学术研究报告：复热处理对鱼糜凝胶特性及风味演化的影响与机制

一、研究作者与发表信息
本研究由浙江海洋大学食品与药学学院的Lingxiang Bao、Ruizhi Yang、Dieynabou Diao、Fang Tian、Yingyun Chen、Bin Zheng，马来西亚马拉工艺大学应用科学学院的Pingping Gao，以及瑞典皇家理工学院工程科学学院的Yadong Zhao（通讯作者）共同完成。研究成果发表于Food Chemistry期刊，2025年卷464期，文章编号141466，于2024年10月4日在线发布。

二、学术背景与研究目标
鱼糜制品（surimi-based seafood）是一种高蛋白食品，因其独特的风味和质地广受消费者喜爱。然而，消费者通常在食用前对鱼糜制品进行复热处理，这一过程可能导致“回锅味”（warmed-over flavor, WOF）的产生，表现为腐败味或纸板味等不良风味。尽管已有研究探讨了鱼糜凝胶化过程中的风味变化，但复热处理对鱼糜凝胶特性和风味演化的系统性研究仍较缺乏。

本研究旨在探究不同复热方法（90°C低温水浴、100°C沸水浴、100°C蒸汽、121°C超高温）对鱼糜凝胶的质地特性（如硬度、持水性）、蛋白结构、风味物质（如核苷酸、游离氨基酸、挥发性化合物）及脂质氧化的影响，并揭示其机制。研究假设认为，复热过程中风味核苷酸（如IMP、AMP、GMP）的转化及其与蛋白质、脂质代谢产物的相互作用是风味演化的关键驱动因素。

三、研究流程与方法
1. 鱼糜凝胶制备
- 原料：采用AAA级冷冻鮸鱼（Miichthys miiuy）鱼糜，经解冻、斩拌（1000 rpm 30秒，3000 rpm 2分钟）、加盐（2.5%）、调整水分（78%）后灌肠成型。
- 凝胶化：两阶段水浴法（40°C 30分钟 + 90°C 20分钟），形成凝胶后4°C保存。

1. 复热处理

   • 分组：对照组（CG，未复热）、低温水浴组（LTR，90°C 30分钟）、沸水浴组（BR，100°C 30分钟）、蒸汽组（SR，100°C 30分钟）、超高温组（UTR，121°C 30分钟）。
     

2. 凝胶特性分析

   • 质地：使用质构仪测定硬度、弹性、咀嚼性等参数（TPA测试）。
     
   • 白度：Hunter Lab色度仪测定L*、a*、b值，计算白度（Whiteness = 100 - √(100 - L)^2 + a^2 + b^2）。
     
   • 持水性（WHC）：离心法测定凝胶脱水率。
     

3. 蛋白结构分析

   • SDS-PAGE：分析复热后肌球蛋白重链（MHC）、肌动蛋白（AC）等蛋白条带的变化，评估蛋白降解程度。
     

4. 风味物质测定

   • 核苷酸：HPLC法检测IMP、AMP、GMP含量，流动相为磷酸盐缓冲液（pH 6.5）。
     
   • 游离氨基酸：氨基酸分析仪测定17种氨基酸，重点关注鲜味氨基酸（如谷氨酸Glu、天冬氨酸Asp）。
     
   • 挥发性物质：SPME-GC-MS分析醛类、醇类、呋喃等WOF标志物。
     

5. 脂质氧化与脂肪酸分析

   • TBARS值：测定丙二醛（MDA）含量，评估脂质氧化程度。
     
   • 脂肪酸组成：GC法分析饱和脂肪酸（SFA）、单不饱和脂肪酸（MUFA）、多不饱和脂肪酸（PUFA）的变化。
     

四、主要研究结果
1. 凝胶特性变化
- 质地：90°C复热（LTR）显著提升凝胶强度（19.9 N×cm vs. CG 18.3 N×cm），因二硫键交联增强；但121°C复热（UTR）导致凝胶结构破坏，硬度下降31%。
- 白度：复热温度升高显著降低白度（UTR组63.82 vs. CG 70.69），因美拉德反应生成有色物质。

1. 蛋白降解与风味前体释放

   • SDS-PAGE：121°C复热使MHC（240 kDa）和AC（43 kDa）条带消失，生成小分子肽段（<17 kDa）。
     
   • 游离氨基酸：复热促进蛋白水解，鲜甜氨基酸（USAA）总量在UTR组达14.16 μg/g（CG组10.93 μg/g）。
     

2. 风味核苷酸转化

   • IMP→GMP：90°C复热促进IMP积累（2.50 μg/ml），而100°C以上复热推动IMP氧化为GMP（BR组2.03 μg/ml）。
     

3. 挥发性物质与WOF

   • 醛类：复热减少线性醛（如己醛），但生成WOF标志物（如(E)-2-壬烯醛）。
     
   • 呋喃：121°C复热显著增加2-戊基呋喃（ caramel-like风味的主要贡献者）。
     

4. 脂质氧化

   • PUFA降解：复热使DHA（二十二碳六烯酸）含量在LTR组增至1389.93 mg/kg（CG组613.78 mg/kg），但121°C复热导致PUFA氧化损失62.85%。
     

五、结论与价值
1. 科学价值
- 揭示了复热温度通过调控蛋白水解、脂质氧化及美拉德反应，影响鱼糜凝胶质地与风味的分子机制。
- 首次系统比较了不同复热方法对WOF物质（如呋喃、醛类）生成的差异性影响。

1. 应用价值
   
   • 为食品工业优化鱼糜制品复热工艺提供依据：90°C低温复热可保留质地并抑制WOF，而高温复热（≥100°C）需控制时间以避免不良风味。
     

六、研究亮点
1. 多维度分析：结合质构、蛋白组学、风味化学及脂质组学，全面解析复热效应。
2. 机制创新：提出“核苷酸-氨基酸-脂质氧化”协同作用的风味演化模型。
3. 实用性：明确了121°C超高温处理对凝胶结构的不可逆破坏，为灭菌工艺设计提供警示。

七、其他发现
- 电子舌（electronic tongue）分析证实，复热提升鲜味但增加苦味（与苯丙氨酸、亮氨酸等苦味氨基酸积累相关）。
- 感官评价显示，蒸汽复热（SR）在风味与质地的平衡性上优于沸水浴（BR）。

（注：全文数据详见原文Supplementary Data，可通过DOI:10.1016/j.foodchem.2024.141466获取。）