冷冻及冻藏过程中鸡肉的食用品质及化学质量属性变化研究进展

黄文权，阚启鑫，刘 果，王艳梅，杨顺德，宋明月,*，曹 庸,*

（1.华南农业大学食品学院，广东省功能食品活性物重点实验室，广东 广州 510642；2.广州多满分食品有限公司，广东 广州 510630）

鸡肉含有较多的易吸收蛋白质和多不饱和脂肪酸（polyunsaturated fatty acids，PUFAs），其氨基酸种类丰富、消化率高，这使得鸡肉成为世界范围内最常见的动物蛋白来源之一。近年来，世界范围内鸡肉的消费量急剧增加，中国已经成为世界第二大鸡肉消费国[1]，2022年中国肉鸡消费量为1 441.5万 t[2]。在我国，鸡肉是仅次于猪肉的第二大肉类消费品，在肉类消费总量中占比20%[3]。然而，鸡肉中丰富的营养成分导致其极易腐败变质。新鲜鸡肉的蛋白质和水分含量高，在常温环境下，鸡肉中的内源酶活性较强，微生物快速生长繁殖，使得营养组分被不断分解并进一步生成有害代谢产物，最后整体表现出发酸、发臭、发黏、变色等不良性状，直至完全丧失食用价值[4-5]。低温贮藏是保存鸡肉的常用技术，但即使在冷藏状态下鸡肉也只有有限的货架期[6]，因此一般采用冻藏延长其贮藏期[7-8]。冷鲜禽肉的货架期约为1 周，而-18 ℃贮藏的冷冻禽肉的货架期为7～18 个月[9]。目前，冷冻技术已广泛应用于鸡肉的货架期延长和安全保障，它通过抑制微生物生长、降低水分活度、减缓化学反应以延长保质期，这有利于平衡地区性变化的肉类食品供需[10]。

尽管冷冻过程中的低温能够极大程度上延缓鸡肉的腐败变质，但是相比新鲜鸡肉，冷冻鸡肉的食用品质还是会不可避免地发生下降，如持水性降低，色泽、嫩度和风味发生劣变。随着研究的进一步深入，人们发现在冷冻工艺和冻藏过程中冰晶的形成和生长会破坏肌肉细胞，造成水分流失、蛋白质结构破坏、脂质氧化等不良影响[9]，从而对鸡肉的感官属性和关键品质产生负面作用。因此，人们开始关注鸡肉在冷冻及冻藏过程中的品质变化规律，包括肉类的基本属性以及化学组分的变化规律，并以此提升鸡肉的冷冻技术和冻藏方法。

基于此，本文首先对鸡肉的现行冷冻技术和冷冻鸡肉品质的影响因素进行总结，随后重点阐述鸡肉在冷冻及冻藏过程中食用品质及化学质量属性的变化规律及其机理，旨在为鸡肉冷冻技术的进一步研究和冷冻鸡肉品质的控制提供理论参考。

1 鸡肉冷冻技术概述

高效方便的冷冻技术有利于延长鸡肉的保质期[11]。在鸡肉冷冻技术方面，传统冷冻技术和新兴冷冻技术体现出不同的特点和优势，如何通过冷冻技术提高冷冻鸡肉的品质是目前人们关注的焦点。

以空气为传热介质的冷冻技术是目前鸡肉冷冻最常见的方法，以静止空气冷冻和鼓风冷冻为例，其原理是通过自然对流或强制对流的冷空气以实现对食品的热交换[12]。这种方法应用范围广、使用简单，但是热交换效率慢，冷冻时间相对较长。在这种冷冻方式下，鸡肉容易形成体积较大且分布不规整的胞外冰晶，从而导致肌肉组织严重变形[13]，感官品质下降。

随着冷冻技术的深入研究，越来越多的研究表明慢速冷冻并不利于保持冷冻食品的品质。因此，提升冷冻速率的速冻方法逐渐成为研究的热点。液体介质的传热系数远比空气高[14]，因此，浸渍冷冻技术开始走进人们的视野。浸渍冷冻通过载冷剂与物料直接接触，使食品迅速降温及冻结，由于食品通过最大冰晶生成区的时间显著缩短，因此冷冻效果较好[15]。有关浸渍液的组成、温度和流速是优化浸渍冷冻工艺的关键因素。浸渍液的组成通常为凝固点较低的液体，如有机溶剂或盐、糖溶液[16]，但一元冷冻媒介存在明显的局限，如盐水溶液易受污染、高浓度糖溶液黏度较高、乙醇溶液损耗大且不安全等。因此，混合多种溶液以弥补单一载冷剂的弊端成为浸渍冷冻的研究方向之一[17]。Li Xiaoyan等[18]研究发现，浸渍液的温度并不是越低越好，流速也不是越快越好，前者会影响液体的黏度，增加能耗，后者会形成冷冻盲区，降低传热效率。浸渍冷冻技术主要存在以下问题，一是冷冻过程中物料有吸收载冷剂溶质的风险；二是载冷剂质量会逐渐降低[14]；三是很难一次性冷冻大量产品。液氮速冻也是实现鸡肉速冻的一种方法。液氮的沸点极低，当它接触物料时能够瞬间气化，此相变过程可吸收大量的潜热与显热，从而快速冷冻食品。另外，液氮是惰性介质，不会与食品发生化学反应[19]。

为了避免冷冻过程中形成的冰晶对食物造成破坏，微冻冷冻技术开始被越来越多地被应用。微冻冷冻也叫过冷冷冻，其冷冻温度通常介于-5～0 ℃，此时肉温降至冰点以下，但还有一部分水尚未形成冰晶[20]。微冻温度能有效抑制微生物生长和酶活性，相比-18 ℃冷冻更节约能源和成本，且有效降低冰晶对产品的损伤，但缺点是产品的保质期相对较短。

物理场（压力、声波、电磁场）辅助基本冷冻方式是目前冷冻技术发展的趋势。电场、磁场及电磁场辅助冷冻技术的机制主要在于电场或磁场的形成能改变水分子的网络结构、电磁特性和热力学性质，主要体现在氢键的重新排列、电偶极矩和磁偶极矩的改变以及自由能的降低，从而控制冰晶生长[21]。超声波辅助冻结的特点在于空化泡的产生，空化泡的产生、运动和破灭均能促进细小规则的冰晶形成，提高冻结速率[7]。“定容”冷冻也称等速冷冻，这种冷冻方法的原理是利用定容腔体内恒定的容积，控制冰的冻结和膨胀，同时利用冰膨胀产生的压力降低食品的凝固点温度，使食品始终以过冷态保存，从而最大程度避免冰晶形成带来的损伤[22]。上述新兴冷冻技术通常需要气体或液体作为传热介质，因此在研究过程中需要明晰介质对冷冻效果的影响。

目前大部分的新兴冷冻技术主要通过以下两种途径实现冷冻过程的优化，一是缩短冷冻时间，提高冷冻速率；二是抑制大冰晶的成核或生长。因为影响冷冻食品质量的关键因素在于冰晶的形成，慢速冻结诱导胞外形成大而不规则的冰晶，快速冻结促进胞内胞外形成细小均匀的冰晶，从而降低冰晶对肌肉组织的伤害[23]。但空气冷冻、浸渍冷冻和液氮速冻等冷冻技术依然是冷冻鸡肉的常用方法，这类方法操作简单、成本较低、实用性强。鸡肉冷冻技术图示及其对冰晶和细胞的影响见图1。表1总结了目前鸡肉冷冻技术的原理、优点和缺点。

表1 鸡肉冷冻技术的原理、优点和缺点Table 1 Principles,advantages and disadvantages of chicken freezing techniques

图1 鸡肉冷冻技术及其对冰晶和细胞的影响Fig.1 Chicken freezing techniques and their effects on ice crystals and cells

2 冷冻鸡肉品质的影响因素

与冰鲜鸡肉相比，冷冻鸡肉有着更长的贮藏期，但是冷冻工艺与冻藏条件会对鸡肉品质产生影响。在常温至冻结阶段，冷冻方法的选择与冷冻速率的快慢决定了鸡肉中冰晶的大小和分布位置；而在后续的冻藏过程中，冻藏的温度和时间影响了鸡肉的蛋白和脂质氧化，从而引起鸡肉品质的变化。

2.1 冷冻速率

不同冷冻速率对低温贮藏过程中的鸡肉品质有直接影响。在一定温度范围内，冷冻温度越低，冷冻速率越快，鸡肉的品质越好[29]。这是因为相比于慢速冷冻，快速冷冻有利于在肌肉组织的胞内和胞外形成均匀且细小的冰晶，而慢速冷冻形成的冰晶大且分布不均匀，对肌肉组织的破坏更大。张懋平[30]从物质分子运动的角度对此现象进行解释，认为较快的冷冻速率能够促使水结冰的定向运动，减少水分子无序的热运动，从而促进水分子晶核的形成，避免水分子大范围位移导致的大冰晶生长。此外，由于慢速冷冻的传热较慢，鸡肉中的胞外水分会比胞内水分优先结冰，从而造成胞内外溶质浓度的不平衡[31]，迫使胞内水分析出；而快速冷冻中较高的传热效率能使胞内外几乎同时结冰，胞内外溶质浓度差变化较小，从而改善细胞因缓冻造成的脱水问题。但值得注意的是，冷冻速率并非越快越好，过快的冷冻速率容易出现温差过大和鸡肉冷冻不均匀的问题，反而使鸡肉的品质劣化[16,31]。此外，冷源的温度、冷冻的传热介质、物料的大小均会影响冷冻速率。

2.2 冷冻方法

在冷冻方法中，冷冻介质和耦合的物理场是影响鸡肉品质的重要因素。冷冻介质因为传热方式和传热系数的不同，会对鸡肉的冷冻速率产生影响。以平板冻结为例，尽管作为冷冻介质的金属平板传热系数较高，但因为传热方式为热传导，传热效率不及热对流，因此其冷冻速率并不优于以热对流方式为主的冷冻方法[32]；而气体和液体的传热系数虽然不及固体，但是空气冷冻和浸渍冷冻的传热方式属于对流传热，又因为液体传热系数比空气高，所以浸渍冷冻的速率最快，更有利于形成尺寸较小的冰晶，从而减少冰晶对鸡肉的损伤，抑制肌纤维间隙的扩大[33]，如果冷冻过程中涉及到冷冻介质的相变如液氮喷雾速冻，则冷冻速率会进一步加快。超声辅助冷冻、电场磁场辅助冷冻、高压辅助冷冻等方法耦合了声场、电场、压力场等物理场，在这些物理场中鸡肉中的水分性质发生变化，冰晶的成核和生长也受到影响，所以鸡肉在冷冻过程中的品质得到改善。

2.3 冻藏温度和时间

相比于微生物活动和酶促反应，鸡肉在冻藏期间受到氧化反应的影响更加严重。因为在冻藏温度下大部分微生物和酶的活动已经受到抑制。冻藏温度不等同于冷冻过程的温度。冷冻过程的温度指肉类从常温到冻结过程中制冷的温度，而冻藏温度指肉类完成冻结后长期贮藏的温度。冻藏鸡肉的商业温度通常为-18 ℃或-20 ℃，一般而言，冻藏温度越低，冷冻鸡肉的品质越好，有效贮藏期也越长，这是因为氧化反应对温度具有依赖性，温度越高，氧化反应越剧烈[34-35]。尽管低温能够极大程度上抑制微生物的生长繁殖、酶活性和氧化作用，但是不能完全消除这些负面影响，随着冻藏时间的延长，鸡肉的品质会缓慢下降。短期冻藏的鸡肉往往比长期冻藏的鸡肉有更好的感官属性[36]。

2.4 冻融循环

冻融循环指的是肉类多次重复冷冻和解冻的过程。在肉类冻藏过程中，因为温度的波动容易引发冻融现象。随着冻融次数的增加，鸡肉的食用品质会逐渐下降，消化率也越来越低[37]。在冻藏期间，当温度回升至冰点以上时，鸡肉开始解冻，不可避免地造成汁液流失，此时肉中的一些可溶性物质如蛋白质、盐类、维生素、氨基酸等会因为汁液的流失而减少，而鸡肉组织又无法完全吸收流失的水分[10]，这个阶段最容易造成微生物污染。而当温度重新下降至冰点以下时，鸡肉中的水分开始重新结晶，形成更大而不规整的冰晶，对肌原纤维造成破坏。而在冻融的过程中，鸡肉中非冻水的pH值降低和离子强度的增加会进一步诱导肌原纤维蛋白变性[38]。每一次冻融过程的发生都会加剧肉质进一步劣化[37,39]。Kaewthong等[40]研究发现，当鸡肉的冻藏温度出现波动时，即使不发生冻融，也会一定程度上造成鸡肉品质的下降，因此，鸡肉在冻藏期间应尽量保持温度的恒定。

3 冷冻及冻藏过程中鸡肉的食用品质变化规律

冷冻鸡肉的食用品质在解冻后会表现出不同程度的变化，如色泽发生改变、持水性变差、硬度下降、风味减弱等，这些关键品质的改变归因于鸡肉的化学质量属性在冷冻体系下发生了变化。

3.1 色泽

肉中的颜色是入射辐射（光源）与肉表面相互作用的结果[41]。评价肉制品的颜色，通常会采用亮度（L*值）、红度（a*值）和黄度（b*值）作为指标。部分研究表明，在冻藏期间，鸡肉的L*值通常会变小，亮度变暗，然而有研究结果与此相反，解冻后鸡肉的L*值并没有变小，反而有所增加[42-43]。尽管关于冷冻鸡肉亮度的变化还没有准确的定论，但部分学者认为引起亮度变化的原因主要是肌肉组织中水分的迁移和改变[44-46]，因为水分能影响光的反射和折射。另外，蛋白质变性、持水性改变、渗出物和色素类物质的产生也有可能对鸡肉的亮度产生影响[47]。a*值代表红度，冷冻鸡肉的红色主要取决于肉中肌红蛋白（myoglobin，Mb）的含量和状态。Mb约占肉中色素的80%～90%，还原态的Mb为紫红色，当Mb结合氧气时可生成氧合Mb，这时肌肉呈鲜红色；但当鲜红色的氧合Mb进一步氧化为棕褐色的高铁Mb时，肌肉就会产生令人不悦的颜色[48]。因此，鸡肉中红度的变化主要反映Mb的变化。冻藏初期，鸡肉的红度通常会上升[49-51]，这是因为在冻结初期，鸡肉表面形成的冰晶发生升华，从而使更多的肌肉组织能与空气接触发生氧化还原反应，还原态Mb（紫红色）转变为氧合Mb（鲜红色）。随着冻藏时间的延长，鸡肉的红度会进一步发生改变，可能因为氧合Mb开始氧化成高铁Mb（棕色），亦或是冷冻后期鸡肉的汁液流失率升高，一些水溶性色素会伴随汁液的流失而损失，使Mb遭受较为严重的破坏[29,36]。b*值代表黄度，目前普遍认为鸡肉中黄度的变化主要是由脂质氧化中产生的色素引起的，在冻藏过程中，鸡肉的黄度会随着脂质氧化的加剧而不断上升[52]。冷冻温度和冻结速率会对鸡肉的色泽产生影响，当冷冻温度越低、冻结速率越快时，鸡肉的表面颜色越亮，同时越有利于恢复解冻后肉样自然的红色[53]。

3.2 持水性

持水性是指肉品能够容纳自身或添加的全部或部分水分的能力，也被定义为肉类在外力作用下保持其水分的能力。持水性是肉类非常重要的品质特性，直接影响肉制品的出品率、感官质构、成品外观等。肉类持水性可以通过对肉施加压力，去除肉中部分自由水后称质量计算得出[42]，也可通过测定含水量、离心损失、蒸煮损失、滴水损失和解冻损失等进行评价，它们代表了肉中不同的水分特征，对肉制品加工具有不同的指示作用。离心损失表征的是肉在受到离心力作用下维持水分的能力；蒸煮损失是肉类蛋白质变性和膜被热分解造成的，流失的汁液由细胞内外的大量水和脂肪组成，是衡量熟肉制品生产产量的良好指标；滴水损失是由重力作用于细胞外液造成的；解冻损失则是肉类解冻过程中维持水分的能力。鸡肉的持水性主要取决于肌原纤维蛋白的结构，尤其是肌球蛋白的结构，而冷冻形成的冰晶会对肌原纤维蛋白造成破坏[23]，改变其高级结构，肌纤维也因脱水收缩而产生较大形变。此外，鸡肉冷冻过程中pH值的变化和蛋白氧化的程度也会直接影响肌原纤维蛋白结合和捕获水分的效率，进而改变持水性。在冷冻及冻藏过程中，鸡肉的持水性通常会不同程度地下降，比如含水量的降低，离心损失、滴水损失的增加，而且冷冻温度越低，冷冻速度越快，越有利于保持鸡肉的持水性。

3.3 嫩度

在决定肉类品质的几个特性中，嫩度已被确定为决定消费者食用满意度最重要的属性之一[54]。鸡肉的嫩度常通过硬度或剪切力表示。在分析鸡肉的嫩度之前，通常会有两种处理方法，一种是待冷冻鸡肉解冻后直接进行质构分析；另一种是以一定的加热温度和加热时间先将鸡肉制熟，再分析鸡肉的嫩度。前者分析的是生肉的嫩度，后者分析的是熟肉的嫩度，Thielke等[55]研究结果表明生肉的硬度和熟肉的剪切力并不一一对应。与新鲜鸡肉相比，冷冻鸡肉通常表现出更小的硬度和剪切力值，而且冻藏时间越长，鸡肉的硬度和弹性越小[36,56]，这个过程主要涉及到鸡肉中肌原纤维蛋白的变性，因为肌原纤维蛋白起到维持鸡肉质构的作用。然而Lee等[54]研究结果表明，鸡肉在冻藏期间会出现硬度上升、嫩度下降的现象，并且认为这可能是水分的减少而引起肌肉收缩的原因。综上所述，影响肉嫩度变化的因素不仅包括肌原纤维蛋白，还可能涉及水分的减少和损失。据报道，不同动物之间、同一动物内不同肌肉之间、甚至同部位但不同位置之间的嫩度也可能不同。此外，冷冻温度对于鸡肉的嫩度也具有重要影响，较低的冷冻温度能够更好地保持鸡肉的硬度，这主要归结为两个原因：一是较低温度下较快的冷冻速率有利于形成更细小的冰晶，从而减少对肌原纤维的物理损伤；二是较低温条件下相关的化学和酶促反应会进一步受到抑制，例如蛋白水解酶和蛋白质的氧化作用会降低，从而更好地保护肌原纤维蛋白的完整性。

3.4 风味

风味指嗅觉和味觉带来的综合感受。对于滋味而言，肉类的鲜味化合物主要有两大类，一是以5′-肌苷酸为代表的核苷酸类化合物；二是以游离谷氨酸为代表的氨基酸类化合物。次黄嘌呤核苷酸又称肌苷酸（inosinemonphosphate，IMP），是鸡肉鲜味的主要成分，其含量已成为评价肉类鲜味的重要指标之一[57]。游离氨基酸由组织蛋白质的降解产生，具有酸、甜、苦、咸、鲜等多种味道，是鸡肉重要的滋味物质。冷冻工艺对于鸡肉滋味的影响具有两面性。一方面，冷冻过程的低温能够延缓鸡肉中鲜味物质如IMP的分解，而冻藏过程中蛋白质的降解能够丰富游离氨基酸的含量，因此短期的冻藏有利于增加鸡肉的滋味[58]；另一方面，由于冰晶对肌肉组织的破坏作用，冷冻鸡肉在解冻过程中会存在汁液流失的现象，呈味氨基酸会伴随解冻汁液的流失而损失，因此鸡肉的滋味会受到影响[59-60]。随着冻藏时间的延长，鸡肉中IMP不断分解生成苦味产物，解冻汁液的损失现象加剧，鸡肉的整体滋味变差，产生不良味道。

冷冻鸡肉的气味变化是一个动态的过程。鸡肉在冻藏过程中产生的气味主要是脂质氧化的结果，其中大部分挥发性有机化合物（volatile organic compounds，VOCs）来源于PUFAs，因为PUFAs稳定性较低，其不饱和键容易受到伤害，从而诱导形成大多数主要的VOCs。冷冻鸡肉中的VOCs包括烃类、酯类、醇类、醛类、酸类、酮类和其他化合物，这些物质含量会随着冷冻时间的延长而发生不同程度的变化，其中醛类物质是关键风味化合物[61]。从长期冻藏的角度而言，较低的冷冻温度能够延缓鸡肉中风味物质含量的减少，原因是冷冻温度越低，冰晶对细胞的破坏作用越小，风味物质的分解速率也越低。表2汇总了近年来鸡肉在冷冻及冻藏过程中食用品质变化的研究报道，冷冻及冻藏过程中鸡肉的食用品质变化规律见图2，图3总结了冷冻鸡肉的化学质量属性对其食用品质的影响。

表2 鸡肉在冷冻及冻藏过程中食用品质的变化Table 2 Recent research on changes in eating quality of chicken during freezing and frozen storage

图2 冷冻及冻藏过程中鸡肉的食用品质变化规律Fig.2 Schematic of changes in the eating quality of chicken during freezing and frozen storage

图3 冷冻鸡肉的化学质量属性对其食用品质的影响Fig.3 Effects of chemical quality attributes on the eating quality of frozen chicken

4 冷冻及冻藏过程中鸡肉的化学质量属性变化

4.1 水分

鸡肉中的水分以不同形式存在。按照与非水物质相互作用的程度，食品中的水可分为结合水、不易流动水和游离水。在鸡肉冷冻过程中，水的变化可以概括为两个方面，一种是水-冰的转化；另一种是与非水物质结合程度的改变，即结合水、不易流动水和自由水之间的转化。在冷冻过程中，肉中的水主要经历3 个阶段，分别是液态降温阶段、相变阶段和固态降温阶段[67]。当鸡肉温度冷却至冰点时，水并不会立刻结冰，而是进入过冷状态。随着温度的持续下降，当达到一定过冷度时，水分开始凝结成冰，同时释放潜热，此时溶液开始生成晶核，晶核也在与水分的接触下不断生长[68]。而在冻藏过程中，在各相化学势达到均衡和自由能最小化的驱动下，鸡肉中的冰晶会通过迁移、积聚、表面等渗的方式进行重结晶，使得冰晶的晶体数量减少、平均尺寸增加，且冰晶的表面也会变得更加光滑和锋利[69-71]。图4展示了冷冻及冻藏过程中冰晶的变化过程。冰的形成会导致鸡肉中不同形式的水分发生变化，冰晶对肌纤维造成损伤，影响了肌原纤维蛋白的水结合位点[72]，进而降低了肌原纤维蛋白的持水性，使不易流动水向外迁移转化为自由水，或者向内与溶解的蛋白分子结合转化为结合水，细胞中的结合水也逐渐迁移到细胞外空间形成冰晶。简言之，水会在不同形式间发生转变，导致自由水含量越来越多。但也有学者认为，鸡肉的冷冻过程并不会改变结合水和不易流动水的结合程度，只是自由水的移动性会越来越强[73]。尽管如此，大多数研究表明，鸡肉中各水分间的变化和迁移程度越小，越有利于维持鸡肉的品质。目前人们多采用低场核磁共振技术监测肉类中水分的变化[74]。

图4 冷冻及冻藏过程中冰晶的变化过程Fig.4 Growth and recrystallization of ice crystal during freezing and frozen storage

4.2 蛋白质

鸡肉中的蛋白质按其溶解特性可分为水溶性的肌浆蛋白、盐溶性的肌原纤维蛋白和不溶性的基质蛋白，其中肌原纤维蛋白被认为是对冷冻鸡肉品质贡献最大的蛋白质[16]。肌原纤维蛋白约占肌肉总蛋白60%，是肉类中最丰富的蛋白质[75]，主要由肌球蛋白和肌动蛋白组成，负责赋予肌肉食品感官和理化特性，如风味、持水性、质地。鸡肉蛋白在冷冻体系下并不稳定，冰-水界面的形成、冰晶的直接作用、温度的下降、溶质浓度的上升等均会诱导蛋白质的降解和变性[76]。蛋白质氧化被认为是冷冻肉类品质下降的主要因素之一[77]，也是鸡肉蛋白在冷冻过程中最受关注的变化。蛋白质氧化被定义为蛋白质与氧化剂的一系列反应而导致的共价修饰，分为直接氧化与间接氧化两种方式，前者是蛋白质直接与活性氧（reactive oxygen species，ROS）或活性氮发生反应的过程，这些活性物质的产生有多种原因，既包括冰晶损伤肌细胞产生的氧化酶和金属离子，也包括氧气、辐照和添加剂等外源因素。脂质氧化、Mb和非酶糖基化能间接诱导蛋白质发生氧化[78]。蛋白质和脂质的氧化在冻藏过程中相互关联。一方面，脂质衍生的过氧自由基是蛋白质羰基化的潜在引发剂；另一方面，脂肪氧化产生的丙二醛（malondialdehyde，MDA）与蛋白质衍生物反应形成羰基的底物有关。蛋白质交联聚集、侧链氨基酸氧化修饰和肽链主链断裂是蛋白质氧化的结果。蛋白质的交联聚集会造成其理化性质如疏水性和溶解性的改变[29,73]；侧链氨基酸氧化修饰的直接结果是羰基的形成和巯基的氧化，羰基主要是由赖氨酸、脯氨酸、精氨酸等直接氧化导致[79]，巯基可以氧化为二硫键，而二硫键对于维持蛋白质构象具有重要作用[80]；肽链主链的断裂可能会引发二级结构发生改变，主要体现在有序结构含量的减少和无序结构含量的增加[37]。图5展示了蛋白质的氧化机制，与肌浆蛋白相比，肌原纤维蛋白在冻藏期间更容易发生蛋白水解变化，而在肌原纤维蛋白中，原肌球蛋白是最稳定的蛋白，其次是肌动蛋白，肌球蛋白在冻藏过程中最不稳定。

4.3 脂质

脂质是鸡肉中一大类重要的营养素。在冷冻鸡肉的贮藏过程中，冰晶的形成会破坏肌细胞释放某些内源酶和促氧化剂如金属离子、自由基，从而促进脂质的氧化反应[83]。在引发剂的作用下，不饱和脂肪酸（unsaturated fatty acids，UFAs）及其甘油酯脱氢并生成自由基，自由基再进一步与ROS发生反应。脂质氧化被认为是导致肉及肉制品风味、色泽、口感和营养成分等品质损伤的主要原因。肉中脂肪含量和脂肪酸组成、加工程度、贮藏条件、组织脯氨酸和抗氧化物质含量的平衡等因素均可影响肉中脂肪氧化过程的启动和发展。肉类脂质氧化过程中通常会产生氢过氧化物、MDA等初级和次级氧化产物，可以通过测定过氧化值（peroxide value，POV）、硫代巴比妥酸反应物（thiobarbituric acid reactive substances，TBARS）值等指标表征肉类脂质的氧化[51]。然而，脂质氧化产物的多少有时并不能准确反映脂质的氧化程度。因为某些脂质氧化产物在氧化后期的分解速率会超过其生成速率，而且这些氧化产物也会与其他化合物发生反应，从而造成含量的减少[84]。脂质自动氧化过程见图6。

图6 脂质自动氧化过程Fig.6 Lipid autoxidation process

鸡肉对脂质氧化特别敏感的其中一个原因是鸡肉本身含有较多的UFAs。脂质氧化和脂质水解均会导致肉类脂肪酸的变化[85]。在原料肉的冻藏过程中，饱和脂肪酸（saturated fatty acids，SFAs）和单不饱和脂肪酸（monounsaturated fatty acids，MUFAs）具有较高的稳定性，而PUFAs不稳定，PUFAs比SFAs和MUFAs更容易被氧化。郭云凯等[62]研究结果表明，鸡胸肉在冻藏的56 d内，SFAs显著升高，相反PUFAs显著下降，MUFAs总体呈下降趋势。

4.4 pH值

pH值是评价冷冻鸡肉品质的重要指标。与新鲜鸡肉相比，冻融鸡肉的pH值通常会更低，这可能是因为冷冻过程中蛋白质变性释放的氢离子导致pH值下降，或者是解冻过程造成了糖原分解、水及可溶性物质的损失和酸性产物的生成[52,86]。而在长期冻藏过程中，鸡肉的pH值通常呈现先下降后上升的趋势[51]。冻藏前期，屠宰后肉鸡的肌肉处于排酸阶段，肌糖原、三磷酸腺苷（adenosine triphosphate，ATP）在一定条件下生成乳酸、磷酸和肌酸等酸性物质，因此鸡肉的pH值逐渐降低[87-88]，这个过程还影响肉质的色泽、保水性和嫩度[89]。冻藏后期，鸡肉中的内源蛋白酶及腐败微生物会将肌肉蛋白质降解为多肽和氨基酸，并释放出碱性基团，随着含氮类氨及胺类的蓄积，鸡肉的pH值重新逐渐上升。然而部分研究发现，冷冻鸡肉的pH值在贮藏后期不会上升，或者并无显著变化[43,52]。由此可知，鸡肉在冻藏过程中的pH值变化趋势并非绝对，受许多因素的影响，包括肉的宰杀和熟成、肉的新鲜度、微生物的污染、化学组成的变化等。表3总结了鸡肉在冷冻及冻藏过程中的化学质量属性变化。

表3 鸡肉在冷冻及冻藏过程中的化学质量属性变化Table 3 Changes in chemical quality attributes of chicken during freezing and frozen storage

5 结语

5.1 鸡肉冷冻技术的研究方向

尽管新兴冷冻技术在改善冷冻鸡肉品质方面具有一定优势，但受制于较高的操控要求和使用成本，这些技术距离真正走出实验室还有一定时间，其原理和可能造成的负面影响也需要进一步研究。因此，目前冻结鸡肉的最主要的冷冻方法依然是空气静止冷冻和鼓风冷冻，液氮速冻、浸渍冷冻和微冻冷冻也越来越多地被应用在鸡肉的冻结中。这些冷冻方法能够实现商业化应用的关键在于操作简单、成本较低。基于此，针对新兴冷冻技术和常用冷冻技术应有不同的创新方向。对于新兴冷冻技术而言，除了研究其对冷冻鸡肉的品质影响，更要突破制约其商业化应用的因素，如操作和设备的简化、成本的降低以及产能的提升。对于常用冷冻技术而言，可以运用数值模拟等手段分析冷冻条件如流体的流速和流向、物料的尺寸和位置、冷源的温度等对冷冻效果的影响，从而优化最适冷冻条件，提升冷冻效率。

5.2 冷冻鸡肉品质的影响因素

冷冻鸡肉品质的影响因素包括冷冻速率、冷冻方法、冻藏的温度、时间和冻融循环作用，而且这些因素相互关联，比如冻藏温度的波动会导致冻融现象的发生，冷冻方法的选择会影响冷冻速率的快慢。明确影响冷冻鸡肉品质变化的因素，对于有效控制冷冻鸡肉的感官质量具有重要意义。然而在实际应用中，除了冷冻因素会对冷冻鸡肉的品质产生影响，肉鸡的饲料、宰杀后肉鸡的僵直、不同部位的鸡肉、鸡肉的包装和添加剂同样会引起品质的变化。因此，要从关联化的角度考虑冷冻鸡肉品质的影响因素。

5.3 冷冻及冻藏过程中鸡肉的品质属性变化

鸡肉在冷冻及冻藏过程中的一些关键品质会发生变化，包括色泽、持水性、嫩度、风味，这些品质相互之间有一定的相关性和变化规律，比如持水性的下降通常伴随着嫩度的提升，在某些研究中发现鸡肉的亮度也与持水性有一定的关系。这些关键品质的改变主要是由于鸡肉中化学质量属性的变化所引起的，例如冷冻过程中水会形成冰晶，对肌原纤维造成破坏，肌原纤维蛋白变性，造成肉的持水性下降；Mb发生氧合和氧化，改变了鸡肉的色泽；脂质氧化一方面会影响肉的色泽，另一方面也会影响肉的风味。此外，不同化学质量属性之间也会相互影响，如pH值的变化会造成蛋白质的变性，蛋白质和脂质的氧化产物能相互促进彼此的氧化。但值得注意的是，目前大部分研究主要以化学的角度观察冷冻鸡肉的品质变化，而实际上冷冻也是一个复杂的物理过程，涉及到传热学（物料温度的降低）、流体力学（流体冷冻介质）、结构力学（水结冰体积膨胀）等方面。因此，从物理的角度观察冷冻鸡肉的性质变化（如玻璃化转变温度、比热容、热导率、密度的变化等），可能会为明晰冷冻鸡肉的变化规律提供新的视角。