生鲜食品保鲜技术研究

生鲜食品保鲜技术研究食品工程四班2011309120012陈世龙摘要：随着人们生活水平的提高，消费需求和方式的转变，生鲜食品已成为城乡居民生活中的必需品。但由于保鲜技术的相对滞后，生鲜食品产后腐败损失严重，成为制约我国农产品加工业和食品工业发展的重要因素之一。生鲜食品保鲜已成为当今农业、食品企业、物流业和消费者所关心的热点问题。本文以生鲜水产品和果蔬为主要对象介绍生鲜食品保鲜技术的国内外研究现状。关键词：生鲜食品；果蔬；水产品；保鲜技术1前言生鲜食品是指由种植、采摘、养殖、捕捞形成的，未经加工或经初级加工，可供人类食用的生鲜农产品。根据原料来源可分为果蔬、水产品、肉类。随着社会生活节奏的加快，人们的生活习惯也发生改变，同时冷藏链、冰箱、微波炉的普及，人们越来越重视食品的方便性、营养性、安全性。生鲜食品不仅满足消费者的饮食需求，而且大大缩短消费者的备餐时间，因而深受消费者亲睐。然而生鲜食品具有易腐性、季节性和地域性的特点，使其在贮藏、市场供应及产品开发方面受到很大限制。由于产后贮藏保鲜及加工技术的相对滞后，我国生鲜食品腐烂损失十分严重。据统计，目前我国水果的腐烂损失率在25%～30%，蔬菜的腐烂损失率在20%～25%，水产品的损失率在15%左右，而欧、美、日等发达国家农产品平均损失率仅为1.7%～5%。保鲜技术落后、产后损失严重已成为制约我国农产品加工业和食品工业发展，影响农民收入和市场竞争力的重要因素之一。生鲜食品保鲜是保证其贮藏期品质稳定，实施远距离或反季节贸易的关键，已成为农业和食品产业的一个重大难题，受到食品企业、物流业和消费者的广泛关注。2生鲜食品主要保鲜技术生鲜食品保鲜是根据其品质特点和腐败变质机理，在其生产和流通过程中采用物理、化学或生物方法处理，抑制或延缓生鲜食品的腐败变质，保持其良好鲜度和品质的技术。目前生鲜食品保鲜方法主要有物理、化学和生物法三大类，每类方法又衍生出很多新技术，各自依托不同的保鲜原理。虽然各种保鲜手段的侧重点不同，但都是对保鲜品质起关键作用的因素进行调控。首先是控制生鲜食品生理、生化变化进程，从而延缓品质劣变进程；其次控制微生物，主要通过控制腐败菌来实现。主要保鲜技术有低温保鲜、化学保鲜、生物保鲜、气调保鲜、超高压保鲜、辐照保鲜、臭氧保鲜等。此外，近几年一些新的保鲜技术，包括复合保鲜技术不断涌现，如临界点低温高湿贮藏、高压静电场处理保鲜、细胞间水结构化气调保鲜、热激处理保鲜等。2.1低温保鲜2.1.1水产品低温保鲜低温保鲜是水产品最主要的保鲜技术。水产品低温保鲜技术主要有冷藏冷冻、冷海水/冷盐水保鲜、微冻保鲜、冻结保鲜和冰温保鲜技术，用于保持鱼体原有的鲜度和鱼肉的品质，抑制鱼体死后的生物化学变化。微冻保鲜技术是将新鲜渔获物放入低于鱼肉冰点（2℃）以下的冷冻海水中快速冷却，然后将鱼体保存在-2~0℃的微冻温度区域内保鲜，该方法可有效保持鱼肉的鲜度。此后，又发展了超冷保鲜和无冰保鲜技术[1]。超冷保鲜技术是一种使鱼体窒息和快速冷却同时实现的保鲜技术。无冰保鲜技术是采用-5～3℃的冷媒（深冷海水），通过喷淋、浸泡等剧烈冷却及清洗方式，使水产品在最短时间内快速冷却至-2—-1℃的微冷状态，然而通过舱内保温保湿系统对水产品进行保温，从而达到最佳保鲜效果以及理想保鲜成本的技术。2.1.2果蔬低温保鲜果蔬低温保鲜主要是通过低温来抑制微生物的繁殖，减缓果蔬的呼吸作用。这种方式可分为自然温度和人工冷却贮藏法。目前果农普遍采用的沟藏、窖藏等自然温度贮藏法，它是利用自然温差来调节与控制贮藏环境，使其处于较低的温度。冷库属人工冷却贮藏法，所用设备是冷藏库配以氨压缩机及相应的辅助设备进行制冷，根据果蔬各自的贮藏温度，自动调节库内温度和湿度。目前国内2/3的果蔬企业采用此方法。采用冰温技术能够长时并有效地保持适熟水果的固有风味和新鲜度，提高其商品价值。在果蔬贮藏方面，对梨、桃、冬枣、樱桃、李、柑橘、香蕉等的冰温保鲜已取得成功，该技术在日本、美国、韩国等国家得到迅速发展[2]。杨梅是我国南方特产水果，采后极易发霉变质，在20～22℃条件下仅能保存3d，10～12℃保鲜7d，0～2℃保鲜9～12d。即使采用壳聚糖涂膜并结合低温贮藏也只能延长至16d。然而用二氧化氯缓释剂处理杨梅并结合冰温贮藏可将其保鲜期延长至近30d，且贮藏21d时，杨梅硬度仅下降6.7%，可溶性固形物含量下降16.7%，总酸含量下降32.5%，无霉果产生，杨梅的色、香、味和口感俱佳；贮藏至28d时，也仅有个别霉果出现[3]。20世纪80年代，日本北海道大学率先开展冰温高湿保鲜研究，此后其它科研人员开始采用临界点低温高湿贮藏（CTHH），即在物料冷害点温度0.5～1℃以上相对湿度90%～98%的环境中贮藏保鲜果蔬。其保鲜机制是：采用尽可能低的温度有效控制果蔬在保鲜期内的呼吸强度；采用高相对湿度的环境有效降低果蔬水分蒸发，减少失重。从原理上说，CTHH既可防止果蔬在保鲜期内的腐烂变质，又可抑制果蔬的衰老，是一种较为理想的保鲜手段。2.2化学保鲜化学保鲜是在食品生产、贮藏和运输过程中使用化学品（化学保鲜剂）来延长货架期，保持品质的措施，其优点是只需在食品中添加少量的化学品，如防腐剂、抗氧化剂、保鲜剂等物质即可有效延缓生鲜食品的腐败变质，具有简便、经济、高效等特点。水产品化学保鲜常用的方法有4种，即：食品添加剂（防腐剂、杀菌剂、抗氧化剂）、抗生素、糟醉和烟熏保鲜，其中使用食品添加剂保鲜尤为普遍。在20世纪50年代，国内外曾采用各种广谱性抗生素进行水产品保鲜。20世纪60年代起，开始用亚硫酸钠等化学防腐剂防止水产品变黑。某些国家还将其作为商品销售，被众多生产厂家用于食品、饮料及水产品的防腐保鲜中。由于一些抗生素与化学保鲜剂存在残留问题，因此在实际应用中逐渐被淘汰。果蔬贮藏中使用较多的化学保鲜剂有消毒杀菌剂、活力多效素保鲜剂、生长抑制剂等，根据使用方法，可分为吸附型、浸泡型、熏蒸型。吸附型防腐保鲜剂主要通过清除果蔬贮藏环境中的乙烯，降低O2含量或脱除过多的CO2而抑制果蔬的后熟以达到保鲜的目的。浸泡型防腐保鲜剂是通过浸泡、喷施等方式达到防腐保鲜的目的是最常用的防腐保鲜剂。用其杀死或控制果蔬表面或内部的病原微生物，并可调节果蔬采后的呼吸代谢。熏蒸型防腐剂是指在室温下挥发成气体以抑制或杀死果蔬表面的病原微生物，是对果蔬毒害作用较小的一类防腐剂。目前已大量用于果蔬及谷物防腐。常用的熏蒸型防腐剂有仲丁胺、SO2释放剂、二氧化氯和联苯等[4]化学保鲜剂对人体健康有一定程度的影响，甚至出现致癌致畸等毒性。近年来因滥用食品添加剂而引发的食品安全事件层出不穷，使化学保鲜越来越多地受到人们的质疑。天然无毒无害的生物保鲜剂成为目前研究的热点。2.3生物保鲜生物保鲜技术是将某些具有抑菌或杀菌活性的天然物质配制成适当浓度的溶液，通过浸泡喷淋或涂膜等方式应用于生鲜食品中，进而达到防腐保鲜的效果。生物保鲜技术的机理包括抑制或杀灭食品中的微生物，隔离食品与空气的接触，延缓氧化作用，调节贮藏环境的气体组成及相对湿度等因生物保鲜剂具有天然、安全、简便等优点，故应用范围不断扩大，已成为食品保鲜技术的研究热点之一。目前研究较多的是利用微生物菌体及其代谢产物保鲜、生物天然提取物保鲜和基因工程技术保鲜。2.3.1水产品生物保鲜用于水产品保鲜的生物保鲜剂主要有微生物代谢产物如乳酸链球菌素、生物酶（溶菌酶、葡萄糖氧化酶、谷氨酰胺转氨酶等）、生物天然提取物（茶多酚、壳聚糖、鱼精蛋白等），以及以上述物质为主要成分的复合生物保鲜剂。乳酸链球菌素是由乳酸链球菌产生的一种高效、无毒、安全、营养的生物保鲜剂，可抑制引起食品腐败的革兰氏阳性菌的生长、繁殖。研究表明，在新鲜鱼中添加乳酸链球菌素能很好地抑制产毒菌的生长和产毒如添加25mg/L的乳酸链球菌素对龙虾肉、鲑鱼、蟹肉组织无任何损伤，且明显降低了单核细胞增生李斯特氏菌的水平[5]。能够显著推迟鳕鱼片、鲱鱼片及烟熏鲭鱼等海产品中肉毒梭状芽孢杆菌产毒，抑制波特淋菌中毒[6]。溶菌酶又称胞壁质酶，可以水解细菌细胞壁中的肽聚糖导致细菌自溶死亡，因此被广泛用于有细胞壁结构的细菌，其对人体细胞无害。然而溶菌酶主要是与其它保鲜剂复合使用来起到对水产品的保鲜作用[7]。陈舜胜[8]等人研究了溶菌酶复合鲜剂对虾、带鱼段、扇贝柱和柔鱼条的保鲜作用，结果发现采用复配的方式既扩大了溶菌酶的抗菌谱范围又增强了抗菌作用强度，在相同条件下可延长保鲜期约1倍的时间。郭良辉等[9]将溶菌酶与Nisin复合保鲜蚌肉对其细菌总数挥发性盐基氮的上升都起到了良好的抑制作用，且协同效应明显。2.3.2果蔬生物保鲜果蔬生物保鲜技术包括利用微生物拮抗保鲜、天然提取物质保鲜、基因工程技术保鲜3种方法。微生物拮抗保鲜技术采用现代微生物技术，利用菌体次生代谢产物或直接利用微生物菌体和抗菌肽对食品进行保鲜[10]，具有无色、无味、无毒、无害等特点。国外有人用有益真菌对新西兰猕猴桃进行防霉研究，还有一些利用木霉对果蔬进行防病保鲜的报道。例如美国法国和英国利用多孢木霉对洋梨、蘑菇和苹果进行防病保鲜[11]。赖健[12]等研究了木霉发酵液对茄子的保鲜作用，经哈茨木霉发酵液处理的茄子果实，在贮藏温度20-25℃的条件下贮藏20d果实仍新鲜如初。天然提取物质保鲜是利用从天然物质中提取的生物活性物质，抑制果蔬表面微生物的活性，降低果蔬中酶的活力，从而减轻微生物对果蔬的影响。其无毒无害，可以达到绿色保鲜的效果。天然提取物质的主要应用方式包括提取物质浸蘸熏、蒸、喷洒、保鲜纸和涂膜剂等[13]，其中对涂膜保鲜研究较多如壳聚糖、海藻糖、魔芋多糖等广泛用于果蔬采后涂膜保鲜效果显著。基因工程保鲜技术主要是通过减少水果生理成熟期内源乙烯的生成，控制细胞壁降解酶的活性以及延缓水果在后期成熟过程中的软化，来达到保鲜的目的。目前，日本、美国、新加坡的研究人员从基因工程角度，利用基因替换技术抑制乙烯的生物合成和积累，从而达到保鲜的目的。我国十五期间863计划现代农业技术领域主要动植物功能基因组研究项目，加强了果实采后基因沉默诱导和诱导启动子及其应用技术创新，开辟了果蔬采后保鲜新技术领域。首次通过抑制果实中成熟关键基因LeACS2的表达来实现延长番茄果实的贮藏寿命；实现了使番茄果实中与乙烯合成和果实成熟相关的关键基因沉默，从而达到延迟成熟的目的；建立了一种基于病毒诱导基因沉默技术的全新的果蔬贮藏保鲜方法。2.4气调保鲜气调保鲜技术是以不同于大气组成或浓度的混合气体替换包装食品周围的空气，并选择合适的包装材料和冷链温度，来抑制或减缓微生物生长和营养成分氧化变质，尽可能地延长食品的保质期。MAP技术的气体组成通常为O2、CO2和N2，不同的气体对微生物的作用机理也不同。CO2在延长食品的货架寿命中起最重要的作用，其对大多数需氧菌、霉菌具有较强的抑制作用，可延长微生物细胞生长的延迟期，降低其在对数生长期的生长速率。O2能够抑制厌氧菌的生长促进好氧菌的生长。N2是惰性气体，用作混合气体的充填气体，起到平衡缓冲作用。MAP技术于20世纪30年代开始商业应用，并在20世纪70～80年代被广泛用于欧美市场上生鲜肉、水产品、凝乳、鲜奶酪、蔬菜、水果和许多其它家庭即食食品的保鲜[14]。在20世纪90年代开始进行食品MAP技术的研究和应用，并得到较快发展，然而国内市场上的MAP产品仅限于新鲜猪肉、蔬菜和熟肉等[15]2.5超高压保鲜超高压保鲜技术是在密闭容器内用水或其它液体作为传压介质，对软包装食品等物料施以100～1000MPa压力，从而杀死其中几乎所有的细菌、霉菌和酵母菌，而且不会像高温杀菌那样造成营养成分破坏和风味变化。其机理是通过破坏菌体蛋白中的非共价键，使蛋白质高级结构破坏，从而导致蛋白质凝固及酶失活。超高压还可造成菌体细胞膜破裂，使菌体内化学组分产生外流等多种细胞损伤，这些因素的综合作用导致微生物死亡[16-17]。由于超高压杀菌技术实现了常温或较低温度下杀菌和灭酶，保证了食品的营养成分和感官特性，因此被认为是一种最具有潜力和发展前景的食品加工和保藏新