水產品保鮮技術研究現狀及應用進展

吳鎖連 康懷彬 李冬姣

摘要?水產品營養價值高，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，影響水產品的貯藏、流通及營銷各環節，因此水產品保鮮技術的研究就顯得非常迫切。從物理、化學及生物保鮮3個角度分析水產品保鮮技術的研究現狀及進展，指出其中存在的問題及未來發展趨勢。

關鍵詞?水產品;保鮮技術;現狀;應用

中圖分類號?TS254.4文獻標識碼?A

文章編號?0517-6611（2019）22-0004-03

Abstract?Aquatic products have high nutritional value and are favored by consumers.However，aquatic products are liable to suffer spoilage because of the activity of endogenous enzymes and a large number of microorganisms.It seriously affects the storage，market circulation and sale of aquatic products.Therefore，it is very important to study the freshkeeping of aquatic products.In this paper，the current situation and research progress of freshkeeping technologies for aquatic products were introduced from physical，chemical and biological three aspects.The existing issues and the development trend of aquatic products freshkeeping in the future were pointed out.

Key words?Aquatic product;Freshkeeping technology;Status;Application

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

1?水產品品質變化原理

水產品通過糖酵解反應降低pH，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，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物，引起水產品風味和感官品質變化。

2?水產品保鮮技術

為提高水產品鮮度，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 ℃。冰藏保鮮有干冰法與水冰法2種方式。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合冷海水保鮮，劉書來等[2]采用CO2冷海水浸泡南美白對蝦，結果顯示貯藏8 d，蝦的TVB-N為195 mg/kg，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-2～0 ℃，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20世紀就研發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劑對中國對蝦的保鮮效果，結果顯示，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用，提高產品品質。龔婷[4]研究指出在冰溫條件下，以3%食鹽+0.6%蔗糖為冰點調節劑，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-3～-2 ℃。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，結果表明，冷藏、冰溫和微凍條件下，帶魚保鮮期分別為5、7、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 d的大黃魚，發現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。魚體因凍結膨脹產生的內壓擠壓肌肉組織，導致肌原纖維失水收縮產生空洞;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，試驗表明，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與溫度相關。采用液氮或干冰速凍，能較快地通過最大冰晶生長帶，生成分布均勻、數量多的細小冰晶，但成本較高，主要用于名貴水產品保鮮。緩慢凍結生成的冰晶體積大、不規則且分布散亂，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，結果表明，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，結果表明，-18 ℃凍藏，CH+OPEO組、殼聚糖組和對照組貨架期分別為15、10、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抑制大多數需氧菌和霉菌生長，但對某些發酵食品保鮮作用欠佳，對PVC透氣性較高。O2抑制大多數厭氧菌生長及低脂魚的氧化，穩定色澤。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與其他技術聯用成為水產品保鮮的新研究方向，張曉麗等[10]研究發現冷藏條件下，1 g/L AOB聯合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。

2.1.2.2?輻照保鮮。

輻照保鮮是利用60Co發出的γ射線、137Cs的X射線（能量≤50 MeV）或電子加速器產生的電子束（能量≤10 MeV）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。輻照保鮮作用與輻照劑量、介質和狀態、溫度及細菌種群等要素相關，輻照劑量又影響水產品安全，1～6 kGy輻照劑量對水產品感官影響不明顯。Yang等[11]采用10 MeV電子束輻射處理低溫真空包裝三文魚，試驗結果顯示，4 ℃條件下，0.5 kGy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?化學保鮮是采用化學添加劑維持水產品鮮度的方法，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，試驗結果表明，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，結果顯示，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，試驗表明，鱘魚片貯藏至28 d，TVB-N為175.7 mg/kg，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。化學保鮮操作簡單、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?；瘜W和生物保鮮劑混合使用，以降低化學保鮮劑使用量，是水產品保鮮技術的發展方向。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，結果表明，鯽魚在4 ℃貯藏9 d，仍保持二級鮮度。近年來，納米技術為水產品保鮮提供了新的研究趨勢，劉永等[16]研究海藻酸鈉/納米SiO2涂膜對鯇魚魚肉的保鮮效果，結果表明，4 ℃條件下，該涂膜能有效抑制丙二醛、TVB-N、pH和TVC，延長保鮮期。

2.3?生物保鮮?生物保鮮劑指從動植物、微生物中提制或經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、酶類保鮮劑和微生物源保鮮劑。

2.3.1?動物源保鮮劑。

2.3.1.1?殼聚糖。殼聚糖指從節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地應用于水產品保鮮。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，試驗顯示，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，在膜上組成動態的環形孔，且滲入細胞內并干擾代謝，引起細菌死亡?？咕牡姆N類多，目前有2 000多種抗菌肽被分離鑒定出來，吳燕燕等[18]研究甲基營養型芽孢桿菌F35抗菌肽對羅非魚片的保鮮作用，試驗優化表明，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。

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，結果表明，200 mg/kg迷迭香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30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，Fan等[20]研究發現在-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%溶菌酶對牡蠣的保鮮作用，結果顯示，復合保鮮劑使其優勢菌（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、營養和藥理功效。溶菌酶與其他保鮮劑復配使用，李靜雪[22]研究發現在-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20～24 d。溶菌酶貯藏過久或環境不適宜，活性會降低，使用時需適當的增加使用量。

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，通過氧化葡萄糖產生葡萄糖酸，pH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，結果表明，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，常見的有乳酸鏈球菌素（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用，延長保鮮期。顧仁勇[24]研究發現在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pH為4.5，結合真空包裝，貨架期可達21 d。

2.3.4.2?ε-PL。ε-PL指白色鏈霉菌以葡萄糖為原料發酵制得的一種由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，發現其貨架期為7～8 d。

3?展望

物理保鮮法能夠實現工業化大規模保鮮的要求，但須考慮溫度波動及各種環境因素的影響?；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，無法完全滿足水產品保鮮的需求。針對出現的問題和不足，可按照柵欄理論，將物理、化學和生物保鮮技術聯合起來，實施優勢互補，提高水產品品質，保鮮技術將朝著安全高效，減少季節、地域等條件限定的方向發展，不斷研發新的保鮮技術，改進保鮮設備，創建完善的測量標準，實行規范化管理，實現技術創新與標準化結合，促進和轉化中國水產品保鮮技術的戰略目標調整和可持續發展。

安徽農業科學?2019年

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