2.2.3鱼精蛋白
鱼精蛋白是一种多聚阳离子肽,存在于各种动物成熟的精巢组织中,具有很强的抗菌活性。鱼精蛋白结构中的聚精氨酸等几种氨基酸结构可以与微生物细胞的细胞壁和细胞膜结合,破坏其物质运输和能量转换功能,达到抑菌效果。以南美白对虾为原料,张家源等研究了鱼精蛋白-壳聚糖复合保鲜剂的保鲜效果,结果表明,当0.01g/ml壳聚糖与0.003g/ml鱼精蛋白复合时,可有效控制微生物和酶的活性,从而延缓pH、K值、菌落总数和挥发性盐基氮的增加。钱旭等人在研究罗非鱼的保鲜时发现,壳聚糖和鱼精蛋白的复合保鲜液可以明显抑制大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的生长,延长鱼片的货架期约6d。与其它生物保鲜剂相比,鱼精蛋白的抗菌活性是杀菌而非抑菌,在保鲜过程中具有安全、快速、高效的特点。
动物源保鲜剂的抗菌性能可以与壳聚糖的抗菌性能相协调,提高复合保鲜的抗菌性能,动物源保鲜剂的添加可以延缓产品脂质和蛋白质的氧化速率,使这种复合保鲜方法在水产品保鲜中事半功倍。但由于动物源保鲜剂蛋白质含量高,复合液稠度高,复合保鲜过程中难以涂抹,厚复合液也会导致成膜透气性差,影响保鲜效果。
2.3壳聚糖和微生物保鲜剂复合保鲜。
微生物源保鲜剂是微生物代谢过程中产生的具有抑菌作用的物质。微生物源保鲜剂主要通过微生物代谢产生的细菌素等抑菌物质来抑制或杀死微生物。目前,乳酸链球菌素、∩-聚赖氨酸等与壳聚糖解复合用于水产品保鲜。
2.3.1乳酸链球菌素(Nisin)
Nisin是由一些乳酸链球菌株产生的一种天然抗菌肽,是世界上唯一允许作为食品添加剂的细菌素。其抑菌效果主要通过两种方式实现,第一种是Nisin能够与靶细胞膜上的脂质结合,从而影响肽聚糖的合成,第二种是Nisin能够与靶细胞膜形成离子通道,从而影响物质交换等功能。欧阳锐等研究了壳聚糖-Nisin复合保鲜液对鲭鱼的保鲜效果,结合真空包装,使鲭鱼在-4℃下7d内仍处于新鲜状态,可有效延长其货架期3-4d。邹小欠等人将超高压与壳聚糖-Nisin复合保鲜液结合处理腌制生食泥螺,研究表明,在泥螺4℃的冷藏过程中,其感官品质低于对照组,但可抑制菌落总数、挥发性盐基氮、硫代巴比妥酸值的增加。因为Nisin可以降低热处理温度,改善风味,所以被广泛应用于水产品的保鲜。Nisin在酸性条件下活性较高,而壳聚糖的溶剂是酸性的,两种物质的复合可以起到更好的保鲜作用,同时也可以改善Nisin市场价格高、抗菌谱窄的问题。
2.3.2∩-聚赖氨酸
聚赖氨酸是一种由放线菌产生的具有广谱抑菌性的聚阳离子多肽。沙门氏菌作为一种天然防腐剂,对Nisin无法抑制的革兰氏阴性大肠杆菌有很好的抑菌作用。其抗菌性主要是通过与靶细胞膜的作用,通过静电作用覆盖靶细胞的整个膜面,导致细胞膜磷脂双分子层弯曲受损,直至破裂分解,导致细胞内容物电解质和蛋白质流出,导致细胞死亡。Zhang等人发现,用壳聚糖和∩-聚赖氨酸复合液涂覆中国对虾可以抑制微生物的生长,延缓脂肪和蛋白质的氧化,延长其货架期4-6d。Na等人发现,在用壳聚糖和∩-聚赖氨酸复合液冷藏凡纳滨对虾涂膜的过程中,中温和嗜冷菌可以明显抑制,储存第9d的抑制率可以达到3个对数周期,延长虾的货架期。Li等人用∩-聚赖氨酸复合壳聚糖对新鲜半滑舌鱼片进行保鲜。研究发现,在4℃的储存过程中,半可以减少影响风味保持和感官特性的化合物,延长鱼片的货架期。壳聚糖和∩-聚赖氨酸具有协同的抗菌作用,壳聚糖还可以补充∩-聚赖氨酸的抗氧化性。两种物质复合保鲜时,在抑制水产品微生物生长、质地和颜色方面比单独使用某种保鲜剂更有效,在水产品保鲜方面有很好的应用前景。
微生物源生物保鲜剂存在抗菌谱窄、作用范围小等问题,抗菌保鲜效果相对有限。根据围栏技术原理,与壳聚糖按一定比例复合形成复合生物保鲜剂,不仅可以减少单一生物保鲜剂的用量,还可以明显增强抗菌效果。
2.4壳聚糖和酶类保鲜剂复合保鲜。
研究表明,酶类保鲜剂具有高效的抗菌作用,但由于酶类保鲜剂价格昂贵,在与壳聚糖的复合保鲜中,低剂量复合主要起到提高抗菌作用,溶菌酶与壳聚糖复合较多。
溶菌酶是一种具有水解作用的碱性酶,广泛存在于鸟类动物中,是一种天然抗菌物质。溶菌酶可以通过破坏细胞壁中N-乙酰细胞壁酸与N-乙酰氨基葡萄糖之间的β-1、4糖苷键,将细胞壁中的不溶性粘多糖分解成可溶性糖肽,导致细胞壁破裂内容物逸出,细菌溶解;同时,溶菌酶具有阳离子和疏水特性,含有能裂解细胞膜的多肽序列,能吸附和穿透细胞膜的脂质单层,形成孔洞结构,改变细胞膜的通透性,最终导致脂质体裂解。Qin等人研究了壳聚糖和溶菌酶双层膜对鱼类腐败菌的荧光假单胞菌和腐败希瓦氏菌。双层膜处理后,细菌表面严重受损,细胞膜通透性和核酸渗漏增加,对鱼类腐败菌具有优异的抗菌性能。以白姑鱼为实验对象的张泽凌等,利用壳聚糖的成膜特性和抗氧化性,使其与溶菌酶复合,在白姑鱼表面形成一层保护膜,可以明显抑制TBA和TVB-N在白姑鱼冷藏过程中的升高。
溶菌酶作为一种天然蛋白质,对人体无毒,不会残留在体内。然而,由于溶菌酶具有专一性,不会对所有腐败的微生物起作用。因此,溶菌酶和壳聚糖的复合使用可以产生协同作用,提高保鲜效果。
2.5壳聚糖在与各种生物保鲜剂复的优缺点。
在壳聚糖与各种生物保鲜剂复合保鲜的过程中,加入各种物质可以在一定程度上提高复合保鲜的效果,但仍存在一些缺点,如下表所示。
三是结论与展望。
随着社会经济的发展和居民生活水平的提高,消费者对食品质量和安全的要求越来越高。绿色、环保、安全的新型食品保鲜方式将成为未来食品市场的主流发展方向。目前,壳聚糖与生物保鲜剂复合使用的研究主要集中在生物保鲜剂的筛选和复合工艺的优化上,旨在利用生物保鲜剂弥补壳聚糖的缺陷,从而提高保鲜效率;然而,很少有研究通过直接改善壳聚糖的性质来提高保鲜效果,因此未来的研究可以集中在以下几个方面:
(1)通过对壳聚糖结构的改性,提高其溶解度和化学特性,提高壳聚糖的利用率;
(2)利用纳米化等工艺优化壳聚糖颗粒的粒径,扩大其使用范围。此外,在壳聚糖与其他生物保鲜剂的复合使用过程中,由于各种水产品的性质不同,需要选择不同的保鲜剂进行保鲜,因此需要深入探索每种保鲜剂的具体保鲜机制。
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