冰晶形貌对反复冻融肉体系稳定性影响的研究进展

冷冻是保持肉及肉制品品质和安全的重要方式,但在长期加工、运输和销售过程中冷冻肉及肉制品会不断经历冷冻-解冻过程。冻融期间冰晶的反复形成会导致肉及肉制品氧化变性、保水性降低、功能品质下降和营养物质损失等系列问题,严重影响了体系的稳定性,由此引起的品质劣变已成为肉品学科领域关注的热点。本文从冰晶的形成过程以及冰晶对肉体系微观结构、汁液流失、品质和氧化稳定性影响等方面进行综述,旨在为改善冻融肉体系稳定性研究提供参考,并为提高冷冻肉品质研究开拓新思路。

表面能对冰晶形貌的影响

本工作从介科学概念出发,提出了表面能对冰晶生长形貌调控的科学假设。通过在水中添加不同添加剂(蔗糖、氯化钠、表面活性剂SDS),改变水溶液的表面张力,利用激光共聚焦显微镜原位实验装置开展了冰晶生长动力学研究。结果表明,在相同过冷度条件下,随溶液表面张力降低,冰晶形貌由具有对称性的枝状变为无序的海藻晶,这种变化在不同溶液中得到验证。研究发现,溶液表面张力较低,导致冰在溶液中生长阻力增大,冰晶生长速度降低。在较高的生长速率条件下,冰晶生长表面失稳,晶面各向异性生长,生成有序枝晶结构;在较低的生长速率条件下,生长表面被添加物分子覆盖,晶面各向异性消失,生成无序枝晶结构。以上结果验证了过冷度和表面能对材料结构生长过程的调控作用,为材料介科学的发展提供了实验依据。

羟基磷灰石纳米微粒对不同种类低温保护剂反玻璃化结晶的影响

为了研究羟基磷灰石(HA)纳米微粒对不同种类低温保护剂(质量浓度为60%的渗透性丙三醇和质量浓度为50%的非渗透性PEG-600)反玻璃化结晶的影响,利用低温显微镜研究了含有不同粒径(20nm、40nm、60nm)和不同质量浓度(0.1%、0.5%)HA纳米微粒的丙三醇和PEG-600溶液在反玻璃化过程中的结晶现象。实验结果表明:丙三醇和PEG-600溶液在反玻璃化过程中的冰晶形貌分别为枝状和球形,且形貌都不随添加纳米微粒而改变。与未添加纳米微粒的丙三醇溶液相比,添加60nm、0.5%纳米微粒溶液的析晶分数仅为未添加溶液的1/7。PEG-600溶液在-64℃^-52℃区间内的析晶分数显著增加,其中添加40nm、0.5%纳米微粒的PEG-600溶液的析晶分数增加了90%。冰晶的生长速率存在两个极大值现象,而添加40nm、0.5%纳米微粒的丙三醇溶液、未添加和添加60nm纳米微粒的PEG-600溶液的冰晶生长速率都只有一个极大值。