保鲜技术在鱼制品中的应用

蒋奕，俞龙浩，2，*

（1.黑龙江八一农垦大学食品学院，黑龙江大庆163319；2.中加合作食品研究发展中心，黑龙江大庆163319）

随着人们生活水平的提高，人们越来越追求高质量、高营养的产品。鱼制品蛋白质含量高，脂肪含量相对较低，且富含二十碳五烯酸、多种维生素、卵磷脂和矿物质[1]，成为合理膳食结构的重要组成部分。长期食用有助于保护心血管系统、降低胆固醇、预防高血压，因而越来越受到人们的欢迎[2]。然而，由于酶和微生物的作用，鱼在储存期间易腐烂，因此必须采用保鲜技术来保持其质量以供人食用[3]。另外鱼制品富含多不饱和脂肪酸，在加工和贮藏过程中脂肪极易氧化变质，成为鱼制品综合加工利用的主要限制因素。为此，应不断对鱼制品进行保鲜，从而提高鱼制品品质以及全面提高鱼制品的综合利用率和经济价值。由于国内外使用保鲜剂和冷杀菌技术处理鱼制品的研究较多，所以本文介绍了化学保鲜、生物保鲜、气调保鲜、臭氧保鲜、辐照保鲜以及超高压杀菌保鲜等6种保鲜技术对鱼制品品质的影响，旨在为后续研究保鲜技术在鱼制品中的应用提供理论参考。

1 化学保鲜技术在鱼制品保鲜中的应用

化学保鲜是将化学保鲜剂直接添加到食品中或喷淋在食品表面，从而抑制微生物的生长，以致能够延长保质期的保鲜方法[4]。在食品加工和食品长期储存的趋势中，化学保鲜剂已经在食品工业中发挥越来越重要的作用。化学保鲜从保鲜效果上看，作用非常明显，对于鱼肉而言，最常用的方法是直接使用抗氧化剂、防腐剂、杀菌剂等食品添加剂，由于其经济、高效等特点，化学保鲜是目前鱼制品保鲜中较常用的重要技术手段[5]。

许多抗氧化剂，如丁基羟基茴香醚（butyl hydroxy anisd，BHA），丁基羟基甲苯（butylated hydroxy toluene，BHT），特丁基对苯二酚（tertiary butyl hydro quinone，TBHQ）已被用于延缓食品氧化过程[6]。在抗微生物剂中，柠檬酸和山梨酸钾通常被认为是安全的，已经使用了几十年。所有国家都允许使用山梨酸和山梨酸盐作为有效的真菌抑制剂，以保鲜鱼类和渔业产品。根据Sónia等[7]的研究，柠檬酸与山梨酸钾的添加降低了脱盐鳕鱼的pH值，延长了其保质期。Julio等[8]研究为了延长鱼片货架期，用抗坏血酸结合真空包装处理银汉鱼鱼片，结果表明样品具有非常好的感官特性，其颜色和质地较好，并且没有检测出病原微生物。有结果显示，用5%山梨酸钾溶液浸泡处理鲐鱼，与对照组相比，其保质期延长了4 d。因此将山梨酸钾溶液和冷藏条件相结合，不仅能提高鲐鱼的食用品质，还能延长其鱼肉保质期[9]。也有研究发现，用山梨酸钾浸泡黑鲳鱼并真空包装，与未处理的样品相比，真空包装处理过的黑鲳鱼在16 d内仍处于良好和可接受的状态[10]。BHA可以在加工过程中与储存过程中的氧气吸收剂一起使用，以减少加工和储存过程中发酵鱼类的脂质氧化。在鱼制品储存过程中测得较低的硫代巴比妥酸（thio barbituric acid，TBA）值也表明TBHQ是有效的抗氧化剂[11]。

抗氧化剂的应用有助于减少鱼类在加工和储存过程中的脂质氧化。然而，由于抗氧化剂的降解，在鱼样品上形成红色物质对于其在整个鱼样品中的使用是不被期望的。由于合成抗氧化剂在促进致癌作用方面存在潜在的健康危害，以及消费者对合成食品添加剂有所排斥，所以合成抗氧化剂的使用受到严格的管制[12]。

2 生物保鲜技术在鱼制品保鲜中的应用

生物保鲜是指通过生物有机体的组分或其代谢产物来抑制食品中微生物的生长繁殖，从而达到防腐保鲜目的的保鲜方法[13]。生物保鲜剂按其来源可分为植物源保鲜剂、动物源保鲜剂、微生物保鲜剂及酶类保鲜剂等4类[14]。生物保鲜剂在鱼产品的应用方面，可通过少量保鲜剂来抑制鱼制品中微生物的生长，茶多酚、壳聚糖、乳酸链球菌素等生物保鲜剂在鱼制品中应用较为广泛，可以较好地保持鱼制品的风味及品质，以达到延长其货架期的目的。

2.1 茶多酚在鱼制品保鲜中的应用

茶多酚是天然化合物，由于其功能特性能够作为抗氧化剂和抗菌剂，食品工业对其特别感兴趣[15]。

茶多酚由于其氧化还原电位已经被证明具有潜在的抗氧化性能，在许多食品应用中能够发挥出不同的作用，例如茶多酚能够作为供氢剂和还原剂[16]。

有研究表明将茶多酚应用于鱼制品中，可以较好地抑制微生物生长，从而延长其保存时间。田光娟等[17]研究了茶多酚对冷藏鲫鱼鱼片品质的影响。结果显示，经过2.5%茶多酚处理的鲫鱼鱼片的TBA为2.14 mg/100 g，储藏期能达到18 d，明显优于其他处理组，由此可知茶多酚能够明显延长鲫鱼鱼片的贮藏期，提升了鱼片的贮藏品质，并达到了保鲜效果。也有研究发现用茶多酚处理过的梅童鱼鱼丸可以在0℃储存条件下能够以良好的状况延长6 d[18]。Dong等[19]研究用茶多酚溶液对干燥的鱿鱼进行处理，在25℃条件下进行贮藏，并评估其对理化特性的影响。研究发现，在整个储存期间发现三甲胺氧化物逐步转化以及生成硫代巴比妥酸和总挥发性盐基氮，此外，由于茶多酚的作用，鱿鱼中的水分损失减少，并抑制脂质氧化和抑制三甲胺氧化物分解。结果表明，加入茶多酚可以保持干鱿鱼的品质。茶多酚由于其抗菌和抗氧化作用，是具有前景的天然食品防腐剂，能够有效地对鱼制品进行保鲜。

2.2 壳聚糖在鱼制品保鲜中的应用

壳聚糖是由β-1，4-糖苷键连接的氨基葡萄糖和乙酰氨基葡萄糖单元组成的，是天然纤维素中第二丰富的天然聚合物[20]。壳聚糖由于其无毒性、良好的生物相容性以及抗菌性能，被广泛用于水果蔬菜，鱼类和肉类保鲜中[21]。根据Mohan等[22]的研究，壳聚糖涂层（1%和2%）抑制了细菌生长，减少了挥发性盐基氮和氧化产物的形成，并显著改善了冷冻沙丁鱼的持水能力，滴水损失和质构特性。此外，沙丁鱼的食用品质维持了8 d至10 d。也有研究表明，添加1%壳聚糖作为黄花鱼鱼糜的冷冻保护剂，在（-20±2）℃储存6个月的过程中，不会影响整体的可接受性[23]。根据徐晨[24]的结果显示，1%壳聚糖+0.8%鱼精蛋白保鲜效果最好，贮藏10天后各指标均在可接受范围内，与对照组相比，保鲜期至少延长4 d。这表明壳聚糖与鱼精蛋白复合能在储藏期间较好地保持草鱼的品质，从而延长其货架期。壳聚糖抗氧化的这种特性以积极的方式显著影响鱼制品的加工和储存质量。

将壳聚糖作为防腐剂已经在印度尼西亚对鱼制品进行了深入研究，但是其研究集中在池塘养殖群体上，如尼罗罗非鱼和鲶鱼。另一方面，在热带海洋鱼类中使用壳聚糖的研究很少，并且大部分应用于预处理的产品中。然而，纯壳聚糖薄膜有限的抗氧化和抗菌性不能满足消费者对富含蛋白质和不饱和脂肪酸食物的需求[25]。为了克服这些缺点，大量的抗菌剂或抗氧化剂已经直接加入到基于壳聚糖的包装材料中，从而增强了它们的功能并扩大了应用范围[26-27]。

2.3 乳酸链球菌素在鱼制品保鲜中的应用

乳酸链球菌素是一种羊毛硫细菌素，对广泛的革兰氏阳性菌（营养细胞和孢子）表现出抗菌活性，此外，当与其他防腐剂组合使用时，它可能对一些革兰阴性细菌有抑菌作用[28]。乳酸链球菌素在欧洲食品添加剂清单中被列为生物防腐剂成分。乳酸链球菌素的抗菌作用，也能够用于新鲜鱼和加工鱼中。蓝蔚青等[29]研究了乳酸链球菌素对冷藏带鱼保鲜效果的影响。结果表明，经乳酸链球菌素保鲜液处理过的带鱼，在相同的储藏期内，其挥发性盐基氮（total volatile base nitrogen，TVB-N）值及菌落总数明显低于对照组，而且感官评价值也显著高于对照组。由此可见，乳酸链球菌素可适当延长冷藏带鱼的货架期。根据Kakatkar等的研究，乳酸链球菌素和辐射组合使用可以延长冷藏过程中鱼排的保质期[30]。Anne等[31]将30 g/kg乳酸链球菌素注射到虹鳟鱼鱼片中，研究乳酸链球菌素对烟熏虹鳟鱼的微生物指标和感官品质的影响。结果表明，用乳酸链球菌素处理的烟熏鱼与对照组相比，储存29 d的烟熏鱼其菌落总数最少，所处理的样品在前15天内品质都保持不变。也有研究表明，在20℃贮存期间，鱼酱产品中添加12.5 μg/g的乳酸链球菌素抑制了枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌的生长，与添加山梨酸钾的鱼酱对比，添加乳酸链球菌素的鱼酱产品货架期更长。

近年来，乳酸链球菌素作为食品防腐剂在鱼制品中广泛应用。在鱼制品中，乳酸链球菌素的抗菌活性由于许多因素而降低，例如酶降解，与鱼组分的相互作用或在较高pH值下的不稳定性。当今尽管乳酸链球菌素的应用已经扩展到乳制品和肉制品中，但它对革兰氏阴性菌的无效性使得在新鲜鱼中的应用较复杂，除非与其他添加剂如螯合剂组合。

3 气调保鲜技术在鱼制品保鲜中的应用

气调包装是一种可以追溯到20世纪30年代的保鲜技术[32]。气调包装中的气体混合物通常由CO2、N2和O2组成。CO2是气调包装中最重要的气体，微生物特别是需氧细菌受到CO2的强烈影响，CO2通过有效地溶解到食物的液相中来抑制微生物活性，从而降低其pH值并导致渗透性和功能的改变。N2是一种惰性气体，它主要用于取代包装中的氧气，从而防止氧化，由于N2在水中的溶解度低，因此通过维持内部容积也有助于防止包装物破裂。对于大多数食品来说，包装应尽可能少含氧气，以阻止微生物的生长并降低氧化程度。消费者对于没有化学防腐剂的新鲜和方便食品的需求已经导致气调包装的使用增长，并且这种技术可以减少浪费并显著延长冷藏温度下鱼产品的货架期。

气调包装是日益流行的食品保鲜技术，并且一直是减少渔业产品变质造成浪费的一个重要研究领域。改良的气调包装和冷藏能够增加大西洋竹荚鱼的商业周期，在2℃大约储存7 d，在6℃大约储存5 d[33]。Torrieri等[34]的研究中，将气调包装与含有α-生育酚的抗氧化剂联合使用时，金枪鱼鱼片在3℃下能够储存18 d。刘永吉[35]研究了气调保鲜对鱼糜制品保鲜的影响。结果表明，50%CO2+50%N2的气调包装冷藏鱼丸的货架期长达42 d，是真空包装鱼丸货架期的2倍，气调包装比真空包装更有利于保持鱼丸的品质并延长鱼丸的货架期，而且冷藏期内气调包装鱼丸中未检测到大肠菌群和常见致病菌。根据岑剑伟[36]的研究发现，CO2浓度越高，鱼片的货架期越长，但高浓度的CO2会加速鱼肉表面液汁的渗出，用70%CO2+30%N2的气体比例施加于样品上，产品的货架期能达到21 d。由于消费者对新鲜和便利食品的需求，近年来，气调包装的鱼产品市场不断增大。

气调包装结合低温贮藏是延长鱼产品保质期的有效技术[37]。当然，气调包装方法也存在一些限制，大气中CO2浓度过高可能会对产品的滴水损失，颜色、质地和风味产生负面影响，而且CO2溶解在肌肉组织中导致pH值下降，从而蛋白质的持水能力下降。用于零售的气调包装仍然是一种昂贵的技术，它不能取代良好的冷藏或良好的卫生生产条件。

4 臭氧保鲜技术在鱼制品保鲜中的应用

臭氧已于2001年获得食品药品监督管理局（Food and Drug Administration，FDA）批准用作食品加工和保存的抗菌剂，是一种含有3个氧原子的高度不稳定的分子，第三个原子是松散结合的，可以很容易地从分子中分离出来。游离的单个氧原子容易与其他分子反应，并且该过程产生高度活性的氧化剂体系，其影响反应物的结构完整性并可能导致微生物的氧化损伤和裂解。臭氧的抗菌作用已在各种生物体中广泛应用，包括能够杀死革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、孢子以及营养细胞[38]。

臭氧在食品工业中作为强效消毒剂与其强大的氧化能力相关[39]。由于细菌总数的减少，使用臭氧对鱼类的保存有显著成效[40]。Andressa等研究表明，用臭氧处理的尼罗罗非鱼片与对照组相比，臭氧处理不影响鱼片的pH值和颜色，但通过TBA值观察到脂质发生了较小程度的氧化，这些结果证明，臭氧处理能够有效地抑制微生物生长，保持鱼的品质，且成本较为低廉。也有研究发现，用臭氧处理罗非鱼鱼片在储藏期间，亮度值先增大后减小，红度值与黄度值均呈下降的趋势，而TBA值呈上升趋势，由感官评价得分可知，臭氧水处理组与对照组相比，罗非鱼片的气味、色泽、组织状态、弹性变化显著[41]。根据Zhao等[42]研究发现，臭氧处理组和对照组之间对鱼片的pH值没有显著差异，用臭氧处理可以提高鱼的品质，延长冷藏期间鱼的货架期。近年来，鱼类加工业对使用臭氧有很大的兴趣。大多数关于使用臭氧水浴提高鱼类质量和安全性的研究已经通过浸泡技术进行，结果不尽相同[43]。根据这些研究的结果似乎表明臭氧的抗菌效果不仅受应用机制的影响，还受微生物种群动态的影响[44]。

臭氧在食品工业中有许多优点，因为它具有强大的氧化剂功效，而且它对环境无害[45]。臭氧的一些应用包括在水果蔬菜、谷物、肉类和海产品加工中抑制微生物生长。然而，臭氧处理对微生物还原的效力也受许多变量影响，如臭氧施用形式，食物表面类型，臭氧与食物的接触时间、pH值、温度、食物中的化学添加剂，以及产品的物理化学组成[46]。

5 辐照保鲜技术在鱼制品保鲜中的应用

食物辐照是通过将食物暴露于由机械或天然来源产生的一定量的电离辐射来实现微生物灭活的非热过程。许多研究人员表示，低剂量的γ射线可以杀死大多数生物体而不会使食物质量变差。食品辐照已被证明是安全，有效的食品保鲜手段。它的各种应用包括抑制根作物的发芽，对贮藏产品和新鲜及干燥食品进行杀菌，破坏动物源食品中的寄生虫和病原微生物，延长新鲜水果蔬菜和肉类及鱼类的保质期。这种应用为消费者提供了更多的食物种类，数量和价值。

除了用于延长鱼类和渔业产品保质期的传统方法之外，辐照被广泛认为是灭活食品中致病细菌和寄生虫的有效控制措施，其可以提高食品的安全性和保证食品质量[47]。根据张晗的研究表明，辐照能有效降低鲈鱼肉的菌落总数，并且能延缓鲈鱼在冷藏期内TVB－N值的上升速度，辐照后鲈鱼的TBA值有所增加，能够提高鱼肉的亮度值，但对鲈鱼的感官和质构影响不显著，可有效延长鲈鱼货架期6d～10 d。Bari等[48]研究发现在实验室规模下按照选定的配方制备并以5 kGy剂量照射的鱼饼可以在室温下延长保存期至5周。用5 kGy辐射处理商业制备的鱼饼，在环境温度下根据微生物，化学和感官指标进行综合评估，观察到其最大保质期延长到14 d。吕梁玉等[49]研究了电子束辐照对带鱼鱼糜的影响。结果表明，辐照后的鱼糜感官上鱼香味略有减弱，但没有辐照异味，在改善带鱼鱼糜凝胶性能的同时，7 kGy电子束辐照对鱼糜的嗅感无显著影响。辐照鱼类及其产品能够延长鱼制品的保质期，这对商人和消费者来说是有利的，因为能够减少鱼类腐败造成的损失。

1980年，美国食品和药物管理局及联合国世界卫生组织都接受了平均剂量高达10 kGy对食品进行辐照，既不存在毒理学危害，也不引入任何特殊的营养或微生物问题。高达10 kGy的辐照被认为是用作食品保鲜的有效，安全和经济的方法，其没有产生营养，微生物和毒理学等问题。辐照处理最重要的优点之一是它是一种冷处理，不会显著改变处理过产品的理化特性。但食品辐照加工的一个重要局限是消费者接受程度不高，主要是由于与放射性有关。由辐照形成的氧化产物会与肌肉其他成分一起反应，导致颜色或质地变化，所有这些反应导致感官和营养成分的损失，限制了鱼类的加工和储存。

6 超高压杀菌保鲜技术在鱼制品保鲜中的应用

超高压是一种能够减少微生物总数和改变食品功能特性的非热食品保鲜技术。超高压处理已被用于鸡肉、猪肉、鱼糜制品中，其对蛋白酶活性，质地特性，味道和风味有一定的积极影响。因此，高压也可应用于鱼制品中从而改善质地和提高安全性。

在食品工业中，高压处理已经越来越多地用于延长不同食品的保质期。与其他类型的食物如果汁，熟肉和干发酵香肠相比，超高压对鱼产品的影响还没有被深入研究。对于鳕鱼和鲭鱼，500 MPa的超高压限制了细菌菌群的生长，并且没有达到腐败水平，但与鲑鱼样品结果相反。200 MPa的超高压对鲑鱼和鲭鱼在贮存期间的氧化水平没有任何影响，而对鳕鱼有影响。研究显示，高压会诱导不同鱼种的不同水平变化导致其货架期不同。赵宏强等[50]研究了超高压处理对冷藏鲈鱼片品质及组织结构变化的影响。结果显示，超高压处理能抑制样品的TBA值、TVB-N值及菌落总数的上升，压力越高，抑制效果越明显。经超高压处理后，鱼肉肌纤维结构紧致无序，超高压处理能抑制样品的脂肪氧化和微生物生长，但对其外观、色泽及持水能力产生不利影响。Matser等观察到100 MPa的压力不影响冷冻鳕鱼的硬度，而200、400 MPa的处理增加了这一特性，在加压鱼的储存过程中脂质氧化速率的增加与高浓度的多不饱和脂肪酸有关。然而高压技术也会对熏鱼的质量产生不利影响，处理后鱼的L*值增加，在加压的烟熏鱼产品中也观察到了更硬的质地和脂质氧化速率加快。

超高压的主要优点是能够灭活腐败和病原微生物从而延长食品保质期，这为市场带来新的机会，对于食品行业来说非常重要。与传统的热处理相比，这种技术有可能更好地保留食物的营养和感官特性。但是由于高压，食物中的化学键受到影响，可能会引起水分，蛋白质，多糖和脂质的改变。超高压也可用于杀死微生物，但完整灭菌是不可能达到的[51]，为了获得有效的灭菌，需要将压力与其他处理如加热技术相结合。

7 结语

目前鱼制品领域的保鲜技术方法各异，可根据鱼的不同品种，不同特点选择合适的保鲜技术。虽然用山梨酸钾、茶多酚等化学和生物保鲜剂处理鱼制品的研究较多，但对某种菌群的无效性使得在鱼制品中的应用较复杂，还需与其他技术相结合。臭氧和气调等保鲜技术处理鱼制品虽然能延长货架期，但也受许多变量的影响，如温度，产品的表面类型等。辐照和超高压等冷杀菌技术虽然能较好地保持鱼制品的营养特性，但消费者对其接受程度不高。此外，针对鱼制品保鲜领域出现的问题，只有不断深入研究鱼制品贮藏过程中的品质变化，加强对脉冲强光杀菌等高新保鲜技术地关注，将各种保鲜技术有效地结合使用，才能促进我国鱼制品保鲜技术的不断发展。