2-3水产品保鲜技术.ppt
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1、水产品保鲜技术研究进展水产品保鲜技术研究进展一、生物保鲜技术一、生物保鲜技术二、群体感应抑制技术二、群体感应抑制技术三、冰温气调保鲜技术三、冰温气调保鲜技术四、水产品物流配送新技术四、水产品物流配送新技术水产品保鲜新技术水产品保鲜新技术 将某些具有抑菌或杀菌活性的生物保鲜剂将某些具有抑菌或杀菌活性的生物保鲜剂配制成适当浓度的溶液配制成适当浓度的溶液,通过浸渍通过浸渍.喷淋或涂抹喷淋或涂抹等方式应用于食品中等方式应用于食品中,进而达到防腐保鲜的效果进而达到防腐保鲜的效果 化学保鲜剂的卫生安全问题引发了人们对生物化学保鲜剂的卫生安全问题引发了人们对生物保鲜剂的关注保鲜剂的关注一、生物保鲜技术一、生
2、物保鲜技术 生物保鲜剂：生物保鲜剂：来源于生物有机体（从微生物至动、植物）或其组来源于生物有机体（从微生物至动、植物）或其组成部分（包括组织、化学成分等）成部分（包括组织、化学成分等）水产品中常见生物保鲜剂：水产品中常见生物保鲜剂：溶菌酶溶菌酶 抗菌肽抗菌肽 Nisin 植酸植酸 茶多酚茶多酚 魔芋甘露聚糖魔芋甘露聚糖 壳聚糖壳聚糖 鱼精蛋白鱼精蛋白 一、生物保鲜技术一、生物保鲜技术 溶菌酶：溶菌酶：溶菌酶是由溶菌酶是由129个氨基酸构成的单纯碱性球蛋白，化学性质个氨基酸构成的单纯碱性球蛋白，化学性质非常稳定，一般溶菌酶对于酵母、霉菌和革兰氏阴性菌等引起的非常稳定，一般溶菌酶对于酵母、霉菌和革
3、兰氏阴性菌等引起的腐败变质，溶菌酶不能起到防腐作用。但溶菌酶有良好的配伍性，腐败变质，溶菌酶不能起到防腐作用。但溶菌酶有良好的配伍性，与其他添加剂如植酸、甘氨酸、聚合磷酸盐等复配使用，可大大与其他添加剂如植酸、甘氨酸、聚合磷酸盐等复配使用，可大大提高其防腐保鲜的效果提高其防腐保鲜的效果。在水产品保鲜方面，陈舜胜等曾以对虾、带鱼段等为试样，在水产品保鲜方面，陈舜胜等曾以对虾、带鱼段等为试样，运用正交试验法得出在冷藏运用正交试验法得出在冷藏(5)与冰藏与冰藏(01)条件下溶菌酶条件下溶菌酶复合保鲜剂的有效配方复合保鲜剂的有效配方一、生物保鲜技术一、生物保鲜技术 Nisin：Nisin是由乳酸菌是由
4、乳酸菌(包括乳酸链球菌、乳酸乳杆菌、啤酒片球菌包括乳酸链球菌、乳酸乳杆菌、啤酒片球菌等等)产生的乳酸菌素，对产芽孢杆菌产生的乳酸菌素，对产芽孢杆菌(如肉毒杆菌如肉毒杆菌)、耐热腐败菌、耐热腐败菌(如嗜如嗜热脂肪芽孢杆菌热脂肪芽孢杆菌)等革兰氏阳性菌的生长有较好的抑制作用。其抑菌等革兰氏阳性菌的生长有较好的抑制作用。其抑菌机制是：对营养细胞，它像一种阳离子表面活性剂，通过干扰细胞膜机制是：对营养细胞，它像一种阳离子表面活性剂，通过干扰细胞膜来达到杀菌功能；对孢子则直接杀死或使其来达到杀菌功能；对孢子则直接杀死或使其“休克休克”。在水产品保鲜应用中，罗水忠等在虾肉糜保鲜试验中添加在水产品保鲜应用中
5、，罗水忠等在虾肉糜保鲜试验中添加001 005的的Nisin或或003Nisin+003山梨酸钾，在山梨酸钾，在25下下贮存，活菌总数、嗜冷菌、总挥发性碱基氮值的上升得到有效的控制，贮存，活菌总数、嗜冷菌、总挥发性碱基氮值的上升得到有效的控制，保质期由保质期由2 d延长至延长至56d，而虾肉糜的感官品质没有受到影响。，而虾肉糜的感官品质没有受到影响。一、生物保鲜技术一、生物保鲜技术 茶多酚：茶多酚：汪兴平等将茶多酚应用于鲜鱼的保鲜，研究表明：汪兴平等将茶多酚应用于鲜鱼的保鲜，研究表明：06茶多茶多酚制剂有效地抑制鱼脂质氧化和三甲胺、挥发性盐基氮、组胺和吲哚酚制剂有效地抑制鱼脂质氧化和三甲胺、挥
6、发性盐基氮、组胺和吲哚的生成，在的生成，在25下能贮藏下能贮藏35 d 茅林春等茅林春等将茶多酚用于微冻鲫鱼的保鲜，表明茶多酚对于微冻将茶多酚用于微冻鲫鱼的保鲜，表明茶多酚对于微冻状态下的鲫鱼具有良好的抑菌和抗氧化作用，能够明显延缓鲫鱼的腐状态下的鲫鱼具有良好的抑菌和抗氧化作用，能够明显延缓鲫鱼的腐败变质败变质；周才琼等研究发现加入；周才琼等研究发现加入025050 mgg茶多酚的鱼糜，茶多酚的鱼糜，在在5下保鲜效果明显，保鲜时间可达下保鲜效果明显，保鲜时间可达13 d一、生物保鲜技术一、生物保鲜技术 壳聚糖：壳聚糖：由甲壳素由甲壳素(Chitin)通过脱乙酰制得通过脱乙酰制得。防腐的机理。防
7、腐的机理主要是壳聚糖主要是壳聚糖类物质的正电荷与微生物细胞膜表面的负电荷作用造成蛋白质类类物质的正电荷与微生物细胞膜表面的负电荷作用造成蛋白质类物质及其他细胞内组成成分的流失而达到抑菌防腐的功能物质及其他细胞内组成成分的流失而达到抑菌防腐的功能 在水产品保鲜中的应用：岳晓华等将壳聚糖溶液涂膜于鲫鱼在水产品保鲜中的应用：岳晓华等将壳聚糖溶液涂膜于鲫鱼体表，发现壳聚糖涂膜能明显抑制需氧细菌、厌氧细菌的繁殖，体表，发现壳聚糖涂膜能明显抑制需氧细菌、厌氧细菌的繁殖，延缓挥发性盐基氮的增加，对鲫鱼的保鲜起到良好的效果延缓挥发性盐基氮的增加，对鲫鱼的保鲜起到良好的效果一、生物保鲜技术一、生物保鲜技术 抗菌
8、肽：抗菌肽：抗菌肽（抗菌肽（antibacterial peptides）是具有抗菌活性的肽类的总）是具有抗菌活性的肽类的总称。称。1972 年瑞典科学家年瑞典科学家Boman等首先在果蝇中发现抗菌肽及其具有等首先在果蝇中发现抗菌肽及其具有免疫功能，后用蜡状芽孢杆菌及大肠杆菌诱导惜古比天蚕免疫功能，后用蜡状芽孢杆菌及大肠杆菌诱导惜古比天蚕（Hyalophora cecropia）蛹产生了世界上第一个抗菌活性多肽）蛹产生了世界上第一个抗菌活性多肽天蚕素天蚕素(Cecropin)，随后人们从细菌、真菌、两栖类、高等植物及哺，随后人们从细菌、真菌、两栖类、高等植物及哺乳动物中相继发现并获得了具有类似
9、性质的活性多肽乳动物中相继发现并获得了具有类似性质的活性多肽一、生物保鲜技术一、生物保鲜技术 抗菌肽的结构（大致分抗菌肽的结构（大致分4类）：类）：具有具有螺旋结构的线性肽螺旋结构的线性肽,如蜂毒肽、蛙皮肽、天蚕抗菌肽等如蜂毒肽、蛙皮肽、天蚕抗菌肽等含有二硫键的含有二硫键的折叠结构折叠结构,如防御肽、昆虫防御肽等如防御肽、昆虫防御肽等由一种或多种氨基酸为主构成的多肽由一种或多种氨基酸为主构成的多肽具有环形结构的多肽具有环形结构的多肽 一、生物保鲜技术一、生物保鲜技术 抗菌肽抑菌机制：抗菌肽抑菌机制：抗菌肽的抑菌机制：破坏细胞膜的结构，引起细胞内物质的泄抗菌肽的抑菌机制：破坏细胞膜的结构，引起细
10、胞内物质的泄漏和瓦解跨膜电势，影响细胞的正常生理过程，从而导致细胞的漏和瓦解跨膜电势，影响细胞的正常生理过程，从而导致细胞的死亡。抗菌肽和质膜作用时采用两种主要的机制，一种是死亡。抗菌肽和质膜作用时采用两种主要的机制，一种是“栅桶栅桶式式”机制，另一种是机制，另一种是“毯式毯式”机制。机制。“栅桶式栅桶式”机制机制：抗菌肽一般具有两亲性，多个抗菌肽分子：抗菌肽一般具有两亲性，多个抗菌肽分子形成管束状结构，这种结构的疏水端可以插入细胞膜中形成孔洞，形成管束状结构，这种结构的疏水端可以插入细胞膜中形成孔洞，以这种方式作用的抗菌肽分子中含有较多的以这种方式作用的抗菌肽分子中含有较多的-螺旋结构螺旋结
11、构 “毯式毯式”机制：机制：抗菌肽通过其疏水的氨基酸残基和膜亲和而抗菌肽通过其疏水的氨基酸残基和膜亲和而造成膜损伤，以这种方式作用的抗菌肽分子多含有造成膜损伤，以这种方式作用的抗菌肽分子多含有-折叠结构。折叠结构。一、生物保鲜技术一、生物保鲜技术 海洋生物抗菌肽：海洋生物抗菌肽：1988年年Nakamura 等在鲎血细胞里发现一种等在鲎血细胞里发现一种17个氨基酸的抗菌肽，命名个氨基酸的抗菌肽，命名为鲎素（为鲎素（Tachyplesin），这是首次从海洋生物中发现的抗菌肽。该），这是首次从海洋生物中发现的抗菌肽。该肽的分子量为肽的分子量为2263，C端端-精氨酰胺化，分子中有精氨酰胺化，分子中
12、有2 个二硫键，具有个二硫键，具有紧密的发夹结构。紧密的发夹结构。Schnapp 等从岸蟹等从岸蟹(Carcinus maenas)中分离得到中分离得到3 种具有杀菌作用种具有杀菌作用的肽，分子量的肽，分子量6.5kD，富含脯氨酸，富含脯氨酸 Oren 等从豹鳎体上分离到的等从豹鳎体上分离到的Pardaxin多肽，含多肽，含33 个氨基酸残基、具有个氨基酸残基、具有螺旋螺旋-卷曲卷曲-螺旋的结构模式螺旋的结构模式 一、生物保鲜技术一、生物保鲜技术 海洋生物抗菌肽：海洋生物抗菌肽：Jang等红海鞘的血细胞中纯化出抗菌肽等红海鞘的血细胞中纯化出抗菌肽halocidin，分子量为，分子量为3443D
13、a，由分别含有由分别含有18个氨基酸残基和个氨基酸残基和15个氨基酸残基的个氨基酸残基的2个不同的亚基组成个不同的亚基组成Lee等从柄海鞘等从柄海鞘Styela clava 的血细胞中分离出一组由的血细胞中分离出一组由4个个-螺旋抗菌肽螺旋抗菌肽组成的家族组成的家族Clavanins A，B,C，和，和D，clavanins A-D 富含组氨酸，富含组氨酸，包含包含23个残基，个残基，C末端酰胺化的抗菌肽末端酰胺化的抗菌肽Cole等从美洲拟鲽的皮肤黏液中分离出含等从美洲拟鲽的皮肤黏液中分离出含25 个氨基酸的线形抗菌肽个氨基酸的线形抗菌肽Pleurocidin，分子量，分子量2.711kD 具
14、有两亲性具有两亲性 螺旋结构螺旋结构一、生物保鲜技术一、生物保鲜技术 群体感应现象群体感应现象 群体感应系统的调控群体感应系统的调控 群体感应系统的干预与水产品保鲜群体感应系统的干预与水产品保鲜二、群体感应抑制技术二、群体感应抑制技术群体感应现象群体感应现象 群体感应是当细菌的数量达到一定的密度群体感应是当细菌的数量达到一定的密度(quorum)时才能发时才能发生的感应现象生的感应现象(sensing)当一个特定的环境中细菌的数量急剧增加时，由细菌所分泌当一个特定的环境中细菌的数量急剧增加时，由细菌所分泌的信号分子的浓度也会相应的升高。比如，细菌在液体培养基中的信号分子的浓度也会相应的升高。比
15、如，细菌在液体培养基中的数量大于或者等于的数量大于或者等于10107个个/mL时，它们的信息分子的浓度就会超时，它们的信息分子的浓度就会超过一个阈值（大约为过一个阈值（大约为1010 nmol/L），这时细菌与细菌之间就会通过），这时细菌与细菌之间就会通过某种信号来调整它们的共同行为，从而激活靶基因的表达某种信号来调整它们的共同行为，从而激活靶基因的表达,展现出展现出新的行为特征，如生物发光、成群浮游、质粒转移、毒性因子的新的行为特征，如生物发光、成群浮游、质粒转移、毒性因子的产生和抗菌肽的大量合成等产生和抗菌肽的大量合成等二、群体感应抑制技术二、群体感应抑制技术群体感应现象群体感应现象 群体
16、感应过程的发现源于海洋费氏弧菌（群体感应过程的发现源于海洋费氏弧菌（Vibrio fischeri）的）的生物发光现象。当生物发光现象。当V.fischeri 菌体浓度上升的同时，菌体浓度上升的同时，AHLs信号分信号分子的浓度会随之增加，而当子的浓度会随之增加，而当AHL s信号分子的浓度达到微摩尔级范信号分子的浓度达到微摩尔级范围的时候，就会与围的时候，就会与LuxR蛋白结合，结合后的复合物再去激活荧光蛋白结合，结合后的复合物再去激活荧光素酶基因的启动子转录而表现为生物发光。素酶基因的启动子转录而表现为生物发光。二、群体感应抑制技术二、群体感应抑制技术 群体感应系统的调控群体感应系统的调控
17、 由于革兰氏阴性菌的酰化高丝氨酸内酯（由于革兰氏阴性菌的酰化高丝氨酸内酯（AHLs）信号系统已）信号系统已被较为清楚的阐明，因此目前开发的以细菌群体感应系统为靶点的被较为清楚的阐明，因此目前开发的以细菌群体感应系统为靶点的保鲜技术，主要是通过抑制细菌中保鲜技术，主要是通过抑制细菌中AHLs介导的信号系统来达到抑制介导的信号系统来达到抑制腐败菌群体感应的目的腐败菌群体感应的目的二、群体感应抑制技术二、群体感应抑制技术 AHLs信号分子的干预调控信号分子的干预调控（一）（一）AHLs降解酶降解酶（二）抑制（二）抑制AHLs信号分子的合成信号分子的合成（三）群体感应抑制剂（三）群体感应抑制剂（Quo
18、rum Sensing Inhibitor，QSI）二、群体感应抑制技术二、群体感应抑制技术（一）（一）AHLs降解酶降解酶 产生可以使产生可以使AHLs分子灭活的分子灭活的AHLs降解酶，使病原菌降解酶，使病原菌QS系统系统不能启动它所调控的基因，如不能启动它所调控的基因，如aiiA 基因编码的基因编码的N-酰基高丝氨酸内酯酰基高丝氨酸内酯酶（酶（AHL-lactonase）可打开可打开AHLs内酯环，降解信号分子，干扰内酯环，降解信号分子，干扰QS系统；另外一个是系统；另外一个是N-酰基高丝氨酸酰基转移酶（酰基高丝氨酸酰基转移酶（AHL-acylase），），这种酶能够使这种酶能够使 C4
19、-HSL 和和 C8-HSL 脱酰基化，产生脱酰基化，产生L-高丝氨酸，干扰高丝氨酸，干扰QS系统系统二、群体感应抑制技术二、群体感应抑制技术（二）抑制（二）抑制AHLs信号分子的合成信号分子的合成 大量微生物都含有两套基于大量微生物都含有两套基于 AHL 分子的群体感应系统：分子的群体感应系统：las 系统和系统和rhl 系。系。las 系统由系统由 LasR 和和 LasI 组成，组成，rhl 系统与系统与 las 系统系统相似，由相似，由 RhlR 和和 RhlI组成，其中，组成，其中，LasR 和和 RhlR 为信号分子受体。为信号分子受体。采用采用反义核苷酸技术和反义核苷酸技术和 R
20、NAi 技术技术，可特异地与，可特异地与 LasR/lasI 和和 rhlR/rhlI 转录体结合来抑制转录体结合来抑制luxI基因的表达，从而抑制信号分子的基因的表达，从而抑制信号分子的合成合成二、群体感应抑制技术二、群体感应抑制技术（三）群体感应抑制剂（三）群体感应抑制剂（QSI）阻断阻断AHL信号的传递可以通过竞争性阻断其自身信号的传递可以通过竞争性阻断其自身AHL分子分子与与LuxR型蛋白结合来达到。这些抑制剂多为其自身型蛋白结合来达到。这些抑制剂多为其自身 AHL 分子的分子的结构类似物，因此能够结合并占据结构类似物，因此能够结合并占据 AHL 结合位点，抑制结合位点，抑制AHLs发
21、发挥作用挥作用二、群体感应抑制技术二、群体感应抑制技术群体感应系统的干预与水产品保鲜群体感应系统的干预与水产品保鲜 水产品腐败是一个复杂的过程水产品腐败是一个复杂的过程,微生物起着主要作用，微生物的微生物起着主要作用，微生物的QS系统参与了食品的腐败过程，可能起着关键的作用系统参与了食品的腐败过程，可能起着关键的作用,因此检测分析因此检测分析水产品中腐败微生物所产生的水产品中腐败微生物所产生的AHLs，通过干扰腐败菌的，通过干扰腐败菌的QS系统，系统，开发新型的食品开发新型的食品“保鲜剂保鲜剂”，对水产品贮藏具有非常重要的意义，对水产品贮藏具有非常重要的意义二、群体感应抑制技术二、群体感应抑制
22、技术对虾腐败不动杆菌（对虾腐败不动杆菌（Aci）培养过程中）培养过程中AHLs含量变化含量变化二、群体感应抑制技术二、群体感应抑制技术 群体感应抑制剂对凡纳滨对虾腐败菌群体感应抑制剂对凡纳滨对虾腐败菌AHLs的调控的调控二、群体感应抑制技术二、群体感应抑制技术三、冰温气调保鲜技术三、冰温气调保鲜技术冰温保鲜技术冰温保鲜技术：冰温保鲜是指冰温保鲜是指0 以下、冰点以上的温度区域保鲜食品的方法，以下、冰点以上的温度区域保鲜食品的方法，其突出优势在于可以避免因冻结而导致的蛋白质变性和干耗等一系列其突出优势在于可以避免因冻结而导致的蛋白质变性和干耗等一系列质构劣化现象。冰温贮藏温度虽然仅比冷藏低质构劣
23、化现象。冰温贮藏温度虽然仅比冷藏低5，但其贮藏期却是，但其贮藏期却是冷藏的冷藏的1420倍倍。冰温保鲜机理包括：冰温保鲜机理包括：将食品的温度控制在冰温带内以维持其细胞的活体状态；将食品的温度控制在冰温带内以维持其细胞的活体状态；使水产品等食品的后熟过程在特定的低温环境下进行，能延使水产品等食品的后熟过程在特定的低温环境下进行，能延 缓水产品腐败有关的挥发性氮类物质的生成，同时能逐渐积缓水产品腐败有关的挥发性氮类物质的生成，同时能逐渐积 累和鲜度有关的氨基酸累和鲜度有关的氨基酸冰温保鲜技术研究现状：冰温保鲜技术研究现状：自自20世纪世纪70年代日本山根昭美博士发现冰温贮藏技术以来，冰温技年代日
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