魚類貯藏保鮮技術(shù)研究進展

秦娜等

摘 要：魚類肉味鮮美，營養(yǎng)豐富，是人類的重要食品。然而魚類死后極易發(fā)生腐敗變質(zhì)，其食用價值會大大降低并造成重大的經(jīng)濟損失。該文簡述了魚類死后的肌體、化學、感官和微生物變化并重點從低溫保鮮、化學保鮮、酶法保鮮、氣調(diào)保鮮及其他保鮮技術(shù)等方面介紹了國內(nèi)外魚類保鮮技術(shù)的研究進展及發(fā)展趨勢，以期為從事魚類保鮮技術(shù)的研究和應(yīng)用提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：魚類；宰后變化；保鮮技術(shù)；研究進展

Abstract： Fish is an important food source for humans owing to the delicious taste and abundant nutrients of fish meat. Spoilage and deterioration of fish meat is highly apt to occur after the death of fish， causing a considerable reduction in its edible value and great economic losses. This article provides a brief review of chemical， sensory and microbiological changes after the death of fish. The emphasis is put on recent advances and future trends in fish preservation technologies such as low-temperature， chemical treatment， enzymatic treatment and modified atmosphere packaging， aiming to provide useful information for the development and application of fish preservation technologies.

Key words： fish； postmortem changes； preservation technology； recent advances

中圖分類號：TS254.4 文獻標志碼：A 文章編號：1001-8123（2014）12-0028-05

魚類等水產(chǎn)品肉質(zhì)鮮美營養(yǎng)豐富，已經(jīng)成為人類飲食的重要組成部分。與陸地的畜、禽相比，魚類因其棲息環(huán)境、漁獲方式以及自身特點等更易腐敗變質(zhì)。首先，魚類生活的環(huán)境（海洋、江河湖泊、池塘等）容易受到污染使其污染微生物；其次，捕獲時容易造成魚類死傷，致使微生物有更多的機會侵入，且漁獲后一般不立即清洗，多數(shù)情況下帶著容易腐敗的內(nèi)臟和鰓運輸；另外，魚類的肌肉組織較松軟、水分含量高、組織蛋白酶的活性強，死后僵硬期短，自溶作用迅速發(fā)生，很容易造成腐敗變質(zhì)。更重要的是，魚類的腐敗也會造成極大的資源浪費及巨大的經(jīng)濟損失[1-2]。因此，對漁獲后的魚類應(yīng)當及時采取相應(yīng)的保鮮措施，并根據(jù)魚的種類采取不同的貯藏保鮮方法，以滿足魚類加工企業(yè)和消費者的需要。

本文主要介紹了魚類死后變化過程以及低溫保鮮、化學保鮮、酶法保鮮、氣調(diào)保鮮、超高壓保鮮和輻照保鮮等保鮮技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢，旨在為魚類保鮮技術(shù)的研究和推廣提供理論依據(jù)。

1 魚類死后品質(zhì)變化

1.1 肌體變化

活魚死后，肌體會在酶和微生物的作用下發(fā)生一系列的變化，分為僵直、解僵與自溶和微生物腐敗等階段。魚的種類、捕撈方式、貯藏條件等都會影響到各階段的速度。

1.2 化學變化

魚類宰后，由于三磷酸腺苷（adenosine triphosphate，ATP）耗盡，由糖原酵解和磷酸肌酸提供能量，同時生成乳酸，造成魚體pH值的降低，pH值下降至一定程度時，酵解酶活性被抑制，pH值不再繼續(xù)下降。能量物質(zhì)ATP在ATP酶的催化下分解成二磷酸腺苷（adenosine diphosphate，ADP），ADP在肌酸激酶的催化下分解成磷酸腺苷（adenosine monophosphate，AMP），AMP在腺苷酸脫氨酶的催化下形成鮮味物質(zhì)肌苷酸鈉（disodium inosinate，IMP）。一部分IMP又可在5-核苷酸酶和磷酸酶的催化下形成肌苷，并進一步在核苷水解酶的催化下分解成次黃嘌呤和核糖。魚類隨貯藏時間的延長，魚肉的持水力下降，蛋白和脂肪都會發(fā)生氧化。另外還有糖類轉(zhuǎn)化、維生素的損失等一些變化。

1.3 感官變化

魚類解僵后蛋白質(zhì)會在細菌分泌酶類和內(nèi)源酶的共同作用下，分解產(chǎn)生有機酸、氨、胺類（尸胺、腐胺、組胺等）、硫化氫及吲哚類化合物，出現(xiàn)令人厭惡的味道。鮮紅或暗紅色的魚肉會在貯藏過程中逐漸變?yōu)楹稚?，肉的彈性也會降低?/p>

1.4 微生物變化

僵直期過后，蛋白質(zhì)逐漸在酶的作用下分解成微生物可以更好利用的小分子物質(zhì)，進而導致魚肉腐敗。主要腐敗微生物是腐敗希瓦氏菌、假單胞菌屬等[3]。

2 魚類主要保鮮技術(shù)

魚類保鮮技術(shù)是指運用物理、化學、生物等手段對魚體進行處理，從而保持或盡可能保持其原有的新鮮程度。魚類保鮮方法有很多，按保鮮機理來分類，有低溫保鮮、化學保鮮、輻照保鮮等。近年來較新的技術(shù)有氣調(diào)保鮮、高壓保鮮等。從食品安全與衛(wèi)生和加工便利的角度出發(fā)，最常用為低溫保鮮，近幾年發(fā)展迅速。另一方面，生物涂膜保鮮技術(shù)也因其安全和易操作的特性廣泛應(yīng)用。

2.1 低溫保鮮

引起魚類品質(zhì)改變和腐敗主要為微生物和酶發(fā)生作用，以及各種生物化學和物理變化。溫度對酶催化的化學反應(yīng)有很大的影響，雖然低溫無法使酶失活，但能有效地降低其活性。溫度每下降10 ℃，大多數(shù)酶活性就會削減到原來的1/2～1/3[4]。低溫也影響著微生物繁殖速度。同時，降低溫度還可抑制其他非酶反應(yīng)。因此，低溫仍是魚類保鮮中最有效、應(yīng)用最廣泛的方法[5]。魚類常見的低溫保鮮方法有冰藏保鮮、冷藏保鮮、微凍保鮮、凍藏保鮮等。

2.1.1 冰藏保鮮

冰藏保鮮是在魚體表面鋪上一層冰，將鮮魚溫度降低至接近冰點但不凍結(jié)進行貯藏。這種魚的質(zhì)量最接近活魚的生物特性，其所需設(shè)備簡單，溫度比較容易控制，是常用的一種魚類保藏方法。

Fernandez等[6]通過比較生物保鮮劑、冰藏和氣調(diào)結(jié)合對大西洋鮭（Salmo salar）魚片保鮮的影響，發(fā)現(xiàn)前者并未提高鮭魚的保鮮期和感官品質(zhì)。但―1.5 ℃冰藏和氣調(diào)結(jié)合使用可使鮭魚的貨架期從11 d延長到22 d。Li等[7]比較了鯽魚（Carassius auratus）在冰藏和4 ℃冷藏條件下的生物胺變化規(guī)律，發(fā)現(xiàn)冰藏可有效地抑制生物胺增加。周忠云等[8]比較了0 ℃條件下冰藏和冷藏對松浦鏡鯉（Cyprinus carpio）品質(zhì)的影響，結(jié)果表明，0 ℃冰藏的貯藏效果優(yōu)于0 ℃冷藏，冰藏的貨架期較冷藏延長了6 d。國外冰藏保鮮技術(shù)已經(jīng)廣泛用于蝦、蟹、魚等水產(chǎn)品的貯運，隨著冰藏保鮮技術(shù)研究的不斷深入，其將在魚類保鮮上有更廣泛的發(fā)展空間。

2.1.2 微凍保鮮

微凍保鮮能抑制微生物生長繁殖、抑制酶活力、減緩脂肪氧化。魚體的部分水分發(fā)生凍結(jié)，水分活度降低，微生物的細胞汁液因部分結(jié)冰而濃縮，其細胞的生理生化過程發(fā)生改變。一些細菌開始死亡，大部分嗜冷菌也受到了抑制，幾乎不能繁殖。這使魚類能在較長時間內(nèi)保持鮮度而不發(fā)生腐敗變質(zhì)。微凍與冰藏相比較，貨架期能延長1.5～2.0倍[9]。

胡素梅[10]、洪惠[11]等分別研究在冷藏和微凍條件下鯉魚和鳙魚品質(zhì)變化的規(guī)律，發(fā)現(xiàn)2 種魚在―3 ℃的微凍貨架期比4 ℃貯藏分別延長了22 d和14 d。雖然微凍處理可有效地抑制細菌總數(shù)增長，延長魚類的貨架期。但也有學者指出微凍條件下魚肉凍結(jié)率較低，微小的溫度波動都會使冰晶發(fā)生改變，從而影響魚的鮮度品質(zhì)[12]。

2.1.3 凍藏保鮮

凍藏保鮮是將魚體中心溫度降低至―18 ℃以下，其組織中水分大部分被凍結(jié)，然后保持在―18 ℃貯藏的一種保鮮方法[13]。鄭平安[14]分析了鮐魚貯藏在常溫及4、

―20 ℃時品質(zhì)的變化，結(jié)果表明，低溫凍藏可以有效減少魚肉在貯藏過程中鮮度降低的程度，還能有效減緩蛋白質(zhì)的降解作用，延長魚肉的品質(zhì)保藏期。另外，不同凍藏方式也會影響魚肉的品質(zhì)。Hong等[15]研究了不同冷凍方式對鳙魚頭生物胺和相關(guān)品質(zhì)變化的影響，結(jié)果顯示，先―40 ℃凍結(jié)12 h再―18 ℃凍藏3個月，隨后的冰藏過程中鳙魚頭的硫代巴比妥酸值、揮發(fā)性鹽基氮值、細菌總數(shù)低于直接―18 ℃凍藏再冰藏的樣品。雖然凍藏保鮮可有效的延長魚類的保藏期，但是凍藏期間由于溫度波動、氧氣作用等一系列理化變化仍會隨著凍藏時間的延長緩慢發(fā)生，如干耗、蛋白質(zhì)變性、脂類的氧化等，從而使魚類的品質(zhì)劣化。

2.1.4 其他低溫保鮮技術(shù)

玻璃化保鮮技術(shù)通過降溫使魚類中高分子物質(zhì)由液態(tài)轉(zhuǎn)變成不規(guī)則的非晶體即玻璃化狀態(tài)，此時魚類內(nèi)部不再進行各種化學反應(yīng)以達到保鮮的效果。由于魚類的成分復雜，包括蛋白質(zhì)和糖類等多種高分子和低分子化合物。而玻璃化轉(zhuǎn)變溫度與這些化合物的相對分子質(zhì)量有關(guān)。對于組分復雜的魚類，由于組分之間的相互作用，使得玻璃化情況變得很復雜。而且魚類的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度很低，Shafiur等[16]報道稱金槍魚的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為―54.2 ℃，這非常不利于商業(yè)化保藏。國內(nèi)外對魚類玻璃化保藏技術(shù)的研究主要集中于對不同魚類玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的測定和加入某些添加劑降低其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度上。其他低溫保鮮技術(shù)還有真空冷凍干燥、凍藏-冰藏分階段保藏等。

2.2 化學保鮮

化學保鮮是利用某些化學藥物的殺菌、抑菌和抑制酶活性等特性來延長保質(zhì)期從而達到保鮮的目的。在化學保鮮中使用的保鮮劑種類繁多，有的直接參與食品的組成，有的通過改變食品的環(huán)境來保鮮。按照其保藏機理的不同，可以分為防腐劑、抗氧化劑和保鮮劑。上世紀50年代，國內(nèi)外普遍曾采用各種廣譜抗生素，如四環(huán)素、阿莫西林、金霉素等用于魚類的保鮮。由于各國在藥物殘留方面進行了嚴格控制并且人們新的消費觀念開始排斥防腐劑和抗生素等物質(zhì)，化學保鮮方法受到了一定的影響。但自90年代以來，化學保鮮便開始朝著天然無毒的生物活性物質(zhì)方向發(fā)展，一些從生物體自身提取出來的天然保鮮劑受到大家的青睞。

2.2.1 乳鏈球菌素（Nisin）保鮮

Nisin是由乳酸鏈球菌產(chǎn)生的一種高效、無毒、安全、營養(yǎng)的生物保鮮劑，可抑制引起食品腐敗的革蘭氏陽性菌的生長繁殖[17]。有研究表明在-18 ℃凍藏條件下，0.4 g/L

的Nisin保鮮液能能適當延長金槍魚的保鮮期[18]。Nisin能夠顯著降低冷藏帶魚中的菌落總數(shù)[19]，也有研究表明其可以使得鱈魚片、鯡魚片及煙熏鯖魚等魚類中肉毒梭狀芽孢桿菌的產(chǎn)毒推遲，并抑制波特淋菌中毒[20]。

2.2.2 殼聚糖保鮮

殼聚糖是一類純天然的由碳水化合物凝聚而成的高分子聚合物，屬于天然功能型低聚糖防腐劑的一種[21]。殼聚糖的抗微生物[22]、低毒性[23]、易成膜等優(yōu)良特性使其作為一種天然的食品添加劑用于容易腐敗食品的較長期貯藏成為可能。

殼聚糖用于魚類保鮮可以在其表面形成一層氧氣屏障，如果保鮮液濃度太低則不能形成連續(xù)的膜，阻氣效果差；當涂膜劑濃度過高時，不僅難涂抹均勻并且會因其黏度大涂在魚體表面后不易干燥，微生物容易滋生而造成魚體的腐敗。因此，殼聚糖的保鮮效果受到其濃度的影響。Mohan等[24]用83%脫乙酰度的殼聚糖對沙丁魚進行涂膜保鮮，研究表明，經(jīng)過涂膜的沙丁魚相比對照組具有更好的持水力和質(zhì)構(gòu)特征，并且用1.0%醋酸溶液和2%殼聚糖涂膜的沙丁魚其保質(zhì)期分別延長了3 d和5 d。李婷婷等[25]采用了0、1.0、1.5、2.0、3.0 g/100 mL殼聚糖保鮮液涂于美國紅魚表面，并研究其對美國紅魚品質(zhì)的影響，結(jié)果顯示，殼聚糖能涂膜的處理的保鮮效果明顯好于未處理組，其中質(zhì)量濃度為2.0 g/100 mL殼聚糖涂膜保鮮效果最佳，不僅能夠明顯延長美國紅魚片的貨架期，還能夠抑制其冷藏過程中的細菌生長，減緩蛋白質(zhì)、脂肪等氧化變質(zhì)等。另外，也有一些學者研究表明，殼聚糖的分子質(zhì)量也會影響到其保鮮效果[26]。除此之外，葡萄籽提取物和丁香提取物[27]以及茶多酚[28]等在魚類保鮮中也有廣泛的使用。

2.3 酶法保鮮

酶法保鮮是通過利用酶的催化作用，預防或消除外界因素對食品的不利影響，從而保持食品原有品質(zhì)的方法。目前應(yīng)用于魚類的主要是溶菌酶、葡萄糖氧化酶、谷氨酰胺轉(zhuǎn)胺酶、脂肪酶甘油三酯水解酶等[29]，其中，溶菌酶法保鮮技術(shù)應(yīng)用最為廣泛。

溶菌酶又稱胞壁質(zhì)酶，可以水解細菌細胞壁中的肽聚糖，導致細菌自溶死亡，因此被廣泛用于有細胞壁結(jié)構(gòu)的細菌，其對人體細胞無害。早在1989年，Grinde[30]就將從虹鱒魚中提取純化的溶菌酶用在挪威農(nóng)場養(yǎng)殖的鮭魚體上，結(jié)果表明，其能抑制5 種G―菌的繁殖，其中4 種是致病菌。但溶菌酶的抗菌譜較窄，對酵母菌、霉菌等無效。因此，溶菌酶主要用來與其他保鮮劑復合使用對魚類起到保鮮作用。呂衛(wèi)金[31]研究了溶菌酶結(jié)合Nisin處理對冷藏大黃魚保鮮效果，結(jié)果表明，溶菌酶結(jié)合Nisin處理能在一定程度上抑制蛋白質(zhì)的降解并減緩魚肉品質(zhì)的下降。陳舜勝等[32]在研究溶菌酶復合保鮮劑對帶魚段的保鮮作時發(fā)現(xiàn)采用復配的方式既擴大了溶菌酶的抗菌譜范圍又增強了抗菌作用強度，在相同條件下可延長保鮮期約1 倍時間。Wang等[33]將新鮮鱈魚片用溶菌酶-乙二胺四乙酸混合溶液進行浸漬涂層，有效降低了單增李斯特菌的菌落數(shù)量，且由于乙二胺四乙酸的加入，不僅抑制了其他腐敗菌生長，也抑制了鱈魚表面黏液的形成，延長了鱈魚的保鮮期。

2.4 氣調(diào)保鮮

氣調(diào)保鮮，是以不同于大氣組成或濃度的混合氣體替換包裝食品周圍的空氣，并在低溫下貯藏，來抑制或減緩微生物生長和營養(yǎng)成分氧化變質(zhì)，從而延長食品貨架期的一種保鮮技術(shù)。降低O2的比例、提高N2和CO2的比例可以抑制生物體的呼吸代謝及氧化等化學反應(yīng)。CO2對于大多數(shù)需氧細菌、霉菌。特別是嗜冷菌具有較強的抑制作用；N2是惰性氣體，用作混合氣體的充填氣體，可防止包裝變形或汁液滲出。

新鮮魚類是屬于易腐敗變質(zhì)的食品，在低溫下也只有5～10 d的貨架期，而氣調(diào)保鮮可明顯延長魚類的貨架期[34-35]。孫麗霞[36]研究了氣調(diào)包裝對冷藏大黃魚品質(zhì)的影響，相對于空氣和真空包裝，氣調(diào)包裝能有效改善冷藏過程中大黃魚的品質(zhì)。主要表現(xiàn)為有效抑制細菌的生長，保持魚肉良好的感官品質(zhì)，抑制產(chǎn)H2S菌、假單胞菌、腸桿菌等優(yōu)勢腐敗菌的生長，維持較低pH值，延緩留待巴比妥酸胺值上升，保持較好的硬度和彈性，但汁液流失較明顯。對于同一種魚，不同比例的氣體保鮮效果不一，唐亞麗等[37]就指出了對于生鮮小鯽魚，30% O2+10% N2+60% CO2的氣調(diào)包裝保鮮效果最好。不同的魚類所采用的氣體的比例也不盡相同，戴志遠等[38]報道養(yǎng)殖大黃魚在冷藏條件下氣調(diào)包裝的最適氣體配比為75% CO2+25% N2。

2.5 其他保鮮技術(shù)

2.5.1 超高壓保鮮

超高壓保鮮技術(shù)是一種超高壓殺菌技術(shù)，是指將食品物料經(jīng)軟包裝后放入液體介質(zhì)（如水等）中，使用100～1000 MPa壓力在常溫或低溫條件下作用一段時間，從而達到殺菌的目的[39]。超高壓可殺死食品中的大部分微生物和寄生蟲，并改變食品中酶的構(gòu)象，使酶失活。與加熱殺菌比較，超高壓殺菌可以較多的保留食品原有的營養(yǎng)成分、風味和性狀，但對水產(chǎn)品的外觀和質(zhì)地會略有改變[40]。上世紀超高壓技術(shù)主要應(yīng)用于果汁及果汁飲料的滅酶殺菌中，近年來，由于超高壓幾乎對所有細菌、霉菌和酵母菌都有殺滅作用，其在魚類的加工保鮮方面已經(jīng)成為國內(nèi)外的研究重點。

Erkan等[41]研究了超高壓殺菌處理對大西洋鯛品質(zhì)和貨架期的影響，在3 ℃條件下，經(jīng)250 MPa壓力處理5 min的大西洋鯛在4 ℃條件下貯藏，其貨架期與對照組相比從15 d延長至18 d，且保持了良好的風味和質(zhì)構(gòu)。尚校蘭

等[42]對經(jīng)超高壓處理的鱸魚的持水性進行了研究，發(fā)現(xiàn)高壓處理能增加海鱸魚的肌節(jié)長度，引起肌絲之間網(wǎng)絡(luò)空間加大，有利于水分滯留。此外，Shang等[43]研究發(fā)現(xiàn)超高壓處理也可增加鱸魚骨骼肌肉的亮度。雒莎莎等[44]研究不同超高壓條件（150、300、450 MPa，保壓15 min）對鳙魚質(zhì)構(gòu)特性的影響。結(jié)果表明，300 MPa和450 MPa處理可顯著提高魚肉的黏著性和咀嚼性

（P<0.05），優(yōu)化感官品質(zhì)。

2.5.2 輻照保鮮

輻照是一種好的抑制病原菌活性的方法，能夠有效地減少食物原料的微生物和病毒[45-48]，常用來抑制發(fā)芽、破壞蟲卵、延遲生理成熟、延長貨架期或者是提高食物質(zhì)量。食品輻照處理中常用的射線有χ射線、γ射線和電子射線，魚類的加工中通常采用γ射線。對魚類進行輻照處理劑量要在安全劑量范圍內(nèi)，否則會對消費者的身體健康造成威脅。NY-T1256—2006《冷凍水產(chǎn)品輻照殺菌工藝》規(guī)定了冷凍水產(chǎn)品的輻照工藝劑量為4～7 kGy[49]，但其他輻照水產(chǎn)品尚無國家衛(wèi)生標準。因此，國內(nèi)外輻照處理魚類以延長其保質(zhì)期的研究緩慢。?zden[50]用2.5 kGy和5 kGy的劑量輻照冷藏黑鱸，結(jié)果顯示，沒有輻照的黑鱸貨架期為13 d，2.5 kGy 輻照后為15 d，5 kGy輻照后為 17 d。崔生輝等[51]研究了不同劑量輻照處理對真空包裝鯽魚的保藏作用，結(jié)果表明，在4 ℃冷藏過程中，2.5 kGy輻照可明顯延長鯽魚的保存期，貯存期隨著輻照劑量的增加不斷延長；并經(jīng)微生物分析發(fā)現(xiàn)，輻照可明顯地降低鯽魚試樣中菌落總數(shù)和大腸菌群數(shù)。

3 結(jié) 語

除上述保鮮技術(shù)之外，還有一些技術(shù)也應(yīng)用于魚類的貯藏保鮮中，如臭氧保鮮、減壓保鮮、高壓靜電場保鮮等。近年來，冷鏈運輸在中國迅猛發(fā)展，這給魚類的低溫保鮮提供了重要的前提條件，低溫保鮮仍是魚類貯藏保鮮的最主要手段?；瘜W保鮮采用生物保鮮劑代替了傳統(tǒng)的化學抗生素和防腐劑，更為安全。生物保鮮劑的價格相對較高，影響著其在生產(chǎn)過程中的推廣。氣調(diào)保鮮技術(shù)在歐美國家已經(jīng)有了廣泛的應(yīng)用，隨著研究的深入以及活性包裝材料的開發(fā)，氣調(diào)保鮮在中國魚類的保鮮上將有十分廣闊的空間。與傳統(tǒng)的保鮮技術(shù)相比，超高壓保鮮技術(shù)在保持和改善魚類品質(zhì)方面具有明顯優(yōu)勢，但該技術(shù)成本高、對設(shè)備要求高。輻照保鮮由于消費者對其持恐懼態(tài)度以及輻照源與劑量的不規(guī)范，在中國的發(fā)展將會有很大的阻力。

隨著生活水平的提高，人們對魚類的質(zhì)量要求也越來越高，國內(nèi)外對魚類加工與保鮮技術(shù)的研究將得到更快的發(fā)展。未來魚類保鮮將以低溫保鮮為主，綜合各種防腐保鮮措施，發(fā)揮各自的優(yōu)勢，以期達到最佳的效果。

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