生物保鲜剂在水产品保鲜中的应用研究

◎ 林志荣

（1.中华全国供销合作总社管理干部学院，北京 100028；2.中国供销集团（宁波）海洋经济发展有限公司，浙江 宁波 315713）

水产品因其风味独特和营养丰富备受消费者喜爱，但水产品内源酶活性强，且易受副溶血性弧菌、腐败希瓦氏菌、假单胞菌属等病原微生物的污染，一些酵母类单细胞真菌易在腌制类水产品中过量繁殖，导致产品的口感、品质下降，肉质腐败，极大地影响了水产品的储存、运输、加工及销售过程。因此，迫切需要高效的保鲜技术降低水产品损失。

水产品通常采用物理、化学和生物技术保鲜。超高压等物理保鲜技术能有效抑制微生物生长繁殖和降低内源酶活性，但对水产品的品质和口感会产生一定的影响；化学保鲜剂易带来环境污染和健康问题；生物保鲜剂是从生物中提取，由于其环保高效，逐渐成为当前研究热点。本文综述了常见的生物保鲜剂及抑菌机理，并介绍了生物保鲜剂与其他保鲜技术结合在水产品保鲜中的应用情况，为水产品生物保鲜研究提供参考。

1 常见的生物保鲜剂及抑菌机理

1.1 茶多酚

茶多酚是一类存在于茶叶中的多酚类化合物，包括多种亚类。其中，儿茶素类最为丰富，占茶多酚的60%～80%。而表没食子儿茶素没食子酸酯是儿茶素类的一种，具有抗氧化、抗肿瘤等多种生物活性，约占儿茶素的70%，是茶多酚的主要生物活性物质。

茶多酚表现出广泛的抗菌特性，能有效抑制引起食源性疾病的细菌，特别是对水产品中普遍存在的、带菌率较高的副溶血性弧菌的抑菌效果显著。茶多酚的抑菌机制是多样的。①茶多酚可破坏细菌的细胞形态。茶多酚可以破坏细菌细胞膜的脂质结构，致使细胞内容物溢出，影响细菌细胞形态，从而干扰细胞内特定蛋白质的合成和代谢过程。②茶多酚可影响细菌的基因表达。表没食子儿茶素没食子酸酯通过诱导金黄色葡萄球菌中VraR 基因和肽聚糖生物合成相关基因的表达，干扰细菌细胞壁合成，达到抑菌作用。③茶多酚能与部分金属离子发生络合作用，阻碍细菌的正常生长代谢。于淑池等[1]研究表明，苦丁茶多酚可有效抑制荧光假单胞菌相关酶活性、生物被膜形成、群集以及泳动能力等相关腐败特性，其浓度为2.0 mg·mL-1时，对这些腐败特性指标均有较高的抑制率。PAN 等[2]研究发现，用0.2%茶多酚溶液在4 ℃条件下浸泡脆肉鲩鱼片，能显著降低鱼片中的假单胞菌和气单胞菌，使货架期延长6 d。

茶多酚与其他生物保鲜剂复配使用比单一使用效果更佳。董轶群等[3]试验发现，4 ℃贮藏条件下，团头鲂经复合保鲜剂（0.2%茶多酚+2%壳聚糖+0.05%溶菌酶）处理后，能延缓总活菌数、pH 值和总挥发性碱氮的上升，较佳食用时间延长4 h 左右，白度、持水力均明显升高。朱士臣等[4]研究发现，用30 mg·mL-1茶多酚+2.75 mg·mL-1姜黄素复配液处理贻贝，于-18 ℃贮藏12 周，处理过的贻贝具有较低的总活菌数、冷菌数、TVB-N 及TBA 值，有较好的弹性和感官品质，持水性和水分活度显著高于对照组，货架期可延长7～14 d。

1.2 壳聚糖

壳聚糖广泛存在于海洋节肢动物的甲壳中，属于动物源性生物保鲜剂。壳聚糖是由N-乙酰氨基葡萄糖连接而成的直链多糖，具有较好的成膜性和抗菌性，对水产品中常见的腐败微生物均有良好的抑制效果，常被应用于水产品保鲜中。研究报道壳聚糖抑菌机制较为复杂：壳聚糖中氨基基团易与微生物细胞外膜的阴离子结合，破坏细菌细胞膜结构；壳聚糖与细胞内部的DNA 和RNA 等遗传物质结合，造成细菌生理功能紊乱；壳聚糖优良的成膜性可以在食品表面覆盖一层保护薄膜，减少水产品与环境之间的水分传递以及氧气接触。张小敏等[5]研究发现，壳聚糖和乳酸链球菌素复配产生协同效应，能有效抑制轻腌大黄鱼中普通变形杆菌和蜂房哈夫尼菌。MOSAVINIA 等[6]研究表明，壳聚糖结合氧化锌纳米颗粒和白扁豆精油制备的涂层，能有效降低亚洲鲈鱼鱼片在冷藏（4±1）℃期间的自由脂肪酸、硫代巴比妥酸值、总挥发性氮以及pH 值等，可以延长亚洲鲈鱼鱼片的贮藏期。

1.3 溶菌酶

溶菌酶普遍存在于哺乳动物唾液、眼泪、血浆以及组织细胞中，其作用机理是能够切断革兰氏阳性菌细胞壁的肽聚糖中连接N-乙酰葡糖氨基酸和N-乙酰胰岛素氨基酸的β-1,4 糖苷键，导致细胞壁破裂并溶解。吴佩君等[7]研究发现，溶菌酶对南美白对虾腐败菌中的哥伦比亚肠球菌、蜡样芽孢杆菌和藤黄微球菌等均有抑制作用，最小抑菌浓度分别为0.4 mg·mL-1、1.8 mg·mL-1和0.2 mg·mL-1。邓文静等[8]研究表明，溶菌酶、银耳多糖和乳酸链球菌肽组成的复合保鲜剂能减缓南美白对虾黑变，使南美白对虾贮藏期延长3～4 d。

1.4 乳酸链球菌素

乳酸链球菌素是一种由乳酸链球菌产生的小分子天然活性抗菌肽，能够阻碍芽孢的萌发，对革兰氏阳性菌（尤其是可形成芽孢的）有较好的抑菌作用。乳酸链球菌素的作用机理主要有两种。①乳酸链球菌素能在靶细胞的细胞膜上形成离子通道，影响细胞内外的物质交换。②乳酸链球菌素能与靶细胞膜上的脂质结合，抑制肽聚糖等物质的合成，从而影响细胞膜的合成。郑稳等[9]研究乳酸链球菌素、普鲁兰多糖和山梨酸钾复合生物保鲜剂对大口黑鲈鱼货架期的影响。结果发现大口黑鲈鱼贮藏期（10 d）结束时，其挥发性盐基氮、鱼肉持水率、肌动球蛋白含量、巯基含量以及Ca2+-ATPase 活性等值均低于空白对照组，有效地延长了大口黑鲈鱼货架期。WU 等[10]研究发现，在恒定和波动10 ℃条件下，25 μg·mL-1乳酸链球菌素和1.0 mg·mL-1芝麻酚联合使用能显著抑制黄鳍金枪鱼片中单增李斯特菌的生长，使其降低至1.1～3.2 lgCFU·g-1。同时，复合保鲜剂处理还降低了金枪鱼片的脂质氧化活性，增强了过氧化氢酶活性和谷胱甘肽过氧化物酶活性。

1.5 ε-聚赖氨酸

ε-聚赖氨酸主要由白色链霉菌发酵葡萄糖所得，具有广谱抑菌性，不会对水产食品的口感及本身的味道产生显著影响，在水产品保鲜中应用广泛。ε-聚赖氨酸的作用机理是通过静电作用覆盖在靶细胞膜表面，改变细胞形态和结构，增加细胞膜的通透性；随后，ε-聚赖氨酸进入细胞内部，与DNA 结合，改变细胞内蛋白质和基因的表达谱，最终导致细胞死亡。LI 等[11]研究发现，ε-聚赖氨酸与壳聚糖和海藻酸钠生物活性涂层结合，并结合高CO2气调包装，能显著降低河豚总活菌数，减少鱼腥味化合物含量和延缓鱼肉中水分子迁移，提高河豚在4 ℃的储藏品质。ALIREZALU等[12]研究表明，用0.2% ε-聚赖氨酸和6%荨麻提取物复合保鲜剂处理虹鳟鱼肉，冷藏12 d 后，虹鳟鱼样品具有最高的红色量和最低的总挥发性碱氮值，ε-聚赖氨酸和荨麻提取物有助于维持虹鳟鱼鱼片的肉质和延长其保质期。

1.6 精油和香辛料

精油、香辛料是从植物中提取出来，含有多种生物活性成分，具有明显的抑菌及抗氧化作用，其抑菌机制多为破坏微生物的细胞质膜或改变细胞形态和超微结构。植物精油、香辛料能抑制水产品中的食源性致病菌，在水产品的保鲜、加工及贮运方面具有巨大的应用价值。吴怡等[13]研究表明，迷迭香精油能降低鲈鱼片脂肪氧化速率，与微酸性电解水结合后能显著抑制贮藏期间鲈鱼片的PBC、TVC、TVB-N 与pH 值的增长，减缓TBA 值升高，还能改善鲈鱼片的保水性能，保持良好的感官品质。昝春兰等[14]发现桉叶精油对腐败希瓦氏菌和金黄色葡萄球菌的抑菌机制是改变了细菌的细胞形态和超微结构，造成细胞内容物泄露及生理功能紊乱，从而导致细菌死亡。牛宇光等[15]研究发现，白鲢鱼糜样品经紫苏提取物漂洗后，腥味成分如1-辛烯-3-醇等含量减少；在4 ℃贮藏期间，白鲢鱼糜的菌落总数、TVB-N、TBARS 值的增长速率显著降低（P＜0.05），pH 值变化稳定，保质期延长。

2 生物保鲜剂结合其他保鲜技术在水产品中的应用

生物保鲜剂虽然天然安全，但较为敏感，需要特定的温度和湿度来维持活性，保鲜效果和稳定性方面比不上某些化学保鲜剂，因此生物保鲜剂常与其他保鲜技术配合使用，发挥不同保鲜技术的协同作用。邹小欠等[16]研究发现，茶多酚等生物复合保鲜剂结合300 MPa 超高压，可显著减缓腌制生食泥螺在冷藏期间TBARs、TVC 和TVB-N 值的上升，维持稳定的pH 值和感官品质，其效果优于复合保鲜剂和超高压单独处理。刘文浩等[17]研究发现，0.01%～0.03%ε-聚赖氨酸盐酸盐对气调包装即食小龙虾中弗氏柠檬酸杆菌抑菌率均能达到100%，添加了复合保鲜剂的气调包装即食小龙虾在（15±2）℃条件下能有效保持新鲜度，货架期可由2 d 延长至6 d。

生物保鲜剂与纳米技术结合，可以通过增加保鲜剂与水产品的接触面积、调控保鲜剂的释放速率和减少保鲜剂用量等方式改善生物保鲜剂的抗菌性能，使其更有效地对抗多种微生物。在水产品保鲜领域，可将具有抗菌特性的叶醛包覆在电纺纳米纤维中，制备食品活性包装材料。崔方超等[18]通过4 ℃金枪鱼保鲜实验证明，叶醛/玉米醇溶蛋白纳米纤维膜能有效降低鱼肉的菌落总数、挥发性盐基氮含量以及组胺含量，延缓鱼肉质地劣变，使金枪鱼片的货架期延长3 d。

近年来，生物保鲜剂与微胶囊技术相结合的研究也取得了较好的进展。吴泽龙等[19]经贮藏实验证实，当虾活性肽微胶囊添加量为3%及以上时，复合膜的抗氧化性能较好，可抑制虾体腐败，改善虾体感官，减缓机体pH 上升、挥发性盐基氮激增和菌落总数抬升等腐败现象，其贮藏期较无保护组可延长3～4 d。马慧等[20]研究表明，经60Co-γ 射线联合甜橙精油微胶囊对小龙虾进行保鲜处理，在4 ℃处理8 d 时，TVB-N 值、菌落总数和TBA 值均明显优于对照组，使小龙虾货架期延长7 d。

3 结语

生物保鲜技术天然、安全、易降解，大量研究表明生物保鲜剂能实现水产品保鲜和延长货架期。但生物保鲜剂对环境温湿度较为敏感，且在生物中含量极低，提取、纯化较为复杂，成本较高。目前，复合生物保鲜剂在水产品生产中的应用尚不普遍。未来，水产品的研究将更多地关注复合生物保鲜剂与其他保鲜技术的综合应用。因此，我国需要继续深入探索生物保鲜剂的保鲜机制，为水产品保鲜技术的发展提供新的方向。