大黄鱼保鲜技术的研究进展

张艳霞,谢成民,周 纷,张彩霞,王锡昌,*

(1.上海海洋大学食品学院,上海 201306; 2.复旦附中青浦分校,上海 201700)

大黄鱼(Pseudosciaenacrocea)俗名黄花鱼、黄金龙等,以体色金黄、嘴唇红润、寓有吉祥富贵之意深受广大消费者的喜爱,在我国浙闽一带至今仍有“无黄鱼不成宴”的习俗。其为“四大海产”(带鱼、乌贼、大黄鱼、小黄鱼)之一,主要分布于我国东海、黄海、台湾海峡等近海水域[1]。由于过度捕捞、环境污染与破坏造成天然野生大黄鱼资源濒临,这也促进了大黄鱼养殖产业的发展,福建是大黄鱼主要养殖地,广州和浙江等省出现小范围的养殖[2]。大黄鱼作为一种重要的经济养殖鱼类,自1985年大黄鱼养殖技术成功突破后,其产量每年逐年上升,2016年大黄鱼养殖产量1.654×105吨,比2015年增加了11.36%,在我国海水经济养殖鱼类中占主要地位。在营养方面,大黄鱼氨基酸组成高于FAO/WHO理想模式评价标准,种类齐全,比例均衡,呈味氨基酸含量丰富,是一种优质的蛋白源,单不饱和脂肪酸含量高于多不饱和脂肪酸,EPA+DHA含量为16.8%,含有丰富的矿物质有滋补身体功效,被称为“长命鱼”[3]。

随着人们生活水平提高和消费观念的转变,市场对高品质大黄鱼需求越来越大,目前大黄鱼主要以冰鲜、冻品进行市场流通,国外市场主要有韩国、美国、加拿大等国家[4]。然而鱼体死后在加工、运输和销售过程中易受微生物以及自身内源酶影响,对其商品价值产生影响。因此研究维持大黄鱼品质的保鲜技术具有重要意义。本文在前人的研究基础上综述了大黄鱼保鲜方法(包括低温保鲜、气调保鲜、涂膜保鲜、冷杀菌保鲜剂及生物保鲜剂保鲜)及其主要优缺点,对其未来保鲜发展方向给予展望,以期为大黄鱼保鲜研究提供理论参考。

1 目前大黄鱼的保鲜现状

保鲜是指采用物理、化学、生物等方法以减缓食品在生产、加工、运输和销售中腐败变质为目的,尽量保持食品新鲜品质及原有的风味,从而延长货架期。研究发现,鱼类腐败机制主要是微生物作用、氧化作用及酶作用[5]。养殖大黄鱼脂肪含量高,不饱和脂肪酸极易发生氧化,离开海水环境死亡后在内源酶和微生物的作用下发生一系列生化反应,出现僵直、解僵、自溶和腐败4个阶段,这些因素均对大黄鱼在加工、运输、贮藏期品质变化产生影响，导致鱼肉感官上不易被消费者接受,带有不良的气味,最终完全丧失使用价值[6-7]。因此采用相应的保鲜方法减缓大黄鱼品质下降,保持其新鲜度,延长货架期。

1.1 低温保鲜方法

低温保鲜是水产品运用最早、研究最多最广泛的一种保鲜方法,其原理是通过降低水产品表面温度从而减缓水产品本身一系列生化反应进行,抑制微生物生长繁殖及酶的活性,延长货架期[8]。大黄鱼常用低温保鲜方法:冰藏保鲜、冷藏保鲜、微冻保鲜、保鲜冰保鲜、冻藏保鲜。各种保鲜方法不一,保鲜效果也各有不同。

1.1.1 冰藏保鲜方法 冰藏保鲜又称为冰冷却法,用冰作为介质,使大黄鱼的体温接近冰点,经胡烨等[9]研究发现大黄鱼冰点为-1.5 ℃,此保鲜方法一般在渔获物捕捞后立即进行,操作简单易行,是鲜水产品保藏运输中使用最普遍的方法。姜兴为[10]等通过微生物、化学和感官指标评价延迟加冰对冰藏养殖大黄鱼品质变化的影响,发现立即加冰能显著提高大黄鱼货架期。

1.1.2 冷藏保鲜方法 冷藏保鲜是通过一系列方法将大黄鱼自身温度保持在0～4 ℃(未达到冻结)的一种保鲜方法。王玉婷等[11]发现大黄鱼在4 ℃冷藏的货架期为4 d,腐败希瓦氏菌是优势腐败菌,这与程三红等[12]采用Illumina Miseq程序技术和PRCRUSt工具对大黄鱼冷藏期间体表优势腐败菌的测定结果一致。倪渠峰等[13]对冷藏大黄鱼肌肉蛋白质生化特性及降解规律进行研究发现，随冷藏时间的变化肌肉蛋白发生显著变化,其中有7个条带的蛋白及肽类可作为大黄鱼冷藏期间新鲜度指示蛋白。

1.1.3 微冻保鲜方法 微冻又称为“过冷却”或“部分冻结”温度大多为-2～3 ℃[14]。20世纪60年代开始适用于渔船贮藏海产品的一种保鲜技术[15],该方法抑制酶的活性,解冻时鱼体汁液流失少,表面色泽好,冰晶小对组织结构损伤小。相比于冷藏保鲜,效果提高1.4～5倍[16]。微冻保鲜包括冰盐混合微冻、低温盐水微冻、吹风冷却微冻。刘美华[17]发现微冻能更好地保持大黄鱼的品质,货架期长达30 d以上,其中低温盐水微冻能很好的抑制细菌的增长,保持较低的TVB-N值。郭儒岳等[18]研究了流化冰对大黄鱼的预冷却效果和贮藏效果,货架期比对照组延长了6 d。

1.1.4 保鲜冰保鲜方法 保鲜冰主要是将传统冰与保鲜剂、电解水、臭氧、电子束辐照等技术相结合的一种新型低温保鲜方法[19]。林旭东等[20]研究了流化冰和流化冰结合静压式挤压技术对养殖大黄鱼保鲜效果及菌相变化的影响,发现希瓦氏菌是大黄鱼的腐败菌,流化冰具有一定抗菌性,与静压式挤压技术结合后能够增强对致腐菌群的灭菌作用。在不同保鲜冰保鲜方法中常用到的保鲜冰主要有:传统冰、电解水冰、臭氧冰、流化冰和生物保鲜剂冰,表1总结了各种保鲜冰制备原理、优缺点及应用。

1.1.5 冻藏保鲜 冻藏保鲜使产品温度将至于-18 ℃及以下,并在此温度下贮藏的一种保鲜方式[29],该方法货架期长,应用广泛，缺点是成本高、冻藏(主要有脂肪氧化、色泽变化、干耗、冰晶形成造成汁液的流失)等,不仅造成经济损失,还易引起冻品风味下降。相比于冷藏和冰藏,冻藏温度更低,较好地抑制微生物活动、酶的活性及生化反应进行,但产品品质的变化没有完全停止。冻鱼品质主要取决于原料鲜度、冻结方式、冻结介质、冻结速度、冻结温度、冻藏时间及解冻方法。酒精浸渍速冻(QF-UTE)和液氮浸渍速冻(QF-LN)冻结损失和解冻损失小,硬度、粘着性,咀嚼性、恢复性优于慢速冻结,但持水力差、具有较高汁液损失和蒸煮损失。慢速冻结大黄鱼具有较大的冻结损失和解冻损失,但相比酒精浸渍速冻(QF-UTE)和液氮浸渍速冻(QF-LN)，黏附性、弹性、凝胶性能得到较好保持[30]。液氮组各项指标变化速率除菌落总数,均低于空白组(未经过液氮浸渍处理),说明液氮冷冻处理能够延迟养殖大黄鱼腐败变质的进程,让养殖大黄鱼能够保存更长的时间[31]。Liu Y G等[32]研究发现高压转换冷冻法生成的冰晶少而多,分布均匀,对肌纤维的破坏程度小,145 MPa、-14 ℃冷冻后的大黄鱼肌肉的硬度、弹性及咀嚼性与新鲜样品最为接近。常规空气冷冻法相比生成的冰晶大而少,肌纤维严重收缩和变形,经常规空气冷冻的样品冻藏期盐溶性蛋白含量显著减少。屠冰心等[33]研究低温速冻处理对养殖大黄鱼冻藏品质的影响,结果发现低温速冻冻结速率快,冰晶小且均匀,细胞形态基本保持完整,与-20 ℃空气冻结相比,低温速冻更有利于保持养殖大黄鱼品质。

1.2 气调包装

气调保鲜(MAP)是将多种混合气体或单种气体与产品共存于一定密闭环境中,减少氧气的浓度,从而达到抑菌、抗氧化,减弱生化反应进行的一种保险手段。气调包装常与保鲜剂、低温结合使用保鲜效果更好。孙丽霞[34]研究气调包装结合茶多酚、Nisin复合壳聚糖生物保鲜剂对大黄鱼保鲜作用,发现这种复合保鲜技术能有效抑制腐败菌生长繁殖,延长大黄鱼保质期。戴志远等[35]发现冷藏条件下,最佳气调气体配比:75% CO2/25% N2,其货架期可达15 d，气调包装抑菌效果好,较好保持水产品色泽,但操作繁琐,成本较高。关于大黄鱼的气调保鲜研究有待于进一步开展,复合保鲜技术越来越受研究者的关注。

1.3 涂膜保鲜

涂膜保鲜是指采用天然无毒材料涂膜(包装)食品在表面形成一层薄膜,可以与食品一起共食,以达到延长食品保质期的一种新型保鲜剂，涂膜隔绝了食品与外界的接触,防止气体的交换(如氧气、二氧化碳、乙烯)，营造一种密闭的环境,通过抑制微生物生长,减少脂质氧化和水分流失，达到保鲜效果[36]。根据涂膜剂的性质可分为可食性涂膜和抗菌性涂膜,可食性涂膜多以脂质、蛋白质、多糖为材料,如壳聚糖、海藻酸钠、蜂蜡、明胶等;抗菌性涂膜常用的抗菌剂有三大类:无机抑菌剂、有机抑菌剂和天然抑菌剂[37]。不同的抑菌剂所形成的涂膜的抑菌效果不同,各具优缺点:无机抑菌剂无毒无害,使用范围广，但价格昂贵,抑菌周期长。有机抑菌剂能够特异性、快速抑菌，但易产生耐药性。天然抑菌剂安全、无污染，但不耐热。用于大黄鱼涂膜保鲜材料主要有壳聚糖、海藻酸钠。郑明锋等[38]选用海藻酸钠+NaCl、壳聚糖、魔芋胶3种材料涂膜大黄鱼,发现涂膜能有效保持大黄鱼外观色泽品质,但涂膜组的K值比对照组大,原因可能是涂膜层中的Ca2+激活了三磷酸腺苷酶活性,从而促进了ATP的降解。

1.4 冷杀菌保鲜

冷杀菌技术[39]又称为非加热杀菌技术,能够在不破坏食品组织结构,又能保持食品原有品质、营养、风味及满足食品安全要求的情况下，控制微生物数量,达到杀菌的目的,是一种高效的新型杀菌技术。大黄鱼保鲜技术的冷杀菌技术主要包括超高压、辐照保鲜。

超高压保鲜其杀菌原理是通过产品在100～1000 MPa条件下处理,破坏细胞膜,钝化酶活性,阻碍微生物繁殖,保持食品原有营养与风味,延长货架期,杀菌效率高、均匀低耗[40]。近几年,超高压广泛应用到水产品保鲜中,但在大黄鱼及其制品的保鲜应用还处于起步阶段,关于超压对大黄鱼蛋白质特性及结构的影响更加深层次的研究及内在因果关系有待进一步研究。

辐照保鲜[39]是利用60Co和137Cs发出的Y射线照射食品原料,导致微生物细胞死,具有杀菌效果好,操作简单可在包装下进行,无毒无害,大批量处理节省时间,但由于射线有辐射的作用,对操作环境设备和操作人员提出严格要求。辐照大黄鱼保鲜效果与辐照剂量有关。傅丽丽等[41]研究不同辐照剂(0、1、2、4 kGy)处理大黄鱼,结果发现，随辐照剂量增大,保鲜效果越明显,且对挥发性风味和氨基酸无影响,其中辐照剂量为2 kGy对冷冻大黄鱼保鲜效果更好。此外，臭氧水、电解水、高盐溶液也被运用于大黄鱼保鲜。王桂洋等[42]比较了臭氧水(2.3 mg/mL)、电解水(ORP 500 mV)、高盐溶液(10% NaCl)大黄鱼的保鲜作用,发现臭氧水和电解水均有抑菌保鲜作用,且臭氧水保鲜效果优于电解水保鲜,可延长大黄鱼货架期3～6 d,与对照组相比高盐溶液保鲜无显著作用,可见,臭氧水处理的冷藏大黄鱼货架期最长,是一种较好的减菌处理方式。

表2 不同生物保鲜剂的优缺点比较及应用Table 2 Advantages,disadvantages comparison and application of different biological fresh-keeping agents

1.5 生物保鲜

生物保鲜剂试剂是从植物、动物及微生物中提取或采用生物工程技术改造而获得的生物体自身组成成分或代谢产物,且对人体安全无毒,天然且具有较好保鲜效果的一种新型保鲜技术[43]。近年来,生物保鲜剂广泛用于果蔬、肉制品中,均具有较好的保鲜作用[44-45]。用于大黄鱼生物保鲜剂主要有植物源生物保鲜剂、动物源生物保鲜剂和微生物生物保鲜剂。表3比较了不同生物保鲜剂种类、保鲜机制、优缺点、每类保鲜剂常用代表物及应用。

2 结语与展望

鱼类贮藏保鲜研究仍是热门,除了上述保鲜技术以外,用于鱼类贮藏保鲜技术还有:减压保鲜、纳米保鲜、超声保鲜等新型保鲜手段。大黄鱼作为我国重要的经济鱼类之一,其销售产量逐年增长,消费者对大黄鱼品质提出了较高的要求。近年来,冷链物流的迅速发展给予水产品保鲜重要的前提条件,低温保鲜仍是水产品保鲜的重要手段。冰藏及冷藏保鲜,货架期较短;冻藏干耗、汁液流失造成的营养损失较大;气调保鲜在国外已广泛应用,随活性包装材料的深入研究与开发,气调保鲜在我国大黄鱼保鲜的应用前景广阔,但气调保鲜中所使用的气体成分配比难以把握,某些气体如CO对人体的安全性仍需研究;与传统的保鲜方法相比,超高压保鲜在改善和保持鱼类品质方面更占优势,但该技术对设备要求高,成本高;辐照保鲜批次效率高,但辐照保鲜存在一定安全隐患;生物保鲜剂代替了传统的防腐剂和抗生素,安全指数更高,但生物保鲜成本高,天然成分提取难度大等。

随着保鲜技术的发展,今后大黄鱼保鲜研究趋势将是以低温保鲜为基础多种保鲜方法的融合,可以弥补单一保鲜方法的缺陷,如不同物理保鲜、生物保鲜自身相结合,物理保鲜与生物保鲜相结合等不同保鲜方法融合，呈现1+1>2的保鲜效果,以期更全面、高效地保持产品的食用品质,实现大黄鱼市场经济效益最大化,并推动其产业发展。目前评价大黄鱼鲜度品质指标主要有感官、理化、微生物指标,传统检测方法经典有效,但耗时耗力,近年来,新检测技术生物仿生技术,光谱技术、视觉,嗅觉可视化技术逐渐应用于水产品新鲜度评价中,新技术操作简单、快速、无损伤、结果客观。将传统有效指标与新检测技术相结合,综合建立高效的大黄鱼品质评价体系,从而提高大黄鱼品质检测效率将成为今后研究热点。