导 读
近日，山东理工大学石启龙教授团队在国际食品Top期刊《Food Chemistry》（中科院1区TOP，IF=9.8）发表题为“Unraveling the critical stage governing quality degradation of Macrobrachium rosenbergii meat during microwave vacuum drying: A multiscale analysis”的研究性论文。山东理工大学2023级硕士研究生张焯为论文第一作者，通讯作者为山东理工大学石启龙教授。
罗氏沼虾（Macrobrachium rosenbergii）是我国重要的淡水养殖经济虾类，但虾肉含水率高、内源酶种类多且活性高，极易腐败变质。干燥是水产品高值化利用的重要途径。微波真空干燥（MVD）在水产品干燥领域潜力巨大。然而，MVD过程中，虾肉内部水分迁移、蛋白结构变化及风味物质形成呈现高度动态和非均一特征，品质劣变的主导机制仍缺乏系统认知。基于此，本研究以罗氏沼虾虾仁为研究对象，围绕MVD全过程，构建多尺度实验设计，从“宏观干燥行为—微观结构变化—分子水平响应”3个层面解析品质劣变机理。首先，通过实时监测干燥动力学，结合低场核磁共振技术表征水分状态及迁移规律，识别不同干燥阶段水分形态转变特征。其次，采用理化指标分析与显微结构表征手段，系统评估质构、色泽及组织结构变化。最后，以肌原纤维蛋白为核心，重点分析其氧化程度及结构变化，并通过气相色谱–质谱联用技术追踪挥发性风味物质的动态演变。本研究不仅有助于深入理解MVD作用机理，也可为微波真空及其联合干燥工艺的优化提供理论依据，为实现水产品“优质、高效、低能耗”干燥技术提供理论依据。
研究亮点
不同干燥阶段显著影响罗氏沼虾虾仁的理化特性及微观结构。
M50 阶段的虾仁展示出最优的肌原纤维蛋白结构、品质及风味特征。
虾仁品质的多尺度演变受到水分状态转变过程的调控。
蛋白质与脂质氧化协同调控风味物质的形成途径。
阐明了水分状态-蛋白质/脂质氧化-微观结构-风味演变的互作机制。
研究结论
MVD过程中，虾仁干燥动力学、水分状态、理化性质、微观结构、蛋白质氧化及风味特征均呈现显著的阶段性变化，表明不同干燥阶段调控干制品品质劣变速度和程度。
水分状态转变在虾仁干制品品质演变中起到关键调控作用。
干燥初期（M85 和 M70），虾仁组织结构保持完整，蛋白和脂质氧化程度较低，整体品质较优。
干燥中期（M50–M30），微观结构开始劣变，肌原纤维蛋白氧化水平上升，并伴随挥发性风味物质种类的增加及蛋白稳定性和消化性的下降。
干燥后期（M20–M10），虾仁蛋白和脂质氧化显著加剧，微观结构孔隙化明显，挥发性风味物质发生大量损失，尤其在最终 M10 阶段，品质急剧劣化。
综合干燥效率、蛋白结构完整性、质构特性及风味保持等多维指标，M50 阶段（湿基含水率约 50–55%）为MVD过程中最优终止阶段。
本研究为“高效、优质、低能耗”水产品MVD工艺优化以及MVD联合干燥技术的开发提供了重要理论依据。
原文链接 https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2025.147776
