双频超声辅助腌制调控烤鲶鱼风味特征：从原料腌制到烹饪过程

《Ultrasonics Sonochemistry》：Dual-frequency ultrasound-assisted marination modulates the odor profile of roasted catfish: from raw curing to cooking

　　

为探究腌制工艺如何预先决定烤鱼的嗅觉特征，研究人员将鲶鱼背肌分别采用传统静态腌制（T组）或双频超声辅助腌制（U组）至相同盐含量（1%），随后进行烤制。分析烤制过程中色泽、质构、水分分布、氧化程度及挥发性风味化合物的变化。结果表明，超声处理增强了脂质氧化、美拉德反应、保水性（WHC）、咀嚼性、酯类生成以及挥发性风味化合物的多样性（U组70种；T组65种），同时降低了蛋白质氧化及腥味物质（1-辛烯-3-醇、己醛）水平。腌制模式在烤制早期对气味影响显著，而长时间高温处理削弱了组间差异。正交偏最小二乘判别分析（OPLS-DA）确定十一烷、癸烷、己醛和1-辛烯-3-醇为关键差异化合物。9种关键挥发物（T组8种；U组7种）与水分分布、剪切力、蛋白质氧化及美拉德反应显著相关。这些发现证明腌制从根本上塑造了烤鲶鱼的气味轮廓，为超声技术在鱼类腌制与风味调控中的应用提供了更全面的数据支持。

研究背景与立项依据

鱼类因营养丰富、风味鲜美广受消费者青睐，长吻鮠（Leiocassis longirostris）因其肉质细嫩、无肌间刺逐渐成为鱼类加工优选原料。腌制是鱼制品加工的关键工序，传统静态腌制存在腌制时间长、盐分分布不均等问题。超声技术凭借高效性在畜禽肉腌制中已有应用，研究人员前期工作证实双频超声辅助可将鲶鱼肉腌制时间缩短50%（目标盐含量1%时，传统40分钟，超声20分钟），并发现超声处理改变了鱼肉质构及蛋白质、脂质氧化水平，这些变化可能影响腌制产品风味，但腌制方式对熟制产品风味的影响研究有限。热加工是腌制后必需环节，烤制能赋予食品愉悦香气与质构，烤制时腌制鱼的理化状态（质构、蛋白与脂质氧化水平）通过美拉德反应和脂质降解显著影响挥发性风味化合物形成，从而决定终产品嗅感特性。基于此，研究人员开展双频超声辅助腌制对烤鲶鱼气味影响的研究，成果发表于《Ultrasonics Sonochemistry》。

主要关键技术方法

研究以江苏镇江吉买龙超市采购的新鲜鲶鱼（1–1.25 kg）背肌为样本，设传统静态腌制组（T组，4℃静置40分钟）与双频超声辅助腌制组（U组，20+60 kHz水浴超声，300 W，4℃间歇20分钟），均达1%盐含量后于200℃电烤箱双面加热烤制，每2分钟取样测芯温，选定10分钟为最优烤制时间并在0、3、6、10、14分钟取样。指标测定涵盖色泽（CR-400色差仪）、保水性（WHC，离心法）、水分分布（低场核磁共振LF-NMR）、质构剖面分析（TPA）与剪切力（纹理分析仪）、总/活性巯基与羰基（紫外分光光度法）、TBARS（硫代巴比妥酸反应物值，表征脂质氧化）、褐变度（A₂₈₀、A₄₂₀）、电子鼻（PEN3，10金属传感器）、顶空固相微萃取-气相色谱质谱（HS-SPME-GC-MS）定量挥发物、气味活度值（OAV）筛关键风味物、OPLS-DA辨差异物、Pearson相关联理化与风味。

研究结果

3.1 感官评价与烤制工艺确定

随烤制时间延长两组的感官各项得分总体上升，仅气味分持续上行，源于美拉德反应、脂质氧化与蛋白降解。U组在10–14分钟气味分显著优于T组，U14综合感官高于T14。芯温走势相近但U组传热略快。选定10分钟为后续最优烤制时间，取样点设为0、3、6、10、14分钟（T0–T14、U0–U14）。

3.2 烤制过程理化性质分析

3.2.1 色泽：b（黄度）随烤制显著上升，U组高于T组，与美拉德及脂质氧化更强有关；L（亮度）、a（红度）及白度先升后降，白度10分钟达峰；U组a变化更缓，提示超声腌制延缓肌红蛋白氧化。

3.2.2 褐变：A₂₈₀与A₄₂₀随烤制递增，A₂₈₀组间无差异，A₄₂₀在U组显著更高，表明U组美拉德反应更趋后期，受更高脂质氧化推动（脂质氧化羰基作底物、自由基驱动反应）。

3.2.3 水分：WHC先降后升，U组同时间点多高于T组；含水量两组均降（T组79.68%→69.35%，U组80.63%→71.44%），U组全程略高；LF-NMR显示弛豫峰左移，T₂₁（不易流动水）降，T₂₂（自由水）先升后降，同烤制时间U组T₂₂较低。超声致肌纤维断裂、盐分布匀、蛋白溶出与凝胶网络更优是主因。

3.2.4 TPA与剪切力：剪切力0–6分钟显著下降后平稳，组间无差；硬度随温升显著降；弹性稳、内聚缓升、弹簧性上行；咀嚼性先升后降，U6、U10显著高于T6、T10，部分解释其感官优势。

3.2.5 氧化：蛋白质氧化（巯基降、羰基升）随烤制增强，U组0–10分钟增速慢且同时间点低于T组，U0即低于T0，归因为超声空化微射流协同均匀盐分布稳定蛋白结构；脂质氧化（TBARS）随烤制续升，U组各时间点均显著更高，起于U0基础值高。超声增脂质氧化却不增蛋白氧化，与中等强度（300 W）短时处理使疏水基团暴露中和自由基、蛋白聚集屏蔽氧化位点及肽段抗氧化有关。

3.3 挥发性风味化合物分析

3.3.1 电子鼻：W1W（对含硫/胺类敏感）与W5S（鱼腥相关）响应差异大，W5S在U组更低，提示超声减弱腥物释放；PCA中PC1+PC2累计80.7%，U组样本位于T组左下，14分钟时T14与U14同象限，组间嗅感差被长时高温压缩。

3.3.2 GC-MS：共检85种挥发物（烃40、醇10、酯10、醛5、酮2、芳烃7、其他11），U组70种、T组65种。超声腌制促U0醇（1.47%）、醛（0.88%）、酯（6.41%）高于T0；烤制中醛先升后降，U组3–14分钟醛始终低于T组（被美拉德消耗）；酯在T组骤降且T6消失，U组渐降至U14才无，归因超声改蛋白α-螺旋→β-折叠成致密凝胶保香及高WHC抑蒸发。

3.3.3 OPLS-DA：模型R²X=0.750、R²Y=0.988、Q²=0.953，置换检验无过拟合。VIP>1且P<0.05者4种：十一烷（VIP=4.99）、癸烷（VIP=4.18）、己醛（VIP=2.10）、1-辛烯-3-醇（VIP=1.18）。

3.3.4 OAV：OAV≥1者9种——1-辛烯-3-醇、己醛、1-庚醇、壬醛、十二醛、十四醛、癸酸甲酯、棕榈酸甲酯、月桂酸甲酯（T组8种、U组7种）。1-辛烯-3-醇与己醛在T组OAV远高于U组（OAV_T10=14.45 vs OAV_U10=1.53；己醛仅T6–T14有），证超声降腥；酯类OAV多高于T组，月桂酸甲酯仅U0有。

3.4 Pearson相关：所有关键挥发物均与水分分布相关，短链醇醛与A₂₂正相关，余与A₂₁正相关；酯类与剪切力、硬度正相关，与蛋白氧化及美拉德程度负相关。

讨论与结论翻译

讨论指出本研究仅聚焦挥发性嗅感，未表征滋味物（游离氨基酸、核苷酸、矿物质），后续应结合感官导向风味分析建立嗅-味互作，并在分子水平用蛋白组学、脂质组学阐释超声调氧化与美拉德的机制。

结论：本研究考察双频超声辅助腌制对烤鲶鱼气味的影响。超声在烤制早期显著影响气味，长时间高温削弱组间差。OPLS-DA锁定十一烷、癸烷、己醛、1-辛烯-3-醇为关键差异物。超声增强脂质氧化、美拉德反应、WHC、咀嚼性、酯含量及挥发物多样性，同时降低蛋白氧化与腥物水平。9种关键挥发物与水分分布、剪切力、蛋白氧化及美拉德反应紧密关联。结果为超声技术在鱼类腌制中的应用提供全面支撑。