超聲波技術在肉品加工中的應用研究進展

黃榮秋，臧明伍，李海花，柴 悅，趙 冰，張順亮，張哲奇，張凱華，李 素，吳倩蓉，李 丹

（1.中國肉類食品綜合研究中心北京食品科學研究院，北京 100068；2.天津農學院動物科學與動物醫學院天津市農業動物繁育與健康養殖重點實驗室，天津 300384）

超聲波是由聲波傳播過程中介質分子運動產生的機械波組成，傳播頻率高，不能被人耳察覺[1]，廣泛應用于化工、醫藥、農業等領域[2-5]。近年來，超聲波技術在食品工業中的應用也發展迅速，在結晶、干燥、提取、殺菌、酶活調控、肉品品質改善等方面得到廣泛研究與應用。

在改善肉品品質方面，超聲波輔助其它技術在肉品加工過程中可以對肉品品質起到很好的調控作用[6]。目前，超聲波技術在肉品加工中的應用多集中在輔助冷凍儲存、加工前處理及熱加工過程中，對改善肉質、輔助凍結、提高解凍效率、輔助腌制等方面效果顯著，在防腐、乳化、嫩化等過程中具有改變肉品物理、化學性質的能力[7]。根據超聲波強度的不同，其在調節酶活方面也有一定程度貢獻[8]。雖然超聲波已被用于肉品加工過程中的工藝改善，但僅有少數工藝被用于工業化生產，需要繼續研究以擴大工業化規模應用。與此同時，高強度的超聲波處理被證實有促進氧化的效果，而過度氧化對肉品品質產生一定負面影響。因此，明確肉品超聲波處理加工特性對于調控肉品品質顯得尤為重要[9]。

本文介紹了超聲波技術應用原理及在肉類加工中前處理及熱加工過程中應用進展，并評估超聲波輔助加工對肉制品嫩度、色澤、持水力及脂質氧化、蛋白質氧化的影響，為提高產品加工效率，改善產品品質提供理論依據。

1 超聲波技術原理

超聲波是一種機械波，主要將電能轉化為機械能，其傳播速度受介質性質影響，一般通過空化效應、機械效應和熱效應發揮作用[6]，圖1 為超聲波作用原理。空化效應主要是指存在于液體中的微氣核空化泡在超聲波作用下振動，當聲壓達到一定值時形成負壓，空化氣泡生長、膨脹、破裂、收縮的動力學過程，空化效應同時伴隨著空化氣泡局部高溫高壓的產生及強大的沖擊力帶來的微射流[10]。空化氣泡的震蕩和生長又稱為穩態空化，此過程相對穩定，沒有溫度和壓強的劇烈變化；空化氣泡收縮與破裂稱為瞬時空化，瞬時空化取決于超聲波的振幅與頻率，空化泡爆破瞬間釋放局部溫度可高達5000 K，壓強可達50 MPa[7]。由于空化泡的分布并不均勻，因此空化效果可能有所不同[11-12]。機械效應一方面包括空化氣泡破裂產生的微射流和沖擊波產生的機械能；另一方面超聲波在介質中傳播，介質質點在聲波作用下振動產生較高的加速度，對介質結構具有破壞作用[13]。超聲波在介質中傳播產生的反射波也會引發機械效應產生。以上機械反應在超聲波處理中并不是單獨存在，而是協同發揮作用[14-15]。超聲波在傳播過程中伴隨能量的傳播。介質機械振動過程中摩擦產熱、對外部能量的吸收、空化氣泡爆破產生的高溫等是導致熱效應產生的主要原因[10]，其中空化效應導致局部高溫，其它原因導致介質溫度整體升高。

圖1 超聲波作用原理示意圖Fig.1 Schematic diagram of ultrasonic action principle

除空化效應、機械效應和熱效應外，超聲波處理彌散作用在肉制品加工過程中有所應用。超聲波處理有助于改善細胞通透性，加速生物膜物質交換，在肉制品腌制過程中廣泛應用，有效縮短腌制時間[16]。

2 超聲波在肉品前處理中的應用

2.1 超聲波輔助凍結在肉品中的應用

冷凍保存是肉類儲存、運輸過程中最常用的方法，低溫有助于降低生物化學反應速率，抑制微生物生長繁殖，從而保證產品質量安全[17]。研究發現，冷凍速率與肉品色澤、保水性、組織結構等品質參數密切相關，冷凍產生冰晶的位置和大小是決定冷凍產品質量的重要因素[18]。傳統的凍結方法速率較低，形成冰晶較大且尖銳，容易造成細胞損傷，影響產品質量。超聲波輔助凍結的應用提高了肉品冷凍效率，增加冰晶的成核率，促進小冰晶的產生，從而降低對肉品微觀結構的破壞[19]，提高冷凍肉質量。

目前的研究認為，超聲波空化氣泡破裂局部高壓的產生有助于增加冰核的數量及產生速度，產生的微射流可使大冰晶碎裂成小冰晶，降低冰晶的形成對組織結構完整性的破壞[20]。另外，微射流的產生可有效提高凍結水與未凍水之間的熱量傳遞效率，加速冰晶的產生，提高肉類冷凍速率[21]。但超聲波熱效應的產生可能阻礙冰晶的產生，因此超聲波參數的確定在生產中尤為重要。研究人員在探究超聲波輔助冷凍對畜禽肉質的影響中得到，相較于傳統凍結方式，超聲波輔助冷凍在提高冷凍效率、減少水分損失、改善肉質中效果顯著（表1）[22-24]。然而，過高強度的超聲波處理能顯著增加肌纖維間隙，導致肌肉組織物理特性弱化，因此恰當的超聲處理功率（160～180 W）是減小冷凍冰晶尺寸、增加冰核數量的關鍵。已有研究證明，超聲波輔助凍結技術的產生可有效提高肉類凍結速率，對保障冷凍肉食用品質方面發揮積極作用。

表1 超聲波輔助凍結在肉品中的相關研究結果Table 1 Relevant research results of the effect of ultrasonic-assisted freezing on meat quality

2.2 超聲波在肉品解凍中的應用

除凍結工藝外，超聲波對肉品解凍工藝的發展發揮重要作用。不當的解凍方式會造成水分及營養物質的流失，導致產品保水性變差。引起冷凍肉感官品質下降及營養物質流失的主要原因是解凍過程中肌肉完整結構的損傷[7]。傳統解凍方法解凍效率低，不適應規模化生產，超聲波輔助解凍技術的發展有效減少了冷凍肉的解凍時間，并實現低溫條件下快速解凍，提高了冷凍肉解凍品質。

超聲波聲能向熱能的轉化加速了解凍過程，肉品的快速解凍有助于保持產品肌纖維結構的完整性。高功率的超聲波有助于提高熱能在介質中的擴散速度，適當功率的超聲輔助解凍有助于低溫快速解凍的實現，有效預防高溫對肉質的影響[25]。另外，超聲波的傳播在固體中的衰減速度大于在液體中的衰減速度，且易在固液界面產生反射，因此導致固體冰晶對能量吸收更高，加速冰晶溶解。目前，在超聲輔助解凍技術對豬肉、牛肉、羊肉、雞肉、魚類解凍品質的影響領域已有諸多研究。Wang 等[26]通過比較真空解凍、超聲波解凍和微波解凍對豬背最長肌品質影響，發現真空解凍和超聲波解凍對肉品品質的影響相對較低。Zhang 等[27]通過研究不同功率的超聲輔助浸泡解凍對雞胸肉解凍速度及理化性質的影響，表明300 W 的超聲波輔助浸泡解凍有效降低樣品結合水和自由水的解凍損失，很大程度保持肌原纖維蛋白結構的完整性；適當功率的超聲波處理可以加快解凍速率的同時保證肉品品質，但對微觀結構會造成一定影響。Guo 等[28]研究不同功率的超聲波對牦牛肉解凍品質的影響，發現低功率超聲波（400 W）在加快解凍速率的同時保證細胞完整性，但肌纖維面積顯著增加，600 W 功率的超聲波處理肌纖維邊界消失，肌纖維細胞發生破裂，證明高功率的超聲波處理對肉品品質和結構產生不利影響。因此，針對不同的樣品特性設置超聲波處理參數是工業化生產中面臨的重要問題。

2.3 超聲波在肉類腌制中的應用

腌制是肉制品前處理的重要環節，目的在于延長產品保質期及改善產品感官品質。傳統的腌制方法包括干腌、濕腌、鹽水注射腌制、滾揉等[29]。腌制過程主要涉及兩種物質傳遞過程，一種為肉中水分向外遷移過程，另外一種為腌制液成分向肉內部滲透擴散過程[30]。外界高鹽環境通過高壓滲透作用促使肉中水分快速向外遷移，鹽離子向內滲透卻尤為緩慢，通過注射鹽水可有所改善，但鹽水注射易造成分布不均，導致產品品質不穩定。超聲波的應用可以改變肌纖維的結構，增強生物膜的通透性，顯著提高肌肉組織滲透性，有效縮短腌制時間，提高生產效率[16]。

超聲波輔助腌制對肉品持水性、嫩度、肉色、微生物總量及風味物質產生等均發揮著重要作用。超聲功率、超聲時間、腌制液鹽離子濃度等均是影響鹽離子擴散的重要因素（表2）。Cárcel 等[30]研究發現在超聲強度閾值以上，豬里脊肉NaCl 含量與超聲波強度成比例增加。超聲波空化效應產生的微射流影響傳質過程，空化氣泡破裂對肌肉結構造成的損害影響肌肉嫩度和持水性。Pan 等[31]認為超聲波加速鹽離子向宰后肌肉內傳播，且增加肌肉蛋白質氧化敏感性，相比靜態腌制，在色澤和保水性上有所改善。Li等[32]研究超聲波輔助滾揉腌制對肌肉品質屬性的影響，得到超聲波輔助處理顯著提高了腌制液吸收，雞胸肉嫩度和口感有所改善。超聲波輔助腌制是超聲波空化效應、機械效應與彌散作用協同作用的結果，其在提升腌制效率的同時可能對肉質造成其它的影響，目前研究認為超聲波輔助腌制對產品脂質和蛋白質氧化具有促進作用。Kang 等[33]在研究超聲強度和超聲時間對蛋白質氧化和結構的影響中發現超聲波處理增加了蛋白質聚集，空化效應產生的自由基導致蛋白質氧化的發生。陳銀基等[34]采用不同濃度食鹽結合超聲波對牛肉進行腌制發現，超聲波輔助腌制可以提高牛肉不飽和脂肪酸含量及脂質氧化程度。

表2 超聲波輔助腌制在肉品中的相關研究結果Table 2 Related research results of ultrasonic-assisted curing on meat quality

基于超聲波輔助腌制提高腌制液擴散速度基礎上，相關研究人員在低鹽腌制，開發低鹽肉制品上進行系列研究，為降低膳食鹽攝入作出努力。Pinton 等[35]研究氯化鈉替代物對肉糜品質影響，發現KCl 替代鈉鹽結合超聲波處理豬肉糜儲存期間脂質氧化及感官水平沒有顯著影響，為低鈉鹽肉制品的開發提供了理論依據。

3 超聲波處理在肉類熱加工中的應用

肉制品熱加工過程對肉品品質產生直接影響，主要涉及膠原蛋白和肌原纖維蛋白變性。傳統熱加工過程加工耗時長、能源消耗量大，且長時間高溫處理在導致蛋白質變性的同時，可能引起營養物質流失，風味、色澤等質量下降[36]。研究顯示，超聲波輔助加工較傳統加工方法耗時短，且有助于改善產品質地。

超聲波作為一種新型加工技術在肉制品加工過程中被用于改善產品屬性，使其獲得良好的感官品質[36]。傳統熱加工方式包括煎炸、蒸煮等，長時間高溫加熱不利于肉色、水分等的保持，同時導致蛋白結構發生改變，影響食用品質。相較于傳統加工方法超聲波輔助加工可有效提高加工過程中熱傳導率，是縮短加工時間的主要原因，在改善產品蒸煮損失、保持肉色、改善整體風味輪廓中發揮重要作用。研究證實，超聲波技術在肉制品煎炸、蒸煮過程中通過促進自由基產生、改變肉品微觀結構等最終對感官特性產生影響[37-38]。低功率超聲波輔助油炸產品空化效應導致肌纖維適度斷裂，增加產品嫩度。Wang 等[38]研究不同功率超聲處理對油炸肉丸理化特性及微觀結構影響，發現超聲波可有效縮短加工時間，降低水分損失，提高產品得率，顯微鏡觀察到纖維網絡交聯，感官評價結果優于未經超聲處理的樣品。脂質和蛋白質氧化降解是產品風味產生的主要途徑，超聲波處理對氧化進程的改變對揮發性風味物質的產生具有一定影響。Zou 等[39]的研究結果顯示超聲波輔助加工后五香牛肉揮發性風味成分中醛類、醇類、酮類物質含量顯著增加，對五香牛肉特征風味的形成具有積極影響。熱加工中輔以超聲波處理在提高肉制品揮發性化合物豐富度的同時，可以延緩儲藏期脂質氧化進程，有助于延長產品貨架期。Zhang 等[40]對超聲輔助蒸煮牛肉冷藏期理化性質測定發現，超聲波輔助在不破壞產品特性的同時，有助于產品冷藏期間肉色的保持，TBARS 值顯著下降。因此，超聲波輔助加工可能是一種有效改善肉制品品質的潛在加工技術，未來可能在預制肉制品發展中發揮積極作用。

此外，超聲波輔助干燥技術在肉品風干過程中可加速水分揮發，提高傳熱效率，從而加速干燥過程[41]。一方面，超聲波振動引起干燥產品表面及內部空氣對流，提高熱傳導效率[20]；另一方面，由于超聲處理在細胞內外空化氣泡的破裂，導致肌肉組織細胞內微通道的產生，加速水分向外擴散，但過高強度的超聲波處理較長時間，容易導致肉品組織結構損傷，影響肉品食用品質[2]。Baslar 等[42]通過超聲輔助真空干燥顯著提高牛肉和雞肉干燥速率，同時降低能源消耗。Bantle 等[41]在探究超聲輔助干燥動力學時發現，在對鱈魚進行干燥時，超聲強度在不超過2 W/kg時，干燥時間可至少降低50%，證明超聲輔助干燥在提高干燥效率上具有顯著效果。

4 超聲波處理對肉品理化特性的影響

4.1 超聲波處理對肉品嫩度的影響

嫩度是評價肉品食用品質的重要指標。動物屠宰前的品種、營養、年齡及宰后成熟等均會對胴體嫩度產生影響。目前大多研究結果認為肉類嫩化的主要原因是肌原纖維蛋白及相關蛋白的水解，其中以肌原纖維蛋白的水解發揮主要作用[43]。嫩化方式主要包括物理嫩化、化學嫩化和生物嫩化。相關研究證明，超聲波機械效應和空化效應的協同作用，在改善肉制品嫩度上具有巨大應用潛力。

超聲輔助凍結、解凍、烹飪等加工過程產生的物理化學反應破壞肌原纖維蛋白完整機構，導致組織結構韌性下降，另一方面超聲輔助腌制在腌制液作用下，組織蛋白持水力的改變，影響蛋白質溶解度，肌纖維斷裂及蛋白質溶解均對肉品嫩度產生影響[44-46]。除此之外，肌肉內源酶活性對自身品質改善也發揮一定作用，而超聲波處理對肉質品內源酶活性具有激活或滅活效果[46-48]，因此通過控制超聲功率調節相關蛋白水解酶活性，可能對改善產品嫩度具有一定貢獻。有學者認為，肉品嫩化的發生是內源酶系統協同作用的結果，動物屠宰后成熟的目的是為蛋白酶水解系統降解肌肉蛋白提供反應時間[49]。大量研究證明，鈣蛋白酶在嫩化過程中發揮重要作用。超聲波處理導致的生物膜結構損傷，有助于鈣離子的釋放，從而激活鈣蛋白酶，加速肌纖維降解。Wang 等[50]研究發現超聲波可能促進μ-鈣蛋白酶的自溶和活化，加速結構蛋白水解，達到改善肌肉嫩度的目的。除鈣蛋白酶外，組織蛋白酶在調節雞肉嫩度上也有所貢獻。Wang等[51]評估超聲波對宰后成熟牛肉品質影響發現，超聲波處理提高了組織蛋白酶B 的活性，組織蛋白酶B 作用于膠原蛋白分子改變了膠原蛋白結構，導致其熱變性溫度下降。由于膠原蛋白與結締組織韌性具有相關性，膠原蛋白穩定性的下降，有助于改善產品嫩度。

4.2 超聲波處理對肉品保水性的影響

肉品保水性（Water binding capacity，WHC）與肉質嫩度、色澤、風味等密切相關，保水性高的產品更易被消費者接受。肉制品WHC 的變化取決于在儲藏及加工過程中肌原纖維蛋白結構的變化[52]。超聲波處理在調控肉品保水能力上應用廣泛。

超聲波處理對肌原纖維蛋白構象產生一定影響。疏水力、靜電斥力及氫鍵結合能力等是蛋白質持水關鍵作用力。研究顯示，超聲波處理對肌原纖維蛋白中α-螺旋、β-折疊相對含量比例有所影響，α-螺旋與β-折疊主要依靠氫鍵維持穩定。姜國川等[53]通過探究改性對肌原纖維蛋白結構影響得到超聲波-谷氨酰胺轉氨酶復合改性后蛋白質α-螺旋相對含量下降，β折疊相對含量升高，最終導致蛋白凝膠持水力升高。Kang 等[54]研究蛋白質改性對牛肉結構及水分分布的影響，發現超聲波輔助腌制有助于NaCl 進入，增加蛋白質側鏈與水的結合，從而改變牛肉持水力。超聲波處理不僅在肉品前處理持水力的改善中發揮作用，在降低產品蒸煮損失上也有所作用。Wang等[55]探究超聲波輔助真空蒸煮對五香牛肉質構及保水性變化得到，超聲波輔助熱處理導致的肌肉結構熱誘導變化和蛋白質變性可能是造成蒸煮損失降低的主要原因。因此，超聲波處理作為一種高效肉類加工輔助技術，在改善產品質構、提升保水性上發揮積極作用。

4.3 超聲波處理對肉品色澤的影響

肉色作為消費者的第一感官印象是評價肉品質量的重要因素之一，呈色深淺主要與肌紅蛋白含量及狀態相關，氧化水平、保水性、肌肉微觀結構狀態等均對肉品色澤產生重要影響。超聲波處理引起肉品品質指標發生改變，因此可能導致色澤發生變化。

目前研究普遍認為，超聲波處理導致肉品脂質、蛋白質氧化水平、保水性等的改變，影響肉色穩定性。Domínguez 等[56]認為脂質氧化釋放的醛類物質影響血紅素結合蛋白氧化還原穩定性。Stadnik 等[57]研究超聲波輔助牛肉感官特性變化時發現，超聲處理阻礙了肌紅蛋白氧化，延緩高鐵肌紅蛋白的產生，促進牛肉色澤的整體變化。Diaz-Almanza 等[58]發現，超聲波空化效應改變牛肉表面微觀結構，導致水分流失，從而使牛肉亮度增加。另外，脂質氧化初級氧化自由基的產生關聯線粒體電子傳遞鏈從而影響高鐵肌紅蛋白還原性。線粒體電子傳遞消耗氧氣，有助于延緩氧化，但氧化自由基的產生阻礙正常電子傳遞過程，導致電子泄露，電子泄露可以加速自由基產生，如此循環，最終導致肉色穩定性變差[59]。Tang 等[60]研究結果表明，超聲處理可通過線粒體脂質氧化或電子傳遞鏈介導減少高鐵肌紅蛋白的產生來影響肌紅蛋白穩定性。與此同時，也有一些研究表明，超聲波處理對肉品色澤沒有影響，認為超聲產生的能量不足以對肌紅蛋白造成影響[61]，尤其對熟肉制品的影響效果有限[6]，生鮮肉凍融是影響肉品色澤的重要因素，超聲波處理有助于凍融過程中肉色的保持。Gan 等[62]研究不同解凍方式對肉類品質影響時發現，超聲波解凍有效保持了肉類肌肉組織結構，降低TBARS 值，且高鐵肌紅蛋白含量最低，證明相較于微波解凍、紅外線解凍及室溫解凍，超聲波輔助解凍對肉色影響最小。肉色的調控途徑多樣，目前的研究結果認為活性氧介導的線粒體功能損傷及氧化的發生是導致肉色劣變的主要原因，抑制氧化發生是防止肉色劣變的重要思路。超聲波處理已被證實在肉色保持中發揮積極作用，是一種具有應用潛力的肉色改善輔助手段。

4.4 超聲波處理對肉品脂質氧化及風味的影響

脂質氧化過程復雜，包含多種生物化學反應，主要是不飽和脂肪酸通過自由基啟動氧化，分解產生小分子物質的過程，對產品不飽和脂肪酸含量、風味、色澤、嫩度等具有重要影響[63]。適度的氧化能夠豐富肉制品風味，提升產品質量，但氧化過度易造成風味劣變、營養物質流失，甚至導致氫過氧化物等有害物質產生。因此，控制氧化過程在肉類工業發展中尤為重要。超聲波作為一種有效的食品加工創新技術，對肉制品脂質氧化降解具有一定作用。

選取合適的超聲波加工參數對肉品感官品質具有改善效果，但超過一定閾值強度的功率超聲產生的物理化學效應也可能產生負面影響，其中最為直觀的是對產品揮發性風味物質的影響。余力等[64]研究不同解凍方式對兔肉揮發性風味物質的影響得到，僅超聲波解凍后產生特征性風味物質2-戊基呋喃。風味物質主要是由脂肪酸不飽和雙鍵氧化產生的次級揮發性小分子物質構成。因此，肉制品不飽和脂肪酸含量與產品風味具有較強相關性（表3）。Ojha 等[65]研究發現超聲波處理對牛肉干中飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸比例具有顯著影響，其中以多不飽和脂肪酸含量最高。Bao 等[66]對不同功率超聲波預處理干腌牦牛肉肉質、營養成分測定發現，肉品飽和脂肪酸含量隨超聲功率升高而增加，對肉品顏色、風味產生負面影響，但改善了肉品嫩度。另外，超聲波空化效應能夠造成細胞膜損傷。磷脂富含雙鍵，是構成細胞膜骨架的主要成分，細胞膜損傷導致磷脂雙分子層結構受到破壞，最終使不飽和雙鍵更易發生氧化。與此同時，超聲空化氣泡爆破釋放的能量會導致空化氣泡周圍水分子均裂產生自由基（羥自由基和氫自由基），啟動脂質氧化反應[67]。但有研究認為，低頻超聲處理有助于降低脂質氧化水平（表3）。Xu 等[68]采用低頻超聲處理鴨肝，結果顯示低頻超聲可以降低脂質氧化速率，顏色、質構等品質未發生明顯改變，原因可能是超聲波處理改變了蛋白質構象，造成大量還原性氨基酸暴露，起到抗氧化效果，改善鴨肝的異味感，導致醇、醛的含量降低，酸類物質增多。

表3 超聲波處理對肉品脂質氧化相關研究結果Table 3 Related research results of ultrasonic treatment on lipid oxidation of meat products

超聲波處理在加速脂質自由基氧化同時可能對酶促氧化進程產生促進作用。功率超聲空化氣泡的爆破產生的高溫高壓可能導致蛋白質二級和三級結構的改變，從而對內源蛋白酶活性產生影響。脂肪氧合酶（LOX）是催化肉制品脂質氧化發生的主要酶類，能夠特異性催化含有順，順-1，4-戊二烯結構的不飽和脂肪酸，產生氫過氧化物。有研究報道，低功率超聲波具有激活蛋白酶的作用，高功率超聲波具有鈍酶作用（表3）。Zhang 等[8]通過研究超聲對非煙熏培根特征風味的影響得到超聲波處理顯著增加了脂肪酶活性，促進多不飽和脂肪酸的產生，改善產品氧化水平，提高特征風味物質醛、酯、酸的產生。王幫國[69]對鰱魚的研究中發現超聲波處理使LOX 失活。Li 等[70]通過研究超聲波聯合低溫短時加熱，對黃羽肉雞品質影響得到超聲波輔助加熱處理顯著提高黃羽肉雞重要蛋白酶失活率，使微生物活性顯著降低，蛋白酶 活性的下降延緩了脂質氧化進程，同時對蛋白質羰基的形成產生影響，有效延長產品貨架期。

目前的研究證明，超聲波處理在肉類加工過程中脂質氧化水平具有調控作用，為其在工業化生產中應用提供理論基礎，還需進行更加深入的研究確定超聲波的應用參數。

4.5 超聲波處理對肉品蛋白質氧化的影響

蛋白質是生物體所需的重要營養物質，有關蛋白質氧化與生物體慢性疾病的發展已有廣泛的研究，近年來，關于蛋白質氧化在食品工業中的發展的研究也越來越多。蛋白質氧化與脂質氧化機制相似，均是由自由基引發的鏈式反應，主要包括羰基化、游離巰基減少、氨基酸側鏈修飾、分子間交聯聚集、脂質與蛋白質氧化交互作用等幾種形式[71-72]。目前的研究認為，活性氧在肉品蛋白質氧化發生中起主導作用。蛋白質氧化的發生對肉品物理化學性質產生重要影響，研究證明超聲波處理在肉品蛋白質改性、調控產品品質上具有顯著優勢。

肌原纖維蛋白是構成肌纖維的主要成分，因此肉品品質改變與肌原纖維蛋白結構及功能改變有關。超聲波空化效應引起的局部高溫會促進活性氧的產生，還原性氨基酸殘基易被氧化，引發氨基酸側鏈修飾。Zhang 等[73]研究超聲波輔助滾揉對豬肌原纖維蛋白理化特性的影響，發現超聲波處理后肌原纖維蛋白結構展開，疏水性氨基酸暴露，導致蛋白質羰基含量增加、巰基含量減少。伴隨肌原纖維蛋白氧化水平的增加，可能導致肉品感官品質的改變。相關研究證明超聲波輔助解凍有促進蛋白質氧化的效果，同時導致肌原纖維排列松散，有助于增加產品嫩度。除肌原纖維蛋白外，結締組織中含有豐富的膠原蛋白，超聲波空化效應可能破壞膠原蛋白交聯，從而改善膠原蛋白溶解度[52]。自由基的產生在脂質和蛋白質氧化進程中均發揮重要作用，這也成為了聯系兩者之間的重要橋梁。相關研究認為，脂質氧化產物及自由基的產生影響蛋白質氧化和交聯化合物的產生，進而影響相應蛋白酶的識別或產生其它影響[74-75]。Lima等[75]在探究超聲處理對意大利臘腸的理化特性時發現，超聲處理加劇了脂質氧化的發生，顯著降低儲藏過程中臘腸硫醇化合物含量，證明超聲處理加速了蛋白質水解，有助于自由基進入氨基酸，從而對產品產生不利影響。

綜上，超聲波輔助蛋白質氧化修飾可以改變蛋白質構象及功能，從而影響產品質量。但是盡管超聲波對肉制品蛋白質氧化影響取得一定進展，但關于其相互作用機制仍不清楚，有待進一步研究。

5 總結與展望

本文綜述了超聲波處理在肉品前處理、熱加工中的研究進展及其肉品品質的影響。相較于傳統處理方法，超聲波技術具有良好輔助加工效果，在前處理、熱加工中對于改善肉品品質、提升加工效率方面具有良好應用前景。目前，超聲波輔助加工技術主要在實驗室研究上取得一定成果，僅有部分應用于生產，因此仍需深入研究才能將更多工藝應用于規模化工業生產中，而超聲波輔助加工應用中仍存在諸多問題亟需解決。基礎理論方面，超聲波高能量的傳播會導致蛋白質結構發生改變，其是否造成有害物質的產生，影響肉類營養價值，需要進一步研究。另外，超聲波聯合其他處理方式在肉質改善中效果顯著，但其協同作用機制仍有待深入探究。應用技術方面，一方面，超聲功率過大造成的肉品品質劣變不容忽視；另一方面，肉類基質復雜，超聲波在不同品種肉中作用效果不同。因此，針對不同肉品特性優化超聲波參數閾值，在生產中尤為重要。此外，已有研究表明不同超聲波處理設備處理效果呈現出差異，不具有統一評判標準，因此超聲波設備的標準化對于超聲波技術在肉類工業中的推廣應用也顯得尤為必要。