冷冻后的食品不好吃？这种新方法第一个不答应
翻了翻黄历，今日宜加餐。
于是大院er打开冰箱，拿出了前几天冻的鱼，解冻，开火，倒油，放鱼，滋啦……两面金黄，开吃！
呸呸呸，肉全散了，鲜味也没了，怎么回事嘛！
相信不少人和大院er有一样的感受，平常吃冷冻后的食品总觉得口感不好，味道也大打折扣。此时，作为一名吃货只能真诚发问：难道冷冻食品果真没有春天吗？
冷冻在手，保鲜才有
尽管冷冻食品很多时候带给我们的体验并不愉快，但冷链对于食品保鲜却是至关重要的，冷冻则是食品冷链的一个环节。
当温度降低时，食品中的生理化学变化和微生物的繁殖可以得到有效抑制，从而减缓食品的生命活动和腐坏速度，以维持食品品质，延长新鲜食品的保存期。
冻冻才新鲜（图片来源：Veer图库）
由于食品大部分成分是水，而水在常压（1个大气压）下会在0°C及以下发生冻结，因此在常压条件下，食品也会在0°C及以下发生冻结。
速冻虾仁（图片来源：Veer图库）
圈重点——冻结。令人头疼的是，它在延长食品保质期的同时，也带来了其他问题。
并不友好的传统冷冻方法
传统的食品冷冻是在“定压”（常压）条件下进行的，食品一般在冰箱或者速冻机内完成冻结。
对于食品而言，由于热阻的存在使得降温速率较慢无法实现玻璃化（编者注：是一种介于液态与固态之间的状态，该形态下细胞结构不会受到破坏），这就导致冷冻生成的冰晶对组织造成一定损伤，从而破坏食品结构，使食品的口感大打折扣。虽然食品速冻技术可以减小冷冻损伤，但速冻食品品质降低的问题仍然严重。
传统的食品冷冻保存（图片来源：Veer图库）
对于传统定压冷冻方法引起的食物品质下降问题，大家一定深有体会，不信你看下面这几颗葡萄：
传统定压冷冻保存葡萄（图片来源：作者提供）
当用传统定压冷冻方法冷冻保存葡萄时，会严重破坏葡萄的细胞组织，解冻后葡萄出现褐变、变软，同时腐败速度加剧。
而用传统定压冷冻方法冷冻保存草莓时，也会导致草莓的组织遭到破坏，解冻后的草莓变软、出水严重，同时腐败加剧，货架期变短。
传统定压冷冻保存草莓（图片来源：Veer图库）
看到这里，大院er的心已经凉了一半。想要食物放得久只好冷冻，冷冻后食物又变得不好吃。老天啊，给孩子一条出路吧！
吃货救星——冷冻新妙招
为了克服传统定压冷冻因食品全部发生冻结而导致的食品品质下降问题，近年来还真的出现了一种新的冷冻方法—定容冷冻（或“等容冷冻”）。
左：传统定压冷冻保存；右：定容冷冻保存
（图片来源：作者提供）
它的基本原理是利用定容腔体内水诱发成核结冰，随着冰层的增多膨胀产生压力，从而降低可保存生物材料的剩余液体的凝固点温度。由于系统内总存在一部分溶体处于液态，食品以过冷态保存在系统内的液态区域，不存在冰晶损伤，因此可以实现高品质低温保存。
定容冷冻过程（图片来源：作者提供）
其实，定容冷冻保存最早是由美国加州大学伯克利分校的Rubinsky教授于2005年提出的概念。一开始定容冷冻主要是针对医学上器官和生物体的保存，后来才逐渐发展应用到了食品低温保存领域。
Rubinsky博士在实验室（图片来源：Google）
在这里，真的有必要好好感谢各位科学家为吃货们谋来的幸福！
定容冷冻好在哪儿？
优势一：提高食品品质
对于吃货来说，最关心的当然还是好不好吃的问题，好吃就是好冷冻！那么接下来，就让我们来看看定容冷冻在提高食品品质这一关键考核项中的表现。
首先进行的测试是——保存马铃薯。薯条是深受广大消费者喜爱的食品。众所周知，马铃薯是制作薯条的原料，但是加工或者切块切条后的马铃薯很容易变质。
中科院理化所和美国加州大学的科研人员研究发现，采用定容冷冻保存切块后的马铃薯，可以较大程度保证马铃薯不变色，并维持高硬度，其品质显著优于传统液氮速冻方法。
保存马铃薯：定容冷冻>定压液氮速冻
（图片来源：作者提供）
第二项测试则是——保存樱桃。美国农业部的研究人员利用定容冷冻方法对新鲜樱桃进行了保存，他们发现：与定压冷冻相比，定容冷冻减少了樱桃失水率，并更好地保留了冷冻樱桃的颜色、质地、质构和抗氧化剂含量。
保存樱桃：定容冷冻>定压冷冻
（图片来源：美国农业部）
最后进行的测试是——保存番茄。美国农业部的科学家分别运用定容冷冻、10°C冷藏、快速冷冻和定压冷冻对番茄进行冷冻，保存4周后解冻发现，定容冷冻可保持新鲜番茄的质量、体积、颜色、营养成分（抗坏血酸、番茄红素和酚类）和抗氧化活性，质构破坏最小，品质最高。
保存番茄：定容冷冻>定压冷冻
（图片来源：美国农业部）
很明显，采用传统冷冻方法保存的食品，不是变色了就是蔫儿吧了，由此可以看出，定容冷冻确实表现优秀。
优势二：降低冷链运行成本
其实，除了提高食品品质以外，定容冷冻还有一项不容忽视的优势。
中科院理化所和加州大学的科研人员研究发现，由于在定容冷冻保存过程中，食品本身不存在相变，因此可以有效降低设备运行能耗，减少碳排放。
若在全球范围内采用定容冷冻保存食品，每年可以减少多达65亿千瓦时的能源消耗，同时减少与发电相关的碳排放46亿公斤，这相当于马路上减少约100万辆汽车的排放量。在碳中和的路上，食品定容冷冻可以说是充分发挥了先锋模范作用了。
减少耗电量，节能减排（图片来源：Pixabay）
这样看来，使用定容冷冻保存食品，不仅可以避免冰晶对食品带来的损伤，从而提高食品品质；同时，还可以减少冷链在运行过程中的能量消耗，节能减排，可以说是人类福音了！
目前，定容冷冻技术正逐步走出实验室、走向市场，一些食品企业和生物公司已开始尝试将该技术应用到食品、药品和器官等生物材料的保存。随着技术的进步，相信未来定容冷冻会进一步在食品冷冻和医学器官保存上造福人类。
参考文献：
[1] 赵远恒，郭嘉，陈六彪，顾开选，王俊杰. 食品液氮速冻技术研究进展[J]. 制冷学报, 2019, 40(2): 4–14.
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作者单位：中国科学院理化技术研究所
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