磁场辅助过冷储存对饺子品质的影响及原位监测

《Innovative Food Science & Emerging Technologies》：Effects of magnetic field-assisted superchilling storage on dumpling quality and in-situ monitoring

　　

摘要

本研究系统地探讨了静态磁场辅助过冷贮藏（SMF-ASS）对速冻饺子理化特性及风味品质的影响，并建立了基于近红外光谱的原位实时监测模型。结果表明，在磁场辅助过冷条件下，饺子中关键理化指标的上升，如菌落总数（TVC）、过氧化值（POV）、酸价（AV）、挥发性盐基氮（TVB-N）含量和硫代巴比妥酸反应物质（TBARS）值，均显著延缓（P < 0.05），速冻饺子的保鲜货架期延长了约2天。电子鼻和感官评价进一步证实，磁场处理有效保持了饺子的风味品质和整体可接受性。基于相关系数和相对误差，竞争性自适应重加权采样-支持向量回归（CARS-SVR）算法为饺子TVB-N含量提供了最佳的定量预测模型，其相关系数和相对误差分别为R_p = 0.996、R_c = 0.941、RMSECV = 0.304 mg/100 g和RMSEP = 1.230 mg/100 g。协同区间偏最小二乘（Si-PLS）算法为饺子TBARS值提供了最佳的定量预测模型，其相关系数和相对误差分别为R_c = 0.962、R_p = 0.941、RMSECV = 0.032 mg/kg和RMSEP = 0.039 mg/kg。本研究证实了磁场辅助过冷技术在饺子保鲜中的可行性，并为饺子质量监测和货架期延长提供了理论基础和技术支持。

引言

饺子是一种传统的中国面食，以其独特的风味和多样的馅料而广受欢迎。随着食品加工技术和冷链物流的进步，饺子生产逐渐从传统的家庭制作转变为工业化生产，速冻饺子和冷藏鲜饺子成为两大类商业化产品（Mo等，2026）。速冻饺子通常在快速冷冻后于?18 °C或更低温度下贮存，具有货架期长、便于运输等优势（Huang等，2013）。然而，冷冻过程中形成的冰晶可能破坏饺子皮的筋网络结构以及馅料中的组织结构，导致质地劣化和水分流失。冷链运输过程中的温度波动还可能促进冰晶重结晶，进一步加剧品质劣化（Pan等，2023；Yin等，2024）。相比之下，冷藏鲜饺子通常在0–4 °C下贮存和销售，无需冷冻，从而避免了与冰晶形成相关的结构损伤，有助于保持其原有的质地和风味（Noviyanti & Kawasaki，2026）。然而，贮存期间的微生物生长和生化变化可能降低冷藏鲜饺子的品质并缩短其货架期。这些局限性限制了其长途运输和大规模分销（Zhou等，2021）。因此，在保持品质的同时延长冷藏鲜饺子的货架期仍然是该行业面临的主要挑战。

为应对这一挑战，研究者探索了多种方法，包括使用食品添加剂、优化包装方式以及改进冷冻和贮存工艺（Mo等，2026；Ren等，2025；Xia等，2020）。在这些方法中，过冷技术涉及将食品贮存在其初始冰点以下但过冷点以上的亚稳温度范围内，被认为在保持食品品质和延长货架期方面前景广阔（Kang, Hoptowit & Jun，2020）。Park等（2024）采用阶梯式冷却程序在过冷条件下保存卷心菜，发现其货架期约为3个月，几乎是在传统冷藏条件下的三倍。Kim和Hong（2022）比较了过冷贮存和部分冷冻贮存（低于冰点1–2 °C）对牛肉品质的影响，发现过冷贮存在保持牛肉品质方面更为有效。然而，过冷状态在热力学上是亚稳的，容易受到温度波动等环境干扰引起的冰核化作用的影响。这些因素可能促进进一步冰晶形成并损害食品品质，从而限制了过冷技术的实际应用（Stonehouse & Evans，2015）。

静态磁场（SMF）处理与过冷贮存相结合，可提高食品过冷状态的稳定性。作为一种新兴的非热加工技术，SMF具有穿透能力强、处理条件温和、效率高、节能和环保等特点（Chen等，2024；He等，2025；Wang等，2024）。先前的研究表明，SMF可能影响水分子间的相互作用和冰核化行为，从而有助于稳定过冷状态（Kang, You & Jun，2020）。Jiang等（2024）报告，10 mT的SMF将蓝莓的冰核化温度从约?4.6 °C降至?7.3 °C，有助于保持其新鲜度、质地和营养品质。Wang等（2024）证明，在?3 °C下经4 mT SMF处理的猪肉能保持过冷状态，并表现出改善的持水性、色泽和肌原纤维蛋白品质。同样，Lin等（2022）报告，SMF辅助过冷贮存（SMF-ASS）使牛肉在?4 °C下保持未冻结状态，同时减少水分流失和脂质氧化。综上所述，这些研究结果表明SMF-ASS具有稳定过冷状态和延缓食品品质劣化的潜力。然而，该技术对饺子这种由皮和馅料组成的复杂食品体系的贮存品质的影响仍有待深入探究。

快速无损地监测饺子品质对于评估磁场辅助过冷贮存的效果也至关重要。传统的食品品质评价主要依赖理化分析和微生物学分析，这些方法通常需要进行样品前处理，因此不太适用于贮存过程中的快速原位监测（Wan等，2026）。近红外光谱（NIRS）具有分析快速、样品前处理要求低和无损测量等优势。它通过OH、NH和CH键相关的倍频和组合频吸收，提供与食品成分相关的光谱信息（Dai等，2026；Xu等，2025）。结合化学计量方法，NIRS能够建立将光谱特征与食品品质指标关联的定量预测模型，从而实现贮存期间的快速品质评估（Flora等，2023）。然而，目前尚未实现利用NIRS在磁场辅助过冷贮存期间对饺子品质进行原位监测。

因此，本研究通过考察饺子贮存期间微生物指标、脂质氧化和水解、蛋白质降解以及感官品质的变化，评估了SMF-ASS的保鲜效果。此外，将原位NIRS与化学计量方法相结合，建立了TVB-N和TBARS的定量预测模型，实现了对贮存期间关键品质指标的快速无损监测。研究结果可能为将SMF-ASS应用于鲜饺子保鲜和品质监测提供科学依据。

章节摘要

材料

饺子专用面粉、大豆油、猪肉、盐和生抽均购自好邻居超市（中国郑州）。该面粉含有73.8%的碳水化合物、12.2%的蛋白质和1%的脂质。所用其他化学试剂均为分析纯，购自国药集团化学试剂有限公司（中国上海）。

饺子皮的制作

称取500克饺子专用面粉，加入占面粉重量1%的盐，按40%的比例（w/w）加入水，

SMF-ASS对饺子TVC的影响

微生物的生长和繁殖可导致饺子腐败，引起色泽、气味等品质指标的显著变化。SMF-ASS对饺子TVC的影响如图1所示。结果表明，SMF组和CK组的TVC均随贮存时间的延长而显著增加，这与Lin等（2022）的研究结果一致。在相同贮存条件下，SMF

结论

本研究探讨了磁场辅助过冷贮存对饺子理化特性的影响，并建立了基于原位NIRS的品质变化实时监测方法。结果表明，SMF显著延缓了TVC、POV等理化指标的上升，并将冷藏饺子的保鲜货架期延长了2天。该方法有助于保持饺子的新鲜度并扩大其分销范围。

CRediT作者贡献声明

邢宏烨：撰写——初稿，撰写——审阅与编辑，方法学，概念化。马战川：方法学，数据管理，调查研究。李敏：方法学，调查研究，形式分析。王磊：可视化，验证，软件。张 yan yan：撰写——审阅与编辑，可视化，监督，基金获取。张华：项目管理，监督，验证。

未引用参考文献

Li, Xiong, Kong, Huang and Li, 2013

Liang等，2026

利益冲突声明

本手稿的提交不存在利益冲突，手稿已获所有作者批准发表。我谨代表所有合著者声明，文中描述的工作为原创性研究，此前未曾发表，也未曾投稿至其他地方（全部或部分）。所有列出的作者均已批准所附手稿。

致谢

本工作得到了河南省高等学校科技创新人才计划（26HASTIT064）、河南省重大科技专项（竞争择优，251000110200）的资助。

邢宏烨|马战川|李敏|王磊|张 yan yan|张华

郑州轻工业大学食品与生物工程学院，郑州 450001，中国