《Trends in Food Science & Technology》:Indigenous non-
Saccharomyces yeasts for winemaking: Advances in sensory enhancement and hazard mitigation
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本文系统综述了鲟鱼子膜和卵黄质中脂类、蛋白质、糖类及盐对子酱品质演变的机制,提出整合多组学分析、成像技术和人工智能模型以建立品质预测与调控体系,为提升加工技术和数字化监管提供理论依据。
张伟佳|沈静琪|赵媛辉|王金林|徐鹏|李健|徐新星
中国海洋大学食品科学与工程学院,266003,青岛,中国
摘要
背景
由于独特的品质特性和营养价值,鲟鱼鱼子酱已成为一种高端水产品。在鲟鱼鱼子转化为鱼子酱的过程中,鱼子膜和卵浆内部的代谢活动会影响其品质的变化。
范围与方法
本综述系统总结了鲟鱼鱼子膜和卵浆中关键成分的组成、结构及生化反应对鱼子酱品质演变的影响机制,包括脂质、蛋白质、糖缀合物和盐类。针对这些关键成分,提出了针对性的预测和调控策略,以提高鱼子酱的品质。
主要发现与结论
鲟鱼鱼子膜和卵浆的主要成分对鱼子酱的品质变化有显著影响。脂质是鱼子膜的结构基础,其氧化及其产物会影响鱼子酱的坚果风味和油脂特性的动态平衡。蛋白质参与鱼子膜骨架的形成和质地的发展,同时通过氧化和降解机制影响风味和稳定性。糖蛋白和糖脂网络调控膜的微环境、粘弹性和抗氧化能力,这些对于保持品质至关重要。盐作为主要的外部调节因素,通过影响渗透压、膜通透性和水-脂质转运途径,在品质演变过程中起关键作用。结合多组学分析、先进的成像技术和人工智能建模,有望建立一个可预测和可管理的框架,以指导高质量鱼子酱的加工技术和数字化监控。
引言
鲟鱼鱼子酱是一种高端海产品,通过切开7-10年成熟的雌性鲟鱼的腹部提取鱼子,然后进行腌制制成(Zhang, Jiang等人,2024)。在许多国家,“鱼子酱”这一名称专指来自鲟鱼的鱼子酱(Zhang等人,2025a)。鱼子酱的生产采用了先进的加工技术。鱼子经过搓洗后,用特定比例的盐进行腌制,再经过真空罐装和保存处理,最终制成鱼子酱。由于其独特的风味、颜色、质地和营养价值,鱼子酱在全球范围内广受欢迎(Zhang等人,2025b)。鲟鱼鱼子富含多不饱和脂肪酸(PUFA)、高质量蛋白质以及维生素和矿物质(Farag等人,2021)。外部因素,如加工和储存条件,会引发营养物质之间的复杂生化反应,显著影响鱼子酱独特品质特性的形成和降解。磷脂(PLs)作为风味化合物的前体,经过氧化会产生特有的油脂香气和奶油口感。鱼子膜蛋白质的氧化降解会降低鱼子酱的柔韧性和体积。糖蛋白和糖脂参与鱼子膜骨架的构建,主要促进信号传导、结构完整性和免疫反应。此外,盐的腌制会影响鱼子酱内外的渗透压,进而改变膜的通透性和卵浆的流动性(Liu等人,2024;Zhang等人,2025b)。这些基本成分在鱼子转化为鱼子酱的过程中起着关键作用。
研究鲟鱼鱼子和膜的结构与组成对于提升鱼子酱品质和实施精确的质量控制至关重要(Debus等人,2002,2008)。鲟鱼鱼子多为球形或略带长条形,其卵浆被多层包膜结构包裹(Gussoni等人,2007)。该结构包括外膜(鞘细胞、基底层和卵泡上皮)、五层卵细胞包膜(粘附层、肺泡层、外层和放射层)以及一层卵细胞基质和皮质颗粒(Siddique等人,2014)。膜上的孵化酶通过水解某些卵细胞膜蛋白生成水溶性高分子量糖蛋白(Yamagami等人,1992)。膜脂质作为新生细胞膜的结构成分和前列腺素及类固醇激素的前体,为代谢活动提供能量(Johnson,2009)。鲟鱼鱼子是高质量蛋白质的重要来源,其中天冬氨酸(Asp)和谷氨酸(Glu)为主要氨基酸(Al-Holy & Rasco,2006)。鱼子酱脂质主要由三酰甘油(TAG)、磷脂(PLs)和胆固醇组成。富含二十二碳六烯酸(22:6n-3, DHA)和二十碳五烯酸(20:5n-3, EPA)的磷脂具有极高的营养价值(Farag等人,2021)。膜外的糖脂链和嵌入的糖蛋白参与生物功能,如能量代谢和细胞防御(Topuz等人,2017)。鲟鱼鱼子的膜结构和组成与卵浆共同影响鱼子酱的品质演变。
腌制是鱼子酱的传统加工方法,通过降低水分活度抑制微生物生长,同时调节水-脂质迁移和蛋白质构象,从而形成特定的质地和风味。盐浓度还影响产品的合规性、储存稳定性和消费者偏好,是生产过程中的核心控制参数(Lopez等人,2021)。然而,仅靠盐通常不足以长期保持鱼子酱的高品质。一些企业可能采用巴氏杀菌、静电现场处理或添加防腐剂等额外加工技术(Zhang等人,2025a)。外部物理化学环境的变化会首先影响鱼子酱膜,引发涉及脂质和蛋白质等关键膜成分的复杂生化反应(Bekhit等人,2009)。随后,由于储存过程中微生物引起的脂质和蛋白质氧化和降解,鱼子酱的品质会下降,导致异味和质地恶化(Emborg等人,2005)。对鱼子酱品质的监控、提升和调控应超越传统的物理和化学方法。通过整合人工智能、大数据分析和计算建模等技术,可以系统地阐明鱼子酱化学成分的复杂性,从而预测其物理化学性质、风味、质地和功能特性(Meshcheryakov等人,2023;Sicuro,2019)。目前关于鱼子酱膜和卵浆成分及其品质变化和调控关系的文献和研究非常有限,这限制了行业从基础和创新角度提升鱼子酱品质的能力。
为了解决上述问题,本综述系统总结了鲟鱼鱼子膜和卵浆的组成、结构及生化反应对鱼子酱品质演变的影响机制,重点关注四个方面:脂质、蛋白质、糖类、糖缀合物和盐类。同时,还全面总结了未来预测和调控鱼子酱品质的新方法和趋势。这项工作为鱼子酱品质的提升提供了重要见解,并开辟了新的预测和调控途径。
章节片段
脂质对鲟鱼鱼子酱品质的影响
鲟鱼鱼子酱中的脂质占比约为19.4%,主要包括三酰甘油(TAG)、磷脂(PLs)和胆固醇(Wirth等人,2000)。脂质作为鱼子膜的结构框架,影响其流动性、通透性和破裂强度,同时赋予鱼子酱卵浆油脂质地和独特的坚果风味。脂质的分类和结构特征以及鱼子中的脂肪酸组成都起着重要作用
蛋白质对鲟鱼鱼子酱品质的影响
除了脂质外,蛋白质也是最重要的营养成分之一。蛋白质总是被无序的脂质包围,形成环状结构。Al-Holy和Rasco(2006)分析了鲟鱼鱼子酱中的蛋白质组成,发现鱼子产品的蛋白质特性是预测潜在生化反应或微生物稳定性的重要指标。鲟鱼鱼子是高质量蛋白质的重要来源
糖类和糖缀合物对鲟鱼鱼子酱品质的影响
鲟鱼鱼子酱中的总糖含量较低,主要以结合形式存在。大部分糖类存在于糖蛋白和糖脂的糖链上,构成鱼子膜的骨架,促进粘附和信号传导(Zhang等人,2025a)。游离糖的比例很小,主要包括葡萄糖、果糖和少量蔗糖,用于调节渗透压和基础代谢盐对鲟鱼鱼子酱品质的影响
腌制是鱼子酱的传统加工方法,通过降低水分活度来延长保质期并增强风味。与巴氏杀菌和非热加工方法相比,仅通过腌制制成的鲟鱼鱼子酱更受消费者青睐(Zhang等人,2025a;Zhang, Wang等人,2025)。盐离子通过渗透作用与鱼子膜和卵浆中的蛋白质和脂质相互作用。水分活度的降低会影响微生物的代谢调控措施的趋势展望
鲟鱼鱼子酱品质背后的复杂代谢过程涉及多种影响其形成和降解的变量。一种积极的策略是从源头开始预测和监测关键营养成分。作为一种富含脂质的产品,鱼子酱的稳定性传统上通过控制盐度、温度、pH值、包装环境和添加抗氧化剂(维生素E、多酚、硒化合物)来调节,以减少脂质氧化结论
鲟鱼鱼子酱凭借其复杂的鱼子膜和内部卵浆,其品质源于加工过程中关键营养成分(脂质、蛋白质、糖类、糖缀合物和盐)的协同作用。脂质构成鱼子膜的结构基础,作为营养载体,并对风味和氧化稳定性产生重要影响。蛋白质参与膜骨架的构建,同时影响质地和口感。糖类和糖缀合物(糖蛋白)作者致谢
张伟佳:初稿撰写;沈静琪:方法论、软件设计;赵媛辉:数据整理;王金林和徐鹏:数据分析;李健:项目管理和资源协调;徐新星:监督和资金争取。
致谢
本研究得到了山东省重点研发计划(2024CXPT073)、中国第十四个五年国家重点研发计划(2023YFF1105305)、山东省重点研发计划(2023TZXD053)以及北京科技与商务大学食品风味与健康交叉创新开放项目(FFHCI2025033)的财政支持。