失趋势一致，缓慢冻结形成的大冰晶对细胞结构造成了严重破坏，导致酚类、黄酮类物质大量流失和氧化，进而极大地削弱了其抗氧化能力。液氮喷雾速冻-60～-80 ℃能最有效地保留田头菇的抗氧化活性，王留言等认为速冻-70～-80 ℃脐橙果皮的DPPH自由基清除能力和FRAP显著高于其他速冻温度。因此，从保持功能特性的角度出发，液氮喷雾速冻-60～-80 ℃是田头菇冻藏的最佳工艺选择。

8 液氮喷雾速冻对田头菇可溶性糖和可溶性蛋白含量的影响

可溶性糖含量对于果蔬品质评估及贮藏保鲜领域具有重要价值，常被用作抗性筛选的指标之一。由图8可知，所有冷冻处理后的样品，其可溶性糖含量均显著低于新鲜样本（P＜0.05）。这表明冷冻过程不可避免地造成了可溶性糖的损失或降解。所有冷冻处理后的样品，其可溶性蛋白质含量也均显著低于新鲜样本（P＜0.05）。这表明冷冻过程也导致了可溶性蛋白质的损失或变性。在液氮喷雾速冻范围内，随着温度的降低，可溶性糖含量呈现轻微但持续的下降趋势，虽然下降幅度不大，但趋势明确。温度变化对可溶性蛋白质含量的影响非常小，且没有明显的规律，这说明在达到超快速冻结的前提下，进一步降低温度对蛋白质的保留没有显著改善作用。在空气冻结处理中，-40 ℃对可溶性糖和可溶性蛋白质的保留能力显著优于-18 ℃（P＜0.05），这表明在常规冷冻条件下，降低温度能有效缩短冻结时间，形成相对较小的冰晶，从而减少糖分和蛋白质的损失。综上，冻结速度是最大程度保留食用菌的可溶性糖和可溶性蛋白质的关键，液氮喷雾速冻是最佳选择，它能最小化冰晶损伤，而空气冻结的效果明显较差。在液氮喷雾速冻技术可行的情况下，-40～-80 ℃都是很好的选择，可溶性糖和可溶性蛋白质的保留率很高且接近。

9 液氮喷雾速冻对田头菇游离氨基酸的影响

游离氨基酸是食品风味的重要前体物质（参与美拉德反应、Strecker降解等产生风味化合物），也是重要的营养物质，其含量的变化直接反映速冻过程对食品感官品质（风味、鲜味）和营养价值的影响。了解这些变化有助于优化速冻工艺参数，最大限度地保留食品的原有风味和营养。由图9可知，液氮喷雾速冻组总体上比空气冻结组更好地保留了游离氨基酸，LNF-40 ℃保留了最多的游离氨基酸（0.849 48 g/100 g），LNF-60 ℃（0.814 61 g/100 g）和LNF-80 ℃（0.818 94 g/100 g）的游离氨基酸总量相近（P＞0.0 5），LNF-100 ℃游离氨基酸总量最低（0.800 49 g/100 g）。这一结果表明，温度过低不仅未能产生额外的积极效应，反而导致了一定程度的损失。在RF组中，RF-40 ℃缓冻处理效果优于RF-18 ℃缓冻处理，这表明缓冻条件下，更低的温度有助于降低损失，此现象可能归因于冻结时间的缩短或冻结后反应速率的降低。LNF-100 ℃中游离氨基酸含量下降与总酚、总黄酮变化相印证。食用菌的细胞壁通常含有几丁质等成分，其细胞膜脂质组成也可能具有特殊性。这些结构对低温的耐受性和响应方式可能不同于植物或动物细胞，使得它们对超低温处理更为敏感，更容易发生损伤和内容物泄漏。

为明确田头菇的氨基酸组成，对田头菇17种游离氨基酸进行检测，分别为天冬氨酸（Asp）、苏氨酸（Thr）、丝氨酸（Ser）、谷氨酸（Glu）、甘氨酸（Gly）、丙氨酸（Ala）、胱氨酸（Cys）、缬氨酸（Val）、蛋氨酸（Met）、异亮氨酸（Ile）、亮氨酸（Leu）、酪氨酸（Tyr）、苯丙氨酸（Phe）、赖氨酸（Lys）、组氨酸（His）、精氨酸（Arg）以及脯氨酸（Pro）。结果显示，上述17种游离氨基酸中有4种未检出（Met、Leu、Tyr、Phe）。以6种冷冻方式的13种游离氨基酸含量为数据绘制热图进行聚类分析，如图10A所示，黄色代表高含量，蓝色代表低含量，黄色越深代表含量越高，蓝色越深代表含量越低。聚类后可分为两大类，第一大类由RF-18 ℃组成，此类与第二大类在Arg、Val、Lys、Ala、Glu、Thr、Ile等有明显差异；第二大类由LNF-40 ℃、LNF-60 ℃、LNF-80 ℃、LNF-100 ℃、RF-40 ℃组成，其中LNF-40 ℃、LNF-60 ℃、LNF-80 ℃、LNF-100 ℃归为一小类，与RF-40 ℃在Ala、Ile、Thr、Pro存在明显差异，而LNF-40 ℃、LNF-60 ℃、LNF-80 ℃、LNF-100 ℃的Arg、Val、Ala、Ser、His等存在明显差异。综上，聚类分析热图可更直观区分不同样品的差异，在一定程度上不同样品之间具有相似性可归为一类，可用于分析冷冻方式对田头菇游离氨基酸影响的关联性，为后期探究冷冻工艺对游离氨基酸形成机制和品质评价提供参考。

由图10B可知，呈味氨基酸分别提供鲜味（Glu、Asp）、甜味（Gly、Pro、Thr、Ala、Ser）、苦味（Arg、His、Ile、Val）、无味（Cys、Lys）。液氮喷雾速冻组鲜味损失小于1.25%，显著优于空气冻结组，LNF-80 ℃几乎完全保留鲜味。甜味氨基酸对冷冻温度最敏感：液氮喷雾速冻组损失4.3%～4.5%（主要因Ser和Pro降解），空气冻结组损失9.1%～13.1%（Thr是主要流失组分）。RF-18 ℃导致苦味损失18%，破坏风味层次。RF-40 ℃苦味保留率为94.6%，优于其鲜味、甜味保留率。综上，LNF-40 ℃能较好地保留田头菇完整风味，尤其对甜味氨基酸的保护具有一定优势。空气冻结组即使优化至-40 ℃，仍导致甜味关键组Thr损失17.6%，显著影响感官品质。

10 相关性分析

本实验采用Pearson双尾检验，对液氮喷雾速冻和空气冻结处理的田头菇各项指标进行相关性分析，结果如图11所示，其中红色代表呈正相关，蓝色代表呈负相关，颜色越深、圆圈越大代表成分之间的相关性越强，白色代表成分之间不存在显著相关性（P＞0.05）。相关系数矩阵表明，水分含量与汁液流失率、相对电导率、可溶性糖、可溶性蛋白、总酚、总黄酮、硬度、咀嚼性均呈极显著相关（P≤0.01），说明解冻后田头菇的水分含量是判断其品质优劣的重要指标，相对电导率、MDA与汁液流失率呈显著正相关（P≤0.05），与营养物质含量呈显著负相关（P≤0.05），与硬度、弹性呈极显著负相关（P≤0.01）。DPPH自由基清除率和FRAP与总酚、总黄酮、可溶性糖、可溶性蛋白、汁液流失率、MDA含量等均呈显著或极显著相关性。综上，该相关性分析热图清晰地揭示了田头菇在速冻过程中品质变化的内在联系，速冻过程中造成的细胞损伤是影响田头菇保水性、质构和最终品质的关键因素，通过减少细胞膜损伤和汁液流失，更好地保留了抗氧化物质，从而更有效维持了田头菇的抗氧化活性。这些发现为优化田头菇的速冻工艺提供一定理论依据。

11 结论

本研究系统比较了液氮喷雾速冻和常规空气冻结对田头菇冻结特性及品质的影响。结果表明，液氮喷雾速冻显著提高了冻结速率，尤其在-100 ℃条件下，样品通过最大冰晶生成带的时间仅为22 s，远短于空气冻结组的58 min。快速冻结促使细胞内形成细小且均匀的冰晶，减少了对细胞结构的机械损伤，从而显著降低了汁液流失率，更好地保持了样品的持水性和外观完整性。在色泽方面，液氮喷雾速冻处理能有效抑制酶促褐变和非酶褐变，使L*、a*、b*值更接近鲜样，ΔE值显著低于RF组。质构分析表明，液氮喷雾速冻组的硬度、弹性和咀嚼性保留率更高，说明其更好地维持了组织的微观结构。细胞膜完整性指标（相对电导率和MDA含量）也显示液氮喷雾速冻组的氧化损伤和膜透性增加程度更轻，进一步证实了快速冻结对细胞膜的保护作用。在营养成分方面，液氮喷雾速冻处理显著提高了总酚、总黄酮、可溶性糖以及可溶性蛋白的保留率，尤其在-60 ℃和-80 ℃条件下，提升效果最为显著。就游离氨基酸的保留率而言，-40 ℃条件下的处理效果更佳。值得关注的是，-100 ℃处理在部分指标（如色泽、MDA含量）上稍优于-80 ℃处理，但其质构和部分风味氨基酸保留率却略降低，推测这可能与超低温引发的玻璃化转变应力或微观破裂相关。在抗氧化活性方面，-80 ℃液氮喷雾速冻处理能最大程度地保留其DPPH自由基清除能力和FRAP，保持其最佳功能性。相关性分析表明，细胞膜损伤与汁液流失、质地劣变呈显著正相关，说明保护细胞完整性是维持冷冻品质的核心。综上所述，田头菇液氮喷雾速冻相较于常规冷冻具备显著的技术优势。在田头菇的液氮喷雾速冻技术体系中，-60～-80 ℃是通用性最强、综合效益最优的推荐工艺参数。企业可依据自身产品的具体市场定位（如注重外观、注重营养、注重风味），在-40～-80 ℃这一温度区间内进行适度调整，以获得品质远高于常规冷冻技术的产品。

引文格式：

梁珏钦, 韩晓磊, 于美娟, 等. 液氮喷雾快速冷冻对田头菇冻结特性及品质的影响[J]. 食品科学, 2026, 47(6): 292-303. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20251013-064.

LIANG Jueqin, HAN Xiaolei, YU Meijuan, et al. Effects of different liquid nitrogen spray quick-freezing temperatures on the freezing characteristics and quality of Agrocybe praecox[J]. Food Science, 2026, 47(6): 292-303. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20251013-064.

实习编辑：安宏琳；责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网

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为系统提升我国食品营养与安全的科技创新策源能力，加速科技成果向现实生产力转化，推动食品产业向绿色化、智能化、高端化转型升级，由北京食品科学研究院、中国食品杂志社《食品科学》杂志（EI收录）、中国食品杂志社《Food Science and Human Wellness》杂志（SCI收录）、中国食品杂志社《Journal of Future Foods》杂志（ESCI收录）主办，合肥工业大学、安徽省食品行业协会、安徽大学、合肥大学、合肥师范学院、北京工商大学、中国科技大学附属第一医院临床营养科、安徽粮食工程职业学院、皖西学院、滁州学院、蚌埠学院共同主办的“第六届食品科学与人类健康国际研讨会”，将于 2026年8月15-16日（8月14日全天报到）在中国安徽合肥召开。

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为对标农业农村部2035年科技规划及“十四五”“十五五”发展方向，推动农产品加工与储运的工程化、智能化、绿色化升级，由湖南省农业科学院、湖南农业大学、北京食品科学研究院、国际食品科技联盟（IUFoST）、中国农业大学、岳麓山工业创新中心主办，湖南大学、中南林业科技大学、长沙理工大学、湖南中医药大学、湘潭大学、岳麓山实验室协办，中国食品杂志社、洞庭实验室、湖南省食品科学技术学会、湖南省农产品加工与质量安全研究所、湖南农业大学食品科学技术学院、Springer Nature-《Agricultural Products Processing and Storage》杂志承办的“第二届农产品加工与食品制造国际学术研讨会—创新引领绿色智造，AI赋能科技进步”，将于2026年9月19-20日（9月18日会议报到）在中国湖南长沙召开。