水產(chǎn)品生物保鮮技術(shù)的應(yīng)用及展望

1、 水產(chǎn)品生物保鮮技術(shù)的應(yīng)用及展望摘要：針對水產(chǎn)品生物保鮮劑的作用機(jī)理，介紹了乳酸鏈球菌素、殼聚糖、魚精蛋白、茶多酚，酶類等不同來源的生物保鮮劑及復(fù)合生物保鮮劑在水產(chǎn)品保鮮的應(yīng)用現(xiàn)狀及進(jìn)展，提出了采用生物保鮮技術(shù)結(jié)合其他保鮮手段，將更加全面地保持水產(chǎn)品的品質(zhì)，在水產(chǎn)品保鮮領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞：生物保鮮技術(shù)；復(fù)合生物保鮮；應(yīng)用；展望中圖分類號：ts254.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：a doi編碼：10.3969/j.issn.10066500.2012.05.012application of biopreservation technology on aquatic productsliu sh

2、uji1，2，wu chengye1，liu zhiyu1（1.fisheries research institute of fujian， xiamen， fujian 361012， china； 2. college of food science， fujian agriculture and forestry university， fuzhou， fujian 350002， china）abstract： based on the introduction of the function mechanism of aquatic biopreservation， the art

3、icle elaborated the current applications of chitosan， protamine， tea polyphenols， enzymes and other different resourced biopreservatives in aquatic products. and the article proposed that biopreservation technologies combined with other preservation methods would be applied widely to conserve aquati

4、c products that it could maintain the quality of aquatic products， promising a good and bright prospect.key words： biopreservation technology；complex biopreservative；application； prospect水產(chǎn)品種類繁多，是優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)的來源之一，其脂肪含量少，富含epa（二十四碳五烯酸）、dha（二十六碳六烯酸）和多種礦物質(zhì)等，是當(dāng)前人類膳食的主要部分。然而，由于水產(chǎn)品水分、營養(yǎng)成分含量高，且自身易攜帶大量的細(xì)菌，在加工、儲運(yùn)和

5、銷售中極易變色、變味、腐敗變質(zhì)，有的甚至?xí)a(chǎn)生大量有毒有害物質(zhì)，大大降低了水產(chǎn)品的食用和營養(yǎng)價值，在一定程度上影響水產(chǎn)品加工及水產(chǎn)養(yǎng)殖的發(fā)展。因此，水產(chǎn)品的保鮮、保水和保色問題，一直是困擾海洋水產(chǎn)品加工業(yè)和廣大漁民的技術(shù)難題。隨著人們經(jīng)濟(jì)、生活水平的提高，水產(chǎn)品已進(jìn)入國際化流通階段，我國水產(chǎn)品進(jìn)出口總量逐年增加。在水產(chǎn)品的加工、運(yùn)輸、貯藏及銷售等過程中，水產(chǎn)品的保鮮技術(shù)發(fā)揮著極其重要的作用，并且由于人們對水產(chǎn)品的安全性、新鮮度要求的提高，對水產(chǎn)品的保鮮提出了更高的要求。目前，水產(chǎn)品保鮮主要采用低溫保鮮、化學(xué)保鮮、氣調(diào)保鮮和輻照保鮮等。低溫保鮮是將水產(chǎn)品保存在低溫條件下，使水產(chǎn)品處于冷卻或部分凍

6、結(jié)狀態(tài)，是最常用的保鮮方法。但是，經(jīng)低溫保鮮的水產(chǎn)品解凍后會失水、加熱失重，易引起蛋白質(zhì)變性、質(zhì)構(gòu)破壞和營養(yǎng)成分流失?；瘜W(xué)保鮮是利用山梨酸、山梨酸鉀等化學(xué)保鮮劑進(jìn)行抑菌，存在化學(xué)保鮮劑在水產(chǎn)品中的殘留及安全性問題而引起人們的擔(dān)憂。因此，采用天然無毒的生物保鮮劑代替化學(xué)防腐劑，延長水產(chǎn)品貨架期，提高水產(chǎn)品安全性，已成為水產(chǎn)品保藏技術(shù)發(fā)展的趨勢。筆者詳細(xì)綜述了不同生物保鮮劑進(jìn)行水產(chǎn)品保鮮的機(jī)理及生物保鮮技術(shù)在水產(chǎn)品保鮮中的應(yīng)用現(xiàn)狀與進(jìn)展。1 生物保鮮劑水產(chǎn)品保鮮的作用機(jī)理自然界生物種類繁多，生物活性物質(zhì)資源豐富，因而可開發(fā)的生物保鮮劑來源十分廣泛。生物保鮮是指從微生物、動物、植物體中提取的或利用生

7、物工程技術(shù)改造獲得的，具有無毒、安全，能抑制和殺滅腐敗菌、霉菌等功效，能延長食品貨架期的物質(zhì)。不同特性的生物保鮮劑作用于水產(chǎn)品，其作用機(jī)理也不盡相同。如有些生物保鮮劑具有抗菌活性，能夠抑制或殺死水產(chǎn)品中的腐敗菌，減緩tvbn值的上升，保持水產(chǎn)品的鮮度；有些生物保鮮劑具有酶抑制活性，能夠抑制水產(chǎn)品中酶的活性，防止變色，保證水產(chǎn)品良好的感官品質(zhì)；有些生物保鮮劑具有抗氧化活性，能夠防止水產(chǎn)品中不飽和脂肪酸等氧化，避免造成水產(chǎn)品品質(zhì)的劣變。此外，水產(chǎn)品涂抹生物保鮮劑后，可在體表形成一層保護(hù)膜，能夠減少水分損失，防止微生物污染，保持水產(chǎn)品的品質(zhì)。因此，根據(jù)水產(chǎn)品品質(zhì)劣變的主要原因及生物保鮮劑的作用機(jī)理，

8、采用相應(yīng)的生物保鮮劑，能起到安全、健康、無毒、高效的效果。2 不同種類生物保鮮劑在水產(chǎn)品中應(yīng)用根據(jù)來源和性質(zhì)的不同，生物保鮮劑可分為生物源性保鮮劑、酶類保鮮劑和復(fù)合生物保鮮劑等等。2.1 生物源性保鮮劑的種類及其應(yīng)用生物源性保鮮劑原料來源廣泛，包括微生物、動、植物源性保鮮劑。微生物代謝可以產(chǎn)生抗生素、細(xì)菌素、過氧化氫、有機(jī)酸等抑菌物質(zhì)來改變ph值，從而抑制或殺滅腐敗菌。水產(chǎn)品中常用的微生物主要有乳酸菌（包括乳酸乳桿菌、乳酸鏈球菌等）產(chǎn)生的乳酸菌素nisin、雙歧桿菌、假單胞菌等。動、植物體含有多種生物活性物質(zhì)，如可利用蝦蟹、貝類等貝殼制備甲殼素；茶葉中的茶多酚，具有抗氧化、抗菌活性；魚類精巢提

9、取魚精蛋白，具有很強(qiáng)的抗菌性等。2.1.1 乳酸鏈球菌素（ ninhibifory substance， nisin） nisin是鏈球菌屬（streptococcus）中乳酸鏈球菌發(fā)酵產(chǎn)物中提取制備的一類多肽化合物，是一種無毒、安全、營養(yǎng)、高效的食品防腐劑。它能通過吸附到微生物細(xì)胞質(zhì)的磷脂膜上，通過去極化作用，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)新陳代謝基本物質(zhì)如atp滲出，引起細(xì)胞裂解死亡，對多種革蘭氏陽性菌（李斯特菌、小球菌、肉毒桿菌、葡萄球菌等）具有明顯的抗菌活性。同時，nisin對芽孢桿菌屬如芽孢桿菌、嗜熱芽孢桿菌、梭狀芽孢桿菌、致死肉毒芽孢桿菌等有很強(qiáng)的抑制作用。因此，在水產(chǎn)品保鮮上，利用nisin抑制肉毒

10、梭菌芽孢毒素的作用，可以用于煙熏鯖魚、鯡魚片、鱈魚片等魚類保鮮。羅水忠等2在nisin對蝦肉保鮮效果研究中發(fā)現(xiàn)，nisin能有效地抑制蝦肉糜中tvc、pc以及tvbn值的上升，保質(zhì)期由2 d延長至56 d，蝦肉糜的感官幾乎沒有影響。2.1.2 殼聚糖（chitosan） 殼聚糖是一種生物活性物質(zhì)，由氨基d葡胺糖通過1，4糖苷鍵連接成的直鏈狀多糖，是甲殼素通過脫乙酰制得的。殼聚糖溶液具有抑菌和抗菌作用。tsai等3研究指出脫乙酰度為98%的蝦殼聚糖的多聚陽離子可與細(xì)菌表明氨基酸發(fā)生交聯(lián)，且可導(dǎo)致葡萄糖和乳酸脫氫酶從大腸桿菌細(xì)胞中滲出，改變細(xì)胞膜的通透性。jeon等4利用雪蟹廢棄物提取不同分子量和

11、粘度的殼聚糖，制成可食性膜用于大西洋鱈魚魚片和鯡魚的保鮮。darmadji等5發(fā)現(xiàn)0.5%1.0%的殼聚糖能抑制腐敗菌的生長，減少脂質(zhì)氧化，保持較好的感官質(zhì)量。楊勝平等6研究4 冷藏下不同濃度殼聚糖對帶魚品質(zhì)變化的影響，結(jié)果表明，殼聚糖涂膜能較好地保持帶魚的鮮度，抑制細(xì)菌的增長，延緩tvbn，tba值及ph值的升高。以1.0%殼聚糖涂膜對帶魚保鮮效果最好，能將一級鮮度延長23 d，二級鮮度延長67 d。因此，殼聚糖不僅具有抑菌活性，且是一種良好成膜性的高分子聚合物，有利于進(jìn)行涂抹保鮮，可在水產(chǎn)品等食品保鮮中廣泛應(yīng)用。2.1.3 魚精蛋白（protamine） 魚精蛋白是存在于魚類成熟精巢組織中

12、的一類堿性蛋白，具有安全、無毒、無副作用的優(yōu)點(diǎn)。miller等研究表明魚精蛋白能有效抑制多種食品腐敗菌的生長和繁殖， 對水產(chǎn)品、畜肉制品、蔬菜等食品有防腐效果，因此可作為食品保鮮劑加以利用。李燕等8從魷魚精巢組織中分離提取魚精蛋白，分析了其對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌的最低抑菌濃度，添加到新鮮魚糜制品，發(fā)現(xiàn)魚精蛋白是一種有效的天然食品防腐劑。李來好等9用魚精蛋白、苯甲酸鈉和山梨酸鉀分別添加在魚糕制品中于l2 和24 條件下保存，結(jié)果表明：添加0.8%魚精蛋白的魚糕在l2 和24 的有效保存期分別為7 d和5 d，達(dá)到添加0.3%苯甲酸鈉和0.2%山梨酸鉀的效果。此外，魚精蛋白具有較高的耐熱性，且

13、在堿性條件下具有抗菌特性，不需調(diào)整食品ph值，具有良好的應(yīng)用前景。2.1.4 茶多酚（tea polyphenols） 茶多酚是從茶葉中提取的多酚類物質(zhì)的總稱，包括兒茶素、黃酮類化合物、花青素、酚酸等4大類物質(zhì)，具有很強(qiáng)的抗菌和抗脂質(zhì)氧化作用。藍(lán)蔚青等10研究了冷藏（04 ）條件下，不同濃度的茶多酚保鮮液對帶魚段的保鮮效果，發(fā)現(xiàn)在相同的貯藏期內(nèi)，經(jīng)茶多酚溶液處理后的帶魚段ph值、tvbn及菌落總數(shù)明顯低于冷藏對照組，而感官值優(yōu)于未經(jīng)處理的對照組；采用6 gl1茶多酚保鮮液浸漬處理帶魚，在第10天其感官品質(zhì)無顯著變化，且比對照組延長了至少3 d的二級鮮度貨架期。范文教等11研究了茶多酚對鰱魚微凍

14、冷藏過程中品質(zhì)變化的影響，表明經(jīng)茶多酚處理的鰱魚進(jìn)行微凍冷藏，感官評分值下降緩慢，細(xì)菌總數(shù)、ph值，tvbn值，tba值，k值明顯低于對照組，說明茶多酚能有效地抑制細(xì)菌繁殖，減緩脂肪氧化，延緩腐敗變質(zhì)，延長鰱魚的保鮮期。勵建榮等研究表明，當(dāng)添加茶多酚能提高梅魚魚丸的凝膠性能，延長其貨架期。周才瓊等13也發(fā)現(xiàn)魚糜中加入0.250.50 mgg1茶多酚，在5 下保鮮時間可達(dá)13 d。2.1.5 其他生物源性保鮮劑 蜂膠含有黃酮、芳香酸及其脂類化合物，可抑菌殺蟲，抑制金黃色葡萄球菌、鏈球菌、枯草桿菌、沙門氏菌、大腸桿菌等，且具有良好的成膜性，可在水產(chǎn)品表面形成一層的保護(hù)膜，降低內(nèi)部的氧分壓，形成一種

15、低o2、高co2濃度的環(huán)境，抑制酶促褐變，降低呼吸作用，同時在一定程度上減少了內(nèi)部水分的損失和致病菌的侵染，防止腐敗變質(zhì)。如李升福等14實(shí)驗(yàn)表明蜂膠涂膜保鮮劑可控制對蝦的ph值，抑制細(xì)菌，維持較低的tvbn值，具有較好的保鮮效果。雙歧桿菌在厭氧環(huán)境下產(chǎn)生乳酸和醋酸，可調(diào)節(jié)水產(chǎn)品的ph值，從而抑制腐敗菌。altieric等用雙歧桿菌和麝香草酚處理新鮮比目魚片后，保存在不同溫度和不同氣體中，發(fā)現(xiàn)低溫和缺氧條件下更能增強(qiáng)雙歧桿菌的抑菌效果，延長貨架期。吳濤等分別采用洋蔥、大蒜提取物對新鮮白鰱魚肉進(jìn)行保鮮，發(fā)現(xiàn)均能緩魚肉ph，tvbn值，tba值以及菌落總數(shù)的升高。趙前程等發(fā)現(xiàn)果膠酶解物能夠延長鮮活大

16、菱鮮魚肉的保鮮期。韋航等以海藻糖為主復(fù)配一種全新的安全抗凍劑，能有效地抑制冷凍魚片和魚丸解凍失水、加熱失重，并很好地防止魚肉蛋白質(zhì)變性，保持鮮嫩口感，提高冷凍魚片和魚丸的品質(zhì)。張杰等以抗菌性海藻酸鈉涂膜羅非魚片，發(fā)現(xiàn)海藻酸鈉抗菌膜可明顯抑制魚片細(xì)菌總數(shù)的增長、維持較低的揮發(fā)性鹽基氮值和改善魚片的感官質(zhì)量，保鮮期延長約5.5 d。2.2 酶類保鮮劑及其應(yīng)用2.2.1 葡萄糖氧化酶（glucose oxidase） 葡萄糖氧化酶是黑曲霉等經(jīng)發(fā)酵而制備的高純度需氧脫氫酶制劑，能專一地將d葡萄糖氧化成葡萄糖酸和過氧化氫。產(chǎn)生的葡萄糖酸能夠降低水產(chǎn)品的ph值，抑制微生物的生長。同時，在氧化過程中消耗大量

17、的氧，是一種理想的除氧保鮮劑，可有效防止氧化的發(fā)生，對于已經(jīng)部分氧化變質(zhì)的水產(chǎn)品也可阻止其進(jìn)一步氧化。如馬清河等采用葡萄糖氧化酶為主要成分進(jìn)行對蝦保鮮發(fā)現(xiàn)，處理后4 冷藏120 h可保持二級鮮度，18 冷凍儲存12個月仍能保持二級鮮度，說明葡萄糖氧化酶具有良好保鮮性能。2.2.2 溶菌酶（lysozyme） 溶菌酶，又稱n乙酰胞壁質(zhì)聚糖水解酶。它可以水解細(xì)菌細(xì)胞壁的肽聚糖，引起細(xì)菌自溶而死亡，所以溶菌酶因其溶解細(xì)菌細(xì)胞而得名。但是它不能分解芽孢，只能分解芽孢細(xì)菌的活細(xì)胞，只對革蘭氏陽性菌有較強(qiáng)的溶菌作用。溶菌酶具有多種藥理作用，如抗感染、消炎、消腫、增強(qiáng)體內(nèi)免疫機(jī)能的功用。利用溶菌酶進(jìn)行水產(chǎn)品

18、保鮮時，將溶菌酶噴灑在水產(chǎn)品上，可提高保鮮、防腐效果。wassenfal等22研究表明溶菌酶能殺死細(xì)菌clostridium tyrobutyricum。陳舜勝等23研究了溶菌酶復(fù)合保鮮劑對對蝦、帶魚段、扇貝柱和柔魚的保鮮效果顯著，在其他條件相同的情況下，保鮮期可延長1倍。邱春江等24利用復(fù)合生物保鮮劑與冷藏結(jié)合，采用溶菌酶、nisin及其二者的混合物對貽貝進(jìn)行保鮮冷藏處理，從tvbn、細(xì)菌總數(shù)、epn、ffa指標(biāo)測定表明均具有顯著的保鮮效果。把海膽在含溶菌酶（0.05%）、甘氨酸（0.1m）和食鹽（3%）的混合液中浸漬5 min后，除去水分，保存在5 的冷庫中，9 d后可直接供食用，無潰爛，

19、色澤無變化。2.2.3 脂肪酶（lipase） 脂肪酶，是一類能催化脂肪水解為脂肪酸、甘油和甘油單酯或二酯的酶，普遍存在于多種微生物及動植物中。目前，脂肪酶已廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)，近年來也被應(yīng)用于水產(chǎn)品的保鮮。水產(chǎn)品中一些脂肪含量大的中上層魚類，如鯖魚、鮐魚等，在加工、貯藏過程中易發(fā)生脂質(zhì)變質(zhì)，因此采用脂肪酶進(jìn)行脫脂，以延長保藏期。如鄭毅等26采用20 ml1的脂肪酶對鯖魚進(jìn)行脫脂，效果比堿法脫脂好，且安全無毒。2.3 復(fù)合生物保鮮劑的應(yīng)用復(fù)合生物保鮮劑是將多種生物保鮮劑混合或與動植物防腐劑混合配成的復(fù)合物，可發(fā)揮協(xié)同作用，增強(qiáng)抗菌效果。如將nisin與edta或其他表面活性劑配合使用，可擴(kuò)大抗

20、菌譜，抑制革蘭氏陰性菌；將溶菌酶與甘氨酸混合使用，其防腐效果則遠(yuǎn)高于單獨(dú)使用溶菌酶；將nisin與納他霉素配合使用可使抑菌互補(bǔ)；將紅曲霉與衣康酸混合使用，防腐效果增強(qiáng)等。趙海鵬等27在多次單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上采用殼聚糖1.5%、茶多酚0.1%、nisin0.02%進(jìn)行復(fù)配，能使南美白對蝦冷藏（4 ）的貨架期達(dá)到89 d。姚麗麗等28以1%殼聚糖、0.06%脫氫醋酸鈉和8%丙二醇配制的保鮮液進(jìn)行鯽魚保鮮，4 條件下貯藏9 d仍可達(dá)到水產(chǎn)品二級新鮮度標(biāo)準(zhǔn)。楊勝平等29研究了殼聚糖結(jié)合不同濃度茶多酚涂膜對鮮帶魚冷藏保鮮效果的影響，結(jié)果表明，涂膜能夠明顯抑制細(xì)菌的生長繁殖，延緩揮發(fā)性鹽基氮和tba值的上

21、升。其中1.0%殼聚糖結(jié)合0.4%茶多酚復(fù)合涂膜帶魚保鮮效果最佳，（41） 冷藏條件下，保鮮期從45 d延長至1213 d。郭良輝等30研究了冷藏條件下nisin與溶菌酶等幾種復(fù)合生物保鮮劑對三角帆蚌的保鮮效果，可延長保鮮期約1倍或更長時間。曹榮31等將植酸0.5 gl1、edta 0.5 gl1、4hr 0.01 gl1，并與殼聚糖復(fù)配，能有效抑制鷹爪蝦冷藏過程中黑變的發(fā)生，貨架期由34 d延長至67 d，延長了約l倍。3 水產(chǎn)品生物保鮮技術(shù)的前景與展望雖然目前采用酶制劑或者生物提取物作為水產(chǎn)品保鮮劑的應(yīng)用研究尚處于實(shí)驗(yàn)室階段，甚至起步階段，但生物保鮮技術(shù)以其天然、無毒、安全的特點(diǎn)備受人們的

22、青睞。并且隨著我國水產(chǎn)品消費(fèi)市場的擴(kuò)大、生活水平的提高和健康意識的增強(qiáng)，人們對水產(chǎn)品的安全日益重視，用生物保鮮技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的化學(xué)防腐劑已成為保鮮技術(shù)的發(fā)展趨勢3233。應(yīng)用柵欄理論，將生物保鮮技術(shù)與其他的保鮮手段如低溫相結(jié)合，充分發(fā)揮不同保鮮技術(shù)的特點(diǎn)，優(yōu)勢互補(bǔ)，抑制水產(chǎn)品中腐敗菌的生長，更加全面地保持水產(chǎn)品的品質(zhì)，延長水產(chǎn)品的貨架期，在水產(chǎn)品保鮮領(lǐng)域具有非常廣闊的應(yīng)用前景。參考文獻(xiàn)：1 劉國信.天然食品防腐劑乳酸鏈球菌素j. 山東食品發(fā)酵，2008（4）：5153.2 羅水忠，潘利華.乳酸鏈球菌素用于蝦肉糜保鮮的研究j.肉類研究，2004（2）：2324.3 tsai g j， su w h

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