生鲜食品保鲜技术研究

生鲜食品保鲜技术研究

食品工程四班2011309120012陈世龙

摘要：随着人们生活水平的提高，消费需求和方式的转变，生鲜食品已成为城乡居民生活中的必需品。但由于保鲜技术的相对滞后，生鲜食品产后腐败损失严重，成为制约我国农产品加工业和食品工业发展的重要因素之一。生鲜食品保鲜已成为当今农业、食品企业、物流业和消费者所关心的热点问题。本文以生鲜水产品和果蔬为主要对象介绍生鲜食品保鲜技术的国内外研究现状。

关键词：生鲜食品；果蔬；水产品；保鲜技术

1前言

生鲜食品是指由种植、采摘、养殖、捕捞形成的，未经加工或经初级加工，可供人类食用的生鲜农产品。根据原料来源可分为果蔬、水产品、肉类。随着社会生活节奏的加快，人们的生活习惯也发生改变，同时冷藏链、冰箱、微波炉的普及，人们越来越重视食品的方便性、营养性、安全性。生鲜食品不仅满足消费者的饮食需求，而且大大缩短消费者的备餐时间，因而深受消费者亲睐。然而生鲜食品具有易腐性、季节性和地域性的特点，使其在贮藏、市场供应及产品开发方面受到很大限制。由于产后贮藏保鲜及加工技术的相对滞后，我国生鲜食品腐烂损失十分严重。据统计，目前我国水果的腐烂损失率在25%～30%，蔬菜的腐烂损失率在20%～25%，水产品的损失率在15%左右，而欧、美、日等发达国家农产品平均损失率仅为1.7%～5%。保鲜技术落后、产后损失严重已成为制约我国农产品加工业和食品工业发展，影响农民收入和市场竞争力的重要因素之一。生鲜食品保鲜是保证其贮藏期品质稳定，实施远距离或反季节贸易的关键，已成为农业和食品产业的一个重大难题，受到食品企业、物流业和消费者的广泛关注。

2 生鲜食品主要保鲜技术

生鲜食品保鲜是根据其品质特点和腐败变质机理，在其生产和流通过程中采用物理、化学或生物方法处理，抑制或延缓生鲜食品的腐败变质，保持其良好鲜度和品质的技术。目前生鲜食品保鲜方法主要有物理、化学和生物法三大类，每类方法又衍生出很多新技术，各自依托不同的保鲜原理。虽然各种保鲜手段的侧重点不同，但都是对保鲜品质起关键作用的因素进行调控。首先是控制生鲜食品生理、生化变化进程，从而延缓品质劣变进程；其次控制微生物，主要通过控制腐败菌来实现。主要保鲜技术有低温保鲜、化学保鲜、生物保鲜、气调保鲜、超高压保鲜、辐照保鲜、臭氧保鲜等。此外，近几年一些新的保鲜技术，包括复合保鲜技术不断涌现，如临界点低温高湿贮藏、高压静电场处理保鲜、细胞间水结构化气调保鲜、热激处理保鲜等。

2.1低温保鲜

2.1.1水产品低温保鲜

低温保鲜是水产品最主要的保鲜技术。水产品低温保鲜技术主要有冷藏冷冻、冷海水/冷盐水保鲜、微冻保鲜、冻结保鲜和冰温保鲜技术，用于保持鱼体原有的鲜度和鱼肉的品质，抑制鱼体死后的生物化学变化。微冻保鲜技术是将新鲜渔获物放入低于鱼肉冰点（2℃）以下的冷冻海水中快速冷却，然后将鱼体保存在-2~0℃的微冻温度区域内保鲜，该方法可有效保持鱼肉的鲜度。此后，又发展了超冷保鲜和无冰保鲜技术[1]。超冷保鲜技术是一种使鱼体窒息和快速冷却同时实现的保鲜技术。无冰保鲜技术是采用-5～3℃的冷媒（深冷海水），通过喷淋、浸泡等剧烈冷却及清洗方式，使水产品在最短时间内快速冷却至-2—-1℃的微冷

状态，然而通过舱内保温保湿系统对水产品进行保温，从而达到最佳保鲜效果以及理想保鲜成本的技术。

2.1.2果蔬低温保鲜

果蔬低温保鲜主要是通过低温来抑制微生物的繁殖，减缓果蔬的呼吸作用。这种方式可分为自然温度和人工冷却贮藏法。目前果农普遍采用的沟藏、窖藏等自然温度贮藏法，它是利用自然温差来调节与控制贮藏环境，使其处于较低的温度。冷库属人工冷却贮藏法，所用设备是冷藏库配以氨压缩机及相应的辅助设备进行制冷，根据果蔬各自的贮藏温度，自动调节库内温度和湿度。目前国内2/3的果蔬企业采用此方法。

采用冰温技术能够长时并有效地保持适熟水果的固有风味和新鲜度，提高其商品价值。在果蔬贮藏方面，对梨、桃、冬枣、樱桃、李、柑橘、香蕉等的冰温保鲜已取得成功，该技术在日本、美国、韩国等国家得到迅速发展[2]。杨梅是我国南方特产水果，采后极易发霉变质，在20～22℃条件下仅能保存3d，10～12℃保鲜7d，0～2℃保鲜9～12d。即使采用壳聚糖涂膜并结合低温贮藏也只能延长至16d。然而用二氧化氯缓释剂处理杨梅并结合冰温贮藏可将其保鲜期延长至近30d，且贮藏21d时，杨梅硬度仅下降6.7%，可溶性固形物含量下降16.7%，总酸含量下降32.5%，无霉果产生，杨梅的色、香、味和口感俱佳；贮藏至28d时，也仅有个别霉果出现[3]。

20世纪80年代，日本北海道大学率先开展冰温高湿保鲜研究，此后其它科研人员开始采用临界点低温高湿贮藏（CTHH），即在物料冷害点温度0.5～1℃以上相对湿度90%～98%的环境中贮藏保鲜果蔬。其保鲜机制是：采用尽可能低的温度有效控制果蔬在保鲜期内的呼吸强度；采用高相对湿度的环境有效降低果蔬水分蒸发，减少失重。从原理上说，CTHH 既可防止果蔬在保鲜期内的腐烂变质，又可抑制果蔬的衰老，是一种较为理想的保鲜手段。

2.2化学保鲜

化学保鲜是在食品生产、贮藏和运输过程中使用化学品（化学保鲜剂）来延长货架期，保持品质的措施，其优点是只需在食品中添加少量的化学品，如防腐剂、抗氧化剂、保鲜剂等物质即可有效延缓生鲜食品的腐败变质，具有简便、经济、高效等特点。

水产品化学保鲜常用的方法有4种，即：食品添加剂（防腐剂、杀菌剂、抗氧化剂）、抗生素、糟醉和烟熏保鲜，其中使用食品添加剂保鲜尤为普遍。在20世纪50年代，国内外曾采用各种广谱性抗生素进行水产品保鲜。20世纪60年代起，开始用亚硫酸钠等化学防腐剂防止水产品变黑。某些国家还将其作为商品销售，被众多生产厂家用于食品、饮料及水产品的防腐保鲜中。由于一些抗生素与化学保鲜剂存在残留问题，因此在实际应用中逐渐被淘汰。

果蔬贮藏中使用较多的化学保鲜剂有消毒杀菌剂、活力多效素保鲜剂、生长抑制剂等，根据使用方法，可分为吸附型、浸泡型、熏蒸型。吸附型防腐保鲜剂主要通过清除果蔬贮藏环境中的乙烯，降低O2含量或脱除过多的CO2而抑制果蔬的后熟以达到保鲜的目的。浸泡型防腐保鲜剂是通过浸泡、喷施等方式达到防腐保鲜的目的是最常用的防腐保鲜剂。用其杀死或控制果蔬表面或内部的病原微生物，并可调节果蔬采后的呼吸代谢。熏蒸型防腐剂是指在室温下挥发成气体以抑制或杀死果蔬表面的病原微生物，是对果蔬毒害作用较小的一类防腐剂。目前已大量用于果蔬及谷物防腐。常用的熏蒸型防腐剂有仲丁胺、SO2释放剂、二氧化氯和联苯等[4]

化学保鲜剂对人体健康有一定程度的影响，甚至出现致癌致畸等毒性。近年来因滥用食品添加剂而引发的食品安全事件层出不穷，使化学保鲜越来越多地受到人们的质疑。天然无毒无害的生物保鲜剂成为目前研究的热点。

2.3生物保鲜

生物保鲜技术是将某些具有抑菌或杀菌活性的天然物质配制成适当浓度的溶液，通过浸泡喷淋或涂膜等方式应用于生鲜食品中，进而达到防腐保鲜的效果。生物保鲜技术的机理包括抑制或杀灭食品中的微生物，隔离食品与空气的接触，延缓氧化作用，调节贮藏环境的气体组成及相对湿度等因生物保鲜剂具有天然、安全、简便等优点，故应用范围不断扩大，已成为食品保鲜技术的研究热点之一。目前研究较多的是利用微生物菌体及其代谢产物保鲜、生物天然提取物保鲜和基因工程技术保鲜。

2.3.1水产品生物保鲜

用于水产品保鲜的生物保鲜剂主要有微生物代谢产物如乳酸链球菌素、生物酶（溶菌酶、葡萄糖氧化酶、谷氨酰胺转氨酶等）、生物天然提取物（茶多酚、壳聚糖、鱼精蛋白等），以及以上述物质为主要成分的复合生物保鲜剂。

乳酸链球菌素是由乳酸链球菌产生的一种高效、无毒、安全、营养的生物保鲜剂，可抑制引起食品腐败的革兰氏阳性菌的生长、繁殖。研究表明，在新鲜鱼中添加乳酸链球菌素能很好地抑制产毒菌的生长和产毒如添加25mg/L的乳酸链球菌素对龙虾肉、鲑鱼、蟹肉组织无任何损伤，且明显降低了单核细胞增生李斯特氏菌的水平[5]。能够显著推迟鳕鱼片、鲱鱼片及烟熏鲭鱼等海产品中肉毒梭状芽孢杆菌产毒，抑制波特淋菌中毒[6]。

溶菌酶又称胞壁质酶，可以水解细菌细胞壁中的肽聚糖导致细菌自溶死亡，因此被广泛用于有细胞壁结构的细菌，其对人体细胞无害。然而溶菌酶主要是与其它保鲜剂复合使用来起到对水产品的保鲜作用[7]。陈舜胜[8]等人研究了溶菌酶复合鲜剂对虾、带鱼段、扇贝柱和柔鱼条的保鲜作用，结果发现采用复配的方式既扩大了溶菌酶的抗菌谱范围又增强了抗菌作用强度，在相同条件下可延长保鲜期约1倍的时间。郭良辉等[9]将溶菌酶与Nisin复合保鲜蚌肉对其细菌总数挥发性盐基氮的上升都起到了良好的抑制作用，且协同效应明显。

2.3.2果蔬生物保鲜

果蔬生物保鲜技术包括利用微生物拮抗保鲜、天然提取物质保鲜、基因工程技术保鲜3种方法。

微生物拮抗保鲜技术采用现代微生物技术，利用菌体次生代谢产物或直接利用微生物菌体和抗菌肽对食品进行保鲜[10]，具有无色、无味、无毒、无害等特点。国外有人用有益真菌对新西兰猕猴桃进行防霉研究，还有一些利用木霉对果蔬进行防病保鲜的报道。例如美国法国和英国利用多孢木霉对洋梨、蘑菇和苹果进行防病保鲜[11]。赖健[12]等研究了木霉发酵液对茄子的保鲜作用，经哈茨木霉发酵液处理的茄子果实，在贮藏温度20-25℃的条件下贮藏20d果实仍新鲜如初。

天然提取物质保鲜是利用从天然物质中提取的生物活性物质，抑制果蔬表面微生物的活性，降低果蔬中酶的活力，从而减轻微生物对果蔬的影响。其无毒无害，可以达到绿色保鲜的效果。天然提取物质的主要应用方式包括提取物质浸蘸熏、蒸、喷洒、保鲜纸和涂膜剂等[13]，其中对涂膜保鲜研究较多如壳聚糖、海藻糖、魔芋多糖等广泛用于果蔬采后涂膜保鲜效果显著。

基因工程保鲜技术主要是通过减少水果生理成熟期内源乙烯的生成，控制细胞壁降解酶的活性以及延缓水果在后期成熟过程中的软化，来达到保鲜的目的。目前，日本、美国、新加坡的研究人员从基因工程角度，利用基因替换技术抑制乙烯的生物合成和积累，从而达到保鲜的目的。我国十五期间863计划现代农业技术领域主要动植物功能基因组研究项目，加强了果实采后基因沉默诱导和诱导启动子及其应用技术创新，开辟了果蔬采后保鲜新技术领域。首次通过抑制果实中成熟关键基因LeACS2的表达来实现延长番茄果实的贮藏寿命；实现了使番茄果实中与乙烯合成和果实成熟相关的关键基因沉默，从而达到延迟成熟的目的；建立了一种基于病毒诱导基因沉默技术的全新的果蔬贮藏保鲜方法。

2.4气调保鲜

气调保鲜技术是以不同于大气组成或浓度的混合气体替换包装食品周围的空气，并选择合适的包装材料和冷链温度，来抑制或减缓微生物生长和营养成分氧化变质，尽可能地延长食品的保质期。MAP技术的气体组成通常为O2、CO2和N2，不同的气体对微生物的作用机理也不同。CO2在延长食品的货架寿命中起最重要的作用，其对大多数需氧菌、霉菌具有较强的抑制作用，可延长微生物细胞生长的延迟期，降低其在对数生长期的生长速率。O2能够抑制厌氧菌的生长促进好氧菌的生长。N2是惰性气体，用作混合气体的充填气体，起到平衡缓冲作用。MAP技术于20世纪30年代开始商业应用，并在20世纪70～80年代被广泛用于欧美市场上生鲜肉、水产品、凝乳、鲜奶酪、蔬菜、水果和许多其它家庭即食食品的保鲜[14]。在20世纪90年代开始进行食品MAP技术的研究和应用，并得到较快发展，然而国内市场上的MAP产品仅限于新鲜猪肉、蔬菜和熟肉等[15]

2.5超高压保鲜

超高压保鲜技术是在密闭容器内用水或其它液体作为传压介质，对软包装食品等物料施以100～1000MPa压力，从而杀死其中几乎所有的细菌、霉菌和酵母菌，而且不会像高温杀菌那样造成营养成分破坏和风味变化。其机理是通过破坏菌体蛋白中的非共价键，使蛋白质高级结构破坏，从而导致蛋白质凝固及酶失活。超高压还可造成菌体细胞膜破裂，使菌体内化学组分产生外流等多种细胞损伤，这些因素的综合作用导致微生物死亡[16-17]。由于超高压杀菌技术实现了常温或较低温度下杀菌和灭酶，保证了食品的营养成分和感官特性，因此被认为是一种最具有潜力和发展前景的食品加工和保藏新技术，被誉为“食品工业的一场革命”、“当今世界十大尖端科技”等[18-19]。但因其投入较高，严重制约着工业化推广。

2.6辐照保鲜

辐照保鲜主要是利用60Co或137Cs发出的射线以及加速电子和X-射线，在对食品照射过程中会产生直接和间接两种化学效应。直接效应是微生物细胞间质受高能电子射线照射后发生电离和化学作用，使物质形成离子、激发态或分子碎片。间接效应是水分经辐射和发生电离作用而产生各种游离基和过氧化氢，再与细胞内其它物质作用，生成与原始物质不同的化合物。这两种作用会阻碍微生物细胞的一切活动，导致细胞死亡[20]。在国外辐照保鲜技术已大规模应用于生鲜食品保鲜。我国目前有上百个小型食品辐射器，上海、四川、北京、吉林、天津等地先后取得了一些研究成果，在上海还建成了全国最大的辐射基地。

水产品辐照处理可降低大多数腐败微生物的数量，特别是能灭杀水产品中常见的肠道病原菌。而水产品的辐照剂量一般为1～6kGy，营养成分没有明显的损失，风味也没有改变，说明辐照保藏是安全可靠的。Hackney等[21]报道了杀灭冻虾中的弧菌需要3kGy的辐照剂量。刘春泉等[22]研究了辐照对冷冻虾仁的杀菌效果，结果表明经3kGy辐照后，菌落总数降低2个数量级；经5kGy辐照后，菌落总数减少3个数量级以上。我国已制定冷冻水产品辐照杀菌工艺的农业行业标准（NY-T1256-2006），其规定用于冷冻水产品的辐照工艺剂量为4～7kGy。

对于果蔬而言，辐照可以延缓果实后熟，并具有杀虫、杀菌、消毒和防腐作用。辐照处理既不破坏果蔬的外形，又能保持其原有的色、香、味及营养成分，在常温下还能够延长保存期。对新鲜水果的辐照处理采用相对低的剂量，一般小于3kGy，否则易使水果变软并损失大量的营养成分。以2.0～2.5kGy剂量辐照处理，可以抑制腐败，延长货架期，并保持原有的质构和风味[23]。

2.7 臭氧保鲜

臭氧保鲜作用通常是物理、化学及生物学等方面的综合结果。其作用机制可归纳为：

①用于细胞膜，导致细胞膜的通透性增加，细胞内物质外流，使细胞失去活力；②使细胞活动必需的酶失去活性③破坏细胞质内的遗传物质或使其失去功能[24]。臭氧具有杀菌广谱性、高效性、无污染等优点，已广泛应用于食品、运输、贮存、自来水生产等领域。

在果蔬保鲜中臭氧的作用主要有3点：①消除并抑制乙烯的产生，从而抑制果蔬的后熟作用；②有一定的杀菌作用，可防止果蔬霉变腐烂③导果蔬表皮的气孔收缩，可降低果蔬的水分蒸发，减少失重。此外，还可促进创伤愈合，增加对霉菌传染的抵抗力。例如Palou 等采用臭氧处理经人工接种青霉的柑橘和柠檬，果实腐烂率显著降低[25]。我国学者采用臭氧技术对荔枝、银杏、甜玉米等果蔬进行保鲜，防腐效果好，且对果蔬的VC等营养成分无影响。另有研究表明，臭氧水能够抑制芒果病害的发生，影响贮藏期芒果的生理活动和新陈代谢，减缓芒果中可溶性固形物、可滴定酸和VC含量的变化，延缓其后熟过程，从而延长贮藏期。使用臭氧保鲜时，结合包装、冷藏、气调等手段可以提高果蔬的保鲜效果[26]

3 展望

生鲜食品如果失去了生鲜的特性，就会丧失商品价值。因此，保鲜的实质就是商品的保值，也是生鲜食品进入市场、参与流通的重要前提条件。研究并创新生鲜食品保鲜技术，不仅能有效地避免产后损失，实现节约资源、节能减排，而且在提高产品质量和档次的同时，还可延长生鲜食品的供应期和供应范围，增加农产品的附加值；对于调节生鲜食品的淡、旺季，繁荣农产品市场，改善人们的生活水平，促进农民增收、产业增效，提高产品的国际竞争力，扩大出口贸易，增强出口创汇能力，保持农业和食品产业可持续发展，促进社会主义新农村建设，构建和谐社会均具有重要的现实意义。

生鲜食品产业在我国还是一个刚刚起步的新兴产业，由于保鲜与加工技术落后，完整的产业链尚未形成。然而，从国内外发展态势看，生鲜食品市场空间巨大，发展前景良好。

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