組合保鮮方式應用于水產(chǎn)品保鮮的研究進展

李 娜LI Na 謝 晶

(1. 上海水產(chǎn)品加工及貯藏工程技術(shù)研究中心，上海 201306；2. 上海冷鏈裝備性能與節(jié)能評價專業(yè)技術(shù)服務(wù)平臺, 上海 201306；3. 上海海洋大學食品學院，上海 201306)

水產(chǎn)品營養(yǎng)價值高，含有的多不飽和脂肪酸、必需氨基酸、微量元素等營養(yǎng)物質(zhì)是其他食品所不能媲美的，是解決全球糧食短缺的潛在理想來源[1]。正因其營養(yǎng)豐富，水產(chǎn)品易在微生物代謝活動和本身酶的共同作用下發(fā)生一系列生物化學反應，導致腐敗變質(zhì)。據(jù)報道[2]，全球每年因貯藏、運輸?shù)纫蛩貙е赂瘮∽冑|(zhì)的水產(chǎn)品占到30%。因此行業(yè)迫切需要研發(fā)有效的保鮮方法。

通常，水產(chǎn)品以低溫貯藏、氣調(diào)包裝、化學保鮮劑、生物保鮮劑等形式進行保鮮，各種保鮮方法均有其獨特優(yōu)勢以及使用局限性。低溫貯藏應用最廣泛，通過降低溫度可以極好地降低蛋白質(zhì)水解酶等酶活性，長時間保持水產(chǎn)品良好品質(zhì)；但在水產(chǎn)品流通中，溫度波動、解凍過程會引起水產(chǎn)品營養(yǎng)物質(zhì)流失、組織結(jié)構(gòu)改變[3]?；瘜W保鮮劑具有強抗氧化、抑菌特性，保鮮效果良好，但其在水產(chǎn)品中的殘留可能對人體健康構(gòu)成威脅。生物保鮮劑憑借其天然、無毒的優(yōu)勢，近年來受到密切關(guān)注，特別是復合生物保鮮劑具有廣闊的應用前景[4-5]。同時，復合保鮮技術(shù)可充分發(fā)揮每種保鮮方法的優(yōu)勢，相較于單一保鮮技術(shù)，保鮮效果更佳[6]46-53，對不同組合保鮮方式用于水產(chǎn)品保鮮的相關(guān)研究也在逐漸深入[7]。

本文在分析現(xiàn)代水產(chǎn)品保鮮技術(shù)的基礎(chǔ)上，綜合理化指標、微生物指標等鮮度評價指標，從物理、化學、生物保鮮技術(shù)不同組合的角度詳細綜述了應用于水產(chǎn)品保鮮中的復合保鮮工藝，并展望未來水產(chǎn)品保鮮技術(shù)的發(fā)展趨勢。

1 水產(chǎn)品品質(zhì)評價指標

水產(chǎn)品腐敗變質(zhì)主要表現(xiàn)為由蛋白質(zhì)變性、油脂氧化和微生物共同作用引起的感官、物化、微生物特性改變。

感官評定通常以評分制的方式進行，也可以通過電子鼻、模型數(shù)學綜合評價法[8]、質(zhì)量指數(shù)法[9]等進行分析。趙夢醒等[10]研究發(fā)現(xiàn)電子鼻傳感器的響應強度隨著冷藏鱸魚貯藏時間的延長而增強，魚肉氣味也改變，表明利用電子鼻可有效表征其新鮮度。胡慶蘭等[8]基于模糊數(shù)學法對超高壓處理后魷魚的色澤、組織、口感和滋味品質(zhì)綜合評價，優(yōu)選出最佳的超高壓處理條件，且與理化指標結(jié)果一致，說明模型數(shù)學綜合評價法在魷魚感官評價中具有較好的可行性及準確性。Santos等[11]利用質(zhì)量指數(shù)法綜合評價冰藏石首魚品質(zhì)，結(jié)果表明石首魚貨架期可達到9 d，質(zhì)量指數(shù)法評價與色差值、菌落數(shù)結(jié)果一致，可有效預測石首魚貨架期。相比較于評分制，通過電子鼻、模糊數(shù)學綜合評價法、質(zhì)量指數(shù)法在預測水產(chǎn)品貨架期方面具有更高的準確度。

理化指標在衡量水產(chǎn)品品質(zhì)特性方面具有客觀性，是構(gòu)成鮮度評價的重要組成部分。滴水/蒸煮損失率、持水力可表征水產(chǎn)品保水性能，許雯雯[12]研究發(fā)現(xiàn)，相比較于市售磷酸鹽和水，復配磷酸鹽作為保水劑處理鱸魚可降低其蒸煮損失，-18 ℃凍藏1個月仍能保持良好品質(zhì)。TVB-N值、K值、電導率可表征水產(chǎn)品鮮度狀況，黎柳等[13]將含不同濃度的茶多酚、植酸生物保鮮劑冰處理鯧魚并貯藏于1 ℃，發(fā)現(xiàn)1%茶多酚組貯藏24 d后TVB-N值才為21.37 mg/100 g，K值為51.48%，植酸組和茶多酚組貨架期較自來水冰組分別延長 1～3，6～11 d。鹽溶性蛋白、巰基、羰基、氨基酸等含量變化及Ca2+-ATPase活性可反映水產(chǎn)品的蛋白質(zhì)變性程度，蘇趙等[14]研究了海藻糖對草魚魚糜凍藏品質(zhì)的影響，結(jié)果表明，6%海藻糖處理的草魚在貯藏12周后鹽溶性蛋白含量下降(16.64±4.06)%，總巰基含量為(74.94±0.51) μmol/g，Ca2+-ATPase活性為(0.21±0.006 2) μmol P/(mg Pro·min)，蛋白羰基含量上升(224.77±9.51)%，可最大程度地抑制蛋白質(zhì)的變性。另外，pH、TBA、電導率、生物胺種類變化等也是水產(chǎn)品品質(zhì)評價的常用指標[15]。

微生物特性可反映水產(chǎn)品被微生物污染程度，通常菌落總數(shù)、特定腐敗菌、產(chǎn)H2S細菌數(shù)量的測定可用來評價水產(chǎn)品品質(zhì)狀況[16]。Beaufort等[17]對8，4，-2 ℃貯藏環(huán)境中冷熏三文魚中單增李斯特菌數(shù)量進行了研究，結(jié)果表明，2 ℃貯藏28 d后單增李斯特菌數(shù)已超過了歐洲立法規(guī)定的微生物標準，但相比較于8 ℃和4 ℃ 2個貯藏溫度，2 ℃貯藏可明顯延長貨架期。吳凱強等[18]制備微納米紫貽貝殼粉水產(chǎn)保鮮劑并應用于帶魚保鮮，結(jié)果表明，微納米紫貽貝殼粉保鮮組的帶魚貯藏在12 d后乳酸菌、假單胞菌、腸桿科菌數(shù)分別為4.48，4.15，4.48 lg CFU/g，且各菌落數(shù)上升速率明顯低于空白組和海藻酸鈉保鮮劑組，充分說明微納米紫貽貝殼粉水產(chǎn)保鮮劑對帶魚在貯藏過程中微生物的生長有較好的抑制作用。

另外，利用肌肉組織石蠟切片可進行微觀組織結(jié)構(gòu)分析[19]、利用核磁共振中橫向弛豫時間分析水分遷移情況及核磁共振成像[20]在一定程度上也可以進行水產(chǎn)品品質(zhì)的評價。

2 兩種保鮮技術(shù)間的結(jié)合

將傳統(tǒng)的水產(chǎn)品保鮮技術(shù)相結(jié)合，依據(jù)其各自在抗氧化、抑菌等方面的特性進行優(yōu)勢互補，可以充分發(fā)揮每一種保鮮技術(shù)的優(yōu)勢，達到“1+1>2”的保鮮效果。在實際水產(chǎn)品貿(mào)易流通中，通過物理、化學、生物保鮮技術(shù)之間兩兩組合的保鮮效果明顯優(yōu)于單一保鮮技術(shù)。

2.1 物理與生物保鮮結(jié)合

水產(chǎn)品物理保鮮主要包括低溫貯藏、氣調(diào)包裝及臭氧、輻照等冷殺菌技術(shù)，生物保鮮劑種類繁多，一般是從生物體內(nèi)提取的具有抗氧化、抑菌等特性的活性物質(zhì)，其中復合生物保鮮劑表現(xiàn)出明顯的保鮮優(yōu)勢。

2.1.1 低溫與生物保鮮結(jié)合 低溫保鮮通過降低溫度一方面可使微生物體內(nèi)代謝酶活力下降和原生質(zhì)體濃度增加，并且低溫中產(chǎn)生的冰晶體會顯著抑制微生物的生長繁殖；另一方面，低溫可降低水產(chǎn)品中蛋白質(zhì)分解、脂肪氧化等速率，從而長時間地保持水產(chǎn)品優(yōu)良品質(zhì)[21]。通常，低溫保鮮包括冷藏、冰溫貯藏、微凍貯藏、凍結(jié)保藏，特別是冰溫保鮮和微凍保鮮憑借其良好的保鮮效果、營養(yǎng)流失少等優(yōu)勢得到國內(nèi)外的廣泛研究[22-23]。陳軍等[24]評價了冰溫協(xié)同殼聚糖對草魚片的保鮮效果，結(jié)果表明，相比較于單一使用冰溫貯藏，1.5%的殼聚糖結(jié)合冰溫貯藏可使草魚片貯藏期由9 d增加為18 d。李靜雪[25]研究發(fā)現(xiàn)將殼聚糖、溶菌酶、VC復配并貯藏于-1 ℃環(huán)境可使鯉魚貨架期上升為20～24 d。李輝等[26]研究了復合保鮮劑協(xié)同冰溫貯藏對牙鲆新鮮度及組織結(jié)構(gòu)的影響，發(fā)現(xiàn)與單一冰溫貯藏相比，冰溫結(jié)合保鮮劑可使牙鲆貯藏期提高約10 d。Alparslan等[27]將添加了橙皮精油的殼聚糖薄膜對深水粉紅蝦進行涂膜處理并貯藏于-18 ℃ 環(huán)境中，結(jié)果表明，含有橙皮精油的殼聚糖涂膜結(jié)合-18 ℃凍藏可使深水粉紅蝦貨架期比僅在-18 ℃貯藏的延長了8 d，比用殼聚糖涂膜再結(jié)合-18 ℃貯藏的延長了5 d，這充分證明了低溫與生物保鮮劑相結(jié)合的保鮮優(yōu)勢，且復合保鮮劑與低溫貯藏的協(xié)同作用比單一保鮮劑更強。總而言之，在利用生物保鮮劑對水產(chǎn)品預處理的基礎(chǔ)上，再貯藏于冰溫、微凍、冷凍環(huán)境中為未來水產(chǎn)品保鮮的一個發(fā)展方向。

2.1.2 氣調(diào)包裝與生物保鮮結(jié)合 氣調(diào)包裝是一種通過調(diào)節(jié)氣體組成及濃度比例減緩微生物新陳代謝速率及油脂氧化等生化反應的后處理方式，其保鮮效果直接受到貯藏環(huán)境、氣體組成成分、包裝材料等因素的影響[28]。研究[29-30]發(fā)現(xiàn)，氣調(diào)包裝與生物保鮮技術(shù)的協(xié)同作用可有效保持水產(chǎn)品富含的各種營養(yǎng)物質(zhì)，延緩品質(zhì)劣變進程。楊勝平等[31]研究發(fā)現(xiàn)1.0%殼聚糖+0.4%茶多酚復配協(xié)同60% CO2+10% O2+30% N2氣調(diào)包裝的帶魚貯藏20 d后仍處在二級鮮度之內(nèi)，其貨架期是對照組的5倍。鞠健等[32]用0.2%的茶多酚溶液涂膜于鱸魚，再用20% CO2+80% N2進行氣調(diào)包裝，并于4 ℃條件下貯藏，結(jié)果發(fā)現(xiàn)氣調(diào)結(jié)合茶多酚組的TBA、TVB-N、K值明顯低于茶多酚和氣調(diào)組，茶多酚結(jié)合氣調(diào)包裝可以較好地保持鱸魚在冷藏期間的品質(zhì)。Nirmal等[33]分析評估了綠茶提取物、VC協(xié)同氣調(diào)包裝對南美白對蝦的保鮮效果，結(jié)果顯示，綠茶提取物、VC協(xié)同氣調(diào)包裝可顯著延緩對蝦pH、TVB-N、TBAS值的上升，在抑制微生物繁殖、保持良好感官等方面均優(yōu)于其他組，有效緩解了蝦的腐敗變質(zhì)。

此外，隨著國內(nèi)外對活性包裝及智能包裝材料研究的不斷深入，將具有抑菌、抗氧化、控濕、智能指示燈特性的新型食品包裝運用于水產(chǎn)品保鮮中也是行業(yè)發(fā)展的一個熱點[34]，加強新型包裝材料結(jié)合生物保鮮劑用于水產(chǎn)品保鮮的研究也具有現(xiàn)實指導作用。

2.1.3 臭氧與生物保鮮結(jié)合 臭氧主要通過破壞微生物細胞結(jié)構(gòu)而抑制微生物生長繁殖，且其分解產(chǎn)生的新生氧具有強氧化性，也可抑制大多數(shù)微生物。臭氧具有廣譜抑菌性、可自行分解特性，在水產(chǎn)品保鮮中發(fā)揮著越來越重要的作用[35]。將臭氧水或臭氧冰與生物保鮮劑相結(jié)合，不僅具有強抑菌性，且具有安全無毒特性。宣偉[6]28-37利用1.0 mg/L的臭氧水處理中國對蝦后，并用殼聚糖植酸溶液進行涂膜保鮮，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過臭氧殺菌殼聚糖涂膜后，蝦的pH、TVB-N值增加速率明顯降低，紅度a值降低，貨架期延長了10 d。鐘智豪[36]對先經(jīng)臭氧減菌再用茶多酚處理的草魚片品質(zhì)變化進行了分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，魚片白度、脂肪酸價和蛋白質(zhì)羰基含量比僅經(jīng)減菌處理組在一定程度上都有降低，蛋白巰基含量增加，自由基含量減小，臭氧與茶多酚協(xié)同可進一步提高茶多酚的氧化抑制，有效保持草魚片良好品質(zhì)。然而在實際水產(chǎn)品保鮮中，因臭氧具有強氧化性，用于水產(chǎn)品保鮮后會使有機化合物氧化，這些產(chǎn)物的安全性還有待進一步研究，并且臭氧與生物保鮮劑用于水產(chǎn)品保鮮的協(xié)同作用機理也需要進一步深入研究。

2.2 物理與化學保鮮結(jié)合

水產(chǎn)品化學保鮮技術(shù)研究相對成熟，在實際應用中添加少量即可達到很好的保鮮效果，且具有由單一保鮮劑到復配保鮮劑并與其他保鮮技術(shù)相結(jié)合的發(fā)展趨勢。陳東清[37]發(fā)現(xiàn)利用復合磷酸鹽溶液對草魚片進行調(diào)理處理可使草魚片保持較佳的保水性、質(zhì)構(gòu)及感官品質(zhì)，在此基礎(chǔ)上，又將草魚片貯藏于-1 ℃，觀察理化特性的變化情況。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，經(jīng)復合磷酸鹽溶液處理的草魚片在-1 ℃貯藏期間TVB-N、K值、TBA值變化速率都低于其他組，說明冰溫貯藏、氣調(diào)包裝和調(diào)理處理的協(xié)同可顯著延緩魚片鮮度下降。劉妙等[38]將海藻糖、乳酸鈉、混合磷酸鹽復配后處理魷魚并凍藏，發(fā)現(xiàn)魷魚在-20 ℃貯藏60 d后仍保持新鮮狀態(tài)，保鮮效果顯著。綜上所述，水產(chǎn)品保鮮中，物理與化學保鮮結(jié)合的一般模式為：先利用化學保鮮劑對水產(chǎn)品進行前期處理，然后采用物理保鮮。這樣利用兩者的協(xié)同效應，可使水產(chǎn)品在貯藏期間長時間保持品質(zhì)穩(wěn)定，延長貨架期。

2.3 化學與生物保鮮結(jié)合

生物保鮮劑是在化學保鮮劑的基礎(chǔ)上逐漸發(fā)展起來的一種天然保鮮技術(shù)，可克服化學保鮮劑殘留帶來的潛在安全威脅，也可根據(jù)各自特性針對性地進行組合，使保鮮效果達到最優(yōu)[39]。凌萍華[40]分析比較了不同濃度配比的4-己基間苯二酚與殼聚糖組合對南美白對蝦黑變的抑制效果，結(jié)果顯示 0.05% 4-己基間苯二酚+1%殼聚糖組合在抑制多酚氧化酶活性及黑變感官評分方面表現(xiàn)最佳，綜合TBC、TVB-N變化得貨架期可達到8 d，比4-己基間苯二酚+1%殼聚糖、0.01% 4-己基間苯二酚+1%殼聚糖組貨架期延長了2 d。研究發(fā)現(xiàn)，明膠、檸檬酸等可增強殼聚糖的成膜性，克服單一殼聚糖成膜性不足的缺點。Feng等[41]將添加了明膠的殼聚糖薄膜對金鯧魚片進行涂膜處理，發(fā)現(xiàn)明膠與殼聚糖具有協(xié)同作用，0.4%殼聚糖和7.2%明膠復合組處理的金鯧魚pH值、TVB-N 值、TVC變化速率明顯減弱，質(zhì)量損失低，具有較長的肌原纖維，可將金鯧魚片貯藏期提高為17 d。從實際出發(fā)，化學與生物保鮮劑組合應用于水產(chǎn)品保鮮中并不是很多，在開發(fā)更多種類天然生物保鮮劑的基礎(chǔ)上，加強其保鮮機理研究，進而有針對性地與化學保鮮劑相結(jié)合，從而達到優(yōu)勢互補的目的，這也是以后水產(chǎn)品保鮮的一個發(fā)展方向。

3 多種保鮮技術(shù)間的組合

相比較兩種保鮮技術(shù)結(jié)合應用于水產(chǎn)品保鮮，物理、化學、生物3種保鮮技術(shù)的復合應用可以更大程度地提高水產(chǎn)品保鮮效果。王慶麗等[42]評價了生物保鮮劑殼聚糖(植酸溶解)和殼聚糖+Nisin+大蒜素結(jié)合氣調(diào)包裝(25% N2+75% CO2)在-2 ℃貯藏環(huán)境中對模擬蟹肉品質(zhì)變化的影響，在貯藏過程中發(fā)現(xiàn)復合生物保鮮劑和氣調(diào)包裝結(jié)合能顯著增加-2 ℃模擬蟹肉的持水力和硬度，延緩感官品質(zhì)的下降，可使貨架期延長50 d以上。這也充分說明了復合生物保鮮劑、氣調(diào)、低溫的組合可很大程度上提高蟹肉的保鮮效果。朱迎春等[43]將鯰魚片先用3種天然保鮮液以及無菌蒸餾水(對照組)處理后，然后以CO2∶N2=6∶4濃度比例進行氣調(diào)包裝并貯藏于-0.7 ℃，觀察其品質(zhì)變化及蛋白氧化程度，結(jié)果表明，3種天然保鮮液結(jié)合氣調(diào)、冰溫貯藏均不同程度延緩了鯰魚肉肌原纖維蛋白的氧化，抑制了羰基含量的增加和總巰基含量的減少，肌原纖維蛋白發(fā)生交聯(lián)聚合和小片化的程度降低，有效抑制了微生物生長、蛋白降解、脂肪和蛋白氧化，相比較無菌蒸餾水處理組20 d的貨架期，天然保鮮液、氣調(diào)、冰溫保鮮協(xié)同應用于鯰魚保鮮可延長10～20 d。綜上所述，物理、化學、生物3種保鮮技術(shù)具有極強協(xié)同增效作用，保鮮效果優(yōu)良，在未來水產(chǎn)品保鮮中具有廣闊的發(fā)展前景。

4 總結(jié)與展望

隨著國民消費水平的提升，營養(yǎng)物質(zhì)豐富的水產(chǎn)品在中國居民飲食結(jié)構(gòu)中發(fā)揮著越來越重要的作用，相應地，消費者對水產(chǎn)品品質(zhì)的要求更為嚴格，對其新鮮度更為關(guān)注。相較于單一保鮮方式，組合保鮮方式可明顯延長水產(chǎn)品的貨架期，2種或2種以上保鮮技術(shù)的協(xié)同增效作用可最大化地保持水產(chǎn)品感官特性、理化特性及控制微生物的繁殖。此外，復合生物保鮮劑可將每一種保鮮劑具有的特性最大化，而針對性地彌補單一保鮮劑自身存在的缺陷，達到“1+1>2”的保鮮效果，其與物理、化學保鮮方法結(jié)合應用于延長水產(chǎn)品貯藏期具有潛在的應用價值。今后化學保鮮劑因潛在的安全問題必然會導致其在水產(chǎn)品保鮮中的應用不斷減少，取而代之的是一些天然提取物、酶類等生物保鮮劑，如中草藥成分、香辛料、茶葉等，這些物質(zhì)既具有良好保鮮效果，又在一定程度上增加了水產(chǎn)品營養(yǎng)價值。但國內(nèi)外對生物保鮮劑的研究起步晚，生物保鮮劑保鮮機理及其與其他保鮮技術(shù)的協(xié)同增效機理需要進一步深入研究，同時添加生物保鮮劑可能引起的風味、滋味等的改變也有待解決。今后一方面可加強超高壓滅菌、輻照殺菌等冷殺菌方式與化學、生物保鮮劑的協(xié)同增效作用研究，另一方面可加強對活性包裝及智能包裝的開發(fā)研究，綜合優(yōu)化水產(chǎn)品前處理、保鮮方式、貯藏環(huán)境、包裝材料等工藝，以最大化地延緩水產(chǎn)品品質(zhì)劣變進程。

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