利用与冰微观结构和蛋白质稳定性相关的射频介电光谱指纹检测金枪鱼冷冻/解冻循环

《Food and Bioprocess Technology》：Freeze/Thaw Cycle Detection in Tuna Using Radiofrequency Dielectric Spectroscopy Fingerprints Related to Ice Microstructure and Protein Stability

　　

摘要

冷冻金枪鱼中的冻融滥用是一种重要的冷链中断形式，可能会损害产品质量并助长商业欺诈。本研究通过建立介电弛豫指纹与冰微结构及蛋白质稳定性之间的联系，评估了射频光谱法检测黄鳍金枪鱼（Thunnus albacares）冻融损伤的能力。对商业超冻金枪鱼柳进行了受控的解冻/再冻结循环处理，并使用射频光谱法、冷冻扫描电子显微镜（Cryo-SEM）和差示扫描量热法进行了分析。从测得的电响应中获得介电常数谱，并使用 Traffano–Schiffo 方法进行建模，以提取 α、β?、β? 和 γ 弛豫参数。冷冻扫描电子显微镜提供了与冰晶发育相关的微结构破坏、空洞形成和组织塌陷的定性证据，而量热分析则显示了肌原纤维蛋白（主要是肌球蛋白和肌动蛋白）的热稳定性和天然状态比例的变化。β? 和 β? 弛豫参数在超冻状态和解冻/再冻结样品之间显示出显著差异，表明其对冷链中断具有敏感性。β? 与带电大分子结构和蛋白质变性有关，而 β? 则反映了与冰相关的界面极化现象。这两个参数之间的线性关系表明冰晶生长与蛋白质结构损伤之间存在成比例的耦合，支持了冻融循环过程中组织结构破坏的机制。总体而言，基于弛豫的射频指纹提供了一种非破坏性且物理可解释的工具，用于识别冷冻金枪鱼产品中的解冻/再冻结欺诈，从而确定样品是否失去了超冻状态并随后被再次冻结。