劉淑敏, 邵興鋒

寧波大學(xué)食品科學(xué)與工程系， 浙江 寧波 315211

隨著人們生活水平的上升，低脂肪、高蛋白的水產(chǎn)品在消費(fèi)者膳食結(jié)構(gòu)中的比重日益提高。然而，鮮活水產(chǎn)品的收獲期相對(duì)集中，捕獲后由于自身酶解反應(yīng)使得產(chǎn)品形態(tài)和色澤發(fā)生變化，在自溶后期，一些有害物質(zhì)如組胺、硫化氫和三甲胺(TMA)等的生成使得水產(chǎn)品喪失了商品價(jià)值和食用性[1]。因此，水產(chǎn)品的保鮮問(wèn)題一直受到國(guó)內(nèi)外研究人員的廣泛重視。

目前用于水產(chǎn)品保鮮的多種保鮮技術(shù)都具有一定的局限性，如利用低溫控制酶活性和抑制微生物繁殖進(jìn)行保鮮，會(huì)因凍結(jié)速度、溫度變化和大冰晶的形成對(duì)水產(chǎn)品肌肉組織造成破壞；化學(xué)防腐劑保鮮可能會(huì)因?yàn)闅埩粼诃h(huán)境和人體中而帶來(lái)一定程度的潛在危害；氣調(diào)貯藏保鮮因操作繁瑣、投資大等原因在小型企業(yè)使用中受到限制。因此，發(fā)展以天然提取物或分泌物為原料的安全無(wú)毒的生物保鮮技術(shù)，日益引起人們的關(guān)注[2～5]。

1 生物保鮮劑

1.1 生物保鮮劑及其作用機(jī)制

生物保鮮劑是指從動(dòng)植物、微生物中提取的天然的或利用生物工程技術(shù)改造而獲得的對(duì)人體安全的保鮮劑。主要分為四大類，一是微生物代謝產(chǎn)物，包括乳酸鏈球菌素、ε-聚賴氨酸和枯草桿菌素等；二是生物酶，包括溶菌酶、葡萄糖氧化酶和谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶等；三是生物天然提取物，包括茶多酚、殼聚糖和魚(yú)精蛋白等；四是以上述物質(zhì)為主要成分的復(fù)合生物保鮮劑。

不同特性的生物保鮮劑對(duì)水產(chǎn)品的保鮮機(jī)理不盡相同。有些生物保鮮劑含有抗菌活性物質(zhì)[5]，如茶多酚、殼聚糖、雙歧桿菌、魚(yú)精蛋白和海藻酸鈉等，能夠抑制或殺死水產(chǎn)品中的腐敗菌，減緩TVB-N值的上升，保持水產(chǎn)品鮮度；有些生物保鮮劑具有抗氧化作用，防止水產(chǎn)品中不飽和脂肪酸等氧化造成品質(zhì)劣變[5]，如葡萄糖氧化酶、乳酸鏈球菌素和竹葉抗氧化物[6]等；還有些生物保鮮劑如茶多酚和植酸等能夠抑制酶的活性[5]，防止水產(chǎn)品的變色，保證良好的感官品質(zhì)。此外，像殼聚糖、谷氨酸胺轉(zhuǎn)氨酶和蜂膠等保鮮劑還可以在水產(chǎn)品表面形成一層保護(hù)膜，防止微生物侵染，并減少水分損失，保持水產(chǎn)品的品質(zhì)[2]。

1.2 復(fù)合生物保鮮劑

復(fù)合生物保鮮劑是將具有不同功能的生物保鮮劑協(xié)同使用，形成一種高效的復(fù)合保鮮劑，以提高水產(chǎn)品的保鮮效果。如將乳酸鏈球菌素(Nisin)、二胺四乙酸(EDTA)和納他霉素復(fù)合使用，可擴(kuò)大抗菌譜，抑制革蘭氏陰性菌[5]；將紅曲霉與衣康酸復(fù)合使用，防腐效果顯著增強(qiáng)[5]；也有研究表明可以利用殼聚糖具有成膜特性，將其與溶菌酶復(fù)合從而抑制乳酸菌和大腸桿菌的生長(zhǎng)[7]。

2 常用生物保鮮劑及其復(fù)合處理

2.1 殼聚糖及其復(fù)合處理

殼聚糖(chitosan)是一種生物活性物質(zhì)，因其具有成膜性、抗菌性和可生物降解等優(yōu)良特性而被廣泛用于水產(chǎn)品保鮮中。用不同濃度的殼聚糖溶液對(duì)無(wú)頭蝦進(jìn)行保鮮，在低溫下保藏可對(duì)幾種病原微生物產(chǎn)生很強(qiáng)的抑制作用，延長(zhǎng)保質(zhì)期至20 d左右[8]。另有研究表明，用1%殼聚糖對(duì)帶魚(yú)進(jìn)行涂膜處理，不僅能夠顯著抑制帶魚(yú)的重量損失和魚(yú)體的細(xì)菌增長(zhǎng)，還能有效延緩TVB-N(揮發(fā)性鹽基氮)、TBA(硫代巴比妥酸)值及pH的升高[9]。此外，殼聚糖在保鮮虹鱒魚(yú)和沙丁魚(yú)時(shí)也有顯著效果[10,11]。

殼聚糖涂膜保鮮在水產(chǎn)品中已有廣泛應(yīng)用，但殼聚糖水溶性差、難干燥和涂膜效率低，近年來(lái)一些增塑劑、表面活性劑、抗菌劑、蛋白質(zhì)和脂類物質(zhì)的添加克服了這些缺點(diǎn)，增強(qiáng)了殼聚糖對(duì)水產(chǎn)品及其制品的保鮮效果。將明膠添加到殼聚糖膜中對(duì)鱈魚(yú)塊進(jìn)行涂膜處理，不僅較好的保持了魚(yú)塊的一些物理生化指標(biāo)，而且使得保鮮劑洗脫后不會(huì)影響到魚(yú)塊烹飪后的口感[12]。謝主蘭等[13]在涂膜腌制魷魚(yú)時(shí)將殼聚糖、明膠和海藻酸鈉復(fù)合使用，在室溫條件下較好地保持了魷魚(yú)的硬度和彈性等感官品質(zhì)。王慶麗等[14]將植酸加入到殼聚糖中，不僅抑制了魚(yú)丸的氧化和褐變反應(yīng)，而且解除了殼聚糖不易溶于水，造成魚(yú)丸口感較澀的缺點(diǎn)，提高了植酸魚(yú)丸的品質(zhì)。在4±1℃貯藏條件下保鮮南美白對(duì)蝦時(shí)，謝晶等[15]將殼聚糖復(fù)合ε-聚賴氨酸使用，在減緩蝦體菌落總數(shù)和TMA含量方面產(chǎn)生較好的效果。Gómez-Estaca等[16]研究發(fā)現(xiàn)，殼聚糖和丁香精油復(fù)合保鮮液涂覆在鱈魚(yú)表面，可形成一層保護(hù)膜，不僅具有透亮鮮艷的外觀，還能抵抗微生物對(duì)魚(yú)體的侵染。葡萄籽提取物和茶多酚都具有抑菌活性，Li等[17]研究了殼聚糖分別與葡萄籽提取物及茶多酚復(fù)合使用對(duì)紅鼓(美國(guó)紅魚(yú))魚(yú)片冷藏效果的影響，在4±1℃儲(chǔ)藏20 d，魚(yú)體無(wú)腐敗變質(zhì)現(xiàn)象，微生物和理化指標(biāo)明顯優(yōu)于對(duì)照組，且可延長(zhǎng)保質(zhì)期6～8 d。薄荷提取液不僅具有抑菌作用，還有很強(qiáng)的抗氧化能力，劉影等[18]利用殼聚糖薄荷提取液復(fù)合保鮮劑對(duì)冰鮮海魚(yú)進(jìn)行保鮮處理，明顯延長(zhǎng)了保鮮期，并且隨著薄荷提取液濃度的增加，保鮮效果略有增強(qiáng)。

2.2 溶菌酶及其復(fù)合處理

溶菌酶(lysozyme)是一種無(wú)毒無(wú)害的蛋白質(zhì)，能夠選擇性的溶解微生物細(xì)胞壁，使食品的營(yíng)養(yǎng)成分得到很好的保存，并具有一定的保健作用。在4±1℃條件下，帶魚(yú)段經(jīng)溶菌酶保鮮液浸漬后，其感官品質(zhì)、微生物指標(biāo)和理化指標(biāo)均優(yōu)于未經(jīng)處理的對(duì)照組[19]。Enrique等[20]也發(fā)現(xiàn)溶菌酶保鮮液對(duì)南美白對(duì)蝦有明顯的抗菌作用，能夠有效延長(zhǎng)南美白對(duì)蝦的貨架期。

然而單獨(dú)使用溶菌酶保鮮液對(duì)水產(chǎn)品進(jìn)行防腐保鮮時(shí)，對(duì)酵母菌、霉菌和革蘭氏陰性菌無(wú)效，且只能分解芽胞細(xì)菌的活細(xì)胞而不能分解芽胞?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)植酸、聚合磷酸鹽、甘氨酸與溶菌酶的配合使用后，其溶菌力顯著加強(qiáng)，增強(qiáng)了水產(chǎn)品的防腐效果。陳舜勝等[21]采用浸保鮮液或加入鮮冰等保鮮方式對(duì)對(duì)蝦、帶魚(yú)段、扇貝柱和柔魚(yú)條等進(jìn)行處理，結(jié)果顯示，0.05%溶菌酶和氯化鈉、甘氨酸、山梨酸鉀、抗壞血酸或植酸復(fù)配不僅能擴(kuò)大溶菌酶的原抗菌譜范圍，而且增強(qiáng)了抗菌作用強(qiáng)度，大大延長(zhǎng)了保鮮期。EDTA作為一種良好的配合劑，與溶菌酶復(fù)合用于新鮮鱈魚(yú)塊的涂層保鮮，強(qiáng)烈抑制了李斯特菌的菌落數(shù)量和體表粘液的形成[22]。另有研究表明，乳酸鏈球菌素(Nisin)和溶菌酶進(jìn)行復(fù)配，可以增強(qiáng)尤其是對(duì)G+菌的抑菌效果[23]。張群利等[24]發(fā)現(xiàn)在冷藏溫度4±2℃下，經(jīng)殼聚糖、溶菌酶和茶多酚復(fù)合保鮮劑處理過(guò)的池沼公魚(yú)的感官評(píng)分值下降較緩慢，pH和TVB-N值均低于空白對(duì)照組，貯藏的貨架期從原來(lái)空氣包裝的6 d延長(zhǎng)至13 ～15 d。

2.3 茶多酚及其復(fù)合處理

茶多酚(tea polyphenols, TP)是一種多酚類物質(zhì)，具有抑菌譜廣、水溶性好、良好的抗氧化和抗腫瘤等功能，在人體內(nèi)還可降解為食物得正常成分，被廣泛用于水產(chǎn)品保鮮中，成為近幾年食品保鮮研究的熱點(diǎn)。在鰱魚(yú)冷藏過(guò)程中，范文教等[25]研究了茶多酚對(duì)其品質(zhì)變化的影響，發(fā)現(xiàn)鰱魚(yú)的感官評(píng)分、細(xì)菌總數(shù)和鮮度指標(biāo)均優(yōu)于對(duì)照組。茶多酚的強(qiáng)抗氧化性還可應(yīng)用于大黃魚(yú)片和鯽魚(yú)的保鮮中[26，27]。

在開(kāi)發(fā)利用茶多酚保鮮水產(chǎn)品的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，茶多酚的單一使用會(huì)使油脂性食品出現(xiàn)凝聚和沉淀，食品工廠在生產(chǎn)運(yùn)輸時(shí)過(guò)量添加茶多酚，也無(wú)法達(dá)到理想的保鮮效果。因此，探討茶多酚與天然添加劑復(fù)合增強(qiáng)保鮮效果成為研究熱點(diǎn)。有研究發(fā)現(xiàn)，一些維生素類或植酸等物質(zhì)的加入會(huì)顯著增強(qiáng)茶多酚的抗氧化效果[28]。臭氧水是一種具有極強(qiáng)氧化性的消毒殺菌劑，將黑鯛魚(yú)用臭氧水(1 mg/mL)清洗過(guò)后，再用0.2%(W/V)茶多酚涂膜處理，在4℃儲(chǔ)藏15 d后發(fā)現(xiàn)該復(fù)合保鮮方法抑制了核酸降解的速度，微生物數(shù)量和鮮度指標(biāo)均有顯著的控制效果[29]。李虹等[30]研究了茶多酚、Nisin、溶菌酶與防腐劑山梨酸鉀復(fù)合對(duì)蟹糊的抑菌作用，并優(yōu)化了最佳復(fù)配比例,結(jié)果表明，0.5%苶多酚、0.08%乳酸鏈球菌素、0.03%溶菌酶、0.01%山梨酸鉀復(fù)合可以顯著抑制菌落總數(shù)和大腸桿菌數(shù)。竹醋液可鈍化細(xì)菌系統(tǒng)酶，對(duì)細(xì)菌、酵母菌和霉菌的生長(zhǎng)均有抑制作用，而茶多酚作用于細(xì)菌的細(xì)胞膜，二者作用位點(diǎn)不同。孫濤等[31]將竹醋液與茶多酚復(fù)配用于南美白對(duì)蝦的保鮮，保鮮效果顯著增加。迷迭香植物的提取物具有抗氧化和抑菌效果，將殼聚糖的成膜性與0.2%的迷迭香提取物、茶多酚復(fù)合對(duì)大黃魚(yú)進(jìn)行涂膜保鮮，其貨架期延長(zhǎng)了8～10 d[27]。研究證實(shí)，茶多酚與殼聚糖復(fù)合使用具有更強(qiáng)的抑菌效果[32，33]。

2.4 Nisin及其復(fù)合處理

目前，Nisin作為一種高效、無(wú)毒、安全和營(yíng)養(yǎng)的生物保鮮劑，已被許多國(guó)家和地區(qū)廣泛應(yīng)用于水產(chǎn)品保鮮中。研究發(fā)現(xiàn)，Nisin能很好的抑制魚(yú)類中一些病菌的生長(zhǎng)，當(dāng)添加濃度為25 mg/L時(shí)，就會(huì)明顯降低水產(chǎn)品中李斯特氏菌的水平，但并不會(huì)對(duì)水產(chǎn)品的組織造成任何損傷[2]。鱈魚(yú)片、鯡魚(yú)片及煙熏鯖魚(yú)等海產(chǎn)品因含有肉毒梭狀芽孢桿菌和波特淋菌而使人中毒，Nisin常被用作保鮮劑來(lái)推遲這些中毒癥狀[34]。羅水忠等[35]在蝦肉糜保鮮試驗(yàn)中證實(shí)了Nisin的保鮮效果。

在水產(chǎn)品保鮮中，只用Nisin進(jìn)行水產(chǎn)品保鮮存在很多不足，一是Nisin易擴(kuò)散到水相，會(huì)降低保鮮效率；二是Nisin受pH、鹽度等環(huán)境因素的影響較大；三是Nisin溶解度偏?。凰氖荖isin對(duì)蛋白酶特別敏感，在消化道中會(huì)很快被α-胰凝乳蛋白酶分解，穩(wěn)定性差；五是Nisin能夠有效抑制革蘭氏陽(yáng)性菌，但對(duì)革蘭氏陰性菌的抑制效果并不好。如果將乳酸菌與EDTA、檸檬酸鹽之類的螯合劑配合使用，則可以抑制大部分的革蘭氏陰性和陽(yáng)性菌[36]。當(dāng)Nisin與酸味劑、鹽等聯(lián)合作用時(shí)，其抗菌活性可以得到大幅增強(qiáng)。王琴等等[37]報(bào)道，0.3 g/kg Nisin、0.15 g/kg TBHQ(特丁基對(duì)苯二酚)和0.08 g/kg亞硝酸鈉復(fù)合，對(duì)魚(yú)糜的防腐保鮮效果最佳。溶菌酶不能分解芽胞，而Nisin對(duì)細(xì)菌芽胞有明顯的抑制活性；溶菌酶前期作用很強(qiáng)，Nisin作用緩慢，復(fù)合使用能結(jié)合兩者優(yōu)點(diǎn)。郭良輝等[38]研究發(fā)現(xiàn)，將0.02% Nisin和0.05%溶菌酶混合添加時(shí)保鮮效果最佳，可延長(zhǎng)保鮮期約1倍或更長(zhǎng)的時(shí)間，研究結(jié)果與其他學(xué)者基本一致[39,40]。顧仁勇等[41]也將Nisin與溶菌酶、 維生素C(抗壞血酸)復(fù)合，在斑點(diǎn)叉尾鮰魚(yú)片的冷藏保鮮中具有明顯效果。另外，Nisin、茶多酚和殼聚糖具有抑菌互補(bǔ)性，可以提升復(fù)合保鮮效果[42，43]。

3 展望

隨著生活水平的提高，人們對(duì)水產(chǎn)品的質(zhì)量和安全提出了更高的要求。目前，天然無(wú)毒無(wú)害的生物保鮮劑已被廣泛開(kāi)發(fā)，并運(yùn)用于水產(chǎn)品及其制品的保鮮中，復(fù)合型保鮮劑因其更高效、節(jié)約的特征受到研究者和大小企業(yè)的青睞。隨著市場(chǎng)上水產(chǎn)品的豐富，研究者們致力于開(kāi)發(fā)更多的復(fù)合型保鮮劑，及其在水產(chǎn)品保鮮過(guò)程中的最適條件，以期達(dá)到更顯著的保鮮效果。另外，在復(fù)合保鮮劑的基礎(chǔ)上，還可以將傳統(tǒng)的保鮮技術(shù)如低溫保鮮和氣調(diào)保鮮等，采用合適的方法與復(fù)合保鮮劑結(jié)合起來(lái)，在提高保鮮效果的前提下降低生產(chǎn)成本，是未來(lái)水產(chǎn)品保鮮的重要研究方向。

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