生物技术在水产品保鲜应用的研究进展

张杰，邢志宾

（河北省农业厅，河北 石家庄 050011）

摘要：水产品因其蛋白质和水分含量较高、脂肪多呈液态，在运输和贮藏过程中极易发生腐败变质。生物技术作为新兴技术已应用于众多领域，但在水产品保鲜领域尚处于起步阶段。本文概述了酶制剂、可食涂膜、抗菌涂膜对水产品保鲜的研究，期望对水产品生物保鲜技术的进一步研究提供理论依据。

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关键词 ：水产品；酶制剂；可食性涂膜；抗菌性涂膜；保鲜

水产品具有蛋白质含量高、脂肪含量低等特点，在加工、贮藏和销售过程中很容易受到微生物的污染。所以，延长水产品的保鲜期限相对其他食品而言难度更大。目前，水产品保鲜技术主要为冷冻保鲜、化学保鲜及气调保鲜等，但以上技术存在蛋白质变性、营养成分流失和化学品残留等问题。

生物技术作为一项新兴技术已在医药、化工领域取得长足的进展[1]，但在食品保鲜特别是水产品保鲜中的研究尚处于起步阶段。本文概述了酶制剂、可食涂膜及抗菌涂膜在水产品保鲜方面的研究进展，并对其应用于水产品保鲜做了展望。

1酶制剂保鲜

酶制剂技术是指利用酶的催化作用来防止或消除外界因素对水产品的不良影响，从而保持水产品的鲜度[2-3]。酶法保鲜具有以下优点：一是酶对底物具有严格的专一性，添加到成分复杂的原料中不会引起不必要的化学变化；二是酶本身无毒、无味、无嗅，且不会损害食品本身的价值；三是由于酶作用所要求的温度、pH值等作用条件都很温和，不会损害产品的质量。采用酶法保鲜在必要时只需用简单的加热方法就能使酶失活，终止其反应。目前，应用于水产品保鲜的酶制剂主要有溶菌酶和葡萄糖氧化酶。

1.1溶菌酶保鲜

溶菌酶通过水解细菌细胞壁肽聚糖β-1.4糖苷键导致细菌自溶死亡，它广泛作用于有细胞壁结构的各种细菌，具有抗菌、抗病毒、抗肿瘤的功效，是一种安全的天然防腐剂。在水产品保鲜中溶菌酶主要是与其他保鲜剂混合使用，制成复合保鲜剂或复合保鲜液、保鲜冰来贮藏食品。

溶菌酶复合保鲜剂可有效消除外界细菌对水产食品的污染，起到防腐保鲜的作用。邱春江等[4]通过试验研究在冷藏条件下溶菌酶与Nisin制成的复合生物保鲜剂对缢蛏的保鲜效果，结果表明溶菌酶和Nisin单独使用或混合添加与单纯冷藏相比均具有明显的保鲜效果，而将两者混合添加的保鲜效果更佳。

1.2葡萄糖氧化酶保鲜

葡萄糖氧化酶是黑曲霉等经过发酵后制得的高纯度酶制剂。其用于水产品保鲜原理一是通过氧化葡萄糖产生葡萄糖酸，降低食品表面的pH值、抑制微生物的生长；二是通过消耗氧气催化葡萄糖氧化，从而延长食品的保质期。葡萄糖氧化酶对于已经发生的氧化变质可以阻止进一步发展；在未变质时，能防止发生[5]。

水产品在加工、贮藏过程中，氧气的存在使其保鲜受到很大影响，利用葡萄糖氧化酶是一种理想的方法。马清河[6]将用葡萄糖氧化酶浸渍处理的对虾在冷藏和冷冻条件下研究保鲜效果，结果表明对虾经过保鲜剂浸渍处理后冷藏(4 ℃)120 h能保持二级鲜度，冷冻储存(-18 ℃)12个月仍能保持二级鲜度。

2涂膜保鲜

可食涂膜是指以可食性生物物质为主要基质，同时添加可食性增塑剂，通过一定的处理工艺形成一种具有一定力学性能和选择透过性的涂膜[7]，主要通过防止气体、水蒸汽和芳香成分等的迁移来避免食品在贮运过程中发生风味、质构等方面的变化。

可食涂膜的原料主要包括多糖、蛋白质及类脂。多糖类凃膜具有透明度高、弹性好兼具有一定的抑菌作用，可防止细菌和真菌污染；蛋白质膜具有很好的阻氧性，且机械性能和透明度比较理想，但受环境湿度的影响较大；脂质涂膜主要用于阻止水分的损失[8]，但由于涂膜不能与食品表面很好地结合易造成涂膜的不均匀而失去保鲜作用。组分单一的涂膜主要用于果蔬保鲜，比如使用热融性石蜡、巴西棕搁蜡涂覆桔子、柠檬，以延缓它们的脱水失重，延长货架寿命[9-10]

将多糖、蛋白质和脂质按不同的比例结合在一起，通过改变组分和含量来改善膜的机械强度、透光性、透气性和持水性等，从而获得质量优良、使用方便、保鲜效果良好的复合膜。复合膜具有明显的阻隔性能及一定的选择透过性，在水产食品保鲜方面具有广阔的应用前景。B.Ouattara[11]发现SPI膜对虾仁保持其品质和延长货架期有一定的作用；印度学者采用鱼肉肌原蛋白成膜液对野鳗鱼块在冰藏条件下进行涂膜保鲜，发现膜液能使鱼块保鲜期延长10 d左右；Yvonne[12]研究发现乙酰单甘酯与乳清分离蛋白做为大马哈鱼涂膜能使水分在三周内散失减慢42%～65%并能使脂类氧化延缓，从而提高了保藏品质。

3抗菌涂膜保鲜

抗菌涂膜是指在可食涂膜中添加抑菌剂，通过抑菌剂的缓释作用来达到抑菌、保鲜效果的一种保鲜膜。国外抗菌涂膜的研究始于20世纪80年代，我国在90年代以后才开始相关的研究，目前已研制出PE/Ag纳米防霉保鲜膜、PVC/TiO2纳米保鲜膜等产品，这些涂膜抗菌性能优良，机械强度比可食涂膜有了不同程度的提高[13]。

抑菌剂是影响抗菌凃膜功效的主要因素，其中抑菌剂主要包括有机抑菌剂、无机抑菌剂和天然抑菌剂三大类[14]。有机抑菌剂对微生物的抑制作用具有一定的特异性但易产生耐药性；无机抗菌剂无毒、广谱但价格较高且抑菌性较迟缓；天然抑菌剂抑菌效率高且安全无毒，但是耐热性较差，易受到加工条件的制约。实际应用中可以根据腐败微生物的种类选择添加抑菌剂，从而达到有效抑菌。

作为抑菌剂的载体，涂膜材料与抑菌剂的生物相容性及制膜工艺对抑菌剂的功效也有一定的影响。抑菌剂通过缓释作用从涂膜中释放作用于食品表面，从而持久地抑制或防止腐败微生物的生长[15]。研究表明，抑菌剂在凃膜中的扩散越慢，保鲜膜的抗菌效果越好。

抗菌涂膜目前多用于肉制品保鲜，兰凤英[16]采用添加醋酸的壳聚糖对酱牛肉进行涂膜保鲜，不仅抑制了酱牛肉中腐败微生物的繁殖而且维持了产品的香味和细嫩的口感。而抗菌涂膜在水产保鲜应用却是一个新颖的研究领域，Sirugusa[17]等将有机酸添加到海藻酸钠膜中对水产品进行涂膜保鲜，试验结果表明这种抗菌膜能抑制病原菌和腐败菌的生长；黄海所酶工程室研究人员[18]将含有溶菌酶的海藻酸钠对罗非鱼片进行处理，通过测定贮藏期菌落总数、TVB-N值等指标，综合考虑鲜度指标，结果表明抗菌涂膜可以将保鲜期延长5.5 d。

4展望

随着人们食品安全意识的提高以及传统保鲜技术存在的问题，发展生物保鲜技术是一种必然趋势。酶制剂、抗菌涂膜等技术用于水产品保鲜工艺简单、性价比较高，且生成降解物对环境无污染。笔者期望有更多的专家对其开展深入研究，使其工业化批量生产并早日实现商品化。

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（收稿日期：2014-03-13）