《Foods》：Effects of Spice Treatment Methods on the Flavor Modification and Quality Characteristics of Surimi/Pea Protein Mixed Gels
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为开发鲢鱼鱼糜产品的风味修饰策略，研究人员以30%（w/w）的替代水平用豌豆蛋白部分替代鱼糜蛋白，制备鱼糜/豌豆蛋白混合凝胶（SPGs）。比较了两种香料处理方式：在凝胶制备过程中添加香料水制备的脱腥SPG（DSPG-A）以及在二段加热期间于香料水中孵育的脱腥S
为开发鲢鱼鱼糜产品的风味修饰策略，研究人员以30%（w/w）的替代水平用豌豆蛋白部分替代鱼糜蛋白，制备鱼糜/豌豆蛋白混合凝胶（SPGs）。比较了两种香料处理方式：在凝胶制备过程中添加香料水制备的脱腥SPG（DSPG-A）以及在二段加热期间于香料水中孵育的脱腥SPG（DSPG-I）。研究了这些处理对气味特性、挥发性风味组成、凝胶品质及加工能耗的影响。感官评价表明，DSPG-I在降低鱼腥味和豆腥味方面更为有效，并产生了以辛辣香气为主导的红烧风味特征，显示出其在风味修饰方面的潜力。气相色谱-离子迁移谱（GC-IMS）进一步揭示，DSPG-I富集了源自香料的特征性香气化合物，并表现出烘烤香气相关化合物（包括乙酸糠酯和苯甲醛）强度的增加。品质分析表明，两种香料处理组（DSPG-A和DSPG-I）在凝胶强度和持水性方面未观察到显著差异。值得注意的是，DSPG-I显著提高了混合凝胶的表面a和b值（p < 0.05），赋予产品类似红烧制品的特征色泽。理论能耗估算表明，采用DSPG-I生产即食鱼糜产品的综合能耗为79.98 kgce/t，低于传统工艺的100.06 kgce/t，对应理论节能率约为20%。总体而言，DSPG-I在即食淡水鱼糜产品加工中显示出应用潜力。
一、研究背景与问题
鱼糜是以鱼类为原料，经采肉、漂洗去除部分水溶性蛋白和杂质后脱水精制而成的浓缩水产肌原纤维蛋白。在盐辅助斩拌后，鱼糜可形成具有热诱导凝胶特性的肌原纤维蛋白溶胶，进而加工成鱼丸、鱼糕、模拟蟹肉和鱼卷等成型产品。结合不同的储存和杀菌工艺，鱼糜还可开发为冷冻预制菜、即食产品等高蛋白水产食品。然而，过度捕捞和海洋渔业资源的衰退，促使鱼糜产业从传统海洋鱼类转向淡水资源的有效利用。鲢鱼因产量高、生长快、成本低且资源丰富，已成为淡水鱼糜加工的重要原料，但其通常带有强烈的鱼腥味，严重限制了高品质鱼糜产品的开发。淡水鱼糜中特征性鱼腥味化合物主要包括醛类、醇类和酮类，其中不饱和醛类如(Z)-4-庚烯醛、己醛、壬醛和(E,E)-2,4-癸二烯醛对鱼腥味贡献尤为突出，这些气味活性化合物主要来源于鱼肉中不饱和脂肪酸（包括DHA、EPA、亚油酸和油酸）的自氧化降解。此外，微生物代谢可能产生二甲基三硫化物和甲硫醇等含硫化合物，进一步加剧鱼糜制品的异味。
研究人员前期工作发现，用豌豆蛋白部分替代鱼糜蛋白可在一定程度上降低混合凝胶的鱼腥味，但随着植物蛋白替代水平的增加，特征性鱼类风味也明显被稀释。感官评价表明，30%（w/w，蛋白/蛋白基准）的替代水平是维持可接受鱼类风味的关键阈值，在此替代水平下混合凝胶保留了基本鱼类风味，但鱼腥味仍可感知且未得到有效消除。目前，利用食品香料或其提取物降低淡水鱼鱼腥味已成为调控水产制品风味品质的重要策略。香料一方面可通过物理掩蔽、竞争吸附和结合作用改变鱼腥味化合物的释放速率，降低消费者对鱼腥味的感知；另一方面，香料富含抗氧化成分，可清除脂质氧化过程中产生的自由基，抑制不饱和脂肪酸的氧化降解，从源头上减少部分鱼腥味挥发性化合物的生成。已有研究报道，香料中的主要香气化合物如芳樟醇、茴香脑、月桂烯和柠檬烯可通过疏水相互作用和氢键与肌原纤维蛋白结合，竞争性占据鱼腥味化合物（如己醛和1-辛烯-3-醇）在蛋白上的结合位点，由于这些香气化合物具有较低的结合能，可在加热过程中与蛋白形成更稳定的复合物，从而促进鱼腥味化合物的解吸和挥发，最终实现脱腥。然而，在凝胶化过程中将香料水作为外部加热介质而非仅将其掺入配方中，是否能进一步增强这种香气-蛋白相互作用仍不清楚。
基于此，本研究以30%（w/w）的替代水平用豌豆蛋白部分替代鲢鱼鱼糜蛋白制备混合凝胶，系统研究了香料水辅助凝胶化对混合凝胶异味降低、风味重建和凝胶品质的影响，并估算了新开发工艺的能耗。该研究旨在开发和评估一种适用于淡水鱼糜产品的香料水辅助凝胶化工艺，重点关注其脱腥效率、风味改善、凝胶品质和节能潜力，为淡水鱼糜资源的高值化利用提供技术支持。
二、研究内容与主要技术方法
研究人员系统比较了四种处理组：对照组（SG）为纯鲢鱼鱼糜凝胶；SPG组以豌豆蛋白按总蛋白含量的30%（w/w）部分替代鱼糜蛋白；DSPG-A组在斩拌阶段用香料水替代SPG配方中的水；DSPG-I组配方与SPG相同，但在第二阶段加热过程中以香料水作为加热介质。香料配方包含白芷、灵香草、小茴香、九里香、丁香、山奈、草果、肉桂、香叶、甘松和柠檬草共11种香料。主要关键技术方法包括：定量描述性分析（QDA）用于感官评价气味特征，由10名经过36小时理论及实践培训的评审员（5男5女，年龄22-24岁）采用7点标度进行评价；气相色谱-离子迁移谱（GC-IMS）用于挥发性风味化合物分析；质构仪穿刺测试用于凝胶强度测定；压缩法测定持水性；色差仪测定色泽参数；基于GB/T 2589-2020标准的理论能耗估算。
三、研究结果
3.1 香料处理方式对混合凝胶气味特征的定量描述性分析
感官评价结果显示，SG组的鱼腥味和泥腥味评分分别为4.00±0.67和3.50±0.53，表明未处理的鱼糜凝胶具有明显的鱼腥味并伴随一定程度的泥腥味。SPG组鱼腥味和泥腥味强度有所降低，但豌豆蛋白替代引入了豆腥味，评分升至3.25±0.48。两种香料处理均表现出良好的脱腥和风味调节效果：DSPG-A和DSPG-I的鱼腥味评分分别降至1.75±0.48和1.00±0.00，豆腥味均降至1.25±0.48。值得注意的是，DSPG-I的辛辣香气评分达5.75±0.42，显著高于DSPG-A的3.50±0.53，且鱼腥味评分最低，表明在第二阶段加热中以香料水作为凝胶化介质可能促进挥发性香料化合物在凝胶基质中的迁移、扩散和结合，形成以辛辣香气为主导的风味特征。
3.2 香料处理方式对混合凝胶挥发性风味组成的影响
GC-IMS分析表明，SG中响应强度较高的挥发性化合物主要包括己醛二聚体、己醛单体、1-戊烯-3-醇和庚醛单体，这些化合物通常被认为是淡水鱼糜中与鱼腥味或异味相关的挥发性物质。SPG中多种醛类（己醛二聚体、庚醛、庚醛二聚体、戊醛、丁醛和壬醛）以及2-庚酮和乙酸乙酯的响应强度显著增加，与植物蛋白和脂质氧化相关的挥发性物质相关。香料处理后，DSPG-A和DSPG-I中1,8-桉叶素单体、1,8-桉叶素二聚体、4-萜品醇和芳樟醇等特征性香料香气化合物的响应强度均显著增加。有趣的是，己醛和庚醛等通常被认为对鱼腥味有重要贡献的醛类在香料处理后并未降低，反而呈上升趋势，己醛二聚体响应强度按SG < SPG < DSPG-A < DSPG-I的顺序显著递增。这表明香料处理的风味改善可能并非主要依赖于直接减少鱼腥味醛类，而是通过特征性香料挥发性物质的香气赋予、掩蔽和风味重建效应实现。进一步比较发现，DSPG-A中桉叶醇和萜品醇等辛辣香气化合物的响应强度相对较高，而DSPG-I中2-戊基呋喃和2-呋喃甲醇乙酸酯等呋喃类化合物的响应强度更高，后者通常与热处理、美拉德反应和脂质氧化衍生的风味形成相关，可能赋予产品烘烤香和熟制风味。因此，DSPG-I不仅引入了特征性辛辣香气，还表现出更丰富、更具层次感的风味特征。
3.3 香料处理方式对混合凝胶凝胶强度的影响
SG的凝胶强度为1056.04±371.26 g·cm，SPG为1003.44±136.12 g·cm，DSPG-A和DSPG-I分别为848.32±200.03 g·cm和858.55±210.46 g·cm。虽然香料处理组的凝胶强度相对SG和SPG呈轻微下降趋势，但各香料处理组之间在凝胶强度、破断力和破断距离方面均无统计学显著差异（p > 0.05），表明香料脱腥处理未显著削弱混合凝胶的力学性能。
3.4 香料处理方式对混合凝胶持水性的影响
SG和SPG的持水性分别为96.02%和96.93%，两者无显著差异（p > 0.05）。DSPG-A的持水性降至95.59%，虽与SPG无显著差异，但显著低于SG（p < 0.05）。DSPG-I的持水性为95.83%，与SG和SPG均无显著差异（p > 0.05），表明DSPG-I更有利于维持凝胶系统的水分保留能力。
3.5 香料处理方式对混合凝胶色泽和自度的影响
SG的表面白度为70.90±0.32，SPG显著降至65.54±0.35（p < 0.05），表明豌豆蛋白替代降低了凝胶表面白度。DSPG-A的表面白度为65.23±0.41，与SPG无显著差异；而DSPG-I的表面白度进一步显著降至48.55±0.19（p < 0.05），样品呈现明显的焦糖色或红烧制品样色泽。内部色泽分析表明，不同处理对内部白度及内部L、a、b值均无显著影响（p > 0.05），表明香料水浸泡主要改变凝胶表面色泽。DSPG-I显著提高了表面a和b值（p < 0.05），其中b值（黄度）增幅最为明显，这可能归因于香料化合物在凝胶表面的沉积，赋予产品类似红烧制品的特征色泽。
3.6 采用DSPG-I工艺生产即食鱼糜产品的能耗分析
以年产1000 t即食鲢鱼鱼糜产品为基准进行理论能耗估算。传统工艺中解冻、切片、斩拌、成型、凝胶化、调味、包装和杀菌各单元操作的电耗分别为12.0、9.6、10.8、3.6、10.35、8.52、28.8和16.2 kWh/t，蒸汽消耗主要集中在凝胶化（225 kg/t）、红烧（216 kg/t）和杀菌（504 kg/t）步骤。DSPG-I工艺取消了独立的红烧步骤，将香料水浸泡脱腥整合到第二阶段加热凝胶化过程中。按照GB/T 2589-2020综合能耗计算通则，将电耗和蒸汽消耗换算为标准煤当量（电0.1229 kgce/kWh，蒸汽0.0929 kgce/kg），传统工艺总估算能耗为100.06 kgce/t，而DSPG-I为79.98 kgce/t，对应理论节能率约为20%。需注意，该能耗分析基于理论计算而非工业验证，实际节能率可能受设备利用率、热回收和运行波动等因素影响，需通过中试或规模化验证进一步确认。
四、结论与展望
本研究通过豌豆蛋白部分替代鲢鱼鱼糜蛋白制备混合凝胶，比较了两种香料处理方式对脱腥效率、挥发性风味组成、凝胶品质和加工能耗的影响。结果表明，DSPG-I通过风味掩蔽机制有效降低了混合凝胶的鱼腥味和豆腥味，同时赋予香料主导的红烧风味特征和类似红烧制品的特征色泽，且未对凝胶强度和持水性造成显著负面影响。GC-IMS分析进一步揭示，DSPG-I不仅富集了特征性香料香气化合物，还增加了呋喃类和苯甲醛等烘烤香气相关化合物的强度，形成更复杂的风味特征。理论能耗估算表明DSPG-I相比传统工艺具有约20%的节能潜力，但尚需工业验证。总体而言，DSPG-I在气味修饰、风味品质和凝胶特性方面均表现出优势。鉴于本研究在实验室规模进行且样品未经完整即食加工流程，该工艺对商业化即食产品的实际适用性需进一步研究。未来工作将研究活性香料组分的传质行为、暴露剂量及其后续反应机制（如抗氧化效应），以进一步阐明DSPG-I工艺的风味改善机制。
