水產品保鮮技術研究及發展趨勢

王紅 王少華 熊光權 白嬋 廖濤

摘要：水產品脂肪含量低、肉質鮮嫩、風味特殊，是一種深受消費者歡迎的食物。但由于其高水分和高蛋白的特點使其宰殺后鮮度下降快，易腐敗變質，因此在水產品加工過程中亟需高效安全的保鮮技術。綜述了近年來國內外水產品保鮮研究的現狀，主要分析了物理、生物和化學保鮮等技術對水產品保鮮的影響，并對未來水產品保鮮加工技術的發展趨勢進行了展望。

關鍵詞：水產品;加工;保鮮;研究進展

中圖分類號：S983? ? ? ? ?文獻標識碼：A

文章編號：0439-8114（2019）12-0015-04

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Abstract： Aquatic products are popular with consumers because of their low fat content， fresh tender in texture and special flavor. However， due to its high water content and high protein content， slaughtered aquatic products is liable to spoilage and their freshness declines rapidly. Therefore， it is urgent to need efficient and safe preservation technology. The research progress of aquatic products preservation at home and abroad in recent years is summarized， the effects of physical， biological and chemical preservation technologies on aquatic products are analyzed， and the development trend of aquatic products preservation in the future is prospected.

Key words： aquatic products; food process; preservation; research progress

2017年全國水產品總產量6 445.33萬t，漁業總產值1.23萬億元，全國人均水產品占有量46.37 kg，人均水產動物蛋白的消費量接近動物蛋白總消費量的1/3。2017年全國水產品養殖產量占比76.12%，中國漁業養殖占世界總量的60%以上，遠超其他國家的漁業養殖產量，因此漁業在中國國民經濟乃至世界經濟發展中的地位舉足輕重[1]。

中國漁業迅速發展的同時，水產品加工率卻并不高，2017年水產品加工率為41.58%，其中淡水產品加工率僅為18.36%。主要原因是鮮活魚肉質細嫩，且能最大程度保留肉質原有風味和營養品質，而水產加工品在貯運和銷售過程中易因氧化和滋生細菌而腐敗變質，導致消費者接受度降低。因此，如何在保證安全的基礎上最大限度保留水產品營養品質成為近年來科學家們關注的熱點，本文主要對國內外水產品保鮮研究進行綜述，并對未來水產品保鮮發展趨勢進行展望。

1? 水產品腐敗變質機理

水產品肌肉中水分和蛋白質含量高，宰殺后的變質過程主要分為初期生化變化和僵直、自溶和解僵及腐敗變質3個階段。在開始階段，肌肉組織中的糖原無氧降解成乳酸等，肌肉變成酸性，pH下降，這時肌肉中腺嘌呤核苷酸（ATP）分解出的能量使體溫上升，肌動蛋白和肌球蛋白在游離鈣和ATP存在下形成肌動球蛋白，從而導致肌肉收縮，肌肉失去彈性而僵化;在ATP分解完后，內源性和外源性蛋白酶共同作用于肌肉蛋白，發生氧化自溶作用，蛋白質分解成一系列中間產物、氨基酸和可溶性含氮物質而失去彈性，進入自溶和解僵階段;自溶后期，進入肌肉組織的腐敗微生物大量繁殖，將肌肉組織中的蛋白質和氨基酸等分解為三甲胺、硫醇、尸胺和組胺等，水產品開始腐敗[2]。

2? 水產品保鮮技術

目前研究較多的水產品保鮮技術主要分為物理、化學和生物保鮮方法。

2.1? 物理保鮮技術

2.1.1? 低溫保鮮技術? 低溫保鮮技術是水產品研究最多和應用最廣泛的保鮮技術，主要包括冷藏保鮮、冰溫保鮮、微凍保鮮和凍藏保鮮等。低溫保鮮技術通過抑制微生物和酶的活性，從而保持水產品的鮮度和營養品質。

冷藏保鮮是指將新鮮水產品放入冰或冷海水中進行冷藏，但又不凍結的一種保鮮方法。冷藏保鮮通過低溫降低微生物的繁殖速度來適當延長貨架期，主要用于短期和小型魚類保鮮，其保鮮溫度在0～10 ℃，冷藏保鮮時間一般為7～12 d[3]。Ozogul等[4]研究發現，歐洲鰻魚在冰藏條件下的貨架期是無冰條件下貨架期的2倍，可以達到12～14 d。冷海水保鮮具有在短時間內處理大量海產品的優點，用于海洋漁船捕撈[5]。李來好等[6]采用冷海水噴淋保鮮裝置對2種海水魚進行保鮮，7 d時海產品仍保持一級鮮度。

冰溫保鮮溫度介于冷藏和微凍之間，其保鮮溫度為0 ℃到生物體凍結溫度。與冷藏保鮮相比，冰溫保鮮能更好地保持水產品的鮮度和營養，延長其貨架期1.4～2.0倍;與微凍保鮮和凍藏保鮮相比，可以避免因凍結而導致的蛋白質變性等質構劣化現象[7]。Fernandez等[8]對大西洋鮭魚片使用冰溫、生物保鮮劑和氣調3種保鮮方法，研究發現-1.5 ℃冰溫和氣調結合使用可將鮭魚的貨架期從11 d提高到22 d。但冰溫保鮮可利用溫度范圍小，對設備的精準控溫要求較高。

微凍保鮮是將水產品置于-5～-3 ℃溫度下進行保鮮的方法。在微凍狀態下，水產品和微生物體內的水分發生部分凍結，從而有效抑制微生物的繁殖。微凍保鮮能延長貨架期1.8～2.5倍，達到20～27 d。郭利芳等[9]對羅非魚采用微凍保鮮（-5～-3 ℃），對其貯藏過程中感官特性（色澤、氣味、組織形態和肌肉彈性等）進行分析評價，與正常冷藏保鮮相比貨架期延長到21 d。陳申如等[10]對石斑魚經低溫鹽水冷卻后在（-3±2） ℃進行微凍貯藏，貨架期可延長至29 d以上。

凍藏保鮮是將水產品的中心溫度降至-15 ℃以下，然后在-18 ℃以下進行貯藏和流通的保鮮方法[11]。由于該保鮮狀態下水產品組織中的大部分水分被凍結，微生物和酶的活性被抑制，使貨架期延長達數月而在市場上廣泛應用。但長期凍藏易導致蛋白質變性，使水產品的感官和營養品質下降。結合凍結液快速冷凍工藝研究可以顯著降低對水產品品質的影響，而成為該技術的主要發展方向。闕婷婷等[12]研究了-2.5 ℃的微凍貯藏與-20 ℃凍藏對烏鱧理化和感官指標的影響，結果表明雖然凍藏能顯著延長貨架期，但在短的貯藏期內，微凍貯藏相對于凍藏能更好地保持魚肉的品質及其組織結構的完整性。

另外，由于鮮活水產品肉質細嫩，且能最大程度保留肉質原有風味和營養品質，所以中國水產品的主要消費形式還是鮮活銷售。隨著保活技術、新型工程材料及裝備的研發，國內外對水產品的保活儲運技術有了快速發展。美國科登有限責任公司開發了防水透氣膜用于活魚產品運輸，命名為科登呼吸袋，可同時做到防水和透氣。李寧等[13]研究了二氧化碳無水保活的最佳工藝，不同無水保活時間下的存活率及無水保活時間對斑點叉尾鮰血液生化和肌肉品質的影響，發現二氧化碳休眠保活斑點叉尾鮰的最佳保活時間為9 h，保活時間延長，代謝緩慢，毒素無法排出體外，會對腎臟、肝臟造成不可逆的損傷。王立紅等[14]研究了黃顙魚在0、3、6 ℃無水保活過程中其存活率、O2消耗量、CO2含量、肌糖原含量、腺嘌呤核苷三磷酸（ATP）含量和乳酸含量等指標的變化，探索溫度對黃顙魚無水保活因素的影響，發現黃顙魚最適無水保活溫度為0 ℃，保活24 h時，成活率仍為100%。

2.1.2? 氣調保鮮技術? 氣調保鮮是通過調整水產品包裝中氣體的比例和組成來達到延長貨架期的保鮮方法。氣調保鮮具有抑制細菌腐敗、保持水產品品質和抗氧化等優點。氣調保鮮主要通過CO2抑制腐敗微生物的生長和繁殖，從而延長水產品貨架期[15]，常與其他保鮮技術聯合作用以延長貨架期。齊鳳生等[16]用生物保鮮劑結合80%CO2+20%N2氣調保鮮在低溫（0±1） ℃條件下有效延長冷藏海灣扇貝柱的貨架期至10 d，CO2雖然抑菌效果明顯，但隨著CO2濃度升高汁液流失嚴重，影響了產品的感官品質。張新林[17]的研究表明，氣調保鮮與其他保鮮技術結合使用明顯優于單一氣調保鮮技術，可以明顯延長三文魚的貨架期。

2.1.3? 冷殺菌保鮮? 冷殺菌技術能在保持水產品原本色澤、風味和品質的同時起到很好的保鮮效果。目前，研究較多的主要有超高壓保鮮技術和輻照保鮮技術。

1）超高壓保鮮技術：超高壓保鮮技術主要采用100 MPa以上的高壓處理殺死水產品中的微生物和寄生蟲，從而延長貨架期。謝晶等[18]研究表明，超高壓結合60%CO2+33%N2+7%O2氣調包裝對冷藏帶魚的保鮮效果最佳，貨架期延長至19 d。Murchie等[19]用250 MPa的超高壓技術處理牡蠣和貽貝，研究表明在保證品質的同時，2種貝體內嵌杯樣病毒和腸道病毒大部分死亡，延長了2種產品的保質期。

2）輻照保鮮技術：輻照保鮮技術是利用物理射線（主要為60Co-γ射線和高能電子束等）破壞微生物DNA和細菌細胞膜的功能，從而達到殺菌保鮮的目的[20]。通過大量的衛生安全試驗，聯合國糧農組織、世界衛生組織、國際原子能機構組織的輻射食品衛生安全聯合專家委員會20世紀80年代初認定，在10 kGy劑量以內輻射任何食品是安全的，不會引起營養和微生物方面的問題。由于輻照滅菌是冷處理，所以在不破壞水產品口感風味的同時，具有高效（穿透能力強）、節能（輻照滅菌能耗22.68 MJ/t，僅為熱殺菌能耗的1/300～1/48）、無污染殘留（無二次污染和感生放射性）和殺菌徹底（細菌總數致死率達99.9%以上）等優勢。徐晨等[21]用不同劑量60Co-γ射線輻照草魚，結果表明低溫（4 ℃）冷藏結合6 kGy輻照生鮮草魚肉貯藏效果最好，可延長保質期至30 d，并能最大限度地保持草魚的鮮度和品質。

2.2? 化學保鮮技術

化學保鮮技術是借助各種藥物的殺菌或抑菌作用，按照國家食品添加劑標準加入到水產品中進行保鮮的方法。化學保鮮方法主要有鹽藏、煙熏和保鮮劑等。鹽藏是利用食鹽溶液的滲透脫水作用使魚體水分降低，通過破壞魚體微生物和酶活力來達到延長貨架期的目的，鹽藏保鮮的方法主要有干腌法、濕腌法和混合腌法。煙熏保鮮是對水產品進行煙熏，利用熏煙中的醇、醛、酚和有機酸等多種具有防腐作用的化合物，結合加熱處理殺滅魚體中的微生物，從而達到保鮮的目的。由于這2種方法會改變水產品原有的風味、質地和營養功能，常被作為水產品加工方法使用。

保鮮劑又分為防腐劑、抗氧化劑、水產品加工助劑和抗凍劑等。張肇富[22]報道了一種以甘油、羥乙基酰胺、山梨酸和聚乙烯醇為主要成分的防腐劑，可大大減緩氧化，延長魚類的保藏期。梁晶晶等[23]用0.4%的防腐劑焦亞硫酸鈉處理南美白對蝦，不僅有效抑制酶促作用引起的蝦體黑變，也延長產品保質期。Montero等[24]用不同濃度的抗氧化劑4-HR對鷹爪蝦進行處理，0.5%的4-HR對鷹爪蝦的抗黑變效果最明顯。張輝[25]報道的水產品加工助劑的活性成分是一種氧化劑和一種載體，在被處理水產品表面形成保護膜，使抑菌效果更持久。三聚磷酸鹽可防止冷凍產品水分的流失，保證被加工水產品的冷凍質量而在水產品加工業中廣泛應用。其他保鮮劑如海洋水產品系列保鮮劑包括魷鮮晶、蝦仁寶和魚片鮮等，在水產品中起到保鮮、防腐和持水減損的作用。曾名勇等[26]報道，用0.05%的自制Op-Ca保鮮劑溶液浸泡處理鲅魚，對常溫下的鲅魚有較好的保鮮效果，能夠延長常溫下其保鮮期2 d以上。

2.3? 生物保鮮技術

生物保鮮劑是從動物、植物和微生物中提取的天然保鮮劑或利用生物工程技術改造而得的保鮮劑。按來源主要分為植物源保鮮劑、動物源保鮮劑、微生物源保鮮劑和酶類保鮮劑等。生物保鮮劑安全性高、專一性強，常與多種生物或化學保鮮劑復配，應用前景廣闊。

黎柳等[27]研究含植酸、茶多酚生物保鮮劑冰對鯧魚保鮮過程中品質變化的影響，結果表明，自來水冰組對鯧魚的貨架期為12 d，而植酸組和茶多酚組貨架期較自來水冰組分別延長1～3 d和6～11 d。龔婷等[28]對抑制腐敗菌的微生物（乳酸菌、熒光假單胞菌和兩歧雙歧桿菌等）和酶制劑（包括葡萄糖氧化酶、溶菌酶和脂肪酶等）在水產品保鮮中的應用研究進行了綜述。Fan等[29]研究了0.2%的茶多酚噴淋白鰱魚肉，在-3 ℃的碎冰貯藏時，能有效抑制內源酶的活性和腐敗菌的生長繁殖，明顯降低魚肉的pH和TVB-N，減緩了ATP的降解。

3? 展望

目前，水產品的保鮮方法多、效果好，但各有優缺點。保活運輸存在條件不可控，受外界影響因素多而導致存活率差異大;低溫、氣調保鮮在抑制微生物同時，較難控制內源酶的氧化作用;冷殺菌技術雖能有效延長貨架期，但對設備依賴性高;化學保鮮技術由于缺乏完善的標準技術體系而存在安全隱患;生物保鮮劑技術不成熟，成本較高。因此，不同的保鮮技術各有優缺點，水產品保鮮技術的未來發展趨勢如下：

1）開展不同品種、不同產地水產品保活條件和外界影響因素（尤其是無水保活）的系統研究，因地制宜制訂不同水產品的保活運輸操作規范和衛生標準。

2）多種保鮮手段相結合，充分發揮各自保鮮技術優勢，如復合生物保鮮劑融合新型包裝和冷殺菌技術延長貨架期。

3）在延長水產品貨架期的同時，如何保持其營養品質和風味將是未來研究的熱點。

4）加強水產品保鮮技術標準化的研究，是保障中國漁業產業結構戰略性調整和水產品產業可持續發展的必然要求。

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收稿日期：2019-03-20

作者簡介：王? 紅（1968-），女，湖北武漢人，高級工程師，主要從事質量監督管理、食品加工與安全研究，（電話）13971144703（電子信箱）

wanhhong@163.com;通信作者，廖? 濤（1979-），男，研究員，博士，主要從事水產品加工與安全研究，（電子信箱）17418431@163.com。