生物技術在水產品保鮮應用的研究進展

張杰+邢志賓

摘要：水產品因其蛋白質和水分含量較高、脂肪多呈液態，在運輸和貯藏過程中極易發生腐敗變質。生物技術作為新興技術已應用于眾多領域，但在水產品保鮮領域尚處于起步階段。本文概述了酶制劑、可食涂膜、抗菌涂膜對水產品保鮮的研究，期望對水產品生物保鮮技術的進一步研究提供理論依據。

關鍵詞：水產品；酶制劑；可食性涂膜；抗菌性涂膜；保鮮

水產品具有蛋白質含量高、脂肪含量低等特點，在加工、貯藏和銷售過程中很容易受到微生物的污染。所以，延長水產品的保鮮期限相對其他食品而言難度更大。目前，水產品保鮮技術主要為冷凍保鮮、化學保鮮及氣調保鮮等，但以上技術存在蛋白質變性、營養成分流失和化學品殘留等問題。

生物技術作為一項新興技術已在醫藥、化工領域取得長足的進展［1］，但在食品保鮮特別是水產品保鮮中的研究尚處于起步階段。本文概述了酶制劑、可食涂膜及抗菌涂膜在水產品保鮮方面的研究進展，并對其應用于水產品保鮮做了展望。

1酶制劑保鮮

酶制劑技術是指利用酶的催化作用來防止或消除外界因素對水產品的不良影響，從而保持水產品的鮮度［2-3］。酶法保鮮具有以下優點：一是酶對底物具有嚴格的專一性，添加到成分復雜的原料中不會引起不必要的化學變化；二是酶本身無毒、無味、無嗅，且不會損害食品本身的價值；三是由于酶作用所要求的溫度、pH值等作用條件都很溫和，不會損害產品的質量。采用酶法保鮮在必要時只需用簡單的加熱方法就能使酶失活，終止其反應。目前，應用于水產品保鮮的酶制劑主要有溶菌酶和葡萄糖氧化酶。

1.1溶菌酶保鮮

溶菌酶通過水解細菌細胞壁肽聚糖β-1.4糖苷鍵導致細菌自溶死亡，它廣泛作用于有細胞壁結構的各種細菌，具有抗菌、抗病毒、抗腫瘤的功效，是一種安全的天然防腐劑。在水產品保鮮中溶菌酶主要是與其他保鮮劑混合使用，制成復合保鮮劑或復合保鮮液、保鮮冰來貯藏食品。

溶菌酶復合保鮮劑可有效消除外界細菌對水產食品的污染，起到防腐保鮮的作用。邱春江等［4］通過試驗研究在冷藏條件下溶菌酶與Nisin制成的復合生物保鮮劑對縊蟶的保鮮效果，結果表明溶菌酶和Nisin單獨使用或混合添加與單純冷藏相比均具有明顯的保鮮效果，而將兩者混合添加的保鮮效果更佳。

1.2葡萄糖氧化酶保鮮

葡萄糖氧化酶是黑曲霉等經過發酵后制得的高純度酶制劑。其用于水產品保鮮原理一是通過氧化葡萄糖產生葡萄糖酸，降低食品表面的pH值、抑制微生物的生長；二是通過消耗氧氣催化葡萄糖氧化，從而延長食品的保質期。葡萄糖氧化酶對于已經發生的氧化變質可以阻止進一步發展；在未變質時，能防止發生［5］。

水產品在加工、貯藏過程中，氧氣的存在使其保鮮受到很大影響，利用葡萄糖氧化酶是一種理想的方法。馬清河［6］將用葡萄糖氧化酶浸漬處理的對蝦在冷藏和冷凍條件下研究保鮮效果，結果表明對蝦經過保鮮劑浸漬處理后冷藏(4 ℃)120 h能保持二級鮮度，冷凍儲存(-18 ℃)12個月仍能保持二級鮮度。

2涂膜保鮮

可食涂膜是指以可食性生物物質為主要基質，同時添加可食性增塑劑，通過一定的處理工藝形成一種具有一定力學性能和選擇透過性的涂膜［7］，主要通過防止氣體、水蒸汽和芳香成分等的遷移來避免食品在貯運過程中發生風味、質構等方面的變化。

可食涂膜的原料主要包括多糖、蛋白質及類脂。多糖類凃膜具有透明度高、彈性好兼具有一定的抑菌作用，可防止細菌和真菌污染；蛋白質膜具有很好的阻氧性，且機械性能和透明度比較理想，但受環境濕度的影響較大；脂質涂膜主要用于阻止水分的損失［8］，但由于涂膜不能與食品表面很好地結合易造成涂膜的不均勻而失去保鮮作用。組分單一的涂膜主要用于果蔬保鮮，比如使用熱融性石蠟、巴西棕擱蠟涂覆桔子、檸檬，以延緩它們的脫水失重，延長貨架壽命［9-10］

將多糖、蛋白質和脂質按不同的比例結合在一起，通過改變組分和含量來改善膜的機械強度、透光性、透氣性和持水性等，從而獲得質量優良、使用方便、保鮮效果良好的復合膜。復合膜具有明顯的阻隔性能及一定的選擇透過性，在水產食品保鮮方面具有廣闊的應用前景。B.Ouattara［11］發現SPI膜對蝦仁保持其品質和延長貨架期有一定的作用；印度學者采用魚肉肌原蛋白成膜液對野鰻魚塊在冰藏條件下進行涂膜保鮮，發現膜液能使魚塊保鮮期延長10 d左右；Yvonne［12］研究發現乙酰單甘酯與乳清分離蛋白做為大馬哈魚涂膜能使水分在三周內散失減慢42%～65%并能使脂類氧化延緩，從而提高了保藏品質。

3抗菌涂膜保鮮

抗菌涂膜是指在可食涂膜中添加抑菌劑，通過抑菌劑的緩釋作用來達到抑菌、保鮮效果的一種保鮮膜。國外抗菌涂膜的研究始于20世紀80年代，我國在90年代以后才開始相關的研究，目前已研制出PE/Ag納米防霉保鮮膜、PVC/TiO2納米保鮮膜等產品，這些涂膜抗菌性能優良，機械強度比可食涂膜有了不同程度的提高［13］。

抑菌劑是影響抗菌凃膜功效的主要因素，其中抑菌劑主要包括有機抑菌劑、無機抑菌劑和天然抑菌劑三大類［14］。有機抑菌劑對微生物的抑制作用具有一定的特異性但易產生耐藥性；無機抗菌劑無毒、廣譜但價格較高且抑菌性較遲緩；天然抑菌劑抑菌效率高且安全無毒，但是耐熱性較差，易受到加工條件的制約。實際應用中可以根據腐敗微生物的種類選擇添加抑菌劑，從而達到有效抑菌。

作為抑菌劑的載體，涂膜材料與抑菌劑的生物相容性及制膜工藝對抑菌劑的功效也有一定的影響。抑菌劑通過緩釋作用從涂膜中釋放作用于食品表面，從而持久地抑制或防止腐敗微生物的生長［15］。研究表明，抑菌劑在凃膜中的擴散越慢，保鮮膜的抗菌效果越好。

抗菌涂膜目前多用于肉制品保鮮，蘭鳳英［16］采用添加醋酸的殼聚糖對醬牛肉進行涂膜保鮮，不僅抑制了醬牛肉中腐敗微生物的繁殖而且維持了產品的香味和細嫩的口感。而抗菌涂膜在水產保鮮應用卻是一個新穎的研究領域，Sirugusa［17］等將有機酸添加到海藻酸鈉膜中對水產品進行涂膜保鮮，試驗結果表明這種抗菌膜能抑制病原菌和腐敗菌的生長；黃海所酶工程室研究人員［18］將含有溶菌酶的海藻酸鈉對羅非魚片進行處理，通過測定貯藏期菌落總數、TVB-N值等指標，綜合考慮鮮度指標，結果表明抗菌涂膜可以將保鮮期延長5.5 d。

4展望

隨著人們食品安全意識的提高以及傳統保鮮技術存在的問題，發展生物保鮮技術是一種必然趨勢。酶制劑、抗菌涂膜等技術用于水產品保鮮工藝簡單、性價比較高，且生成降解物對環境無污染。筆者期望有更多的專家對其開展深入研究，使其工業化批量生產并早日實現商品化。

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