從化學(xué)指標(biāo)的角度淺析物理保鮮技術(shù)在水產(chǎn)品保鮮中的應(yīng)用

黃海峰

摘 要：水產(chǎn)品營養(yǎng)價值豐富，消費(fèi)需求量大，但易腐敗變質(zhì)，因此水產(chǎn)品的儲藏保鮮過程非常重要。水產(chǎn)品的腐敗變質(zhì)不僅影響其品質(zhì)，也會因其毒性威脅消費(fèi)者的安全，故保鮮效果與水產(chǎn)品的銷售息息相關(guān)，保鮮技術(shù)的選擇也顯得尤其重要。在實(shí)際生產(chǎn)生活中，保鮮技術(shù)不僅涉及保鮮效果還涉及成本等問題，因此了解保鮮技術(shù)有利于科學(xué)合理的選擇保鮮技術(shù)。水產(chǎn)品中蝦類營養(yǎng)較全面，又因蝦會出現(xiàn)黑變，因此以南美白對蝦為例具有代表性。物理保鮮技術(shù)包括低溫保鮮、氣調(diào)保鮮、超高壓保鮮等技術(shù)，筆者詳細(xì)陳述各種方法的技術(shù)原理、保鮮效果檢測方法，總結(jié)了保鮮效果的優(yōu)缺點(diǎn)，具有參考價值。

關(guān)鍵詞：南美白對蝦；水產(chǎn)品保鮮；物理保鮮技術(shù)

中圖分類號：TS254 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）05-0234-03

1 引言

我國陸地面積約960萬平方公里，領(lǐng)海約470萬平方公里，各地均有自己的特色產(chǎn)品，而大量產(chǎn)品銷售都需要考慮保鮮問題。就水產(chǎn)品而言，我國水產(chǎn)品種類豐富，產(chǎn)量更是持續(xù)增加，截止2016年全年水產(chǎn)品產(chǎn)量已達(dá)6900萬噸，居世界第一。水產(chǎn)品，尤其是魚、蝦、貝類，能提供豐富的維生素、礦物質(zhì)以及優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)，含有人類不能自行合成的幾種高度不飽和脂肪酸，還含有具有健腦作用的卵磷脂等。水產(chǎn)品豐富的營養(yǎng)價值使其成為健康膳食結(jié)構(gòu)中不可缺少的要素，消費(fèi)需求也不斷上升。與此同時，消費(fèi)者對水產(chǎn)品的品種、保鮮等要求也越來越高。水產(chǎn)品營養(yǎng)豐富的同時也極易腐敗變質(zhì)，而腐敗變質(zhì)會產(chǎn)生毒性，不僅影響銷售，還會帶來食品安全問題。因此在水產(chǎn)品的加工、運(yùn)輸、銷售過程中，保鮮技術(shù)的選擇都至關(guān)重要。選擇與產(chǎn)品相適應(yīng)的保鮮技術(shù)在保證食品安全的同時也能保證口感、降低成本、增加銷量。因此改進(jìn)保鮮技術(shù)、完善保鮮體系，對水產(chǎn)品行業(yè)的發(fā)展具有重要意義。

2 南美白對蝦簡介

南美白對蝦又稱萬氏對蝦、白對蝦，中文學(xué)名為凡納對蝦，隸屬于對蝦科，對蝦屬。南美白對蝦原產(chǎn)于美國西部太平洋沿岸的溫暖水域，集中分布在厄瓜多爾附近的海域。南美白對蝦最長可達(dá)24cm，蝦殼較薄，淺青灰色是其正常顏色，全身沒有斑紋。南美白對蝦是高產(chǎn)養(yǎng)殖的優(yōu)良品種，與斑節(jié)對蝦、中國對蝦并列為世界三大養(yǎng)殖蝦類。它的養(yǎng)殖條件簡單，在18-32℃均能生長，適宜鹽度在1-40‰，生長快，抗病能力強(qiáng)。20世紀(jì)80年代南美白對蝦開始引入中國，養(yǎng)殖規(guī)模不斷擴(kuò)大，逐漸成為我國南方主要養(yǎng)殖的蝦種，又以天津市漢沽區(qū)楊家泊鎮(zhèn)養(yǎng)殖的南美白對蝦質(zhì)量最優(yōu)，其養(yǎng)殖技術(shù)也最為成熟。

南美白對蝦蝦肉鮮美，營養(yǎng)價值較高，適合老人和兒童食用。人體必需的8種必需氨基酸和2種半必需氨基酸都能在南美白對蝦中獲得，且必需氨基酸含量占其氨基酸總量的38.78%，達(dá)到了FAO（聯(lián)合國糧食與農(nóng)業(yè)組織）及WHO（世界衛(wèi)生組織）規(guī)定的理想模式。同時它還富含多不飽和脂肪酸、EPA和DHA等，經(jīng)常食用，有助于兒童智力發(fā)育和老年人健康。南美白對蝦還富含人體必需的礦物元素，如的鈣、鐵、鋅、硒等，因此對兒童的生長發(fā)育和智力發(fā)育有積極的促進(jìn)作用。此外，南美白對蝦表面的紅色成分，即蝦青素，是目前發(fā)現(xiàn)的最強(qiáng)的抗氧化劑，被廣泛應(yīng)用于化妝品、食品添加劑及藥品中，2008年日本科學(xué)家還發(fā)現(xiàn)蝦青素有助于消除“時差癥”。

由此可見南美白對蝦的營養(yǎng)豐富、保健價值較高，以其為代表研究水產(chǎn)品的物理保鮮技術(shù)具有代表性和可行性。

3 水產(chǎn)品保鮮中的化學(xué)指標(biāo)

根據(jù)水產(chǎn)品易腐敗變質(zhì)的特點(diǎn)，專家總結(jié)其腐敗變質(zhì)的原因，并制定了相應(yīng)的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)判斷水產(chǎn)品是否能夠食用。水產(chǎn)品常用的化學(xué)指標(biāo)有以下幾種：

（1）微生物總數(shù)：微生物會分解碳水化合物，使酸度升高，也會分解蛋白質(zhì)、脂肪等，還會形成有害物質(zhì)，因此微生物量與保鮮期關(guān)系極為密切。按照GB2741-1994規(guī)定：蝦類的菌落數(shù)≤5.0lg（cfu/g）為一級鮮度；5.0～5.7lg（cfu/g）為二級鮮度，當(dāng)細(xì)菌總數(shù)超過二級鮮度時，蝦不能食用，以此判定貨架期的終點(diǎn)。

（2）pH值：pH值升高一般是由某些蛋白質(zhì)片斷發(fā)生分解造成的，也會受到水環(huán)境影響。一般pH值會呈先降后升的趨勢。具體的pH值指標(biāo)與蝦本身有關(guān)，需設(shè)置對照組。

（3）ATP及其降解物：其檢測分為兩類，K值主要用于魚類的鮮度指標(biāo)，而蝦類K值變化與保鮮效果關(guān)系不大。

（4）揮發(fā)性鹽基氮（TVBN）：TVBN指的是在堿性條件下，具有揮發(fā)性的小分子的胺類物質(zhì)。在動物性食物中，它是下酶和細(xì)菌作用下的腐敗過程中產(chǎn)生的，它的含量對判斷蝦的鮮度具有重要的參考價值，多數(shù)情況下，TVBN被作為判斷超高壓處理的蝦的保鮮情況的重要指標(biāo)。中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)河蝦衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)GB2740-1994規(guī)定：TVBN（mg/100g）≤20。

（5）SO2殘留：SO2雖然能有效抑制蝦體變黑，但殘留量過多會導(dǎo)致人體攝入過量從而傷害人體。食品添加劑標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，在生蝦可食部位SO2的最高限量為100mg/kg，在熟蝦可食部位為30mg/kg。

4 物理保鮮技術(shù)在水產(chǎn)品保鮮中的應(yīng)用——以南美白對蝦為例

蝦類營養(yǎng)價值高，但難以保存。在酶的作用下，酪氨酸或其衍生物等水溶性色原物質(zhì)被氧化而形成黑色素使得蝦類變黑，這類酶常存在于蝦的血液、頭、胸、關(guān)節(jié)、尾扇等部位，因此蝦的這些部位最先變黑。蝦的變黑和變質(zhì)對其外觀和價值都有影響，找出延緩蝦變黑，延長保鮮期，對蝦的銷售十分重要。

4.1 低溫保鮮技術(shù)

作為使用最早、最廣的水產(chǎn)品保鮮技術(shù)，低溫保鮮技術(shù)就是指在較低溫度下保藏水產(chǎn)品，達(dá)到保鮮和防腐的目的。它的原理是通過低溫使酶活性降低，從而降低微生物體內(nèi)的代謝酶活動，減慢酶參與的化學(xué)反應(yīng)速度，以及增加原生質(zhì)體濃度、黏度，達(dá)到減緩水產(chǎn)品腐敗的目的。水產(chǎn)品低溫保鮮技術(shù)以溫度為標(biāo)準(zhǔn)分為四種：冷藏保鮮（0-4℃）、冰溫保鮮（0-2℃）、微凍保鮮（-2℃～-4℃）、凍藏保鮮（-18℃～-40℃）。冷藏保鮮能使水產(chǎn)品保持其生物特性，但受水產(chǎn)品自身熱量的影響，只能用于小型水產(chǎn)品。冰溫保鮮是將水產(chǎn)品置于自身的冰溫帶中進(jìn)行儲藏，在抑制有害微生物生長、實(shí)現(xiàn)防腐的同時，沒有破壞水產(chǎn)品自身的細(xì)胞，與冷藏相比，既延長了保質(zhì)期又提高了感官品質(zhì)。微凍保鮮不僅抑制了酶活性，同時凍結(jié)了微生物體內(nèi)的部分水分，使得部分細(xì)菌死亡，其余細(xì)菌活動受到抑制，使得水產(chǎn)品貨架期延長了1.5至4倍，但風(fēng)味變差，對溫度控制要求嚴(yán)格。凍藏保鮮通過將水產(chǎn)品體內(nèi)的絕大部分水凍結(jié)達(dá)到長期保鮮的目的，但是肉質(zhì)的品質(zhì)會下降。

南美白對蝦常用的是蝦保鮮冰，屬于冷藏保鮮技術(shù)，溫度在4℃左右。陳飛東等研究了蝦保鮮冰的保鮮作用，實(shí)驗(yàn)表明，將冰水凍死的南美白對蝦以蝦冰1：2的比例放置SO2含量為323mg/kg的蝦保鮮冰時，保鮮效果最好。

從微生物總量上看，蝦含水量高導(dǎo)致蝦鮮度受細(xì)菌影響較大。蝦保鮮冰提供的冷藏溫度4℃不能達(dá)到滅菌效果，但能抑制細(xì)菌活動。實(shí)驗(yàn)顯示，蝦保鮮冰能使蝦的微生物總數(shù)在10天內(nèi)均處于可接受范圍（采用GB4789.2-2003），延長了近6天。證明蝦保鮮冰能抑制細(xì)菌的生長繁殖，減少存活細(xì)菌，延長了保鮮期。

從總揮發(fā)性鹽基氮看，TVBN作為反映魚類腐敗程度的最重要指標(biāo)之一也是檢測重點(diǎn)。動物性食物的腐敗會因蛋白質(zhì)的分解了產(chǎn)生氨、胺類等堿性含氮物質(zhì)，即TVBN，TVBN的含量高意味著食物鮮度下降、腐敗程度增加，在GB2740-1994中規(guī)定：TVBN（mg/100g）≤20。采用蝦保鮮冰能使蝦在10d左右才出現(xiàn)TVBN超標(biāo)的情況，相較下延長了兩天左右。對此，陳飛東等推測可能是因?yàn)槲r在冰藏狀態(tài)，產(chǎn)生的揮發(fā)性氮可能會隨著冰的融化而減少。

pH值的檢測結(jié)果同樣顯示隨著鮮度下降，蛋白質(zhì)分解，堿性產(chǎn)物增加，pH值也不斷上升，對于動物肌肉pH值還存在先降后升的情況。以7.8作為新鮮的pH最高值，蝦保鮮冰使得pH值大概在10天使達(dá)到最大值，即延長了3至4天保鮮期。

關(guān)于ATP及其相關(guān)化合物含量作為鮮度指標(biāo)時常用的K值不適用于蝦類，不同方法下變化不大，不予分析，但數(shù)據(jù)顯示，因?yàn)楸ｕr對其影響不大，所以可將其作為南美白對蝦高質(zhì)量鮮度的指標(biāo)。

除此以外，因?yàn)樵谖r保鮮冰中含有焦亞硫酸鈉，故在保鮮的檢測中多了SO2殘留量一項(xiàng)。檢測結(jié)果表明SO2在蝦肉上殘留較少，基本在30mg/kg以下，即SO2在南美白對蝦蝦肉的殘留最低，但進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)證明蝦頭部分含量最高。

蝦保鮮冰能起到防止蝦變黑的作用，總體上能達(dá)到10天的保鮮期，但是在使用蝦保鮮冰保鮮時，需考慮蝦頭SO2殘余量。因蝦保鮮冰操作簡單，技術(shù)要求低，故受眾廣，應(yīng)用前景好。

4.2 氣調(diào)保鮮技術(shù)

氣調(diào)保鮮技術(shù)是國際公認(rèn)的對水產(chǎn)品和畜禽等肉類產(chǎn)品最有效的保鮮技術(shù)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于延長食品儲存期和保鮮期方面。它的實(shí)質(zhì)是通過調(diào)節(jié)氧氣與食物的接觸達(dá)到控制脂肪氧化、微生物生長、活體呼吸作用等目的。實(shí)現(xiàn)方式主要有兩種，氣調(diào)包裝和包裹可食性膜。氣調(diào)包裝是將水產(chǎn)品放入充有特定氣體的包裝中實(shí)現(xiàn)氣體環(huán)境的改變。特定氣體通常是二氧化碳、氧氣、氮?dú)馊N以不同比例混合而成的，不同產(chǎn)品所需氣氛略有差別。對于水產(chǎn)品，氣調(diào)包裝主要實(shí)現(xiàn)的是抑制微生物生長繁殖、減少脂肪酸敗。氣調(diào)包裝類似薯片等的包裝，比真空包裝更為靈活，不僅用于水產(chǎn)品，果蔬、熟食等也采用這種包裝方式?？墒承阅ぶ饕峭ㄟ^包裹、浸漬、涂布、噴灑等方式在食物表面形成一層可食用薄膜，是一種機(jī)械保護(hù)作用，且對環(huán)境無污染。

凌萍華等研究了涂膜及氣調(diào)保鮮共同作用下對南美白對蝦品質(zhì)影響。他們采用了含黑變抑制組分和1%殼聚糖的復(fù)合保鮮劑涂膜保鮮南美白對蝦后，又使用85%CO2/5%O2/10%N22的氣調(diào)包裝，（4±1）℃冷藏，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，三種方式共同作用下，南美白對蝦的貨架期延長了2倍多。實(shí)驗(yàn)測定了南美白對蝦的菌落總數(shù)，按照GB2741-1994規(guī)定，含有1%殼聚糖和該比例氣調(diào)包裝的實(shí)驗(yàn)組抑菌效果最好，至儲藏期末仍未超出一級鮮度（菌落數(shù)≤5.0lg（cfu/g）），即殼聚糖和氣調(diào)包裝均有抑菌作用。檢測TVBN的變化之后發(fā)現(xiàn)，在大部分氣氛下殼聚糖的存在都有利于抑制TVBN的產(chǎn)生，而黑變抑制組分則需在較高的二氧化碳環(huán)境下才能體現(xiàn)抑制效果。同時在該氣體條件下，配合保鮮膜使用的南美白對蝦的TVBN一直在一級鮮度范圍內(nèi)（TVBN值≤25mg/100g）。對pH值的測試結(jié)果顯示，涂膜保鮮結(jié)合氣調(diào)包裝時pH值增速變緩，即這種組合方式可以延遲營養(yǎng)物質(zhì)的腐敗。多酚氧化酶（PPO）活性檢測數(shù)據(jù)分析結(jié)果顯示，氣調(diào)包裝對PPO活性影響較大，而輔助涂膜保鮮之后效果則還會有提高。

綜合結(jié)果顯示，涂膜保鮮和氣調(diào)保鮮組合使用效果最佳，能有效減緩蝦體變黑，蝦肉質(zhì)感不變，蝦腥味依舊存在，貨架期延長至14天左右。因此該保鮮方法有推廣價值，但其存在一定的汁液流失問題，以及投入生產(chǎn)后大批量生產(chǎn)的問題也有待解決。

4.3 超高壓保鮮技術(shù)

超高壓保鮮技術(shù)一般是指通過施加100MPa以上的壓力，使食物能夠在常溫或低溫狀態(tài)下達(dá)到殺菌目的，屬于冷殺菌處理技術(shù)。這種技術(shù)在抑制部分有毒有害物質(zhì)生成和轉(zhuǎn)變的同時，還能較好的保持食物原有的營養(yǎng)成分、色澤等，又能帶來新口感。超高壓處理主要破壞的是離子鍵、氫鍵等非共價鍵，對共價鍵幾乎沒有影響，因此對食物中大部分物質(zhì)破壞較小，而蛋白質(zhì)的二、三、四級結(jié)構(gòu)則發(fā)生較大變化，導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性，細(xì)胞膜被破壞，微生物最終死亡。在超高壓條件下，食物中的酶會失活、蛋白質(zhì)會變形，從而使得微生物滅活，達(dá)到滅菌、改性的目的。

常耀光等研究了超高壓處理對南美白對蝦的儲藏的影響，研究結(jié)果表明，通過超高壓處理：南美白對蝦中大部分的微生物都能滅活；揮發(fā)性鹽基氮的積累能夠得到有效抑制；pH值增速速度減緩；700MPa的處理能夠達(dá)到完全抑制蝦體變黑的發(fā)生，但400MPa和600MPa處理時反會使得黑變提前；同時超高壓僅影響ATP及其代謝產(chǎn)物的代謝情況，而不會改變AMP的代謝途徑。因此超高壓處理能改善南美白對蝦保鮮、冷藏品質(zhì)，具有開發(fā)價值。

4.4 其他物理保鮮技術(shù)

物理保鮮技術(shù)的重點(diǎn)在于殺菌、抑菌，因此還能使用臭氧進(jìn)行保鮮，主要依靠臭氧的強(qiáng)氧化能力實(shí)現(xiàn)殺菌，主要有3種方法：臭氧水、臭氧冰、臭氧氣體。除此以外還可通過鈷60的Y射線和高能電子束實(shí)現(xiàn)殺菌、滅酶，即輻射的方法，效果較好，但會使蝦有異味，使用較少。

5 結(jié)語

水產(chǎn)品保鮮的關(guān)鍵是滅菌、殺菌以及減緩蝦黑變，實(shí)現(xiàn)這一目的有多種途徑，但各有優(yōu)劣，因此為了達(dá)到較好的保鮮效果，應(yīng)選擇多種保鮮技術(shù)組合，取長補(bǔ)短，達(dá)到最優(yōu)的保鮮效果。以南美白對蝦為例，氣調(diào)包裝、蝦保鮮冰、高壓保鮮等幾種保鮮方式進(jìn)行組合，共同實(shí)現(xiàn)保鮮會達(dá)到最優(yōu)的保鮮效果，且黑變程度大大降低。但大量保鮮技術(shù)經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明效果較好，但其技術(shù)未經(jīng)過改進(jìn)，不適于投入市場，因此在研究保鮮技術(shù)的同時，還應(yīng)加強(qiáng)技術(shù)改進(jìn)，使其早日投入生產(chǎn)生活中。

參考文獻(xiàn)

[1]凌萍華.冰溫、氣調(diào)包裝和保鮮劑在南美白對蝦保鮮上的應(yīng)用[D].上海海洋大學(xué)，2010.

[2]常耀光，李兆杰，薛長湖，張亞琦.超高壓處理對南美白對蝦在冷藏過程中貯藏特性的影響[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2008，24（12）：230-237.

[3]王瑋，王聯(lián)珠，沈建，丁建樂.水產(chǎn)品保鮮技術(shù)及其標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)狀與分析[J].漁業(yè)現(xiàn)代化，2009，36（6）：66-70.

[4]凌萍華，謝晶.涂膜及氣調(diào)保鮮對南美白對蝦品質(zhì)的影響[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2010，26（6）：368-374.

[5]孫維維，王林，龐杰.蝦類抑制黑變保鮮技術(shù)研究進(jìn)展[J].食 品安全質(zhì)量檢測學(xué)報，2017，8（6）：2073-2078.

[6]陳揚(yáng)易，謝晶，鐘小凡，藍(lán)蔚青，朱婉瑜，劉嘉璇.超高壓處理技術(shù)在水產(chǎn)品保鮮中的研究進(jìn)展[J].食品與機(jī)械，2015.31（4）：266-270.

[7]熊建文，張佳艷，蔡錦源.水產(chǎn)品物理保鮮技術(shù)研究進(jìn)展[J].河南工業(yè)大學(xué)學(xué)報，2012，33（5）：92-97.

[8]陳衛(wèi)明，趙卉雙，鐘機(jī)，陳麗嬌.水產(chǎn)品物理保鮮技術(shù)與應(yīng)用[J].食品與機(jī)械，2016，（3）：76-79.

[9]陳飛東，戴志遠(yuǎn)，王宏海.蝦保鮮冰對南美白對蝦保鮮效果的影響[J].食品研究與開發(fā)，2009，30（1）：120-123.