水產品特定腐敗菌研究進展

羅慶華

(吉首大學大鯢研究所，湖南 張家界 427000)

水產品特定腐敗菌研究進展

羅慶華

(吉首大學大鯢研究所，湖南 張家界 427000)

對國內外水產品特定腐敗菌(specific spoilage organism，SSO)的研究進展進行綜述。在有氧冷藏中，水產鮮品最常見的SSO為假單胞菌(Pseudomonas spp.)與腐敗希瓦氏菌(Shewanella putrefaciens)。真空冷藏或氣調包裝水產品的SSO，國內外一致報道的有磷發光桿菌(Photobacterium phosphoreum)、乳酸菌(Lactobacillus)和腸桿菌(Enterobacteriaceae)。溫和加工水產品的SSO的情況較為復雜，通常為乳酸菌(Lactobacillus)、磷發光桿菌(Photobacterium phosphoreum)、腸桿菌(Enterobacteriaceae)等。SSO的應用領域之一是建立SSO數學模型，預測產品的腐敗進程與剩余貨架期；應用領域之二是靶向抑制SSO，延長貨架期。

水產品；特定腐敗菌；貯藏；貨架期

水產品是人類最重要的優質動物蛋白源之一。我國作為水產品生產大國，水產品產量連續17年居世界第一位[1]。新鮮水產品肌肉中水分含量高、組織脆弱、天然免疫物質少、不飽和脂肪酸易氧化以及可溶性蛋白質含量高，因此比一般的動物肉組織更容易腐敗。此外，由于多數水產品生命周期的局限，造成集中上市，使得短時期內市場上供大于求，銷售價格偏低。所以控制水產品的微生物腐敗，延長水產品貨架期，具有重要的社會效益與經濟效益。

探求導致水產品變質的微生物種類，才能有效進行品質變化的監控和產品腐敗的靶向抑制，是研發加工保藏技術、提高水產品質量的前提。國外學者通過對水產食品腐敗微生物長期研究發現，水產食品所含微生物中只有部分微生物參與腐敗過程，因此提出了特定腐敗菌(specific spoilage organism，SSO)的概念[2]。本文介紹國內外近年來對水產鮮品和溫和加工品SSO的種類及其在預測和延長水產品貨架期領域的應用，為我國水產品SSO的研究和保鮮加工技術的開發提供借鑒。

1 水產腐敗菌的種類

1.1 水產食品腐敗和SSO的概念

水產品腐敗主要表現在某些微生物生長和代謝生成胺、硫化物、醛、酮、酯和有機酸等，產生不良氣味和味道，使產品感官上不可接受[3]，品質改變。由于所使用的原料、加工方法和產品的貯藏條件不同，水產食品中存在不同菌相。在貯藏期間由于產品中殘存的微生物在該保藏條件下具有不同的忍耐能力導致菌相變化，SSO在鮮品微生物中所占比例小，在貯藏中生長

較快，成為優勢菌種。那些適合生存和繁殖并產生腐敗臭味和異味代謝產物的微生物，就是該產品的SSO[4]。

1.2 水產鮮品SSO種類

水產品種類、棲息水域、捕獲方式、季節和貯藏條件等差異決定了SSO種類的差異性[5]。在水產品加工和包裝過程中的差異也會導致殘存不同的腐敗細菌，產生不同的腐敗類型。水產鮮品在相同的地理條件下，同類型產品中只有一種或幾種微生物總是作為腐敗菌出現，而且SSO可能只有一種[6]。

國外報道，弧菌科(Vibrionaceae)等發酵型革蘭氏陰性細菌是未冷藏鮮魚的SSO，如果水產品來自受污染的水中，SSO是腸細菌(Enterobactericeae)[4]。而在有氧冷藏中，來源于不同水域的魚、貝類和甲殼類的SSO多為假單胞菌(Pseudomonas spp.)或者腐敗希瓦氏菌(Shewanella putrefaciens)[4]。假單胞菌多為熱帶淡水魚的SSO，腐敗希瓦氏菌多為海洋溫帶水域魚的SSO[7]。冷藏真空或氣調包裝水產品的S S O多為磷發光桿菌(Photobacterium phosphoreum)、乳酸菌(Lactobacillus)和熱殺索氏菌(Brochothrix thermosphacta)[8]。

國內相關報道與國外相近。許鐘等[9]報道，假單胞菌為0、5℃和10℃冷藏養殖羅非魚貨架期終點的特定腐敗菌。郭全友等[10]通過表型和細胞脂肪酸組成特征等方面分析了羅非魚貨架期終點的優勢菌，得出相同的結論，并且發現熒光假單胞菌(Ps. fluorescens)是最優勢腐敗菌。假單胞菌為革蘭氏陰性桿菌，單鞭毛，具運動性，大小為(0.5～0.7)μm×(1.6～3.2)μm；核糖體型為56-S-7[9-10]。曹榮[11]發現太平洋牡蠣在0、5℃和10℃條件下冷藏，優勢腐敗菌都是假單胞菌。朱天祥等[12]報道4℃冷藏冰鮮大黃魚5d后假單胞菌為優勢腐敗菌(占65.1%)。徐麗敏等[13]發現4℃冷藏南美白對蝦的優勢腐敗菌是假單胞菌與氣單胞菌(Aeromonas spp.)。牡蠣、大黃魚與南美白對蝦均為海水產品，與Gennari等[7]報道的假單胞菌屬多為熱帶淡水魚的特定腐敗菌有一定差異。

郭全友等[14-15]從菌落和細胞形態、生理生化特征、細胞脂肪酸組成等方面，結合使用細菌鑒定系統，以及接種腐敗希瓦氏菌到無菌大黃魚身體，確定0、5℃冷藏養殖大黃魚貨架期終點優勢腐敗菌為腐敗希瓦氏菌。腐敗希瓦氏菌為革蘭氏陰性菌，運動桿菌，是水生動物和富含蛋白食品的典型腐敗菌，適應低溫環境，能把氧化三甲胺還原為三甲胺，并產生揮發性硫；其腐敗潛力強，但活性較低[16]。郭紅等[17]發現，南美白對蝦在冰溫(-1.4±0.1)℃條件下達到一級鮮度時，其特定腐敗菌為希瓦氏菌屬(Shewanella spp.，37.14%)。

劉壽春等[18]發現37℃有氧儲藏至腐敗的羅非魚肉中，洋蔥假單胞菌(Pseudomonas cepacie，38.6%)、嗜水氣單胞菌(Aeromonashydrophila，21.1%)和短芽孢桿菌(Bacillus breviswere，14.0%)是優勢菌。

真空包裝和氣調包裝(MAP)中，很多微生物的生長都受到抑制，磷發光桿菌是常見的SSO[5,19]。該菌為革蘭氏陰性，具有很強的氧化三甲胺還原能力，不產硫，對冷凍敏感。如：氣調包裝(MAP)的鱈魚腐敗的重要特征就是高含量的三甲胺，不產生H2S氣味[20]。翁麗萍[21]發現，新鮮大黃魚在最適MAP(75%CO2/25%N2)、(4±1)℃冷藏的SSO為磷發光桿菌，磷發光桿菌僅在海產魚類中廣泛存在。

表1 水產鮮品特定腐敗菌種類Table 1 Common specific spoilage organisms(SSO) in fresh aquatic products

王亮等[22]報道，凡納濱對蝦在冰溫(-1.52±0.12)℃貯藏中，氣單胞菌為MAP包裝組的優勢腐敗菌；真空及MAP(40%CO2-30%O2-30%N2)包裝的優勢腐敗菌分別為乳酸菌和腸桿菌(Enterobacteriaceae)。乳酸菌致腐能力較弱，在同型發酵過程中產生大量乳酸，使微環境pH值下降，抑制其他微生物生長；乳酸菌在異型發酵過程中產生CO2，抑制其他好氧或兼性厭氧微生物的生長。腸桿菌科是兼性厭氧菌，該菌大多具有組氨酸脫羧酶活性，可在污染食品中產生組胺，引起過敏性食物中毒。Tejada等[23]發現海鯛MAP的腐敗菌為腸桿菌。呂凱波[24]報道，黃鱔片無氧包裝中乳酸菌為優勢腐敗菌，而在100%CO2包裝鱔片中腸球菌(Enterococcus)成為主要腐敗菌。腸球菌產酸，發生微弱腐敗，對冷凍條件有強的抵抗力，適合作為冷凍食品的糞便污染指示菌。也有報道希瓦氏菌為鱈魚的腐敗菌，和乳酸菌一起出現在

MAP制品中[8]。國內未有水產品SSO為熱殺索氏菌的相關報道。表1歸納了以上報道的SSO種類。

1.3 溫和加工品的SSO種類

多種不同的加工處理方式，諸如加熱、腌制、發酵、干制等，導致溫和加工品中殘留不同種微生物，不同的貯藏方式也極大影響產品中微生物生長。所以溫和加工品的SSO的情況較為復雜。國外報道，在低鹽、略降低水分活度、略酸化的水產食品中，通常乳酸菌如乳桿菌(Lactobacillus)、肉食桿菌(Carnobacillus)，以及發酵型革蘭氏陰性細菌如磷發光桿菌、適冷的腸桿菌等居多[25-26]。在半保藏產品如醋漬魚或暴腌魚中，乳酸菌和酵母菌居多。輕度加熱處理制作的真空蒸煮袋產品在貯藏中，芽袍桿菌屬(Bacillus)或梭菌屬芽抱桿菌(Clostridium)多為優勢腐敗菌[27]。

國內有少數相關報道，許鐘等[28]發現淡腌大黃魚5℃保藏，缺陷短波單胞菌(Brevundimonas diminute)所占比例較高(55.5%)，而10℃和15℃貯藏時，微小球菌(Micrococcus rose)比例較高，分別為58.8%和58.1%。微球菌屬好氧或兼性厭氧，嗜冷，能夠耐高濃度的鹽(10%～15% NaCI)，具有分解蛋白質和脂肪的能力。微球菌可引起肉類、魚類、水產制品、大豆制品等食品的腐敗。張韻思等[29]經細菌形態學觀察和16SrDNA序列分析初步確定，一氧化碳發色羅非魚片的優勢腐敗菌為費氏檸檬酸桿菌(Citrobacter freundii)。該菌主要存在于人和動物的腸道中，生長的適宜溫度范圍均為4～37℃；適宜的pH值范圍均為7～9；2%次氯酸鈉和75%乙醇對菌株處理1min時致死率接近或超過70%。國外多次報道該菌可引起腹瀉等病癥[30]。

鄒玉萍[31]報道，咸魚的優勢腐敗菌是微球菌屬(Micrococcus，66.12%)，還有鹽桿菌(Halobacterium，25.96%)和霉菌(mold，1.77%)等；引起蒸煮袋中熟魚腐敗的菌相以假單胞菌屬為主(68.49%)，另外有少量的腸桿菌(4.52%)、芽孢桿菌(26.99%)。引起蒸煮袋熟魚腐敗的微生物有的來自于在包裝過程中二次污染，如腸桿菌，如腌制青魚塊中的SSO是消化乳桿菌[32]。國內無溫和加工品的SSO種類為乳酸菌與磷發光桿菌的相關報道。表2歸納了以上報道的SSO種類。

2 水產腐敗菌的應用研究

表2 溫和加工水產品常見的SSO種類Table 2 The common specific spoilage organisms(SSO) in lightly preserved aquatic products

2.1 預測水產品的剩余貨架期

SSO與產品剩余貨架期之間存在密切關系，可以依據SSO初始數和生長模型來預測產品的剩余貨架期。例如歐盟項目“魚類鮮度評定”中，建立了磷發光桿菌、腐敗希瓦氏菌和假單胞菌屬的生長動態模型，成功地用于預測有氧和真空、氣調包裝冷鏈水產鮮品的剩余貨架期[33]，這些模型已開發出專家系統軟件。

國內相關報道較少，許鐘等[34]研究了0～15℃范圍的波動溫度條件下，有氧貯藏養殖羅非魚的特定腐敗菌——假單胞菌的生長動力學模型，由Belehradek方程建立了溫度對假單胞菌生長動力學影響的數學模型，在兩種波動溫度條件下預測的剩余貨架期與實測值的相對誤差分別為5.9%和-9.1%。楊憲時等[35]以自然污染養殖羅非魚貯藏在0、5、10、15℃過程中的特定腐敗菌——假單胞菌生長動態數據，建立生長動力學模型，用于羅非魚冷鏈鮮品流通品質監控和剩余貨架期預測的專家系統(FSLP)，貨架期預測值與實測值的相對誤差在±10%以內。翁麗萍[21]報道，養殖大黃魚在(4±1)℃的氣調包裝中的特定腐敗菌——磷發光桿菌的生長動力學模型可用Logistic方程來描述，并具有很好的相關性(R2=0.9887)，貨架期的預測值與實測值相比，相對誤差為-2.62%。以上細菌動力學模型均可快速可靠地實時預測相應冷藏魚的質量和剩余貨架期。

國外已有的魚類品質監控和剩余貨架期預報應用軟件，是使用在液體培養基上得到特定腐敗菌生長實驗數據建立的，沒有考慮魚肉組織的不同和微生物之間的相

互影響等因素，模型往往過高評價真實魚類中SSO的生長速率。國內相關研究多直接從某種鮮魚在一定的貯藏條件下獲得其SSO生長動態數據，建立模型，然后開發出應用軟件[21,34-35]，由于消除了液體培養基和微生物多樣性所帶來的誤差，增加了預測的準確度。

2.2 靶向抑制SSO，延長產品貨架期

針對SSO的生物學特性，采用靶向抑制或降低SSO生長的處理和加工方法，延長產品貨架期。國外針對磷發光桿菌對低溫敏感的特性，對于0～4℃冷藏氣調包裝(MAP)鱈魚片，采用冷凍后再冷藏，或添加香料，都能延長貨架期，冷凍后冷藏在2℃的MAP鱈魚片貨架期可延長8d以上[20]。

曹榮[11]報道，5℃條件下臭氧水處理可以抑制牡蠣SSO(假單胞菌)的生長，將其貨架期延長2d；BFX保鮮劑與自制復合保鮮劑分別使牡蠣的SSO改變為摩拉克氏菌(Moraxella)與乳球菌(Lactococcus)；貨架期分別延長4d與10d；MAP牡蠣的SSO變為棒狀桿菌(Corynebacetrium)，并延長貨架期3～5d[11]。徐麗敏等[13]采用水溶性殼聚糖處理南美白對蝦后，優勢腐敗菌由氣單胞菌變成了假單胞菌，并可延長貨架期3 d。

鄒玉萍[31]發現，山梨酸鉀:尼泊金丙酯:尼泊金丁酯質量比為1:1:3復方對蒸煮魚的腐敗菌能達到最優抑制效果，0.5×10-4g/mL防腐劑對假單孢菌屬的抑菌效率可達80.12%；尼泊金丁酯:尼泊金丙酯:尼泊金乙酯質量比為4:4:1復配對低鹽咸魚腐敗菌能達最優抑制效果，0.5× 10-4g/mL防腐劑對微球菌屬的抑菌效率可達94.67%，有效延長保質期；加防腐劑、真空包裝的咸魚與蒸煮魚分別經100℃處理3min和6min后在常溫下的保質期可達3.8個月與3.1個月。

溫和加工品的SSO靶向抑制，最好與柵欄技術結合起來。耐貯藏高水分扇貝調味干制品的加工工藝成功地運用了柵欄技術，在經過處理和熱加工后制品真空包裝，在常溫貯藏流通中(＜25℃)制品是以aw＜0.93、pH5.7～5.9，抑制了可能殘存的梭狀芽抱桿菌，保質期達到6 個月以上[36]。

3 水產特定腐敗菌的研究方向與應用前景

我國關于水產品特定腐敗菌的研究時間較短，但關于冷藏鮮水產品SSO種類的鑒定方法較為成熟，而且其品質監控和剩余貨架期預報應用軟件較國外軟件預測準確度高。但是每種魚需要單獨建模，工作量大，尚需研究人員繼續開展相關工作。特別是溫和加工水產品的情況較為復雜，原材料和加工過程的多樣性，其SSO種類的研究不清楚，研究溫和加工品中SSO的種類及預測貨架期模型是未來的主要工作。

對SSO研究的最重要目的是延長水產品貨架期，相關工作已經起步，但不成熟。根據SSO的生物學特性，靶向抑制或降低SSO生長，研制綠色環保的新型保鮮劑與相應的貯藏方法，結合對不同種水產品營養與風味的保護，根據柵欄技術研發適宜的水產品加工保藏技術，延長產品貨架期，提高產品價值，仍然是未來重要的研究主題。

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Research Advances on Specific Spoilage Organisms of Aquatic Products

LUO Qing-hua
(Institute of Chinese Giant Salamander, Jishou University, Zhangjiajie 427000, China)

The most familiar specific spoilage organisms (SSOs) of fresh-water aquatic products are Pseudomonas spp. and Shewanella putrefaciens during oxygenic cold storage. It has been reported both at home and abroad that Photobacterium phosphoreum, Lactobacillus and Enterobacteriaceae are the SSOs of aquatic products stored in a vacuum environment or in an atmosphere modified package. The SSO composition of aquatic products processed under mild conditions was complicated and generally consisted of Lactobacillus, Photobacterium phosphoreum, Enterobacteriaceae and so on. Modeling for predicting the spoilage course and residual shelf-life of an aquatic product is one of the applications of the SSO concept, and another is the targeting inhibition for the prolongation of shelf-life.

aquatic product；specific spoilage organism (SSO) ；storage；shelf-life

S379.7

A

1002-6630(2010)23-0468-04

2010-09-24

湖南省自然科學基金項目(10JJ6036)；湖南省科技計劃項目(2010SK3031)

羅慶華(1970—)，女，教授，碩士，研究方向為野生水生動物保護與利用。E-mail：lqh700930@126.com