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竹荚鱼是一种富含营养和多种不饱和脂肪酸的食用鱼类,在世界海洋渔业中占有极其重要的地位。远洋捕捞后应立即冷冻,以最大限度地延长其保质期。从冷冻水产品的低温物流过程来看,冻结速率直接影响冻品品质,浸渍冻结具有优于常规冻结的冻结速率,但冻品会受到冻结液的污染,从而限制其应用。其次,随着冻藏时间的增加,鱼肉的理化变化会导致变色、变味、干耗,不良口感和脱水。水产品在冻藏前镀冰衣可延缓其干耗,以及脂质和蛋白质氧化引起的质量下降。再者,解冻是冷冻水产品加工前最为重要的一步,不同的解冻方式因其解冻的所用介质与参数不同,对鱼肉的理化性质也有不同的影响。最后,在冷链运输中,对于冷冻水产品这类对温度非常敏感的食品,整个运输过程保持在低温环境至关重要。因此,本研究首先研究了不同冻结方式对竹荚鱼品质的影响,并对浸渍冷冻工艺进行了优化;其次在冻藏之前对竹荚鱼进行双层镀冰衣处理,冰衣液中含有茶黄素作为抗氧化剂;搭建了一种新型解冻装置,并比较其他常见的解冻方式,研究不同解冻方式对竹荚鱼的品质影响;最后结合数值模拟技术研究了冷冻水产品蓄冷保温箱的保温性能,为冷冻水产品冷链物流过程的优化提供一定的参考。论文具体研究内容及所得的结论如下:1.研究不同冻结方式对竹荚鱼品质的影响。采用4种不同的速冻方式(平板冻结、螺旋冻结、速冻库冻结、盐水浸渍冻结)对新鲜竹荚鱼进行冻结处理,以保水性、质构、高铁肌红蛋白、丙二醛、巯基、蛋白三级结构作为评价鱼肉品质变化的理化指标,并通过低场核磁共振与光学显微镜分别观察鱼肉中水分迁移情况以及微观结构变化。结果表明,盐水浸渍冻结、螺旋冻结、速冻库冻结、平板冻结通过最大冰晶生成带的时间分别为6 min,39 min,51 min,78 min。盐水浸渍冻结耗时最短,但蛋白质变性及脂肪氧化程度较高。螺旋冻结后的竹荚鱼在保水性、质构、蛋白质脂肪品质、水分迁移情况上都与新鲜鱼肉最接近,肌纤维间隙小。因此,相比其他冻结方式,螺旋冻结有利于保持竹荚鱼品质。2.优化竹荚鱼浸渍冷冻液配方。以氯化钙、丙二醇、海藻糖组成的冻结液,运用Box-Behnken实验设计响应面法进行实验设计,以黏度、冻结点、比热为冻结液品质评价指标,优化得到较优的冻结液配方。并在-30℃的冻结条件下,对比复配冻结液冻结、常规的盐水浸渍冷冻、冰箱冻结3种冻结方式的冻结速率,并测定3种冻结方式处理的竹荚鱼的持水力、蛋白含量、渗盐量、弹性、红度值用于评价冷冻竹荚鱼的品质。结果表明,以占冻结液总质量分数计,冻结液的较佳配方为20%氯化钙、8%丙二醇、5%海藻糖和水组成的多元冻结液体系,冻结液的黏度、冻结点、比热分别为4.784 m Pa·s、-29.860℃、4.864 k J/(kg·K);与常规盐水浸渍冻结和冰箱冻结相比,优化的冻结液冻结速率最快,冻结后的鱼肉持水力高,蛋白变性程度最低,弹性与红度值最接近对照组,并且可以有效减少浸渍冻结过程中盐的渗透,保持鱼肉的口感。3.针对单层冰衣易破裂的问题,研究一种新的镀冰衣方法,以提高冷冻竹荚鱼的贮藏品质。研究了与水冰衣和茶黄素单层冰衣相比,茶黄素双层冰衣对在-20℃下贮藏28周的竹荚鱼品质的变化。化学指标用于评估贮藏过程中的变质程度,持水量、重量损失、滴水损失和低场核磁共振用于分析鱼的水分保留和组织中的水分迁移。保水性分析结果表明,双层冰衣可以在贮藏结束时保持较高的持水量,T22值和较低的失重率、滴水损失,T23值。化学分析结果表明,双层含茶黄素的冰衣处理的冷冻竹荚鱼(尤其是内层为茶黄素冰衣)具有较低的挥发性盐基氮值、游离氨基酸值、丙二醛含量和较高的巯基含量、内源荧光强度,这可能是由于抗破碎与抗氧化性的协同作用。因此,含TF内层的双层冰衣在控制冷冻竹荚鱼的冻藏过程的品质方面更有效。4.对比了5种不同解冻方法的解冻效果。采用低温空气解冻、流水解冻、超声波流水解冻、超声波静水解冻和微波解冻对冷冻竹荚鱼进行解冻处理,分析了鱼肉保水性、色差、质构、高铁肌红蛋白、丙二醛、巯基以及蛋白三级结构等理化指标的变化,并通过低场核磁共振仪分析了鱼肉中不同状态水分间的迁移情况,以及用光学显微镜观察了鱼肉组织的微观结构。结果表明:低温空气解冻后的鱼肉保水性和色泽最佳,肌肉组织最完整,并且可以有效缓解蛋白质和脂肪的氧化,但是解冻时间较长。超声波流水解冻可以10 min完成鱼肉的解冻,适用于大批量解冻,相比于其他三组解冻方式,可以有效减缓鱼肉蛋白质和脂肪的氧化,较好地保持鱼肉品质。5.运用有限元仿真技术对冷冻水产品蓄冷保温箱(485 mm×380 mm×400 mm)的保温性能进行研究。使用实验验证的数值模型研究了不同外界环境温度和不同相变温度的蓄冷材料对箱体保温性能的影响。仿真结果发现,针对保温箱中心温度低于-15℃的保温要求,随着外界温度升高,箱体有效保温时间越短;相变温度不同的蓄冷剂会影响保温箱的保温时间,相变温度为-21.2℃的蓄冷剂保温效果较好,在20℃的外界环境温度下可以保温40.25 h,适用于长途运输;相变温度为-15.5℃的蓄冷剂适用于5~8 h的短途运输;相变温度为-29℃的蓄冷剂适合在高温环境下25~30 h的中途运输。