水產(chǎn)品腐敗及保鮮控制

◎ 貢湘磊，黃 娟

（江蘇旅游職業(yè)學(xué)院，江蘇 揚(yáng)州 225000）

水產(chǎn)品中富含人類所必需且重要的動(dòng)物蛋白質(zhì)，其肌肉細(xì)胞中平均蛋白質(zhì)含量為15%～22%，其中有一種包括人體所需的8種必需氨基酸的完全蛋白，易被人體吸收。水產(chǎn)品通常富含相對(duì)較低的油脂，其所含有的不飽和脂肪酸也被大部分人所青睞，且報(bào)道顯示水產(chǎn)品種含有的EPA和DHA具有保健作用。隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，水產(chǎn)品由于其獨(dú)特的特點(diǎn)，已經(jīng)在我國(guó)居民的膳食結(jié)構(gòu)中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。

1 水產(chǎn)品行業(yè)現(xiàn)狀

我國(guó)幅員遼闊，內(nèi)陸湖泊眾多，水域遍布廣，是世界公認(rèn)的水產(chǎn)大國(guó)。2017—2021年，我國(guó)水產(chǎn)品產(chǎn)量從6 445萬(wàn)t增加至6 575萬(wàn)t，水產(chǎn)品出口額占我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品出口總額比重的30%左右。2020年以來(lái)，我國(guó)政府對(duì)漁業(yè)發(fā)展高度重視，接連出臺(tái)了多個(gè)文件，對(duì)加快現(xiàn)代漁業(yè)建設(shè)作出全面部署。由于各種政策的不斷刺激，漁業(yè)生產(chǎn)保持持續(xù)穩(wěn)定的增長(zhǎng)。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，全國(guó)20個(gè)漁業(yè)主產(chǎn)省2021年第一季度和第二季度水產(chǎn)品產(chǎn)量為2 616.38萬(wàn)t，同比增加了3.40%，其中養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)量為2 030.50萬(wàn)t，同比增加了4.43%，捕撈產(chǎn)量585.88萬(wàn)t，同比降低了0.03%，遠(yuǎn)洋漁業(yè)1～3月總產(chǎn)量為47.66萬(wàn)t，同比增加了64%[1-2]。

2 水產(chǎn)品的腐敗

水產(chǎn)品的腐敗程度一般而言，有以下4個(gè)最突出的特點(diǎn)。①產(chǎn)生惡臭和氣味。②形成黏液。③色澤出現(xiàn)變化。④化學(xué)組分發(fā)生變化。水產(chǎn)品的腐爛過(guò)程涉及許多復(fù)雜的生物化學(xué)反應(yīng)，其中細(xì)菌的活動(dòng)是造成水產(chǎn)品腐爛的最主要原因。有些細(xì)菌可以把水產(chǎn)品中的游離氨基酸分解成胺、硫化物、醛和酮脂等小分子化學(xué)物質(zhì)，尤其是細(xì)菌活動(dòng)時(shí)可以將氧化三甲胺（Trimetlylamine Oxide，TMAO）還原成三甲胺（Trimethylamine，TMA），從而散發(fā)出一種令人不悅的味道，導(dǎo)致水產(chǎn)品在感官上使人無(wú)法接受。動(dòng)物性水產(chǎn)品的腐爛過(guò)程則大致包括死后僵直、解僵自溶和腐爛變質(zhì)這3個(gè)階段，這幾個(gè)階段與微生物的生長(zhǎng)有著緊密的聯(lián)系。起初水產(chǎn)品的肌肉柔軟且富有彈性，此時(shí)微生物數(shù)量較少，肌肉依然緊密，水產(chǎn)品依然具有食用價(jià)值。不同溫度放置數(shù)小時(shí)或幾天時(shí)間后就進(jìn)入僵直階段，此時(shí)肌肉變硬，彈性和伸展性開(kāi)始變差。到了僵直階段以后，因?yàn)榧∪庵械膬?nèi)源性蛋白酶或微生物產(chǎn)生的外源性蛋白酶發(fā)揮作用而導(dǎo)致水產(chǎn)品中的蛋白質(zhì)被大量溶解，水產(chǎn)品肌肉開(kāi)始變軟，便開(kāi)始了解僵自溶階段。水產(chǎn)品中的含氮化合物和氨基酸等在細(xì)菌的作用下會(huì)被迅速分解成小分子化學(xué)物質(zhì)，如氨、氫硫基、吲哚類、組胺和三甲胺等，因?yàn)榧?xì)菌更易于吸收小分子化學(xué)物質(zhì)，從而導(dǎo)致細(xì)菌數(shù)量的迅速增多，水產(chǎn)品腐爛速度加速，此過(guò)程稱之為腐爛變質(zhì)階段，水產(chǎn)品已失去其食用價(jià)值。

2.1 水產(chǎn)品特征腐敗菌

水產(chǎn)品由于自身攜帶細(xì)菌且在捕撈、加工、運(yùn)輸?shù)冗^(guò)程中遭到各種細(xì)菌的污染，再加上水產(chǎn)品本身水分和蛋白質(zhì)含量高、pH接近中性的特點(diǎn)，極易發(fā)生腐敗。有些微生物在繁殖的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生組胺、硫化氫、吲哚、醛和三甲胺等物質(zhì)，這些物質(zhì)的積累，使得水產(chǎn)品感官上變得不可接受。據(jù)研究，這些微生物在貯藏早期數(shù)量不少，但隨著貯存時(shí)期的增長(zhǎng)，這些微生物能夠適應(yīng)不同的環(huán)境，生長(zhǎng)較快，腐敗能力較強(qiáng)，逐漸成為水產(chǎn)品腐敗過(guò)程中的優(yōu)勢(shì)群體。

能夠適應(yīng)貯藏環(huán)境，且數(shù)量逐漸增多，能產(chǎn)生特定腐敗物質(zhì)的微生物就被稱為特征腐敗菌。水產(chǎn)品的環(huán)境種類、捕撈方法、運(yùn)輸條件和儲(chǔ)藏要求等各種因素的差異，使得其特征腐敗菌也具有一定差異性。此外，即便是某一類魚(yú)，不同個(gè)體中所攜帶的細(xì)菌數(shù)量也可以因其環(huán)境、捕撈方法、捕獲季節(jié)和儲(chǔ)藏要求等的差異而有所區(qū)別，在同樣的地理環(huán)境下，盡管同類產(chǎn)品中作為腐敗菌種存在的細(xì)菌總是某一類或某數(shù)種，但特征腐敗菌卻可能只是一種。

2.2 水產(chǎn)品腐敗菌的危害

水產(chǎn)品因味道鮮美、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高等特點(diǎn)深受人們喜愛(ài)，但水產(chǎn)品的肌肉組織較普通的動(dòng)物肌肉組織更易產(chǎn)生腐敗，這是由于水產(chǎn)品肌肉組織比較薄弱、水分含量較高、免疫產(chǎn)物較低和蛋白質(zhì)含量也較高，更易于被腐敗微生物所利用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球大概有30%的水產(chǎn)品因微生物腐敗變質(zhì)而浪費(fèi)，而化學(xué)降解和其他腐敗則僅占每年總初級(jí)農(nóng)業(yè)和漁業(yè)產(chǎn)品的25%。因誤食腐敗菌污染的水產(chǎn)品引起食物中毒的事件也屢有發(fā)生，給國(guó)家和社會(huì)都造成了極大的損失。因此，最大程度地延緩水產(chǎn)品的腐爛進(jìn)程，是水產(chǎn)業(yè)界的要求，更是國(guó)家和社會(huì)大眾的呼聲。

3 水產(chǎn)品的保鮮技術(shù)

由于社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，人們的日常生活水平日益改善，人們更加偏好于享用肉質(zhì)新鮮、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較高的新鮮水產(chǎn)品。但由于水產(chǎn)品的水分和蛋白含量高，pH值接近中性，且組織柔嫩，容易腐敗變質(zhì)，失去食用價(jià)值。如今，常見(jiàn)的水產(chǎn)品防腐保鮮方法有低溫保鮮、氣調(diào)保鮮和生物保鮮等。

3.1 低溫保鮮

很早以前，人類就利用極嚴(yán)寒的氣候來(lái)速凍和冷藏新鮮的魚(yú)，以避免鮮魚(yú)的腐爛，低溫保鮮在很大程度上保持了生物的原有特征，因此被廣泛應(yīng)用。國(guó)外從1861年就開(kāi)始研究低溫保鮮的方法，1980年前蘇聯(lián)將微凍保鮮技術(shù)應(yīng)用于生產(chǎn)后，該方法一直沿用至今。數(shù)百年前，我國(guó)沿海地區(qū)開(kāi)始使用冰鮮船對(duì)水產(chǎn)品進(jìn)行保鮮。目前在世界范圍內(nèi)適用的低溫冷鏈貯運(yùn)所選用的溫帶范圍，大致為冷藏保鮮（0～4 ℃）、冰溫保鮮（0～2 ℃）、微凍保鮮（-4～-2 ℃）以及凍藏保鮮（-40～-18 ℃）[3]。

（1）冷藏保鮮。冷藏保鮮法是使新鮮水產(chǎn)品的貯存溫度下降至接近冰點(diǎn)，而又不結(jié)冰的一種保鮮方式。李來(lái)好等[4]使用自制的冷海水噴淋裝置，對(duì)褐藍(lán)子魚(yú)和褐菖鲉實(shí)施了噴淋，并研究保鮮時(shí)間的變化規(guī)律，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，使用冷海水噴淋裝置保鮮方法的褐藍(lán)子魚(yú)和褐菖鲉在保藏至第7 d和第8 d時(shí)，仍保持著一級(jí)新鮮。HIMELBLOOM等[5]研究了粉鮭在冷海水保藏與冰藏條件下的質(zhì)量差異，結(jié)果顯示在冷海水條件下粉鮭的質(zhì)量較冰藏條件下的品質(zhì)降低的快。使用冷海水保鮮方法好處是操作簡(jiǎn)便，處理量較大，但缺點(diǎn)是食用鹽量會(huì)使水產(chǎn)品味道變咸，從而影響了水產(chǎn)品的味道與品質(zhì)。因此，冷海水保鮮的方式主要應(yīng)用于海鮮，而不宜作為淡水產(chǎn)品。

（2）凍藏保鮮。凍藏保鮮技術(shù)是指通過(guò)使用溫度調(diào)節(jié)將水產(chǎn)品的中心溫度降至-18 ℃以下，致使水產(chǎn)品的組織內(nèi)絕大部分水分完全結(jié)冰，然后在-18 ℃以下進(jìn)行貯存與流通的保鮮技術(shù)。凍藏保鮮的原理是溫度影響了蛋白質(zhì)酶的活力，化學(xué)反應(yīng)減慢，而且形成的冰凍結(jié)晶能夠破壞微生物的細(xì)菌結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致微生物失活，從而阻礙其生長(zhǎng)繁殖。SIDDAIAH等[6]研究發(fā)現(xiàn)，銀鯉肉在-18 ℃條件下貯藏6個(gè)月后，其脂類、蛋白質(zhì)和魚(yú)糕發(fā)泡能力等仍然在可接受范圍。LUGASI等[7]發(fā)現(xiàn)在-20 ℃條件下貯存的鯰魚(yú)，在5個(gè)月后可以繼續(xù)保持很好的感官和生化指標(biāo)。

總體而言，凍藏保鮮的保鮮期較長(zhǎng)，但在凍藏溫度下，影響水產(chǎn)品品質(zhì)特性的肌動(dòng)蛋白會(huì)收縮聚集成塊，使水產(chǎn)品的持水性下降，品質(zhì)受到影響。

（3）冰溫保鮮。冰溫保鮮法是指通過(guò)測(cè)量食品的冰點(diǎn)溫度，以判斷其冰溫帶，而后將水產(chǎn)品置于0 ℃與其冰點(diǎn)溫度之間的最適宜溫度進(jìn)行貯存。和其他保鮮技術(shù)比較，冰溫保鮮技術(shù)的好處是既沒(méi)有損傷細(xì)胞，同時(shí)也控制了有害細(xì)菌的代謝過(guò)程及降低細(xì)胞中的酶活力，保持了水產(chǎn)品原有的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和風(fēng)味，從而保鮮期得以延長(zhǎng)，水產(chǎn)品品質(zhì)得到保證。冰溫保鮮技術(shù)的弊端也相當(dāng)突出，其能使用的溫度控制范圍狹窄，通常為0～2 ℃，溫度控制帶的管理相當(dāng)費(fèi)時(shí)，并且對(duì)溫度控制裝置的要求非常高，如果管理出現(xiàn)故障會(huì)帶來(lái)巨大的損失。凌萍華等[8]的研究表明，南美白對(duì)蝦在冰溫條件下貯藏貨架期比4 ℃冷藏延長(zhǎng)了1倍。JORNET等[9]對(duì)在冰藏和冰溫條件下大西洋地區(qū)鮭魚(yú)肉的新鮮度變化規(guī)律進(jìn)行了研究，結(jié)果是在保藏至第9 d時(shí)，冰溫保藏的肉類中蛋白質(zhì)變性和降解程度都更小，同時(shí)其肉類的鮮活性在冰溫9 d后和在冰藏2 d后的肉片差別也不大。

（4）微凍保鮮。微凍保鮮技術(shù)是指將氣溫下降至水產(chǎn)品冰點(diǎn)之下的1～2 ℃時(shí)開(kāi)始保藏，微凍溫度范圍一般在-2～3 ℃。相對(duì)于冷藏保鮮而言，水產(chǎn)品的貨架期，在微凍條件下能明顯的拉長(zhǎng)。其基本原理是在微凍條件下水產(chǎn)品內(nèi)能被細(xì)菌所利用的部分水分被凍結(jié)，這樣就可以有效阻礙細(xì)菌的生長(zhǎng)繁衍。HAUGLAND等[10]的研究表明，在微凍環(huán)境下對(duì)鱈魚(yú)進(jìn)行保鮮，對(duì)TVB-N的測(cè)定表明，貨架期可延長(zhǎng)至15 d，而冷藏條件下只能保存至11 d，表明微凍保鮮貨架期更長(zhǎng)。

3.2 氣調(diào)保鮮

氣調(diào)保鮮方式是指使用一個(gè)或多個(gè)混合氣體（通常為CO2、N2、O2）來(lái)代替包裝材料、貯藏容器中的空氣，并通過(guò)調(diào)整產(chǎn)品貯存環(huán)境中氣體種類和比例，控制病菌的生長(zhǎng)發(fā)育、脂類氧化、內(nèi)源酶等所產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而提高水產(chǎn)品保質(zhì)期的一種保鮮方式。CO2無(wú)毒，主要通過(guò)加快病菌生長(zhǎng)調(diào)整期和降低對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的增殖速率，對(duì)食物包裝材料貯藏容器中病菌生長(zhǎng)發(fā)育起到抑制作用；N2通過(guò)取代空氣，可以延緩氧化酸敗反應(yīng)和控制好氧病菌的增殖，同時(shí)還可避免食品包裝塌陷；O2通過(guò)促進(jìn)需氧菌增殖，控制厭氧菌的繁衍，同時(shí)還能保證紅色魚(yú)肉中肌球素色素以氧化形態(tài)出現(xiàn)，進(jìn)而改善魚(yú)肉的顏色。水產(chǎn)品中，因?yàn)閮?nèi)源酶的不斷活躍，將腺苷核苷酸溶解為肌苷單磷酸，并最后溶解為肌苷和次黃嘌呤，造成香味物質(zhì)大大降低，且味道也不好。氣調(diào)保鮮技術(shù)可以大大提高水產(chǎn)品的儲(chǔ)存期，進(jìn)而降低潛在的質(zhì)量損失[11]。

3.3 生物保鮮

從動(dòng)植物、細(xì)菌中獲得的，或者利用生物技術(shù)對(duì)微生物加以改良并且對(duì)人類安全無(wú)毒的保鮮物質(zhì)，被叫做生物保鮮劑。生物保鮮劑在水產(chǎn)品中的機(jī)理一般分為抗氧化功能、抑制蛋白酶活性功能、殺菌作用以及成膜作用。生物防腐保鮮劑的品種繁多，有大蒜素、茶多酚等自然提煉成分，有溶菌酶、乳酸鏈球菌素等細(xì)菌提煉成分，還有殼聚糖、魚(yú)精蛋白等原本就存在于生物體中經(jīng)過(guò)加工分解過(guò)后能夠?qū)Ρｕr起到良好作用的物質(zhì)。

（1）茶多酚保鮮劑。這種廣泛存在于茶葉中的多羥基酚類物質(zhì)被叫做茶多酚。許多的科學(xué)研究也已證明，茶多酚有較強(qiáng)的抗氧化作用，對(duì)多種細(xì)菌都有很強(qiáng)的抑制功能，具有消除自由基、控制癌癥細(xì)胞生長(zhǎng)等諸多的生物活性。茶多酚的保鮮原理主要有抗氧化功能和抗菌功能?？寡趸锕δ艿幕驹碇饕侵覆瓒喾幽茯辖饘匐x子、消除活性氧物質(zhì)自由基、控制氧化酶功能和提高抗氧化酶活力，通過(guò)與過(guò)氧自由基化學(xué)反應(yīng)，使脂質(zhì)過(guò)氧化鏈反應(yīng)停止。茶多酚的抑菌機(jī)制尚不清楚，可能是多種因素共同影響的結(jié)果。①能夠破壞細(xì)菌細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)，從而使細(xì)菌的代謝發(fā)生紊亂。②能夠與細(xì)菌的遺傳物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，影響細(xì)菌的轉(zhuǎn)錄和翻譯。③能夠與細(xì)菌蛋白結(jié)合，影響細(xì)菌蛋白和酶的活性。有科學(xué)研究證實(shí)，茶多酚能夠損傷細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)、使細(xì)胞滲透性增強(qiáng)，干擾蛋白質(zhì)代謝，同時(shí)證明了茶多酚抑制了微生物蛋白的正常表達(dá)，進(jìn)而干擾微生物蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的完整性及其蛋白質(zhì)的催化活性，最后使得微生物缺乏正常的生理功能而無(wú)法生長(zhǎng)繁衍[12]。

（2）溶菌酶保鮮劑。溶菌酶是一種堿性蛋白，它可以截?cái)嗖【谥械碾木厶莾?nèi)N-乙酰葡萄糖胺與N-乙酰胞壁酸間的β-1,4糖苷鍵，從而造成胞壁破碎，病菌裂解。溶菌酶能夠分解多種革蘭氏陽(yáng)性菌，包括枯草桿菌和耐輻射微球菌，部分革蘭氏陰性菌包括大腸桿菌、普通變形菌和副溶血性弧菌等也能被其消融，同時(shí)溶菌酶作用于微生物時(shí)具有選擇性，并不影響其他物質(zhì)，從而很大程度地保持了食物的原營(yíng)養(yǎng)成分。因此溶菌酶既可以作為單獨(dú)的防腐保鮮劑用于水產(chǎn)品的保鮮，也可和其他化學(xué)物質(zhì)制成復(fù)合防腐保鮮劑，亦可同其他保鮮技術(shù)方式組合用于水產(chǎn)品的保鮮。有學(xué)者利用復(fù)合生物保鮮劑對(duì)蟶肉在冷藏條件下進(jìn)行研究，其中就包含溶菌酶，結(jié)果表明，蟶肉保鮮期明顯延長(zhǎng)。郭良輝等[13]研究證實(shí)，在冷凍條件下復(fù)合生物防腐保鮮劑溶菌酶、Nisin、山梨酸鉀等，可使三角帆蚌的保鮮期增長(zhǎng)大約一倍，甚至更久。雖然天然溶菌酶作為生物保鮮劑有著廣闊的使用前景，但在水產(chǎn)品使用過(guò)程中仍面臨著若干問(wèn)題。①由于天然溶菌酶價(jià)值較高，部分研究者采用化學(xué)修飾方法來(lái)對(duì)溶菌酶進(jìn)行改良，而化學(xué)改造后的溶菌酶穩(wěn)定性卻無(wú)法提高。②對(duì)于溶菌酶產(chǎn)生效果要求適宜的環(huán)境，對(duì)水溫、pH值等的要求都較高，而水產(chǎn)品貯存時(shí)通常實(shí)行低溫貯存，這就有可能會(huì)影響溶菌酶的作用功效。③對(duì)于是否溶菌酶的純度越高效果越好，尚有待進(jìn)一步考究。

（3）殼聚糖保鮮劑。將殼聚糖運(yùn)用于水產(chǎn)品保鮮主要是利用了殼聚糖可以成膜的特性，它可以抑制細(xì)菌吸收營(yíng)養(yǎng)，遏制細(xì)菌向外分泌代謝物質(zhì)，進(jìn)而引起細(xì)菌新陳代謝產(chǎn)生障礙，從而產(chǎn)生了良好的抑菌效應(yīng)。盡管殼聚糖早在水產(chǎn)品保鮮中就已應(yīng)用，但殼聚糖水溶性并不好，且涂膜效率低，在一定程度上限制了其應(yīng)用，同時(shí)殼聚糖易溶于酸性物質(zhì)的特點(diǎn)可能會(huì)影響水產(chǎn)品的風(fēng)味[14]。

4 結(jié)語(yǔ)

中國(guó)有著巨大的水產(chǎn)品市場(chǎng)，隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，人們對(duì)衛(wèi)生、安全和營(yíng)養(yǎng)的水產(chǎn)品的要求也日漸提高。通過(guò)正確認(rèn)識(shí)水產(chǎn)品發(fā)生腐敗變質(zhì)的機(jī)理，找出其運(yùn)輸和儲(chǔ)藏過(guò)程中的特征腐敗菌，選用正確的防腐保鮮手段，才能保障人們的健康安全，使人們享受到健康美味的水產(chǎn)品。