水产品保鲜技术研究及发展趋势

王红 王少华 熊光权 白婵 廖涛

摘要：水产品脂肪含量低、肉质鲜嫩、风味特殊，是一种深受消费者欢迎的食物。但由于其高水分和高蛋白的特点使其宰杀后鲜度下降快，易腐败变质，因此在水产品加工过程中亟需高效安全的保鲜技术。综述了近年来国内外水产品保鲜研究的现状，主要分析了物理、生物和化学保鲜等技术对水产品保鲜的影响，并对未来水产品保鲜加工技术的发展趋势进行了展望。

关键词：水产品;加工;保鲜;研究进展

中图分类号：S983         文献标识码：A

文章编号：0439-8114（2019）12-0015-04

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Abstract： Aquatic products are popular with consumers because of their low fat content， fresh tender in texture and special flavor. However， due to its high water content and high protein content， slaughtered aquatic products is liable to spoilage and their freshness declines rapidly. Therefore， it is urgent to need efficient and safe preservation technology. The research progress of aquatic products preservation at home and abroad in recent years is summarized， the effects of physical， biological and chemical preservation technologies on aquatic products are analyzed， and the development trend of aquatic products preservation in the future is prospected.

Key words： aquatic products; food process; preservation; research progress

2017年全國水产品总产量6 445.33万t，渔业总产值1.23万亿元，全国人均水产品占有量46.37 kg，人均水产动物蛋白的消费量接近动物蛋白总消费量的1/3。2017年全国水产品养殖产量占比76.12%，中国渔业养殖占世界总量的60%以上，远超其他国家的渔业养殖产量，因此渔业在中国国民经济乃至世界经济发展中的地位举足轻重[1]。

中国渔业迅速发展的同时，水产品加工率却并不高，2017年水产品加工率为41.58%，其中淡水产品加工率仅为18.36%。主要原因是鲜活鱼肉质细嫩，且能最大程度保留肉质原有风味和营养品质，而水产加工品在贮运和销售过程中易因氧化和滋生细菌而腐败变质，导致消费者接受度降低。因此，如何在保证安全的基础上最大限度保留水产品营养品质成为近年来科学家们关注的热点，本文主要对国内外水产品保鲜研究进行综述，并对未来水产品保鲜发展趋势进行展望。

1  水产品腐败变质机理

水产品肌肉中水分和蛋白质含量高，宰杀后的变质过程主要分为初期生化变化和僵直、自溶和解僵及腐败变质3个阶段。在开始阶段，肌肉组织中的糖原无氧降解成乳酸等，肌肉变成酸性，pH下降，这时肌肉中腺嘌呤核苷酸（ATP）分解出的能量使体温上升，肌动蛋白和肌球蛋白在游离钙和ATP存在下形成肌动球蛋白，从而导致肌肉收缩，肌肉失去弹性而僵化;在ATP分解完后，内源性和外源性蛋白酶共同作用于肌肉蛋白，发生氧化自溶作用，蛋白质分解成一系列中间产物、氨基酸和可溶性含氮物质而失去弹性，进入自溶和解僵阶段;自溶后期，进入肌肉组织的腐败微生物大量繁殖，将肌肉组织中的蛋白质和氨基酸等分解为三甲胺、硫醇、尸胺和组胺等，水产品开始腐败[2]。

2  水产品保鲜技术

目前研究较多的水产品保鲜技术主要分为物理、化学和生物保鲜方法。

2.1  物理保鲜技术

2.1.1  低温保鲜技术  低温保鲜技术是水产品研究最多和应用最广泛的保鲜技术，主要包括冷藏保鲜、冰温保鲜、微冻保鲜和冻藏保鲜等。低温保鲜技术通过抑制微生物和酶的活性，从而保持水产品的鲜度和营养品质。

冷藏保鲜是指将新鲜水产品放入冰或冷海水中进行冷藏，但又不冻结的一种保鲜方法。冷藏保鲜通过低温降低微生物的繁殖速度来适当延长货架期，主要用于短期和小型鱼类保鲜，其保鲜温度在0～10 ℃，冷藏保鲜时间一般为7～12 d[3]。Ozogul等[4]研究发现，欧洲鳗鱼在冰藏条件下的货架期是无冰条件下货架期的2倍，可以达到12～14 d。冷海水保鲜具有在短时间内处理大量海产品的优点，用于海洋渔船捕捞[5]。李来好等[6]采用冷海水喷淋保鲜装置对2种海水鱼进行保鲜，7 d时海产品仍保持一级鲜度。

冰温保鲜温度介于冷藏和微冻之间，其保鲜温度为0 ℃到生物体冻结温度。与冷藏保鲜相比，冰温保鲜能更好地保持水产品的鲜度和营养，延长其货架期1.4～2.0倍;与微冻保鲜和冻藏保鲜相比，可以避免因冻结而导致的蛋白质变性等质构劣化现象[7]。Fernandez等[8]对大西洋鲑鱼片使用冰温、生物保鲜剂和气调3种保鲜方法，研究发现-1.5 ℃冰温和气调结合使用可将鲑鱼的货架期从11 d提高到22 d。但冰温保鲜可利用温度范围小，对设备的精准控温要求较高。

微冻保鲜是将水产品置于-5～-3 ℃温度下进行保鲜的方法。在微冻状态下，水产品和微生物体内的水分发生部分冻结，从而有效抑制微生物的繁殖。微冻保鲜能延长货架期1.8～2.5倍，达到20～27 d。郭利芳等[9]对罗非鱼采用微冻保鲜（-5～-3 ℃），对其贮藏过程中感官特性（色泽、气味、组织形态和肌肉弹性等）进行分析评价，与正常冷藏保鲜相比货架期延长到21 d。陈申如等[10]对石斑鱼经低温盐水冷却后在（-3±2） ℃进行微冻贮藏，货架期可延长至29 d以上。

冻藏保鲜是将水产品的中心温度降至-15 ℃以下，然后在-18 ℃以下进行贮藏和流通的保鲜方法[11]。由于该保鲜状态下水产品组织中的大部分水分被冻结，微生物和酶的活性被抑制，使货架期延长达数月而在市场上广泛应用。但长期冻藏易导致蛋白质变性，使水产品的感官和营养品质下降。结合冻结液快速冷冻工艺研究可以显著降低对水产品品质的影响，而成为该技术的主要发展方向。阙婷婷等[12]研究了-2.5 ℃的微冻贮藏与-20 ℃冻藏对乌鳢理化和感官指标的影响，结果表明虽然冻藏能显著延长货架期，但在短的贮藏期内，微冻贮藏相对于冻藏能更好地保持鱼肉的品质及其组织结构的完整性。

另外，由于鲜活水产品肉质细嫩，且能最大程度保留肉质原有风味和营养品质，所以中国水产品的主要消费形式还是鲜活销售。随着保活技术、新型工程材料及装备的研发，国内外对水产品的保活储运技术有了快速发展。美国科登有限责任公司开发了防水透气膜用于活鱼产品运输，命名为科登呼吸袋，可同时做到防水和透气。李宁等[13]研究了二氧化碳无水保活的最佳工艺，不同无水保活时间下的存活率及无水保活时间对斑点叉尾鮰血液生化和肌肉品质的影响，发现二氧化碳休眠保活斑点叉尾鮰的最佳保活时间为9 h，保活时间延长，代谢缓慢，毒素无法排出体外，会对肾脏、肝脏造成不可逆的损伤。王立红等[14]研究了黄颡鱼在0、3、6 ℃无水保活过程中其存活率、O2消耗量、CO2含量、肌糖原含量、腺嘌呤核苷三磷酸（ATP）含量和乳酸含量等指标的变化，探索温度对黄颡鱼无水保活因素的影响，发现黄颡鱼最适无水保活温度为0 ℃，保活24 h时，成活率仍为100%。

2.1.2  气调保鲜技术  气调保鲜是通过调整水产品包装中气体的比例和组成来达到延长货架期的保鲜方法。气调保鲜具有抑制细菌腐败、保持水产品品质和抗氧化等优点。气调保鲜主要通过CO2抑制腐败微生物的生长和繁殖，从而延长水产品货架期[15]，常与其他保鲜技术联合作用以延长货架期。齐凤生等[16]用生物保鲜剂结合80%CO2+20%N2气调保鲜在低温（0±1） ℃條件下有效延长冷藏海湾扇贝柱的货架期至10 d，CO2虽然抑菌效果明显，但随着CO2浓度升高汁液流失严重，影响了产品的感官品质。张新林[17]的研究表明，气调保鲜与其他保鲜技术结合使用明显优于单一气调保鲜技术，可以明显延长三文鱼的货架期。

2.1.3  冷杀菌保鲜  冷杀菌技术能在保持水产品原本色泽、风味和品质的同时起到很好的保鲜效果。目前，研究较多的主要有超高压保鲜技术和辐照保鲜技术。

1）超高压保鲜技术：超高压保鲜技术主要采用100 MPa以上的高压处理杀死水产品中的微生物和寄生虫，从而延长货架期。谢晶等[18]研究表明，超高压结合60%CO2+33%N2+7%O2气调包装对冷藏带鱼的保鲜效果最佳，货架期延长至19 d。Murchie等[19]用250 MPa的超高压技术处理牡蛎和贻贝，研究表明在保证品质的同时，2种贝体内嵌杯样病毒和肠道病毒大部分死亡，延长了2种产品的保质期。

2）辐照保鲜技术：辐照保鲜技术是利用物理射线（主要为60Co-γ射线和高能电子束等）破坏微生物DNA和细菌细胞膜的功能，从而达到杀菌保鲜的目的[20]。通过大量的卫生安全试验，联合国粮农组织、世界卫生组织、国际原子能机构组织的辐射食品卫生安全联合专家委员会20世纪80年代初认定，在10 kGy剂量以内辐射任何食品是安全的，不会引起营养和微生物方面的问题。由于辐照灭菌是冷处理，所以在不破坏水产品口感风味的同时，具有高效（穿透能力强）、节能（辐照灭菌能耗22.68 MJ/t，仅为热杀菌能耗的1/300～1/48）、无污染残留（无二次污染和感生放射性）和杀菌彻底（细菌总数致死率达99.9%以上）等优势。徐晨等[21]用不同剂量60Co-γ射线辐照草鱼，结果表明低温（4 ℃）冷藏结合6 kGy辐照生鲜草鱼肉贮藏效果最好，可延长保质期至30 d，并能最大限度地保持草鱼的鲜度和品质。

2.2  化学保鲜技术

化学保鲜技术是借助各种药物的杀菌或抑菌作用，按照国家食品添加剂标准加入到水产品中进行保鲜的方法。化学保鲜方法主要有盐藏、烟熏和保鲜剂等。盐藏是利用食盐溶液的渗透脱水作用使鱼体水分降低，通过破坏鱼体微生物和酶活力来达到延长货架期的目的，盐藏保鲜的方法主要有干腌法、湿腌法和混合腌法。烟熏保鲜是对水产品进行烟熏，利用熏烟中的醇、醛、酚和有机酸等多种具有防腐作用的化合物，结合加热处理杀灭鱼体中的微生物，从而达到保鲜的目的。由于这2种方法会改变水产品原有的风味、质地和营养功能，常被作为水产品加工方法使用。

保鲜剂又分为防腐剂、抗氧化剂、水产品加工助剂和抗冻剂等。张肇富[22]报道了一种以甘油、羟乙基酰胺、山梨酸和聚乙烯醇为主要成分的防腐剂，可大大减缓氧化，延长鱼类的保藏期。梁晶晶等[23]用0.4%的防腐剂焦亚硫酸钠处理南美白对虾，不仅有效抑制酶促作用引起的虾体黑变，也延长产品保质期。Montero等[24]用不同浓度的抗氧化剂4-HR对鹰爪虾进行处理，0.5%的4-HR对鹰爪虾的抗黑变效果最明显。张辉[25]报道的水产品加工助剂的活性成分是一种氧化剂和一种载体，在被处理水产品表面形成保护膜，使抑菌效果更持久。三聚磷酸盐可防止冷冻产品水分的流失，保证被加工水产品的冷冻质量而在水产品加工业中广泛应用。其他保鲜剂如海洋水产品系列保鲜剂包括鱿鲜晶、虾仁宝和鱼片鲜等，在水产品中起到保鲜、防腐和持水减损的作用。曾名勇等[26]报道，用0.05%的自制Op-Ca保鲜剂溶液浸泡处理鲅鱼，对常温下的鲅鱼有较好的保鲜效果，能够延长常温下其保鲜期2 d以上。

2.3  生物保鲜技术

生物保鲜剂是从动物、植物和微生物中提取的天然保鲜剂或利用生物工程技术改造而得的保鲜剂。按来源主要分为植物源保鲜剂、动物源保鲜剂、微生物源保鲜剂和酶类保鲜剂等。生物保鲜剂安全性高、专一性强，常与多种生物或化学保鲜剂复配，应用前景广阔。

黎柳等[27]研究含植酸、茶多酚生物保鮮剂冰对鲳鱼保鲜过程中品质变化的影响，结果表明，自来水冰组对鲳鱼的货架期为12 d，而植酸组和茶多酚组货架期较自来水冰组分别延长1～3 d和6～11 d。龚婷等[28]对抑制腐败菌的微生物（乳酸菌、荧光假单胞菌和两歧双歧杆菌等）和酶制剂（包括葡萄糖氧化酶、溶菌酶和脂肪酶等）在水产品保鲜中的应用研究进行了综述。Fan等[29]研究了0.2%的茶多酚喷淋白鲢鱼肉，在-3 ℃的碎冰贮藏时，能有效抑制内源酶的活性和腐败菌的生长繁殖，明显降低鱼肉的pH和TVB-N，减缓了ATP的降解。

3  展望

目前，水产品的保鲜方法多、效果好，但各有优缺点。保活运输存在条件不可控，受外界影响因素多而导致存活率差异大;低温、气调保鲜在抑制微生物同时，较难控制内源酶的氧化作用;冷杀菌技术虽能有效延长货架期，但对设备依赖性高;化学保鲜技术由于缺乏完善的标准技术体系而存在安全隐患;生物保鲜剂技术不成熟，成本较高。因此，不同的保鲜技术各有优缺点，水产品保鲜技术的未来发展趋势如下：

1）开展不同品种、不同产地水产品保活条件和外界影响因素（尤其是无水保活）的系统研究，因地制宜制订不同水产品的保活运输操作规范和卫生标准。

2）多种保鲜手段相结合，充分发挥各自保鲜技术优势，如复合生物保鲜剂融合新型包装和冷杀菌技术延长货架期。

3）在延长水产品货架期的同时，如何保持其营养品质和风味将是未来研究的热点。

4）加强水产品保鲜技术标准化的研究，是保障中国渔业产业结构战略性调整和水产品产业可持续发展的必然要求。

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收稿日期：2019-03-20

作者简介：王  红（1968-），女，湖北武汉人，高级工程师，主要从事质量监督管理、食品加工与安全研究，（电话）13971144703（电子信箱）

wanhhong@163.com;通信作者，廖  涛（1979-），男，研究员，博士，主要从事水产品加工与安全研究，（电子信箱）17418431@163.com。