水产品物理保鲜技术的最新研究进展

23刘建华23

(1.浙江工业大学 食品科学与工程学院,浙江 杭州 310014;2.浙江省深蓝渔业资源高效开发利用重点实验室,浙江 杭州 310014;3.国家远洋水产品加工技术研发分中心(杭州),浙江 杭州 310014)

我国水产资源丰富,是全球最大的水产品养殖与出口国家。据《2020年中国渔业统计年鉴》[1]显示,2019年我国的水产养殖面积达7.11×106hm2,总产量为6.48×107t,其中养殖产量为5.08×107t,同比增长1.76%,捕捞产量为1.40×107t,同比下降4.45%,进出口总量为1.05×107t,同比增长10.28%[1]。由于水产品中含有丰富的水分、蛋白质及不饱和脂肪酸等营养物质,且新鲜水产品体内的内源性蛋白酶活性高,因此极易劣变,进而降低其食用品质和商品价值[2-3]。据统计,我国每年捕捞上来的水产品在储运过程中死亡且未经过加工的占水产资源总量的12%,其中有36%的低值水产资源被加工成鱼粉和动物饲料等[4],造成了水产资源的大量浪费,迫切需要利用高效的水产品物理保鲜技术保持水产品的鲜度品质,以减少储运过程中的品质劣变,降低水产品的损失,提高水产原料的利用率。

传统的水产品物理保鲜技术,如冰藏和冰温虽然在一定程度上能够保持水产品的鲜度品质,但同时也破坏了水产品的内部结构,造成了水产品中营养物质的流失,甚至失去其原有的营养价值。新型物理保鲜技术如超高压、电子辐照、流态冰和等离子体活化水等技术,更有利于水产品长距离、长时间运输和反季销售,延长货架期,保持原有的鲜度品质和风味,满足消费者的需求,增强我国水产品的国际市场竞争力[5]。由于物理保鲜技术对水产品的副作用小,能高效地抑制水产品表面微生物的生长繁殖和内源酶的活性,有效保持水产品品质,近几年来进一步改进水产品物理保鲜技术,最大程度地保持水产品品质、延长货架期已成为国内外学者的研究热点[6]。笔者对近年来国内外水产品物理保鲜技术的研究成果及特点进行综述,提出水产品物理保鲜技术的发展趋势及建议,为水产品物理保鲜技术的进一步发展提供参考。

1 超高压保鲜技术

超高压杀菌技术可在高压下破坏水产品中微生物细胞的超微结构,引起细胞形态的不可逆变化,使微生物内源酶活性降低,微生物细胞膜的通透性増加,会引起生物大分子、无机盐等外渗,从而抑制微生物的生长繁殖,起到杀菌减菌的效果[7-8]。此外,超高压杀菌技术对水产品中生物大分子三维结构有贡献作用的氢键、离子键以及疏水键等非共价键具有一定的破坏作用,但对维生素、色素和风味物质中的共价键则无明显影响。传统的水产品保鲜技术通过改变温度实现对水产品的抑菌效果。超高压技术则通过对水产品快速均匀的加压起到杀菌、保鲜和延长产品货架期的目的。在保鲜方面,其具有降低水产品菌落总数、延缓水产品的腐败变质以及保持较好的鲜度品质等特点[9]。

微生物的生长与繁殖是引起水产品腐败变质的重要原因[10]。在贮藏过程中,水产品中的内源酶和微生物产生的外源酶是导致挥发性盐基氮TVB-N质量分数升高的主要原因,TVB-N质量分数可以在一定程度上反映出水产品经微生物和内源酶作用后,蛋白质被分解成胺类及氨等物质的程度,常被作为评价水产品鲜度的一个重要指标[11-12]。研究发现:超高压保鲜技术能够大大降低水产品在贮藏过程中肌肉的腐败速度和菌落总数,保持水产品原有的质地、风味和品质。罗华彬等[13]以带鱼鱼丸为原料,分别在250,300,350 MPa的压力下对带鱼鱼丸处理5 min,以总TVB-N质量分数的变化作为评价鱼丸鲜度品质的指标,并结合凝胶强度及质地剖面的分析,研究了不同超高压处理后带鱼鱼丸的鲜度品质。实验结果显示:与对照组相比,超高压处理组带鱼鱼丸的TVB-N质量分数和菌落总数在贮藏期间上升速度显著降低,同时还能够保持其较好的凝胶强度、硬度及弹性。Karim等[14]用同样的方法将鳕鱼鱼片分别在200,250,300 MPa的压力下处理1 min和3 min,发现了类似的结果,经超高压处理后的鳕鱼鱼片TVB-N质量分数和菌落总数与对照组相比显著降低。袁超等[15]以鲍鱼为原料,研究了超高压处理的鲍鱼体内微生物的消减作用和TVB-N质量分数。实验结果显示:鲍鱼经400 MPa和500 MPa处理10 min后,体内微生物达到未检出状态。在4 ℃下贮藏20 d后,仍然符合生食标准,贮藏30 d后TVB-N的质量分数小于350 mg/kg。赵宏强等[16]研究发现,在250 MPa的压力条件下将鲂鱼片处理9 min,鲂鱼片的TVB-N质量分数在贮藏期间上升速度明显延缓,证实了超高压技术能延缓水产品在贮藏期间内TVB-N质量分数的上升,降低水产品腐败变质的速度,使水产品保持较好的鲜度品质。

超高压技术虽然能够抑制微生物的生长繁殖和延缓水产品的腐败变质,但研究发现:经过超高压技术处理后的水产品也可能产生色变、蛋白质变性、熟化和持水性降低等现象,影响水产品品质。周果等[17]研究发现:过高的压力会引起三疣梭子蟹蟹肉熟化。尚校兰等[18]研究超高压处理对海鲈鱼保水性的影响时发现:在超高压的作用下海鲈鱼的肌节有所增长,肌纤维间的空隙显著增大。当压力增大到500～600 MPa时,鲈鱼肉的水分流失加剧,保水性降低。郑捷等[19]研究超高压对海鲈鱼蛋白质的降解程度时发现海鲈鱼肉中的蛋白质在高压作用下会发生变性,并且随着处理时间的延长,蛋白质的变性会进一步加剧。以上研究结果表明:在超高压的作用下,水产品内部的组织结构会发生改变,失去原有的风味和营养成份。虽然水产品在低压下经过长时间处理能够保持一定的鲜度品质,但耗能较大;高压处理下则会破坏水产品的内部组织结构,使风味物质及营养成份发生变化,失去水产品原有的营养价值。因此,在运用超高压保鲜技术贮藏水产品时应结合原料的自身特性,以感官、鲜度品质、质构、持水力和内源酶活性等指标变化为依据,研究能够保持水产品原有鲜度品质的最适压力及时间。

在水产品保鲜中应用超高压技术,一定压力下能够抑制水产品贮藏过程中微生物的生长繁殖保持水产品的品质,但同时对水产品也具有一定的副作用。在利用超高压处理水产品的实际过程中往往难以掌握最适处理压力和时间,达不到最适保鲜效果,而且超高压技术设备成本大、投资金额高,不能大规模地被工业应用。如果进一步深入研究超高压技术原理,开发新模型和新技术,将有利于超高压技术在食品领域中的大规模应用,提高我国水产行业国际市场竞争力[20]。

此外,对于超高压技术在高压下是如何使水产品品质下降的作用机理尚不清楚。目前对超高压保鲜技术的改进主要是通过将超高压技术与其他生物保鲜剂或化学保鲜技术相结合作为一种新的保鲜技术应用于水产保鲜之中,研究发现其保鲜效果优于单一超高压保鲜技术。未来研究超高压对水产品品质的影响机理将会对超高压保鲜技术的改进具有指导意义。

2 电子束辐照保鲜技术

电子束辐照技术是利用电子加速器产生的低能或高能的电子束射线,通过高能脉冲直接作用于活体生物细胞内DNA或间接作用于小分子和水等物质使其发生降解,形成—OH、—H等活性自由基与核内物质发生交联反应,破坏微生物的细胞结构使其死亡[21],以达到杀菌延长货架期的目的。由于电子束辐照技术保鲜效果优于传统保鲜技术,近年来被广泛应用于水产品保鲜。

国内一些研究学者在研究电子束辐照对水产品的杀菌效果以及延长货架期方面开展了诸多研究工作。研究发现:一定剂量的电子束辐照能够杀灭水产品中绝大多数微生物,延缓水产品的腐败与脂质氧化。张晗等[22]以鲈鱼肉为原料,分别利用剂量为1,3,5,7 kGy不同剂量的电子束辐照处理鲈鱼肉,结果发现:与对照组相比,电子束辐照组鲈鱼肉的菌落总数显著降低,TVB-N的质量分数在冷藏期内缓慢上升。杨文鸽等[23]用电子束辐照新鲜的牡蛎肉研究其保鲜效果,发现经辐照剂量为1,3,5 kGy处理的牡蛎,在4 ℃贮藏下其货架期分别延长了4,7,8 d。戚文元等[24]研究发现:鲜活宰杀的罗非鱼片初始带菌量和TVB-N的质量分数较高,经过4 kGy剂量的电子束辐照后罗非鱼片中的微生物质量分数显著降低,鱼肉的硬度和风味无显著变化。

随着电子束辐照保鲜技术的深入研究,发现低剂量的电子束辐照有助于杀灭水产品中的微生物和寄生虫,保持水产品较好的质地、风味和营养品质,延长货架期。高剂量的电子束辐照会引起水产品肌原纤维蛋白氧化,TBA迅速上升,氨基酸降低等一系列变化,降低水产品的营养价值,并且这种变化将会随着辐照剂量的增加而加剧。张晗等[21]分别用1,3,5,7 kGy剂量的电子束辐照处理鲈鱼肉,发现在冷藏的第1 d,相较于对照组,除1 kGy辐照处理组的鲈鱼肉TBA质量分数没有显著变化外,3,5,7 kGy辐照处理组的鲈鱼肉TBA质量分数分别上升了0.7,0.72,0.72 mg/kg,并且随着冷藏时间的延长,TBA的质量分数呈先上升后下降趋势,且辐照剂量越大上升速率越快。蒋慧亮等[25]用0～9 kGy不同剂量的电子束处理蚌肉进行冰藏实验,结果发现:蚌肉在贮藏过程中TBA质量分数的变化趋势与鱼肉变化类似,同时经7～9 kGy剂量的电子束辐照后蚌肉中各类氨基酸的质量分数都出现了不同程度的损失。结果表明过量的电子束辐照会引起水产品中氨基酸的损失和脂质氧化的加剧。张晗等[26]分别采用1,3,5,7,9 kGy不同剂量的电子束辐照处理鲈鱼肉,以探究不同辐照剂量对鲈鱼肉肌原纤维蛋白生化特性及空间结构的影响。结果发现:7～9 kGy高剂量组的鲈鱼肉肌原纤维蛋白出现了不同程度的氧化,且氧化程度随辐照剂量的增加而增加。

除电子束辐照对水产品的品质具有副作用外,已有研究发现低剂量的γ射线对水产品胚胎具有致畸作用。徐超等[27]以斑马鱼胚胎为原料,分别对斑马鱼胚胎以1,2,2.5,15 mGy的剂量进行辐射,结果发现低剂量60CO-γ射线对斑马鱼胚胎的死亡率和孵化率无显著影响,而经2.5,15 mGy剂量的60CO-γ射线辐射后斑马鱼的畸形率显著增加。

高剂量的电子束辐照还可能会对长期暴露于辐射环境中的工作人员造成一定的健康危害,研究表明:经电子束辐照的水产品辐解产物,尤其是多脂水产品对人体具有一定的危害[28]。脂肪和脂肪酸在辐照下C—C键断裂生成正烷类,且在有氧和较高的辐照剂量下,脂类会发生过氧化作用生成过氧化物及氢过氧化物,并进一步生成醛、酮等小分子类有毒化合物使脂类发生酸败,危害人体健康。因此,在利用电子束辐照技术处理水产品时,应根据水产品的种类选择其适宜的辐照剂量,在保持最佳的保鲜效果的同时,最大限度地减少辐照对工作人员的健康危害。过量的电子束辐照能够加速脂质的氧化,降低氨基酸的质量分数,可能是因为带有能量的电子束降低了脂质氧化所需的活化能,破坏了氨基酸的羧基或氨基所致。深入研究电子束辐照对脂质氧化的机理,对改进及利用电子束辐照技术具有一定的积极意义。

3 微冻保鲜技术

微冻保鲜技术是将水产品贮藏在稍低于产品初始冻结点以下的一种低温轻度、部分冻结的保鲜技术,其主要微冻方法有冰盐微冻法、冷却微冻法以及低温盐水微冻法[29]。微冻保鲜技术利用低温、高渗透压来抑制微生物的生长繁殖或使微生物严重脱水死亡。在微冻条件下,鱼体中的一部分水分会被冻结,未被冻结的一部分溶液浓度和渗透压升高,从而抑制细菌的生长繁殖,降低内源酶活性以防止对鱼体组织的分解[30]。

微冻保鲜技术与传统的冷藏保鲜技术相比,在短贮藏期内能够延长货架期,可以保持水产品较好的持水率,避免了低温冷冻对细胞组织结构的破坏,高温冷藏引起细胞代谢的老化[29]。阙婷婷等[31]分别研究了-2.5 ℃微冻贮藏与-20 ℃冷冻贮藏条件下,乌鳢肉的pH、失水率、质构和感官特性等指标的变化。结果发现:在贮藏期内的第1个月各种指标都出现了不同程度的变化。相较于低温冻藏组,微冻贮藏组乌鳢肉的失水率低,质构特性较好,组织结构完整,更能保持水产品的品质。胡玥等[32]以带鱼为原料,研究了带鱼在4 ℃冷藏、-3 ℃微冻贮藏以及-18 ℃冻藏条件下的理化指标以及感官品质的变化。结果表明:冻藏方式下的带鱼品质保持最好,其次是微冻。观察其肌肉微观组织,发现短期贮藏时间内,微冻组样品细胞完整性最好。说明微冻保鲜相较于冷藏、冻藏能够较好地保持水产品的组织结构。陈思思等[33]研究了冷藏和微冻下鲢鱼片的变质变化,研究发现:与冷藏相比,微冻能够明显延长鲢鱼片的货架期。

相较于传统的冷藏保鲜技术,微冻保鲜虽然能够较好地保持水产品良好的品质,延长货架期,但是不同的微冻方式和微冻温度会对水产品菌落总数、汁液渗出率以及质构等产生不同的影响,从而导致了微冻保鲜的差异。Zeng等[34]研究了不同微冻方式下北极虾的菌落总数变化,发现冰盐微冻下的北极虾菌落总数保持上升趋势,冰水微冻时菌落总数则先降低后上升,且冰水微冻组的菌落总数在贮藏期间始终比冰盐微冻组低,表明冰水微冻法比冰盐微冻法保鲜效果更好。Duun等[35]研究了不同微冻温度下鳕鱼汁液的渗出率,发现在-2.2 ℃下贮藏的鳕鱼汁液损失率小于1.5%,用冰温贮藏15 d后汁液渗出率则大于5%,说明温度的变化对微冻保鲜效果起主要作用。李立杰等[36]以南美对虾为原料,研究了-3 ℃下微冻保鲜对对虾质构的影响,发现贮藏前期弹性、硬度、剪切力及咀嚼性持续上升,直到第2周后才开始下降。

微冻保鲜对温度要求较高,较小的温度波动会使水产品中的冰晶数量倍增[37],长时间微冻也会形成重结晶。在运用微冻保鲜技术时应严格控制温度,减小温度波动,针对不同水产品选择合适的微冻方式。微冻保鲜技术的保鲜效果因易受温度波动的影响,未来结合其他保鲜技术保鲜及改进设备控制温度波动是其发展的方向。

4 流态冰保鲜技术

流态冰是由微小的冰粒子和载液组成的均匀混合物,具有很高的焓,融化潜热非常大,同时还具有很高的储能密度和比表面积,这使它的冷却速率很快[38]。流态冰保鲜技术是一种新兴制冷技术,适用于间接接触冷却和直接接触冷却,可以给食品的运输带来便利。流态冰可抑制水产品中微生物的生长和繁殖,钝化其体内的生化反应,能够保持水产品的品质和延长货架期[39]。赵思敏[40]等研究了流化冰的预冷效果对大黄鱼贮藏过程中品质变化的影响时发现,在整个贮藏期内,流化冰组大黄鱼的感官评分、硬度和弹性均优于同期的碎冰对照组,且菌落总数、大肠菌群、蛋白水解酶微生物、脂肪水解酶微生物、TVB-N、TBA、K均低于对照组,表明流态冰对大黄鱼的预冷和保鲜效果比传统碎冰保鲜更具有优势。Zhang等[41]用流态冰冷藏金枪鱼,研究了其肌肉纤维蛋白含量在冷藏过程中的变化。结果发现:与碎冰组相比,流态冰组金枪鱼肌肉纤维蛋白的降解速度显著降低,且金枪鱼肉原有的品质、风味、外观均优于碎冰组。

一般来说,流态冰保鲜优于传统的碎冰保鲜,但其并不是对所有的水产品保鲜效果都优于碎冰。流态冰的含冰量、温度和含盐浓度等都会影响水产品的保鲜效果,严重时甚至还会影响水产品的品质[42]。Kilinc等[43]研究发现:一些水产品在流态冰或碎冰中短时间贮藏,它们的保鲜效果相差不大,但是在后期的贮藏过程中,由于流态冰融化向鱼体内渗透了过量的盐分,反而加速了鱼体的腐败,还可能会在融化过程中融入一部分微生物和化学反应生成的有害产物对水产品造成交叉污染,导致保鲜效果变差。此外,研究还发现:毛鳞鱼在碎冰中的保鲜效果甚至比流态冰要好一些,而且通常流态冰的最优保鲜效果只在短期内保持一些特定的水产品的品质,譬如大黄鱼、鲱鱼,鳕鱼和鲭鱼等。

海水和盐水是制冰最常用的混合二元溶液,当流态冰的盐水比例不同时,其贮藏期间鱼体的含盐量及保鲜效果也会有所变化,尤其是对盐分敏感的高值鱼[41],还可能会造成经济损失。因此,在实际运用流态冰保藏水产品时,应考虑制冰材料的化学性质及水的比例可能对产品带来的影响,以便选择合适的方案,避免造成损失。目前,在水产品保鲜中应用最多的是臭氧与冰水结合制成的流态冰,而有关研究流态冰与其他保鲜技术结合来保鲜水产品的理论、技术和装备研究报道较少。随着保鲜技术的不断发展,这将会是未来流态冰保鲜技术改进与发展的新趋势。

5 物理涂膜保鲜技术

物理涂膜保鲜技术是将薄膜覆盖于水产品的表面,从而达到保持表面水分、抑制水产品自身的呼吸,阻隔氧气的作用。经过全面的涂膜处理后,新鲜的水产品可以保持原有的新鲜度和质构,抵抗外界侵蚀菌类以及机械损伤,还能延长货架期,保持良好的色泽、风味与营养成分,提高经济效益[44]。

近年来,有关涂膜技术在水产品保鲜领域中的研究屡见不鲜[45],主要是关于复合涂膜保鲜性能的研究。复合涂膜保鲜效果通常优于单一物理涂膜保鲜。为探讨复合涂膜对水产品的保鲜效果,张家涛等[46]在聚乙烯醇涂膜内构建了茶多酚微胶囊与溶菌酶共存体系,以美国红鱼鱼片为原料,在4 ℃的贮藏条件下研究了鲜度指标和质构的变化以评价复合涂膜与单一聚乙烯醇涂膜的保鲜性能。实验结果发现:复合涂膜处理组的美国红鱼鱼片中的微生物生长受到抑制,且pH、TBA和TVB-N的质量分数以及硬度、弹性等指标变化速度均比单一聚乙烯醇涂膜组缓慢,并维持了鱼片较好的鲜度质地,证明复合涂膜的保鲜效果比单一聚乙烯醇更优。徐赵萌等[47]以带鱼鱼丸为原料,研究了不同Ag修饰量对纳米Ag/ZnO-壳聚糖复合涂膜保鲜性能的影响,发现与对照组的鱼丸相比,涂膜处理组的鱼丸菌落总数、pH、TMA等鲜度指标和硬度、回复性、弹性和白度等外观质构指标更优。其中0.5%的Ag/ZnO-壳聚糖复合涂膜的保鲜性能最好,能有效抑制鱼丸微生物的繁殖,延缓鱼丸品质的下降,延长货架期。柏韵等[48]也做过类似的研究,利用壳聚糖、ε-聚赖氨酸和卡拉胶进行复合涂膜,以感官评定、鲜度指标和质构特性等指标,评定不同复合涂膜对中国对虾在(4±1) ℃贮藏下的保鲜效果,发现涂膜组的保鲜效果优于空白组,且复合涂膜效果优于单一涂膜。与空白组相比,对虾经涂膜处理不仅能够抑制贮藏期间细菌的生长,延缓蛋白质和脂肪的氧化,而且可以延长货架期4 d。

涂膜保鲜技术在抑菌、延缓水产品的腐败以及维持水产品的质地品质方面具有良好的效果,但同时可能会给水产品的食用性带来安全隐患。涂膜在水产品表面的保鲜剂可能在贮藏过程中与外来化学污染物产生反应生成有毒有害的产物渗入到水产品内部,或者自身的一些重金属残留在水产品表面,对人体的健康造成一定的危害。另外,一些抗菌性涂膜(如PVC/TiO2纳米保鲜膜)的使用也可能引发细菌的抗性增强。因此,在运用涂膜保鲜技术贮藏水产品时,还需要研究所用的涂膜保鲜剂化学性质的稳定性及安全性,综合考虑评估选择保鲜效果好、安全性高的食品涂膜保鲜剂。

对于单一的涂膜保鲜剂,一方面,其保鲜效果没有复合涂膜的保鲜效果好;另一方面,化学性质没有复合保鲜剂稳定,容易分解或产生一些有害物质。未来研究可食涂膜与其他涂膜保鲜技术的结合将会逐渐成为研究的热点。对于如何选择合适的涂膜保鲜剂,保证水产品的品质及安全性是水产行业需要解决的问题。目前,针对涂膜保鲜剂对水产品质量安全的影响的研究报道甚少,研究常用涂膜保鲜剂对水产品质量安全的作用机理,这将为未来在运用涂膜保鲜技术时选择合适的保鲜剂提供一定的理论参考,以保证水产品的质量安全,提升上市销售的经济效益。

6 低温等离子体活化水保鲜技术

低温等离子活化水(PAW)是用低温处理不同性质水(如去离子水、磷酸盐缓冲溶液等)的统称[49],是由低温等离子体相互作用产生的,其主要活性成份是活性氧化物(ROS)、活性氮化物(RNS)。低温等离子体活化水不仅对细菌、酵母和霉菌等微生物具有很强的杀灭作用,而且对食品原料的品质、营养成份破坏小,具有无毒副作用等优点。但其物理化学性质易受低温等离子体放电方式、激发电压和电极类型等影响[50]。

低温等离子体活化水在杀菌和水产品保鲜方面效果较好。早期研究发现,等离子活化水中能够杀菌的活性成份是ROS,后来发现RNS也能够起到杀菌的作用。Wu等[51]用等离子活化水对不同浓度的H2O2溶液处理时,发现随着H2O2溶液浓度的增大,等离子体活化水的灭菌效果增强,原因是在等离子活化水的作用下H2O2的氧化性得到了增强,破坏了微生物细胞膜的完整性,使其死亡从而起到杀菌的效果。Xu等[52]用等离子活性水处理双孢蘑菇进行贮藏实验,7 d后检测其细菌和真菌数发现分别减少了1.5,0.5 lg CFU/g,同时还延缓了蘑菇的软化,再次证明了等离子体活化水能够对微生物的生长起到一定的抑制作用。Liao等[53]将PAW冰用DBD活化,用于虾的保鲜,发现8 d内其TVC的菌落数和TVB-N的质量分别维持在6 lg CFU/g和200 mg/kg以下,贮藏期延长了4～8 d,同时还延缓了虾头部的黑变。虾头的黑变是由多酚氧化酶氧化虾表面无色化合物单酚成为无色双酚,进而转变成黑色的醌类物质引起的,说明等离子活化水能够有效抑制多酚氧化酶的活性。鉏晓艳等[54]研究了等离子体活化水对鲈鱼优势腐败菌的抑制效果和抑制鱼块的腐败能力,以质构、挥发性盐基氮、菌落总数等指标,测定了PAW对鲈鱼腐败的抑制能力,发现PAW制备时间越长,抑菌效果越好。染菌鱼块在经过PAW60处理30 min,室温贮藏48 h后,腐败菌和TVB-N质量分数显著低于对照组,且鱼肉色泽和外观与对照组相比显著提高。

等离子活化水在抑制食品微生物生长,钝化食品内源性酶活性[50],延长食品货架期上具有一定的作用,已作为一种新的保鲜技术应用于水产品的保鲜之中。但钱婧等[55]研究发现:高强度的PAW能够显著提升生鲜黄鱼的亚硝酸盐质量分数以及TBARS水平,引起水产品安全和品质隐患,因此优化适当强度的PAW对水产品进行保鲜处理将是未来此类技术应用的重点。未来关于PAW如何钝化食品内源酶活性相关机理、如何将PAW保鲜技术大规模应用于水产品保鲜之中还需进一步深入研究,使PAW保鲜技术应用的领域更广以及更加贴近实际。

7 其他物理保鲜技术

高压脉冲电场杀菌技术和气调包装保鲜技术也是应用较为广泛的水产品物理保鲜技术。高压脉冲电场杀菌技术是将高电压的短脉冲反复作用于电极间的物料,以杀灭物料中微生物的一种冷杀菌技术。气调包装保鲜技术是通过改变气体的组成和比例,得到不利于微生物生长繁殖的环境条件以抑制微生物生长繁殖、脂类氧化和内源酶所引起的反应,从而延长水产品保质期的一种保鲜方法[56]。

作为一种新型食品杀菌技术,高压脉冲杀菌处理过程作用时间短,温度低,避免了热杀菌对食品品质的不良影响,能够在很大的程度上降低传统杀菌过程中的高温对食品营养素和感官品质的破坏,延长食品货架期[57],具有广阔的工业化应用前景。Gudmundsson等[58]用强度为11 kV/cm,脉冲数为2、脉宽为7 μs的高压脉冲电场对鲂鱼卵进行杀菌处理,发现与对照组相比,其菌落总数减少了一个数量级,表明高压脉冲电场水产品也具有较好的杀菌效果。高压脉冲电场杀菌技术虽然能够在一定的程度上对食品起到较好的杀菌与嫩化效果,能够保持食品良好的色、香、味,延长货架期,但高压脉冲电场杀菌效果容易受温度的影响并不是对所有种类的食品都具有良好的灭菌与品质保持效果。目前,我国对高压脉冲电场技术的研究还处于起步阶段,在肉制品及工业上的用途还没有充分开发出来,今后随着高压脉冲电场杀菌技术研究的深入,这一技术将会得到更有效的应用。

气调保鲜能够保持水产品良好的色泽、气味和弹性,延缓腐败,能够避免化学保鲜剂和辐照保鲜可能带来的安全问题,在水产品保鲜及保鲜效果上的应用研究广泛。Qian等[59]研究了不同CO2体积分数下南美白对虾品质的变化,发现80% CO2,15% N2,5% O2气调保鲜组TVB-N和TVC质量分数最低,其色泽、气味和弹性都优于其他组,表明了高体积分数的CO2能够显著提高虾的品质。Fernandez等[60]以三文鱼片为原料,用90% CO2和10% N2对三文鱼片进行保鲜,发现相比与空气对照组,汁液流失率、pH、TVB-N和K都有更好的接受度,在-1.5 ℃贮藏下货架期可以达到28 d,表明气调保鲜能够更好地保持三文鱼良好的品质,延缓腐败。目前,气调保鲜技术常用于果蔬的保鲜中,水产品的保鲜研究尚处于初步阶段,有待进一步深入研究,具有广阔的发展空间。此外,气调保鲜技术结合其他技术或改变保护气体以用于水产品的保鲜中,是气调保鲜技术改进的一个方向。

8 结 论

物理保鲜法能够提高水产原料及其制品的安全性,但其保鲜效果往往易受各种环境因素的影响。水产品经过超高压处理,腐败速度显著降低,货架期明显延长。如果压力过高则会使水产品色变、变性、熟化和持水性降低,影响其品质;一定剂量的电子辐照能够杀灭水产品中绝大部分微生物,保持产品原有的鲜度品质,高剂量的辐照则会引起蛋白质的变性、氨基酸的损失,使水产品的营养价值降低;微冻保鲜虽然能在短期内保持水产品较好的品质,但容易受温度的波动而影响保鲜效果,长时间的微冻也会形成重结晶破坏水产品内部结构,引起汁液流失;流态冰虽然比碎冰保鲜效果好,但并不是对所有的水产品都能起到较好的保鲜效果,在保鲜后期流态冰的融化可能会融入一部分微生物或化学反应生成的有害物质,对水产品造成污染;复合涂膜保鲜效果虽然优于单一涂膜保鲜,可以抑菌、延缓水产品的腐败、维持水产品的质地品质,但应用于涂膜的保鲜剂可能与外来化学物反应生成有害物质渗入到水产品内部,对人体的健康造成一定的危害或引发细菌的抗性增强;等离子体活化水不仅在杀菌和水产品保鲜方面效果好,还可以钝化食品中内源酶,但是高强度等离子体活化水易导致亚硝酸盐质量分数升高以及引起脂质氧化;高压脉冲电场杀菌技术虽然能够在一定程度上对食品起到较好的杀菌与嫩化效果,可以保持食品良好的色、香、味,延长货架期,但是杀菌效果容易受温度、食品种类和高压脉冲电场场强等因素的影响。综上,在运用物理保鲜法对水产品进行保鲜时,需考虑可能对保鲜效果造成影响的环境因素,最大程度地避免环境因素导致保鲜效果不佳、水产品品质受损。在未来研究中,综合考虑不易受环境影响以及利用多种保鲜技术的优势结合而成新的保鲜技术将是水产品保鲜技术发展与改进的方向。