引言
亚洲沼泽鳗鱼(Monopterus albus)是亚洲重要的水产养殖物种,在东南亚和东亚地区广泛分布(Sow等人,2019年)。由于其良好的口感和高营养价值,在中国非常受欢迎(Lv等人,2022年)。然而,沼泽鳗鱼的肌肉组织具有弹性且富含蛋白质和水分,因此极易变质(Yang等人,2024年)。因此,有效的保鲜措施对于维持其品质和延长保质期至关重要,这有助于其水产养殖业的可持续发展。
低温储存是延长水产品保质期的有效方法。然而,冷藏过程中形成的大冰晶会导致品质下降(Bao等人,2021年)。因此,控制冰晶大小以减少储存过程中的品质损失受到了广泛关注。超低温处理技术在水产品保鲜方面显示出巨大潜力(Fei等人,2024年)。与传统冷冻方法相比,超低温处理仅使部分(通常为5%–30%)水分冻结,从而显著减少冰晶对组织结构的损伤并抑制水分流失(Sun等人,2023年;Zhao等人,2021年)。先前的研究表明,超低温处理可以有效减缓鱼片pH值和总挥发性碱性氮(TVB-N)的变化(Qiu等人,2020年),以及抑制蛋白质氧化(Liu等人,2013年)。然而,储存过程中的温度波动不可避免,可能会引发冰晶重结晶——即大冰晶以牺牲小冰晶为代价生长。这一过程会机械性地破坏细胞结构,加速蛋白质变性,并促进脂质氧化,最终缩短产品的保质期(Mao等人,2025年)。因此,迫切需要新的策略来控制冰晶的形成并抑制部分冻结产品的重结晶。最近,人们开始探索用于此目的的新兴物理技术(Peng等人,2025年;Yao等人,2025年)。值得注意的是,基于电场的技术作为一种绿色、非热能且节能的食品保鲜方法已经出现(Sun等人,2024年)。低频电场可以干扰水分子的振动或旋转,使其处于热力学非平衡状态,从而增加过冷度,延缓冰核形成,并促进更细小、更均匀的冰晶生成(Jha等人,2017年)。初步研究表明,电场有助于保持虾的品质(Fan等人,2025年)。然而,大多数现有研究集中在完全冷冻或高压应用上(Liu, Li等人,2022年;Dalvi-Isfahan等人,2023年)。迄今为止,尚未有关于利用低频交变电场辅助鳗鱼微冷冻的研究报告。
因此,本研究旨在填补这一关键研究空白,系统探讨ESF对亚洲沼泽鳗鱼品质的影响。我们推测ESF将有效弥补传统超低温处理的不足。作为首次将低频交变电场应用于沼泽鳗鱼超低温保鲜的研究,本研究的主要目标是全面评估ESF的效果。评估内容不仅包括冰晶特性,还包括多种品质指标,如水分分布、颜色稳定性、保水能力以及生化变化(pH值和电导率),特别是风味演变(通过电子舌分析)。通过将微观层面的冰晶控制与宏观层面的感官和理化保鲜效果联系起来,本研究可以揭示ESF改善品质的机制。
样本制备
样本制备
从中国湖北武汉的月湖里超市购买了活的Monopterus albus(长度30–40厘米,重量400–500克),并运送到实验室。所有操作均遵循华中农业大学(武汉)机构动物护理和使用委员会批准的研究方案进行。用木棍敲击鳗鱼头部将其处死,随后去除头部、尾部和内脏。
冰晶尺寸分析及微观结构表征
冰晶对食品品质有显著影响,大量不规则冰晶的存在会大幅降低整体品质(Li等人,2019年)。一般来说,小冰晶的形成可以减少冷冻过程中对肌肉纤维的机械损伤(Li等人,2020年)。相关性分析的结果也支持这一结论(图6,E)。SF和ESF处理后的冰晶参数结果见图2。
结论
本研究探讨了低频交变电场辅助微冷冻对沼泽鳗鱼品质的影响,重点关注冰晶形成、水分分布、颜色和风味。与SF组相比,ESF组的冰晶显著更小(P < 0.05),第8天时冰晶的等效直径和横截面积分别减少了19.6%和35.5%。低频交变电场有效防止了冰晶之间的相互转化。
作者贡献声明
孙光全:撰写 – 审稿与编辑,撰写 – 原稿撰写,数据验证,实验设计,数据分析。王一健:撰写 – 审稿与编辑,撰写 – 原稿撰写,数据验证,数据分析。郝新龙:资金筹集,数据分析,概念构思。陈海强:数据分析,概念构思。朱明:项目管理,资金筹集。余明:撰写 – 审稿与编辑,监督,资源协调,项目管理。
伦理声明
所有操作均遵循华中农业大学(武汉)机构动物护理和使用委员会批准的研究方案进行。
作者声明
作者们没有需要声明的利益冲突,且本手稿尚未以任何形式发表在其他期刊上。
未引用参考文献
Liang等人,2021年
Qiu等人,2022年
Xu等人,2020年
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的可能影响本文研究的财务利益或个人关系。
致谢
我们感谢湖北省项目(2023BBB038)和HZAU-AGIS合作基金(SZYJY2021028)对本研究的财政支持。