超声辅助红酸汤腌制提升鲟鱼肉品质关键工艺优化

黄朝斌1,郑淮升1,马文艺2,张玉龙2,陈兴花1,刘书宏1,胡 萍1,*

(1.贵州大学酿酒与食品工程学院,贵州 贵阳 550025;2.贵州逢源生物科技有限公司,贵州 黔南布依族苗族自治州 550600)

摘 要:以红酸汤为酸性复合腌制液,测定红酸汤有机酸组成、pH值、抗氧化能力等,基于单因素试验与响应面优化筛选最佳超声辅助腌制工艺,并考察最佳超声辅助腌制条件对鲟鱼肉色泽、质构特性等的影响。结果表明,红酸汤富含有机酸、多酚类物质及VC,具备良好的自由基清除能力和天然酸性环境,具有作为天然肉类腌制剂的应用潜力。通过单因素试验及响应面优化确定超声辅助红酸汤腌制的最佳工艺条件为:红酸汤稀释倍数1.5、腌制时间75 min、超声功率189 W。在此条件下,鲟鱼肉感官评分达69.25±0.87,总蛋白质量分数为(24.56±0.89)%,粗脂肪质量分数为(6.24±0.15)%。此外,超声辅助红酸汤腌制能够改善鱼肉色泽,使其更加鲜亮;同时能够有效增加其硬度与咀嚼性,提高其适口性。电子舌分析进一步表明,超声辅助红酸汤腌制能够增强鲟鱼肉的鲜味和整体风味的丰富度。综上所述,超声辅助红酸汤腌制能够有效改善鲟鱼肉的品质和风味。

关键词:红酸汤腌制;超声辅助;鲟鱼肉;工艺优化;品质分析

收稿日期:2025-06-17

基金项目:贵州省科技计划项目(黔科合成果[2024]一般041);黔南州科技计划项目(黔南科合[2024]15号)

第一作者简介:黄朝斌(1999—)(ORCID: 0009-0003-2905-4977),男,硕士研究生,研究方向为食品加工与安全。E-mail: 3224009878@qq.com

*通信作者简介:胡萍(1970—)(ORCID: 0000-0002-6473-4105),女,教授,博士,研究方向为食品科学。E-mail: phu1@gzu.edu.cn

Optimization of Key Process Parameters of Ultrasonic-Assisted Marination in Red Sour Soup for Quality Improvement of Sturgeon Meat

HUANG Chaobin1, ZHENG Huaisheng1, MA Wenyi2, ZHANG Yulong2, CHEN Xinghua1, LIU Shuhong1, HU Ping1,*
(1. School of Liquor and Food Engineering, Guizhou University, Guiyang 550025, China;2. Guizhou Fengyuan Biotechnology Co. Ltd., Qiannan Buyei and Miao Autonomous Prefecture 550600, China)

Abstract: In this study, red sour soup as a acidic composite marinade for fish and meat was evaluated for organic acid composition, pH and antioxidant capacity. The ultrasound-assisted marination process for sturgeon meat was optimized by the combined use of one-factor-at-a-time method and response surface methodology. Moreover, the impact of the optimized ultrasound-assisted marination conditions on the color and texture characteristics of sturgeon meat was investigated. The results showed that as a naturally acidic environment, red sour soup was rich in organic acids, polyphenols, and vitamin C and had strong radical scavenging capacity and a natural acidic environment, indicating its potential application as a natural marinade for meat. The optimal marination conditions were determined to be 1.5, 75 min and 189 W for dilution factor of red sour soup, marination time and ultrasound power, respectively. Under these conditions, the sensory score of marinated sturgeon meat reached 69.25 ± 0.87, with a total protein content of (24.56 ± 0.89)% and a crude fat content of (6.24 ± 0.15)%.In addition, ultrasound-assisted red sour soup marination improved the color of the fish, resulting in a brighter appearance,and significantly increased its hardness and chewiness, thereby enhancing its palatability. Electronic tongue analysis further revealed that ultrasound-assisted red sour soup marination enhanced the umami and overall flavor richness of sturgeon meat.In conclusion, ultrasound-assisted marination with red sour soup effectively improved the quality and flavor characteristics of sturgeon meat.

Keywords: red sour soup marination; ultrasound-assisted; sturgeon meat; process optimization; quality analysis

DOI: 10.7506/rlyj1001-8123-20250617-182

中图分类号:TS254.4

文献标志码:A

文章编号:1001-8123(2026)04-0032-09

引文格式:

黄朝斌, 郑淮升, 马文艺, 等. 超声辅助红酸汤腌制提升鲟鱼肉品质关键工艺优化[J]. 肉类研究, 2026, 40(4): 32-40.DOI:10.7506/rlyj1001-8123-20250617-182. http://www.rlyj.net.cn

HUANG Chaobin, ZHENG Huaisheng, MA Wenyi, et al. Optimization of key process parameters of ultrasonic-assisted marination in red sour soup for quality improvement of sturgeon meat[J]. Meat Research, 2026, 40(4): 32-40. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/rlyj1001-8123-20250617-182. http://www.rlyj.net.cn

红酸汤是贵州传统发酵食品,富含有机酸、酚类化合物及矿物质,具有健脾开胃和调节免疫等功能[1]。作为一种天然酸性调味基质,其常被用于酸汤鱼、酸汤牛肉等肉类菜肴的烹制,能有效改善肉品的嫩度与风味特性,广受消费者喜爱。然而,目前关于红酸汤对肉类品质和营养提升的研究尚不充分,其作为生物发酵型酸性腌制剂的应用潜力尚未充分挖掘。天然酸性腌制液(如泡菜汁、酪乳和柠檬酸等)可有效改善牛肉和火鸡肉的品质[2-3]。随着健康饮食理念的普及,天然酸性腌制剂在肉品加工中的创新性应用逐渐成为研究热点。

鲟鱼,又称鲟龙,隶属于硬骨鱼纲、辐鳍亚纲、鲟形目,是现存体型最大的淡水鱼类之一,主要分布于北半球水域[4]。作为一种高经济价值水产资源,鲟鱼养殖产业已形成规模,但其肌肉组织的加工与利用研究仍相对有限。这主要归因于其肌肉组织富含蛋白质和脂肪,极易发生氧化变质,同时具有较强的腥味,限制了其在深加工及多元化产品开发中的应用[5]。随着鲟鱼养殖业的快速发展,推进其产业链延伸与高值化利用已成必然趋势。因此,深入探究鲟鱼肉的品质特性与风味表现对于提升其加工利用效率及拓展产品类型具有重要意义。同时,食品加工技术正朝着高效、绿色与智能化方向持续发展。超声波技术因其高效性与低能耗特性,近年来在肉类科学研究和加工应用领域展现出显著价值与应用潜力[6]。作为该技术的创新应用,超声辅助腌制主要利用其产生的空化效应与机械作用,有效改变肉品微观结构,加快腌制液中盐分、水分及风味物质等的渗透与扩散速率,使得腌制时间大幅缩短、效率显著提升[7]。该技术不仅能缩短工艺周期,还可改善肉制品的最终品质,如提升嫩度与保水性等,为肉类加工业提供了一条有前景的技术升级路径[8]

因此,本研究以红酸汤为天然腌制液,结合超声辅助技术,对鲟鱼肉腌制工艺进行优化,旨在提升其品质与风味,并为酸汤在鱼类加工中的应用提供理论与数据支持。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

鲜活鲟鱼(12 kg左右) 贵州省惠水县文鹏水产养殖有限公司;西红柿(成熟度9成,无烂果、虫卵)、食盐、白酒(二锅头)、白砂糖 市购;干酪乳杆菌H1(CCTCC M2016524)、鼠李糖乳杆菌H3(CCTCC M2016525) 本实验室保藏。

过硫酸钾、三氯化铁、2,4,6-三(2-吡啶基)-1,3,5-三嗪(2,4,6-tris(2-pyridyl)-1,3,5-triazine,TPTZ)、磷酸二氢钾成都金山化学试剂有限公司;甲醇、乙醇 天津富宇精细化工有限公司;2,2’-联氮-双-(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)(2,2’-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid),ABTS)、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH)、草酸、酒石酸、苹果酸、乳酸、乙酸、柠檬酸、琥珀酸、抗坏血酸、芦丁、没食子酸、FeSO4(标准品) 北京索莱宝科技有限公司;二氯靛酚、氢氧化钠、乙酸钠 国药集团化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

BILON10-300B超声波清洗机 上海比朗仪器制造有限公司;PHS-3C pH计 上海仪电科学仪器股份有限公司;SFY-3G水分测定仪 深圳冠亚水分仪科技有限公司;HD-6水分活度仪 无锡华科仪器仪表有限公司;ZDM-1101酶标仪 卓的仪器设备(上海)有限公司;CT3质构分析仪 阿美特克商贸(上海)有限公司;1260高效液相色谱仪 美国Agilent公司;SA402B电子舌 北京盈盛恒泰科技有限责任公司;NH310色差仪 深圳市三恩时科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 酸汤发酵

参考Zheng Huaishen等[9]的方法,将新鲜西红柿清洗、去蒂、破碎、匀浆。根据匀浆后西红柿质量,加入2%白酒、2%食盐和3%白砂糖,并以2%接种量接种干酪乳杆菌H1(CCTCC M2016524)和鼠李糖乳杆菌H3(CCTCC M2016525)(1∶1),28 ℃恒温培养箱中发酵5 d后,将样品装瓶并置于-20 ℃冰箱中进行后续实验。

1.3.2 实验设计

将鲟鱼去头、尾、内脏和皮后,取脊背肌肉,切成4 cm×4 cm×1.5 cm鱼片,放入装有酸汤的聚乙烯袋中,置于超声波清洗机中进行超声辅助腌制,为防止超声处理过程中升温,放入冰袋,确保腌制温度处于20 ℃以下。腌制完成后擦去鱼片表面水分,真空蒸煮袋包装,80 ℃水浴煮制10 min后,擦去鱼肉表面水分和附着物,冷却至室温后备用。

1.3.2.1 单因素试验

以感官评分、pH值、腌制损失率、蒸煮损失率、水分活度及水分含量为评价指标,考察红酸汤稀释倍数、腌制时间及超声功率对鲟鱼肉腌制效果的影响。首先,在固定腌制时间60 min、超声功率200 W的条件下,通过向红酸汤中加0、1、2、3、4 倍体积(以红酸汤质量计,下同)蒸馏水,将红酸汤分别稀释1~5 倍,以确定红酸汤稀释倍数范围。其次,在固定红酸汤稀释2 倍、超声功率200 W条件下,分别腌制0、30、60、90、120 min,以确定腌制时间范围。最后,在固定红酸汤稀释2 倍、腌制时间60 min条件下,分别采用0、100、200、300、400 W超声功率进行处理,以确定超声功率范围。

1.3.2.2 响应面优化试验

基于单因素试验结果,以红酸汤稀释倍数、腌制时间、超声功率为自变量,以感官评分为响应值,利用Design Expert 12软件设计Box-Behnken响应面试验,建立数学模型并进行回归分析,优化红酸汤腌制鲟鱼肉的关键工艺参数。

1.3.3 品质指标测定

1.3.3.1 有机酸含量测定

参照吴文燕等[10]的方法并稍作修改。色谱柱为SB-AQ-C18(250 mm×4.6 mm,5.0 μm)、流动相为甲醇-磷酸二氢钾(5∶95,V/V,使用磷酸调节至pH 2.0)、进样量10 μL、流速0.8 mL/min、柱温35 ℃、紫外检测波长210 nm。以峰面积为纵坐标(y),以有机酸质量浓度(x/(mg/mL))为横坐标,建立有机酸定量标准曲线回归方程(表1)。

表1 有机酸定量标准曲线回归方程
Table 1 Calibration equations for the quantification of organic acids

有机酸保留时间/min回归方程R2草酸3.40y=2.622 4x+27.780 01酒石酸3.80y=1.090 3x+2.346 81苹果酸4.30y=0.570 5x-0.383 91乳酸4.60y=0.515 7x-0.628 91乙酸5.00y=0.401 7x-2.221 71柠檬酸5.90y=0.702 0x-0.154 11琥珀酸6.50y=0.435 0x-3.017 71

1.3.3.2 pH值与色差测定

pH值测定参考Zhang Yin等[11]的方法并稍作修改。对于酸汤样品,将pH计探头直接浸入酸汤样品进行测定;对于鱼肉样品,将煮制后的鱼肉切成肉糜,称取2.0 g置于锥形瓶中,加入50 mL蒸馏水,均质后静置20 min,使用pH计进行测定。

采用色差仪分别测定煮制前后鱼肉样品的亮度值(L*)、红度值(a*)和黄度值(b*),测定前采用比色板进行校正。

1.3.3.3 可滴定酸含量与VC含量测定

红酸汤可滴定酸含量参照GB 12456—2021《食品安全国家标准 食品中总酸的测定》[12]中的酸碱指示剂滴定法进行测定;VC含量参照GB 5009.86—2016《食品安全国家标准 食品中抗坏血酸的测定》[13]中的2,6-二氯靛酚滴定法进行测定。

1.3.3.4 总酚含量与类黄酮含量测定

参考Silva等[14]的Folin-Ciocalteu法和比色法并稍作修改。取1 mL红酸汤上清液、1 mL Folin-Ciocalteu溶液及5 mL蒸馏水混合,室温下静置3 min,加入3 mL 20 g/100 mL Na2CO3溶液并混合均匀,36 ℃水浴1 h,在765 nm波长处测定吸光度,以没食子酸为标准品制作标准曲线(y=0.059 8x+0.036 1,R2=0.997 2),总酚含量以没食子酸当量计,单位为mg/L。

取1 mL红酸汤上清液与0.5 mL 5 g/100 mL NaNO2混合,反应5 min,加入0.5 mL 10 g/100 mL Al(NO3)3溶液,静置5 min。随后加入4 mL 4 g/100 mL NaOH溶液,静置3 min,在510 nm波长处测定吸光度,以芦丁为标准品制作标准曲线(y=0.006 2x+0.034 1,R2=0.998 0),类黄酮含量以芦丁当量计,单位为mg/L。

1.3.3.5 抗氧化活性测定

参照Zheng Huaisheng等[15]的方法,采用DPPH法、ABTS法和铁离子还原抗氧化能力(ferric ion reducing ant ioxidant power,FRAP)法测定红酸汤的抗氧化能力。取红酸汤样品,12 000 r/min均质2 次,每次30 s,5 000 r/min离心10 min,取上清液用于抗氧化能力测定。对于DPPH法,取100 μL上清液与1.90 mL 0.1 mmol/L DPPH溶液混合,避光反应30 min,在517 nm波长处测定吸光度;对于ABTS法,将20 μL上清液与200 μL ABTS溶液混合,反应5 min,在734 nm波长处测定吸光度。DPPH法与ABTS法均以抗坏血酸为标准品进行定量(DPPH法:y=-0.004 7x+0.292 8,R2=0.997 2;ABTS法:y=-0.807 9x+0.834 1,R2=0.996 5),以抗坏血酸当量表征抗氧化能力,单位为mg/L;对于FRAP法,取100 μL上清液和1.8 mL TPTZ工作液混合,37 ℃孵育10 min,以,在595 nm波长处测定吸光度,以FeSO4为标准品制作标准曲线(y=0.001 9x+0.188 0,R2=0.998 7),结果以FeSO4当量计,单位为mmol/L。

1.3.3.6 腌制损失率和蒸煮损失率测定

参考Ha[16]、Contreras[17]等的方法并稍作修改。将新鲜鱼肉表面水分擦干后称质量(m1);腌制后再次擦干表面水分并称质量(m2);煮制后擦干鱼肉表面水分并称质量(m3)。分别按式(1)、(2)计算腌制损失率和蒸煮损失率:

1.3.3.7 水分含量和水分活度测定

将鱼肉切成肉糜,称取2.000 g,使用水分测定仪测定水分含量;称取1.000 g,使用水分活度仪测定水分活度。

1.3.3.8 总蛋白含量和粗脂肪含量测定

鱼肉总蛋白含量参照GB/T 6432—2018《饲料中粗蛋白的测定 凯氏定氮法》[18]测定;粗脂肪含量参照GB 5009.6—2016《食品安全国家标准 食品中脂肪的测定》[19]中的索氏抽提法测定。

1.3.3.9 质构特性测定

参考Liu Junya等[20]的方法并稍作修改。将鱼肉样品切成4 cm×4 cm×1.5 cm,在全质构模式下采用TA24/1000探头进行测定,预测试速率2 mm/s、测试速率0.5 mm/s、返回速率0.5 mm/s、触发点负载5 g、循环次数2、负载单元10 000 g。每组样品平行测定6 次。

1.3.3.10 电子舌测定

参考Liu Yingying等[21]的方法并略作修改。称取10.0 g鱼肉与90 mL蒸馏水混合,均质匀浆3 次,每次30 s,过滤,取滤液,以0.3 mmol/L酒石酸与30 mmol/L氯化钾的混合溶液为参照液进行电子舌测定。

1.3.3.11 感官评价

参照吴文燕[10]、肖斯立[22]等的方法并稍作修改。由9 位食品专业背景的评定人员组成感官评价小组,将不同处理组鱼肉样品进行随机编号,评定人员依据感官评价标准(表2)对鲟鱼肉的色泽、气味、口感和组织状态进行综合评价,总分为80。

表2 红酸汤腌制鲟鱼肉感官评价标准
Table 2 Sensory evaluation criteria for sturgeon meat marinated in red sour soup

项目评分标准感官评分色泽色泽光亮,鱼肉嫩白,色度均匀20色泽暗淡,鱼肉偏暗,色度均匀15颜色灰暗不均10气味酸汤香味浓郁,无异味20酸汤香味较强,有些许鱼腥味15酸汤香味不明显,鱼腥味较重10口感鱼肉嫩滑,适口感强,无异味20鱼肉较嫩,无异味15鱼肉粗糙,干柴,有异味10组织状态质地均匀,组织紧致20质地较均匀,组织较松散15质地不均匀,组织松散10

1.4 数据处理

使用SPSS 26软件进行数据统计分析,其中组间差异显著性分析采用Duncan多重比较检验(P<0.05),使用Origin 2021软件和OmicShare在线工具绘图。所有实验(除特殊说明外)均平行测定3 次。

2 结果与分析

2.1 红酸汤理化指标分析

由表3可知,红酸汤总有机酸质量浓度为(21.55±0.05)mg/mL,其中乳酸、乙酸、琥珀酸和草酸为主要组分,质量浓度分别为(11.57±0.02)、(5.06±0.01)、(2.84±0.05)、(1.54±0.00)mg/mL。有机酸能够通过降低pH值、改善嫩度与风味等多种机制提升肉类品质[23-24]。相应地,红酸汤pH值为3.27±0.01,可滴定酸质量浓度为(14.52±0.26)g/L,表明红酸汤可提供天然的酸性腌制环境。

表3 红酸汤理化指标
Table 3 Physicochemical indexes of red sour soup

项目测定结果草酸质量浓度/(mg/mL)1.54±0.00酒石酸质量浓度/(mg/mL)0.02±0.00苹果酸质量浓度/(mg/mL)0.09±0.06乳酸质量浓度/(mg/mL)11.57±0.02乙酸质量浓度/(mg/mL)5.06±0.01柠檬酸质量浓度/(mg/mL)0.43±0.01琥珀酸质量浓度/(mg/mL)2.84±0.05总有机酸质量浓度/(mg/mL)21.55±0.05 pH3.27±0.01可滴定酸质量浓度/(g/L)14.52±0.26总酚含量/(mg/L)269.62±1.93类黄酮含量/(mg/L)221.34±14.09 VC含量/(mg/100 g)60.32±7.27 FRAP/(mmol/L)0.52±0.04 DPPH法抗氧化能力/(mg/L)179.49±10.52 ABTS法抗氧化能力/(mg/L)99.55±6.45

红酸汤中富含多种天然抗氧化成分,其总酚、类黄酮质量浓度和VC含量分别达(269.62±1.93)mg/L、(221.34±14.09)mg/L、(60.32±7.27)mg/100 g,其作为高效天然抗氧化剂,可有效清除自由基,延缓肉类加工和贮藏过程中的蛋白质和脂肪氧化[25-26]。FRAP、DPPH法和ABTS法测定的抗氧化能力分别达(0.52±0.04)mmol/L、(179.49±10.52)mg/L和(99.55±6.45)mg/L。综上所述,酸汤富含有机酸、酚类物质和VC等,可提供良好的酸性环境,具备作为天然肉类腌制剂的潜在应用价值。

2.2 单因素试验结果分析

2.2.1 红酸汤稀释倍数对鲟鱼肉品质指标的影响

如图1所示,随着红酸汤稀释倍数的增加,鲟鱼肉感官评分呈先升后降趋势。在稀释2 倍时,感官评分最高,适度稀释使酸味柔和,有利于鱼肉本身风味的释放;而进一步稀释则导致酸汤风味不足,整体感官评分显著下降(P<0.05)。鱼肉pH值呈现先升后降趋势,总体维持在6.0~7.0的弱酸性范围内,表明不同稀释倍数红酸汤与鱼肉和水形成的混合体系中,H+浓度相对稳定,而高稀释倍数时pH值下降可能与环境体系稳定性被破坏导致束缚H+释放有关。值得注意的是,稀释2 倍时,pH值波动幅度较大,可能与酸汤中酸性组分的稀释行为有关。

图1 红酸汤稀释倍数对鲟鱼肉感官评分与pH值的影响
Fig. 1 Effect of dilution factor of red sour soup on the sensory score and pH of sturgeon meat

小写字母不同表示组间差异显著(P<0.05)。图2、3同。

由表4可知,红酸汤稀释倍数对鲟鱼肉蒸煮损失率无显著影响(P>0.05),对水分活度也几乎无影响。稀释1 倍时,腌制损失率达5.00%,显著高于其他组,且水分含量显著低于其他组(P<0.05)。这可能是因为高浓度酸汤中有机酸和矿物质含量较高,导致腌制过程中肉内外形成较大渗透压差,促使以水分为主的物质外渗。综上,红酸汤稀释2 倍时,鱼肉感官评分最高,能够兼顾风味表现与营养成分保留,因此选定该稀释倍数作为后续响应面优化试验的中心点水平。

表4 红酸汤稀释倍数对鲟鱼肉腌制损失率、煮制损失率、水分活度及水分含量的影响
Table 4 Effect of dilution factor of red sour soup on the marination loss rate, cooking loss rate, water activity and moisture content of sturgeon meat

注:同列小写字母不同表示差异显著(P<0.05)。表5、6同。

损失率/%水分活度水分质量分数/%15.00±0.51a20.06±1.36a0.950±0.003b63.86±0.07d 23.49±0.60b20.81±2.03a0.953±0.003ab66.27±0.29bc 32.60±0.41c22.32±1.36a0.955±0.001ab67.33±0.41a 42.03±0.26c20.39±1.19a0.957±0.006a67.11±0.69ab 52.21±0.34c21.69±1.80a0.955±0.003ab66.12±0.62c红酸汤稀释倍数腌制损失率/%蒸煮

2.2.2 腌制时间对鲟鱼肉品质指标的影响

如图2所示,腌制时间为0 min时,鲟鱼肉感官评分显著低于其他组(P<0.05)。随着酸汤腌制时间的延长,感官评分呈先升后降趋势,初期酸汤赋予鲟鱼肉独特风味,感官评分不断提升;但腌制时间过长则会导致酸味过重,同时鱼肉色泽和组织结构受损,致使感官评分下降。鱼肉pH值随腌制时间延长总体呈下降趋势,主要归因于酸汤的酸性环境。

图2 腌制时间对鲟鱼肉感官评分与pH值的影响
Fig. 2 Effect of marination time on the sensory score and pH of sturgeon meat

由表5可知,除腌制0 min外,各组红酸汤腌制鲟鱼肉蒸煮损失率无显著差异(P>0.05),水分含量和水分活度也相对稳定,腌制损失率呈现先增加后减小的趋势,在腌制60 min时,腌制损失率较大,为(2.79±0.72)%,但与腌制30 min和90 min鲟鱼肉无显著差异(P>0.05)。综上所述,腌制60 min鲟鱼肉感官评分最高,且理化指标稳定,因此选定60 min作为后续响应面优化的腌制时间中心点水平。

表5 腌制时间对鲟鱼肉腌制损失率、煮制损失率、水分活度及水分含量的影响
Table 5 Effect of marination time on the marination loss rate, cooking loss rate, water activity and moisture content of sturgeon meat

腌制时间/min 损失率/%水分活度水分质量分数/%00.00±0.00c22.60±1.06a0.930±0.007d62.72±0.45c 302.08±0.20ab20.47±0.63ab0.937±0.002bc66.68±0.41a 602.79±0.72a18.64±1.88b0.945±0.003ab64.80±0.62b 902.06±0.89ab22.23±1.99b0.946±0.001a65.87±0.85ab 1201.73±0.25b20.11±1.22ab0.948±0.005a65.18±0.71b腌制损失率/%蒸煮

2.2.3 超声功率对鲟鱼肉品质指标的影响

如图3所示,超声处理后的鲟鱼肉感官评分均显著高于未经超声(超声功率0 W)处理(P<0.05),随着超声功率的提高,鲟鱼肉感官评分呈现先上升后下降的趋势,这可能是由于在一定的腌制时间内,适当功率的超声处理能有效改善腌制效果,而过高功率的超声处理可能影响鲟鱼肉的组织状态,从而导致其感官评分下降。在超声功率200 W时,感官评分最高。在不同超声功率处理条件下,鱼肉pH值均维持在6.4左右,这可能是由于在固定酸汤稀释倍数(2 倍)和腌制时间(60 min)的条件下,超声处理主要通过物理空化作用促进溶质扩散,而不会显著改变体系的酸碱平衡。这表明超声功率的变化并未影响酸汤缓冲体系的稳定性,其pH值维持在相对恒定的水平。

图3 超声功率对鲟鱼肉感官评分与pH值的影响
Fig. 3 Effect of ultrasound power on the sensory score and pH of sturgeon meat

由表6可知,不同超声功率对鲟鱼肉的水分活度无显著影响(P>0.05),而未超声处理组水分含量、腌制损失率和蒸煮损失率均显著低于其他超声处理组(P<0.05),这可能是由于超声通过空化效应促进酸汤和鲟鱼肉组织间物质交换时,鱼肉组织中一些水溶性物质随之流失,但损失程度较小。综上所述,超声功率200 W时,鲟鱼肉感官评分最高,其他理化指标相对稳定,均在可接受范围内,故选定200 W作为后续响应面优化的超声功率中心点水平。

表6 超声功率对鲟鱼肉腌制损失率、煮制损失率、水分活度及水分含量的影响
Table 6 Effect of ultrasound power on the marinade loss rate, cooking loss rate, water activity and moisture content of sturgeon meat

超声功率/W腌制损失率/%蒸煮损失率/%水分活度水分质量分数/%02.80±0.47b22.20±0.47d0.943±0.006a58.02±0.40c 1004.12±0.78a24.89±0.22ab0.946±0.001a60.85±0.31b 2004.04±0.39a23.53±0.85c0.952±0.006a63.23±0.27a 3002.94±0.04b25.60±0.61a0.949±0.003a60.31±1.15b 4004.53±0.54a24.19±0.31bc0.947±0.003a62.09±0.09a

2.3 响应面优化试验结果分析

2.3.1 响应面回归方程的建立与分析

基于单因素试验结果,选取响应较为敏感的感官评分作为响应值进行响应面优化试验,因素水平与试验结果如表7、8所示。采用Design-Expert 12软件对试验结果进行分析,感官评分(Y)与红酸汤稀释倍数(A)、腌制时间(B)、超声功率(C)之间的多元回归拟合方程为Y=68.61-1.90A+1.13B-0.111 3C+0.03AB+0.305AB-0.082 5BC-2.63A2-1.19B2-1.83C2

表7 Box-Behnken试验设计因素与水平
Table 7 Code and level of independent variables used for Box-Behnken design

因素-101 A红酸汤稀释倍数123 B腌制时间/min306090 C超声功率/W100200300

表8 响应面优化试验结果
Table 8 Experimental design and results for response surface analysis

试验号A红酸汤稀释倍数B腌制时间/min C超声功率/W感官评分1 3020065.63 2 3 3020062.13 1 3 9020067.38 4 3 9020064.00 1 5 6010066.56 6 3 6010061.78 1 7 6030065.89 8 3 6030062.33 1 3010064.33 1029010067.22 1123030064.11 1229030066.67 1326020068.25 1426020069.21 1526020068.04 1626020068.47 1726020069.06 9 2

如表9所示,模型F=41.24、P<0.000 1,表示模型极显著。失拟项F=0.949 2、P=0.496 9>0.05表明回归方程拟合度较好,模型合理。由F值可知,3 个因素对鲟鱼肉感官评分的影响程度依次为红酸汤稀释倍数(A)>腌制时间(B)>超声功率(C);由P值可知,超声功率对鲟鱼肉感官评分影响不显著,而红酸汤稀释倍数和腌制时间对鲟鱼肉感官评分影响均为极显著。由表10可知,模型验证参数R2=0.981 5,调整R2=0.957 7,表明该模型与实际情况拟合较好;变异系数为0.763 5%,小于10%,表明方程具有良好的重现性。信噪比为17.835 9,远大于4,表明模型可信度较高[27]。因此,可采用该模型预测自变量对感官评分的影响。

表9 响应面模型方差分析
Table 9 Analysis of variance of response surface model

项目平方和自由度均方F值P值模型94.09910.4541.24<0.000 1 A28.96128.96114.23<0.000 1 B10.28110.2840.570.000 4 C0.09910.0990.390 60.551 8 AB0.003 610.003 60.014 20.908 5 AC0.372 110.372 11.470.265 0 BC0.027 210.027 20.107 40.752 7 A229.16129.16115.05<0.000 1 B25.9615.9623.490.001 9 C214.17114.1755.890.000 1残差1.7770.253 5失拟项0.737 930.246 00.949 20.496 9纯误差1.0440.259 1总方差95.8616

表10 模型验证参数综合分析
Table 10 Comprehensive analysis of model validation parameters

响应值标准偏差均值变异系数/%R2调整R2预测R2信噪比感官评分0.503 565.940.763 50.981 50.957 70.859 917.835 9

2.3.2 响应面与等高线图分析

响应曲面的陡峭程度能在一定程度上反映响应值随自变量的变化趋势,曲面坡度越陡峭,表明该参数变化对响应值的影响越大;等高线图中交互作用强度与中心点(红色区域)的距离呈反比,即距离越近交互作用越大,反之越小。由图4可知,红酸汤稀释倍数(A)与腌制时间(B)交互作用对鲟鱼肉感官评分影响较大的区域为红酸汤稀释倍数1.5~2和腌制时间60~80 min之间。其中,红酸汤稀释倍数对应的响应曲面坡度更陡,表明红酸汤稀释倍数对感官评分的影响更大,其他2 组交互作用与此类似,这与方差分析结果一致。

图4 红酸汤稀释倍数、腌制时间与超声功率交互作用对鲟鱼肉感官评分影响的响应面图和等高线图
Fig. 4 Response surface and contour plots showing the interactive effects of dilution factor of red sour soup, marination time and ultrasonic power on the sensory score of sturgeon meat

2.3.3 最佳工艺条件的预测及验证

采用Design-Expert 12软件对模型回归方程进行计算,得到最佳工艺参数:红酸汤稀释倍数1.605、腌制时间75.194 min、超声功率189.521 W,感官评分为69.219。考虑到实际可操作性,将各参数修正为:红酸汤稀释倍数1.5、腌制时间75 min、超声功率189 W。在此最佳工艺条件下,对鲟鱼肉进行3 次平行实验,感官评分实测值为69.25±0.87,与模型预测值的相对误差仅为0.04%,实测值与预测值吻合度较高,证实了响应面优化结果的可靠性。

2.4 超声辅助红酸汤腌制鲟鱼肉品质分析

在最佳工艺条件下,对超声辅助酸汤腌制和未经超声辅助腌制鲟鱼肉的色泽、总蛋白含量、粗脂肪含量、质构特性进行对比分析,如表11所示。红酸汤腌制后鲟鱼肉L*显著升高、a*显著降低(P<0.05),这与低pH值条件下肌原纤维蛋白变性增强光散射效应有关[28]。煮制后,a*b*均明显增加,这可能与煮制过程中鱼肉组织间隙收缩使得渗入其间的酸汤色素更加集中有关,这种色泽改善能够有效增强视觉吸引力,进而刺激食欲,提高消费者购买欲望[29]

表11 超声辅助红酸汤腌制对鲟鱼肉理化指标的影响
Table 11 Effect of ultrasound-assisted marination with red sour soup on the physicochemical indicators of sturgeon meat

注:同行小写字母不同表示组间差异显著(P<0.05)。

项目未经超声辅助腌制组超声辅助红酸汤腌制组腌制后L*52.54±0.67b70.60±0.50a a*0.50±0.14a-1.05±0.55b b*4.03±0.04a4.08±1.03a L*85.84±0.92a80.34±0.65b a*1.06±0.03b3.91±0.58a b*10.17±0.10b15.03±0.49a总蛋白质量分数/%23.22±0.42b24.56±0.89a粗脂肪质量分数/%5.52±0.78b6.24±0.15a硬度/N6.81±0.30b10.36±1.20a咀嚼性/mJ11.00±0.46b17.00±0.26a弹性/mm4.62±0.37a4.69±0.20a弹性指数0.62±0.05a0.63±0.03a黏力/N0.05±0.02a0.05±0.02a内聚性0.35±0.03a0.35±0.02a煮制后

超声辅助红酸汤腌制后总蛋白和粗脂肪含量显著增加(P<0.05),腌制过程中鱼肉组织间隙水分流失导致蛋白和脂肪相对富集。此外,超声辅助红酸汤腌制后鲟鱼肉硬度和咀嚼性均显著增加(P<0.05),这可能与腌制过程中水分流失及肌肉组织纤维收缩、结构重构等因素密切相关[30]。低浓度酸环境有助于增强鱼肉硬度、胶质感和咀嚼性,而高浓度酸环境则可能会促进蛋白质过度溶解与变性,不利于质地的改善[31]。对于鱼肉制品而言,适度提升硬度和咀嚼性可改善其适口性与加工特性[32-33]。值得注意的是,超声辅助红酸汤腌制与未经超声辅助腌制鲟鱼肉在弹性、内聚性和黏力指标上无显著差异(P>0.05)。这表明超声辅助红酸汤腌制在显著提升鲟鱼肉硬度和咀嚼性等关键质构特性指标的同时,对弹性、内聚性、黏力等指标的影响较小,能够在增强鱼肉加工品质的同时保持其整体质构稳定性,体现出其在鱼肉制品开发应用中的潜在优势。

电子舌的8 个传感器分别对酸味、苦味、涩味、苦味回味、涩味回味、鲜味、丰富度、咸味敏感[34]。由图5可知,超声辅助红酸汤腌制组在丰富度、鲜味、酸味(该响应值以绝对值表示,氢离子越多,负值越大,表示酸味越强)等方面有较大的响应值,未经超声辅助腌制组在苦味回味和涩味回味方面响应值更大。这表明超声辅助红酸汤腌制对鲟鱼肉酸味、鲜味和丰富度影响较为明显,其中酸汤中的营养物质及酸性环境起着重要作用。

图5 鲟鱼肉电子舌响应值雷达图
Fig. 5 Radar plot of electronic tongue sensor response for sturgeon meat

3 结 论

红酸汤富含有机酸、VC和多酚类物质,具有良好的抗氧化能力,可作为酸性复合腌制液应用于鲟鱼肉腌制。经响应面优化试验得出,超声辅助红酸汤腌制鲟鱼肉的最佳工艺条件为:红酸汤稀释倍数1.5、腌制时间75 min、超声功率189 W。在此条件下,鲟鱼肉感官评分为69.25±0.87,其色泽、质构、滋味均得到改善,该工艺可为红酸汤和鲟鱼肉产品的加工和研究提供参考和数据支持。

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