保鮮技術在魚制品中的應用

蔣奕，俞龍浩，2，*

（1.黑龍江八一農墾大學食品學院，黑龍江大慶163319；2.中加合作食品研究發展中心，黑龍江大慶163319）

隨著人們生活水平的提高，人們越來越追求高質量、高營養的產品。魚制品蛋白質含量高，脂肪含量相對較低，且富含二十碳五烯酸、多種維生素、卵磷脂和礦物質[1]，成為合理膳食結構的重要組成部分。長期食用有助于保護心血管系統、降低膽固醇、預防高血壓，因而越來越受到人們的歡迎[2]。然而，由于酶和微生物的作用，魚在儲存期間易腐爛，因此必須采用保鮮技術來保持其質量以供人食用[3]。另外魚制品富含多不飽和脂肪酸，在加工和貯藏過程中脂肪極易氧化變質，成為魚制品綜合加工利用的主要限制因素。為此，應不斷對魚制品進行保鮮，從而提高魚制品品質以及全面提高魚制品的綜合利用率和經濟價值。由于國內外使用保鮮劑和冷殺菌技術處理魚制品的研究較多，所以本文介紹了化學保鮮、生物保鮮、氣調保鮮、臭氧保鮮、輻照保鮮以及超高壓殺菌保鮮等6種保鮮技術對魚制品品質的影響，旨在為后續研究保鮮技術在魚制品中的應用提供理論參考。

1 化學保鮮技術在魚制品保鮮中的應用

化學保鮮是將化學保鮮劑直接添加到食品中或噴淋在食品表面，從而抑制微生物的生長，以致能夠延長保質期的保鮮方法[4]。在食品加工和食品長期儲存的趨勢中，化學保鮮劑已經在食品工業中發揮越來越重要的作用。化學保鮮從保鮮效果上看，作用非常明顯，對于魚肉而言，最常用的方法是直接使用抗氧化劑、防腐劑、殺菌劑等食品添加劑，由于其經濟、高效等特點，化學保鮮是目前魚制品保鮮中較常用的重要技術手段[5]。

許多抗氧化劑，如丁基羥基茴香醚（butyl hydroxy anisd，BHA），丁基羥基甲苯（butylated hydroxy toluene，BHT），特丁基對苯二酚（tertiary butyl hydro quinone，TBHQ）已被用于延緩食品氧化過程[6]。在抗微生物劑中，檸檬酸和山梨酸鉀通常被認為是安全的，已經使用了幾十年。所有國家都允許使用山梨酸和山梨酸鹽作為有效的真菌抑制劑，以保鮮魚類和漁業產品。根據Sónia等[7]的研究，檸檬酸與山梨酸鉀的添加降低了脫鹽鱈魚的pH值，延長了其保質期。Julio等[8]研究為了延長魚片貨架期，用抗壞血酸結合真空包裝處理銀漢魚魚片，結果表明樣品具有非常好的感官特性，其顏色和質地較好，并且沒有檢測出病原微生物。有結果顯示，用5%山梨酸鉀溶液浸泡處理鮐魚，與對照組相比，其保質期延長了4 d。因此將山梨酸鉀溶液和冷藏條件相結合，不僅能提高鮐魚的食用品質，還能延長其魚肉保質期[9]。也有研究發現，用山梨酸鉀浸泡黑鯧魚并真空包裝，與未處理的樣品相比，真空包裝處理過的黑鯧魚在16 d內仍處于良好和可接受的狀態[10]。BHA可以在加工過程中與儲存過程中的氧氣吸收劑一起使用，以減少加工和儲存過程中發酵魚類的脂質氧化。在魚制品儲存過程中測得較低的硫代巴比妥酸（thio barbituric acid，TBA）值也表明TBHQ是有效的抗氧化劑[11]。

抗氧化劑的應用有助于減少魚類在加工和儲存過程中的脂質氧化。然而，由于抗氧化劑的降解，在魚樣品上形成紅色物質對于其在整個魚樣品中的使用是不被期望的。由于合成抗氧化劑在促進致癌作用方面存在潛在的健康危害，以及消費者對合成食品添加劑有所排斥，所以合成抗氧化劑的使用受到嚴格的管制[12]。

2 生物保鮮技術在魚制品保鮮中的應用

生物保鮮是指通過生物有機體的組分或其代謝產物來抑制食品中微生物的生長繁殖，從而達到防腐保鮮目的的保鮮方法[13]。生物保鮮劑按其來源可分為植物源保鮮劑、動物源保鮮劑、微生物保鮮劑及酶類保鮮劑等4類[14]。生物保鮮劑在魚產品的應用方面，可通過少量保鮮劑來抑制魚制品中微生物的生長，茶多酚、殼聚糖、乳酸鏈球菌素等生物保鮮劑在魚制品中應用較為廣泛，可以較好地保持魚制品的風味及品質，以達到延長其貨架期的目的。

2.1 茶多酚在魚制品保鮮中的應用

茶多酚是天然化合物，由于其功能特性能夠作為抗氧化劑和抗菌劑，食品工業對其特別感興趣[15]。

茶多酚由于其氧化還原電位已經被證明具有潛在的抗氧化性能，在許多食品應用中能夠發揮出不同的作用，例如茶多酚能夠作為供氫劑和還原劑[16]。

有研究表明將茶多酚應用于魚制品中，可以較好地抑制微生物生長，從而延長其保存時間。田光娟等[17]研究了茶多酚對冷藏鯽魚魚片品質的影響。結果顯示，經過2.5%茶多酚處理的鯽魚魚片的TBA為2.14 mg/100 g，儲藏期能達到18 d，明顯優于其他處理組，由此可知茶多酚能夠明顯延長鯽魚魚片的貯藏期，提升了魚片的貯藏品質，并達到了保鮮效果。也有研究發現用茶多酚處理過的梅童魚魚丸可以在0℃儲存條件下能夠以良好的狀況延長6 d[18]。Dong等[19]研究用茶多酚溶液對干燥的魷魚進行處理，在25℃條件下進行貯藏，并評估其對理化特性的影響。研究發現，在整個儲存期間發現三甲胺氧化物逐步轉化以及生成硫代巴比妥酸和總揮發性鹽基氮，此外，由于茶多酚的作用，魷魚中的水分損失減少，并抑制脂質氧化和抑制三甲胺氧化物分解。結果表明，加入茶多酚可以保持干魷魚的品質。茶多酚由于其抗菌和抗氧化作用，是具有前景的天然食品防腐劑，能夠有效地對魚制品進行保鮮。

2.2 殼聚糖在魚制品保鮮中的應用

殼聚糖是由β-1，4-糖苷鍵連接的氨基葡萄糖和乙酰氨基葡萄糖單元組成的，是天然纖維素中第二豐富的天然聚合物[20]。殼聚糖由于其無毒性、良好的生物相容性以及抗菌性能，被廣泛用于水果蔬菜，魚類和肉類保鮮中[21]。根據Mohan等[22]的研究，殼聚糖涂層（1%和2%）抑制了細菌生長，減少了揮發性鹽基氮和氧化產物的形成，并顯著改善了冷凍沙丁魚的持水能力，滴水損失和質構特性。此外，沙丁魚的食用品質維持了8 d至10 d。也有研究表明，添加1%殼聚糖作為黃花魚魚糜的冷凍保護劑，在（-20±2）℃儲存6個月的過程中，不會影響整體的可接受性[23]。根據徐晨[24]的結果顯示，1%殼聚糖+0.8%魚精蛋白保鮮效果最好，貯藏10天后各指標均在可接受范圍內，與對照組相比，保鮮期至少延長4 d。這表明殼聚糖與魚精蛋白復合能在儲藏期間較好地保持草魚的品質，從而延長其貨架期。殼聚糖抗氧化的這種特性以積極的方式顯著影響魚制品的加工和儲存質量。

將殼聚糖作為防腐劑已經在印度尼西亞對魚制品進行了深入研究，但是其研究集中在池塘養殖群體上，如尼羅羅非魚和鯰魚。另一方面，在熱帶海洋魚類中使用殼聚糖的研究很少，并且大部分應用于預處理的產品中。然而，純殼聚糖薄膜有限的抗氧化和抗菌性不能滿足消費者對富含蛋白質和不飽和脂肪酸食物的需求[25]。為了克服這些缺點，大量的抗菌劑或抗氧化劑已經直接加入到基于殼聚糖的包裝材料中，從而增強了它們的功能并擴大了應用范圍[26-27]。

2.3 乳酸鏈球菌素在魚制品保鮮中的應用

乳酸鏈球菌素是一種羊毛硫細菌素，對廣泛的革蘭氏陽性菌（營養細胞和孢子）表現出抗菌活性，此外，當與其他防腐劑組合使用時，它可能對一些革蘭陰性細菌有抑菌作用[28]。乳酸鏈球菌素在歐洲食品添加劑清單中被列為生物防腐劑成分。乳酸鏈球菌素的抗菌作用，也能夠用于新鮮魚和加工魚中。藍蔚青等[29]研究了乳酸鏈球菌素對冷藏帶魚保鮮效果的影響。結果表明，經乳酸鏈球菌素保鮮液處理過的帶魚，在相同的儲藏期內，其揮發性鹽基氮（total volatile base nitrogen，TVB-N）值及菌落總數明顯低于對照組，而且感官評價值也顯著高于對照組。由此可見，乳酸鏈球菌素可適當延長冷藏帶魚的貨架期。根據Kakatkar等的研究，乳酸鏈球菌素和輻射組合使用可以延長冷藏過程中魚排的保質期[30]。Anne等[31]將30 g/kg乳酸鏈球菌素注射到虹鱒魚魚片中，研究乳酸鏈球菌素對煙熏虹鱒魚的微生物指標和感官品質的影響。結果表明，用乳酸鏈球菌素處理的煙熏魚與對照組相比，儲存29 d的煙熏魚其菌落總數最少，所處理的樣品在前15天內品質都保持不變。也有研究表明，在20℃貯存期間，魚醬產品中添加12.5 μg/g的乳酸鏈球菌素抑制了枯草芽孢桿菌和地衣芽孢桿菌的生長，與添加山梨酸鉀的魚醬對比，添加乳酸鏈球菌素的魚醬產品貨架期更長。

近年來，乳酸鏈球菌素作為食品防腐劑在魚制品中廣泛應用。在魚制品中，乳酸鏈球菌素的抗菌活性由于許多因素而降低，例如酶降解，與魚組分的相互作用或在較高pH值下的不穩定性。當今盡管乳酸鏈球菌素的應用已經擴展到乳制品和肉制品中，但它對革蘭氏陰性菌的無效性使得在新鮮魚中的應用較復雜，除非與其他添加劑如螯合劑組合。

3 氣調保鮮技術在魚制品保鮮中的應用

氣調包裝是一種可以追溯到20世紀30年代的保鮮技術[32]。氣調包裝中的氣體混合物通常由CO2、N2和O2組成。CO2是氣調包裝中最重要的氣體，微生物特別是需氧細菌受到CO2的強烈影響，CO2通過有效地溶解到食物的液相中來抑制微生物活性，從而降低其pH值并導致滲透性和功能的改變。N2是一種惰性氣體，它主要用于取代包裝中的氧氣，從而防止氧化，由于N2在水中的溶解度低，因此通過維持內部容積也有助于防止包裝物破裂。對于大多數食品來說，包裝應盡可能少含氧氣，以阻止微生物的生長并降低氧化程度。消費者對于沒有化學防腐劑的新鮮和方便食品的需求已經導致氣調包裝的使用增長，并且這種技術可以減少浪費并顯著延長冷藏溫度下魚產品的貨架期。

氣調包裝是日益流行的食品保鮮技術，并且一直是減少漁業產品變質造成浪費的一個重要研究領域。改良的氣調包裝和冷藏能夠增加大西洋竹莢魚的商業周期，在2℃大約儲存7 d，在6℃大約儲存5 d[33]。Torrieri等[34]的研究中，將氣調包裝與含有α-生育酚的抗氧化劑聯合使用時，金槍魚魚片在3℃下能夠儲存18 d。劉永吉[35]研究了氣調保鮮對魚糜制品保鮮的影響。結果表明，50%CO2+50%N2的氣調包裝冷藏魚丸的貨架期長達42 d，是真空包裝魚丸貨架期的2倍，氣調包裝比真空包裝更有利于保持魚丸的品質并延長魚丸的貨架期，而且冷藏期內氣調包裝魚丸中未檢測到大腸菌群和常見致病菌。根據岑劍偉[36]的研究發現，CO2濃度越高，魚片的貨架期越長，但高濃度的CO2會加速魚肉表面液汁的滲出，用70%CO2+30%N2的氣體比例施加于樣品上，產品的貨架期能達到21 d。由于消費者對新鮮和便利食品的需求，近年來，氣調包裝的魚產品市場不斷增大。

氣調包裝結合低溫貯藏是延長魚產品保質期的有效技術[37]。當然，氣調包裝方法也存在一些限制，大氣中CO2濃度過高可能會對產品的滴水損失，顏色、質地和風味產生負面影響，而且CO2溶解在肌肉組織中導致pH值下降，從而蛋白質的持水能力下降。用于零售的氣調包裝仍然是一種昂貴的技術，它不能取代良好的冷藏或良好的衛生生產條件。

4 臭氧保鮮技術在魚制品保鮮中的應用

臭氧已于2001年獲得食品藥品監督管理局（Food and Drug Administration，FDA）批準用作食品加工和保存的抗菌劑，是一種含有3個氧原子的高度不穩定的分子，第三個原子是松散結合的，可以很容易地從分子中分離出來。游離的單個氧原子容易與其他分子反應，并且該過程產生高度活性的氧化劑體系，其影響反應物的結構完整性并可能導致微生物的氧化損傷和裂解。臭氧的抗菌作用已在各種生物體中廣泛應用，包括能夠殺死革蘭氏陽性菌、革蘭氏陰性菌、孢子以及營養細胞[38]。

臭氧在食品工業中作為強效消毒劑與其強大的氧化能力相關[39]。由于細菌總數的減少，使用臭氧對魚類的保存有顯著成效[40]。Andressa等研究表明，用臭氧處理的尼羅羅非魚片與對照組相比，臭氧處理不影響魚片的pH值和顏色，但通過TBA值觀察到脂質發生了較小程度的氧化，這些結果證明，臭氧處理能夠有效地抑制微生物生長，保持魚的品質，且成本較為低廉。也有研究發現，用臭氧處理羅非魚魚片在儲藏期間，亮度值先增大后減小，紅度值與黃度值均呈下降的趨勢，而TBA值呈上升趨勢，由感官評價得分可知，臭氧水處理組與對照組相比，羅非魚片的氣味、色澤、組織狀態、彈性變化顯著[41]。根據Zhao等[42]研究發現，臭氧處理組和對照組之間對魚片的pH值沒有顯著差異，用臭氧處理可以提高魚的品質，延長冷藏期間魚的貨架期。近年來，魚類加工業對使用臭氧有很大的興趣。大多數關于使用臭氧水浴提高魚類質量和安全性的研究已經通過浸泡技術進行，結果不盡相同[43]。根據這些研究的結果似乎表明臭氧的抗菌效果不僅受應用機制的影響，還受微生物種群動態的影響[44]。

臭氧在食品工業中有許多優點，因為它具有強大的氧化劑功效，而且它對環境無害[45]。臭氧的一些應用包括在水果蔬菜、谷物、肉類和海產品加工中抑制微生物生長。然而，臭氧處理對微生物還原的效力也受許多變量影響，如臭氧施用形式，食物表面類型，臭氧與食物的接觸時間、pH值、溫度、食物中的化學添加劑，以及產品的物理化學組成[46]。

5 輻照保鮮技術在魚制品保鮮中的應用

食物輻照是通過將食物暴露于由機械或天然來源產生的一定量的電離輻射來實現微生物滅活的非熱過程。許多研究人員表示，低劑量的γ射線可以殺死大多數生物體而不會使食物質量變差。食品輻照已被證明是安全，有效的食品保鮮手段。它的各種應用包括抑制根作物的發芽，對貯藏產品和新鮮及干燥食品進行殺菌，破壞動物源食品中的寄生蟲和病原微生物，延長新鮮水果蔬菜和肉類及魚類的保質期。這種應用為消費者提供了更多的食物種類，數量和價值。

除了用于延長魚類和漁業產品保質期的傳統方法之外，輻照被廣泛認為是滅活食品中致病細菌和寄生蟲的有效控制措施，其可以提高食品的安全性和保證食品質量[47]。根據張晗的研究表明，輻照能有效降低鱸魚肉的菌落總數，并且能延緩鱸魚在冷藏期內TVB－N值的上升速度，輻照后鱸魚的TBA值有所增加，能夠提高魚肉的亮度值，但對鱸魚的感官和質構影響不顯著，可有效延長鱸魚貨架期6d～10 d。Bari等[48]研究發現在實驗室規模下按照選定的配方制備并以5 kGy劑量照射的魚餅可以在室溫下延長保存期至5周。用5 kGy輻射處理商業制備的魚餅，在環境溫度下根據微生物，化學和感官指標進行綜合評估，觀察到其最大保質期延長到14 d。呂梁玉等[49]研究了電子束輻照對帶魚魚糜的影響。結果表明，輻照后的魚糜感官上魚香味略有減弱，但沒有輻照異味，在改善帶魚魚糜凝膠性能的同時，7 kGy電子束輻照對魚糜的嗅感無顯著影響。輻照魚類及其產品能夠延長魚制品的保質期，這對商人和消費者來說是有利的，因為能夠減少魚類腐敗造成的損失。

1980年，美國食品和藥物管理局及聯合國世界衛生組織都接受了平均劑量高達10 kGy對食品進行輻照，既不存在毒理學危害，也不引入任何特殊的營養或微生物問題。高達10 kGy的輻照被認為是用作食品保鮮的有效，安全和經濟的方法，其沒有產生營養，微生物和毒理學等問題。輻照處理最重要的優點之一是它是一種冷處理，不會顯著改變處理過產品的理化特性。但食品輻照加工的一個重要局限是消費者接受程度不高，主要是由于與放射性有關。由輻照形成的氧化產物會與肌肉其他成分一起反應，導致顏色或質地變化，所有這些反應導致感官和營養成分的損失，限制了魚類的加工和儲存。

6 超高壓殺菌保鮮技術在魚制品保鮮中的應用

超高壓是一種能夠減少微生物總數和改變食品功能特性的非熱食品保鮮技術。超高壓處理已被用于雞肉、豬肉、魚糜制品中，其對蛋白酶活性，質地特性，味道和風味有一定的積極影響。因此，高壓也可應用于魚制品中從而改善質地和提高安全性。

在食品工業中，高壓處理已經越來越多地用于延長不同食品的保質期。與其他類型的食物如果汁，熟肉和干發酵香腸相比，超高壓對魚產品的影響還沒有被深入研究。對于鱈魚和鯖魚，500 MPa的超高壓限制了細菌菌群的生長，并且沒有達到腐敗水平，但與鮭魚樣品結果相反。200 MPa的超高壓對鮭魚和鯖魚在貯存期間的氧化水平沒有任何影響，而對鱈魚有影響。研究顯示，高壓會誘導不同魚種的不同水平變化導致其貨架期不同。趙宏強等[50]研究了超高壓處理對冷藏鱸魚片品質及組織結構變化的影響。結果顯示，超高壓處理能抑制樣品的TBA值、TVB-N值及菌落總數的上升，壓力越高，抑制效果越明顯。經超高壓處理后，魚肉肌纖維結構緊致無序，超高壓處理能抑制樣品的脂肪氧化和微生物生長，但對其外觀、色澤及持水能力產生不利影響。Matser等觀察到100 MPa的壓力不影響冷凍鱈魚的硬度，而200、400 MPa的處理增加了這一特性，在加壓魚的儲存過程中脂質氧化速率的增加與高濃度的多不飽和脂肪酸有關。然而高壓技術也會對熏魚的質量產生不利影響，處理后魚的L*值增加，在加壓的煙熏魚產品中也觀察到了更硬的質地和脂質氧化速率加快。

超高壓的主要優點是能夠滅活腐敗和病原微生物從而延長食品保質期，這為市場帶來新的機會，對于食品行業來說非常重要。與傳統的熱處理相比，這種技術有可能更好地保留食物的營養和感官特性。但是由于高壓，食物中的化學鍵受到影響，可能會引起水分，蛋白質，多糖和脂質的改變。超高壓也可用于殺死微生物，但完整滅菌是不可能達到的[51]，為了獲得有效的滅菌，需要將壓力與其他處理如加熱技術相結合。

7 結語

目前魚制品領域的保鮮技術方法各異，可根據魚的不同品種，不同特點選擇合適的保鮮技術。雖然用山梨酸鉀、茶多酚等化學和生物保鮮劑處理魚制品的研究較多，但對某種菌群的無效性使得在魚制品中的應用較復雜，還需與其他技術相結合。臭氧和氣調等保鮮技術處理魚制品雖然能延長貨架期，但也受許多變量的影響，如溫度，產品的表面類型等。輻照和超高壓等冷殺菌技術雖然能較好地保持魚制品的營養特性，但消費者對其接受程度不高。此外，針對魚制品保鮮領域出現的問題，只有不斷深入研究魚制品貯藏過程中的品質變化，加強對脈沖強光殺菌等高新保鮮技術地關注，將各種保鮮技術有效地結合使用，才能促進我國魚制品保鮮技術的不斷發展。