水产品保鲜技术的研究现状

水产品保鲜技术的研究现状[摘要]水产品因具有味道鲜美、营养丰富、高蛋白、低脂肪等持点，深受人们青睐。然而水产品因蛋白质和水分含量高，自身携带大量的细菌，在贮运、加工与销售过程中，容易引起变色、变味、甚至腐败变质，因而成为国内外研究人员关注的热点，目前水产品保鲜新技术主要包括物理保鲜、化学保鲜和生物保鲜三个方面。[关键词]水产品；保鲜；新技术水产品保鲜是以水产品为研究对象，利用可控的人工措施，采用机械物理、生物化学等方面改善水产品加工、储运条件、以控制水产品质量安全，是水产品加工与质量安全控制的组成部分之一。水产品保鲜是当前倍受重视的社会生活问题，是保证水产品贮藏期品质稳定，实施远距离或反季节贸易的关键。联合国粮农组织FAO（2008年度）统计表明：鲜活水产品商品的需求量以每年超过10%的速度在递增。其中日本人食用的活鲜占水产食品总量的90%在日本市场，活鱼、活虾价格高出一般冻品的8~10倍。这不仅反映了现代国际海产品消费动向，也反映了增加销售鲜活海产品是全球经济的一个新增长点。众所周知，水产品是极易腐败变质的物品，而且一旦鲜度变差其价值下降很多，甚至可能完全丧失其食用价值并造成重大的经济损失。因此，对渔获后的水产品应当及时采取相应的保鲜处理，并结合不同水产品采用不同的贮藏保鲜方法，以满足水产品加工企业和消费者的生活需要。水产品贮藏保鲜是养殖、捕捞的延续，是加工企业创收的必要保证，是整个渔业生产不可缺少的重要组成部分。目前水产品保鲜新技术主要包括物理保鲜、化学保鲜和生物保鲜三个方面。1物理保鲜法物理保鲜法可以分为气调保鲜法、低温保鲜法、臭氧保鲜法和冷杀菌保鲜法，其中冷杀菌法又主要包括辐照保鲜法、超高压保鲜法以及高压脉冲电场保鲜法。1.1气调保鲜法气调保鲜技术是在适宜的低温条件下，改变贮藏库或包装内气体的组成，来抑制细菌、霉菌的生长繁殖，减弱鲜活水产品的呼吸作用同时保持水产品的色泽，从而达到防腐保鲜延长货架期的目的[1,2]。在国内市场上目前的气调包装产品仅限于新鲜猪肉、新鲜蔬菜和熟肉等，其他食品的气调包装技术还没实现市场应用[3]。国外的水产品气调包装技术应用比较成熟，用于包装的水产品种类也比较多，包括不同鱼种的鱼片和鱼块、虾类、贝类等。但在中国，水产品气调保鲜包装在商业上的应用还处于研究和起步阶段。因此，水产品气调包装技术在中国有广阔的发展前景，对其进行研究具有重要的理论意义和商业价值[4]。关于水产品气调包装的研究很多，多数研究表明气调包装与低温结合可以显著延长水产品货架期。有研究发现，珠丽鱼在0~2℃贮藏条件下，CO2︰O2的气体组成为60%︰40%时，可以有效的抑制肠杆菌科细菌和气单胞菌属细菌的增长，而且还可以使嗜冷细菌维持最低生长速度，从而延长其货架期[5]。梅童鱼在0~4℃贮藏条件下，CO2、O2与N2的比例分别是60%︰20%︰20%的保鲜效果最佳，其保质期高达20d。罗氏沼虾在6℃左右贮藏条件下，当CO2︰O2︰N2为75%︰5%︰20%时可以使罗氏沼虾的保质期达到9天[6]。由此可知，气调包装技术对于延长水产品保鲜期的效果主要取决于原材料特性，气体组成的比例以及贮藏温度等，其中贮藏温度是最重要因素。1.2低温保鲜法低温保鲜是水产品最主要的保鲜技术,主要用于保持鱼体原本的鲜度和鱼肉的品质，抑制鱼体死后的生物化学变化。在低温保鲜领域，对新鲜渔获可以采用微冻保鲜技术、超冷保鲜和无冰保鲜技术。流态冰是指细小冰晶体、水和一些添加剂比如食盐或酒精的混合物，这些添加剂起到降低溶液凝固点和限制冰晶体颗粒大小的作用。冰晶体颗粒直径一般是在0.01mm和1mm之间。由于流态冰具有优良的热物理性质和较好的热量传递性能，其既可以作为载冷剂又可以作为蓄冷剂，并且它对环境是友好的，因此将其作为相变材料广泛用在制冷技术中。流态冰被认为是新鲜鱼类冷却保鲜的最好介质。有研究发现，把表皮经过前处理的蝉虾在-1.5℃的流态冰中进行保鲜处理时，流态冰系统可以有效的降低由微生物引起的腐败变质，同时可以抑制鱼体自溶现象的发生，使其货架期延长至9天[7]。1.3冷杀菌保鲜法冷杀菌是指在常温或小幅度升温的条件下进行杀菌，可以采取物理方法，也可以采用非物理方法，保证食品的安全性及贮藏性。因此，冷杀菌技术也就越来越受到人们的关注。目前先进的冷杀菌技术包括臭氧杀菌、辐照杀菌、超高压杀菌、高压脉冲电场杀菌等。1.3.1臭氧保鲜法臭氧用于水产品保鲜大致有三种方式：臭氧水、臭氧冰以及臭氧气体[8]。臭氧水具有极强的氧化能力，用它处理可以减少水产品的原始细菌数，从而延长其贮藏期。有研究发现，使用浓度为4.68mg/L的臭氧水浸泡处理黄鱼15min后比其他组保鲜效果好,可延长其保鲜期2d[9]。臭氧冰中的活性臭氧可以随冰融化缓慢释放出来，对鱼体体表粘液里的细菌有很大的抑制作用，因此用它来保藏水产品，可以取得良好的保鲜效果。有研究发现，当使用臭氧含量为5mg/kg的臭氧冰分别对罗非鱼片、凡纳滨对虾、南美白对虾和罗非鱼进行保鲜处理时，试验组的菌落总数都比对照组减少了82%~97%以上，可延长产品的保鲜期3~4d[10]。Silva[11]等用臭氧气体改善竹荚鱼的感官质量和减少微生物数量方面，取得了良好的效果。由此可知，使用臭氧水、臭氧冰以及臭氧气体处理水产品，都可以有效减少水产品的原始细菌数，延长其贮藏期。并且使用臭氧处理食品后，其会分解为氧气，不会残留任何有害物质，也不会影响人体健康，所以臭氧保鲜将成为我国水产品保鲜的一条重要途径。1.3.2超高压保鲜法超高压技术是在密闭容器内，用水或其他液体作为介质对食品或其他物料施以200~1000MPa压力，达到灭菌、改性、加工和保藏的目的。食品经高压处理后会保持其原有的颜色、气味、滋味，只是外观和质地会略有改变，同时还能杀死食品中的微生物，并使酶失活。直至今日，已有数种食品用高压技术生产出来，达到了长期保鲜的目的。有研究发现，采用600MPa处理淡腌海鳗，可以极大抑制微生物生长和脂肪氧化，降低挥发性盐基氮、三甲胺[12]。1.3.3辐照保鲜法辐照保鲜法是采用放射性同位素(Co60或Cs137)；r射线或电子加速器产生的电子束；X射线等对水产品进行杀菌处理，其优点是不破坏水产品的食品结构和营养成分，不产生感生放射物质，而且能保持原来的新鲜味，产品的色泽和口感几乎也不发生什么样变化[13]。由于水产品的辐照剂量一般都在6kGy以内，因此可以认为辐照对水产品的营养物质（如：氨基酸与蛋白质等）并没有明显影响[14]。1.3.4高压脉冲电场保鲜法高压脉冲电场杀菌是采用高压脉冲器产生的脉冲电场进行杀菌的方法。主要原理包括以下两点：(1)场的作用：脉冲电场产生磁场，细胞膜在脉冲电场和磁场的交替作用下，通透性增加，振荡加剧，膜强度减弱，从而使膜破坏，膜内物质容量流出，膜外物质容易渗入，细胞膜的保护作用减弱甚至消失。(2)电离作用：电极附近物质电离产生的阴阳离子与膜内生命物质作用，从而阻碍了膜内正常生化反应和新陈代谢过程等的进行。同时，液体介质电离产生臭氧的强烈氧化作用，使细胞内物质发生一系列的反应。通过场和电离的联合作用，杀灭菌体。采用高压脉冲电场技术作用于液态介质中的微生物，对微生物的失活是非常有效的。但各种细菌对电场具有不同的敏感度，因此，细菌在高压脉冲电场中的存活率存在差异。有研究表明，用高压脉冲电场对鲂鱼卵进行处理，强度为11KV/cm和7次脉冲处理，可使其细菌总数减少1个对数周期[15]。2化学保鲜法化学保鲜技术即通过添加各种化学试剂，达到杀菌或抑菌的目的，以延长水产品保存期的保鲜技术。根据使用不同的化学试剂，化学保鲜法可分为使用食品保鲜剂保鲜法、盐藏保鲜法、烟熏保鲜法等。其中盐藏保鲜法、烟熏保鲜法是比较传统的水产品保鲜技术，现主要介绍保鲜剂保鲜法[16]。水产品保鲜剂一般都采用优质抗氧化剂为主要原料，能有效抑制酶的活性，防止蛋白质变性，阻止用于蛋白质分解产生的色变，从而达到护色、保鲜的目的，适用于对虾、蟹类等。还有一些保鲜剂可以与水产品中的非极性基团相结合，可调节水产品自身的品质，使之偏离等电点，从而起到持水与保鲜的功效，同时还能起到脱色增白作用[17]。3生物保鲜法生物保鲜剂是从动植物、微生物中提取的天然的或利用生物工程技术改造而获得的对人体安全的保鲜剂。自然界中生物活性物质资源丰富，生物保鲜剂的来源十分广泛，包括植物源、动物源、微生物源和酶类生物保鲜剂。目前国内外用于水产品保鲜的植物源性生物保鲜剂主要有：茶多酚、蜂胶等；动物源性生物保鲜剂主要有：壳聚糖、抗菌肽等；微生物源性生物保鲜剂主要有：乳酸链球菌素(Nisin)、双歧杆菌等；酶类生物保鲜剂主要有溶菌酶、脂肪酶、葡萄糖氧化酶、谷氨酰胺转氨酶[18]。3.1壳聚糖保鲜壳聚糖大分子中含有大量的羟基(-OH)和游离氨基(-NH2)，由于游离氨基的存在，壳聚糖易溶于弱的有机酸如乙酸中，形成具有一定粘度的透明的溶液，将此溶液涂布在食品(水果、蔬菜、肉、蛋等)表面形成一层透明的壳聚糖薄膜。质层厚的水产品储藏期间水分损失很少，经一定浓度的壳聚糖涂抹、浸渍或喷雾处理的食品表面形成一层均匀透明的、致密的壳聚糖薄膜，相当于增加了水产品的厚度。一定程度上堵塞了水产品上的裂纹和皮孔，使伤口木栓化，加大了水产品内水分的扩散阻力，在它表面可以阻止水分的转移，可阻止水分蒸发，减少了致病菌的侵染，延缓萎蔫和腐烂变质[19]。壳聚糖因其较好的成膜性和较好的抑菌性、防腐性，对肉及蛋类食品如鲫鱼、鲅鱼、小黄鱼等有明显的保鲜功能。将不同分子量(Ml=1.6×l06和M2=3.3×105，脱乙酰度为83.9%)的壳聚糖溶液涂膜于鲫鱼体表，能明显抑制需氧细菌、厌氧菌的繁殖，延缓挥发性盐基氮的增加。在4℃贮藏条件下，鲫鱼的一级鲜度保藏期较对照组可延长1～2d，二级鲜度延长3d左右，并且分子量较大的壳聚糖的抑菌效果比分子量较小的壳聚糖的抑菌效果好。雷志方等人研究中，壳聚糖能有效减缓金枪鱼蛋白质和ATP降解，明显抑制微生物生长[20]。生物保鲜剂是安全无害的食品添加剂，可以很小的用量达到保持水产品良好风味的目的，同时由于它的专一性，可针对特定的微生物，提高抑菌效率。生物保鲜剂结合别的保鲜方法也会增强水产品的保鲜效果，例如有研究发现，对虾用葡萄糖氧化酶保鲜剂浸渍处理后于4℃下冷藏保持二级鲜度可达120h，-18℃冷冻储存保持二级鲜度达到12个月，葡萄糖氧化酶对阻止虾仁的变色及酸败有较好的效果。生物保鲜剂协同低温贮藏能更有效地延长水产品的贮藏期，具有广阔的应用前景。廖列文等使用具有保水作用的高吸水性树脂和具有抑菌作用的丙二醇配制的保鲜剂对鱼类进行冰衣处理后冷藏，到12d鱼类仍能基本保持新鲜，其色泽和弹性良好，与对照组相比在冷藏期间细菌的增长明显减少，pH值变化较小[21]。4结语当前我国渔业正处在产业结构战略性调整的关键时期，调整的重点不是水产品数量的简单增减，而是在保障供给的基础上，全面优化产业结构，提高产品质量，其中一个最为重要的目标是提高水产品的质量和效益，解决优质水产品相对不足，进一步提高水产品出口创汇能力。因此，对水产品保鲜的要求也愈来愈高。水产品保鲜工艺技术和装备技术是水产品保鲜不断优化的保障，也是标准化的前提。随着一些新技术的不断研究开展运用，必将对水产品加工与保鲜流通产业链造成深刻影响。产业链的升级必将形成对新标准的需求。推进渔业标准化是渔业产业结构战略性调整的必然要求，加强水产品保鲜标准化，实现技术创新与标准化的结合，二者相互促进和转化，是我国水产品产业可持续发展的重要保障。参考资料[1]孙杰,陶宁萍.气调保鲜包装技术在水产品加工中的应用[J].中国水产,2006,8:68-69.[2]潘凤莲,黎海彬.水产品保鲜技术研究进展[J].水产科技情报,2008,35(4):206-208.[3]徐文达.食品软包装新技术：气调包装、活性包装和智能包装[M].上海：上海科学技术出版社,2009：1-12.[4]励建荣.水产品气调保鲜技术研究进展,中国水产科学,第17卷第4期[5]LyhsU,LahtinenJ