水產(chǎn)品加工貯藏中ATP及其關(guān)聯(lián)產(chǎn)物的變化概述

谷文靜，金銀哲，金英善，鄭睿林，程裕東

1. 上海海洋大學(xué)食品學(xué)院食品熱加工工程中心，食品科學(xué)與工程國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心（上海 201306）；2. 揚(yáng)州大學(xué)生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院（揚(yáng)州 277600）；3. 北倫敦濟(jì)州國(guó)際學(xué)校（濟(jì)州 697600）

ATP及其關(guān)聯(lián)產(chǎn)物是蝦類等水產(chǎn)動(dòng)物肌肉中重要組成成分，主要包含三磷酸腺苷（ATP）、二磷酸腺苷（ADP）、一磷酸腺苷（AMP）、肌苷酸（IMP）、次黃嘌呤核苷（HxR）、次黃嘌呤（Hx）、腺苷（AdR）、腺嘌呤（Ad）和黃嘌呤（Xt）等[1]。水產(chǎn)動(dòng)物死后，肌糖原分解并且在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生大量ATP，ATP逐漸降解為ADP和AMP。AMP在AMP-脫氨酶作用下脫氨生成IMP[2]，IMP通過磷酸酶緩慢轉(zhuǎn)化為HxR和Hx[3]。死后肌肉中ATP及其關(guān)聯(lián)化合物的變化與新鮮度和滋味有關(guān)。K、Ki、H、P、Fr和G值等被認(rèn)為是水產(chǎn)品的新鮮度指標(biāo)（表1），控制ATP降解可以抑制水產(chǎn)品貯藏過程中IMP的減少和Hx的積累。就風(fēng)味而言，AMP不僅可以抑制苦味，還可作為增味劑產(chǎn)生令人愉悅的甜味和咸味。Hx與某些氨基酸和肽一起積累可促進(jìn)苦味生成[4-5]。IMP和GMP是水產(chǎn)品中的主要鮮味增強(qiáng)劑，且可與谷氨酸鈉（MSG）協(xié)同增強(qiáng)風(fēng)味效果（表2）。

滋味活性值（TAV）用于評(píng)價(jià)某一組分對(duì)樣品鮮味的影響強(qiáng)度。當(dāng)TAV值≥1時(shí)，表示其具有滋味活性，值越高，其呈味效果越好。EUC為味精當(dāng)量，用于評(píng)價(jià)多種滋味物質(zhì)對(duì)鮮度的協(xié)同作用。

表1 水產(chǎn)品中ATP及關(guān)聯(lián)產(chǎn)物的鮮度指標(biāo)

表2 水產(chǎn)品中ATP及關(guān)聯(lián)產(chǎn)物的滋味指標(biāo)

1 ATP及其關(guān)聯(lián)產(chǎn)物的影響因素

ATP及其關(guān)聯(lián)產(chǎn)物含量受各種直接因素（物種、年齡、性別、產(chǎn)地和季節(jié)變化等）和間接因素（通過影響水產(chǎn)品中ATP降解相關(guān)酶，如ATP酶、AMP-脫氨酶，磷酸酶等的活性來(lái)改變ATP及其關(guān)聯(lián)產(chǎn)物含量）影響，如溫度、離子、pH、微生物和處理方式等。

1.1 水產(chǎn)品種類

水產(chǎn)品的種類不同其ATP及其關(guān)聯(lián)產(chǎn)物的種類、含量和降解途徑也存在差異，從而不同種類水產(chǎn)品的鮮度評(píng)價(jià)指標(biāo)也發(fā)生改變。Zhang等[15]研究發(fā)現(xiàn)常作為魚類鮮度評(píng)價(jià)指標(biāo)的K值并不十分適用于評(píng)價(jià)南美白對(duì)蝦與南極磷蝦的鮮度，且2種蝦中ATP的降解途徑也不完全相同。Mendes等[21]研究發(fā)現(xiàn)IMP是魚類中的主要核苷酸，而AMP是甲殼類動(dòng)物的主要成分。ATP降解途徑具有物種依賴性，并且海洋無(wú)脊椎動(dòng)物的降解途徑比較復(fù)雜。表3為各種水產(chǎn)品中的ATP降解途徑。

表3 水產(chǎn)品中ATP降解途徑

1.2 溫度

低溫通過抑制微生物和酶活性從而可以最大程度地保持水產(chǎn)品的鮮度和品質(zhì)。溫度升高到肌肉冰點(diǎn)以上時(shí)，ATP及其關(guān)聯(lián)產(chǎn)物的降解速率隨著溫度的升高而增加[22]。然而，Thillart等[23]認(rèn)為在0.8～5 ℃，ATP降解和糖酵解的速度比室溫快，故需要盡可能快地通過該溫度帶來(lái)優(yōu)化冷凍魚的質(zhì)量。尹濤等[24]研究冷藏和加熱對(duì)鰱魚肌肉ATP及其關(guān)聯(lián)產(chǎn)物的影響，結(jié)果表明在冷藏過程中，ATP和ADP依次降低，AMP先增加后降低，IMP持續(xù)降低，Hx急劇增加，HxR先增加后降低。新鮮鰱魚肌肉加熱后，IMP含量急劇降低，AMP顯著降低，Hx顯著增加。隨著冷藏時(shí)間延長(zhǎng)，加熱后的鰱魚IMP顯著降低，AMP先增加后降低，Hx顯著增加。Zhang等[15]研究不同溫度下的微波加熱對(duì)凡納濱對(duì)蝦中ATP及其關(guān)聯(lián)產(chǎn)物的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)從4 ℃分別加熱到25，40和55 ℃時(shí)，ADP，AMP和IMP先增加后下降。高于65 ℃時(shí)，AMP和IMP隨溫度波動(dòng)，ATP，ADP，HxR和Hx幾乎不變，表明高溫有效抑制ATP降解。但關(guān)于水產(chǎn)品在較高溫度（40 ℃以上）時(shí)ATP及其關(guān)聯(lián)產(chǎn)物降解變化的研究缺乏大量數(shù)據(jù)。

1.3 金屬離子

金屬離子可能通過2種途徑影響ATP及其關(guān)聯(lián)產(chǎn)物含量，一方面金屬離子與ATP及其關(guān)聯(lián)產(chǎn)物形成配合物直接影響ATP及其關(guān)聯(lián)產(chǎn)物含量[25]，另一方面金屬離子主要通過影響ATP相關(guān)酶的催化活性中心，間接影響ATP及其關(guān)聯(lián)產(chǎn)物含量。除了Mg2+和Ca2+作為ATP酶的激活劑外，ATP降解過程中涉及的其他酶活性也受金屬離子的影響。研究最多的是AMP脫氨酶（AMPD）和酸性磷酸酶（ACP），這2種酶與IMP的生成和降解有關(guān)。Lushchak等[26-27]發(fā)現(xiàn)Na+是鱒魚和海蝎中的AMP脫氨酶激活劑。Ca2+和Mg2+均是鱒魚中AMP脫氨酶的抑制劑。0.05～0.25 mol/L Na+和K+可促進(jìn)鯉魚中AMP脫氨酶的活性[28]。Wang等[29]發(fā)現(xiàn)30 mmol/L Na+和K+及5 mmol/L Mg2+對(duì)淡水魚中ACP活性影響不大，而5 mmol/L Ca2+對(duì)其有輕微的抑制作用。Li等[30]發(fā)現(xiàn)Na+、K+、5～9 mmol/L Fe2+和Zn2+增強(qiáng)AMP-脫氨酶活性進(jìn)而產(chǎn)生大量IMP。Ca2+和Mg2+通過延遲鯉魚中AMP-脫氨酶和ACP活性的變化來(lái)延緩ATP的降解。此外，對(duì)ACP活性影響很小的Na+和K+幾乎不會(huì)抑制IMP的降解。相反，F(xiàn)e2+和Zn2+抑制ACP活性進(jìn)而減少IMP的分解和Hx的形成。這些研究主要集中在不同金屬離子對(duì)貯藏期間水產(chǎn)品的ATP及其關(guān)聯(lián)產(chǎn)物和相關(guān)酶活性的影響，但研究不同濃度的金屬離子對(duì)加熱期間水產(chǎn)品的ATP及其關(guān)聯(lián)產(chǎn)物含量及滋味的影響相對(duì)較少。

1.4 處理方式

捕撈方式、掙扎程度、宰殺和加工方式均會(huì)影響水產(chǎn)品中ATP及其關(guān)聯(lián)產(chǎn)物的降解。死后魚蝦貝類中ATP的合成主要受到肌肉中存在的糖原量的控制，屠宰過程中和屠宰后的糖原消耗取決于所采用的捕撈技術(shù)和殺死方法。Gülsün等[31]發(fā)現(xiàn)不同捕獲方式（刺網(wǎng)、延繩釣、魚叉）對(duì)鱸魚的鮮度有相當(dāng)大的影響。Fraser等[32]發(fā)現(xiàn)魚在魚網(wǎng)和托運(yùn)中的死亡斗爭(zhēng)可能使肌肉中的能量部分耗盡并且促進(jìn)核苷酸化合物的去磷酸化和脫氨基。Badiani等[33]對(duì)剛捕獲的烏賊用冰進(jìn)行填埋處理減少劇烈掙扎以減緩ATP降解。

研究發(fā)現(xiàn)，破壞脊髓可減緩糖原耗盡和ATP降解。Mishima等[34]研究馬鯖魚時(shí)發(fā)現(xiàn)與劇烈掙扎、溫度沖擊和瞬間殺死（出血）相比，脊髓損傷（通過在頭部的背部進(jìn)行切割而死亡）的K值增加最慢。Masashi等[35]也報(bào)道破壞脊髓延緩黃尾魚和紅海鯛中ATP的降解。Mochizuki等[36]認(rèn)為與刺傷大腦相比，斷頸殺死馬鯖魚可更有效地延緩死后僵直的過程，這是因?yàn)閿囝i也破壞了脊髓的一部分，延遲ATP降解。

此外，其他水產(chǎn)品加工方式也會(huì)影響水產(chǎn)品中ATP及其關(guān)聯(lián)產(chǎn)物的降解，包括輻照、電擊、高壓、腌制、化學(xué)處理等。輻照處理可抑制儲(chǔ)存在冰中的鱸魚和海鯛的核苷酸降解[37-38]。電擊處理導(dǎo)致ATP和磷酸肌酸（PCr）的快速消耗[39]。Silva等[40]發(fā)現(xiàn)使用電流殺死的魚表現(xiàn)出較快的ATP降解初始速率，并且更早進(jìn)入僵直狀態(tài)。高壓處理可減緩核苷酸降解并降低K值，這可能是由于在高壓處理過程中，參與ATP及其關(guān)聯(lián)產(chǎn)物降解的去磷酸化酶失活所導(dǎo)致的IMP分解受到抑制[41-42]。腌制處理也會(huì)影響水產(chǎn)品的ATP及其關(guān)聯(lián)產(chǎn)物。Fan等[43]研究在冰溫儲(chǔ)藏條件下不同腌制條件對(duì)鳙魚塊生物胺和品質(zhì)變化的影響，結(jié)果表明含1.5%鹽或1.5%鹽+1.2%糖的鳙魚塊在冰藏條件下物理化學(xué)和微生物變化較緩，感官品質(zhì)較好，食品貨架期得到延長(zhǎng)?；瘜W(xué)處理也會(huì)影響魚類和貝類中死后的ATP相關(guān)化合物。Li等[44]報(bào)道茶多酚和迷迭香提取物可以抑制ATP的降解并保持魚的新鮮。Sallam[45]報(bào)道將冷藏在1 ℃左右的鮭魚片浸泡在2.5%乙酸鈉、乳酸鈉或檸檬酸鈉水溶液中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)鮭魚片中K值和Hx濃度顯著降低。

1.5 微生物

微生物影響魚和魚產(chǎn)品的最終質(zhì)量和保質(zhì)期。Li等[46]檢測(cè)在冷藏（4 ℃）期間鯉魚片中AMP脫氨酶和酸性磷酸酶的活性、ATP及其關(guān)聯(lián)產(chǎn)物含量及微生物（氣單胞菌、假單胞菌、產(chǎn)H2S細(xì)菌和乳酸菌的總數(shù)）的變化。結(jié)果表明，微生物群落數(shù)量隨貯藏時(shí)間增加，假單胞菌在貯藏第10天達(dá)到高峰。在整個(gè)儲(chǔ)存期間，AMPD活性的變化與微生物的豐度相關(guān)性較小。然而，酸性磷酸酶與貯藏中期和晚期的魚類肌肉產(chǎn)生的微生物有關(guān)。IMP的積累不受腐敗菌的影響，但I(xiàn)MP的水解和HxR向Hx的轉(zhuǎn)化受到腐敗菌的顯著影響。

2 水產(chǎn)品加工與貯藏過程中的變化

肌苷酸（IMP）和次黃嘌呤（Hx）一般被認(rèn)為是ATP降解過程的中間產(chǎn)物和終產(chǎn)物，與水產(chǎn)品的鮮味和異味有密切關(guān)系。所以，ATP及其關(guān)聯(lián)產(chǎn)物既可以作為評(píng)價(jià)水產(chǎn)品新鮮度的指標(biāo)，又可以反映水產(chǎn)品滋味的良好情況。目前的研究主要集中在貯藏（表4）和加工（表5）過程中ATP及其關(guān)聯(lián)產(chǎn)物含量變化對(duì)水產(chǎn)品滋味和新鮮度的影響。

表4 貯藏過程中水產(chǎn)品ATP及其關(guān)聯(lián)產(chǎn)物變化研究

表5 加工過程中水產(chǎn)品ATP及其關(guān)聯(lián)產(chǎn)物變化研究

目前研究主要集中在肉類中ATP及其關(guān)聯(lián)產(chǎn)物含量的變化和水產(chǎn)品貯藏過程中ATP的降解，王丹妮[57]通過測(cè)定縊蟶和文蛤在冷藏不同天數(shù)時(shí)ATP及關(guān)聯(lián)產(chǎn)物的種類及含量的變化，得出結(jié)論：縊蟶和文蛤中ATP的降解途徑基本相同且有2種：ATP→ADP→AMP→AdR→HxR→Hx→Xt和ATP→ADP→AMP→IMP→HxR→Hx→Xt，縊蟶以AdR途徑為主，文蛤以IMP途徑為主。同時(shí)修正K值，為縊蟶和文蛤在冷藏過程中鮮度的判斷提供新參數(shù)指標(biāo)和方法。李衛(wèi)東等[49]在-3 ℃微凍條件下對(duì)南美白對(duì)蝦進(jìn)行保藏試驗(yàn)，結(jié)果表明微凍保藏至18 d時(shí)，蝦肌肉中IMP含量達(dá)到最大值，Hx和HxR仍維持在較低水平，南美白對(duì)蝦仍能保持其原有的鮮度。施文正等[50]研究不同部位的魚肉冷凍前后的ATP及關(guān)聯(lián)產(chǎn)物的含量的變化，在-18 ℃下冷凍48 h之后，新鮮草魚背肉、腹肉的K值沒有明顯的變化，紅肉K值增加。尹濤等[24]研究微波加熱對(duì)鰱魚肌肉ATP及其關(guān)聯(lián)產(chǎn)物的影響，ATP及其關(guān)聯(lián)產(chǎn)物和鮮味氨基酸的協(xié)同增強(qiáng)作用（EUC）對(duì)加熱后的鰱魚肌肉的鮮味貢獻(xiàn)非常顯著。池岸英等[58]研究水煮和微波加熱對(duì)凡納濱對(duì)蝦ATP及其關(guān)聯(lián)產(chǎn)物的影響，Zhang等[15]分析不同加熱方法（微波、水浴和聯(lián)合加熱）和加熱溫度對(duì)蝦肉糜ATP及其關(guān)聯(lián)產(chǎn)物影響。關(guān)于水產(chǎn)品熱處理過程中ATP及其關(guān)聯(lián)產(chǎn)物含量的變化研究還缺乏足夠的數(shù)據(jù)支撐，故有必要探討不同加熱溫度對(duì)水產(chǎn)品ATP及其關(guān)聯(lián)產(chǎn)物的影響。

3 展望

魚類的ATP降解途徑多為ATP→ADP→AMP→IMP→HxR→Hx，而蝦類、貝類等無(wú)脊椎動(dòng)物的ATP及關(guān)聯(lián)產(chǎn)物的相關(guān)研究較少，且與魚類降解途徑存在差異。有必要研究蝦類貝類等無(wú)脊椎動(dòng)物中ATP及關(guān)聯(lián)產(chǎn)物在加工和貯藏中的變化，探究其ATP降解途徑及相關(guān)化合物含量的差異，從而提供不同鮮度判斷指標(biāo)。目前研究主要集中在水產(chǎn)品貯藏過程中ATP及其關(guān)聯(lián)產(chǎn)物的含量變化，而關(guān)于水產(chǎn)品加工過程中ATP及其關(guān)聯(lián)產(chǎn)物含量的變化研究較少，故有必要探討不同加工方式（熱處理、高壓處理、腌制處理等）過程中水產(chǎn)品ATP及其關(guān)聯(lián)產(chǎn)物含量變化。ATP及其關(guān)聯(lián)產(chǎn)物含量受多種因素的影響，如物種、年齡、性別、溫度、離子、pH、微生物等。通過改變熱處理溫度、添加金屬離子添加物、改變pH等，探究這些處理對(duì)水產(chǎn)品中ATP及其關(guān)聯(lián)產(chǎn)物含量的影響，尤其是對(duì)風(fēng)味和品質(zhì)的影響，并通過優(yōu)化會(huì)產(chǎn)生良好風(fēng)味的化合物（AMP、IMP）的存在量找出最佳處理?xiàng)l件。通過對(duì)不同種類水產(chǎn)品中ATP及其關(guān)聯(lián)產(chǎn)物的研究，進(jìn)而研究水產(chǎn)品中鮮味物質(zhì)的提取開發(fā)和利用，有利于水產(chǎn)品的商業(yè)開發(fā)。

4 結(jié)語(yǔ)

水產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)豐富、味道鮮美，深受消費(fèi)者的喜愛。在加工貯藏過程中水產(chǎn)品的鮮度和滋味不斷變化，可能產(chǎn)生不良風(fēng)味。ATP及其關(guān)聯(lián)產(chǎn)物是水產(chǎn)品產(chǎn)生鮮味的主要物質(zhì)，水產(chǎn)品種類、溫度、金屬離子、處理方式、微生物等因素均會(huì)影響其含量。目前對(duì)水產(chǎn)品加工貯藏過程中ATP及其關(guān)聯(lián)產(chǎn)物變化的研究比較廣泛，但都有各自的側(cè)重點(diǎn)，不夠全面。未來(lái)的研究可能集中于蝦類貝類等無(wú)脊椎動(dòng)物的ATP降解途徑的差異以及加工方式（熱處理、高壓處理、腌制處理等）和處理方法（改變熱處理溫度、添加金屬離子添加物、改變pH等）對(duì)其含量的影響。通過控制ATP及其關(guān)聯(lián)產(chǎn)物在水產(chǎn)品加工貯藏過程中的含量以促進(jìn)良好風(fēng)味的產(chǎn)生、抑制不良風(fēng)味的形成，有利于對(duì)水產(chǎn)品進(jìn)行更科學(xué)的開發(fā)和利用，提高其商業(yè)價(jià)值。