生物技術(shù)在水產(chǎn)品保鮮應(yīng)用的研究進(jìn)展

張杰+邢志賓

摘要：水產(chǎn)品因其蛋白質(zhì)和水分含量較高、脂肪多呈液態(tài)，在運(yùn)輸和貯藏過(guò)程中極易發(fā)生腐敗變質(zhì)。生物技術(shù)作為新興技術(shù)已應(yīng)用于眾多領(lǐng)域，但在水產(chǎn)品保鮮領(lǐng)域尚處于起步階段。本文概述了酶制劑、可食涂膜、抗菌涂膜對(duì)水產(chǎn)品保鮮的研究，期望對(duì)水產(chǎn)品生物保鮮技術(shù)的進(jìn)一步研究提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：水產(chǎn)品；酶制劑；可食性涂膜；抗菌性涂膜；保鮮

水產(chǎn)品具有蛋白質(zhì)含量高、脂肪含量低等特點(diǎn)，在加工、貯藏和銷售過(guò)程中很容易受到微生物的污染。所以，延長(zhǎng)水產(chǎn)品的保鮮期限相對(duì)其他食品而言難度更大。目前，水產(chǎn)品保鮮技術(shù)主要為冷凍保鮮、化學(xué)保鮮及氣調(diào)保鮮等，但以上技術(shù)存在蛋白質(zhì)變性、營(yíng)養(yǎng)成分流失和化學(xué)品殘留等問(wèn)題。

生物技術(shù)作為一項(xiàng)新興技術(shù)已在醫(yī)藥、化工領(lǐng)域取得長(zhǎng)足的進(jìn)展［1］，但在食品保鮮特別是水產(chǎn)品保鮮中的研究尚處于起步階段。本文概述了酶制劑、可食涂膜及抗菌涂膜在水產(chǎn)品保鮮方面的研究進(jìn)展，并對(duì)其應(yīng)用于水產(chǎn)品保鮮做了展望。

1酶制劑保鮮

酶制劑技術(shù)是指利用酶的催化作用來(lái)防止或消除外界因素對(duì)水產(chǎn)品的不良影響，從而保持水產(chǎn)品的鮮度［2-3］。酶法保鮮具有以下優(yōu)點(diǎn)：一是酶對(duì)底物具有嚴(yán)格的專一性，添加到成分復(fù)雜的原料中不會(huì)引起不必要的化學(xué)變化；二是酶本身無(wú)毒、無(wú)味、無(wú)嗅，且不會(huì)損害食品本身的價(jià)值；三是由于酶作用所要求的溫度、pH值等作用條件都很溫和，不會(huì)損害產(chǎn)品的質(zhì)量。采用酶法保鮮在必要時(shí)只需用簡(jiǎn)單的加熱方法就能使酶失活，終止其反應(yīng)。目前，應(yīng)用于水產(chǎn)品保鮮的酶制劑主要有溶菌酶和葡萄糖氧化酶。

1.1溶菌酶保鮮

溶菌酶通過(guò)水解細(xì)菌細(xì)胞壁肽聚糖β-1.4糖苷鍵導(dǎo)致細(xì)菌自溶死亡，它廣泛作用于有細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)的各種細(xì)菌，具有抗菌、抗病毒、抗腫瘤的功效，是一種安全的天然防腐劑。在水產(chǎn)品保鮮中溶菌酶主要是與其他保鮮劑混合使用，制成復(fù)合保鮮劑或復(fù)合保鮮液、保鮮冰來(lái)貯藏食品。

溶菌酶復(fù)合保鮮劑可有效消除外界細(xì)菌對(duì)水產(chǎn)食品的污染，起到防腐保鮮的作用。邱春江等［4］通過(guò)試驗(yàn)研究在冷藏條件下溶菌酶與Nisin制成的復(fù)合生物保鮮劑對(duì)縊蟶的保鮮效果，結(jié)果表明溶菌酶和Nisin單獨(dú)使用或混合添加與單純冷藏相比均具有明顯的保鮮效果，而將兩者混合添加的保鮮效果更佳。

1.2葡萄糖氧化酶保鮮

葡萄糖氧化酶是黑曲霉等經(jīng)過(guò)發(fā)酵后制得的高純度酶制劑。其用于水產(chǎn)品保鮮原理一是通過(guò)氧化葡萄糖產(chǎn)生葡萄糖酸，降低食品表面的pH值、抑制微生物的生長(zhǎng)；二是通過(guò)消耗氧氣催化葡萄糖氧化，從而延長(zhǎng)食品的保質(zhì)期。葡萄糖氧化酶對(duì)于已經(jīng)發(fā)生的氧化變質(zhì)可以阻止進(jìn)一步發(fā)展；在未變質(zhì)時(shí)，能防止發(fā)生［5］。

水產(chǎn)品在加工、貯藏過(guò)程中，氧氣的存在使其保鮮受到很大影響，利用葡萄糖氧化酶是一種理想的方法。馬清河［6］將用葡萄糖氧化酶浸漬處理的對(duì)蝦在冷藏和冷凍條件下研究保鮮效果，結(jié)果表明對(duì)蝦經(jīng)過(guò)保鮮劑浸漬處理后冷藏(4 ℃)120 h能保持二級(jí)鮮度，冷凍儲(chǔ)存(-18 ℃)12個(gè)月仍能保持二級(jí)鮮度。

2涂膜保鮮

可食涂膜是指以可食性生物物質(zhì)為主要基質(zhì)，同時(shí)添加可食性增塑劑，通過(guò)一定的處理工藝形成一種具有一定力學(xué)性能和選擇透過(guò)性的涂膜［7］，主要通過(guò)防止氣體、水蒸汽和芳香成分等的遷移來(lái)避免食品在貯運(yùn)過(guò)程中發(fā)生風(fēng)味、質(zhì)構(gòu)等方面的變化。

可食涂膜的原料主要包括多糖、蛋白質(zhì)及類脂。多糖類凃膜具有透明度高、彈性好兼具有一定的抑菌作用，可防止細(xì)菌和真菌污染；蛋白質(zhì)膜具有很好的阻氧性，且機(jī)械性能和透明度比較理想，但受環(huán)境濕度的影響較大；脂質(zhì)涂膜主要用于阻止水分的損失［8］，但由于涂膜不能與食品表面很好地結(jié)合易造成涂膜的不均勻而失去保鮮作用。組分單一的涂膜主要用于果蔬保鮮，比如使用熱融性石蠟、巴西棕?cái)R蠟涂覆桔子、檸檬，以延緩它們的脫水失重，延長(zhǎng)貨架壽命［9-10］

將多糖、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)按不同的比例結(jié)合在一起，通過(guò)改變組分和含量來(lái)改善膜的機(jī)械強(qiáng)度、透光性、透氣性和持水性等，從而獲得質(zhì)量?jī)?yōu)良、使用方便、保鮮效果良好的復(fù)合膜。復(fù)合膜具有明顯的阻隔性能及一定的選擇透過(guò)性，在水產(chǎn)食品保鮮方面具有廣闊的應(yīng)用前景。B.Ouattara［11］發(fā)現(xiàn)SPI膜對(duì)蝦仁保持其品質(zhì)和延長(zhǎng)貨架期有一定的作用；印度學(xué)者采用魚(yú)肉肌原蛋白成膜液對(duì)野鰻魚(yú)塊在冰藏條件下進(jìn)行涂膜保鮮，發(fā)現(xiàn)膜液能使魚(yú)塊保鮮期延長(zhǎng)10 d左右；Yvonne［12］研究發(fā)現(xiàn)乙酰單甘酯與乳清分離蛋白做為大馬哈魚(yú)涂膜能使水分在三周內(nèi)散失減慢42%～65%并能使脂類氧化延緩，從而提高了保藏品質(zhì)。

3抗菌涂膜保鮮

抗菌涂膜是指在可食涂膜中添加抑菌劑，通過(guò)抑菌劑的緩釋作用來(lái)達(dá)到抑菌、保鮮效果的一種保鮮膜。國(guó)外抗菌涂膜的研究始于20世紀(jì)80年代，我國(guó)在90年代以后才開(kāi)始相關(guān)的研究，目前已研制出PE/Ag納米防霉保鮮膜、PVC/TiO2納米保鮮膜等產(chǎn)品，這些涂膜抗菌性能優(yōu)良，機(jī)械強(qiáng)度比可食涂膜有了不同程度的提高［13］。

抑菌劑是影響抗菌凃膜功效的主要因素，其中抑菌劑主要包括有機(jī)抑菌劑、無(wú)機(jī)抑菌劑和天然抑菌劑三大類［14］。有機(jī)抑菌劑對(duì)微生物的抑制作用具有一定的特異性但易產(chǎn)生耐藥性；無(wú)機(jī)抗菌劑無(wú)毒、廣譜但價(jià)格較高且抑菌性較遲緩；天然抑菌劑抑菌效率高且安全無(wú)毒，但是耐熱性較差，易受到加工條件的制約。實(shí)際應(yīng)用中可以根據(jù)腐敗微生物的種類選擇添加抑菌劑，從而達(dá)到有效抑菌。

作為抑菌劑的載體，涂膜材料與抑菌劑的生物相容性及制膜工藝對(duì)抑菌劑的功效也有一定的影響。抑菌劑通過(guò)緩釋作用從涂膜中釋放作用于食品表面，從而持久地抑制或防止腐敗微生物的生長(zhǎng)［15］。研究表明，抑菌劑在凃膜中的擴(kuò)散越慢，保鮮膜的抗菌效果越好。

抗菌涂膜目前多用于肉制品保鮮，蘭鳳英［16］采用添加醋酸的殼聚糖對(duì)醬牛肉進(jìn)行涂膜保鮮，不僅抑制了醬牛肉中腐敗微生物的繁殖而且維持了產(chǎn)品的香味和細(xì)嫩的口感。而抗菌涂膜在水產(chǎn)保鮮應(yīng)用卻是一個(gè)新穎的研究領(lǐng)域，Sirugusa［17］等將有機(jī)酸添加到海藻酸鈉膜中對(duì)水產(chǎn)品進(jìn)行涂膜保鮮，試驗(yàn)結(jié)果表明這種抗菌膜能抑制病原菌和腐敗菌的生長(zhǎng)；黃海所酶工程室研究人員［18］將含有溶菌酶的海藻酸鈉對(duì)羅非魚(yú)片進(jìn)行處理，通過(guò)測(cè)定貯藏期菌落總數(shù)、TVB-N值等指標(biāo)，綜合考慮鮮度指標(biāo)，結(jié)果表明抗菌涂膜可以將保鮮期延長(zhǎng)5.5 d。

4展望

隨著人們食品安全意識(shí)的提高以及傳統(tǒng)保鮮技術(shù)存在的問(wèn)題，發(fā)展生物保鮮技術(shù)是一種必然趨勢(shì)。酶制劑、抗菌涂膜等技術(shù)用于水產(chǎn)品保鮮工藝簡(jiǎn)單、性價(jià)比較高，且生成降解物對(duì)環(huán)境無(wú)污染。筆者期望有更多的專家對(duì)其開(kāi)展深入研究，使其工業(yè)化批量生產(chǎn)并早日實(shí)現(xiàn)商品化。

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