《食品科学》：武汉轻工大学廖鄂博士等：高强度超声辅助浸提时间对黄鳝骨汤品质的影响

黄鳝（Monopterus albus），俗称鳝鱼，是我国主要名优淡水鱼养殖品种之一。目前，黄鳝加工产品以速冻鳝片、鳝段、鳝丝等为主，加工后剩余的鱼头、鱼尾、鱼骨等副产品常被作为废弃物而丢弃，大约占总质量的30%～40%，带来资源浪费、环境污染等新的问题。

目前，骨汤加工是动物骨骼副产物高值化利用的重要途径。传统的骨汤加工往往采用常压熬煮或高压熬煮两种方式。近年来，部分学者利用高强度超声波（≥10 W/cm²）的空化效应、热效应、机械效应等促进营养成分溶出的作用，在传统骨汤加工过程中进行了辅助应用。研究表明，高强度超声辅助浸提在提高骨汤熬煮提取效率、提升营养及风味品质等方面具有较好的应用潜力。

武汉轻工大学食品科学与工程学院的廖鄂、李涵、刘娜*等人以黄鳝加工副产物——黄鳝骨为研究对象，考察常压熬煮后黄鳝骨汤在不同高强度超声辅助浸提时间条件下（0、1、2、3、4、5、6 min）的色度、微观分布、Zeta电位和粒径、水溶性蛋白质、可溶性固形物、矿物质（Mg、K、Ca、Na）、电子舌、挥发性风味物质等指标的变化规律，探究高强度超声处理时间对黄鳝骨汤品质的影响，旨在为黄鳝骨汤的高效提取加工提供科学依据，为黄鳝加工副产物的高值化利用提供新的思路。

1 超声时间对黄鳝骨汤色度和外观的影响

如表2所示，随着超声时间的延长，L*、a*值呈现显著的先上升后下降趋势（P＜0.05），b*值呈现显著上升趋势（P＜0.05）。当超声时间为4 min时，L*、a*值分别达到极值（44.67和6.13）；b*值在超声6 min时达到极值（12.8）。超声时间不超过4 min时L*值增加可能是超声处理产生的空化效应将脂肪组织分解成更细小的颗粒，促进脂肪的乳化；当脂肪充分溶解于汤中后，会加强汤体中光线的散射特性，这使得黄鳝骨汤呈现出更加明亮、更加乳白的外观（图1a）。而当超声时间超过4 min，可能导致脂肪颗粒碰撞概率增加而破乳，使得L*值降低。a*值的增加可能是过长超声时间产生的热效应促进了骨汤中美拉德反应的进行，进一步加剧了汤的色泽变化，使其呈现轻微的红色调。

微观形貌表明（图1b），超声处理技术能够有效提升鱼骨汤中纳米颗粒的分布均匀性，同时观察到这些纳米颗粒多数呈现球形。超声处理时间介于0～4 min时，随着处理时间的延长，鱼骨汤中的纳米颗粒分布也变得更加均匀和密集，可能是超声处理过程中的空化效应减弱了颗粒的分子间疏水作用力，进而减轻蛋白质和脂质等营养成分的聚集程度，有助于减小颗粒的尺寸。当超声处理时间超过4 min时，颗粒的尺寸会有所增加，且颗粒形态变得不规则和不均匀，这可能是由于超声波的热效应以及过度的超声处理会促使纳米颗粒重新聚集，进而导致系统结构的再次混乱，从而使得颗粒尺寸增大。

2 超声时间对黄鳝骨汤ζ-电位的影响

ζ-电位可以反映溶液中粒子的表面带电性质，ζ-电位绝对值越大，意味着蛋白质分子间的排斥作用越强，越不容易发生聚集，其在溶液分散稳定性越好。如图2所示，骨汤ζ-电位的绝对值随着超声时间延长而呈先上升后下降趋势（P＜0.05）。当超声时间为4 min时，骨汤ζ-电位的绝对值达到极值（9.28），这可能是由于超声处理使蛋白质的球状致密结构遭到破坏，暴露蛋白质内部极性基团，表面负电荷增多，使蛋白质分子间的排斥作用增强，从而增强了溶液稳定性。宿华林等研究发现超声处理的金鲳鱼蛋白-茶皂苷复合乳液ζ-电位绝对值增加是由于超声处理能使蛋白质聚合物降解，暴露内部极性基团，有助于蛋白质分子表面电荷的增加。但当超声时间超过4 min时，ζ-电位绝对值逐渐降低至7.39，这可能是由于超声波的空化效应促使蛋白质分子重新聚集，导致蛋白质表面的有效电荷数量减少，从而降低了静电斥力。

3 超声时间对黄鳝骨汤平均粒径的影响

粒径能反映蛋白质聚集体的大小，是衡量溶液稳定性的重要指标。如图3所示，随着超声时间延长，骨汤粒径大小呈现先降低后升高趋势（P＜0.05）。超声时间为4 min时，骨汤粒径下降到97 µm，较超声处理前降低55.02%。Han Menglin等采用不同超声时间处理比目鱼骨汤发现，超声波处理产生的空化效应能使颗粒之间碰撞产生激波和溶液中空化泡的崩溃，导致鱼骨汤颗粒尺寸减小，与本实验结果一致。当超声时间超过4 min时，骨汤粒径又逐渐增大，在6 min时达到119 µm，这可能是由于长时间的超声处理容易产生过热或过剪切，促进骨汤中的美拉德反应和脂质氧化，导致蛋白质等营养物质重新聚集，颗粒尺寸变大。

4 超声时间对黄鳝骨汤可溶性固形物含量的影响

可溶性固形物质可以反映骨汤中营养物质的水平，尤其是风味物质的溶解程度。如图4所示，在超声时间0～4 min内，随着超声时间的延长，黄鳝骨汤可溶性固形物的质量浓度显著升高（P＜0.05），这可能是由于超声波的空化效应产生的冲击和剪切力破坏了骨汤中的大分子营养物质，使营养物质的溶解性提高，且超声时间越长，空化效应产生的作用越强，因此骨汤固形物的含量随着超声时间的延长而逐渐增多。当超声时间超过4 min时，可溶性固形物质量浓度水平则基本保持稳定（0.30～0.31 g/100 mL）（P＞0.05），说明超声时间超过4 min后对黄鳝骨汤可溶性固形物几乎没有促进溶出效果。

5 超声时间对黄鳝骨汤水溶性蛋白含量的影响

如图5所示，水溶性蛋白质量浓度随着超声时间的延长呈先升高后降低的趋势（ P ＜0.05）；超声时间在5 min时，水溶性蛋白含量达到极值（1.06 mg/mL），较处理前提升45.20%，这可能是由于超声波的空化作用和细胞破坏能力随着超声处理时间的延长而逐步增强，促进了鱼骨中蛋白质的释放，进而提升了鱼骨汤中可溶性蛋白质的含量 ；但当超声时间延长至6 min时，水溶性蛋白含量又显著下降（0.92 mg/mL），可能是由于超声时间过长导致蛋白质降解或聚集，影响蛋白质在骨汤中的溶解 。

6 超声时间对黄鳝骨汤矿物质含量的影响

矿物质是骨汤中重要的营养物质，其中Mg、Ca、K、Na是骨汤中主要的矿物质，也是人体生长发育的必需元素。如图6所示，超声处理4 min时，4种矿物质质量浓度均显著增加（P＜0.05），其中，K、Na质量浓度较超声前分别增加了37.18%和28.75%。孟倩采用超声波辅助熬煮牛骨的研究中也显著提升了Na含量（增加约70%）。Mg、Ca在该过程中仅较初始值增加10.20%和5.82%；这可能是由于Mg、Ca在鱼骨中与羟基磷灰石紧密结合，本研究超声浸提强度和时间条件不能很好地促进Mg、Ca的释放。

7 不同超声时间处理黄鳝骨汤的电子舌分析

电子舌能够模仿人类味觉系统，定性识别和量化食品的滋味。由图7可知，骨汤酸味响应值为负值，表明其整体无酸味；同时，在各超声时间条件下，骨汤酸味、咸味、鲜味响应值均无显著差异。结合表3滋味响应值数据可知，苦味、苦味回味响应值随超声时间延长呈先上升后下降趋势，均在超声处理1 min时达到极值，分别为8.56、1.53；超声处理时间超过1 min时响应值的下降可能是由于长时间超声波促进了美拉德反应的进程，相关产物具有掩盖苦味的作用。而当超声时间≥3 min时，各处理组的苦味及苦味回味响应值均显著降低。

8 不同超声处理时间黄鳝骨汤的GC-IMS分析

如表4所示，在6 组骨汤样品中共检测出33种挥发性风味物质。如图8所示，骨汤中各种挥发性风味物质包括烷烃类物质3种，分别为双戊烯、十一烷、对异丙基甲苯，该类物质主要是由脂肪酸烷基自由基均裂产生，具有较高的阈值，对风味的影响较小。酯类物质8种，分别为丙位辛内酯、γ-戊内酯、巴豆酸乙酯、庚酸甲酯、丁酸丁酯、戊酸戊酯、苯甲酸乙酯、(Z)-丙酸-3-己烯酯，这些物质通常展现果香，有助于改善食品的整体风味。超声处理可明显提高庚酸甲酯、丁酸丁酯等酯类的信号峰强度，这可能是由于超声促进了黄鳝骨汤中醇与羧酸的酯化反应。酮类物质7种，分别为左旋香芹酮、4-羟基-2,5-二甲基-3(2H)呋喃酮、苯乙酮、4,5-二甲基-1,3-二氧杂环戊烯-2-酮、2-己酮、2-戊酮、1-戊烯-3-酮。酮类物质主要通过美拉德反应或脂类氧化生成，具有较高的阈值，对风味贡献较小，但能与其他成分协同作用提升油脂的风味。随着超声时间的延长（＞4 min），黄鳝骨汤中左旋香芹酮、2-己酮、2-戊酮的含量逐渐增加，这可能是由于超声波的空化效应加速蛋白质和脂质氧化，促进了酮类物质的产生。醛类物质4种，分别为正辛醛、β-环柠檬醛、己醛、反式-2-壬烯醛。醛类主要来源于脂肪的氧化，是骨汤油脂香味的来源。随着超声处理时间的延长，β-环柠檬醛、正辛醛含量明显提升，增强了骨汤中的油脂香和果香，这可能是由于超声波的空化效应和热效应促进了美拉德反应和Strecker降解，导致醛类物质浓度增加。此外，当超声时间超过5 min时，富有刺激性气味的己醛信号峰强度明显减弱，Zhou Changyu等研究也发现超声处理可明显降低金华火腿中己醛含量。醇类物质3种，分别为环辛醇、正己醇、顺式-6-壬烯醇。醇类具有果香和酒香，可以和有机酸发生酯化反应。随着超声时间的延长，3种醇类化合物浓度均增加，增强了骨汤的醇类香气。Zou Yunhe等对牛肉的研究也发现经过超声处理后导致脂质降解，提升了醇类化合物（1-戊醇、1-己醇和1-辛-3-醇）含量。酸类物质只检测到丁酸，是一种短链脂肪酸，呈刺激性气味，主要是来源于脂类的氧化，阈值较低，对风味贡献较大。当超声时间不超过5 min时，随着时间的延长，丁酸的信号峰强度有所增强；但当超声时间达到6 min时，丁酸含量又有所下降，这可能是由于长时间超声处理促进了丁酸酯化反应的发生。其他物质7种，分别为香菇素、N-亚硝基吗啉、2-甲氧基-3-仲丁基吡嗪、四氢呋喃、2-乙基-5-甲基吡嗪、4-叔丁基苯酚、百里香酚。吡嗪类物质主要通过碳水化合物的热降解、氨基酸与还原糖之间的美拉德反应以及脂质氧化产生，具有低气味阈值，对感官风味贡献显著，可产生肉类、焙烤、坚果味等特征风味。2-甲氧基-3-仲丁基吡嗪和2-乙基-5-甲基吡嗪含量随着超声时间的延长呈先上升后下降趋势，在超声时间4 min时信号峰强度达到极值。当超声时间不超过4 min含量的增加可能是超声促进热降解和美拉德反应进程，促进吡嗪类物质释放的结果；但超声时间过长（＞4 min）可能会导致蛋白质水解物聚集，影响吡嗪类物质的生成。呋喃类物质具有果香和甜香风味，对肉制品风味的形成有重要意义。随着超声时间的延长，四氢呋喃的信号峰强度增加，骨汤整体风味增强。

9 不同超声处理时间黄鳝骨汤的感官分析

如表5所示，当超声时间不超过4 min时，骨汤的外观、口感评分随着超声时间的延长而增加；超声时间超过4 min时，外观、口感评分结果无显著变化（P＞0.05），此时骨汤的色泽乳白、颜色均匀且口感细腻。同时，骨汤的滋味、气味评分随着超声时间的延长呈逐渐增加趋势，在0～4 min时变化速率较快；随着超声时间继续延长（＞4 min），滋味、气味评分增加幅度有所减缓，这一变化趋势与上述电子舌和GC-IMS分析结果大致吻合。此外，综合评分结果呈现先上升后下降趋势（P＜0.05），在超声4 min时达到极值（7.50），可初步判断4 min高强度超声处理有利于提升黄鳝骨汤的感官品质。

结 论

本研究探索了不同高强度超声辅助浸提时间对常压熬煮后黄鳝骨汤品质的影响，发现超声处理4 min时，骨汤色泽乳白，ζ-电位的绝对值达到极大值（9.28），平均粒径达到极小值（97 µm），表明适当高强度超声处理能有效提升黄鳝骨汤的稳定性。可溶性固形物和Mg、K、Ca、Na等矿物质含量经4 min高强度超声处理后均显著增加（P＜0.05），其中4种矿物质含量分别较处理前增加10.20%、37.18%、5.82%、28.75%，表明超声处理可有效促进黄鳝骨汤蛋白质、矿物质等营养物质释放，提高营养价值。电子舌分析结果表明，超声处理1 min时，骨汤苦味、苦味回味响应值分别达到极值（8.56和1.53），而当超声时间≥3 min时，各处理组的苦味及苦味回味响应值均降低，有效抑制了不良滋味。GC-IMS分析显示，随着超声处理时间的延长，庚酸甲酯、丁酸丁酯、β-环柠檬醛、正辛醛、2-甲氧基-3-仲丁基吡嗪、2-乙基-5-甲基吡嗪含量明显提升，增强了骨汤中的果香、油脂香、肉香、坚果香；当超声时间超过5 min时，富有刺激性气味的己醛、丁酸等含量降低，表明超声处理能有效提升黄鳝骨汤整体风味品质。感官分析结果表明，4 min超声处理可有效提升骨汤外观、滋味、气味、口感及综合品质。本研究初步探明了高强度超声辅助浸提时间对黄鳝骨汤营养及风味品质的影响规律，可为黄鳝骨汤高效、高品质加工技术的开发提供理论支撑。

作者简介

通信作者：

刘娜，武汉轻工大学食品科学与工程学院。主要研究方向为水产品加工及副产物高值化利用、水产品贮藏保鲜技术开发。

第一作者：

廖鄂，武汉轻工大学食品科学与工程学院讲师、博士，湖北仙桃黄鳝加工乡村振兴科技创新示范基地、湖北省科技特派员工作站（张沟镇）骨干成员，国家富硒农产品加工技术研发专业中心、国家小龙虾加工技术研发分中心（潜江）、武汉轻工大学畜禽水产制品加工与质量控制研究科技创新团队成员，湖北省优秀科技特派员。主要从事水产品加工及副产物高值化利用、水产品贮藏保鲜技术开发等方面的研究工作。主持/参与“十三五”国家重点研发计划项目子课题、国家自然科学基金项目、湖北省重点研发计划项目、湖北省乡村振兴科技支撑项目近10 项；以第一作者或通信作者发表SCI论文10余篇；参编学术专著/教材3 部；长期担任《Food Chemistry: X》《Food Additives & Contaminants》《International Journal of Food Science & Technology》等期刊审稿人。

本文《高强度超声辅助浸提时间对黄鳝骨汤品质的影响》来源于《食品科学》2025年46卷第7期239-247页，作者：廖鄂，刘娜，李涵，张莹，杨倩，陈季旺。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20241010-048。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。

实习编辑：陈丽先 ；责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网。

为深入探讨未来食品在大食物观框架下的创新发展机遇与挑战，促进产学研用各界的交流合作，由北京食品科学研究院、中国肉类食品综合研究中心、国家市场监督管理总局技术创新中心（动物替代蛋白）及中国食品杂志社《食品科学》杂志、《Food Science and Human Wellness》杂志、《Journal of Future Foods》杂志主办，西华大学食品与生物工程学院、四川旅游学院烹饪与食品科学工程学院、四川轻化工大学食品与酿酒工程学院、成都大学食品与生物工程学院、成都医学院检验医学院、四川省农业科学院农产品加工研究所（四川省农业科学院食物与营养健康研究所）、中国农业科学院都市农业研究所、四川大学农产品加工研究院、西昌学院农业科学学院、宿州学院生物与食品工程学院、大连民族大学生命科学学院、北京联合大学保健食品功能检测中心共同主办的“第二届大食物观·未来食品科技创新国际研讨会”即将于2025年5月24-25日在中国 四川 成都召开。

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