微波解冻技术对褐虾品质影响的研究：与传统解冻方法的比较分析

《Scientific Reports》：Influence of microwave thawing technique on the quality of brown shrimp, Metapenaeus Dobsonii in comparison to conventional thawing methods

本刊推荐：为解决传统解冻方法耗时长、品质损失大的问题，研究人员开展了微波解冻技术对褐虾生物物理特性影响的研究。结果表明，微波解冻（MT）仅需6-22分钟即可完成，显著短于常规方法（2-48小时）；0.4 kW微波解冻的褐虾解冻损失率最低（18.3%），且其吲哚和TVB-N值与冷藏解冻样品相当。该研究为食品工业快速解冻提供了新方案，尤其适用于在线配送等时效性要求高的场景。

　　

随着全球海鲜消费量的持续增长，虾类作为最受欢迎的水产品之一，其保鲜技术备受关注。冷冻是延长虾类货架期的有效手段，但解冻过程中的品质变化却成为行业痛点。传统的空气解冻、水解冻和冷藏解冻虽然应用广泛，却存在耗时过长（最长可达48小时）、汁液流失严重、微生物易繁殖等问题。特别是在当今快节奏的在线外卖时代，如何在几分钟内完成解冻同时保持产品品质，成为食品加工业亟待突破的技术瓶颈。

在此背景下，印度渔业技术中央研究所的Sumit Kumar Verma等研究人员在《Scientific Reports》上发表了创新性研究，系统比较了微波解冻与传统方法对褐虾(Metapenaeus dobsonii)品质的影响。该研究首次探讨了不同微波功率（0.4-2.0 kW）对虾类生物物理特性的调控规律，为微波解冻技术的工业化应用提供了科学依据。

研究人员采用的主要技术方法包括：使用商业微波炉（Enerzi Microwave Systems）在90°C腔体温度下进行梯度功率解冻；通过常规生化方法测定TVB-N、TMA-N、TBARS等新鲜度指标；利用质构分析仪（Lloyd Instruments）量化硬度、弹性等参数；采用Hunter Lab色差仪评估颜色变化；通过平板计数法和3M Petrifilm进行微生物检测；并组织专业感官评价小组进行9分制嗜好性评分。

解冻时间/解冻速率

研究显示微波解冻具有显著的时间优势。水解法（30°C）需2小时，空气解冻（28°C）需7小时，冷藏解冻（4°C）长达48小时，而微波解冻在2.0 kW功率下仅需6分钟即可完成。解冻速率与微波功率呈正相关，功率每增加0.4 kW，解冻时间缩短3-6分钟。这种高效率源于微波对水分子介电加热的特殊机制，使能量直接穿透样品内部实现快速升温。

基本成分变化

新鲜褐虾的水分、粗蛋白、粗脂肪和灰分含量分别为83.4%、14.83%、0.35%和0.57%。解冻后所有样品水分含量均下降，而蛋白、脂肪和灰分因汁液浓缩而相对升高。2.0 kW微波解冻样品出现最显著成分变化，水分降至81.46%，蛋白升至17.84%，能量值达79.46 kcal/100g。水解法样品因吸水作用反而呈现最高水分含量（85.0%）。

解冻损失与蒸煮损失

解冻损失是衡量冷冻产品品质的关键指标。微波解冻样品损失率（1.83-3.68%）普遍高于传统方法，其中2.0 kW功率下损失最大（3.68%），这与快速加热导致的水分蒸发有关。相反，蒸煮损失呈现相反规律：微波解冻样品（33.59-45.80%）低于空气解冻样品（最高48.13%），表明微波处理有助于保持肌肉持水性。特别发现1.6-2.0 kW微波解冻的蒸煮损失最低，可能与蛋白质变性程度相关。

生化品质变化

pH值变化显示所有解冻样品（6.83-7.50）均低于冷冻虾（7.50），其中水解法样品pH最低。TVB-N（挥发性盐基氮）值在7.70-16.10 mg N/100g范围内，0.4 kW微波解冻样品值最高，但远低于35 mg/100g的安全限值。TBARS（硫代巴比妥酸反应物）值0.18-0.45 mg MDA/kg，微波解冻样品略高，反映脂质氧化程度稍强。值得关注的是，微波解冻样品吲哚含量（6.66-8.42 μg/100g）最低，表明其微生物腐败程度最轻。

质构特性

仪器分析显示微波解冻显著改善虾肉质构。咀嚼性（0.72-1.26 kgf）和弹性（1.05-1.26 mm）优于传统方法，特别是1.6 kW微波解冻样品表现最佳。硬度值（20.52-35.13 N）与功率非简单线性相关，0.8 kW样品硬度最大。这些变化与肌肉纤维完整性和蛋白变性程度密切相关。

仪器色泽

颜色测定发现微波解冻使虾体更明亮（L值56.56-60.61），红色度（a值5.14-8.72）和黄色度（b*值14.06-16.82）也显著提升。1.6 kW微波处理样品色泽最佳，色度值（C）达18.95，ΔE色差达9.71。这种色泽改善可能与类胡萝卜素释放和表面光散射变化有关。

微生物品质

微生物检测显示所有样品均未检出大肠杆菌和总大肠菌群。需氧菌落计数（APC）在5.23-7.31 log cfu/g之间，2.0 kW微波解冻样品菌数最低，证明高强度微波具有杀菌效果。肠杆菌科仅在水解法样品中检出（1.0-1.77 log cfu/g），符合小于2 log cfu/g的安全标准。

感官品质

感官评价得分整体较高（7.8-8.18分），所有样品均超过可接受阈值（6分）。微波解冻样品在质地和风味方面获得好评，但2.0 kW功率下整体接受度稍降（7.87分），可能与过度加热导致的质地变化有关。

本研究通过系统实验证实，微波解冻在保持褐虾品质方面具有显著优势。虽然较高功率（2.0 kW）可能导致部分指标变化，但中低功率（0.4-1.2 kW）微波解冻能在极短时间内获得与传统方法相当甚至更优的产品品质。该技术特别适合现代食品加工和配送体系对效率与品质的双重要求，为海鲜加工行业提供了一种可行的快速解冻方案。未来研究可进一步优化功率-时间组合，并探索与其他新兴解冻技术的协同效应。