现阶段对解冻过程中的传热模拟已有很多研究，但大都集中在对射频解冻和微波解冻的模拟，而对超声辅助解冻的有限元模拟几乎没有相关研究。来自李慢、吕瑞玲、王丹丽和刘东红*等人以中国对虾为研究对象，探究超声辅助解冻对蛋白变性的影响，旨在为中国对虾科学合理的解冻方法提供参考；同时应用COMSOL Multiphysics 5.2a软件模拟超声辅助解冻中国对虾的过程，建立食品的热物理学性质随时间变化的超声-热传导双向耦合模型，并对模拟结果进行实验验证。
1. 对虾解冻的数值模拟结果
1.1 对虾在解冻过程中最大截面处的温度分布
由模拟结果可知，解冻到10 s时，对虾与介质水发生剧烈的热交换，其边缘部分迅速升温，而内部温度依旧较低；超声辅助解冻的对虾内部整体温度高于静水解冻组，且低温区的面积小于静水解冻组的低温面积。解冻到48 s时，对虾表面的温度依旧升高得较快，超声辅助解冻的对虾整体进入相变区，最低温度为－5 ℃，低温区在逐渐减少；静水解冻的对虾边缘升温迅速，但内部低温区的面积仍然较大，热量由外向里逐渐传导。当解冻到100 s时，超声辅助解冻的对虾仅一小片区域处于相变区；静水解冻的对虾解冻完成区域从边缘到中心逐渐增加，但中心的一大片区域仍处于相变阶段。解冻至146 s时，超声辅助解冻的对虾最低温度达到－1 ℃，解冻完成；而静水解冻的对虾中心部分仍处于相变区，根据计算结果可知，当解冻至208 s时，才完成解冻。由此可知，超声辅助解冻过程中，一方面对虾内部组织吸收超声衰减所产生的能量从而加速解冻进程；另一方面超声促进对虾与介质的热交换，因而解冻速率显着大于静水解冻组。
1.2 实验验证
超声辅助解冻时，COMSOL软件计算得到的中心温度达到－1 ℃所需时间为146 s，实验测得的时间为132 s，较为接近。在解冻的整个阶段，模拟值与实验值拟合较好，RMSE为0.9433 ℃。对照组静水解冻中心温度实验值和模拟值的对比：计算得到的中心温度到达－1 ℃所需时间为208 s，实验测得的时间为206 s，较为接近，RMSE为0.9077 ℃。结果表明，COMSOL软件模拟能较好地反映超声辅助解冻过程中温度分布和变化趋势，本模型具有一定的精确性。
超声辅助解冻的解冻速率远远大于对照组，解冻时间缩短了35.9%；尤其在相变期，超声辅助解冻能快速通过此阶段，降低对冻藏食品品质的损害，是一种快速有效的解冻方式。
2. 解冻处理对对虾蛋白品质的影响
2.1 解冻处理对对虾肌原纤维蛋白SDS-PAGE的影响
解冻处理后肌球蛋白重链与肌动蛋白同鲜样对照组无显着性差异，表明在肌原纤维蛋白中，解冻处理对这几种主要蛋白没有明显的影响。与鲜样对照组相比，解冻后分子质量为70～100 kDa的蛋白条带颜色轻微地变浅或加深，表明蛋白发生一定程度的降解和交联。
2.2 解冻处理对对虾肌原纤维蛋白荧光色谱的影响
解冻处理对肌原纤维蛋白的最大吸收波长没有发生显着性改变，均为336 nm，未检测出肌原纤维蛋白荧光发射峰的红移或蓝移现象，说明Trp和Tyr残基微环境极性没有发生明显变化。但解冻后肌原纤维蛋白的荧光强度显着上升。
2.3 解冻过程对对虾肌肉蛋白热稳定性的影响
解冻过程对虾肉峰I、峰II、峰III变性温度和变性焓值的影响。解冻后虾肉蛋白峰I的变性焓值有一定程度的下降，但没有显着性变化；峰II的变性温度均显着性上升，变性焓无显着性变化；峰III的变性焓值下降，尤其是静水解冻后的虾肉蛋白，变性焓显着性下降。
结 论
超声辅助解冻时中国对虾中心温度模拟值和实验值的均方根误差（RMSE）为0.9433 ℃，静水解冻处理组的RMSE为0.9077 ℃，证明该模型能较好地模拟解冻过程；与静水解冻相比，超声辅助解冻的解冻时间缩短了35.9%，显着提高了解冻速率；解冻后肌球蛋白重链和肌动蛋白没有发生变化，分子质量为70～100 kDa蛋白片段发生一定程度的降解和交联；最大荧光吸收波长无显着变化，但荧光强度增加；超声辅助解冻后肌肉的热稳定性接近鲜样，而静水解冻后肌肉热稳定性变差。综上认为超声辅助解冻是一种高效且有利于保持冷冻中国对虾品质的解冻方法。
