磁性纳米粒子联合多频超声辅助解冻水产品的方法

本发明涉及超声解冻，特别是涉及磁性纳米粒子联合多频超声辅助解冻水产品的方法。

背景技术：

1、通过防止蛋白质分解，降低酶的作用，延长保质期，冷冻储存是一种有效的延缓水产品腐败的技术。那么寻找一种解冻速度快、对冷冻食品损害小的解冻方式久尤为重要。近年来，传统的解冻方法，如空气解冻、静水解冻、冰箱解冻等，存在解冻不均匀、解冻过程缓慢、解冻后产品质量降低等缺点。这些方法会损害产品的品质，造成水分流失和细菌滋生等问题。目前，人们开发了多种新型解冻技术，包括微波解冻、高压辅助解冻和超声辅助解冻。其中，超声解冻利用空化和超声波的热冲击，将产生的振动能量转化为热能，从而提高样品的温度。在空化效应中，当空化气泡达到临界尺寸时，发生爆炸释放能量，产生空化效应。在机械热效应中，超声波振动以机械能和热能作用于介质，驱动介质产生动力，将机械能转化为热能。超声频率和功率都影响空化的产生和强度。多频超声辅助解冻的应用已经得到了许多研究者的研究。多频超声形成了更多的空化核，提高了空化效果，更有效地保留了样品的质量特征和肌原纤维蛋白的结构。根据以往的研究，双频超声(20/40khz)显著降低肌原纤维的结构变化，并在解冻后保持了蛋白质的热稳定性和流变行为。综上所述，适当使用不同的频率可以有效地提高解冻速度，并且超声波频率没有潜在的风险。

2、fe3o4磁性纳米颗粒具有声敏性，超顺磁性。并且它是无毒或低毒的，具有生物相容性，在体内通过血氧合酶-1代谢可形成血液血红蛋白。磁性纳米粒子已广泛应用于食品和生物医学领域，磁性纳米粒子混合在低温液体中保存器官，解冻后这些器官的活性和功能可以完全恢复。在超声解冻中，通常使用水或盐水溶液作为解冻介质。zhu等人发现，使用磁性纳米粒子溶液作为解冻介质，磁性纳米粒子结合超声波-微波解冻处理可以提高肌原纤维蛋白的持水能力，延缓其变性。说明磁性纳米粒子对超声和微波解冻具有协同效应。磁性纳米粒子可以最大限度地发挥超声波的作用，因为它们大大增加了以热量形式获得的声能的衰减和耗散。将磁性纳米粒子与微波解冻结合可以加快解冻过程，减轻冰晶对水产品肌肉纤维的危害。然而，很少有人关注磁性纳米粒子与多频超声辅助解冻和多频序贯超声辅助解冻结合对三文鱼质量和肌原纤维蛋白相关特性的影响。

技术实现思路

1、本发明提供一种磁性纳米粒子联合多频超声辅助解冻水产品的方法，将磁性纳米粒子与多频超声辅助解冻和多频序贯超声辅助解冻联合使用解冻三文鱼，对三文鱼品质、持水能力、肌原纤维蛋白结构特性、功能特性和变性的进行分析研究，本发明致力于探索多频超声辅助解冻和多频序贯超声辅助解冻之间的差异，以及磁性纳米粒子与多频超声辅助解冻和多频序贯超声辅助解冻的协同效应。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、磁性纳米粒子联合多频超声辅助解冻水产品的方法，包括如下步骤，

4、步骤s1：水产品(7500±50g)采自上海小马水产品市场，水产品样本被切成块(10cm×8cm×3cm)，然后将样品分成聚乙烯袋，用螺旋冷冻机(-40℃)快速冷冻，直至中心温度达到-18℃，最后，在解冻前将它们放入-18℃的冰箱中保存5天；

5、步骤s2：将冷冻的水产品肉片取出，采用金科多通道温度测试仪(jk4016)记录水产品样品在解冻过程中的温度变化，k型热电偶一端与温度收集器相连，另一端置于水产品样品的几何中心，丝径为2mm，根据水产品样品温度随解冻时间的变化绘制解冻曲线，水产品肉片中心温度到达0℃时解冻完成。

6、优选地，所述水产品为三文鱼。

7、优选地，采用五种解冻方法：低温解冻(ltt)、多频超声辅助解冻(muat)、多频超声辅助序贯解冻(must)、mnps联合多频超声辅助解冻(mnps-muat)、mnps联合多频超声辅助序贯解冻(mnps-must)。

8、优选地，超声装置包括一个带有独立控制面板的六面体超声处理系统和三个超声换能器。

9、优选地，三种超声波换能器分别为20khz,28khz和40khz。以20±1℃的水作为介质，在多频超声辅助解冻工作模式下，三个频率一起工作。在must工作模式下，频率组合也是20/28/40khz，并且每个频率以有序交替的方式进行。每个频率依次进行10秒的超声波工作后，然后循环。

10、优选地，五种解冻方法的超声功率均为175w。

11、优选地，六面体超声处理系统设有处理槽，处理槽尺寸：六面体内槽，内切圆深600；容量：288l，常用容量200l；

12、工作频率：20khz、28khz、40khz；

13、超声功率：400w/组；

14、功率可调：40％-100％；

15、按1％步进精细可调加热功率：无；

16、温度可调：空置；

17、时间可调：常开模式：1-480min。

18、优选地，磁性纳米粒子为20～50nm的fe3o4磁性纳米粒子，由艾科试剂购买，配置成0.9mg/ml的磁性纳米粒子溶液。

19、优选地，解冻时，超声介质由水换成磁性纳米粒子溶液。

20、有益效果：

21、(1)本发明的磁性纳米粒子联合多频超声辅助解冻与冰箱低温解冻相比，提高了解冻速率和三文鱼保水率，三文鱼肌原纤维蛋白具有更好的乳化和发泡性能。

22、(2)本发明的磁性纳米粒子联合多频超声辅助解冻处理减少了肌原纤维蛋白的氧化和降解，增加了巯基含量，并保护了肌原纤维蛋白的结构。共聚焦激光扫描显微镜显示，肌原纤维蛋白转化为丝状聚合物，使其具有更高的蛋白质溶解度、更低的表面疏水性和更低的蛋白质浊度。

23、(3)本发明的磁性纳米粒子联合多频超声辅助解冻对仪器要求低，方法简单且易操作，利于在食品等领域大批量生产应用。

24、(4)本发明的磁性纳米粒子联合多频超声辅助解冻具有良好稳定性，安全性较高，对人体无毒害作用，因此其在食品等领域具有广阔的应用前景。

技术特征：

1.磁性纳米粒子联合多频超声辅助解冻水产品的方法，其特征在于，包括如下步骤，

2.根据权利要求1所述的磁性纳米粒子联合多频超声辅助解冻水产品的方法，其特征在于，所述水产品为三文鱼。

3.根据权利要求1所述的磁性纳米粒子联合多频超声辅助解冻水产品的方法，其特征在于，采用五种解冻方法：低温解冻(ltt)、多频超声辅助解冻(muat)、多频超声辅助序贯解冻(must)、mnps联合多频超声辅助解冻(mnps-muat)、mnps联合多频超声辅助序贯解冻(mnps-must)。

4.根据权利要求1所述的磁性纳米粒子联合多频超声辅助解冻水产品的方法，其特征在于，超声装置包括一个带有独立控制面板的六面体超声处理系统和三个超声换能器。

5.根据权利要求1所述的磁性纳米粒子联合多频超声辅助解冻水产品的方法，其特征在于，三种超声波换能器分别为20khz,28khz和40khz。以20±1℃的水作为介质，在多频超声辅助解冻工作模式下，三个频率一起工作。在must工作模式下，频率组合也是20/28/40khz，并且每个频率以有序交替的方式进行。每个频率依次进行10秒的超声波工作后，然后循环。

6.根据权利要求1所述的磁性纳米粒子联合多频超声辅助解冻水产品的方法，其特征在于，五种解冻方法的超声功率均为175w。

7.根据权利要求1所述的磁性纳米粒子联合多频超声辅助解冻水产品的方法，其特征在于，六面体超声处理系统设有处理槽，处理槽尺寸：六面体内槽，内切圆深600；容量：288l，常用容量200l；

8.根据权利要求1所述的磁性纳米粒子联合多频超声辅助解冻水产品的方法，其特征在于，磁性纳米粒子为20～50nm的fe3o4磁性纳米粒子，配置成0.9mg/ml的磁性纳米粒子溶液。

9.根据权利要求1所述的磁性纳米粒子联合多频超声辅助解冻水产品的方法，其特征在于，解冻时，超声介质由水换成磁性纳米粒子溶液。

技术总结本发明公开了一种磁性纳米粒子联合多频超声辅助解冻水产品的方法，包括如下步骤，步骤S1：水产品(7500±50g)采自水产品市场，水产品样本被切成块(10cm×8cm×3cm)，然后将样品分成聚乙烯袋，用螺旋冷冻机(‑40℃)快速冷冻，直至中心温度达到‑18℃，最后，在解冻前将它们放入‑18℃的冰箱中保存5天；将冷冻的水产品肉片取出，采用金科多通道温度测试仪(JK4016)记录水产品样品在解冻过程中的温度变化。本发明的磁性纳米粒子联合多频超声辅助解冻对仪器要求低，方法简单且易操作，利于在食品等领域大批量生产应用。安全性较高，对人体无毒害作用，因此其在食品等领域具有广阔的应用前景。技术研发人员：梅俊,谢晶,徐智龙,赵欣受保护的技术使用者：上海海洋大学技术研发日：技术公布日：2024/6/11