水产品是海洋捕捞和淡水养殖的鱼、虾、蟹、贝、藻类等鲜活品及加工制品的总称。我国水产品的总产量自年起连续30年居世界第一，占世界总产量的2/5以上。年数据显示产量为万吨。
图1.各类水产品
随着经济的发展、人们生活水平的提高以及观念的转变，人们越来越倾向于食用新鲜水产品。鲜度是水产品最主要品质指标，也是其价格的主要决定因素。但水产品具有易腐败变质的特性，由于水产品组织柔嫩，水分和蛋白质含量较高，自然放置很快就会腐败变质，失去食用价值。
当水产品失活后其体内仍进行着一系列物理、化学和生理上的变化。整个过程分为四个阶段，即僵直、解僵、自溶、腐败。
在开始阶段，肝糖元无氧降解生成肌酸，肌磷酸分解成磷酸，肌肉变成酸性，pH值下降，同时肌肉中的ATP分解释放出能量而使体温上升，这样将导致蛋白质酸性凝固和肌肉收缩，使肌肉失去伸展性而变硬。
随后肌肉逐渐软化解硬进入自溶阶段，蛋白质分解成一系列的中间产物及氨基酸和可溶性含氮物而失去固有弹性，多酚氧化酶作用生成黑色素物质进而出现黑斑。
微生物通过甲壳、胃、肠腺侵入肌肉组织，并在其体内迅速繁殖，将肌肉组织中的蛋白质、氨基酸以及其它含氮物进一步分解成三甲胺、NH3、硫醇、硫化氢、吲哚、尸胺以及组胺等，使水产品品质变劣。目前，应用于水产品的保鲜技术主要有气调保鲜、低温保鲜、化学方法保鲜、辐照保鲜、熏制保鲜、干制保鲜、盐藏保鲜等。
一、物理保鲜
1.低温保鲜
采用低温抑制水产品微生物生长及内源酶活性，延长货架期。低温保鲜主要为冰藏、冰温、微冻、冻结等保鲜技术。
（1）冰藏保鲜：以冰为介质，将鱼体温度下降到贴近冰点，但不冻结的保鲜方式，温度为0-4℃。主要干冰法与水冰法2种方式。干冰法是把碎冰撒在鱼层上面，层冰层鱼方式保鲜或者把碎冰和鱼混拌。融化后的冰水能清洗鱼体表面，防止氧化及干燥，但也存在鱼与冰接触不良、下层鱼易压烂等缺点，适合渔船运输中暂时贮藏。水冰法是将新鲜的鱼体浸渍于淡水0℃(海水-1℃)左右的冰水混合物中冷却保鲜，适用于死后僵直快或渔获量集中、品种相对单一的围网捕捞渔船，鱼与水的比例为7:3。水冰法降温快，但长时间浸泡会使水产品膨胀增重，含盐量增加，冷却到0℃时可取出，改干冰法冷藏。
（2）冰温保鲜：采用0℃到鱼体冰点之间的温度进行保鲜的方式，温度为-2～0℃，适用于成熟度较高及冰点较低的鱼体。冰温保鲜能维持鱼体活体性质，但是极小的温度波动也会生成较大、不均匀的冰晶，损伤肌原纤维，精确控温是其技术难点。日本20世纪就研发出冰温保鲜冰箱和以蓄冷壁为核心的冰温库，±0.5℃波动。冰点调节剂能下调鱼体冰点，拓展冰温带。
（3）微冻保鲜：采用略低于鱼体冻结点以下的一种轻度冻结保鲜技术，温度为-3～-2℃。与冷藏和冰温相比，微冻克服了高温冷藏中组织代谢老化，高志立等研究低温条件下带鱼的保鲜效果，结果表明，冷藏、冰温和微冻条件下，带鱼保鲜期分别为5、7、18d，微冻保鲜期是冰温的2.6倍、冷藏的3.6倍。相对于冷冻，微冻避免了低温冷冻中冰晶损伤组织结构。
（4）冷冻保鲜：指将鱼体中心温度降至-15℃，再置于-18℃冷库中贮藏的保鲜技术，适用于长期保鲜。鱼体冻藏质量及冻结速率与温度相关。采用液氮或干冰速冻，能较快地通过最大冰晶生长带，生成分布均匀、数量多的细小冰晶，但成本较高，主要用于名贵水产品保鲜。
2.气调保鲜：气调保鲜(Modifiedatmospherepackaging，MAP)指在一定温度条件下，利用混合气体置换包装内的气体，减缓产品氧化速度，保持原有品质。MAP内气体的组成和配比、包装材料(PVC、PET、PE、PP等)、冷链温度等对水产品质量影响较大，其中气体的组成和配比是关键因素。MAP一般由CO2、N2、O2组成。
图2.气调保鲜水产品
3.辐照保鲜：是利用60Co发出的γ射线、Cs的X射线(能量≤50MeV)或电子加速器产生的电子束(能量≤10MeV)破坏细菌细胞膜及遗传物质等，干扰正常代谢，达到保鲜目的。辐照处理能杀死大多数腐败微生物，特别是肠道致病菌，且无残留、穿透力强，防止二次污染，但是投入大，易引起蛋白质变性。辐照保鲜作用与辐照剂量介质和状态、温度及细菌种群等要素相关。
图3.辐照保鲜水产品
4.超高压技术：超高压技术处理是在密闭容器中将~0MPa的静态液体（通常是水）传压介质通过直接或间接的加压方式施加于食品物料上并保持一定的时间，起到杀菌、破坏酶以及改善物料结构和特性的作用。超高压处理后的食品，其微生物和寄生虫大部份被杀灭。应用在加工中，还可降低食品的过敏性。
图4.超高压技术处理设备
二、化学保鲜
化学方法保鲜就是在水产品生产和贮藏过程中添加化学试剂，以提高水产品的耐藏性或达到某种特定加工目的。按照保藏机理的不同，可以分为3类，即防腐剂、抗氧化剂和保鲜剂。目前常见的化学保鲜方式主要有盐腌、糖渍、酸渍及烟熏等。食品防腐剂苯甲酸及其盐类、山梨酸及其盐类、丙酸及其盐类，它们只能在其转变成相应的酸后，才能起抗菌作用，因此主要在酸性条件下才有效，称为酸型防腐剂，是目前食品中最常用的防腐剂。化学保鲜剂虽然杀菌效率高、较为简便，但化学残留易造成环境污染，危害人体健康。
1.盐渍保藏：盐藏是沿海渔民对海水鱼进行保鲜的传统方法。其原理是利用食盐溶液的渗透脱水作用，降低鱼体水分，破坏鱼体微生物和酶活力的作用、抑制微生物的生长繁殖和酶的活性，从而使鱼达到保鲜的效果。
图5.盐渍鱼
2.烟熏保藏：烟熏保鲜是对水产品进行烟熏，利用熏烟中的酚、醇、醛、有机酸等多种具有防腐作用的化合物，并与加热处理结合使用，杀灭微生物，从而达到保鲜的目的。根据烟熏方式，分为直接法和间接法。直接烟熏法，一般可分为冷熏法、温熏法、热熏法和焙熏法等；间接烟熏法可分为燃烧法、摩擦发烟法、湿热分解法、流动加热法、二步法和炭化法等。
图6.烟熏鱼
三、生物保鲜
生物保鲜剂指从动植物、微生物中提制或经生物技术改良后获取的化合物。按来源分为动物源保鲜剂、植物源保鲜剂、酶类保鲜剂和微生物源保鲜剂。
1.动物源保鲜剂
（1）壳聚糖：壳聚糖指从节肢动物外壳中的甲壳素脱离55%以上的N－乙酰基衍生而成的一类天然氨基多糖类物质，因其高效的抗菌性、良好的通透性及成膜性而广泛地应用于水产品保鲜。壳聚糖涂膜效率低、干燥困难、强度差、抑菌有限，自身涩味也限制了应用范围，添加增塑剂、表面活化剂和抗菌剂等形成复合膜能有效改善膜的强度和抗菌效果。壳聚糖水溶性较差，可采用酰化、羧甲基化等方法改善溶解性。
图7.壳聚糖
（2）抗菌肽：抗菌肽是细胞内特定基因经诱导后编码而成的由20~60个氨基酸构成的一种碱性多肽类化合物。带正电荷的抗菌肽和细胞膜之间通过静电或受体作用相结合，在膜上组成动态的环形孔，且渗入细胞内并干扰代谢，引起细菌死亡。抗菌肽的种类多，目前有多种抗菌肽被分离鉴定出来。吴燕燕等研究甲基营养型芽孢杆菌F35抗菌肽对罗非鱼片的保鲜作用，试验优化表明，1.5%～2.0%抗菌肽抑菌效果最佳，贮藏期延长4d以上。
图8.抗菌肽的免疫调节机制
2.植物源保鲜剂
（1）迷迭香提取物。迷迭香是木兰纲唇形科植物，迷迭香提取物包括迷迭香酚、鼠尾草酚和鼠尾草酸等。迷迭香提取物是天然抗氧化物，避免合成抗氧化物的毒副效应与高温分解的弊端，还有抗氧化及抑菌等特性。
图9.迷迭香
（2）茶多酚提取物。茶多酚是从茶叶中提取的30多种多酚类化合物的总称，主要为儿茶素、黄酮、花青素、酚酸。茶多酚通过损伤细胞膜、凝固细菌蛋白、结合遗传物质等，干扰微生物代谢。茶多酚抑菌谱广、抑菌强，Fan等［20］研究发现在-3℃条件下0.2%茶多酚处理的鲢鱼，其TVC、pH、TVB－N、TBA和K值比对照组低，货架期可达35d。
图10.茶多酚
（3）精油和香辛料：精油从部分植物提取出来的，含有多种活性成分。相对于化学农药具有易降解、对人畜毒性低的特点，且不污染环境和不破坏生态注,有很大的发展空间。精油具有抗菌、抗氧化、杀虫、抗病毒、治病的作用。
香辛料属于新型、健康、无副作用的生物保鲜剂，具有明显的抑菌及抗氧化作用，在水产品的保鲜及贮运上具有巨大的应用价值。不同香辛料的活性提取物成分不同，其抑菌机制不同，所表现出的抑菌效果也有差异。郭俊贤选取罗非鱼作为保鲜研究对象，选用百里香酚、香序酸等七种香辛料精油抗菌成分，研究其对鱼类中常见致病菌以及罗非鱼有氧冷藏条件下的SSO假单胞菌的抑菌效果。百里香粉、香茅醇、肉桂醛抗菌效果显著，在试验浓度范围内，能把大肠杆菌、沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、副溶血性弧菌等水产品中的常见致病菌杀死，对罗非鱼片的SSO荧光假单胞菌有良好的抑制效果。
3.微生物源
微生物源保鲜剂指由细菌代谢生成的抑菌化合物，常见的有乳酸链球菌素(Nisin)、ε-聚赖氨酸(ε-PL)等。
（1）Nisin：乳酸链球菌素是由乳酸链球菌产生的细菌素类保鲜剂，可以改变细胞膜通透性，抑制细胞酶活性和核酸表达等，直至细菌裂解死亡。
（2）ε-PL：ε-PL指白色链霉菌以葡萄糖为原料发酵制得的一种由25~35个赖氨酸残基组成的多聚体。ε-PL通过破坏细胞膜，影响蛋白质和核酸的合成，从而抑制细菌、霉菌、酵母菌及耐热的芽孢杆菌生长繁殖。ε-PL抑菌谱广、安全高效，能与乙醇、有机酸、甘油酯等添加剂复配使用，增强抑菌效果。
4.酶类保鲜剂
（1）葡萄糖氧化酶制剂：葡萄糖氧化酶是利用黑曲霉等经过发酵后制得到的高纯度酶制剂，是生物领域最主要的酶制剂一。其最适pH为5，能够专一地氧化β-D-葡萄糖成为葡萄糖酸和过氧化氢，降低水产品表面的pH，抑制微生物的生长，同时消耗大量氧气。
（2）溶菌酶：溶菌酶是从禽类蛋清内提取的一种碱性酶类。通过水解损伤细胞壁，内容物外逸导致微生物死亡。溶菌酶专门水解G+细胞壁，对G-、霉菌及酵母菌等无效。溶菌酶可降解成氨基酸，具有安全高效、营养和药理功效。溶菌酶与其他保鲜剂复配使用。
物理保鲜法能够实现工业化大规模保鲜的要求，但须考虑温度波动及各种环境因素的影响。
化学保鲜法快捷高效，但存在化合物残留隐患。
生物保鲜技术安全高效，但是生物活性提取物结构和成分复杂多样，纯度不高，提纯工艺较复杂，成本较高，还存在一定的气味残留和食品安全问题。
由此可见，各种保鲜方法均存在不足，无法完全满足水产品保鲜的需求。针对出现的问题和不足，可按照栅栏理论，将物理、化学和生物保鲜技术联合起来，实施优势互补，提高水产品品质，保鲜技术将朝着安全高效，减少季节、地域等条件限定的方向发展，不断研发新的保鲜技术，改进保鲜设备，创建完善的测量标准，实行规范化管理，实现技术创新与标准化结合，促进和转化中国水产品保鲜技术的战略目标调整和可持续发展。
参考资料
[1]李会鹏,庞道睿等.水产品保鲜技术的应用研究进展[C].现代食品工程与营养健康学术研讨会暨年广东省食品学会年会论文集.
[2]吴锁连,康怀彬,李冬姣.水产品保鲜技术研究现状及应用进展[J].安徽农业科学,,47(22):4-6.
[3]相关图源来自网络
来源：水生动物健康评估