水產(chǎn)品保鮮技術研究現(xiàn)狀及應用進展

吳鎖連，康懷彬，李冬姣

摘要：水產(chǎn)品營養(yǎng)價值高，深受消費者青睞，但是內源酶活性強，攜有大量微生物，易腐敗變質，影響水產(chǎn)品的貯藏、流通及營銷各環(huán)節(jié)，因此水產(chǎn)品保鮮技術的研究就顯得非常迫切。本文從物理、化學及生物保鮮三個角度分析水產(chǎn)品保鮮技術的研究現(xiàn)狀及進展，指出其中存在的一些問題及未來發(fā)展趨勢。

關鍵詞：水產(chǎn)品;保鮮;品質

中圖分類號：S983 ? ?文獻標識碼：A

中國水產(chǎn)資源豐富，是全球最大的水產(chǎn)品養(yǎng)殖與出口國。水產(chǎn)品水分含量高，蛋白質和不飽和脂肪酸穩(wěn)定性較差，易引起品質劣變，降低食用品質和商業(yè)價值。中國每年水產(chǎn)品損失率高達15%左右，而歐美等發(fā)達國家平均損失率僅為2%～5%[1]，由此可見，水產(chǎn)品保鮮技術已經(jīng)制約了中國水產(chǎn)行業(yè)的健康發(fā)展。而先進的保鮮技術有利于水產(chǎn)品遠距離運輸、貯藏和反季銷售，提高市場競爭力。因此選擇和優(yōu)化水產(chǎn)品保鮮技術，延長貨架期，一直是國內外學者關注的焦點。

1 ?水產(chǎn)品品質變化原理

水產(chǎn)品通過糖酵解反應降低pH值，ATP分解升高體溫，導致蛋白質變性和肌原纖維收縮進入僵直期。隨后內源酶水解蛋白質，肌肉松弛軟化進入解僵和自溶期。蛋白質水解生成的代謝物又為微生物的生長提供營養(yǎng)，加速魚體腐敗變質。不飽和脂肪酸氧化分解生成的有機物，與蛋白質、磷脂等反應生成色素和熒光產(chǎn)物，引起水產(chǎn)品風味和感官品質變化。

2 ?水產(chǎn)品保鮮技術

為提高水產(chǎn)品鮮度，釆用物理、化學或生物技術抑制內源酶和微生物，延長保質期。

2.1 ?物理保鮮

采用物理方法抑制或殺滅水產(chǎn)品中微生物，分為低溫保鮮與冷殺菌保鮮。

2.1.1 ?低溫保鮮

采用低溫抑制水產(chǎn)品微生物生長及內源酶活性，延長貨架期。低溫保鮮主要為冰藏、冰溫、微凍、凍結等保鮮技術。

2.1.1.1 ?冰藏保鮮

冰藏保鮮以冰為介質，將魚體溫度下降到貼近冰點，但不凍結的保鮮方式，溫度為0℃～4℃。冰藏保鮮有兩種方式，即干冰法與水冰法。干冰法是把碎冰撒在魚層上面，層冰層魚方式保鮮或者把碎冰和魚混拌。融化后的冰水能清洗魚體表面，防止氧化及干燥，但也存在魚與冰接觸不良、下層魚易壓爛等缺點，適合漁船運輸中暫時貯藏。水冰法是將新鮮的魚體浸漬于淡水0℃（海水-1℃）左右的冰水混合物中冷卻保鮮，適用于死后僵直快或漁獲量集中、品種相對單一的圍網(wǎng)捕撈漁船，魚與水的比例為7∶3。水冰法降溫快，但長時間浸泡會使水產(chǎn)品膨脹增重，含鹽量增加，冷卻到0℃時可取出，改干冰法冷藏。有學者將抑菌氣體聯(lián)合冷海水保鮮，劉書來等[2]采用CO2冷海水浸泡南美白對蝦，實驗顯示貯藏8d，蝦的TVB-N為19.5 mg/100g，K值為20.3%，同時延緩蝦體褐變。

2.1.1.2 ?冰溫保鮮

冰溫保鮮采用0℃到魚體冰點之間的溫度進行保鮮的方式，溫度為0℃～2℃，適用于成熟度較高及冰點較低的魚體。冰溫保鮮能維持魚體活體性質，但是極小的溫度波動也會生成較大、不均勻的冰晶，損傷肌原纖維，精確控溫是其技術難點。日本上世紀就研發(fā)出冰溫保鮮冰箱和以蓄冷壁為核心的冰溫庫，±0.5℃波動。冰點調節(jié)劑能下調魚體冰點，拓展冰溫帶。米紅波[3]研究低溫條件下，5%NaCl、+5%CaCl2、+2.5%山梨醇復配的化學冰點調節(jié)劑對中國對蝦的保鮮效果，實驗顯示：冰溫貯藏8 d，TVC、TVB-N、TMA-N值與感官指標均在可接受范疇內，肌肉微觀結構接近于新鮮。冰溫和其他保鮮方法聯(lián)用，提高產(chǎn)品品質。龔婷[4]在冰溫條件下，以3%食鹽+0.6%蔗糖為冰點調節(jié)劑，3%檸檬酸減菌處理后，采用70%CO2+30%N2氣調包裝，能抑制草魚片中微生物生長及質量劣變，保鮮期延長至40 d。

2.1.1.3 ?微凍保鮮

微凍保鮮采用略低于魚體凍結點以下的一種輕度凍結保鮮技術，溫度為-2℃～-3℃。與冷藏和冰溫相比，微凍克服了高溫冷藏中組織代謝老化，高志立等[5]研究低溫條件下帶魚的保鮮效果，實驗表明：冷藏、冰溫和微凍條件下，帶魚保鮮期分別為5 d、7 d、18 d，微凍保鮮期是冰溫的2.6倍、冷藏的3.6倍。相對于冷凍，微凍避免了低溫冷凍中冰晶損傷組織結構，劉美華[6]切片觀察低溫貯藏30天的大黃魚，發(fā)現(xiàn)溫度越低魚體組織損壞越大，魚肉凍結率越高（-3℃、-6℃、-20℃凍結率分別為30%、65%、90%），生成的冰晶面積越大。魚體因凍結膨脹產(chǎn)生的內壓擠壓肌肉組織，導致肌原纖維失水收縮產(chǎn)生空洞;微凍魚體冰晶細小均勻，組織損傷較低。微凍與其他保鮮法聯(lián)合，利用柵欄因子效應的保鮮效果更好，范文教等[7]在4℃條件下，0.1%茶多酚浸漬鰱魚90 min后，置于-3℃貯藏，實驗表明：魚體感官指標下降緩慢，TVC、pH、TVB-N、TBA、K值等指標均低于對照組。

2.1.1.4 ?冷凍保鮮

冷凍保鮮指將魚體中心溫度降至-15℃，再置于-18℃冷庫中貯藏的保鮮技術，適用于長期保鮮。魚體凍藏質量及凍結速率和溫度相關。采用液氮或干冰速凍，能較快的通過最大冰晶生長帶，生成分布均勻，數(shù)量多的細小冰晶，但成本較高，主要用于名貴水產(chǎn)品保鮮。緩慢凍結生成的冰晶體積大、不規(guī)則且分布散亂，解凍時汁液流失較大?？箖鰟┠軌蛉芙夂鸵种票L，馬曉斌[8]在-18℃條件下，4%海藻糖+6%聚葡萄糖+5%乳酸鈉復配抗凍劑，分析采用抗凍劑的速凍脆肉鯇品質變化，實驗表明：凍藏180 d后，魚體保水性、抗氧化性和蛋白質性能均保持較好。低溫與復合保鮮劑的協(xié)同作用效果更好，Alparslan等[9]研究含有2%橙皮精油的殼聚糖薄膜（CH+OPEO）對深水粉紅蝦的保鮮效果，實驗表明：-18℃凍藏，CH+OPEO組，殼聚糖組和對照組貨架期分別為15 d、10 d、7 d。

2.1.2 ?冷殺菌保鮮

冷殺菌是指在恒溫或小幅升溫條件下，利用其他滅菌原理殺菌，主要有氣調保鮮、輻照保鮮等。

2.1.2.1 ?氣調保鮮

氣調保鮮（MAP）指在一定溫度條件下，利用混合氣體置換包裝內的氣體，減緩產(chǎn)品氧化速度，保持原有品質。MAP內氣體的組成和配比、包裝材料（PVC、PET、PE、PP等）、冷鏈溫度等對水產(chǎn)品質量影響較大，其中氣體的組成和配比是關鍵因素。MAP一般由CO2、N2、O2組成，CO2抑制大多數(shù)需氧菌和霉菌生長，但對某些發(fā)酵食品保鮮作用欠佳，對PVC透氣性較高。O2抑制大多數(shù)厭氧菌生長及低脂魚的氧化，穩(wěn)定色澤。N2常作為平衡氣體，對PVC透氣率低，防止因CO2逸出導致包裝塌陷。MAP與其他技術聯(lián)用成為水產(chǎn)品保鮮的新研究方向，張曉麗等[10]發(fā)現(xiàn)冷藏條件下，0.1 g/100 mL AOB聯(lián)合70% CO2+30% N2的MAP處理羅非魚片，能降低TVC、TBA及TVB-N值，貨架期為18 d。

2.1.2.3 ?輻照保鮮

輻照保鮮是利用60Co發(fā)出的γ射線、137Cs的X射線（能量≤50MeV）或電子加速器產(chǎn)生的電子束（能量≤10MeV）破壞細菌細胞膜及遺傳物質等，干擾正常代謝，達到保鮮目的。輻照處理能殺死大多數(shù)腐敗微生物，特別是腸道致病菌，且無殘留、穿透力強，防止二次污染，但是投入大，易引起蛋白質變性。輻照保鮮作用和輻照劑量、介質和狀態(tài)、溫度及細菌種群等要素相關，輻照劑量又影響水產(chǎn)品安全，1-6kGy輻照劑量對水產(chǎn)品感官影響不明顯。Yang等[11]采用10MeV電子束輻射處理低溫真空包裝三文魚，實驗顯示：4℃條件下，0.5kGy輻照保鮮，保質期為12 d，其中SSP、TVB、a*值、TBA、TVC對輻照劑量影響顯著（p<0.05）。

2.2 ?化學保鮮

化學保鮮采用化學添加劑維持水產(chǎn)品鮮度的方法，主要有臭氧殺菌、化學保鮮等方法。

2.2.1 ?臭氧殺菌

臭氧殺菌是通過損傷微生物細胞膜，滲透損壞膜內細胞，引起代謝障礙，導致死亡。臭氧水具有抑菌和穩(wěn)定色澤作用，郭姍姍等[12]采用2 mg/L臭氧水、流速150 mL/min、淋洗脆肉鯇魚10 min，實驗表明：冰溫條件下，魚體貨架期為14 d。臭氧冰通過融化緩慢釋放出活性臭氧殺菌，刁石強等[13]研究5 mg/kg臭氧冰對羅非魚片的保鮮效果，實驗顯示：臭氧冰能降低TVB-N，TVC減少82%～97%，延長貨架期3～4 d。臭氧和氣調包裝結合能有效延長保質期，陳麗嬌等[14]采用臭氧處理鱘魚片20 min，50% CO2+10% O2+40% N2的MAP，實驗表明：鱘魚片貯藏至28 d，TVB-N為17.57 mg/100g，比對照組貨架期延長3～5 d。

2.2.2 ?化學保鮮技術

化學保鮮是在魚體中添加對個體無害的化學添加劑，抑制或殺滅細菌，提高貯藏特性的保鮮技術?；瘜W保鮮操作簡單，效果好，但存在抗菌素殘留和細菌耐藥性等不足，引起消費者擔憂。化學和生物保鮮劑混合使用，以降低化學保鮮劑使用量是水產(chǎn)品保鮮技術的發(fā)展方向。姚麗麗等[15]研究1%殼聚糖+0.06%脫氧醋酸鈉+8%丙二醇復配保鮮劑對鯽魚的保鮮效果，實驗表明：鯽魚在4℃貯藏9 d，仍保持二級鮮度。近年來，納米技術為水產(chǎn)品保鮮提供了新的研究趨勢，劉永[16]研究海藻酸鈉/納米SiO2涂膜對鯇魚魚肉的保鮮效果，實驗表明：4℃條件下，該涂膜能有效抑制丙二醛、TVB-N、pH值和TVC，延長保鮮期。

2.3 ?生物保鮮法

生物保鮮劑指從動植物、微生物中提制或經(jīng)生物技術改良后獲取的化合物。按來源分為：動物源保鮮劑、植物源保鮮劑、酶類保鮮劑與微生物源保鮮劑。

2.3.1 ?動物源保鮮劑

當前水產(chǎn)品保鮮技術的動物源保鮮劑主要為殼聚糖、抗菌肽等。

2.3.1.1 ?殼聚糖

殼聚糖指從節(jié)肢動物外殼中的甲殼素脫離55%以上的N-乙?；苌傻囊活愄烊话被嗵穷愇镔|，因其高效的抗菌性、良好的通透性及成膜性而廣泛的應用于水產(chǎn)品保鮮。殼聚糖涂膜效率低、干燥困難、強度差、抑菌有限，自身澀味也限制了應用范圍，添加增塑劑、表面活化劑和抗菌劑等形成復合膜能有效改善膜的強度和抗菌效果。殼聚糖水溶性較差，可采用?；?、羧甲基化等方法改善溶解性。吳春華[17]把沒食子酸嵌入殼聚糖中構造殼聚糖-沒食子酸衍生物（CG），并涂膜于銀鯧魚。實驗顯示：CG處理能抑制細菌生長，延緩脂質氧化，其持水性和感官評價更佳，保質期延長3～6 d。

2.3.1.2 ?抗菌肽

抗菌肽是細胞內特定基因經(jīng)誘導后編碼而成的由20～60個氨基酸構成的一種堿性多肽類化合物。帶正電荷的抗菌肽和細胞膜之間通過靜電或受體作用相結合，在膜上組成動態(tài)的環(huán)形孔，且滲入細胞內并干擾代謝，引起細菌死亡。抗菌肽的種類多，目前有2000多種抗菌肽被分離鑒定出來，吳燕燕[18]研究甲基營養(yǎng)型芽孢桿菌F35抗菌肽對羅非魚片的保鮮作用，實驗優(yōu)化表明：1.5%～2.0%抗菌肽抑菌效果最佳，貯藏期延長4 d以上。

2.3.2 ?植物源保鮮劑

植物源保鮮劑的來源豐富，安全價廉，消費者接受度高，主要有迷迭香、茶多酚等。

2.3.2.1 ?迷迭香提取物

迷迭香是木蘭綱唇形科植物，迷迭香提取物包括迷迭香酚、鼠尾草酚和鼠尾草酸等。迷迭香提取物是天然抗氧化物，避免合成抗氧化物的毒副效應與高溫分解的弊端，還有抗氧化及抑菌等特性，Tironi 等[19]探討迷迭香對凍藏三文魚的保鮮作用，實驗表明，200 mg/kg迭香提提取物可降低脂肪氧化，在-11℃條件下，貯藏3個月，肌肉中脂肪為5.3 g/kg，魚肉的色澤、質地等感官評價良好。

2.3.2.2 ?茶多酚提取物

茶多酚是從茶葉中提取的三十多種多酚類化合物的總稱，主要為兒茶素、黃酮、花青素、酚酸。茶多酚通過損傷細胞膜、凝固細菌蛋白、結合遺傳物質等，干擾微生物代謝。茶多酚抑菌譜廣，抑菌強，IFan等[20]發(fā)現(xiàn)在-3℃條件下，0.2%茶多酚處理的鰱魚，其TVC、pH、TVB-N、TBA和K值比對照組低，貨架期可達35 d。復合保鮮劑能延長保鮮期，郭曉偉[21]研究冰溫條件下，1.0%茶多酚+0.025%溶菌酶對牡蠣保鮮作用，實驗顯示：復合保鮮劑使其優(yōu)勢菌（Psuedomonas）下降38.1%，減緩不飽和脂肪的損失，貨架期為16 d。

2.3.3 ?酶類保鮮劑

酶類保鮮劑利用酶對蛋白質和氨基酸的催化能力，避免或清除外界的不良影響，維持水產(chǎn)品鮮度，常用有溶菌酶、葡萄糖氧化酶等。

2.3.3.1 ?溶菌酶

溶菌酶是從禽類蛋清內提取的一種堿性酶類。通過水解損傷細胞壁，內容物外逸導致微生物死亡。溶菌酶專門水解G+細胞壁，對G-、霉菌及酵母菌等無效。溶菌酶可降解成氨基酸，具有安全高效、營養(yǎng)和藥理功效。溶菌酶與其它保鮮劑復配使用，李靜雪[22]發(fā)現(xiàn)在-1℃條件下，0.97%殼聚糖+0.48%溶菌酶+0.41%Vc復配保鮮劑能將鯉魚貨架期延長至2～24 d。溶菌酶貯藏過久或環(huán)境不適宜，活性會降低，使用時需適當?shù)脑黾邮褂昧俊?/p>

2.3.3.2 ?葡萄糖氧化酶

葡萄糖氧化酶是用黑曲霉、青霉等發(fā)酵后制取的一種需氧脫氫酶。葡萄糖氧化酶對β-D葡萄糖的專一性強，通過氧化葡萄糖產(chǎn)生葡萄糖酸，pH值下降，從而抑制微生物生長，可作為除葡萄糖劑和脫氧劑。馬清河等[23]探討低溫條件下，葡萄糖氧化酶對對蝦的保鮮作用，實驗表明：4℃冷藏貨架期為6 d，-18℃冷凍貨架期為1年，均可維持二級鮮度，表明葡萄糖氧化酶能抑制對蝦褐變和酸敗。

2.3.4 ?微生物源保鮮劑

微生物源保鮮劑指由細菌代謝生成的抑菌化合物，常見乳酸鏈球菌素（Nisin）、ε-聚賴氨酸（ε-PL）等。

2.3.4.1 ?Nisin

Nisin是由乳酸鏈球菌產(chǎn)生的細菌素類保鮮劑，可以改變細胞膜通透性，抑制細胞酶活性和核酸表達等，直至細菌裂解死亡。Nisin能抑制G+與產(chǎn)孢子的耐熱菌生長，對G-、霉菌和酵母菌的抑制性較差，但與加熱、冷凍或EDTA等表面活性劑聯(lián)用，能提高抑菌范圍。Nisin價格較高、抑菌譜較窄，可與其他抑菌手段或保鮮劑聯(lián)用，延長保鮮期。顧仁勇[24]在0℃條件下，將0.5%Nisin+ 0.3%溶菌酶+3.0%抗壞血酸的復配保鮮劑用于斑點叉尾鮰魚片中，乳酸調節(jié)pH為4.5，結合真空包裝，貨架期可達21d。

2.3.4.2 ?ε-聚賴氨酸

ε-PL指白色鏈霉菌以葡萄糖為原料發(fā)酵制得的一種由25～35個賴氨酸殘基組成的多聚體。ε-PL通過破壞細胞膜，影響蛋白質和核酸的合成，從而抑制細菌、霉菌、酵母菌及耐熱的芽孢桿菌生長繁殖。ε-PL抑菌譜廣，安全高效，能與乙醇、有機酸、甘油酯等添加劑復配使用，增強抑菌效果。謝晶等[25]研究4±1℃條件下，0.07%植酸+1.5%殼聚糖+0.1%ε-聚賴氨酸復配保鮮劑對南美白對蝦的保鮮效果，其貨架期為7～8 d。

3 ?水產(chǎn)品保鮮技術的研究進展

物理保鮮法能夠實現(xiàn)工業(yè)化大規(guī)模保鮮的要求，但須考慮溫度波動及各種環(huán)境因素的影響?；瘜W保鮮法快捷高效，但存在化合物殘留隱患。生物保鮮技術安全高效，但是生物活性提取物結構和成分復雜多樣，純度不高，提純工藝較復雜，成本較高，還存在一定的氣味殘留和食品安全問題。由此可見，各種保鮮方法均存在不足，無法完全滿足水產(chǎn)品保鮮的需求。針對出現(xiàn)的問題和不足，可按照柵欄理論，將物理、化學和生物保鮮技術聯(lián)合起來，實施優(yōu)勢互補，提高水產(chǎn)品品質，保鮮技術將朝著安全高效，減少季節(jié)、地域等條件限定的方向發(fā)展。不斷研發(fā)新的保鮮技術，改進保鮮設備，創(chuàng)建完善的測量標準，實行規(guī)范化管理，實現(xiàn)技術創(chuàng)新與標準化結合，促進和轉化中國水產(chǎn)品保鮮技術的戰(zhàn)略目標調整和可持續(xù)發(fā)展。

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