植物源生物保鮮劑在水產(chǎn)品保鮮中的研究進(jìn)展

車　旭，王　婷，杜若源，謝　晶，藍(lán)蔚青

（上海海洋大學(xué)食品學(xué)院，上海水產(chǎn)品加工及貯藏工程技術(shù)研究中心，上海201306）

植物源生物保鮮劑在水產(chǎn)品保鮮中的研究進(jìn)展

車旭，王婷，杜若源，謝晶*，藍(lán)蔚青*

（上海海洋大學(xué)食品學(xué)院，上海水產(chǎn)品加工及貯藏工程技術(shù)研究中心，上海201306）

本文主要概述了近年來國內(nèi)外關(guān)于茶多酚、迷迭香提取物、麝香草酚等植物源生物保鮮劑在水產(chǎn)品保鮮中的研究進(jìn)展，系統(tǒng)分析了植物源生物保鮮劑在水產(chǎn)品保鮮中存在的主要問題，并對(duì)其今后的應(yīng)用前景進(jìn)行展望，為拓展植物源生物保鮮劑在水產(chǎn)品保鮮中的應(yīng)用提供理論依據(jù)。

植物源生物保鮮劑，水產(chǎn)品，保鮮，研究進(jìn)展

生物保鮮劑是一類食品添加劑，主要包括植物源保鮮劑、動(dòng)物源保鮮劑、微生物保鮮劑和酶類保鮮劑，以其安全無毒而受到研究者們的關(guān)注，在水產(chǎn)品上應(yīng)用廣泛，可通過較小劑量的使用來保持水產(chǎn)品的新鮮和良好的風(fēng)味，延長其貯藏貨架期。由于生物保鮮劑的專一性，其可抑制或殺死特定的微生物，從而提高抑菌效果［1］。其中，植物源生物保鮮劑因其從植物中天然提取，具有來源廣，成本低，應(yīng)用前景良好等優(yōu)點(diǎn)［2］。

1　植物源生物保鮮劑與其他來源生物保鮮劑的優(yōu)缺點(diǎn)比較

植物源生物保鮮劑與其他來源生物保鮮劑的優(yōu)缺點(diǎn)比較見表1。

表1　不同來源生物保鮮劑的優(yōu)缺點(diǎn)比較Table 1　Comparison of the advantages and disadvantages from different sources in bio-preservatives

2　研究現(xiàn)狀

植物源生物保鮮劑按其抑菌活性成分不同可分為植物多酚、中草藥提取液、植物精油與植物多糖四類。

2.1植物多酚

植物多酚又稱植物單寧，是多羥基酚類化合物的總稱。多酚結(jié)構(gòu)的獨(dú)特性使其具有多種生理功能，在各個(gè)生活領(lǐng)域均得到廣泛應(yīng)用。食品行業(yè)中，植物多酚也被用于水產(chǎn)品的保鮮，其中應(yīng)用于水產(chǎn)品保鮮上的植物多酚主要有茶多酚、蘋果多酚和海帶多酚。但由于其易被氧化，將與抗氧化等性能矛盾而無法達(dá)到保鮮的效果，因此不可過量添加。目前，茶多酚在水產(chǎn)品保鮮上的應(yīng)用較多，對(duì)于其抑菌效果的研究也較深入，其他植物多酚在水產(chǎn)品保鮮上的應(yīng)用還較少，抑菌機(jī)制也未明確［3］。

茶多酚又名維多酚，是茶葉中一種純天然多酚類物質(zhì)的總稱，其具有優(yōu)良的抗氧化性能，是理想、安全的天然食品抗氧化劑，現(xiàn)已列入食品添加劑行列［4］。根據(jù)GB 2760-2011［5］，茶多酚作為抗氧化劑可應(yīng)用于各類食品如米面制品、糕點(diǎn)、肉制品類、水產(chǎn)品類及飲料中。Li等［6］研究發(fā)現(xiàn)，使用0.2%茶多酚處理鯽魚，能抑制腐敗微生物的生長與TVB-N值的上升，使鯽魚的冷藏貨架期延長至13～14d。李雙雙等［7］對(duì)凍藏金槍魚的保鮮研究發(fā)現(xiàn)，金槍魚肉經(jīng)6.0g/L茶多酚保鮮液處理后，樣品在第30d仍能達(dá)到一級(jí)鮮度指標(biāo)，感官品質(zhì)無明顯變化，且使二級(jí)鮮度貨架期明顯延長。藍(lán)蔚青等［8］對(duì)冷藏帶魚段的各項(xiàng)指標(biāo)測定結(jié)果得出，帶魚段經(jīng)6.0g/L茶多酚保鮮液處理后，在第10d感官品質(zhì)無顯著變化，且比對(duì)照組延長了至少3d的二級(jí)鮮度貨架期。以上研究表明茶多酚在水產(chǎn)品貯藏過程中能有效延緩微生物的生長及理化性狀改變，保證水產(chǎn)品感官品質(zhì)，為后期作為天然防腐劑用于水產(chǎn)品保鮮提供了基礎(chǔ)。

我國每年需修剪蘋果枝條約1900000t，蘋果枝條多酚是從蘋果枝條中提取的多酚類物質(zhì)，屬植物黃酮類，具有抗氧化等生理功能，其中起到抑制微生物活動(dòng)的作用物質(zhì)含量高達(dá)64.32mg/g［9］。張娟等［10］研究表明，0.1%的蘋果枝條多酚可有效抑制草魚肉pH與TVB-N值的升高，降低魚肉中的菌落總數(shù)與丙二醛含量，保持魚肉的新鮮度。蘋果枝條多酚作為保鮮劑不僅具有使用成本低、提取方法簡單、保鮮效果優(yōu)良的特點(diǎn)，而且還可提高我國農(nóng)產(chǎn)品廢棄資源的回收利用率，是一種具有應(yīng)用前景的植物源保鮮劑。

在實(shí)際的蘋果生產(chǎn)中，疏花疏果是必不可少的重要環(huán)節(jié)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國每年疏除幼果量達(dá)1000000t，蘋果幼果多酚則是從尚未成熟的蘋果中提取的多酚類物質(zhì)［11］。陳瑋琦等［12］對(duì)冷藏條件下的草魚片進(jìn)行感官、TVB-N值與菌落總數(shù)等指標(biāo)測定，結(jié)果表明草魚片經(jīng)蘋果幼果多酚保鮮液處理后，保鮮效果明顯優(yōu)于對(duì)照組。研究發(fā)現(xiàn)，幼果多酚溶液可抑制水產(chǎn)品貯藏期間的微生物生長，有效延緩魚肉中蛋白質(zhì)變性與脂肪氧化分解，可作為一種具有市場潛力的水產(chǎn)品植物源保鮮劑。

2.2中草藥提取液

我國植物提取物的開發(fā)利用發(fā)展迅速，其抗氧化與抑菌性能日益受到人們的重視。植物的抗氧化研究主要集中在中草藥提取液，活性成分主要是多酚類、生物堿類和皂苷類。近年來許多研究證實(shí)了中草藥的殺菌抑菌效果，在水產(chǎn)品保鮮上也有日益廣泛的應(yīng)用［13］。其中，在水產(chǎn)品保鮮上的植物中草藥提取物主要有：迷迭香提取物、洋蔥提取物、生姜提取物、楊梅提取物與桂皮提取物等。

迷迭香提取物是從迷迭香中提取的高效天然抗氧化劑，主要包括萜類、黃酮、酚類等物質(zhì)，是一種單線態(tài)氧抑制劑，具有較好的抗氧化特性［14］。?zlem等［15］研究了迷迭香提取物對(duì)熏魚的保鮮效果，發(fā)現(xiàn)其可有效抑制嗜冷菌與酵母菌等微生物的生長。Kenar等［16］用迷迭香和鼠尾草茶提取物處理沙丁魚，發(fā)現(xiàn)提取物具有抗菌和抗氧化性能，微生物和化學(xué)指標(biāo)均較對(duì)照組低，感官分析得出處理組的貨架期為20d。李婷婷等［17］用不同濃度的迷迭香溶液作為生物保鮮劑對(duì)4℃貯藏的大黃魚進(jìn)行浸泡保鮮處理，發(fā)現(xiàn)經(jīng)0.2%迷迭香提取物處理的大黃魚，其細(xì)菌總數(shù)、TVB-N值、TBA值與K值在貯藏期20d內(nèi)明顯低于對(duì)照組（p＜0.05），證明迷迭香提取物可有效減緩蛋白質(zhì)降解與脂肪氧化，從而延長大黃魚的貯藏貨架期，且感官品質(zhì)較好。由于水產(chǎn)品富含不飽和脂肪酸，在流通過程中易氧化變質(zhì)而產(chǎn)生異味。迷迭香提取物可延緩自由基發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，能有效延遲其氧化變質(zhì)，改善其感官品質(zhì)，延長其貨架期，確保水產(chǎn)品的品質(zhì)和價(jià)值［18］。

我國的楊梅產(chǎn)量豐富，楊梅中含有大量的花色苷、酚酸類物質(zhì)，其提取物中的楊梅苷屬多酚類物質(zhì)，是由楊梅黃酮與鼠李糖化合而成的一種黃酮類糖苷，同時(shí)還含有少量楊梅黃酮、單寧等［19］。楊梅提取物具有清除自由基與螯合金屬離子等作用，能防止食品褪色，預(yù)防脂質(zhì)酸敗。Li等［20］研究發(fā)現(xiàn)，楊梅提取物對(duì)魚糜制品中的一些腐敗微生物有明顯的抑制作用，可延長室溫下魚糜制品的貨架期，且不影響其色澤。2007年2月，美國“食用香料和提取物制造者協(xié)會(huì)”（FEMA）正式批準(zhǔn)楊梅提取物作為風(fēng)味改進(jìn)劑納入“公認(rèn)為安全的”（GRAS）范圍，且用量不作限制性規(guī)定。因此，楊梅提取物的安全性高，其在食品保鮮上的應(yīng)用前景良好［21］。

El-Hanafy等［22］通過對(duì)生化與微生物學(xué)指標(biāo)測定，結(jié)合感官分析得出，使用4%的冷凍綠茶提取物保藏羅非魚既能降低使用成本，又能延長其貨架期。Nirmal等［23］研究發(fā)現(xiàn)，銀合歡籽提取物可作為太平洋白對(duì)蝦多酚氧化酶的天然抑制劑，在冰藏期間可延緩黑變病的形成。隨著銀合歡籽提取物粉末劑量的改變，抑制多酚氧化酶和黑色素沉著形成的效果也不同。在12d的冰藏期中0.5%銀合歡籽提取物粉末處理后的蝦具有良好的感官特性。?zogul等［24］通過化學(xué)指標(biāo)、微生物指標(biāo)和感官評(píng)價(jià)得出，麥稈菊的乙醇提取物對(duì)延長鱒魚魚片的貨架期有顯著效果。用麥稈菊提取物保存的真空包裝魚片在（2±1）℃的溫度條件下，其冷藏貨架期達(dá)到23d。吳濤等［25-27］分別以洋蔥，生姜，大蒜為原料，配合超聲波輔助提取獲得的洋蔥、生姜與大蒜提取液，研究發(fā)現(xiàn)其具有較好的防腐效果，能有效保持白鰱魚肉的貨架期品質(zhì)。張璐等［28］用丁香提取液、桂皮提取液與茶多酚作為復(fù)合植物源生物保鮮劑對(duì)多寶魚在不同溫度下進(jìn)行保鮮處理，能使3℃條件下多寶魚的保鮮期從2.5d延長至16d，15℃下保藏多寶魚的貨架期由1.5d延長至6d，證明該復(fù)合植物源生物保鮮劑能明顯延長多寶魚的保鮮期。

2.3植物精油

植物精油是將植物光合作用后分散在花瓣、樹葉、樹皮或種子上的芳香成分，通過萃取方式獲得的一類精油［29］。對(duì)于天然植物精油的抑菌機(jī)制尚不明確，也無健全的毒理學(xué)研究。植物中化學(xué)成分復(fù)雜，多數(shù)活性成分對(duì)光和熱不穩(wěn)定，環(huán)境因素對(duì)植物中活性成分的含量和種類的影響較大，其抑菌濃度難以控制，所以應(yīng)用于食品保鮮的植物精油實(shí)例還較少［30］。其中，應(yīng)用于水產(chǎn)品保鮮上的植物精油有：麝香草酚、肉桂醛、香荊芥酚、馬鞭草精油與迷迭香精油等。álvarez等［31］在對(duì)大西洋鯛的保鮮研究中發(fā)現(xiàn)，在魚的飲食中添加麝香草酚和迷迭香等天然抗氧化劑能提高魚的感官品質(zhì)并延緩其死后的品質(zhì)劣化。Mu等［32］研究表明，肉桂醛作為一種天然防腐劑能有效抑制太平洋白蝦貯藏期間黑色素的產(chǎn)生，減緩微生物的生長，以安全有效的方式延長了對(duì)蝦的貯藏貨架期。Desai等［33］用2%香荊芥酚浸漬鯰魚樣品，發(fā)現(xiàn)處理后魚體的單增李斯特菌數(shù)量明顯減少。Daniel［34］研究發(fā)現(xiàn)，冰藏時(shí)用40μL/L的檸檬馬鞭草精油保藏鯰魚，能延緩其鮮度下降，延長其貯藏貨架期。Tsironi等［35］研究得出，大西洋鯛在5℃時(shí)的貨架期為7d，保藏時(shí)添加香荊芥酚，可使其貨架期延長至8d。

2.4植物多糖

植物多糖是由許多相同或不同結(jié)構(gòu)的單糖通過糖苷鍵組成的化合物，廣泛存在于植物有機(jī)體中，參與機(jī)體生理代謝并具有多種生物活性，如免疫調(diào)節(jié)、降血壓、降血脂與抗氧化等［36］。近年來，植物多糖的研究與開發(fā)發(fā)展速度較快，但在作用機(jī)理方面的研究仍未深入，且植物多糖在水產(chǎn)品保鮮上的應(yīng)用實(shí)例并不多［37］。目前，應(yīng)用于水產(chǎn)品保鮮上的植物多糖主要是海藻酸鈣與海藻酸鈉。Lu等［38］研究表明，添加肉桂油與Nisin的海藻酸鈣涂層對(duì)抑制烏鱧魚片細(xì)菌生長，降低TVB-N值與抑制脂肪氧化具有良好效果。賈艷菊等［39］在比較不同可食性膜對(duì)草魚魚片保鮮效果的研究中發(fā)現(xiàn)，冷藏6d時(shí)，海藻酸鈉涂膜組的細(xì)菌總數(shù)、TVB-N與pH顯著低于其他各組，適宜作為水產(chǎn)品保鮮涂膜材料。張杰等［40］研究發(fā)現(xiàn)，海藻酸鈉抗菌涂膜可改善羅非魚魚片的感官品質(zhì)，且可將其保鮮期延長約5.5d。海藻酸鈉涂膜操作容易、成本低、性價(jià)比高，生成的降解物對(duì)環(huán)境無害，適用于魚片的長距離貯藏、運(yùn)輸及銷售，可考慮用于商業(yè)化的批量生產(chǎn)。

3　存在問題與改進(jìn)意見

目前，植物源生物保鮮劑在水產(chǎn)品保鮮上的應(yīng)用還存在一些問題：a.部分保鮮劑的作用機(jī)理、抑制機(jī)制和毒理學(xué)評(píng)價(jià)等方面的研究尚未深入，我國批準(zhǔn)使用的植物源生物保鮮劑數(shù)量有限。b.沒有任何一種植物源生物保鮮劑能有效抑制或殺滅所有微生物而單獨(dú)應(yīng)用于水產(chǎn)品保鮮。c.部分植物源保鮮劑存在著價(jià)格偏高、對(duì)食品本身色澤產(chǎn)生影響與抑菌效果不理想等方面問題，因此植物源生物保鮮劑還不能在短期內(nèi)完全取代化學(xué)合成防腐劑。

考慮到植物源生物保鮮劑目前存在的問題，在水產(chǎn)品保鮮過程中，可根據(jù)水產(chǎn)品中腐敗微生物的種類與保鮮劑的作用特點(diǎn)進(jìn)行植物源生物保鮮劑的選擇。為使水產(chǎn)品的新鮮度得到最大程度的保持，可通過柵欄技術(shù)原理，將植物源生物保鮮劑與其他類生物保鮮劑進(jìn)行復(fù)配，或與其他保鮮技術(shù)相結(jié)合，使其保鮮抑菌效果得到更好發(fā)揮。復(fù)合保鮮技術(shù)不僅可增強(qiáng)抑菌效果，且能降低成本，對(duì)食品感官品質(zhì)的影響也可降至最低［4］。Mastromatteo等［41］研究發(fā)現(xiàn)，普通包裝蝦仁的貨架期僅5d，使用麝香草酚結(jié)合氣調(diào)包裝的蝦仁，其貨架期可延長至14d。Andevari等［42］研究了明膠涂層結(jié)合肉桂油對(duì)冷藏虹鱒魚的保鮮效果，結(jié)果得出明膠涂層本身并不具良好的抗氧化和抗菌作用，添加了肉桂油的明膠涂層能有效抑制細(xì)菌的生長，抑制TVB-N與脂肪氧化值的升高，使產(chǎn)品的貯藏貨架期得到延長。Dembele等［43］研究表明，氯化鈉與綠茶提取物共同使用可延長干燥鯰魚的貨架期，延緩其品質(zhì)劣變。Li等［44］研究發(fā)現(xiàn)葡萄籽提取物結(jié)合殼聚糖，可使美國紅魚的冷藏貨架期延長6～8d。Abdollahi等［45］研究得出，殼聚糖生物聚合物、納米粘土與迷迭香精油的復(fù)合使用，可降低貯藏期間過氧化氫、游離脂肪酸和硫代巴比妥酸的生成，使活菌數(shù)與嗜冷菌數(shù)明顯減少，使鰱魚片的冷藏保鮮期得到延長。Maneesin等［46］在研究中發(fā)現(xiàn)，大蒜油與氣調(diào)處理相結(jié)合的保鮮效果比單一使用效果明顯，能適當(dāng)保持蝦的品質(zhì)。劉蒙佳等［47］研究發(fā)現(xiàn)，使用生姜、大料、大蒜與黃酒，配合超聲波水浴輔助提取制成的復(fù)合保鮮劑，能有效抑制草魚塊TVB-N值的升高，具有脫腥效果，且能延緩草魚魚肉的品質(zhì)變化。孫濤等［48］研究得出，將竹醋液與茶多酚復(fù)配，其保鮮效果優(yōu)于單獨(dú)使用，能使南美白對(duì)蝦的冷藏貨架期由4d延長至7d。竹醋液與茶多酚復(fù)配，能降低茶多酚的使用成本，且保鮮效果良好，可大大減少化學(xué)合成防腐劑的使用，對(duì)提高食品安全性具有重要意義。劉騫等［49］將1.5%丁香提取物+0.02%VC+0.01%Nisin配制而成的復(fù)合保鮮劑應(yīng)用于冰溫鯉魚肉糜的保藏，發(fā)現(xiàn)該復(fù)合保鮮劑能抑制脂肪氧化與微生物的生長，達(dá)到延長魚肉糜貯藏貨架期的目的。穆宏磊等［50］研究發(fā)現(xiàn)，由0.10%肉桂醛+0.05%植酸+0.50%海藻酸鈉配制而成的復(fù)合保鮮劑，能有效抑制南美白對(duì)蝦貯藏期間蝦體菌落總數(shù)與TVB-N值的升高，保持較好的感官品質(zhì)，在（4±1）℃條件下冷藏貨架期可達(dá)8～10d。

4　前景與展望

我國的植物資源十分豐富，應(yīng)用于水產(chǎn)品保鮮的植物資源多為草本植物或常用辛香料植物，具有較好的殺菌抑菌效果，同時(shí)還賦予食品特有的香味，且低毒、安全性高，滿足人們對(duì)健康食品的需要。隨著我國水產(chǎn)品需求市場的擴(kuò)大、人民生活質(zhì)量的提高與消費(fèi)者對(duì)水產(chǎn)品安全的日益重視，用植物源生物保鮮技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的化學(xué)合成防腐劑已成發(fā)展趨勢，但單一植物源生物保鮮劑通常不能全面有效地抑制或殺滅所有微生物［4］。因此，只有將植物源生物保鮮劑與其他來源的生物保鮮劑綜合利用，或?qū)⑵渑c現(xiàn)代生物技術(shù)相結(jié)合，以充分發(fā)揮各自的協(xié)同效應(yīng)，抑制水產(chǎn)品中各類微生物的生長，從而更加全面地保持水產(chǎn)品的綜合品質(zhì)，延長其貯藏貨架期。

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Research progress of bio-preservatives from plants for aquatic products preservation

CHE Xu，WANG Ting，DU Ruo-yuan，XIE Jing*，LAN Wei-qing*
（College of Food Science&Technology Shanghai Ocean University，Shanghai Engineering Research Center of Aquatic Product Processing and Preservation，Shanghai 201306，China）

In this paper，the application progress of several bio-preservatives from plants such as tea polyphenols，rosemary extract and thymol on the aquatic products were summarized.The main problems of biopreservatives from plants on preservation for aquatic products were analyzed systematically and their application prospects were outlooked.It would provide the theoretical basis for the research on the application of bio-preservatives from plants in aquatic products preservation.

bio-preservatives from plants；aquatic products；preservation；research progress

TS254.4

A

1002-0306（2015）12-0375-05

10.13386/j.issn1002-0306.2015.12.071

2014－10－20

車旭（1992-），女，碩士研究生，研究方向：天然產(chǎn)物提取與食品保鮮技術(shù)研究。

謝晶（1968-），女，博士，教授，研究方向：水產(chǎn)品保鮮技術(shù)研究。藍(lán)蔚青（1977-），男，博士，高級(jí)工程師，研究方向：水產(chǎn)品保鮮技術(shù)研究、天然產(chǎn)物開發(fā)與利用。

上海市科技興農(nóng)2015年重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目（滬農(nóng)科攻字（2015）第4-12號(hào)）；上海海洋大學(xué)科技發(fā)展專項(xiàng)基金；上海市大學(xué)生創(chuàng)新活動(dòng)計(jì)劃項(xiàng)目（A1-2035-14-0007-11-3）。