本发明属于食品添加剂技术开发及食品安全控制领域，涉及一种抑制烤鱼加工过程中多种有害物中间体的复合膜液、制备方法及其应用。该复合膜液原料组成为柑橘皮多糖提取物5％～18％，海藻糖1％～3％，柚皮苷0.05％～1％；丁香酸0.05％～1％；儿茶素0.01％～0.5％；柠檬酸1％～5％，鱼肉在预热后经过浸渍复合膜液能够有效减少烤鱼加工过程中多种有害物中间体的产生，并保持烤鱼的感官品质不受影响。本发明方法解决了现有技术手段难以同步控制多种有害物，且易影响食品感官品质的问题，具有原料绿色、廉价易得、操作简单易行，适应于工业连续化生产等优点。