冷冻是一种广泛使用的保存方法，通过形成冰晶延长易腐食品的保质期，从而抑制微生物生长并延缓酶促降解 (Fellows, 2022; Ibarz & Barbosa-Cánovas, 2002)。随后的解冻过程通过复杂的热质传递现象对最终产品质量产生关键影响 (Ngapo et al., 1999)。解冻期间，冰熔化并吸收大量潜热，形成一个称为最大冰晶融化区 (MCM，约 -5 至 0 °C) 的热平台期。大部分冰在此范围内融化，导致在这些温度下停留时间延长。在此范围内，部分熔化增加了分子流动性，并可能促进重结晶和晶粒粗化。该平台期还减慢了解冻前移的速度，由此产生的长时间暴露可能会加剧微观结构损伤、水分重新分布和滴水损失 (Pham, 2006; Roos, 2021)。因此，减少在 MCM 内的停留时间是解冻过程设计中的重要考虑因素。
常规解冻方法如水浸解冻 (WT)、冷藏解冻 (RT) 和常温解冻 (AT) 在同时实现快速加工与质量保持方面存在固有的局限性 (?al??kan Ko? et al., 2025)。水浸解冻 (WT) 提供快速热传递和相对较短的 MCM 内停留时间，但引发了关于交叉污染和用水量的担忧。冷藏解冻 (RT) 通常有利于微生物安全；然而常伴随解冻时间延长和在 MCM 内停留增加。常温解冻 (AT) 是最简单的方法，无需专用设备。然而，其低热传递效率延长了在 MCM 内的停留时间，常产生温度不均一性，从而增加食品安全风险 (Gan et al., 2022; Osek et al., 2022)。
射频、微波和欧姆加热等先进技术已被研究作为常规解冻的替代方案。每种方法都有实际局限性，如射频解冻中的边缘聚焦加热 (Sun et al., 2023)、微波解冻中渗透受限的冷点 (Hu et al., 2023) 以及欧姆解冻中的局部过热 (D?ner et al., 2024)。因此，需要进一步开发和优化解冻过程，以在解冻效率、产品质量、安全性和实际应用性之间取得令人满意的平衡。
本研究将真空升华 - 复水解冻 (VSRT) 应用于多孔植物基肉基质。VSRT 是一个结合相变热力学和受控质传的两阶段过程，此前已报道用于冷冻猪肉和土豆 (Chen et al., 2020; Kong et al., 2025)。在升华阶段，降低腔室压力以促进冰直接到蒸气的转变，已知该过程可在产生的干燥基质中生成互连的孔隙网络 (Thomik et al., 2022)。在复水阶段，真空下引入的水蒸发，产生的蒸气接触冷冻样品。根据这些早期报道，升华过程中生成的孔隙网络据推测充当运输通道，使蒸气渗透基质并凝结，在样品内部而非仅在表面释放潜热 (Chen et al., 2020; Chen et al., 2023; Kope? et al., 2022)。这种机制预计可使热量直接渗透到样品内部，而不是受表面热阻控制。此外，真空下维持的低氧分压可能进一步限制解冻过程中的氧化反应 (Kong et al., 2025)。
植物基蛋白因对可持续蛋白替代品需求的增长而吸引了大量研究兴趣。组织化植物蛋白 (TVP) 是最广泛使用的肉替代品之一，因为挤压加工产生与肌肉组织质地非常相似的纤维状微观结构和互连多孔毛细管网络 (Bakhsh et al., 2021)。然而，这种多孔结构易受冻融损伤，冰晶形成和水分迁移导致结构坍塌、水分流失和质地劣化。相反，固有的孔隙率和互连孔隙网络可能促进 VSRT 过程中的蒸气传输和内部凝结，使植物基肉成为评估其热质传递特性的合适模型系统。因此，选择植物基肉作为模型食品，因为其微观结构既对冻融损伤敏感，又适用于 VSRT 过程。
在此背景下，本研究的目标是使用响应面法 (RSM) 优化 VSRT 的操作条件，通过评估升华时间和复水水温的影响。冷冻植物基肉基质的解冻时间和 MCM 内的停留时间，以及解冻后植物基肉的烹饪损失和硬度被选为优化响应变量。随后对优化条件进行了实验验证，并与常规解冻方法进行比较。具体而言，解冻性能通过解冻时间和 MCM 停留时间进行评估，产品质量通过扫描电子显微镜、解冻损失、烹饪损失和质地参数进行评估。
