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金鲳鱼是我国南方沿海重要的海产经济海水鱼之一,其含有多种人体所需的氨基酸和脂肪酸,营养价值较高,深受消费者喜爱。目前,金鲳鱼主要以鲜活和冰温的形式在市场上售卖,但贮藏时间较短,容易造成腐败变质,同时金鲳鱼产量高峰期时,如加工处理不及时,就会造成巨大资源浪费和经济损失。冷冻是最常用的食品保存技术,可以最大限度地保持食品品质,并延长食品货架期。目前食品工业上使用最多的是平板冷冻和空气冷冻,但是它们冷冻速度慢,产生大冰晶会破坏肌肉结构,解冻后造成品质下降。为了保持金鲳鱼新鲜质量和延长其货架期,本研究首先使用具有冷冻速度快、干耗少、品质好等优点的液氮速冻方法,研究不同液氮温度(-35,-55,-75,-95和-115℃)下金鲳鱼肌肉品质、肌原纤维蛋白结构及其功能特性的变化规律,筛选出合适的液氮温度(-95℃);其次,为了解决实际生产过程中可能存在液氮消耗大且利用不充分问题,本研究设计了具有低能耗、保持高品质的二段式液氮速冻(TS-LNF)模式,研究不同TS-LNF模式(-95℃/-35℃,-95℃/-35,-95℃/-55℃,-95℃/-75℃和-95℃ LNF)下金鲳鱼肌肉品质、肌原纤维蛋白结构及其功能特性的变化规律,筛选出低能耗、保持高品质的TS-LNF模式(-95℃/-75℃ LNF);最后,为了评价-95℃ LNF和-95℃/-75℃ LNF对金鲳鱼贮藏期适应性,研究了-95℃ LNF和-95℃/-75℃ LNF在不同冻藏时间(0,30,60,90,180 day)下金鲳鱼肌肉品质、肌原纤维蛋白结构及其功能特性的变化规律,评价液氮速冻金鲳鱼贮藏效果。主要研究结果如下:(1)不同液氮温度(-35,-55,-75,-95和-115℃)下金鲳鱼肌肉品质变化。随着LNF温度的降低,总冻结时间缩短,-115℃ LNF的冷冻时间最短,仅仅898.00s,然而-115℃ LNF会导致冷冻断裂降低鱼肉品质。-95℃ LNF减少了鱼肉的解冻损失、蒸煮损失和亮度值L*,降低了水的流动性,保持了鱼的持水性(89.37%)和硬度(2021.25 g),有更完整的微观结构,接近新鲜品质。因此,-95℃ LNF是一种适用于金鲳鱼的快速冻结方法。(2)不同液氮温度(-35,-55,-75,-95和-115℃)下金鲳鱼肌原纤维蛋白结构及其功能特性的变化。降低LNF温度可以有效减少蛋白质结构变化和有利于维持蛋白质功能特性,然而-115℃ LNF会导致较严重的蛋白质变性和蛋白功能特性下降。-95℃ LNF有效维持鱼肉的蛋白二级结构、三级结构、溶解度(89.93%)和Zeta电位绝对值(21.17 m V),显著减少蛋白粒径、表面疏水性和浊度变化,更好地保持Ca2+-ATPase活力、总巯基和活性巯基含量、乳化活性(22.32 m~2/g)及乳化稳定性(77.69%)、凝胶强度(16.52 g)、凝胶持水力(88.10%)及凝胶微观结构。因此,-95℃ LNF是一种有效减少金鲳鱼肌原纤维蛋白变性和维持蛋白质功能特性的快速冻结方法。(3)不同TS-LNF模式(-95℃/-35℃,-95℃/-35,-95℃/-55℃,-95℃/-75℃和-95℃ LNF)下金鲳鱼肌肉品质变化。随着第二冷冻阶段液氮温度的降低,总冻结时间缩短,-95℃ LNF的冷冻时间最短,仅仅1153.53 s。随着TS-LNF中第二冷冻阶段液氮温度的升高,液氮消耗量逐渐减少,-95℃/-35℃ LNF的液氮消耗量最少(1.66 kg LN2/kg fish),比-95℃ LNF节约了50.89%液氮。-95℃/-75℃和-95℃ LNF均显著减少了鱼肉的蒸煮损失和亮度值L*,降低了水的流动性,有更红更均匀的低场核磁成像伪彩图,保持了鱼肉持水性和硬度,有更完整的微观结构。因此,综合液氮消耗量和肌肉品质的结果,-95℃/-75℃ LNF是一种低能耗高品质的速冻模式。(4)不同TS-LNF模式(-95℃/-35℃,-95℃/-35,-95℃/-55℃,-95℃/-75℃和-95℃ LNF)下金鲳鱼肌原纤维蛋白结构及其功能特性的变化。随着TS-LNF第二冷冻阶段温度的降低,蛋白质结构变化越小,蛋白质功能特性保持得越好。-95℃/-75℃和-95℃ LNF均有效减少鱼肉的蛋白二级结构、三级结构、溶解度(89.12%和89.93%)、表面疏水性和浊度变化,更好地保持Ca2+-ATPase活力、总巯基和活性巯基含量、Zeta电位绝对值、乳化活性(21.07 m~2/g和22.32 m~2/g)及乳化稳定性、凝胶强度(15.91 g和16.52 g)、凝胶持水力(87.28%和88.10%)及凝胶微观结构。因此,-95℃/-75℃是一种有效减少金鲳鱼肌原纤维蛋白变性和维持蛋白质功能特性的快速冻结模式。(5)-95℃ LNF和-95℃/-75℃ LNF在不同冻藏时间(0,30,60,90,180 day)下金鲳鱼肌肉品质的变化。随着贮藏时间的增加,金鲳鱼鱼肉的持水力和硬度值均显著下降,TVB-N值、TBA值、p H值、解冻损失、蒸煮损失和自由水含量均显著上升。但是,与空气冷冻组相比,-95℃ LNF和-95℃/-75℃ LNF组在冻藏期的品质下降更慢,且-95℃ LNF和-95℃/-75℃ LNF组的品质变化差异不大,有更完整的微观结构。因此,这两种液氮冷冻方法均可以减缓金鲳鱼冻藏期的品质变化,有利于延长其货架期。(6)-95℃ LNF和-95℃/-75℃ LNF在不同冻藏时间(0,30,60,90,180 day)下金鲳鱼肌原纤维蛋白结构及其功能特性的变化。随着贮藏时间的增加,金鲳鱼肌原纤维蛋白的α-螺旋含量、荧光强度、溶解度、Ca2+-ATPase活力、总巯基和活性巯基含量、Zeta电位绝对值、乳化活性及活性稳定、凝胶强度和凝胶持水均显著下降,β-折叠含量、β-转角含量、无规卷曲含量、粒径和表面疏水性均显著上升。但是,与空气冷冻组相比,-95℃ LNF和-95℃/-75℃ LNF组在冻藏期的蛋白质结构变化最小,且更能维持蛋白的乳化和凝胶特性。因此,这两种液氮冷冻方法均可以减缓金鲳鱼冻藏期的蛋白质变性,有利于延长其货架期。综合所有结果分析,结果表明:-95℃ LNF和-95℃/-75℃ LNF均能有效保持金鲳鱼肌肉品质,减缓蛋白变性和蛋白功能下降,两者都是最适合金鲳鱼冷冻保藏方法。如果考虑液氮消耗量和品质变化,-95℃/-75℃ LNF是一种低能耗、高品质的适用于金鲳鱼的速冻方法。研究结果有助于丰富水产品冷冻保藏方法的理论,促进LNF技术在食品冷冻行业的应用,同时,-95℃/-75℃ LNF的研究结果将会为食品速冻行业也提供一个节能环保的新思路,且有望应用到实际生产中。