南美白對蝦保鮮方法的研究

侯偉峰，謝 晶

（上海海洋大學(xué)食品學(xué)院，上海201306）

南美白對蝦（Penaeus Vanmamei）原產(chǎn)于南美太平洋沿岸的水域，20世紀(jì)90年代初開始在我國引進養(yǎng)殖。據(jù)有關(guān)文獻報道，2004年我國南美白對蝦年產(chǎn)量就已經(jīng)達到35萬t，成為養(yǎng)殖產(chǎn)量最高的國家[1]。南美白對蝦因其殼薄體肥、肉嫩味美以及價格適中等特點深受消費者的歡迎，但是，南美白對蝦屬易腐食品，在捕撈、運輸、加工及貯藏過程中極易受細菌侵襲而腐敗變質(zhì)。特別是其死亡后，在酶類的作用下進行無氧降解，隨著糖原和ATP的減少，蝦體開始變硬，并很快進入僵硬期，當(dāng)體內(nèi)的ATP分解完后，蝦肉成分會進一步降解，直至腐敗變質(zhì)。另外，蝦體內(nèi)存在大量的多酚氧化酶，能夠使蝦體表面產(chǎn)生雙酚類物質(zhì)，進而轉(zhuǎn)變成有色的醌類物質(zhì)，而醌類物質(zhì)具有較高的活性，極易與氨基酸或蛋白質(zhì)結(jié)合成黑色素，從而導(dǎo)致蝦的黑變[2]。所以，如何對南美白對蝦進行保鮮，以延長其貯藏時間，滿足人們對其高鮮度和安全性的需求成為亟待解決的問題。

本文從不同的保鮮方法出發(fā)，針對南美白對蝦的特點和人們對食品安全的需求，系統(tǒng)地探討了不同保鮮方法在南美白對蝦保鮮上的應(yīng)用。

1 低溫保鮮技術(shù)

低溫保鮮是指在溫度相對較低的環(huán)境下，對南美白對蝦進行貯藏的一種方法。該方法在水產(chǎn)品保鮮方面應(yīng)用非常廣泛，主要包括冷藏保鮮、冰溫保鮮、微凍保鮮和凍藏保鮮。

1.1 冷藏保鮮

冷藏保鮮是將南美白對蝦放置于0～4℃的條件下進行貯藏的保鮮方法。在這種溫度條件下，能抑制蝦體內(nèi)源酶和微生物活性，使蝦的新鮮度改變很小，最大程度地保持了蝦的原有品質(zhì)，并保證了其獨特的風(fēng)味[3]。但由于溫度在0℃以上，蝦體內(nèi)的微生物生長和酶的作用仍緩慢地進行著，不能較長時間地貯藏南美白對蝦，這種保鮮方法適合于短距離流通或近海作業(yè)[4]。黃曉鈺等[5]通過在冷藏期間淡水魚新鮮度變化的研究，結(jié)果表明，鯽魚經(jīng)體積分數(shù)為12%的乙醇處理，在4℃下冷藏8 d仍然保持新鮮，15 d達次新鮮。羅非魚經(jīng)乙酸食鹽溶液（ANN）處理，在2℃下冷藏12 d仍保持新鮮，20 d達次新鮮。而將淡水魚微凍1 d后，在室溫條件下不經(jīng)其他處理在保溫箱中僅可保存5 d[6]。

1.2 冰溫保鮮

冰溫保鮮是指將南美白對蝦置于0℃以下冰點以上的溫度區(qū)域，而并非凍結(jié)進行保鮮的一種方法。該技術(shù)在20世紀(jì)70年代由日本山根昭美博士發(fā)現(xiàn)，在此后的幾十年里，冰溫技術(shù)在日本取得了很大的進展，但該技術(shù)由于冰溫帶的設(shè)定、控制比較困難，技術(shù)要求高[7]，在我國基本上還停留在研究階段，有很大的發(fā)展空間。

冰溫貯藏最突出的優(yōu)勢在于可以避免因凍結(jié)而導(dǎo)致的蛋白質(zhì)變性和干耗等一系列品質(zhì)劣化現(xiàn)象，并且其貯藏期是冷藏的1.4～2.0倍[8-9]。冰溫保鮮機理[10]包括：（1）將溫度控制在冰溫帶內(nèi)以維持食品細胞的活體狀態(tài)；（2）使食品的后熟過程在特定的低溫環(huán)境下進行，能延緩與食品腐敗有關(guān)的揮發(fā)性氮類物質(zhì)的生成，同時能逐漸積累和鮮度有關(guān)的氨基酸。梁瓊等[11]在對青魚片冰溫貯藏研究中，通過對細菌總數(shù)和TVB-N及pH的測定，認為青魚片在冷藏和微凍條件下分別在實驗的第5天和第8天時已接近腐敗，而冰溫貯藏的青魚片在第11天時才接近腐敗，可見，冰溫保鮮技術(shù)與其他低溫保鮮技術(shù)相比具有較大的優(yōu)勢，但該技術(shù)在南美白對蝦保鮮中的應(yīng)用還尚待進一步發(fā)展。

1.3 微凍保鮮

微凍保鮮是將蝦類的溫度降至略低于其細胞質(zhì)液的凍結(jié)點即冰點以下（-3℃左右）的一種保鮮方法，也稱為超冷卻或部分冷凍。微凍保鮮是20世紀(jì)六七十年代在漁船上貯藏漁獲物發(fā)展起來的一種保鮮技術(shù)，相對于傳統(tǒng)冷藏，此技術(shù)能明顯延長水產(chǎn)品貨架期1.5～4.0倍[12]。熊光權(quán)等[13]通過對淡水魚微凍保鮮技術(shù)的研究，認為在（-3.0±0.1）℃下貯藏的魚體感官變化很慢，貯藏30 d后，淡水魚感官仍屬一級；又通過測定草魚、鯽魚揮發(fā)性鹽基氮、菌落總數(shù)并結(jié)合感官評定，認為草魚、鯽魚微凍保鮮30 d，這些指標(biāo)仍然能達到一級鮮度的標(biāo)準(zhǔn)。陳慶森等[14]通過具有冰核活性的菌體蛋白碎片在基圍蝦的微凍保鮮上的應(yīng)用，認為微凍保鮮后，經(jīng)感官、品質(zhì)和風(fēng)味檢測，蝦體的保存期至少可以延長20 d，且保鮮效果好，保存期長。

1.4 凍藏保鮮

南美白對蝦的凍藏保鮮是指將蝦快速降溫到中心溫度-18℃以下，然后再包冰衣進行低溫貯藏。由于凍藏溫度較低，蝦體內(nèi)各種酶活性極大地受到抑制，因此，對抑制蝦體腐敗有很好的效果。但因為凍藏溫度較低，蝦體本身的蛋白質(zhì)會發(fā)生變性，并且容易造成蝦體水分的損失，給蝦體的外觀和口味造成影響。另外，經(jīng)過凍藏的蝦體在解凍時也會造成汁液損失，影響消費者對天然食品的要求。張麗麗等[15]通過對國產(chǎn)冷凍蝦仁的質(zhì)量評價表明，經(jīng)過冷凍貯藏后的蝦仁在感官以及解凍失重率、揮發(fā)性鹽基氮等理化指標(biāo)上質(zhì)量參差不齊，整體水平較低。

2 氣調(diào)保鮮包裝技術(shù)

氣調(diào)保鮮包裝技術(shù)（MAP）是在20世紀(jì)50年代發(fā)展起來的一種保鮮技術(shù)，該技術(shù)主要是利用不同體積分數(shù)的混合氣體（CO2，N2，O2）來置換包裝內(nèi)的空氣，所以又稱為氣調(diào)包裝或置換氣調(diào)包裝[16]，是一種無防腐劑的保鮮包裝技術(shù)。

氣調(diào)保鮮包裝技術(shù)能延長生鮮食品的貨架期，已被廣泛應(yīng)用于肉類、水果、蔬菜、水產(chǎn)品等的保鮮。Rutherford等[17]通過對蝦仁、去殼蝦等在氣調(diào)狀態(tài)下貨架期的研究，發(fā)現(xiàn)氣調(diào)包裝能有效抑制腐敗菌的生長，達到延長貨架期的目的。何耀輝等[18]對草蝦不同氣體比例的氣調(diào)包裝保鮮技術(shù)進行了研究，結(jié)果表明，用純CO2的氣調(diào)包裝會在后期對蝦體外觀產(chǎn)生影響，而在V（CO2∶N2）=4∶6的混合氣體充氣氣調(diào)包裝中，在2～4℃條件下可保存草蝦長達26 d。江津津等[19]對羅氏沼蝦的氣調(diào)保鮮進行了研究，通過用配比60%CO2/30%N2/10%O2及配比 75%CO2/20%N2/5%O2的2種不同混合氣體與空氣對照組的比較，發(fā)現(xiàn)混合氣體可有效抑制微生物的生長、降低揮發(fā)性鹽基氮（TVB-N）的生成，對2組氣調(diào)包裝的羅氏沼蝦進行感官評定，其一級鮮度可保持到第6天，二級鮮度可以延續(xù)到第10天。Bak等[20]報道了氣調(diào)保鮮包裝對煮熟去殼的東方長額對蝦氧化作用的影響，結(jié)果表明，在東方長額對蝦的感官品質(zhì)、氣味、肉質(zhì)硬度等指標(biāo)上，經(jīng)過氣調(diào)保鮮包裝處理的均優(yōu)于空氣對照組。而在南美白對蝦的保鮮上，一般選擇低O2高CO2氣調(diào)，能有效防止引起蝦類黑變的酚酶氧化，在延長貨架期的同時能很好地防止蝦類黑變[21]。此外，若氣調(diào)保鮮結(jié)合其他技術(shù)（如生物保鮮劑和冰溫等）將會有更好的保鮮效果，但目前的報道還不多，因此有待進一步的研究。

3 生物保鮮劑技術(shù)

隨著時代的不斷發(fā)展，人們對南美白對蝦品質(zhì)的要求越來越高，僅僅依靠低溫、氣調(diào)和化學(xué)防腐劑等保鮮方法已經(jīng)不能滿足人們的需求，尤其是化學(xué)防腐劑的使用，安全衛(wèi)生問題成了人們關(guān)注的焦點。而利用酶制劑和微生物代謝產(chǎn)生的生物保鮮劑，因其能很好地抑制細菌生長，保持南美白對蝦良好的感官品質(zhì)，并且使用時不會造成食品安全問題，于是生物保鮮劑在南美白對蝦保鮮上的應(yīng)用近年成為研究熱點。

生物保鮮劑的種類很多，目前研究較多的生物保鮮劑可分為植物源、動物源、微生物源防腐劑以及溶菌酶類，隨著酶制劑和微生物代謝產(chǎn)生的生物保鮮劑在食品中的廣泛應(yīng)用，近年來也在水產(chǎn)品保鮮上得到初步的應(yīng)用[22]。這些保鮮劑都具有毒性低和來源豐富的特點，其中，葡萄糖氧化酶制劑、ε-聚賴氨酸、乳酸鏈球菌素（Nisin）和納他霉素不僅沒有毒性，并且還能產(chǎn)生對人體有益的物質(zhì)（如ε-聚賴氨酸在分解后能產(chǎn)生人體的必需氨基酸賴氨酸），屬于營養(yǎng)性保鮮劑，另外它們在抑菌方面有各自的特點。ε-聚賴氨酸、Nisin和納他霉素是近年來的研究熱點，并且在肉制品、乳制品等食品保鮮的應(yīng)用上已取得了初步進展，而在南美白對蝦上的應(yīng)用還不廣泛，因此，利用這些保鮮劑對南美白對蝦的保鮮進行研究具有很大的現(xiàn)實意義。

3.1 葡萄糖氧化酶制劑

葡萄糖氧化酶（Glucose Oxidase，God）是利用黑曲霉等經(jīng)過發(fā)酵后制得的高純度酶制劑，是生物領(lǐng)域最主要的酶制劑之一，在食品工業(yè)中應(yīng)用廣泛[23]。葡萄糖氧化酶最適pH為5，作用溫度30～60℃，能夠?qū)Ｒ坏匮趸?D-葡萄糖成為葡萄糖酸和過氧化氫，降低水產(chǎn)品表面的pH，抑制微生物的生長，同時消耗大量氧氣[24-25]，這樣可以有效地防止因氧化而造成的南美白對蝦的黑變及微生物污染。馬青河等[26]在對蝦類防褐變的保鮮研究上，利用葡萄糖氧化酶作為主要成分與常用抗氧劑和防腐劑對蝦進行處理，并且在冷藏和冷凍條件下對對蝦類的保鮮性能進行對比試驗，結(jié)果表明，葡萄糖氧化酶具有良好的保鮮性能，對蝦用保鮮劑浸漬處理后于4℃下冷藏保持，其二級鮮度可達120 h，-18℃條件下冷凍貯藏，其二級鮮度可保持12個月，說明葡萄糖氧化酶對阻止蝦仁的變色及酸敗有較好效果。

3.2 ε-聚賴氨酸生物保鮮劑

ε-聚賴氨酸（簡稱ε-PL）是目前天然防腐劑中具有優(yōu)良防腐性能的微生物類食品防腐劑。ε-PL最早是由日本的Shima和Sakait在白色鏈霉菌Streptomyces albulus的發(fā)酵液中分離得到的，是由25～30個賴氨酸殘基聚合而成[27]，具有強烈的抑菌能力，可作為防腐劑用于食品的保鮮。

ε-PL作為新型的天然食品保鮮防腐劑具有安全性高、抑菌譜廣、pH范圍廣、熱穩(wěn)定性好等特點[28]，因而受到人們的廣泛關(guān)注。ε-PL對革蘭氏陽性菌、革蘭氏陰性菌、酵母菌等都有很好的抑制效果，并且對一些耐熱性芽孢桿菌和病毒也有一定的抑制作用，但對霉菌抑制作用較小[29]，Shima等[30]認為，ε-PL對一些呈蝌蚪狀的非收縮性長尾噬菌體也有抑制作用。此外，ε-PL在體內(nèi)分解為人體必需的L賴氨酸。Fukutome等[31]通過慢性毒性和致癌性聯(lián)合試驗，結(jié)果表明，每天攝取的食物中ε-PL含量為6 500 μg/g屬于極安全的水平；在ε-PL添加量為20 000 μg/g時，無明顯的組織病理變化，也觀察不到可能的致癌性。Hiraki等[32]用ε-PL對小白鼠進行喂養(yǎng)，結(jié)果表明，ε-PL對老鼠生長沒有任何影響。ε-PL已于2003年10月被FDA批準(zhǔn)為安全食品保鮮劑。目前，ε-PL在日本已實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，但該保鮮劑的應(yīng)用在國內(nèi)還處在實驗室階段，ε-PL生物防腐劑的開發(fā)和生產(chǎn)還處于起步階段，而在南美白對蝦上的應(yīng)用更是一片空白，因此具有很大的研究價值。

3.3 乳酸鏈球菌素（Nisin）生物保鮮劑

乳酸鏈球菌素（Nisin）是乳酸鏈球菌產(chǎn)生的一種多肽物質(zhì)，由34個氨基酸殘基組成。1969年，國際衛(wèi)生組織和聯(lián)合國糧農(nóng)組織（FAO/WHO）就已給予國際性承認，允許乳酸鏈球菌素在食品中使用。目前，世界上已有50多個國家和地區(qū)批準(zhǔn)使用，且被越來越多的國家和地區(qū)接受。1990年1月，我國衛(wèi)生部食品監(jiān)督檢驗所簽發(fā)的證明指出：“可以科學(xué)地認為乳酸鏈球菌素作為食品防腐劑是安全的”[33]，并被正式批準(zhǔn)使用。

Nisin能有效地抑制引起肉類食品腐敗的革蘭氏陽性菌生長、繁殖，尤其對耐受低溫滅菌的梭菌和芽孢桿菌有強烈的抑制作用，是一種高效、無毒、安全、無副作用的天然食品防腐劑，被廣泛地用于乳制品、肉制品、植物蛋白食品、罐頭食品等方面。袁秋萍[34]研究表明，在香腸中添加0.13 g/kg的Nisin，能夠很好地抑制絕大多數(shù)革蘭氏陽性菌，而且產(chǎn)品色、香、味不受影響；豬肉絲中添加0.148 g/kg，可取代山梨酸鉀作防腐劑，并能提高產(chǎn)品質(zhì)量。Bane[35]研究表明，在新鮮奶中加入Nisin 30～50 IU/mL，35℃下可使其貨架期延長1倍。而在蝦類保鮮的應(yīng)用上，羅水忠等[36]研究表明，在蝦肉糜上添加乳酸鏈球菌素，能夠有效地抑制蝦肉糜中細菌的生長，并且可有效控制揮發(fā)性鹽基氮的增長，使蝦肉糜的保鮮期由2 d延長到56 d，且感官未受到影響。由于Nisin是窄譜抗菌素，它只能殺死或抑制G+菌，對于絕大多數(shù)G-菌、酵母菌和霉菌均無作用[37]，所以在應(yīng)用上常與熱處理、冰溫、化學(xué)防腐劑及其他生物保鮮劑結(jié)合使用，以獲得更好的保鮮效果。

3.4 納他霉素生物保鮮劑

納他霉素又稱霉克，是一種多烯烴大環(huán)內(nèi)酯類抗真菌劑，其分子是一種具有活性的環(huán)狀四烯化合物，含3個以上的結(jié)晶水，為無色（或奶油色）、無味的結(jié)晶粉末。納他霉素是一種很強的抗真菌試劑，在抑制酵母菌和霉菌的生長方面具有很強的效果，并且還能夠阻止絲狀真菌中黃曲霉毒素的形成[38]。

納他霉素對人體無害，很難被人體消化道吸收，而且微生物很難對其產(chǎn)生抗性，是一種天然、廣譜、高效安全的酵母菌及霉菌等絲狀真菌抑制劑，1997年我國衛(wèi)生部正式批準(zhǔn)納他霉素作為食品防腐劑。目前，該產(chǎn)品已經(jīng)在50多個國家得到廣泛使用，主要應(yīng)用于乳制品、肉制品、發(fā)酵酒、飲料等食品的生產(chǎn)和保藏，而在水產(chǎn)品特別是南美白對蝦的應(yīng)用上，目前還沒有相關(guān)文獻報道。納他霉素是國際上唯一的抗真菌生物防腐劑，其他防腐劑尚不具備這種功能[39]。

納他霉素在食品上的保鮮作用已經(jīng)取得了初步的進展。陸曉濱等[40]研究表明，在室溫較高的夏季，在醬油中添加l5 g/kg的納他霉素，可有效抑制酵母菌的生長與繁殖，防止白花的出現(xiàn)。1999年，Ciriliano-MC等[41]報道，納他霉素應(yīng)用在茶飲料，可以有效防止真菌腐敗，并使茶飲料在感官上更易于被消費者接受。在制作香腸過程中，將納他霉素懸乳液浸泡或噴涂已添好餡料的香腸表面，可有效防止香腸表面長霉[42]。由于納他霉素抑菌范圍較窄，只對真菌、霉菌等有很好的效果，所以在應(yīng)用上常與其他保鮮方法結(jié)合使用，以獲得更好的保鮮效果。

4 環(huán)境管理系統(tǒng)（EMS）保鮮技術(shù)

EMS（Environment Management System）是由國外某公司最新研制的一種保鮮裝置，該裝置能夠使空氣流過等離子氣體發(fā)生器，其內(nèi)部的短半衰期活性氧自由基中的高活性氧化物，如羥基自由基、原子氧、單線態(tài)氧和過氧亞硝基陰離子在EMS反應(yīng)室內(nèi)分解細菌、霉菌、病毒、產(chǎn)生異味的化合物和其他揮發(fā)性有機物，過氧化氫和臭氧被釋放出來進入操作間內(nèi)，降低空氣中和食品表面的微生物和異味[43]。運用一種以臭氧的體積分數(shù)為指示標(biāo)記的自動控制系統(tǒng)，可以使操作間內(nèi)的過氧化氫和臭氧維持在人體安全范圍之內(nèi)，并對人體無輻射作用，這一微生物干擾系統(tǒng)的作用已經(jīng)在易腐食品（包括水果、蔬菜、鮮花、畜類和禽類）供應(yīng)鏈初步顯現(xiàn)[43]，是一種新型的保鮮手段，對于保障食品安全具有很大的現(xiàn)實意義。

EMS技術(shù)在19世紀(jì)90年代中期起源于智利，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于智利的易腐食品（從農(nóng)場到餐桌的冷鏈）。該技術(shù)運用一個低溫等離子氣體發(fā)生器生成抗微生物活性的氧自由基，并釋放到空氣中。這種裝置不同于以低溫等離子氣體直接接觸食品進行清潔，因為等離子氣體直接接觸食品的安全性有待進一步考察[44-45]。James L等運用EMS表面和空氣清潔技術(shù)在模擬冷藏條件下，處理牛肉以抑制大腸桿菌O157∶H7和沙門氏菌生長，結(jié)果表明，經(jīng)EMS處理10 min，2種菌的菌數(shù)減少量均超過1.5 lgcfu/cm2；經(jīng)EMS處理60 min菌數(shù)減少量超過2.5 lgcfu/cm2[46]。另外，試驗顯示，經(jīng)EMS處理后的牛肉樣品沒有可察覺的臭氧或過氧化氫殘留物，試驗組和對照組（不經(jīng)過EMS處理）樣本的TBA（硫代巴比妥酸）值是接近的，二者分別為0.32和0.30。

盡管EMS裝置在限制微生物的生長方面初步取得了可喜的研究結(jié)果，但該技術(shù)在南美白對蝦上的應(yīng)用還未見報道。

5 展望

隨著生活水平的不斷提高，人們對食品安全的要求越來越高，而由于南美白對蝦屬于易腐易黑變食品，追求安全高效的保鮮方法是擺在科研工作者面前的一個難題。本文所介紹的各種保鮮方法在應(yīng)用上都比較單一，如納他霉素只對真菌和霉菌有很好的作用，而ε-聚賴氨酸對霉菌的抑制作用卻很小，所以在實際應(yīng)用中，往往不是單一地去應(yīng)用某一種保鮮方法，不同保鮮方法的復(fù)合利用、不同生物保鮮劑的復(fù)配（如納他霉素和ε-聚賴氨酸復(fù)合使用，生物保鮮劑和EMS及氣調(diào)方法的復(fù)合使用）將成為未來在南美白對蝦保鮮上深入研究的課題。

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