陈潜，范大明，2，*，曹洪伟，黄建联，赵建新，2，闫博文，周文果，张文海，张灏

（1.江南大学食品科学技术国家重点实验室，江苏无锡214122；2.江苏省食品安全与质量控制协同创新中心，江苏无锡214122；3.福建安井食品股份有限公司，福建厦门361022）

射频对冷冻鱼浆的解冻效果研究

陈潜1，范大明1，2，*，曹洪伟1，黄建联3，赵建新1，2，闫博文1，周文果3，张文海3，张灏1

（1.江南大学食品科学技术国家重点实验室，江苏无锡214122；2.江苏省食品安全与质量控制协同创新中心，江苏无锡214122；3.福建安井食品股份有限公司，福建厦门361022）

为提高冷冻鱼浆生产过程中的解冻效率和品质，试验使用射频及其他解冻方式对冷冻鱼浆进行解冻，并对不同方式解冻后的冷冻鱼浆的温度分布进行对比研究，相应制成的鱼糜制品进行质构、白度和持水力的分析。结果表明：当射频系统的极板间距为14 cm时，解冻耗时最短（5 min 40 s）；当极板间距为16 cm时，解冻后鱼浆的温度均一性较好，并且3 min间歇解冻能缓解局部过热现象，改善鱼糜品质；采用射频解冻后鱼糜的凝胶性与传统解冻方式差异较小，采用0.125 W/g微波解冻鱼浆，由于水分的散失凝胶强度略有降低，导致鱼浆凝胶性较差；不同解冻方式并不会影响鱼糜的白度及持水力。

射频解冻；微波解冻；冷冻鱼浆

随着国内消费水平的提高及多品种鱼糜制品的生产，使得冷冻鱼糜及制品在国内市场的需求量不断扩大。水产品精深加工是水产品加工工业的发展方向，而冷冻鱼糜及鱼糜系列食品的加工又是水产品精深加工的重要内容[1]。在鱼糜制品加工行业中，冷冻是保藏鱼浆的一种重要方法，冷冻肉不仅是国家储备和调节市场的重要手段，也是肉类制品在地区之间流通的主要形态，占有很大的市场份额[2]。冷冻鱼浆在加工之前都必须要经过解冻这一过程。解冻时，由于冰晶融化会导致大量汁液损失，从而导致鱼糜风味和品质下降。解冻方法或参数选择不当，就会对原料肉的品质造成重大影响，例如汁液、微生物超标及营养流失等问题，同时影响后续的食用加工以及最终鱼糜制品的品质[3]。

空气解冻是目前肉品加工厂常用的解冻方式，其原理是单纯的热传递，解冻所需时间长（12 h至24 h），解冻汁液流失率高，肉质太软且易被微生物污染[4]。而微波解冻速度快、解冻后肉的色泽好、操作简单等，但由于微波的能量大，穿透能力强，传递过程中能量衰减速度快，微波解冻容易产生过热现象[5]。射频能量要低于微波能量，穿透能力不如微波，传递过程中能量衰减慢，所以射频解冻能够克服微波解冻的不足，可适用于厚度较大的物料，有利于肉类的快速解冻，射频解冻在工业应用中更具优势[6]。

射频技术在我国也早有应用，但其应用仅限于轻工业及医药行业，用于木材的干燥胶合[7]、纺织品的干燥固色[8]、塑料制品的焊接[9]以及手术中的局部加热治疗[10]等。主要利用其选择性加热的特点，处理过程具有高效、快速的优点。该技术在我国具有巨大的研究空间和发展潜力[11]。

本论文对传统、微波及射频解冻方式进行研究，通过对解冻后冷冻鱼浆的温度分布和鱼糜制品品质进行分析，从而找出不同解冻方式对冷冻鱼浆的影响因素，最终推荐合适的解冻方式。为今后冷冻鱼浆解冻方法的进一步优化提供参考，有助于使解冻这一技术更好的服务于人们的生产生活。

1 材料与方法

1.1 原料

AA级冷冻淡水鱼糜：宏业水产食品有限公司；食盐：购于无锡华润万家超市；聚乙烯肠衣：福建安井食品有限公司提供。

1.2 主要仪器设备

SO-06B 型射频设备（功率：6 kW，频率：27 MHz，极板间距：12 cm~24 cm，上极板尺寸：长83 cm×宽40 cm，下极板尺寸：长 98 cm×58 cm，极板电压：6.2 kV～8.72 kV）：英国Strayfield有限公司；80PK-2型热电偶：美国福禄克电子仪器仪表公司；HLQ-10型斩拌机：上海申发机械有限公司；MP-15型双槽恒温水浴锅：南京先欧仪器制造公司；SZ200手摇式灌肠机：南京威利朗食品机械有限公司；SU504手动式U型封口机：河北衡水鸿昊企业有限责任公司。

1.3 方法

1.3.1 样品前处理

将低温冷冻鱼浆（50 cm×35 cm×5 cm）放入4℃冰箱过夜解冻，将解冻后鱼浆分切成小块鱼浆（25 cm×15 cm×5 cm），将分切后的鱼浆放入20℃冰箱冷冻过夜，待用。

1.3.2 射频解冻

试验中，冷冻鱼浆样品放置于塑料托盘上，然后放在射频仪器两极板间，极板间距14 cm～24 cm范围内可调。解冻开始前冷冻鱼浆的中心温度为-20℃，肉块中心温度达到-4℃停止解冻。

1.3.3 低温解冻

将冷冻鱼浆（25 cm×15 cm×5 cm）放在低温冰箱中，在温度为4℃条件下进行解冻。

1.3.4 空气解冻

将冷冻鱼浆（25 cm×15 cm×5 cm）放在恒温恒湿箱中，在温度为25℃、相对湿度为95%条件下进行解冻。

1.3.5 微波解冻

将冷冻鱼浆（25 cm×15 cm×5 cm）放在微波炉中，使用0.05 W/g和0.125 W/g对冻肉进行解冻。

1.3.6 温度分布测定

参照Farag[12]测定鱼浆块料温度的方法，解冻结束后，将5个热电偶探头插入块料相应位置，测定各个位置点的温度。获得15个点的温度数据后，采用Surfer软件进行处理[13-14]。

1.3.7 解冻时间

试验开始时计时，块料中心温度达到-4℃（鱼糜制品加工过程中的最适温度）时停止计时，记录解冻所用时间。

1.3.8 取样方法

为了减小试验误差，取样时分别在中心和块料四周取样。

1.3.9 鱼肠的制作

冷冻淡水鱼浆于-20℃下保存，两个月内使用。将400 g解冻后的鱼浆切片后置于斩拌机中，2 600 r/min刀轴转速下空斩2 min。加入12 g食盐，3 000 r/min刀轴转速下盐斩2 min。收集浆料并灌至直径为2.5 cm的塑料肠衣中，两端用封口机封好，放置预先设定好温度的水浴锅中加热。采用二段式加热法，即在40℃下加热30 min后于90℃加热20 min，进行熟化[15]。立即放入冰水中冷却，在4℃环境中冷藏放置12 h。

1.3.10 凝胶强度的测定

用灌肠机将鱼浆样品充入聚乙烯肠衣（直径30mm）中，制成长度为20 cm的鱼肠。将鱼肠进行水浴二段式加热（40℃30 min和90℃30 min）后取出，置于冰水中快速冷却然后置于4℃下冷藏24 h。第2日将鱼肠取出，剥去肠衣后切成高25 mm的圆柱体，待其温度上升至室温后，用TA-XT2i质构仪测定其凝胶强度，采用球形探头P/5S，测定速度1.00 mm/s，下压距离15 mm[16]。鱼滑的凝胶强度用破断强度（g）与凹陷深度（cm）的乘积表示，每组至少测定6个平行样品，取均值。

1.3.11 持水力

称取4 g左右被切成约2 mm薄片的鱼肠样品，称量记鱼肠总质量为W1。上下各2层滤纸包裹好后放入离心管内，4℃下5 000 r/min离心20 min，称量离心后鱼肠总质量记为W2。样品设5组平行，按照公式计算样品失水率，结果取平均值[17]。持水力越高说明鱼糜保持水分的能力越高，则越好。

式中：Xw为持水力，%；W1为离心前样品质量，g；W2为离心后样品质量，g。

1.3.12 色泽

校准测色仪后，分别测定鱼糜的亮度L*（Lightness）、红色度 a*（Redness）和黄色度 b*（Yellowness），每组重复测定5次，结果为5个数的平均值[18]。

1.3.13 数据分析

试验数据和图形处理采用Excel软件和Surfer软件，对试验测定数据的差异显著性分析采用SPSS 17.0软件中的Duncan法评价。

2 结果与讨论

2.1 解冻方式对鱼浆温度分布的差异

2.1.1 射频解冻

在射频解冻过程中，射频的功率的调节是通过改变上下极板的间距来实现的。极板间距越小，射频能量越高[19]。试验通过采用不同的极板间距（14、16、18cm）对冷冻鱼浆进行解冻，不同极板间距对冷冻鱼浆解冻效果的影响如图1。

图1 极板间距为（a）14 cm，（b）16 cm，（c）18 cm时，解冻后冷冻鱼浆的温度分布Fig.1 Temperature distribution within frozen minced fish at different electrode gaps：（a）RF 14 cm，（b）RF 16 cm，（c）RF 18 cm

从解冻时间来看（将样品的中心温度从-20℃解冻至-4℃所用的时间），极板为14 cm时耗时最短（5 min 40 s），极板为 18 cm 时耗时最长（15 min），而极板为16 cm时耗时为10 min。这说明射频系统的能量越高，解冻速度越快。由于时间和功率的不同，单位质量电耗也随极板的增大而增大。因此导致冷冻鱼浆的温度分布各不相同[20]。

总体上看，上层的温度较高而底层的温度较低。不同的极板间距对冷冻鱼浆的解冻后的温度分布影响较大。当极板间距较大（功率较低）时，解冻的时间较长。这使冷冻鱼浆表面温度与中间温度的差距越来越明显。同时当极板间距小（功率较高）时，虽然时间短但解冻太过剧烈，尖角效应（食品的尖角部分很容易被微波穿透，其产热迅速而温升很快，常常会受到过度加热，甚至在其中心部分尚未熟透时边角就会产生焦糊现象）明显，影响鱼浆品质。其中当极板间距为16 cm时，解冻后冷冻鱼浆的温度分布最为均匀，因为其3个平面的平均温度最为相近[21]。但仍会出现尖角效应，这是因为角和边缘比冷冻鱼浆内经历更多的加热，主要是由于增加的功率。但较大的电极间隙意味着较低的功率，使得尖角效应不那么明显[22]。当极板间隙不断增加时，冷冻鱼浆的的尖角失热效应却有所降低。在工业中，温度范围内的尖角效应是可接受的，且冷冻鱼浆内的温度分布更重要。因此，16 cm处的极板间距适合于冷冻鱼浆的处理。

为了优化射频解冻方式，采取间歇加热方式。解冻采用极板间距为16 cm，当射频解冻5 min后停止解冻，当间歇时间结束时开启射频继续解冻，直至鱼浆内部温度到达-4℃。试验采用的间歇时间为1、3、5 min，解冻后冷冻鱼浆的温度分布见图2。

图2 以RF 16 cm作为解冻方式，解冻间歇时间为（a）1 min，（b）3 min，（c）5 min时，解冻后冷冻鱼浆的温度分布Fig.2 Temperature distribution within frozen minced fish at different intermittent times：（a）1 min，（b）3 min（c）5 min，by using RF 16 cm

从图2中可以看出，间歇时间并不能完全缓解射频解冻过程中出现的局部过热的问题。但随着间歇时间的增加，鱼浆底层的温度逐渐升高。相比于连续解冻，间歇能使鱼浆表面温度的上升不会过于迅速。在间歇时间内，能够有时间使鱼浆进行内部的能量传递，表层的高温与内层的低温进行热交换。因此，当解冻结束时，表层不会因为温度过高导致水分散失严重而变干，有效的降低汁液流失率，也能提高鱼浆的整体温度的均一性。

2.1.2 微波解冻

本试验通过采用微波对冷冻鱼浆进行解冻。试验中使用0.05 W/g和0.125 W/g进行解冻，由于微波解冻能量较高，前期试验中发现，若微波功率过高将导致外部温度过高但内部温度过低的现象。解冻后冷冻鱼浆温度分布见图3。

结果表明，当微波功率为0.05 W/g时，微波能量低因此解冻时间长（15min42s），当微波功率为0.125W/g，解冻时间（8 min 50 s）则短一些。图3中可以看出鱼浆第1层与第3层温度分布的差距比较明显，同时鱼浆的四角和边缘的温度较高。这是由于微波的穿透能力弱，使冷冻表面和边缘快速融化，肉汁渗出后，由于水吸收微波的速度比冰块使这部分的鱼浆吸收微波的能力大大增强，导致温度迅速升高而使样品局部熟化[22]。当微波功率提升时，由于能量提高，使鱼浆整体的温度也高一些，图中可以看出使用0.125 W/g解冻鱼浆的第2层和第3层的温度分布与第1层的差别不大。虽然解冻时间降低，但鱼浆边缘的温度仍然较高。因此，微波采用0.125 W/g的解冻效果优于微波0.05 W/g时的解冻效果。

2.1.3 低温和常温空气解冻

低温和常温空气解冻是鱼糜生产中常用的解冻方式，解冻后冷冻鱼浆温度分布见图4。

图3 微波功率为（a）0.05 W/g和（b）0.125W/g时，解冻后冷冻鱼浆温度分布Fig.3 Temperature distribution within frozen minced fish at different microwave power：（a）MW 0.05 W/g，（b）MW 0.125 W/g

图4 空气解冻温度为（a）4℃和（b）25℃时，解冻后冷冻鱼浆温度分布Fig.4 Temperature distribution within frozen minced fish at different thawing temperature：（a）4 ℃，（b）25 ℃

从温度分布图中可以看出这两种解冻的鱼浆温度分布最为均一。因为这两种方式解冻时间长，通过能量的内外传递使鱼浆逐渐升温，同时在解冻过程中鱼浆的温度容易控制，不会使鱼浆蛋白变性。但这两种解冻方式的缺点也十分明显，相比于其它解冻方式，低温和常温解冻时间长，能耗高，解冻过程中汁液流失严重。特别是常温解冻，容易导致鱼浆微生物数量超标。

2.2 解冻方式对鱼糜品质的影响

2.2.1 解冻方式对鱼糜质构的影响

在评定鱼糜品质的参数中，凝胶特性是十分重要的一项指标，它直接关系到食用时的口感。而鱼糜的凝胶性使通过破断力和破断距离相乘计算而得，鱼糜的凝胶强度越强，说明鱼糜的品质越好[23]。试验用将不同方式解冻冷冻鱼浆，并将鱼浆经斩拌等工艺制程鱼糜。不同解冻方式对鱼糜的破断力和破断距离的影响见图5。

从测得数据可知，采用4℃时鱼糜的破断力较强，而采用其它方式的鱼糜的破断力之间略有差异。从图5中也可看出4℃解冻与微波解冻的鱼糜破断力有显著性差异。从破断距离上看，不同的解冻方式之间的差距较小，并没有显著性差异。但当采用射频解冻时，破断距离之间存在细微差距，当采用间歇时间为3 min时破短距离最好。

图5 不同解冻方式对鱼糜的破断力和破断距离的影响Fig.5 Effect of different thawing methods on breaking force and breaking distance of surimi

不同解冻方式对鱼糜的凝胶强度的影响见图6。

图6 不同解冻方式对鱼糜的凝胶强度的影响Fig.6 Effect of different thawing methods on gel strength of surimi

凝胶强度的结果表明，当采用4℃解冻的鱼糜凝胶性最好，而微波解冻的鱼糜的凝胶性低于前者，这可能由于微波解冻过于激烈，使鱼浆表面失水严重和局部温度过高鱼浆变性，最终影响鱼糜的凝胶。采用射频解冻的鱼糜的凝胶性与传统解冻方式差异较小，虽然射频解冻也会产生失热效应，但由于过热的面积小以及局部过热的温度不会太高，因此对鱼糜的凝胶强度影响较小[23]。射频解冻相比于微波解冻更为温和，且比传统解冻方式更为高效，适用于大块物料的解冻，是一种良好的解冻方式。

2.2.2 解冻方式对鱼糜白度和持水力的影响

肌肉中的水分，一部分与组织蛋白质、糖类的羧基、羟基和氨基等紧密结合而存在，称为结合水，另一部分存在于肌原纤维与结缔组织间的网络结构中，称为自由水[17]。试验将解冻后的鱼浆制备成鱼糜制品，进而对鱼糜进行持水力的测定。若鱼浆在解冻过程中发生变性，将直接影响鱼糜的凝胶，从而导致鱼糜品质的下降[24]。不同解冻方式对鱼糜的白度和持水力的影响见图7。试验结果表明，不同解冻方式处理的冷冻鱼浆所制成的鱼糜制品的持水力差异较小。这说明射频、微波和传统的解冻方式在解冻过程中都不会破坏冷冻鱼浆的基本特性。

图7 不同解冻方式对鱼糜的白度和持水力的影响Fig.7 Effect of different thawing methods on whiteness and expressible water content of surimi

从图7中可以看出，不同解冻方式并不会影响鱼糜的白度。这可能是因为所有的解冻方式都是在可控的温度范围内，解冻过程中虽有局部过热现象的出现，但并没有温度过高，因而没使鱼浆熟化变色。

3 结论

本试验通过采用传统、微波和射频的方式解冻冷冻鱼浆，通过解冻后冷冻鱼浆的温度分布及鱼糜品质来评价解冻方式，从而选择出最优的解冻方案。试验结果表明，采用传统方式解冻鱼浆，鱼浆温度分布均一，鱼糜品质较好，但解冻时间长，耗能多。采用微波方式解冻鱼浆，解冻速度快但鱼浆温度分布较差，出现局部过热现象。而射频方式解冻鱼浆，在解冻速度上不及微波，但温度分布的较为均一，失热效应较弱，不影响鱼糜品质。同时，当采用16 cm的极板间距时有最佳的解冻效果。综上所述，射频解冻冷冻鱼浆是一种快速且有效的解冻方式，适合在工业生产中推广。

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Study on Thawing Effect of Radio Frequency on Frozen Minced Fish

CHEN Qian1，FAN Da-ming1，2，*，CAO Hong-wei1，HUANG Jian-lian3，ZHAO Jian-xin1，2YAN Bo-wen1，ZHOU Wen-guo3，ZHANG Wen-hai3，ZHANG Hao1
（1.State Key Laboratory of Food Science and Technology，Jiangnan University，Wuxi 214122，Jiangsu，China；2.Jiangsu Province Food Safety and Quality Control Collaborative Innovation Center，Wuxi 214122，Jiangsu，China；3.Fujian Anjoy Food Share Co.，Ltd.，Xiamen 361022，Fujian，China）

To improve the thawing efficiency and quality of frozen minced fish during the production，radio frequency and other thawing methods were used to defrost the minced fish，and the temperature distribution of frozen fish after thawing in different ways was compared，and then，the texture，whiteness and expressible water content of the corresponding surimi products were analyzed.The results showed that the electrode gaps of the RF system was 14 cm，the time of thawing was shortest（5 min 40 s）.As the electrode gaps improved to 16 cm，the temperature uniformity of the minced fish was better than other electrode gaps，and experimental used 3 min intermittent thawing to alleviate the phenomenon of local overheating，improve the quality of surimi.The gelation of surimi after radio frequency thawing was not different from that of the traditional thawing method.The use of microwave thawed frozen minced fish with 0.125 W/g，due to the slight loss of water loss of gel strength，resulting in poor gel.The surimi，used by radio frequency，had white color，high expressible water content and good texture characteristics.

radio frequency；microwave；frozen minced fish

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.22.019

江苏省产学研联合创新资金（BY2015019-05）；江苏省“六大人才高峰”高层次人才计划项目（2015-NY-008）

陈潜（1991—），男（汉），在读硕士研究生,研究方向：食品加工技术。

*通信作者：范大明（1983—），男，副教授，硕士生导师，研究方向：食品微波加工技术。

2017-03-13