大黃魚保鮮技術的研究進展

張艷霞,謝成民,周 紛,張彩霞,王錫昌,*

(1.上海海洋大學食品學院,上海 201306; 2.復旦附中青浦分校,上海 201700)

大黃魚(Pseudosciaenacrocea)俗名黃花魚、黃金龍等,以體色金黃、嘴唇紅潤、寓有吉祥富貴之意深受廣大消費者的喜愛,在我國浙閩一帶至今仍有“無黃魚不成宴”的習俗。其為“四大海產”(帶魚、烏賊、大黃魚、小黃魚)之一,主要分布于我國東海、黃海、臺灣海峽等近海水域[1]。由于過度捕撈、環境污染與破壞造成天然野生大黃魚資源瀕臨,這也促進了大黃魚養殖產業的發展,福建是大黃魚主要養殖地,廣州和浙江等省出現小范圍的養殖[2]。大黃魚作為一種重要的經濟養殖魚類,自1985年大黃魚養殖技術成功突破后,其產量每年逐年上升,2016年大黃魚養殖產量1.654×105噸,比2015年增加了11.36%,在我國海水經濟養殖魚類中占主要地位。在營養方面,大黃魚氨基酸組成高于FAO/WHO理想模式評價標準,種類齊全,比例均衡,呈味氨基酸含量豐富,是一種優質的蛋白源,單不飽和脂肪酸含量高于多不飽和脂肪酸,EPA+DHA含量為16.8%,含有豐富的礦物質有滋補身體功效,被稱為“長命魚”[3]。

隨著人們生活水平提高和消費觀念的轉變,市場對高品質大黃魚需求越來越大,目前大黃魚主要以冰鮮、凍品進行市場流通,國外市場主要有韓國、美國、加拿大等國家[4]。然而魚體死后在加工、運輸和銷售過程中易受微生物以及自身內源酶影響,對其商品價值產生影響。因此研究維持大黃魚品質的保鮮技術具有重要意義。本文在前人的研究基礎上綜述了大黃魚保鮮方法(包括低溫保鮮、氣調保鮮、涂膜保鮮、冷殺菌保鮮劑及生物保鮮劑保鮮)及其主要優缺點,對其未來保鮮發展方向給予展望,以期為大黃魚保鮮研究提供理論參考。

1 目前大黃魚的保鮮現狀

保鮮是指采用物理、化學、生物等方法以減緩食品在生產、加工、運輸和銷售中腐敗變質為目的,盡量保持食品新鮮品質及原有的風味,從而延長貨架期。研究發現,魚類腐敗機制主要是微生物作用、氧化作用及酶作用[5]。養殖大黃魚脂肪含量高,不飽和脂肪酸極易發生氧化,離開海水環境死亡后在內源酶和微生物的作用下發生一系列生化反應,出現僵直、解僵、自溶和腐敗4個階段,這些因素均對大黃魚在加工、運輸、貯藏期品質變化產生影響，導致魚肉感官上不易被消費者接受,帶有不良的氣味,最終完全喪失使用價值[6-7]。因此采用相應的保鮮方法減緩大黃魚品質下降,保持其新鮮度,延長貨架期。

1.1 低溫保鮮方法

低溫保鮮是水產品運用最早、研究最多最廣泛的一種保鮮方法,其原理是通過降低水產品表面溫度從而減緩水產品本身一系列生化反應進行,抑制微生物生長繁殖及酶的活性,延長貨架期[8]。大黃魚常用低溫保鮮方法:冰藏保鮮、冷藏保鮮、微凍保鮮、保鮮冰保鮮、凍藏保鮮。各種保鮮方法不一,保鮮效果也各有不同。

1.1.1 冰藏保鮮方法 冰藏保鮮又稱為冰冷卻法,用冰作為介質,使大黃魚的體溫接近冰點,經胡燁等[9]研究發現大黃魚冰點為-1.5 ℃,此保鮮方法一般在漁獲物捕撈后立即進行,操作簡單易行,是鮮水產品保藏運輸中使用最普遍的方法。姜興為[10]等通過微生物、化學和感官指標評價延遲加冰對冰藏養殖大黃魚品質變化的影響,發現立即加冰能顯著提高大黃魚貨架期。

1.1.2 冷藏保鮮方法 冷藏保鮮是通過一系列方法將大黃魚自身溫度保持在0～4 ℃(未達到凍結)的一種保鮮方法。王玉婷等[11]發現大黃魚在4 ℃冷藏的貨架期為4 d,腐敗希瓦氏菌是優勢腐敗菌,這與程三紅等[12]采用Illumina Miseq程序技術和PRCRUSt工具對大黃魚冷藏期間體表優勢腐敗菌的測定結果一致。倪渠峰等[13]對冷藏大黃魚肌肉蛋白質生化特性及降解規律進行研究發現，隨冷藏時間的變化肌肉蛋白發生顯著變化,其中有7個條帶的蛋白及肽類可作為大黃魚冷藏期間新鮮度指示蛋白。

1.1.3 微凍保鮮方法 微凍又稱為“過冷卻”或“部分凍結”溫度大多為-2～3 ℃[14]。20世紀60年代開始適用于漁船貯藏海產品的一種保鮮技術[15],該方法抑制酶的活性,解凍時魚體汁液流失少,表面色澤好,冰晶小對組織結構損傷小。相比于冷藏保鮮,效果提高1.4～5倍[16]。微凍保鮮包括冰鹽混合微凍、低溫鹽水微凍、吹風冷卻微凍。劉美華[17]發現微凍能更好地保持大黃魚的品質,貨架期長達30 d以上,其中低溫鹽水微凍能很好的抑制細菌的增長,保持較低的TVB-N值。郭儒岳等[18]研究了流化冰對大黃魚的預冷卻效果和貯藏效果,貨架期比對照組延長了6 d。

1.1.4 保鮮冰保鮮方法 保鮮冰主要是將傳統冰與保鮮劑、電解水、臭氧、電子束輻照等技術相結合的一種新型低溫保鮮方法[19]。林旭東等[20]研究了流化冰和流化冰結合靜壓式擠壓技術對養殖大黃魚保鮮效果及菌相變化的影響,發現希瓦氏菌是大黃魚的腐敗菌,流化冰具有一定抗菌性,與靜壓式擠壓技術結合后能夠增強對致腐菌群的滅菌作用。在不同保鮮冰保鮮方法中常用到的保鮮冰主要有:傳統冰、電解水冰、臭氧冰、流化冰和生物保鮮劑冰,表1總結了各種保鮮冰制備原理、優缺點及應用。

1.1.5 凍藏保鮮 凍藏保鮮使產品溫度將至于-18 ℃及以下,并在此溫度下貯藏的一種保鮮方式[29],該方法貨架期長,應用廣泛，缺點是成本高、凍藏(主要有脂肪氧化、色澤變化、干耗、冰晶形成造成汁液的流失)等,不僅造成經濟損失,還易引起凍品風味下降。相比于冷藏和冰藏,凍藏溫度更低,較好地抑制微生物活動、酶的活性及生化反應進行,但產品品質的變化沒有完全停止。凍魚品質主要取決于原料鮮度、凍結方式、凍結介質、凍結速度、凍結溫度、凍藏時間及解凍方法。酒精浸漬速凍(QF-UTE)和液氮浸漬速凍(QF-LN)凍結損失和解凍損失小,硬度、粘著性,咀嚼性、恢復性優于慢速凍結,但持水力差、具有較高汁液損失和蒸煮損失。慢速凍結大黃魚具有較大的凍結損失和解凍損失,但相比酒精浸漬速凍(QF-UTE)和液氮浸漬速凍(QF-LN)，黏附性、彈性、凝膠性能得到較好保持[30]。液氮組各項指標變化速率除菌落總數,均低于空白組(未經過液氮浸漬處理),說明液氮冷凍處理能夠延遲養殖大黃魚腐敗變質的進程,讓養殖大黃魚能夠保存更長的時間[31]。Liu Y G等[32]研究發現高壓轉換冷凍法生成的冰晶少而多,分布均勻,對肌纖維的破壞程度小,145 MPa、-14 ℃冷凍后的大黃魚肌肉的硬度、彈性及咀嚼性與新鮮樣品最為接近。常規空氣冷凍法相比生成的冰晶大而少,肌纖維嚴重收縮和變形,經常規空氣冷凍的樣品凍藏期鹽溶性蛋白含量顯著減少。屠冰心等[33]研究低溫速凍處理對養殖大黃魚凍藏品質的影響,結果發現低溫速凍凍結速率快,冰晶小且均勻,細胞形態基本保持完整,與-20 ℃空氣凍結相比,低溫速凍更有利于保持養殖大黃魚品質。

1.2 氣調包裝

氣調保鮮(MAP)是將多種混合氣體或單種氣體與產品共存于一定密閉環境中,減少氧氣的濃度,從而達到抑菌、抗氧化,減弱生化反應進行的一種保險手段。氣調包裝常與保鮮劑、低溫結合使用保鮮效果更好。孫麗霞[34]研究氣調包裝結合茶多酚、Nisin復合殼聚糖生物保鮮劑對大黃魚保鮮作用,發現這種復合保鮮技術能有效抑制腐敗菌生長繁殖,延長大黃魚保質期。戴志遠等[35]發現冷藏條件下,最佳氣調氣體配比:75% CO2/25% N2,其貨架期可達15 d，氣調包裝抑菌效果好,較好保持水產品色澤,但操作繁瑣,成本較高。關于大黃魚的氣調保鮮研究有待于進一步開展,復合保鮮技術越來越受研究者的關注。

1.3 涂膜保鮮

涂膜保鮮是指采用天然無毒材料涂膜(包裝)食品在表面形成一層薄膜,可以與食品一起共食,以達到延長食品保質期的一種新型保鮮劑，涂膜隔絕了食品與外界的接觸,防止氣體的交換(如氧氣、二氧化碳、乙烯)，營造一種密閉的環境,通過抑制微生物生長,減少脂質氧化和水分流失，達到保鮮效果[36]。根據涂膜劑的性質可分為可食性涂膜和抗菌性涂膜,可食性涂膜多以脂質、蛋白質、多糖為材料,如殼聚糖、海藻酸鈉、蜂蠟、明膠等;抗菌性涂膜常用的抗菌劑有三大類:無機抑菌劑、有機抑菌劑和天然抑菌劑[37]。不同的抑菌劑所形成的涂膜的抑菌效果不同,各具優缺點:無機抑菌劑無毒無害,使用范圍廣，但價格昂貴,抑菌周期長。有機抑菌劑能夠特異性、快速抑菌，但易產生耐藥性。天然抑菌劑安全、無污染，但不耐熱。用于大黃魚涂膜保鮮材料主要有殼聚糖、海藻酸鈉。鄭明鋒等[38]選用海藻酸鈉+NaCl、殼聚糖、魔芋膠3種材料涂膜大黃魚,發現涂膜能有效保持大黃魚外觀色澤品質,但涂膜組的K值比對照組大,原因可能是涂膜層中的Ca2+激活了三磷酸腺苷酶活性,從而促進了ATP的降解。

1.4 冷殺菌保鮮

冷殺菌技術[39]又稱為非加熱殺菌技術,能夠在不破壞食品組織結構,又能保持食品原有品質、營養、風味及滿足食品安全要求的情況下，控制微生物數量,達到殺菌的目的,是一種高效的新型殺菌技術。大黃魚保鮮技術的冷殺菌技術主要包括超高壓、輻照保鮮。

超高壓保鮮其殺菌原理是通過產品在100～1000 MPa條件下處理,破壞細胞膜,鈍化酶活性,阻礙微生物繁殖,保持食品原有營養與風味,延長貨架期,殺菌效率高、均勻低耗[40]。近幾年,超高壓廣泛應用到水產品保鮮中,但在大黃魚及其制品的保鮮應用還處于起步階段,關于超壓對大黃魚蛋白質特性及結構的影響更加深層次的研究及內在因果關系有待進一步研究。

輻照保鮮[39]是利用60Co和137Cs發出的Y射線照射食品原料,導致微生物細胞死,具有殺菌效果好,操作簡單可在包裝下進行,無毒無害,大批量處理節省時間,但由于射線有輻射的作用,對操作環境設備和操作人員提出嚴格要求。輻照大黃魚保鮮效果與輻照劑量有關。傅麗麗等[41]研究不同輻照劑(0、1、2、4 kGy)處理大黃魚,結果發現，隨輻照劑量增大,保鮮效果越明顯,且對揮發性風味和氨基酸無影響,其中輻照劑量為2 kGy對冷凍大黃魚保鮮效果更好。此外，臭氧水、電解水、高鹽溶液也被運用于大黃魚保鮮。王桂洋等[42]比較了臭氧水(2.3 mg/mL)、電解水(ORP 500 mV)、高鹽溶液(10% NaCl)大黃魚的保鮮作用,發現臭氧水和電解水均有抑菌保鮮作用,且臭氧水保鮮效果優于電解水保鮮,可延長大黃魚貨架期3～6 d,與對照組相比高鹽溶液保鮮無顯著作用,可見,臭氧水處理的冷藏大黃魚貨架期最長,是一種較好的減菌處理方式。

表2 不同生物保鮮劑的優缺點比較及應用Table 2 Advantages,disadvantages comparison and application of different biological fresh-keeping agents

1.5 生物保鮮

生物保鮮劑試劑是從植物、動物及微生物中提取或采用生物工程技術改造而獲得的生物體自身組成成分或代謝產物,且對人體安全無毒,天然且具有較好保鮮效果的一種新型保鮮技術[43]。近年來,生物保鮮劑廣泛用于果蔬、肉制品中,均具有較好的保鮮作用[44-45]。用于大黃魚生物保鮮劑主要有植物源生物保鮮劑、動物源生物保鮮劑和微生物生物保鮮劑。表3比較了不同生物保鮮劑種類、保鮮機制、優缺點、每類保鮮劑常用代表物及應用。

2 結語與展望

魚類貯藏保鮮研究仍是熱門,除了上述保鮮技術以外,用于魚類貯藏保鮮技術還有:減壓保鮮、納米保鮮、超聲保鮮等新型保鮮手段。大黃魚作為我國重要的經濟魚類之一,其銷售產量逐年增長,消費者對大黃魚品質提出了較高的要求。近年來,冷鏈物流的迅速發展給予水產品保鮮重要的前提條件,低溫保鮮仍是水產品保鮮的重要手段。冰藏及冷藏保鮮,貨架期較短;凍藏干耗、汁液流失造成的營養損失較大;氣調保鮮在國外已廣泛應用,隨活性包裝材料的深入研究與開發,氣調保鮮在我國大黃魚保鮮的應用前景廣闊,但氣調保鮮中所使用的氣體成分配比難以把握,某些氣體如CO對人體的安全性仍需研究;與傳統的保鮮方法相比,超高壓保鮮在改善和保持魚類品質方面更占優勢,但該技術對設備要求高,成本高;輻照保鮮批次效率高,但輻照保鮮存在一定安全隱患;生物保鮮劑代替了傳統的防腐劑和抗生素,安全指數更高,但生物保鮮成本高,天然成分提取難度大等。

隨著保鮮技術的發展,今后大黃魚保鮮研究趨勢將是以低溫保鮮為基礎多種保鮮方法的融合,可以彌補單一保鮮方法的缺陷,如不同物理保鮮、生物保鮮自身相結合,物理保鮮與生物保鮮相結合等不同保鮮方法融合，呈現1+1>2的保鮮效果,以期更全面、高效地保持產品的食用品質,實現大黃魚市場經濟效益最大化,并推動其產業發展。目前評價大黃魚鮮度品質指標主要有感官、理化、微生物指標,傳統檢測方法經典有效,但耗時耗力,近年來,新檢測技術生物仿生技術,光譜技術、視覺,嗅覺可視化技術逐漸應用于水產品新鮮度評價中,新技術操作簡單、快速、無損傷、結果客觀。將傳統有效指標與新檢測技術相結合,綜合建立高效的大黃魚品質評價體系,從而提高大黃魚品質檢測效率將成為今后研究熱點。