《Innovative Food Science & Emerging Technologies》：Alternating magnetic field-assisted freezing enhances freeze-thaw quality of golden pompano
(Trachinotus ovatus) fillets: Metabolomic and physicochemical insights from thawing exudate
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磁冷冻技术通过形成均匀细小冰晶有效缓解冻融循环对金枪鱼柳条的损伤，其解冻渗出物中蛋白质氧化和脂质过氧化水平显著低于传统冷冻，且代谢组学分析揭示了关键差异代谢物（如二肽、氧化氨基酸、磷脂及核苷酸），证实渗出物物理化学特性与冻融品质强相关，为非破坏性评估冻融鱼品提供新方法。
作者：方志|钟赛毅|李倩|李川|何彦夫|朱露露|冯爱国|洪慧|张龙腾
中国海南省海口市海南大学食品科学与工程学院海洋食品加工重点实验室；热带海产品资源创新利用国际联合研究中心，邮编570228
摘要
冷链过程中的温度波动会损害冷冻水产品的冻融品质。传统的冻融损伤评估方法主要依赖于对肌肉组织的破坏性分析，这限制了其在工业应用中的可行性。为了寻找一种新的方法来评估冷冻水产品的品质，本研究分析了在交替磁场辅助冷冻（MF）和传统空气爆破冷冻（CF）条件下处理的金鼓鱼（Trachinotus ovatus）鱼片的解冻渗出物在六次冻融循环过程中的物理化学和代谢组学特征。同时，还对其氧化稳定性进行了评估，并对解冻渗出物进行了非靶向代谢组学分析。结果表明，与CF相比，MF显著减轻了冻融引起的品质下降，表现为肌肉纤维结构良好、蛋白质完整性得以保持以及鱼片中的水分活动性降低。在六次循环后，MF在抑制蛋白质氧化和脂质过氧化方面比CF更有效，分别使硫代巴比妥酸反应物质值和羰基含量降低了9.09%和3.45%。非靶向代谢组学分析显示，MF处理后的鱼片与CF处理后的鱼片在冻融品质上存在显著差异，二肽、氧化氨基酸（如L-犬尿氨酸、L-甲酰犬尿氨酸）、磷脂（如磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺）和核苷酸（如肌苷和次黄嘌呤）被确定为关键差异代谢物。此外，鱼片的冻融品质属性与解冻渗出物的物理化学特性之间存在强相关性。这些发现表明，解冻渗出物作为一种无创指标，具有快速、大规模评估水产品冻融品质的潜力。
引言
冷冻是一种广泛用于水产品长期保存的方法，因为它可以抑制微生物生长并降低酶活性（Bao, Ertbjerg, Estévez, Yuan, & Gao, 2021）。然而，在运输、加工和零售处理（如解冻和重新冷冻）过程中不可避免地会出现温度波动，从而导致不必要的冻融循环，从而严重影响鱼肉的品质（Feng, Yu, Yang, & Tang, 2023）。反复的冻融过程会促使冰晶重新结晶为更大、更不规则的结构，从而对肌肉纤维造成机械损伤并释放细胞成分。这会加速肉质软化、保水能力的丧失以及水溶性营养物质的流失（Feng et al., 2023）。此外，冰晶的体积膨胀还会引起大分子受限效应，促进大分子与促氧化剂之间的相互作用，从而引发蛋白质和脂质的氧化修饰（Bao et al., 2021）。
为了减轻冻融循环引起的品质下降，人们开发了多种策略来提高鱼的冻融品质，包括使用冷冻保护剂、玻璃涂层或可食用涂层以及快速冷冻技术（Feng et al., 2023）。与传统的空气爆破冷冻相比，新兴的磁场辅助冷冻（MF）通过形成小而规则、分布均匀的冰晶表现出良好的冷冻保护效果（Lu, Ma, & Sun, 2022）。这些效果通常通过侵入性的脂质和蛋白质特性分析（如氧化和降解）来评估（Wei et al., 2024; Yang et al., 2024），但这不适合大规模应用。因此，迫切需要开发快速且无损的方法来对冷冻水产品进行工业评估。
解冻渗出物是在鱼解冻过程中从肌肉组织中释放出的一种复杂液体，主要由水溶性蛋白质/肽、脂质过氧化中间体、核苷酸、过渡金属离子和其他促氧化代谢物组成（Liu, Tan, Luo, Li, & Hong, 2024）。尽管解冻渗出物富含营养成分，但由于微生物污染的问题以及消费者认为其品质较低的态度，它通常被丢弃（Yu, Liu, Liu, Wen, & Sun, 2024）。鉴于细胞损伤与细胞内成分释放之间的关联，解冻渗出物作为一种信息丰富的基质，可能有助于评估冷冻水产品的品质（Liu et al., 2024）。然而，其代谢组学特征尚未得到充分研究，将其作为实用诊断基质的应用还需要进一步探索。
因此，我们假设解冻渗出物可以作为肌肉组织的替代品，准确评估和区分经过不同冷冻技术（即MF和传统空气爆破冷冻（CF）处理的鱼片的冻融品质。本研究的目标是揭示（i）解冻渗出物的物理化学特征和代谢组学谱型，以及（ii）解冻渗出物作为鱼片冻融品质可靠指标的潜力。研究结果将证明解冻渗出物是一种新型且无创的基质，能够提供关于冻融引起的品质变化的关键见解，从而实现无需破坏性采样的更高效评估。
材料与试剂
共购买了24条金鼓鱼（Trachinotus ovatus），长度为25.0±1.0厘米，重量为1.52±0.05千克，从中国海口的一个当地水产品市场购买，并将其活体运输到实验室，运输过程中水中溶解有氧气。到达实验室后，鱼被休息30分钟以恢复运输带来的压力。随后由训练有素的工作人员对鱼进行敲击致晕处理，然后去鳞和内脏。收集鱼片的背肌，用自来水冲洗并沥干。
质地特性
初始的硬度、弹性、凝聚性和咀嚼性分别为475.33克、0.27厘米和3.13毫焦耳（图1 A-D）。无论采用何种冷冻技术，所有质地特性都随着冻融循环次数的增加而显著下降（P < 0.05），尤其是硬度和咀嚼性分别下降了约54.98%和64.86%。在反复的冻融过程中，冰晶重新结晶为更大、更不规则的结构，导致...
结论
总之，与CF相比，MF在保持鱼片冻融品质方面表现出更优的效果，表现为质地特性和保水能力显著改善。在解冻渗出物中，MF还限制了脂质过氧化和蛋白质氧化，非靶向代谢组学分析进一步证明了MF在氨基酸、亚油酸、核苷酸代谢和TCA循环中间体调节中的作用。PCA分析显示了明显的...
作者贡献声明
方志：写作——审稿与编辑，撰写——初稿，实验设计，数据分析。钟赛毅：写作——审稿与编辑，方法学。李倩：写作——审稿与编辑，软件使用，数据管理。李川：写作——审稿与编辑。何彦夫：写作——审稿与编辑。朱露露：写作——审稿与编辑。冯爱国：写作——审稿与编辑，方法学。洪慧：写作——审稿与编辑，方法学。张龙腾：写作——审稿与编辑，资金支持
未引用参考文献
Wang et al., 2024
Zhang, Li, Jia, Huang and Luo, 2018
Zhang, Li, Shi, Zhu and Luo, 2018
Zhao et al., 2025
Zhu et al., 2025
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本研究报告的工作。
致谢
本工作得到了国家自然科学基金（编号：32560531）和广东省水产品加工与安全重点实验室开放资助（编号：GDPKLAPPS24012）的支持。
