超声辅助柠檬酸处理可减轻牡蛎冻藏过程中的氧化劣变

《Food Chemistry》:Ultrasound-assisted citric acid treatment mitigates oxidative deterioration of oysters during frozen storage

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月26日 来源:Food Chemistry 10.4

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   •超声辅助柠檬酸处理提高了冷冻牡蛎的质量稳定性。•200W 超声波联合柠檬酸处理 (US200+CA) 最有效地保持了理化性质和氧化稳定性。•该处理减少了脂质过氧化和蛋白质氧化,维持了结构完整性。•多组学分析表明,200W 超声波联合柠檬酸处理 (US200+CA) 减轻了储

  
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    超声辅助柠檬酸处理提高了冷冻牡蛎的质量稳定性。
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    200W 超声波联合柠檬酸处理 (US200+CA) 最有效地保持了理化性质和氧化稳定性。
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    该处理减少了脂质过氧化和蛋白质氧化,维持了结构完整性。
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    多组学分析表明,200W 超声波联合柠檬酸处理 (US200+CA) 减轻了储存期间的氧化劣变。

引言

牡蛎是广泛食用的海洋双壳贝类,以其高营养价值、细腻质地和特征风味而闻名(Hu, Quan, et al., 2025; Ma et al., 2023)。牡蛎肉富含优质蛋白质(干重占 39.1–53.1%)、多不饱和脂肪酸(PUFAs 占总脂肪酸的 41.9–43.8%)、必需矿物质以及赋予其公认健康益处和商业重要性的生物活性化合物(Cates et al., 2025; Hu, Quan, et al., 2025; Linehan et al., 1999; Luo et al., 2025)。然而,由于含水量高(湿重占 73.0–79.5%)、富含不饱和脂质且内源性酶活性强,牡蛎极易腐坏,采后迅速劣变(Linehan et al., 1999; Ma et al., 2023; Teng et al., 2023)。即使在冷冻条件下,质量劣变仍是一个主要挑战,通常表现为变色、质地变弱、水分流失、风味恶化及氧化损伤(Du et al., 2022; Nawaz et al., 2022)。
水生肌肉食品中冷冻引起的质量劣变与膜结构损伤、脂质氧化级联反应及肌原纤维蛋白网络的不稳定密切相关(Hu, Wang, et al., 2025; Wu et al., 2025)。冰晶形成和冷冻诱导脱水会破坏肌肉微结构和膜完整性,从而促进膜磷脂暴露于促氧化剂,增加其易氧化性(Du et al., 2022)。这种膜破坏加速了脂质过氧化,并促进活性醛和酮的积累,导致风味恶化和营养流失(Geng et al., 2023)。与此同时,蛋白质氧化会诱导侧链修饰、交联和断裂,导致结构不稳定和持水性降低(Geng et al., 2023; Liu et al., 2024)。重要的是,脂质氧化产物如丙二醛和 4-羟基壬烯醛可进一步与蛋白质反应,加剧聚集和功能损害(Al-Dalali et al., 2022; Quan et al., 2026)。这种脂质 - 蛋白质氧化偶联可能会进一步放大氧化链式反应和长期冷冻储存期间的结构劣变(Al-Dalali et al., 2022; Dragoev, 2024)。
柠檬酸 (CA) 是一种食品级有机酸,由于其金属螯合和 pH 调节特性,广泛用作酸味剂和抗氧化协同剂(Ke et al., 2009; Mussio et al., 2025)。它可以抑制金属催化氧化和酶促褐变,并显示出在改善海产品体系和氧化稳定性方面的有效性(Guo et al., 2024; Ma et al., 2024; Ma et al., 2025)。研究表明,CA 也可与其他抗氧化剂协同作用,增强防腐效果,同时保持安全性和消费者接受度(Klinmalai et al., 2021; Ma et al., 2024)。然而,过量的酸处理可能会影响蛋白质结构和质地,限制了其在高质量水产品中的单独应用(Klinmalai et al., 2021)。因此,将 CA 与辅助加工技术相结合以增强防腐效率同时减少负面影响具有重要的实际意义。
超声波加工作为一种有前途的非热技术在食品保藏中崭露头角(Pandita et al., 2024; Sireesha et al., 2022)。通过空化作用、微流和局部机械效应,超声波可以改变组织微结构,增强质量传递,并改善功能性添加剂的渗透和分布(Sireesha et al., 2022; Zheng et al., 2025)。据报道,经过适当控制的超声波处理可以改善腌制效率,促进抗氧化剂扩散,并增强肉类和海产品的质量稳定性(Li, Han, et al., 2025; Liu, Li, et al., 2022)。先前的研究表明,超声辅助处理可以提高功能性添加剂在肌肉食品中的分布和渗透效率,这可能有助于改善防腐性能和氧化稳定性(Chai et al., 2023; Liu, Li, et al., 2022; Yang et al., 2023)。目前,超声波与有机酸的联合应用主要集中于微生物去污和表面灭菌(Yoon et al., 2024)。然而,关于使用超声辅助有机酸处理来维持冷冻肌肉食品储存期间质量稳定性的研究仍有限。特别是,超声辅助柠檬酸 (US+CA) 处理对冷冻牡蛎肉的脂质 - 蛋白质氧化途径和质量劣变的影响尚未得到系统阐明。
因此,本研究探讨了超声辅助柠檬酸处理对冷冻牡蛎理化质量、风味特性、脂质稳定性和蛋白质氧化的影响。通过整合顶空固相微萃取 - 气相色谱 - 质谱 (HS–SPME–GC–MS)、定量脂质组学和蛋白质组学分析,本工作进一步探索了脂质氧化、结构蛋白修饰与冷冻储存期间氧化劣变之间的关系。研究结果提供了冷冻牡蛎中氧化相关结构不稳定的分子水平见解,并有助于更好地理解冷冻水生肌肉食品的质量劣变机制。

章节片段

样品制备

新鲜活牡蛎(Crassostrea gigas,体重 160–200 克)购自中国深圳当地水产市场,在 1 小时内运至实验室,运输过程中置于碎冰中保存。为减少个体差异,选取体重范围相似的牡蛎,手工开壳,并将可食用组织随机分配至六个有效处理组:新鲜 (Fresh),未预处理冷冻对照 (FC),柠檬酸处理 (CA),

超声辅助柠檬酸对冷冻牡蛎色泽和质地的影响

色泽是反映水产产品质量变化的最直接指标之一(Li, Sun, et al., 2025; Wang et al., 2025)。如表 1 所示,与新鲜牡蛎相比,FC 组的 L*(从 76.79 ± 1.55 降至 62.46 ± 4.85)和 W*(从 74.35 ± 2.02 降至 59.24 ± 4.09)显著下降,同时 a* 和 b* 值显著增加(p < 0.05)。FC 组的总色差 (ΔE) 达到 15.28,表明与新鲜牡蛎相比发生了明显变化

结论

总之,冷冻储存引起了牡蛎明显的氧化劣变,表现为脂质氧化、蛋白质氧化、结构蛋白断裂及相关的质量损失。柠檬酸预处理在一定程度上缓解了这些变化,而其与适度超声波的结合显著增强了防腐效果。在测试条件中,200W 超声波联合柠檬酸提供了最平衡的保护,维持了膜磷脂和

CRediT 作者贡献声明

侯梦丹:可视化,验证,方法学,调查,形式分析,数据整理。钟世宏:可视化,方法学,数据整理。张浩宇:可视化,数据整理。钟珊珊:数据整理。尹发文:写作 – 审阅与编辑。朱北伟:资金获取,概念化。胡媛媛:写作 – 审阅与编辑,写作 – 原稿,资金获取,概念化。

未引用参考文献

Zhang, Wang, Xu and Xu, 2019

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的竞争性经济利益或个人关系可能影响本研究中报告的工作。

致谢

本工作得到了广东省科技计划(2025B1111140001)、国家自然科学基金(32301975)、绿色食品加工与智能烹饪创新联合研究院(衡 KJ20250273)以及深圳大学青年学者科学基金(868-000001033350)的资助。
侯梦丹|钟世宏|张浩宇|钟珊珊|尹发文|朱北伟|胡媛媛
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