水產(chǎn)品非熱殺菌技術(shù)研究進(jìn)展

趙永強(qiáng),張紅杰,2,李來好,*,楊賢慶,郝淑賢,魏 涯,岑劍偉

(1.中國水產(chǎn)科學(xué)研究院南海水產(chǎn)研究所,農(nóng)業(yè)部水產(chǎn)品加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,國家水產(chǎn)品加工技術(shù)研發(fā)中心,廣東廣州 510300;2.上海海洋大學(xué)食品學(xué)院,上海 201306)

水產(chǎn)品非熱殺菌技術(shù)研究進(jìn)展

趙永強(qiáng)1,張紅杰1,2,李來好1,*,楊賢慶1,郝淑賢1,魏 涯1,岑劍偉1

(1.中國水產(chǎn)科學(xué)研究院南海水產(chǎn)研究所,農(nóng)業(yè)部水產(chǎn)品加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,國家水產(chǎn)品加工技術(shù)研發(fā)中心,廣東廣州 510300;2.上海海洋大學(xué)食品學(xué)院,上海 201306)

本文綜述了國內(nèi)外水產(chǎn)品非熱殺菌技術(shù)研究進(jìn)展,介紹了超高壓殺菌、臭氧殺菌、酸性電解水殺菌、輻照殺菌、高密度CO2殺菌和生物殺菌等非熱殺菌技術(shù)的作用原理、特點(diǎn)及其在水產(chǎn)品加工中的應(yīng)用進(jìn)展,并分析了非熱殺菌技術(shù)的發(fā)展趨勢,為其在水產(chǎn)品加工貯藏中的應(yīng)用推廣提供參考。

非熱殺菌,水產(chǎn),應(yīng)用,進(jìn)展

水產(chǎn)品味道鮮美,營養(yǎng)價值高,是人類動物蛋白質(zhì)的重要來源之一。水產(chǎn)品的腐敗變質(zhì)通常是由微生物引起的,微生物在適宜的環(huán)境條件下快速生長繁殖,分解利用水產(chǎn)品的蛋白質(zhì)、氨基酸及一些含氮物產(chǎn)生氨和三甲胺等一系列腐敗產(chǎn)物。傳統(tǒng)的熱殺菌方式雖可殺滅微生物,但是在殺菌過程中也會導(dǎo)致水產(chǎn)品中營養(yǎng)成分的流失,并且會使其風(fēng)味、色澤和口感等特性發(fā)生變化。與傳統(tǒng)的殺菌方式比較,超高壓殺菌等非熱殺菌技術(shù)不僅可以殺死微生物,而且較好保持了水產(chǎn)品原有的營養(yǎng)成分、風(fēng)味、色澤、口感和新鮮度,具有明顯優(yōu)勢。

國外對非熱殺菌技術(shù)的應(yīng)用研究由來已久,如超高壓在食品工業(yè)上的應(yīng)用是由日本京都大學(xué)林立丸教授于1986年提出的[1]。許多國家也都對一些非熱殺菌技術(shù)的原理、方法、技術(shù)細(xì)節(jié)及應(yīng)用前景進(jìn)行了廣泛的研究,并且研究的深度和廣度正在不斷擴(kuò)大。我國對非熱殺菌技術(shù)的研究起步較晚,但憑借著科技的進(jìn)步以及非熱殺菌處理食品的顯著優(yōu)點(diǎn),近年來非熱殺菌技術(shù)在水產(chǎn)品領(lǐng)域的應(yīng)用得到了迅速發(fā)展。非熱殺菌技術(shù)在水產(chǎn)品加工中的應(yīng)用越來越受到我國科研工作者的重視。

本文主要介紹了超高壓殺菌、臭氧殺菌、酸性電解水殺菌、輻照殺菌、高密度CO2殺菌和生物殺菌等非熱殺菌技術(shù)的作用原理和特點(diǎn)及研究進(jìn)展,旨在為其在水產(chǎn)品加工貯藏中的應(yīng)用推廣提供參考。

1 超高壓殺菌技術(shù)

超高壓殺菌技術(shù)(ultra-high pressure processing,UHP)是指將食品物料經(jīng)軟包裝后放入液體介質(zhì)(如水等)中,使用100～1000MPa壓力在常溫或低溫條件下作用一段時間,從而達(dá)到殺菌的目的[2]。超高壓殺菌技術(shù)的殺菌機(jī)理是高壓會影響細(xì)胞形態(tài),導(dǎo)致菌體細(xì)胞壁和細(xì)胞膜的破裂,進(jìn)而造成菌體內(nèi)成分泄露[2]。同時,超高壓會使微生物內(nèi)部蛋白質(zhì)非共價鍵斷裂,從而導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性,致使微生物內(nèi)部組織被破壞[3]。此外,超高壓還會導(dǎo)致酶全部或部分失活[2]。這些因素綜合作用導(dǎo)致了微生物的死亡。

超高壓殺菌技術(shù)對幾乎所有的細(xì)菌、霉菌和酵母菌均具有殺滅作用。近年來,超高壓殺菌技術(shù)在水產(chǎn)品加工方面的應(yīng)用已成為國內(nèi)外的研究熱點(diǎn)。Erkan等[4]研究了超高壓殺菌處理對大西洋鯛(Sparusaurata)品質(zhì)和貨架期的影響,結(jié)果表明3℃下,經(jīng)250MPa壓力處理5min的大西洋鯛在4℃下貯藏,其貨架期與未經(jīng)處理的對照組相比延長了3～5d,且保持了良好的風(fēng)味和質(zhì)構(gòu)。Kaur等[5]在室溫(25±2)℃條件下,采用不同壓力處理黑虎蝦(Penaeusmonodon)5min后于(2±0.5)℃條件下貯藏,研究處理后黑虎蝦的品質(zhì)及貨架期變化。結(jié)果表明:最佳處理壓力為435MPa,該壓力下室溫處理黑虎蝦5min,其鮮度、質(zhì)構(gòu)及色差等品質(zhì)保持較好,貨架期由對照組的5d延長至15d。Leon等[6]研究了超高壓對牡蠣(Crassostreagigas)中諾如病毒(Norovirus)的影響,結(jié)果表明高壓可以顯著的使對人有致命危害的諾如病毒失活。宋吉昌等[7]研究了超高壓對新鮮海蝦(Fenneropenaeuschinensis)的滅菌效果,結(jié)果表明,在壓力為400MPa,處理時間為15min的條件下,對海蝦重復(fù)加壓3次可殺滅海蝦中99.3%的微生物。張曉敏等[8]對新鮮牡蠣的超高壓加工技術(shù)進(jìn)行了研究,結(jié)果表明,超高壓處理對牡蠣具有明顯的殺菌效果,處理壓力400MPa,處理時間20min,加壓2次時滅菌效果最好,且該條件下牡蠣原有品質(zhì)得到了較好的保持。

大量研究結(jié)果表明超高壓殺菌技術(shù)可顯著延長水產(chǎn)品貨架期,保持并改善水產(chǎn)品品質(zhì),具有廣闊的開發(fā)利用前景。超高壓處理液體介質(zhì)時是個瞬間過程且僅針對性破壞分子中的非共價鍵,在此過程中高壓對肽段和蛋白質(zhì)等高分子物質(zhì)以及維生素、色素和風(fēng)味物質(zhì)等低分子物質(zhì)的共價鍵無任何影響,可較好保持水產(chǎn)品原有的營養(yǎng)價值、色澤和風(fēng)味[9]。此外,超高壓殺菌還具有高效、無污染和滅菌均勻等優(yōu)點(diǎn);而過高的壓力使得能耗增加,且對設(shè)備要求過高,導(dǎo)致該技術(shù)成本提高,一定程度上影響了其推廣。

2 臭氧殺菌技術(shù)

臭氧可以在短時間內(nèi)殺死絕大多數(shù)微生物,并且殺菌后多余的臭氧最終會被還原為氧氣,不會造成殘留及污染,相比于其他化學(xué)消毒劑(如次氯酸鈉水等)優(yōu)勢顯著。早在20世紀(jì)初期,國外學(xué)者就開始了臭氧在食品殺菌和保鮮中的應(yīng)用研究工作。Crowe等[13]用1.5mg/L的臭氧對新鮮的大西洋鮭魚(Salmosalar)片進(jìn)行噴霧處理后,儲藏在5℃的溫度下,結(jié)果表明,與對照組相比臭氧處理后鮭魚片中英諾克李斯特氏菌(Listeriainnocua)的數(shù)量明顯減少,且鮭魚片的貨架期得到了顯著延長。Chawla等[14]將新鮮去皮蝦分別在1、2、3mg/L的臭氧水中各浸泡20、40、60s,結(jié)果表明浸泡在3mg/L臭氧水中60s時殺菌效果最好,在此條件下去皮蝦的總好氧菌數(shù)下降顯著,其中假單胞菌(Pseudomonas)的數(shù)量下降最多。Chen等[15]對經(jīng)臭氧水處理的牡蠣的質(zhì)量、貨架期和微生物數(shù)量進(jìn)行了研究,結(jié)果表明經(jīng)臭氧處理過的牡蠣貨架期可以達(dá)到20～25d,而對照組只有5～10d,且經(jīng)臭氧處理過的牡蠣的總揮發(fā)性鹽基氮(TVB-N)和硫代巴比妥酸(TBA)等質(zhì)量指標(biāo)均優(yōu)于對照組,這說明臭氧水可有效延長貨架期和保持牡蠣原有品質(zhì)。由于臭氧殺菌技術(shù)的優(yōu)越性,國內(nèi)對其的研究也相對較多。刁石強(qiáng)等[16]使用冰溫臭氧水對新鮮鳀(Engraulisjaponius)的保鮮效果進(jìn)行了研究,結(jié)果表明-1.1～0℃冰溫條件下,2～3mg/L的臭氧水可有效地抑制細(xì)菌生長繁殖,延緩鳀的腐敗變質(zhì),與普通冰藏對照組相比,貨架期可延長1～2d。孫繼英等[17]在魷魚分割過程中分別使用了殼聚糖、固體二氧化氯(ClO2)、次氯酸鈉(NaClO)、食品級過氧化氫(H2O2)、檸檬酸和臭氧水(O3)6種減菌劑對魷魚進(jìn)行減菌化處理,并研究了這些減菌化處理方式對產(chǎn)品質(zhì)量的影響,結(jié)果表明:經(jīng)4mg/L的臭氧水浸泡8min的魷魚減菌效果最為顯著,且臭氧水對產(chǎn)品感官品質(zhì)和色澤影響最小。

大量前期研究表明,臭氧處理可顯著降低食品中微生物菌群的種類及數(shù)量,延長產(chǎn)品貨架期。由于臭氧水處理通常采用噴霧和浸泡的方式進(jìn)行,便于加工過程中的連續(xù)化操作,因此臭氧作為一種安全和有效的抗菌劑已廣泛應(yīng)用于水產(chǎn)品工業(yè)中。此外,臭氧在水產(chǎn)品加工應(yīng)用中除了具有殺菌作用外,還具有漂白和去異味等輔助功能[18]。

3 酸性電解水殺菌技術(shù)

酸性電解離子水(Acidic electrolyzed water)是一種新型機(jī)能水,它是通過電解水生成裝置電解含HCl或HC1和NaC1混合液的電解質(zhì)而生成的具有殺菌功效的功能水[19-20]。目前,對于酸性電解水的殺菌機(jī)理方面的研究較多,有關(guān)酸性電解水的主導(dǎo)殺菌因素主要包括pH、氧化還原電位(Oxidation reduction potential,ORP)、活性氧和有效氯殺菌等。近年來人們普遍認(rèn)為其殺菌能力是以有效氯殺菌為主,其它各個殺菌因素(pH、ORP及活性氧)協(xié)同作用的結(jié)果[21]。另外,一些學(xué)者認(rèn)為微生物的細(xì)胞壁和細(xì)胞膜被破壞也是酸性電解水殺菌的主要機(jī)理之一,有關(guān)電解水殺菌的具體機(jī)理尚無定論,有待于進(jìn)一步研究與探討[22-23]。

酸性電解水作為新型的安全環(huán)保消毒劑,適合用于生鮮水產(chǎn)品的殺菌保鮮。Phuvasate等[24]研究了酸性電解水對大西洋鮭魚和金槍魚(Thunnusalbacares)魚皮組胺產(chǎn)生菌的殺菌效果,使用酸性電解水浸泡大西洋鮭魚120min能分別減少大西洋鮭魚魚皮表面產(chǎn)氣腸桿菌(Enterobacteraerogenes)和摩氏摩根菌(Morganellamorganii)1.3、2.2lg(CFU/cm2);使用酸性電解水冰處理金槍魚24h能分別減少金槍魚魚皮表面產(chǎn)氣腸桿菌和摩氏摩根菌2.4、3.5lg(CFU/cm2),酸性電解水可作為魚捕撈后的一種有效殺菌方式。Wang等[25]使用酸性電解水冰在黑暗條件下處理南美白對蝦(Litopenaeusvannamei)24h,總菌數(shù)減少了1.5lg(CFU/g),且有效的抑制了總揮發(fā)性鹽基氮的形成和減小了pH的變化,取得了很好的殺菌保鮮效果。周然等[26]研究了冷藏條件下(4℃)電解水對河豚魚(Takifuguobscurus)的保鮮效果,結(jié)果表明電解水能夠顯著的減少細(xì)菌總數(shù),且貯藏過程中揮發(fā)性鹽基氮(TVB-N)、pH和硫代巴比妥酸值(TBA)等指標(biāo)均有所下降,河豚魚貨架期由原來的4d延長到6d。高萌等[27]研究表明-18℃凍藏條件下,pH4.5酸性電解水鍍冰衣可顯著降低金槍魚肉中的細(xì)菌總數(shù)和大腸桿菌(Escherichiacoli)數(shù)量。謝軍等[28]應(yīng)用PCR-DGGE技術(shù)監(jiān)測了20℃及50℃溫度條件下酸性電解水對蝦的殺菌效果,結(jié)果顯示50℃下酸性電解水對蝦具有較好的殺菌效果,蝦總菌數(shù)減少了1.44lg(CFU/g)。

酸性電解水殺菌技術(shù)具有廣譜高效、安全環(huán)保、電解水生成裝置結(jié)構(gòu)比較簡單及生產(chǎn)成本相對較低的優(yōu)點(diǎn)。酸性電解水作為一種新型殺菌劑,具有廣闊的應(yīng)用前景。目前,酸性電解水在國內(nèi)正在得到推廣和使用,但主要還是處于實(shí)驗(yàn)研究階段,全面推廣和使用尚需時日。

4 輻照殺菌技術(shù)

輻照殺菌通常是指利用一定劑量波長極短的電離射線對食品進(jìn)行照射殺菌[29]。在食品殺菌中常用的射線有χ-射線、γ-射線和電子射線。其中,γ-射線的穿透力很強(qiáng),適合于完整食品及各種包裝食品的內(nèi)部殺菌處理[30],水產(chǎn)品的加工中通常采用γ-射線進(jìn)行輻照處理。輻照殺菌機(jī)理主要有輻照產(chǎn)生的直接和間接效應(yīng)兩個方面。直接效應(yīng)是指微生物細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)受到高能射線照射后發(fā)生了電離和化學(xué)作用,使細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)形成了離子、激發(fā)態(tài)或分子碎片。間接效應(yīng)是水分在受到高能射線輻射后,電離產(chǎn)生了各種游離基和過氧化氫,這些物質(zhì)再與細(xì)胞內(nèi)其它物質(zhì)相互反應(yīng),生成了與細(xì)胞內(nèi)原始物質(zhì)不同的化合物。這兩種效應(yīng)共同作用阻礙了微生物細(xì)胞內(nèi)的一切生命活動,導(dǎo)致細(xì)胞死亡,從而達(dá)到殺菌目的[30]。

目前,國內(nèi)外對水產(chǎn)品的輻照殺菌均開展了大量的研究工作。Lee等[31]使用了不同劑量的γ-射線(0、3、5、7、10kGy)對半干秋刀魚(Cololabisseira)進(jìn)行輻照殺菌處理,結(jié)果表明,隨著輻照劑量的加大,秋刀魚總的菌落數(shù)逐漸減少,當(dāng)輻照劑量在7～10kGy時,殺菌效果最佳,并且感官評價的結(jié)果并沒有因進(jìn)行輻照殺菌而變差。Abreu等[32]研究了不同輻照劑量的γ-射線(0、2、4、6kGy)對南美白對蝦上O1型霍亂弧菌(VibriocholeraeO1)和沙門氏菌(Salmonellaenteridis)的殺菌效果,研究結(jié)果表明6kGy劑量的輻照可以非常有效的殺滅蝦上攜帶的O1型霍亂弧菌和沙門氏菌。Suklim等[33]將藍(lán)蟹(Portunaspelagicus)肉塊分別進(jìn)行2、4、6kGy劑量的γ-射線輻照處理,結(jié)果顯示采用2、4、6kGy輻照劑量對應(yīng)的藍(lán)蟹肉塊上攜帶的單細(xì)胞增生李斯特菌(Listeriamonocytogenes)數(shù)分別減少了5.35、6.65、7.56個對數(shù)級,低劑量的輻照殺菌可以在不影響藍(lán)蟹質(zhì)量和安全的同時達(dá)到較好的殺菌效果。崔生輝等[34]利用0～10kGy的輻照劑量分別對真空包裝的鯽魚、針魚和皮蝦的殺菌效果和貨架期進(jìn)行了研究,研究結(jié)果表明在4℃的冷藏條件下,以上三種水產(chǎn)品的貨架期與輻照劑量呈正相關(guān)。劉春泉等[35]以微生物指標(biāo)研究了出口冷凍蝦仁的輻照殺菌效果,結(jié)果表明3～5kGy的輻照劑量可以殺滅冷凍蝦仁所攜帶的99%以上的微生物,經(jīng)輻照處理的蝦仁在-7℃的溫度下貨架期可以延長6個月。

對水產(chǎn)品進(jìn)行輻照殺菌的殺菌劑量要在安全劑量范圍內(nèi),否則會對消費(fèi)者的身體健康造成威脅。我國冷凍水產(chǎn)品輻照殺菌工藝的農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(NY-T1256-2006)規(guī)定了冷凍水產(chǎn)品的輻照工藝劑量為4～7kGy[36]。輻照殺菌技術(shù)具有穿透力強(qiáng)、殺菌效果好、無殘留和易操控等特點(diǎn),但放射線同樣對人體有害,這就要求操作人員在殺菌處理過程中做好防護(hù)措施。

5 高密度CO2殺菌技術(shù)

高密度CO2技術(shù)(dense phase carbon dioxide,DPCD)是指在壓力小于50MPa的條件下,利用高密度CO2的分子效應(yīng)達(dá)到殺菌和鈍化酶的作用,該技術(shù)是一種新型的非熱殺菌技術(shù)[37]。目前DPCD殺菌技術(shù)的作用機(jī)理尚未明確,現(xiàn)有研究認(rèn)為高密度CO2產(chǎn)生的分子效應(yīng)會導(dǎo)致以下幾個方面的影響:降低食物的pH[38-39];CO2分子和碳酸氫鹽離子對微生物細(xì)胞具有抑制作用[40];對細(xì)胞膜的物理性破壞[39];改變細(xì)胞膜通透性[40-41];鈍化酶和孢子活性[42]等,這些因素的綜合作用達(dá)到殺菌的效果。

基于DPCD技術(shù)的以上特點(diǎn),目前其主要應(yīng)用于牛奶、果蔬汁和全蛋液等液態(tài)食品的殺菌。DPCD技術(shù)應(yīng)用于水產(chǎn)品的研究仍然相對較少,目前主要集中在對于貝類和蝦的殺菌研究。Meujo等[43]在10.0MPa,37℃的條件下對新鮮牡蠣進(jìn)行高密度CO2殺菌處理30min,總的菌落數(shù)下降了2個對數(shù)級;在17.2MPa,60℃的條件下對新鮮牡蠣處理60min,總的菌落數(shù)下降了3個對數(shù)級,結(jié)果表明DPCD對新鮮牡蠣殺菌效果顯著。國內(nèi)的張良等[44]也采用高密度CO2技術(shù)對牡蠣的殺菌效果進(jìn)行了研究,并利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對DPCD殺菌工藝參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化,研究結(jié)果表明:在45或55℃和15MPa條件下,直接對牡蠣肉進(jìn)行高密度CO2處理30min,其殺菌效果與100℃沸水煮2min相當(dāng),菌落總數(shù)下降了3.0個對數(shù)以上。劉書成等[45]研究了高密度CO2處理對凡納濱對蝦優(yōu)勢腐敗菌(Chryseobacteriumsp.LV1)的殺菌效果,結(jié)果表明DPCD在30～55℃、5～25MPa和5～60min的條件范圍內(nèi),溫度越高、壓力越大、時間越長,對優(yōu)勢腐敗菌的殺菌效果越好,在45℃和15MPa條件下高密度CO2處理30min菌落總數(shù)下降5個對數(shù)級,達(dá)到了理想的殺菌效果。呂妙兄等[46]對高密度CO2處理皺紋盤鮑(Haliotisdiscushannai)的殺菌效果進(jìn)行了研究,在5～25MPa、40～50℃、10～50min的條件范圍內(nèi)對皺紋盤鮑進(jìn)行高密度CO2處理,均可達(dá)到理想的殺菌效果,在20MPa和45℃條件下DPCD處理40min的殺菌效果(對數(shù)下降3.46)與沸水煮2min的殺菌效果(對數(shù)下降3.59)相當(dāng)。

DPCD技術(shù)具有可以保持食品原有品質(zhì)、無污染和殺菌效果好等優(yōu)點(diǎn)。但該技術(shù)在固態(tài)食品中的應(yīng)用還存在較多問題,如持續(xù)化操作受限、CO2的擴(kuò)散率較差和處理后的包裝問題等[37]。

6 生物殺菌技術(shù)

生物殺菌技術(shù)是指利用生物保鮮劑的抗菌作用來延長食品貨架期的殺菌保鮮技術(shù)。生物保鮮劑是指從動植物、微生物中提取的天然的或利用生物工程技術(shù)改造而獲得的對人體安全的保鮮劑[47]。

不同特性的生物保鮮劑對水產(chǎn)品作用時的殺菌保鮮機(jī)理也并不是完全相同的。總結(jié)起來可以概括為以下幾類:茶多酚和魚精蛋白等生物保鮮劑含有抗菌活性物質(zhì),具有抗菌作用[48-49];有些生物保鮮劑如乳酸鏈球菌素(Nisin)和葡萄糖氧化酶等具有抗氧化作用[50];茶多酚和植酸等生物保鮮劑具有抑制酶活的功效[51];還有一類生物保鮮劑比如蜂膠和殼聚糖等可以在食品的表面形成一層保護(hù)膜,阻礙腐敗微生物的侵入,達(dá)到保鮮目的[52-53]。生物保鮮劑通常是多種殺菌機(jī)理同時作用達(dá)到保鮮目的。

目前,生物殺菌技術(shù)在水產(chǎn)品上的應(yīng)用已經(jīng)得到了廣泛研究。在水產(chǎn)品殺菌中應(yīng)用較多的生物保鮮劑有茶多酚、溶菌酶、乳酸鏈球菌素和殼聚糖等。Feng等[54]研究了茶多酚結(jié)合臭氧水對黑鯛(Sparusmacrocephalus)的保鮮作用,將茶多酚溶液(0.2%,w/v)涂抹在黑鯛表面,用1mg/L的臭氧水清洗后置于4℃的溫度下貯藏,結(jié)果發(fā)現(xiàn)茶多酚可以顯著的減少微生物總菌數(shù),與對照組相比,經(jīng)茶多酚涂抹的黑鯛的貨架期延長了6d。一般情況下,溶菌酶涂抹在水產(chǎn)品表面,就可起到防腐保鮮的效果。Enrique等[55]研究了溶菌酶對南美白對蝦的殺菌作用,結(jié)果發(fā)現(xiàn)溶菌酶對溶藻弧菌(Vibrioalginolyticus),副溶血性弧菌(Vibrioparahemolyticus)和霍亂弧菌(Vibriocholerae)三種革蘭氏陰性弧菌具有明顯的殺菌效果。對于蝦病原菌溶藻弧菌和副溶血性弧菌的殺菌效果尤為顯著。焦云鵬[56]對Nisin在魚丸中的應(yīng)用進(jìn)行了研究,結(jié)果表明在魚丸中添加0.15、0.20g/kg Nisin時,可有效的減少細(xì)菌總數(shù),對大腸桿菌的殺菌效果非常明顯,并且在延長貨架期的同時,保持了魚丸原有的感官品質(zhì),起到了很好的殺菌保鮮效果。Gómez-Estaca等[57]對殼聚糖結(jié)合香精油對鱈魚(Gadusmorhua)表面的抗菌效果進(jìn)行了研究,結(jié)果起到了明顯的殺菌抑菌作用,鱈魚的貨架期得到了延長。

為解決單一生物保鮮劑不能夠達(dá)到預(yù)期保鮮效果的問題,可將不同功能特性生物保鮮劑按一定比例混合成復(fù)合型生物保鮮劑,通過相互之間的協(xié)同作用提高水產(chǎn)品的保鮮效果。Li等[58]將0.2%茶多酚和1.5%殼聚糖復(fù)合涂抹在大黃魚(Pseudosciaenacrocea)的表面后在4℃進(jìn)行冷藏,與對照組相比,經(jīng)復(fù)合保鮮處理的大黃魚保持了良好的質(zhì)量并且貨架期延長了8～10d。單獨(dú)使用溶菌酶時,由于其具有專一性使微生物的芽孢不能被殺死,而Nisin與溶菌酶的復(fù)合使用可以使這一問題得到解決。顧仁勇[59]使用Nisin與溶菌酶復(fù)合保鮮劑對斑點(diǎn)叉尾鲴(Ictaluruspunctatus)魚片進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),將魚片浸泡在0.5% Nisin、0.3%溶菌酶和3.0%維生素C復(fù)合液中30s后,在0℃的溫度下冷藏,其貨架期達(dá)到21d,與對照組相比延長了12d。

生物殺菌具有低劑量、強(qiáng)殺菌、安全無毒和藥效持久等優(yōu)點(diǎn),生物保鮮劑的使用,消除了使用化學(xué)防腐劑帶來的安全隱患。隨著人們對食品安全意識的不斷增強(qiáng),使用生物保鮮劑代替?zhèn)鹘y(tǒng)化學(xué)防腐劑將是發(fā)展的趨勢。生物保鮮劑的開發(fā)成本較高,這在一定程度上影響了其推廣應(yīng)用。

7 總結(jié)與展望

除上述殺菌技術(shù)之外,還有一些其他的非熱殺菌技術(shù)應(yīng)用于水產(chǎn)品加工工業(yè),如高壓脈沖電場殺菌技術(shù)、微波殺菌技術(shù)、脈沖強(qiáng)光殺菌技術(shù)、紫外線殺菌技術(shù)和柵欄技術(shù)等。綜合比較以上幾種非熱殺菌技術(shù),臭氧殺菌技術(shù)憑借其便于連續(xù)化操作和廣譜高效的特點(diǎn)在水產(chǎn)品加工中應(yīng)用較為廣泛;超高壓殺菌技術(shù)可以瞬間殺菌且滅菌均勻,較為廣譜高效;生物殺菌技術(shù)采用生物保鮮劑代替了傳統(tǒng)的化學(xué)防腐劑,較為安全。

與傳統(tǒng)的熱殺菌方式相比較,上述非熱殺菌技術(shù)優(yōu)勢明顯。不僅克服了傳統(tǒng)熱殺菌無法保持水產(chǎn)品原有品質(zhì)的不足,而且殺菌處理過后無化學(xué)物質(zhì)殘留,安全衛(wèi)生,更好地滿足了消費(fèi)者對于水產(chǎn)品的需求。非熱殺菌技術(shù)在水產(chǎn)品加工貯藏領(lǐng)域展現(xiàn)出了非常廣闊的前景。

雖然非熱殺菌技術(shù)優(yōu)勢明顯,但在應(yīng)用推廣過程中存在著諸多問題。首先,就我國當(dāng)前的研究現(xiàn)狀而言,多數(shù)研究尚處于實(shí)驗(yàn)研究階段,大規(guī)模的推廣應(yīng)用極少,有些技術(shù)(如:酸性電解水殺菌和高密度CO2技術(shù)等)殺菌機(jī)理尚不明確,這些都限制了它們的推廣應(yīng)用;其次,有些非熱殺菌技術(shù)成本高、對設(shè)備要求高,限制了該技術(shù)的推廣。因此,為解決非熱殺菌技術(shù)在推廣過程中遇到的困難,筆者認(rèn)為今后研究應(yīng)注重以下幾點(diǎn):要加強(qiáng)基礎(chǔ)理論研究,特別是殺菌機(jī)理、適用條件和影響因素的研究;合理運(yùn)用基礎(chǔ)理論,研發(fā)新設(shè)備,盡可能地降低生產(chǎn)成本;進(jìn)行多種技術(shù)復(fù)合殺菌研究,提高殺菌效果;探索研究更多的非熱殺菌技術(shù),開拓非熱殺菌技術(shù)在水產(chǎn)品加工貯藏領(lǐng)域的應(yīng)用。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,非熱殺菌技術(shù)將在水產(chǎn)品加工過程中得到越來越多的應(yīng)用。

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Non-thermal sterilization technologies and its application in processing of aquatic products

ZHAO Yong-qiang1,ZHANG Hong-jie1,2,LI Lai-hao1,*,YANG Xian-qing1,HAO Shu-xian1,WEI Ya1,CEN Jian-wei1

(1.Key Laboratory of Aquatic Product Processing,Ministry of Agriculture;National R&D Center for Aquatic Product Processing;South China Sea Fisheries Research Institute,Chinese Academy of Fishery Science,Guangzhou 510300,China;2.College of Food Science and Technology,Shanghai Ocean University,Shanghai 201306,China)

The research progress in non-thermal sterilization technologies in the processing of aquatic products was reviewed in this paper. The essay mainly introduced the principles,features and application of several non-thermal sterilization technologies in the processing of aquatic products,such as ultra-high pressure technology,ozone sterilization,acidic electrolyzed water sterilization,irradiation sterilization,dense phase carbon dioxide sterilization and biology sterilization. Finally,the prospects of non-thermal sterilization technologies were briefly discussed. The article is hoped to offer beneficial reference for the future application research and the wider application of non-thermal sterilization technologies in the processing of aquatic products.

non-thermal sterilization;aquatic products;application;progress

2014-09-03

趙永強(qiáng)(1985-)，男，博士，助理研究員，從事水產(chǎn)品加工及質(zhì)量安全研究。

*通訊作者:李來好(1963-)，男，博士，研究員，從事水產(chǎn)品加工與質(zhì)量安全研究。

國家自然科學(xué)基金(31401563，31271957)；中央級公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金項(xiàng)目(2014TS06)；國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)資金(CARS-49)；國家“十二五”科技支撐計劃項(xiàng)目(2012BAD28B00)；廣東省教育部產(chǎn)學(xué)研結(jié)合示范基地項(xiàng)目(2011B090500015)；廣東省漁業(yè)科技推廣專項(xiàng)(B201300C03)。

TS254.4

A

1002-0306(2015)11-0394-06

10.13386/j.issn1002-0306.2015.11.071