复合生物保鲜剂在水产品保鲜中的应用

刘淑敏, 邵兴锋

宁波大学食品科学与工程系， 浙江 宁波 315211

随着人们生活水平的上升，低脂肪、高蛋白的水产品在消费者膳食结构中的比重日益提高。然而，鲜活水产品的收获期相对集中，捕获后由于自身酶解反应使得产品形态和色泽发生变化，在自溶后期，一些有害物质如组胺、硫化氢和三甲胺(TMA)等的生成使得水产品丧失了商品价值和食用性[1]。因此，水产品的保鲜问题一直受到国内外研究人员的广泛重视。

目前用于水产品保鲜的多种保鲜技术都具有一定的局限性，如利用低温控制酶活性和抑制微生物繁殖进行保鲜，会因冻结速度、温度变化和大冰晶的形成对水产品肌肉组织造成破坏；化学防腐剂保鲜可能会因为残留在环境和人体中而带来一定程度的潜在危害；气调贮藏保鲜因操作繁琐、投资大等原因在小型企业使用中受到限制。因此，发展以天然提取物或分泌物为原料的安全无毒的生物保鲜技术，日益引起人们的关注[2～5]。

1 生物保鲜剂

1.1 生物保鲜剂及其作用机制

生物保鲜剂是指从动植物、微生物中提取的天然的或利用生物工程技术改造而获得的对人体安全的保鲜剂。主要分为四大类，一是微生物代谢产物，包括乳酸链球菌素、ε-聚赖氨酸和枯草杆菌素等；二是生物酶，包括溶菌酶、葡萄糖氧化酶和谷氨酰胺转氨酶等；三是生物天然提取物，包括茶多酚、壳聚糖和鱼精蛋白等；四是以上述物质为主要成分的复合生物保鲜剂。

不同特性的生物保鲜剂对水产品的保鲜机理不尽相同。有些生物保鲜剂含有抗菌活性物质[5]，如茶多酚、壳聚糖、双歧杆菌、鱼精蛋白和海藻酸钠等，能够抑制或杀死水产品中的腐败菌，减缓TVB-N值的上升，保持水产品鲜度；有些生物保鲜剂具有抗氧化作用，防止水产品中不饱和脂肪酸等氧化造成品质劣变[5]，如葡萄糖氧化酶、乳酸链球菌素和竹叶抗氧化物[6]等；还有些生物保鲜剂如茶多酚和植酸等能够抑制酶的活性[5]，防止水产品的变色，保证良好的感官品质。此外，像壳聚糖、谷氨酸胺转氨酶和蜂胶等保鲜剂还可以在水产品表面形成一层保护膜，防止微生物侵染，并减少水分损失，保持水产品的品质[2]。

1.2 复合生物保鲜剂

复合生物保鲜剂是将具有不同功能的生物保鲜剂协同使用，形成一种高效的复合保鲜剂，以提高水产品的保鲜效果。如将乳酸链球菌素(Nisin)、二胺四乙酸(EDTA)和纳他霉素复合使用，可扩大抗菌谱，抑制革兰氏阴性菌[5]；将红曲霉与衣康酸复合使用，防腐效果显著增强[5]；也有研究表明可以利用壳聚糖具有成膜特性，将其与溶菌酶复合从而抑制乳酸菌和大肠杆菌的生长[7]。

2 常用生物保鲜剂及其复合处理

2.1 壳聚糖及其复合处理

壳聚糖(chitosan)是一种生物活性物质，因其具有成膜性、抗菌性和可生物降解等优良特性而被广泛用于水产品保鲜中。用不同浓度的壳聚糖溶液对无头虾进行保鲜，在低温下保藏可对几种病原微生物产生很强的抑制作用，延长保质期至20 d左右[8]。另有研究表明，用1%壳聚糖对带鱼进行涂膜处理，不仅能够显著抑制带鱼的重量损失和鱼体的细菌增长，还能有效延缓TVB-N(挥发性盐基氮)、TBA(硫代巴比妥酸)值及pH的升高[9]。此外，壳聚糖在保鲜虹鳟鱼和沙丁鱼时也有显著效果[10,11]。

壳聚糖涂膜保鲜在水产品中已有广泛应用，但壳聚糖水溶性差、难干燥和涂膜效率低，近年来一些增塑剂、表面活性剂、抗菌剂、蛋白质和脂类物质的添加克服了这些缺点，增强了壳聚糖对水产品及其制品的保鲜效果。将明胶添加到壳聚糖膜中对鳕鱼块进行涂膜处理，不仅较好的保持了鱼块的一些物理生化指标，而且使得保鲜剂洗脱后不会影响到鱼块烹饪后的口感[12]。谢主兰等[13]在涂膜腌制鱿鱼时将壳聚糖、明胶和海藻酸钠复合使用，在室温条件下较好地保持了鱿鱼的硬度和弹性等感官品质。王庆丽等[14]将植酸加入到壳聚糖中，不仅抑制了鱼丸的氧化和褐变反应，而且解除了壳聚糖不易溶于水，造成鱼丸口感较涩的缺点，提高了植酸鱼丸的品质。在4±1℃贮藏条件下保鲜南美白对虾时，谢晶等[15]将壳聚糖复合ε-聚赖氨酸使用，在减缓虾体菌落总数和TMA含量方面产生较好的效果。Gómez-Estaca等[16]研究发现，壳聚糖和丁香精油复合保鲜液涂覆在鳕鱼表面，可形成一层保护膜，不仅具有透亮鲜艳的外观，还能抵抗微生物对鱼体的侵染。葡萄籽提取物和茶多酚都具有抑菌活性，Li等[17]研究了壳聚糖分别与葡萄籽提取物及茶多酚复合使用对红鼓(美国红鱼)鱼片冷藏效果的影响，在4±1℃储藏20 d，鱼体无腐败变质现象，微生物和理化指标明显优于对照组，且可延长保质期6～8 d。薄荷提取液不仅具有抑菌作用，还有很强的抗氧化能力，刘影等[18]利用壳聚糖薄荷提取液复合保鲜剂对冰鲜海鱼进行保鲜处理，明显延长了保鲜期，并且随着薄荷提取液浓度的增加，保鲜效果略有增强。

2.2 溶菌酶及其复合处理

溶菌酶(lysozyme)是一种无毒无害的蛋白质，能够选择性的溶解微生物细胞壁，使食品的营养成分得到很好的保存，并具有一定的保健作用。在4±1℃条件下，带鱼段经溶菌酶保鲜液浸渍后，其感官品质、微生物指标和理化指标均优于未经处理的对照组[19]。Enrique等[20]也发现溶菌酶保鲜液对南美白对虾有明显的抗菌作用，能够有效延长南美白对虾的货架期。

然而单独使用溶菌酶保鲜液对水产品进行防腐保鲜时，对酵母菌、霉菌和革兰氏阴性菌无效，且只能分解芽胞细菌的活细胞而不能分解芽胞。现已发现植酸、聚合磷酸盐、甘氨酸与溶菌酶的配合使用后，其溶菌力显著加强，增强了水产品的防腐效果。陈舜胜等[21]采用浸保鲜液或加入鲜冰等保鲜方式对对虾、带鱼段、扇贝柱和柔鱼条等进行处理，结果显示，0.05%溶菌酶和氯化钠、甘氨酸、山梨酸钾、抗坏血酸或植酸复配不仅能扩大溶菌酶的原抗菌谱范围，而且增强了抗菌作用强度，大大延长了保鲜期。EDTA作为一种良好的配合剂，与溶菌酶复合用于新鲜鳕鱼块的涂层保鲜，强烈抑制了李斯特菌的菌落数量和体表粘液的形成[22]。另有研究表明，乳酸链球菌素(Nisin)和溶菌酶进行复配，可以增强尤其是对G+菌的抑菌效果[23]。张群利等[24]发现在冷藏温度4±2℃下，经壳聚糖、溶菌酶和茶多酚复合保鲜剂处理过的池沼公鱼的感官评分值下降较缓慢，pH和TVB-N值均低于空白对照组，贮藏的货架期从原来空气包装的6 d延长至13 ～15 d。

2.3 茶多酚及其复合处理

茶多酚(tea polyphenols, TP)是一种多酚类物质，具有抑菌谱广、水溶性好、良好的抗氧化和抗肿瘤等功能，在人体内还可降解为食物得正常成分，被广泛用于水产品保鲜中，成为近几年食品保鲜研究的热点。在鲢鱼冷藏过程中，范文教等[25]研究了茶多酚对其品质变化的影响，发现鲢鱼的感官评分、细菌总数和鲜度指标均优于对照组。茶多酚的强抗氧化性还可应用于大黄鱼片和鲫鱼的保鲜中[26，27]。

在开发利用茶多酚保鲜水产品的过程中发现，茶多酚的单一使用会使油脂性食品出现凝聚和沉淀，食品工厂在生产运输时过量添加茶多酚，也无法达到理想的保鲜效果。因此，探讨茶多酚与天然添加剂复合增强保鲜效果成为研究热点。有研究发现，一些维生素类或植酸等物质的加入会显著增强茶多酚的抗氧化效果[28]。臭氧水是一种具有极强氧化性的消毒杀菌剂，将黑鲷鱼用臭氧水(1 mg/mL)清洗过后，再用0.2%(W/V)茶多酚涂膜处理，在4℃储藏15 d后发现该复合保鲜方法抑制了核酸降解的速度，微生物数量和鲜度指标均有显著的控制效果[29]。李虹等[30]研究了茶多酚、Nisin、溶菌酶与防腐剂山梨酸钾复合对蟹糊的抑菌作用，并优化了最佳复配比例,结果表明，0.5%苶多酚、0.08%乳酸链球菌素、0.03%溶菌酶、0.01%山梨酸钾复合可以显著抑制菌落总数和大肠杆菌数。竹醋液可钝化细菌系统酶，对细菌、酵母菌和霉菌的生长均有抑制作用，而茶多酚作用于细菌的细胞膜，二者作用位点不同。孙涛等[31]将竹醋液与茶多酚复配用于南美白对虾的保鲜，保鲜效果显著增加。迷迭香植物的提取物具有抗氧化和抑菌效果，将壳聚糖的成膜性与0.2%的迷迭香提取物、茶多酚复合对大黄鱼进行涂膜保鲜，其货架期延长了8～10 d[27]。研究证实，茶多酚与壳聚糖复合使用具有更强的抑菌效果[32，33]。

2.4 Nisin及其复合处理

目前，Nisin作为一种高效、无毒、安全和营养的生物保鲜剂，已被许多国家和地区广泛应用于水产品保鲜中。研究发现，Nisin能很好的抑制鱼类中一些病菌的生长，当添加浓度为25 mg/L时，就会明显降低水产品中李斯特氏菌的水平，但并不会对水产品的组织造成任何损伤[2]。鳕鱼片、鲱鱼片及烟熏鲭鱼等海产品因含有肉毒梭状芽孢杆菌和波特淋菌而使人中毒，Nisin常被用作保鲜剂来推迟这些中毒症状[34]。罗水忠等[35]在虾肉糜保鲜试验中证实了Nisin的保鲜效果。

在水产品保鲜中，只用Nisin进行水产品保鲜存在很多不足，一是Nisin易扩散到水相，会降低保鲜效率；二是Nisin受pH、盐度等环境因素的影响较大；三是Nisin溶解度偏小；四是Nisin对蛋白酶特别敏感，在消化道中会很快被α-胰凝乳蛋白酶分解，稳定性差；五是Nisin能够有效抑制革兰氏阳性菌，但对革兰氏阴性菌的抑制效果并不好。如果将乳酸菌与EDTA、柠檬酸盐之类的螯合剂配合使用，则可以抑制大部分的革兰氏阴性和阳性菌[36]。当Nisin与酸味剂、盐等联合作用时，其抗菌活性可以得到大幅增强。王琴等等[37]报道，0.3 g/kg Nisin、0.15 g/kg TBHQ(特丁基对苯二酚)和0.08 g/kg亚硝酸钠复合，对鱼糜的防腐保鲜效果最佳。溶菌酶不能分解芽胞，而Nisin对细菌芽胞有明显的抑制活性；溶菌酶前期作用很强，Nisin作用缓慢，复合使用能结合两者优点。郭良辉等[38]研究发现，将0.02% Nisin和0.05%溶菌酶混合添加时保鲜效果最佳，可延长保鲜期约1倍或更长的时间，研究结果与其他学者基本一致[39,40]。顾仁勇等[41]也将Nisin与溶菌酶、 维生素C(抗坏血酸)复合，在斑点叉尾鮰鱼片的冷藏保鲜中具有明显效果。另外，Nisin、茶多酚和壳聚糖具有抑菌互补性，可以提升复合保鲜效果[42，43]。

3 展望

随着生活水平的提高，人们对水产品的质量和安全提出了更高的要求。目前，天然无毒无害的生物保鲜剂已被广泛开发，并运用于水产品及其制品的保鲜中，复合型保鲜剂因其更高效、节约的特征受到研究者和大小企业的青睐。随着市场上水产品的丰富，研究者们致力于开发更多的复合型保鲜剂，及其在水产品保鲜过程中的最适条件，以期达到更显著的保鲜效果。另外，在复合保鲜剂的基础上，还可以将传统的保鲜技术如低温保鲜和气调保鲜等，采用合适的方法与复合保鲜剂结合起来，在提高保鲜效果的前提下降低生产成本，是未来水产品保鲜的重要研究方向。

参 考 文 献

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