水產品保鮮與殺菌技術的重要性

水產品保鮮與殺菌技術的重要性

這些食物是人類所需要的優(yōu)質蛋白質之一。每年提供的蛋白質占動物蛋白質總數的30%以上。這不僅是優(yōu)質蛋白質的重要來源，也是中國食品安全的重要保障之一。中國是水產品生產和消費大國,2013年總產量達6172萬t,水產品加工企業(yè)近萬家近些年中國水產品消費特點有所變化,其中水產加工品的消費比例大幅度提高,冰鮮水產品需求量還在上升,鮮活水產品的消費比例下降。但在貯藏過程中極易滋長微生物而發(fā)生腐敗變質,尤其是加工水產品和冰鮮水產品在加工和貯運過程中均需控制其中的微生物。本文綜述了水產品抑菌劑、抑菌材料和殺菌技術,對其發(fā)展趨勢進行了展望,并提出了一些建議,旨在為提高水產品質量安全和保持水產品營養(yǎng)提供借鑒。1在水中的微生物中1.1微生物活動的影響水產品是極易腐敗變質的食品,受各種生化和微生物等因素的影響,鮮度下降明顯,主要表現在微生物生長、代謝以及產生胺、硫化物、醛、酮、酯和有機酸等,產生不良氣味和味道,使產品變得在感官上不可接受。水產品的腐敗變質在貯藏前期取決于貯藏的溫度和氣體成分組成,但是隨著貯藏時間的延長,在凍結溫度以上微生物活動是影響水產品品質的最主要因素。國內外學者對水產品腐敗微生物進行了長期研究,發(fā)現盡管水產品的品質下降主要是由微生物活動引起的,然而只由少部分菌群生長繁殖引起的腐敗過程,這些菌群稱作特定腐敗菌或優(yōu)勢腐敗菌(SSO)目前國外已經鑒定了一系列水產品中的優(yōu)勢腐敗菌?；【频劝l(fā)酵型革蘭氏陰性細菌是冷藏鮮魚的SSO;如果水產品是在受污染的水中捕獲,主要腐敗菌是腸細菌;而在冷藏過程中,耐冷的革蘭氏陰性細菌假單胞菌是特定腐敗菌國內已經開展SSO的研究工作,楊憲時等1.2風險可控的致病性感染人類健康水產品中的致病微生物一般分為兩類,一類是水產品腸道、鰓、表皮等部位原有的細菌,廣泛分布在水體中,如副溶血性弧菌、單增李斯特菌、霍亂弧菌等;另一類是由于加工貯運過程中受到污染的微生物,如志賀氏菌、金黃色葡萄球菌、沙門氏菌和大腸桿菌等。副溶血性弧菌是一種革蘭氏陰性嗜鹽菌,是海水和江河口環(huán)境中的固有微生物,能通過食物和水引起人類疾病,同時也對生長在海水和江河口環(huán)境中的動物有致病性單增李斯特菌是一種食源性致病菌,對老年人、嬰幼兒以及免疫功能下降者可易導致李斯特菌病(死亡率為24%),占總體食源性致病菌導致人死亡案例的28%沙門氏菌引發(fā)的食物中毒在細菌性食物中毒占據首位,沙門氏菌具有復雜的抗原結構,一般可分為菌體(O)抗原、鞭毛(H)抗原和表面(Vi)抗原3種,但其耐熱性差,60℃條件下維持15min便可殺滅。金黃色葡萄球菌在自然界中無處不在,且其對營養(yǎng)要求低,耐熱性強,具有高度的耐鹽性,其毒素金黃色葡萄球菌腸毒素是個世界性衛(wèi)生問題。中國地方標準DB11/519—2008《生食水產品衛(wèi)生要求》規(guī)定沙門氏菌、大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、副溶血弧菌和志賀氏菌等致病菌不得檢出。目前中國2014年7月1日開始實施的GB29921—2013《食品安全國家標準食品中致病菌限量》對水產品中的致病菌限量有所改變,具體見表1。2熱水保護裝置2.1熱水保鮮劑水產品保鮮劑包括化學保鮮劑、生物保鮮劑和復合保鮮劑。2.1.1食品加工和貯藏過程中使用保鮮劑目前在水產品中應用較多的是化學保鮮劑,常用的化學保鮮劑主要包括有機酸、亞硝酸鹽和硝酸鹽、糖和食鹽等幾大類,種類繁多,主要有亞硝酸鈉、亞硫酸鈉、檸檬酸、山梨酸鉀、山梨酸鈉、乙酸、尼泊金酯、雙乙酸鈉和苯甲酸鈉等。長期以來化學保鮮劑由于其價格低、使用簡單、使用量少等優(yōu)勢在全世界水產品加工和貯運過程中發(fā)揮著重要作用,可以說沒有化學保鮮劑就沒有現代食品工業(yè)。但近些年人們普遍對化學保鮮劑存在疑慮,究其原因主要包括:人們對自身健康的重視逐步加強,超量食用化學保鮮劑對人體有一定毒副、致癌作用;新聞媒體的不當宣傳,公眾對化學保鮮劑相關知識的不清晰,食品安全事件的頻發(fā)造成老百姓對化學保鮮劑的恐慌心理;某些水產加工從業(yè)人員濫用化學保鮮劑;生物保鮮劑對化學防腐劑的沖擊等。2.1.2其他生物保鮮劑生物保鮮劑直接來源于生物體自身組成成分或其代謝產物,一般具有無味、無毒、安全等特點,此外生物保鮮劑一般都可被生物降解,不會造成二次污染,有些生物保鮮劑還具有營養(yǎng)價值。生物保鮮劑的一般作用機理為隔離食品與空氣的接觸、延緩氧化作用,或是生物保鮮物質本身具有良好的抑菌作用,從而達到保鮮的效果。生物保鮮劑的種類繁多,按其來源可分為植物源生物保鮮劑(包括大蒜素、植酸、丁香、迷迭香和茶多酚等)、動物源生物保鮮劑和微生物源生物保鮮劑。由于多數生物保鮮劑的抑菌作用不如化學保鮮劑強,通?；跂艡谧饔脤⒍喾N生物保鮮劑復配形成復合生物保鮮劑而用于水產品的保鮮。茶多酚:又稱茶單寧、茶鞣質,大多屬于縮合單寧,是茶葉提取物的主要成分,是分子量不同、結構與極性差異大、組成復雜的多酚類衍生物的混合體迷迭香提取物:是從迷迭香中提取的具有一定抗氧化活性的混合物,主要成分為酚、酸、黃酮類等物質,具有明顯的抗氧化特性。0.2%的迷迭香提取物能夠有效抑制水產品中微生物的生長繁殖,有效減緩蛋白質的降解及脂肪的氧化,有效延長大黃魚、鯽的貨架期,并且0.2%與0.3%濃度的迷迭香提取物處理的大黃魚細菌總數之間無顯著性差異植物香精油:具有“液體黃金”的美譽,一般從中草藥和香辛料中提取得到,由多種生物活性物質組成,主要包括酚類、萜烯、醇類、烴類、醛類等物質。主要應用在化妝品、制藥及食品行業(yè),作為一種食品中的生物保鮮劑目前已有商品化的產品。研究發(fā)現了香精油處理過的鯉魚片、養(yǎng)殖和野生海鯛,通過測定細菌總數、TVB-N含量、過氧化物值、硫代巴比妥酸值、氧化三甲胺含量、游離氨基酸、保水性、肌原纖維蛋白的降解和pH等品質指標,發(fā)現香精油可以有效延長冷藏鯉魚片、養(yǎng)殖和野生海鯛的貨架期殼聚糖:為甲殼素脫乙酰化的天然產物,是由氨基葡萄糖通過β-1,4-糖苷鍵連接起來的直鏈多糖,化學名為(1,4)-2-氨基-2-脫氧-D-葡聚糖,分子式為(C魚精蛋白:魚精蛋白相對分子質量約為6000~10000Da,由約30個氨基酸殘基組成,其中2/3是精氨酸Nisin:是從鏈球菌屬的乳酸鏈球菌發(fā)酵產物中提取制備的一類多肽類化合物,是一種抗菌肽其他:另外還有一些植物提取物也在水產品保鮮中有應用,如紫菜多酚、竹醋液延長南美白對蝦、中國對蝦的貨架期2.1.3水產品保鮮材料復合保鮮劑的種類繁多,可將各種生物保鮮劑根據柵欄原理設計合理配比;也可以將化學保鮮劑和生物保鮮劑相結合應用于水產品保鮮中,這樣可以避免因過量添加化學保鮮劑而對人體健康產生危害。Li等人2.2水產品保鮮材料由于各種包裝材料的水分、氣體的通透性不同,對微生物的生長及生物體內酶活性的大小都有一定的影響,從而影響水產品保鮮的貨架期。目前水產品包裝材料一般都為塑料制品,如聚偏二氯乙烯、聚丙烯、流延聚丙烯和聚對苯二甲酸乙二酯等,由于其在自然界中降解慢,造成環(huán)境污染嚴重,且對水產品中的微生物沒有抑制作用。近些年開發(fā)了一些降解性能好、可食用,且對水產品中微生物生長繁殖有一定抑制作用的保鮮材料,主要是以殼聚糖、瓊脂等為主要材料,并添加一些抑菌物質。殼聚糖基可食用膜,殼聚糖大分子中含有大量游離氨基(-NHLin等3些冷殺菌技術目前食品工業(yè)中應用較多的傳統(tǒng)熱殺菌技術,但是由于其高溫可損害食品中營養(yǎng)物質,故目前對一些冷殺菌技術研究較多,主要包括超高壓、臭氧、微波、電解水、輻照、歐姆加熱、交變電流、超聲波、電磁場、紫外、電離放射和等離子體等殺菌技術。水產品加工過程中用到的殺菌技術也較多,主要有以下幾種。3.1超高壓殺菌技術超高壓食品加工技術始于19世紀末,美國物理學家Bridgman3.2消毒消毒技術臭氧殺菌的作用機理主要是增加細菌細胞膜的通透性,使得其中的酶失活,破壞細胞內的遺傳物質,導致細菌死亡3.3微波電場與熱微波殺菌是利用電磁場的熱效應和非熱生物效應共同作用的結果,一方面熱使得細菌體內的蛋白質變性,另一方面微波電場可改變細胞膜通透性,使細菌代謝紊亂,從而起到殺菌的作用3.4水產品輻照微生物貯藏保鮮技術輻照殺菌是采用放射性同位素發(fā)出的γ射線,或電子加速器產生的電子束,或X射線對食品進行輻照,殺滅水產品中的微生物,并抑制其中酶的活性。但是,人們對輻照保鮮技術的安全性存在爭議。國際原子能機構2000年出版的水產品輻照技術報告表明,淡水蝦經1145~213kGy輻照后,細菌的數量減少1~2個數量級,保藏期28d;經215kGy輻照的龍蝦,在冰塊中的保藏期延長了7d3.5采用低頻電導電極歐姆加熱技術是一種把食品作為電路中的導體,利用食品本身的電導特性把電能轉化為熱能的技術,采用低頻交流電(50~60Hz)配合特殊的惰性電極來提供電流,具有加熱均勻、能耗低、處理時間短等優(yōu)點3.6酸性電解水、酸性電解水的總總回收電解水是指稀鹽酸溶液或稀鹽溶液經電解裝置電解后,產生的具有殺菌特性的堿性電解水和酸性電解水的總稱。具有操作簡便、成本低、無毒、無污染等特點4生物保鮮劑目前制約水產品生物保鮮劑在水產品保鮮中應用的主要有兩個方面:一是生物保鮮劑的保鮮機理還不是很清楚;二是生產成本太高,比如說魚精蛋白雖然有較好的保鮮效果,但是如果單獨使用其成本太高?？梢詮慕档蜕锉ｕr劑的生產成本和復合保鮮劑保鮮兩個方面來解決這個問題。但是應該看到在崇尚食用天然食品的當今社會,生物保鮮劑在水產品保鮮中的應用將會是越來越廣泛。水產品的化學保鮮劑雖然存在其本身固有的缺點,如過量食用對人體健康有一定的危害,但是現階段世界范圍內,不可能在短時間完全被生物保鮮劑取代。將化學保鮮劑和生物保鮮劑混合使用,以降低化學保鮮劑的使用量是水產品保鮮行業(yè)的發(fā)展趨勢。在新型水產品保鮮材料方面主要是由于其生產成本較高,而拉伸強度不如現有的塑料制品,從而影響了其在水產品中的推廣應用。雖然新型的水產品殺菌技術的運行成本低、殺菌效果好,但是由于其設備的一次性投入太高,以及某些技術不能實現連續(xù)化生產以致未能廣泛應用。新型水產殺菌技術不僅克服了傳統(tǒng)熱殺菌的不足,還能最大限度地保持食品原有的品質以滿足消費者需求,在水產品貯藏與加工中展現出良好