FSAP |?清華大學(xué)邢新會教授、李偉博士等：水產(chǎn)品中異味的形成機(jī)制與控制：綜述

清華大學(xué)深圳國際研究生院生物醫(yī)藥與健康工程研究院陳宏亮等系統(tǒng)地闡述了水產(chǎn)品異味化合物與蛋白質(zhì)的相互作用機(jī)制，分析了異味化合物的物種差異和組織上的空間分布差異，梳理了從養(yǎng)殖到加工全產(chǎn)業(yè)鏈中異味的形成途徑，不僅為構(gòu)建水產(chǎn)品全產(chǎn)業(yè)鏈的異味管理體系提供了理論依據(jù)，還為開發(fā)更高效的新型除臭技術(shù)提供了新思路。

Introduction

水產(chǎn)品作為人類重要的膳食來源，其氣味特征是評價品質(zhì)等級的關(guān)鍵指標(biāo)之一。水產(chǎn)品異味的存在不僅顯著降低產(chǎn)品食用品質(zhì)，造成經(jīng)濟(jì)損失，還可能引發(fā)環(huán)境污染問題，增加環(huán)境治理成本。目前已鑒定出水產(chǎn)品中的1-辛烯-3-醇具有顯著的霉味和金屬味，含硫化合物有強(qiáng)烈的臭雞蛋味，胺類有劇烈的腐爛味，這些都是水產(chǎn)品中典型的異味化合物。

水產(chǎn)品的異味化合物包括醛類、酮類、醇類、酸類、酯類和烴類，近期許多研究通過分子對接、分子動力學(xué)模擬、圓二色光譜和拉曼光譜等技術(shù)揭示了氣味化合物與蛋白質(zhì)之間存在特定結(jié)合機(jī)制，這些機(jī)制在水產(chǎn)品異味形成過程中起著關(guān)鍵作用。研究數(shù)據(jù)表明水產(chǎn)動物的特征異味物質(zhì)具有物種差異性，而同一物種其特征異味組分的組織分布也存在顯著的空間差異。在異味形成過程中，環(huán)境因素（如水域、飲食）顯著影響水產(chǎn)品的異味特征，養(yǎng)殖飼料的組成也可以通過調(diào)節(jié)水產(chǎn)動物組織中不飽和脂肪酸的含量影響特征氣味；水產(chǎn)品貯藏階段的蛋白質(zhì)降解和脂質(zhì)氧化是揮發(fā)性硫化物和胺類化合物形成的主要因素；加工階段的外源添加劑、微生物技術(shù)、pH值調(diào)節(jié)和物理加工也可能引發(fā)異味，且伴隨顯著的物理結(jié)構(gòu)或風(fēng)味變化。此外，目前水產(chǎn)加工中應(yīng)用的除臭技術(shù)均存在一定的局限性。

圖1水產(chǎn)品異味的形成機(jī)制與控制

Results and Discussion

1異味結(jié)合機(jī)制

研究表明，異味化合物與蛋白質(zhì)之間存在廣泛的相互作用，主要包括疏水力、氫鍵、范德華力和靜電作用。文章根據(jù)化學(xué)結(jié)構(gòu)將異味化合物分為醇類、醛類、酮類、雜環(huán)化合物、萜類化合物、含硫化合物、酯類和胺類，它們與蛋白質(zhì)結(jié)合的分子機(jī)制呈現(xiàn)出一定的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。異味化合物與蛋白質(zhì)之間的相互作用受到pH值、離子種類和離子強(qiáng)度等環(huán)境因素的調(diào)節(jié)。在分子水平上，蛋白質(zhì)通過結(jié)合區(qū)域位點(diǎn)的構(gòu)象動態(tài)變化來控制與異味分子的結(jié)合情況，蛋白質(zhì)的折疊、展開或結(jié)構(gòu)域彎曲可以改變結(jié)合位點(diǎn)的可接觸性和空間配置，從而調(diào)節(jié)自身與異味化合物的結(jié)合情況。此外，與脂質(zhì)或碳水化合物和異味的結(jié)合作用相比，蛋白質(zhì)和異味的結(jié)合機(jī)制表現(xiàn)出更顯著的復(fù)雜性和多樣性，而對這些結(jié)合機(jī)制的干預(yù)也是管理水產(chǎn)品異味的潛在新方法。

2異味的物種與空間分布差異

基于水產(chǎn)品中不同類型異味分子的結(jié)合機(jī)制，文章從物種分類角度系統(tǒng)總結(jié)了主要水產(chǎn)經(jīng)濟(jì)動物的特征異味化合物。研究顯示，不同物種因生態(tài)環(huán)境、行為適應(yīng)及遺傳特征的差異，其異味組成不盡相同，如：羅非魚可能因為飲食中的浮游生物而使其特征異味中含有醛類、酮類和萜類化合物；鯰魚因其底棲習(xí)性導(dǎo)致容易在體內(nèi)積累二甲基異莰醇和土臭素，并且在(E)-2-壬烯醛和1-辛烯-3-醇的協(xié)同作用下加重了異味。淡水魚類與海水魚類也呈現(xiàn)明顯的異味差異，由于食物來源和環(huán)境的不同，淡水魚的異味以泥腥或土腥味為主，海水魚的異味則主要表現(xiàn)為硫磺味。環(huán)境化學(xué)參數(shù)（如溶解氧飽和度、鹽度梯度、水溶性氣味劑濃度等）對異味特征具有重要調(diào)控作用，海洋系統(tǒng)中較高的離子強(qiáng)度和某些特殊的微量元素對魚類氣味影響尤其顯著，例如鮭魚的異味主要由酯衍生物、羧酸和脂肪醇所呈現(xiàn)。而對于特定的水產(chǎn)動物，受脂質(zhì)分布、生理特征和微生物分布等因素的影響，異味組分表現(xiàn)出組織特異性變化。這些與水產(chǎn)動物相關(guān)聯(lián)的異味化合物組成和分布特征為異味管理提供新方向。

3異味來源與形成

水產(chǎn)動物的異味主要源自養(yǎng)殖環(huán)境、代謝中的生化反應(yīng)和產(chǎn)品加工。環(huán)境中細(xì)菌、浮游植物和真菌產(chǎn)生的異味可通過動物的滲透表面（皮膚、鰓）進(jìn)入體內(nèi)，富集在高脂肪組織中，而動物表面及胃腸道內(nèi)的微生物群也可產(chǎn)生帶來異味的揮發(fā)性代謝物。此外，飼料成分對異味組成起到調(diào)節(jié)作用，例如飼料中加入部分植物油可以影響大黃魚肌肉中脂肪酸的產(chǎn)生，從而改變大黃魚肌肉異味組分。在水產(chǎn)品的貯藏過程中，環(huán)境因素（光、氧、溫度、微生物群）可以驅(qū)動光氧化、酸敗和酶促蛋白水解，導(dǎo)致惡臭的胺、醛和醇產(chǎn)生。在加工過程中，外源添加劑引起的氣味污染或?qū)τ谠井愇兜膮f(xié)同放大作用也會嚴(yán)重影響水產(chǎn)品的風(fēng)味和質(zhì)量。

4除臭技術(shù)與異味控制方法

當(dāng)前水產(chǎn)品除臭技術(shù)在工業(yè)應(yīng)用中主要采用的物理法、化學(xué)法、生物法及復(fù)合處理法等均各有缺點(diǎn)，主要涉及產(chǎn)品風(fēng)味和性質(zhì)改變、營養(yǎng)物質(zhì)流失和活性降低、安全風(fēng)險等方面。針對這些問題，未來需要構(gòu)建貫穿水產(chǎn)養(yǎng)殖至加工全產(chǎn)業(yè)鏈的精準(zhǔn)除臭體系，有關(guān)的養(yǎng)殖環(huán)境管理、飼料配方優(yōu)化、添加外源性物質(zhì)競爭蛋白結(jié)合位點(diǎn)等方向值得關(guān)注。

圖2水產(chǎn)養(yǎng)殖中的異味控制

圖3水產(chǎn)加工中的異味控制

Conclusion

通過系統(tǒng)分析異味分子-蛋白質(zhì)子相互作用機(jī)制，深入解析異味化合物的物質(zhì)差異及組織分布特征，為除臭技術(shù)創(chuàng)新提供了重要理論依據(jù)。明確了從養(yǎng)殖、貯運(yùn)到加工全流程中的關(guān)鍵異味控制節(jié)點(diǎn)，提出了基于分子互作機(jī)制的靶向異味調(diào)控新思路，為開發(fā)高效安全的除臭技術(shù)及除臭策略的優(yōu)化創(chuàng)新提供了理論基礎(chǔ)。

Abstract

Off-odors in aquatic products represent a critical quality concern for the aquatic food industry, severely compromising sensory attributes, consumer preference, and food safety due to potential health hazards. These undesirable odors result from a combination of mechanisms, including biochemical reactions and industrial processing, which collectively determine the final product quality. This comprehensive review methodically investigates four critical dimensions: 1) development mechanisms of off-odors, 2) compounds contributing to off-odors, 3) generation of off-odors, and 4) advanced deodorization methodologies. Special emphasis is placed on elucidating molecular-level interactions between off-odor compounds and proteins, as well as the characteristic biosynthesis patterns of off-odors observed across different tissue types in various aquatic species. Through a comprehensive analysis of the sources of off-odors and mitigation technologies, this review proposes a technical framework for the targeted reduction of off-odors in aquatic products, offering valuable insights for quality optimization in industrial applications.

引文格式

Chen H, Zhang C, Chang Y, et al. Formation and control of off-odors in aquatic processing products: a review. Food Science of Animal Products, 2025, 3(3): 9240124. https://doi.org/10.26599/FSAP.2025.9240124

作者介紹

邢新會 教授

清華大學(xué)深圳國際研究生院生物醫(yī)藥與健康工程研究院 副院長

邢新會，男，清華大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師、清華大學(xué)深圳國際研究生院生物醫(yī)藥與健康工程研究院主持工作副院長。長期從事生物化工，生物育種技術(shù)與裝備及其應(yīng)用，高通量篩選技術(shù)，健康工程，酶工程，多糖生物醫(yī)藥創(chuàng)制，天然活性肽等方面的研究。已在國際、國內(nèi)學(xué)術(shù)刊物發(fā)表論文300余篇，合作著書8本，譯著教材2 部，英文專著1 部，獲得發(fā)明專利100余件，其中5 件國際專利，牽頭制定了5 項生物育種國家標(biāo)準(zhǔn)。近年，獲得的科研獎勵及榮譽(yù)：第45屆日內(nèi)瓦國際發(fā)明展金獎及泰國泰國國家研究委員會（National Research Council of Thailand）“國際優(yōu)秀發(fā)明獎”（2017）；日本東京大學(xué)工學(xué)院會士（Fellow, School of Engineering, The University of Tokyo）（2018）；全國歸僑僑眷先進(jìn)個人（2018）；國際生物過程學(xué)會（IBA）會士獎（Fellow Award）及東京工業(yè)大學(xué)會士（Fellow）（2019）；中國輕工業(yè)聯(lián)合會技術(shù)發(fā)明一等獎（2019）；中國生物發(fā)酵產(chǎn)業(yè)協(xié)會“協(xié)同創(chuàng)新精英獎”（2020年）；創(chuàng)新肇慶”科學(xué)技術(shù)獎特等獎（2021）。

李偉助理研究員

清華大學(xué)深圳國際研究生院

李偉，華南農(nóng)業(yè)大學(xué)博士，清華大學(xué)深圳國際研究生院專任助理研究員，主要研究方向為食品功能因子分離精制與分析；功效評價模型構(gòu)建及功效作用機(jī)制解析；多肽、多酚生產(chǎn)技術(shù)研發(fā)與中試應(yīng)用。近5 年，主持深圳市自然科學(xué)基金面上項目和海天凌云科學(xué)發(fā)展基金2 項，參與國家重點(diǎn)研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金、國家林業(yè)局及橫向課題等多項。以第一作者或共同第一作者發(fā)表論文20 篇，授權(quán)發(fā)明專利3 項，參與制定團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)1 項，登記1 項廣東省科技成果。

陳宏亮科研助理

清華大學(xué)深圳國際研究生院

陳宏亮，女，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士，現(xiàn)為清華大學(xué)深圳國際研究生院科研助理，主要研究方向為天然活性肽提取與分離純化，活性肽挖掘與功效研究。

文章內(nèi)容由作者團(tuán)隊提供。

編輯：閻一鳴； 責(zé)任編輯：劉莉

為匯聚全球智慧共探產(chǎn)業(yè)變革方向，搭建跨學(xué)科、跨國界的協(xié)同創(chuàng)新平臺，由北京食品科學(xué)研究院、中國肉類食品綜合研究中心、國家市場監(jiān)督管理總局技術(shù)創(chuàng)新中心（動物替代蛋白）、中國食品雜志社《食品科學(xué)》雜志（EI收錄）、中國食品雜志社《Food Science and Human Wellness》雜志（SCI收錄）、中國食品雜志社《Journal of Future Foods》雜志（ESCI收錄）主辦，西南大學(xué)、 重慶市農(nóng)業(yè)科學(xué)院、 重慶市農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟、重慶工商大學(xué)、重慶三峽學(xué)院、西華大學(xué)、成都大學(xué)、四川旅游學(xué)院、北京聯(lián)合大學(xué)、 中國-匈牙利食品科學(xué)“一帶一路”聯(lián)合實(shí)驗室（籌） 共同主辦 的“ 第三屆大食物觀·未來食品科技創(chuàng)新國際研討會 ”， 將于2026年4月25-26日 （4月24日全天報到） 在中國 重慶召開。

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