海參貯藏保鮮機(jī)理及保鮮技術(shù)研究進(jìn)展

吳 可，李 萌,2,3，李 瑩,2,3，馬永生,2,3，范馨茹,2,3,*，趙前程,2,3

（1.大連海洋大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，遼寧 大連 116023；2.大連市特色海洋功效成分開(kāi)發(fā)與高值化利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 遼寧 大連 116023；3.遼寧省海洋健康食品工程研究中心，遼寧 大連 116023）

海參隸屬于棘皮動(dòng)物門(mén)（Echinodermata）、海參綱（Holothuroidea），是一種重要的無(wú)脊椎動(dòng)物[1]。2021年我國(guó)海參養(yǎng)殖產(chǎn)量達(dá)22.2 萬(wàn)t，對(duì)比2020年增長(zhǎng)13.3%，在眾多經(jīng)濟(jì)水產(chǎn)品中占據(jù)重要地位[2]。海參具有豐富的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和食療養(yǎng)生功能，是典型的低膽固醇、低脂肪、低糖食品，富含多種維生素和氨基酸[3]。海參中還含有多種生物活性物質(zhì)，如海參多糖[4]、海參皂苷[5]和腦 苷脂[6]等，其生物活性主要表現(xiàn)在抗凝血[7]、抗腫瘤[8]、抗血栓[9]和抗氧化[10]等方面。隨著人們生活水平的提高及對(duì)營(yíng)養(yǎng)、健康食品的需求日益增加，海參逐漸得到消費(fèi)者青睞，消費(fèi)需求不斷增大，促進(jìn)了我國(guó)海參產(chǎn)業(yè)鏈的良好發(fā)展。

海參具有高水分、高蛋白的原料特性，其體內(nèi)含有豐富的內(nèi)源性蛋白酶，極易發(fā)生自溶化皮現(xiàn)象，使得海參在加工、貯藏和運(yùn)輸過(guò)程中不可避免地發(fā)生蛋白質(zhì)變性、質(zhì)構(gòu)劣變和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)損失等一系列品質(zhì)變化，導(dǎo)致新鮮海參難以長(zhǎng)時(shí)間貯藏和流通[11-12]。因此，市售海參多以加工制品和冷凍品為主。即食海參因其處理便捷、食用方便、營(yíng)養(yǎng)損失少等優(yōu)點(diǎn)而廣受消費(fèi)者喜愛(ài)，已成為主流的海參加工產(chǎn)品。目前即食海參多采用常壓蒸煮、常壓煮沸和高壓蒸煮等加工方式，雖然處理過(guò)程會(huì)使海參內(nèi)源酶鈍化及微生物失活，但其劇烈的加工方式會(huì)導(dǎo)致即食海參在貯藏過(guò)程中發(fā)生非酶凝膠劣化，出現(xiàn)變黏、軟化等現(xiàn)象，縮短了產(chǎn)品貯藏期，制約了海參制品的發(fā)展[13-14]。因此，采取高效、安全的保鮮措施，延緩或抑制新鮮海參和即食海參品質(zhì)劣化速率，提高海參及其制品的貯藏穩(wěn)定性，延長(zhǎng)保質(zhì)期，是迫切需要解決的問(wèn)題。

因此，本文以新鮮海參和即食海參為主要對(duì)象，系統(tǒng)闡述海參貯藏保鮮過(guò)程中內(nèi)源酶和微生物的作用機(jī)理，并對(duì)現(xiàn)有海參的貯藏保鮮技術(shù)研究進(jìn)展進(jìn)行系統(tǒng)綜述，對(duì)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)予以展望，以期推進(jìn)相關(guān)研究，旨在為海參新型貯藏保鮮技術(shù)開(kāi)發(fā)和進(jìn)一步商業(yè)化應(yīng)用提供理論參考。

1 海參貯藏保鮮機(jī)理

1.1 內(nèi)源酶對(duì)海參貯藏品質(zhì)的影響

海參體壁和內(nèi)臟中含有大量?jī)?nèi)源性蛋白酶，蛋白酶體可以破壞膠原蛋白組織結(jié)構(gòu)，使肌原纖維束中的肌動(dòng)蛋白和肌球蛋白被降解，因此內(nèi)源性蛋白酶在海參自溶水解過(guò)程中發(fā)揮重要作用[15-16]。海參內(nèi)源性蛋白酶中，組織蛋白酶、基質(zhì)金屬蛋白酶等是使海參體壁膠原蛋白降解的主要內(nèi)源酶之一。其中組織蛋白酶K可與海參硫酸軟骨素偶聯(lián)，形成致密結(jié)構(gòu)膠原蛋白復(fù)合分子的同時(shí)進(jìn)行多位點(diǎn)降解，并且還能對(duì)彈性蛋白和彈性纖維進(jìn)行降解，使海參體壁彈性下降[17]。組織蛋白K對(duì)膠原蛋白的降解可在酸性和中性環(huán)境中進(jìn)行，新鮮海參呈弱堿性，隨著海參發(fā)生自溶降解，組織蛋白酶釋放，導(dǎo)致pH值上升到適宜組織蛋白酶K進(jìn)行降解的環(huán)境[18]。有研究表明，海參的組織蛋白酶K參與海參自溶降解過(guò)程，并且具有金屬依賴(lài)性，金屬離子Fe2＋、Fe3＋、Cu2＋、Zn2＋可抑制其活性[19]?；|(zhì)金屬蛋白酶包括降解膠原蛋白的膠原酶、降解明膠和基底膜蛋白的明膠酶和表現(xiàn)出底物特異性的基質(zhì)溶素[20]?；|(zhì)金屬蛋白酶已被證實(shí)對(duì)海參有明顯降解作用，可溶性糖胺聚糖的釋放會(huì)引起膠原纖維間蛋白多糖橋斷裂，此外，可溶性羥脯氨酸和吡啶交聯(lián)物的釋放會(huì)引起膠原纖維完全解聚成單個(gè)膠原纖維或膠原纖維 束[21-23]。因此在新鮮海參貯藏保鮮過(guò)程中，可以通過(guò)添加相關(guān)酶抑制劑來(lái)降低海參內(nèi)源酶的活性。基質(zhì)金屬蛋白酶在酶抑制劑乙二胺四乙酸二鈉和1,10-菲羅啉的共同作用下幾乎可以完全抑制其酶活力[23]。乳清蛋白和碘乙酸可以抑制90%以上的組織蛋白酶K活性，從而延緩海參中肌動(dòng)蛋白和肌球蛋白的降解[24]。此外，海參中組織蛋白酶B[25]、組織蛋白酶L[26]、堿性磷酸酶[27]和酸性磷酸酶[28]等也都被證實(shí)參與海參自溶過(guò)程。目前對(duì)不同種類(lèi)蛋白酶抑制劑方面仍需要進(jìn)一步的研究，應(yīng)致力于找到安全、高效的蛋白酶抑制劑，來(lái)延緩海參體壁自溶。

現(xiàn)有即食海參加工工藝主要包括：其一，利用干制海參經(jīng)過(guò)復(fù)水工藝制成即食海參，如鹽干、凍干和淡干海參等，其加工過(guò)程都需要經(jīng)過(guò)高溫水煮，水煮過(guò)程可使海參內(nèi)源酶失活；其二，利用新鮮海參經(jīng)過(guò)高溫、高壓蒸煮、調(diào)味、殺菌等工藝流程直接制成即食海參制品，其內(nèi)源酶在蒸煮過(guò)程中失活，從而可避免自溶對(duì)即食海參貯藏保鮮的影響[29]。前期研究結(jié)果表明，20～40 ℃內(nèi)源酶活力隨溫度升高逐漸增加，45 ℃時(shí)內(nèi)源酶活性最高，后續(xù)隨著溫度持續(xù)升高酶活力降低，80 ℃時(shí)海參中內(nèi)源酶被完全滅活[30]。因此，在即食海參的加工過(guò)程中高溫使內(nèi)源酶鈍化，通常不會(huì)因?yàn)閮?nèi)源酶的作用而影響即食海參品質(zhì)。新鮮海參中不同內(nèi)源酶最適溫度及pH值如表1所示。

表1 新鮮海參中不同內(nèi)源酶最適溫度及p值Table 1 Optimal temperature and pH for different endogenous enzymes in fresh sea cucumber

表1 新鮮海參中不同內(nèi)源酶最適溫度及p值Table 1 Optimal temperature and pH for different endogenous enzymes in fresh sea cucumber

海參內(nèi)源酶 最適溫度/℃ 最適pH 參考文獻(xiàn)組織蛋白酶K 50 5.0 [19]組織蛋白酶B 40 5.5 [25]組織蛋白酶L 40 5.0 [26]半胱氨酸蛋白酶 50 7.0 [31]堿性磷酸酶 45 11.0 [27]酸性磷酸酶 40 4.0 [28]基質(zhì)金屬蛋白酶 40～50 8.0～9.0 [32]

1.2 微生物對(duì)海參貯藏品質(zhì)的影響

微生物在生長(zhǎng)繁殖過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生蛋白酶、酯酶等代謝產(chǎn)物，不斷分解利用海參體內(nèi)的蛋白質(zhì)、糖類(lèi)和脂質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)元素，產(chǎn)生不良風(fēng)味物質(zhì)，如胺類(lèi)、醛類(lèi)、硫化物和有機(jī)酸等，破壞海參營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，致使海參腐敗變質(zhì)[33]。 目前海洋污染嚴(yán)重，不同的水域、水質(zhì)情況對(duì)海參微生物均有不同程度的影響，微生物種類(lèi)不同，致腐能力也有所差異[34-35]。新鮮海參中存在的優(yōu)勢(shì)腐敗菌極易使海參品質(zhì)劣化，從大連產(chǎn)海參的體表和腸道中檢測(cè)出2 株優(yōu)勢(shì)腐敗菌和1 株致病菌，其中1 株腐敗菌為革蘭氏陰性菌玫瑰色考克氏菌（Kocuria rosea），被發(fā)現(xiàn)大量存在于海參中，可以分解海參體壁中的酪蛋白，使海參腐敗變質(zhì)；從海參呼吸樹(shù)中檢測(cè)出腐敗菌為棒狀桿菌，具有分解海參體壁膠原蛋白的能力，造成營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)損失和品質(zhì)劣化；海參消化道中檢出少量致病菌有毒威克斯菌，能使海參在貯藏流通過(guò)程中逐漸發(fā)生腐敗分解[36]。

雖然即食海參在加工過(guò)程中微生物被滅活，但隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)也會(huì)發(fā)生腐敗現(xiàn)象。在腐敗的即食海參中發(fā)現(xiàn)了蜂房哈夫尼菌（Hafnia alvei），為革蘭氏陰性菌，具有耐低溫特性，是造成即食海參腐敗分解的主要優(yōu)勢(shì)腐敗菌之一[37-38]。前期研究表明，蜂房哈夫尼菌可能附著在加工器械的表面進(jìn)入食品中，導(dǎo)致其腐敗變質(zhì)，在即食海參中可能來(lái)源于真空包裝、氣調(diào)包裝及相關(guān)生產(chǎn)設(shè)備，具有較強(qiáng)的群體感應(yīng)活性，會(huì)產(chǎn)生N-?；呓z氨酸內(nèi)酯（N-acylhomoserine lactone，AHLs）類(lèi)信號(hào)分子，AHLs能夠啟動(dòng)微生物中相關(guān)基因表達(dá)，進(jìn)而對(duì)其腐敗特性起到調(diào)控作用[39-41]。從已腐敗的即食海參中提取的蜂房哈夫尼菌H4菌株可以分泌AHLs，其活性隨著菌株的密度發(fā)生變化，而群體感應(yīng)系統(tǒng)受環(huán)境因素影響，不同pH值、含鹽量、碳源和氮源都可能引起AHLs變化，不利于菌株生長(zhǎng)[42]。因此在即食海參貯藏穩(wěn)定性相關(guān)方面研究，可以通過(guò)控制外界環(huán)境因素抑制AHLs信號(hào)分子分泌量，激活其微生物群體感應(yīng)系統(tǒng)，從而控制即食海參貯藏腐敗。此外，在即食海參相關(guān)研究中發(fā)現(xiàn)，蜂房哈夫尼菌H4群體感應(yīng)LuxR/I系統(tǒng)對(duì)其生物被膜的形成和泳動(dòng)性起到調(diào)控作用，可通過(guò)基因敲除法去除luxI基因，使其無(wú)法合成AHLs[43]。因此可以通過(guò)作用于海參群體感應(yīng)系統(tǒng)，控制微生物生物被膜的形成和泳動(dòng)性，以減少即食海參貯藏時(shí)腐敗菌的生長(zhǎng)。當(dāng)前即食海參微生物種類(lèi)的研究較少，微生物是食品腐敗的主要因素之一，因此，研究群體感應(yīng)系統(tǒng)與即食海參腐敗之間的關(guān)系并揭示其作用機(jī)制對(duì)開(kāi)發(fā)即食海參貯藏保鮮新方法具有重要意義。環(huán)境因素對(duì)即食海參中AHLs的影響如表2所示。

表2 環(huán)境因素對(duì)即食海參中ALs的影響[42]Table 2 Effects of environmental factors on AHLs in ready-to-eat sea cucumber[42]

表2 環(huán)境因素對(duì)即食海參中ALs的影響[42]Table 2 Effects of environmental factors on AHLs in ready-to-eat sea cucumber[42]

環(huán)境因素 蜂房哈夫尼菌H4分泌AHLs活性NaCl 高鹽分抑制AHLs活性pH 弱酸、弱堿抑制AHLs活性溫度 低溫抑制AHLs分泌碳源 葡萄糖和麥芽糖可抑制AHLs分泌氮源 酪蛋白胨可抑制AHLs活性

2 海參貯藏保鮮技術(shù)的應(yīng)用

2.1 低溫保鮮

在新鮮海參低溫保鮮中，冷藏（0～4 ℃）和冰溫（0～-2 ℃）保鮮較為常見(jiàn)。低溫保鮮原理是通過(guò)降低溫度來(lái)抑制酶活性和微生物生長(zhǎng)，冷藏保鮮技術(shù)可以使海參溫度降低至冰點(diǎn)附近，且不形成冰晶[44]。這種保鮮技術(shù)可以在一定程度上抑制腐敗菌生長(zhǎng)繁殖，因其技術(shù)簡(jiǎn)單、易被實(shí)現(xiàn)，冷藏保鮮被大量研究并應(yīng)用于實(shí)際工廠海參生產(chǎn)加工過(guò)程中[45]。由于新鮮海參體壁水分含量較高，在冷藏條件下難以長(zhǎng)時(shí)間抑制內(nèi)源酶活性和腐敗菌生長(zhǎng)，從而難以維持較高品質(zhì)口感和感官特性。隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，海參逐漸自溶分解，出現(xiàn)軟爛化皮現(xiàn)象。在4 ℃冷藏條件下，貯藏5 d時(shí)海參尚能保持完整形態(tài)，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，海參體壁逐漸分解，30 d之后海參已經(jīng)失去完整形態(tài)；此外，冷藏過(guò)程中海參質(zhì)構(gòu)特性會(huì)隨著時(shí)間的延長(zhǎng)發(fā)生顯著變化，在自身酶解和腐敗菌生長(zhǎng)作用下，海參體壁發(fā)生軟化，彈性、咀嚼性、硬度和凝聚性等感官特性變化均與時(shí)間呈負(fù)相關(guān)[46]。此外，海參的持水能力也隨貯藏時(shí)間延長(zhǎng)呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，與海參新鮮度有關(guān)的指標(biāo)K值和腐敗指標(biāo)總揮發(fā)性鹽基氮含量呈線(xiàn)性增加[47]；同時(shí)與膠原蛋白降解有關(guān)的組織蛋白酶被激活，其酶活力變化呈現(xiàn)先上升后降低的趨勢(shì)[48]。 有研究將海參分別貯藏在0、5、15、20 ℃條件下，通過(guò)研究其營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)和新鮮度指標(biāo)，得出海參在0 ℃下進(jìn)行冰溫貯藏效果最佳的結(jié)論，冰溫貯藏條件能有效減少海參中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)損失，并且能使海參保持較好的新鮮度[49]。生產(chǎn)過(guò)程中，低溫貯藏常與其他保鮮工藝結(jié)合，如超高壓保鮮、生物保鮮劑、臭氧保鮮、氣調(diào)保鮮等，以達(dá)到更好的保鮮效果[44]。低溫保鮮不僅能很好地保存海參營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、原有風(fēng)味和外觀質(zhì)量，同時(shí)具有操作簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，適用于處理和貯藏大批量新鮮海參。

在即食海參的研究中，常規(guī)采用冷藏和冷凍貯藏，為了方便貯運(yùn)及延長(zhǎng)產(chǎn)品貨架期，研究不同貯藏溫度（20～60 ℃）對(duì)即食海參保質(zhì)期的影響。經(jīng)過(guò)加工處理制成的即食海參，排除了微生物和內(nèi)源酶活性對(duì)海參后續(xù)貯藏過(guò)程中組織結(jié)構(gòu)變化的影響，但在貯藏過(guò)程中仍會(huì)發(fā)生品質(zhì)劣化現(xiàn)象[50]。其原因是即食海參在后續(xù)貯藏期間體壁膠原蛋白的三股螺旋結(jié)構(gòu)解開(kāi)，斷裂成無(wú)規(guī)則卷曲形狀的分子鏈，同時(shí)伴隨能量的釋放，膠原蛋白裂解導(dǎo)致即食海參品質(zhì)變化[51]。通過(guò)對(duì)比4、20、37 ℃貯藏條件下即食海參的質(zhì)構(gòu)特性變化，發(fā)現(xiàn)其硬度和咀嚼性隨貯藏時(shí)間延長(zhǎng)而呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢(shì)，且下降趨勢(shì)與貯藏溫度顯著正相關(guān)，說(shuō)明4 ℃冷藏條件下能夠有效緩解即食海參品質(zhì)劣化[52]。通過(guò)對(duì)比4、20、37、50、60 ℃貯藏條件下即食海參彈性變化，發(fā)現(xiàn)4 ℃冷藏條件下彈性無(wú)明顯變化，隨著貯藏溫度的升高彈性逐漸減小，說(shuō)明在4 ℃冷藏條件下能有效維持即食海參體壁彈性[53]。此外，即食海參體壁組織結(jié)構(gòu)會(huì)隨著溫度的升高出現(xiàn)逐漸降解的現(xiàn)象，因此采用低溫貯藏即食海參能有效減緩海參體壁的降解程度，從而延長(zhǎng)即食海參貨架期[13]。采用低溫貯藏時(shí)還需注意即食海參貯藏過(guò)程中需要避免溫度波動(dòng)，因?yàn)榧词澈⒔?jīng)過(guò)反復(fù)凍融后會(huì)形成冰晶，破壞即食海參組織結(jié)構(gòu)，這會(huì)導(dǎo)致自由水和可溶性蛋白質(zhì)流失，使即食海參營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和感官特性有所降低[54]。不同貯藏溫度下即食海參微觀結(jié)構(gòu)及質(zhì)構(gòu)特性變化如表3所示。

表3 不同貯藏溫度下即食海參微觀結(jié)構(gòu)及質(zhì)構(gòu)特性變化Table 3 Changes in microstructure and texture of instant sea cucumber under different storage temperatures

2.2 保鮮劑保鮮

在海參貯藏過(guò)程中，由于微生物生長(zhǎng)、自身內(nèi)源酶和環(huán)境因素等作用發(fā)生自溶，導(dǎo)致海參質(zhì)構(gòu)發(fā)生改變，蛋白質(zhì)腐敗變質(zhì)生成組胺、三甲胺和一些醛類(lèi)、 酮類(lèi)等[57]。保鮮劑技術(shù)是通過(guò)添加各種化學(xué)或生物成分，達(dá)到殺菌、抑菌的作用，阻止醛類(lèi)、酮類(lèi)等的生成，從而起到對(duì)海參的保鮮效果，延長(zhǎng)產(chǎn)品貨架期[58]?，F(xiàn)階段，已報(bào)道利用乳酸鏈球菌、鏈霉菌和木醋液保鮮劑進(jìn)行新鮮海參保鮮方面的研究。乳酸鏈球菌在生長(zhǎng)代謝過(guò)程中合成分泌具有極強(qiáng)殺菌作用的乳酸鏈球菌素，通過(guò)阻礙細(xì)菌基因轉(zhuǎn)錄和細(xì)胞壁合成，從而抑制芽孢桿菌、大多數(shù)革蘭氏陽(yáng)性菌和少數(shù)革蘭氏陰性菌的生長(zhǎng)，并且在人體內(nèi)會(huì)被α-胰凝乳蛋白酶降解成氨基酸，食用后對(duì)人體無(wú)負(fù)面影響[59]；鏈霉菌在發(fā)酵過(guò)程中生成具有抗菌作用的天然防腐劑納他霉素，低濃度下亦能有效抑制真菌、霉菌和酵母菌的生長(zhǎng)，并且對(duì)人體不產(chǎn)生毒害作用[60]。在0 ℃冰溫條件下，單獨(dú)或復(fù)合利用乳酸鏈球菌素和納他霉素2 種保鮮劑對(duì)鮮活海參進(jìn)行保鮮，能夠減少海參營(yíng)養(yǎng)成分損失，在不影響鮮活海參生理生化指標(biāo)的條件下，還能夠有效維持其生命活力[61]。相關(guān)研究對(duì)比乳酸鏈球菌素保鮮劑、納他霉素保鮮劑和臭氧化鹽保鮮劑作用下，于0 ℃冰溫條件下貯藏的海參，發(fā)現(xiàn)三者均能有效延緩海參硬度下降速率，通過(guò)對(duì)海參揮發(fā)性物質(zhì)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)醇類(lèi)化合物種類(lèi)及相對(duì)含量最高，其中 5-癸烯-1-醇可能是一種海參腐敗特征性風(fēng)味化合物，經(jīng)乳酸鏈球菌素處理后，5-癸烯-1-醇含量顯著低于納他霉素處理組，說(shuō)明乳酸鏈球菌素保鮮效果優(yōu)于納他霉素，可能是因?yàn)榧?xì)菌是導(dǎo)致海參腐敗的主要因素，乳酸鏈球菌素對(duì)細(xì)菌的作用較強(qiáng)，而納他霉素主要作用于霉菌，此外，臭氧化鹽抑菌作用較強(qiáng)，但半衰期短，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，抑菌效果逐漸減弱[62]。木醋液中含有酚類(lèi)、酮類(lèi)和有機(jī)酸類(lèi)等物質(zhì)，在多種成分相互作用下具有抑菌保鮮效果[63]。利用不同濃度木醋液對(duì)0 ℃冰溫貯藏的新鮮海參進(jìn)行處理，通過(guò)對(duì)比0.1%、0.3%、0.5%、1.5%、2.5%和3.5%幾種不同體積分?jǐn)?shù)的木醋液，得到0.5%木醋液保鮮效果更佳，能使海參保持較好形態(tài)、硬度、回復(fù)性、彈性及營(yíng)養(yǎng)成分，還能夠延緩海參腐敗及揮發(fā)性氣味的變化，而體積分?jǐn)?shù)1.5%以上的木醋液不適宜用于新鮮海參。利用0.5%木醋液、ε-聚賴(lài)氨酸和乳酸鏈球菌素進(jìn)行復(fù)配，發(fā)現(xiàn)該復(fù)合保鮮劑同0.5%木醋液相比，對(duì)新鮮海參保鮮效果無(wú)明顯差異，但復(fù)合保鮮劑能更好地延緩新鮮海參硬度下降[64-65]。以上研究證明在海參保鮮劑的研究方面，可以通過(guò)挖掘不同保鮮劑的作用優(yōu)勢(shì)，再通過(guò)不同保鮮劑復(fù)配或與其他保鮮技術(shù)相結(jié)合的方式，使海參具有更好的保鮮效果。

2.3 超高壓保鮮

超高壓保鮮是指在常溫或較低溫度下，對(duì)包裝食品施加100～1 000 MPa的壓力，達(dá)到抑制酶活性、微生物滅活和保鮮的效果[66]。超高壓處理過(guò)程中，新鮮海參內(nèi)源酶活力會(huì)隨著壓力的增加逐漸下降，主要原因是超高壓技術(shù)使內(nèi)源酶鈍化，失去活性[67]。超高壓處理過(guò)程中海參中淀粉酶活力會(huì)呈現(xiàn)先上升的趨勢(shì)是因?yàn)樵?00 MPa的壓力下，被包埋的淀粉酶被釋放，當(dāng)壓力達(dá)到200 MPa及以上時(shí)，淀粉酶活性被抑制，淀粉酶活力開(kāi)始呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢(shì)[68]。新鮮海參經(jīng)高壓處理后其pH值較未處理組略增，但隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)整體呈緩慢下降趨勢(shì)，在貯藏末期有所增加，可能是因?yàn)楦邏禾幚硎蛊涞鞍踪|(zhì)變性，引起新鮮海參pH值增加，而貯藏前期在糖原酵解作用下產(chǎn)生乳酸、磷酸肌酸等物質(zhì)而導(dǎo)致pH值降低，在貯藏后期，由于超高壓作用使蛋白質(zhì)伸展開(kāi)，促進(jìn)氨基酸等含氮物質(zhì)分解，產(chǎn)生堿性含氮物，使其pH值升高[69-70]。新鮮海參可以通過(guò)延長(zhǎng)保壓時(shí)間和增大處理壓力來(lái)提高超高壓技術(shù)的殺菌保鮮效果，通過(guò)正交試驗(yàn)得到最佳保鮮效果的參數(shù)為處理壓力500 MPa、pH 6.5、超高壓處理時(shí)間30 min[71]。以新鮮海參、超高壓海參、超高壓燙漂后的即食海參和鹽漬復(fù)水即食海參為研究對(duì)象，發(fā)現(xiàn)超高壓海參和超高壓燙漂后的即食海參在4 ℃冷藏條件下貯藏保質(zhì)期為28 d，并且其質(zhì)構(gòu)特性明顯優(yōu)于新鮮海參和鹽漬復(fù)水的即食海參[72]。研究超高壓處理海參軟罐頭在室溫（25 ℃）和冷藏（4 ℃）條件下的品質(zhì)變化，得到鈍化酶的最佳工藝為在15 ℃條件下600 MPa超高壓處理30 min，海參軟罐頭在室溫（25 ℃）和冷藏（4 ℃）條件下保質(zhì)期分別為60、90 d，其中冷藏條件下的海參軟罐頭品質(zhì)更佳[68]。

在海參貯藏過(guò)程中，超高壓保鮮技術(shù)具有操作簡(jiǎn)單、安全性高、應(yīng)用范圍廣、環(huán)保、高效的特點(diǎn)，在維持品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值方面具有一定的優(yōu)勢(shì)，在海參保鮮方面具有廣闊的發(fā)展前景[73]。但經(jīng)過(guò)超高壓處理的海參在后續(xù)貯藏過(guò)程中會(huì)發(fā)生膠原纖維斷裂、水分遷移和蛋白質(zhì)降解等非酶凝膠劣化現(xiàn)象，使海參體壁劣化，影響即食海參品質(zhì)口感[74]。因此，在充分利用超高壓保鮮優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，深入研究和避免非酶凝膠劣化現(xiàn)象是關(guān)鍵，也是該技術(shù)在海參保鮮應(yīng)用中的研究熱點(diǎn)和主要方向。

2.4 臭氧保鮮

利用臭氧技術(shù)對(duì)食品進(jìn)行保鮮在國(guó)外已較普遍，臭氧作為強(qiáng)氧化劑具有殺菌能力強(qiáng)、可自行分解、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，其缺點(diǎn)是分解后其殺菌效率降低，穩(wěn)定性較差，在海參臭氧保鮮的操作過(guò)程中還應(yīng)注意控制臭氧濃度，濃度較高時(shí)對(duì)人體有害[75]。臭氧保鮮原理是通過(guò)破壞微生物細(xì)胞結(jié)構(gòu)使細(xì)胞凋亡，或者直接破壞微生物遺傳物質(zhì)使細(xì)胞死亡[76]。新鮮海參可以利用臭氧結(jié)合果蔬清洗劑和R-多糖（克霉王）進(jìn)行協(xié)同保鮮，果蔬清洗劑具有較好的殺菌、抑菌作用；R-多糖的主要成分是溶菌酶和殼聚糖等，無(wú)毒無(wú)害，具有抑制細(xì)菌、酵母菌和霉菌的特點(diǎn)[77-79]。臭氧結(jié)合果蔬清洗劑和R-多糖能使海參維持較好的感官特性和新鮮度，新鮮海參的保質(zhì)期可延長(zhǎng)至7 d，其最佳工藝為臭氧處理時(shí)間20 min、果蔬清洗劑稀釋2 倍、控制pH 6.5～7.0、R-多糖體積分?jǐn)?shù)0.5%[79]。臭氧還能與微波技術(shù)和食品防腐劑肉桂醛結(jié)合對(duì)新鮮海參進(jìn)行保鮮，其最佳工藝為體積分?jǐn)?shù)0.15%肉桂醛溶液，協(xié)同臭氧處理20 min，微波處理18 min，能夠有效抑制微生物生長(zhǎng)，延長(zhǎng)保質(zhì)期[80]。

2.5 交聯(lián)劑保鮮

目前，海參交聯(lián)劑保鮮的相關(guān)研究主要針對(duì)即食海參產(chǎn)品，交聯(lián)劑可以提高即食海參貯藏穩(wěn)定性，防止海參體壁非酶凝膠化。通過(guò)植物提取物穩(wěn)定海參體壁膠原蛋白結(jié)構(gòu)，進(jìn)而提高即食海參品質(zhì)的研究方向成為熱點(diǎn)。植物多酚作為植物提取物的主要成分屬于天然交聯(lián)劑，多酚中富含大量酚羥基，可以與膠原蛋白、多糖等大分子化合物產(chǎn)生的氫鍵發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，可以通過(guò)穩(wěn)定膠原蛋白的三螺旋結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步促進(jìn)分子間的交聯(lián)，從而改善即食海參貯藏穩(wěn)定性[81]。酚類(lèi)物質(zhì)和膠原蛋白交聯(lián)會(huì)使海參體壁中游離羥基和游離醛基含量減少，降低海參的親水性，導(dǎo)致即食海參體壁水分含量下降，硬度和彈性有所增加[82]。隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，海參形態(tài)、氣味和質(zhì)地等均發(fā)生一定程度劣化，植物提取物在貯藏前2 周能使海參維持良好形態(tài)和外觀，除具有植物提取物本身氣味外無(wú)其他不良風(fēng)味產(chǎn)生，使海參具有較好的感官特性[56]。此外，交聯(lián)劑中酚類(lèi)化合物的羥基能夠與膠原蛋白的羥基、氨基結(jié)合形成氫鍵，將即食海參體壁中自由水逐漸轉(zhuǎn)化為結(jié)合水，發(fā)生水分遷移[51]。即食海參貯藏穩(wěn)定性與水分狀況關(guān)系密切，高水分含量使海參在貯藏期間結(jié)構(gòu)更易受損，適量降低水分含量可減少膠原纖維斷裂情況，緩解凝膠劣化現(xiàn)象[83]。因此，在交聯(lián)劑作用下，即食海參水分含量變化和水分遷移更有益于提高貯藏穩(wěn)定性。

目前已證實(shí)，利用五倍子和訶子植物提取物中富含的酚羥基結(jié)構(gòu)與海參膠原蛋白之間發(fā)生共價(jià)結(jié)合，可以達(dá)到穩(wěn)定海參體壁膠原纖維的作用，同時(shí)可以降低即食海參體壁水分含量和水分活度，實(shí)現(xiàn)延長(zhǎng)保質(zhì)期的目的[56]； 利用富含多酚的綠茶提取物和沒(méi)食子酸與即食海參進(jìn)行交聯(lián)，可改善海參體壁膠原蛋白降解情況，使其硬度與彈性有所提高，從而改善即食海參的質(zhì)構(gòu)特性，延長(zhǎng)貨架期[84]；芹菜提取物和綠原酸中的酚類(lèi)成分也可以與即食海參發(fā)生分子交聯(lián)，改善海參體壁水分遷移和膠原蛋白降解情況，進(jìn)而有效提高即食海參貯藏穩(wěn)定性[85]； 芹菜、黃瓜提取物、有機(jī)酸和多酚提取物協(xié)同作用均可有效提高即食海參貯藏穩(wěn)定性[86-87]。此外，轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶也可交聯(lián)海參，可將即食海參在冷藏狀態(tài)下的保質(zhì)期延長(zhǎng)到1 年，室溫條件下的保質(zhì)期高達(dá)3 個(gè)月[88]。

3 結(jié) 語(yǔ)

目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)海參貯藏保鮮機(jī)理和保鮮技術(shù)進(jìn)行了多方面的研究，取得了很大進(jìn)展。本文以新鮮海參和即食海參為主要研究對(duì)象，對(duì)貯藏保鮮過(guò)程中內(nèi)源酶和微生物的作用機(jī)理進(jìn)行了系統(tǒng)闡述，梳理歸納了相關(guān)保鮮技術(shù)，如低溫保鮮、保鮮劑保鮮、超高壓保鮮、臭氧保鮮和交聯(lián)劑保鮮的研究進(jìn)展。在此基礎(chǔ)上，對(duì)海參保鮮機(jī)理及保鮮技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行展望：1）海參保鮮相關(guān)研究目前尚在起步階段，海參微生物致腐機(jī)制方面還有待進(jìn)一步研究，海參自溶方面，應(yīng)致力于尋找安全、高效的蛋白酶抑制劑，以期延緩海參體壁自溶；2）部分保鮮技術(shù)成本較高，缺乏實(shí)際生產(chǎn)加工過(guò)程驗(yàn)證，如交聯(lián)劑保鮮雖然能達(dá)到較好的保鮮效果，但其有效成分含量較低，提取較為復(fù)雜。因此，仍需以開(kāi)發(fā)經(jīng)濟(jì)適用型保鮮技術(shù)為研究重點(diǎn)，關(guān)注不同保鮮技術(shù)的協(xié)同效用，在能夠達(dá)到良好保鮮效果的同時(shí)減少單一保鮮技術(shù)的成本。