《食品科学》：浙江工商大学王彦波教授等：基于活性包装视角下的水产品保鲜机制研究进展

水产品因具有含水量高、蛋白质含量高和不饱和脂肪酸含量丰富的特点，在加工、运输和贮藏过程中极易发生氧化酸败和微生物污染等而腐败变质，产生大量的不良气味和有害物质，影响水产品质量和安全，进而降低其商业价值。

浙江工商大学食品与生物工程学院的刘亚楠、李 欢、王彦波*等在探究水产品腐败机制的基础上，从内源酶活性、微生物生长、脂质氧化和环境4个方面，综合分析了基于活性包装的水产品保鲜机制，并探讨了活性包装可能的增效机制。旨在为未来研发靶向的水产品保鲜活性包装提供支撑。

1、水产品腐败机制

01

内源酶

水产品中含有大量内源性酶，如胶原酶、组织蛋白酶、糖酵解酶、多酚氧化酶等，鱼类等水产品在这些内源性酶的作用下组织会快速软化、降解，同时产生甲醛、乳酸等有害或不良风味物质，导致感官和风味上的变化，影响水产品品质。研究发现，内源性酶主要在贮藏前期对腐败起促进作用。蛋白质经由内源酶水解得到的产物可进一步为微生物的生长提供营养，促使微生物尤其是特定腐败菌的数量逐渐增加。

02

微生物

研究表明，微生物生长和代谢是水产品贮藏后期加速腐败的主要因素。常见的水产品特定腐败菌有希瓦氏菌（Shewanella baltica）、假单胞菌（Pseudomonas）、磷发光杆菌（Photobacterium phosphoreum）、肠杆菌（Enterbacteriaceae）、乳酸菌（Lactobacillus）及酵母菌（Saccharomycetes）等。这些特定腐败菌大多通过群体感应系统调控致腐因子的表达发挥致腐作用，群体感应信号强度影响水产品的腐败程度。

03

脂质氧化

脂质氧化也是引起水产品腐败、品质降低的重要原因。水产品含有大量脂肪酸，这些脂肪酸在三酰基脂肪酶或磷脂酶等脂肪酶的催化作用下发生氧化反应产生过氧化氢、醛、酮及羧酸等产物，引起水产品风味和感官变化。其中，具有催化作用的酶一部分来源于微生物代谢，一部分来源于水产品自身。除上述酶促氧化反应外，不饱和脂肪酸还可以在游离自由基的作用下发生氧化。

04

环境因素

除内源酶、微生物和脂质氧化等因素影响外，环境因素（温度、湿度、pH值、氧气等）也是影响并促进其他因素加快水产品腐败进程的重要因素。温度被认为是影响水产品腐败最重要的环境因素，运输过程中温度的波动会引起组织中的冰晶重结晶和进一步生长，较大的晶体使蛋白重排、交联、不可逆变性，引起肌肉组织结构发生变化，进而影响产品质地。同时，温度的变化也会影响微生物的生长速率和酶活性，进一步影响水产品腐败进程。环境湿度对水产品腐败也产生一定的影响。

2、活性包装视角下水产品保鲜机制

01

抑制内源酶活性

研究发现，内源酶在水产品腐败变质过程中起主要促进作用，如胶原酶可以降解鱼肉中的胶原，是引起质构软化的直接原因；组织蛋白酶B和L可引起肌肉中肌球蛋白重链降解；多酚氧化酶引起虾体黑变等。抑制内源性酶活性是提高水产品质量、延长保质期的一种有效途径（表1）。

02

调控微生物生长

由于微生物生长在水产品腐败变质中的重要性，因此通过增强薄膜或涂层对微生物生长的调控特性是延缓水产品腐败、提高水产品质量的一种有效策略（表2）。

03

减缓脂质氧化

水产品中丰富的脂肪酸会导致脂质氧化发生，对水产品腐败起一定的促进作用。因此，研发抗氧化活性包装抑制水产品脂质氧化对于水产品保鲜至关重要（表3）。

04

增效机制

尽管活性包装在水产品保鲜中已取得显著成效，然而活性物质在膜基质中释放过快（丁香酚等挥发性物质）或过慢时其抑制水产品腐败变质的功效被大大降低。通过调控活性物质的释放速率，使其在膜基质中缓慢、持续释放，延长活性物质的作用时间，可有效起到延长水产品货架期的功效。目前常见的用于活性物质释放速率调控的技术有成膜聚合物改性法、纳米载体法和复合膜法（图2）。

结 语

近年来，随着技术的发展，活性包装作为水产品的外部保护通过抑制内源性酶活性、调控微生物生长和延缓脂质氧化在水产品保鲜方面取得了显著成效，相关机制也得到了探究，但是依然存在以下问题：一是因水产品的种类和环境温度等因素不同，水产品的内源酶活性对其品质劣化的机制也不尽相同，探究不同条件下酶活性的变化规律是更好发挥活性物质抑制酶活性能力的重要前提，特别是多种物质协同互作机制尚不明确，需进一步深入研究。二是国内外虽然对抑制腐败关联的微生物生长机制做了一定研究，但因抑菌物质的差异和微生物结构的不同，深层次的共性机制尚需要探究，部分加入活性包装的抑菌物质（植物精油）成分相对复杂，具体的分子机制尚不能明确。三是脂质氧化也是引起水产品腐败，进而造成色泽和风味发生变化的重要原因，目前研究发现复合抗氧化剂的性能优于单一成分，但是相关互作和协同效应的机制研究尚且不足，此外脂质氧化也会导致蛋白质氧化，两者同时发生且相互影响，深层次的规律还需要进一步挖掘。四是针对增效技术，同样也需要深入解析活性物质从包装材料到水产品中的释放规律，以此在基础研究的前提下，指导设计更为有效的水产品保鲜活性包装。

本文《基于活性包装视角下的水产品保鲜机制研究进展》来源于《食品科学》2022年43卷13期285-291页，作者：刘亚楠，李欢，蒋凡，傅玲琳，王彦波。.DOI:10.7506/spkx1002-6630-20220214-088。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。

修改/编辑：袁艺；责任编辑：张睿梅

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