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中药复方水产品保活剂的研发及产业化应用

来源:时间:2025-04-26 18:57:42

魚,中药蝦,复方发及蟹等水產品因具有低脂肪和高蛋白質的水产特點,已經成為人們合理膳食結構中不可或缺的品保重要組成部分,也是活剂化人們動物蛋白攝入的重要來源,而且水產品美味可口具有獨特的产业風味,常有“河鮮”和“海鮮”的中药美譽,深受消費者青睞。复方发及隨著人們生活水平的水产不斷提高,新鮮水產品市場在品種,品保價格,活剂化供應和營銷體係等諸多方麵都發生了翻天覆地的产业變化。人們越來越傾向於消費鮮活水產品,中药從目前的复方发及國內和國際市場來看,鮮活的水产水產品因具有更好的新鮮度,不僅流行,而且也具有價格優勢。所以無論是優質水產品還是低價值水產品,新鮮度都是最重要的質量指標,也是決定其價格的主要因素。但是由於水產品離開原生環境後極易失活和腐敗,因此有必要加強對水產品保活和保鮮技術的研究。

如何保持水產品的鮮活度曆來就是一個難題,也是製約水產養殖業發展的主要因素之一,例如:中國有大約140種淡水養殖魚類,其中70%的淡水產品是青魚、草魚、鰱魚、鱅魚“四大家魚”,30%為其他特殊品種的淡水產品。但目前中國淡水魚的加工率約為300萬噸,還不到30%,遠低於發達國家80%以上的水平。因儲存和加工條件落後造成的魚類腐敗率高達30%。隨著中國經濟的快速發展和國際貿易的快速增長,水產品如何保持其鮮活度的問題變得越來越重要。

失活後的水產品,體內會發生一係列物理、化學和生理變化。剛開始,肝糖元會無氧降解,生成肌酸,肌磷酸也分解成磷酸,使得水產品的肌肉呈酸性,pH值下降,與此同時肌肉中ATP分解會釋放出能量而使體溫升高,導致蛋白質酸性凝固、肌肉發生收縮,使肌肉失去伸展性而變硬。緊接著,當ATP分解完,肌肉又逐漸發生軟化進入自溶作用階段,蛋白質降解產生一係列的中間產物及氨基酸及可溶性含氮物,讓肌肉失去固有的彈性,同時由於多酚氧化酶(PPO)的作用,形成黑色素物質,出現黑斑。在自溶後期,各種微生物,包括腐敗微生物,通過殼、胃和腸浸入肌肉組織中。微生物在體內迅速繁殖,將肌肉組織中的蛋白質、氨基酸以及其它含氮物進一步分解使水產品不堪食用。簡言之,由於水產品組織柔嫩,蛋白質和水分的含量較高,若任其自然放置,很快就會變質腐敗,失去食用價值,因此,必須加強水產品的保鮮保活技術研究。

鮮活水產品的運輸和貯藏曆來就是難題,日本對這方麵進行了大量研究。在中國,雖然水產品的活體運輸和貯藏已經有悠久的曆史,但是目前依然缺乏較為係統的研究。保活水產品的目的是降低其死亡率,目前采用的手段是維持或模擬其賴以生存的自然環境,又或者通過一係列的措施降低其新陳代謝活動。

物理保鮮保活、化學保鮮保活和生物保鮮保活技術是水產品保鮮保活三大新技術。

水產品目前采用的物理保鮮保活法主要有氣調保鮮法、低溫保鮮法、臭氧保鮮法和冷殺菌保鮮法,其中冷殺菌法又主要包括輻照保鮮法、超高壓保鮮法以及高壓脈衝電場保鮮法。但是這些方法的設備配置高端昂貴,能耗較高,因此物理保鮮保活技術在經濟節約、綠色環保的角度是有缺陷的。

在水產品中加入麻醉劑、防腐劑、抗菌劑和抗氧化劑以保持水產品的新鮮是目前主要采用的化學保鮮保活法。根據水產品的生理特性,采用麻醉劑抑製其中樞神經的作用有兩方麵:一是降低水產品的呼吸強度和代謝強度,從而減少水氧的消耗,減少CO2和氨氣的排放量,防止水質汙染;二是限製魚的過度活動,防止魚在容器中激烈活動而造成傷害,減少死亡。目前使用的魚類麻醉劑主要有MS-222、鹽酸苯唑卡因、碳酸和二氧化碳、喹哪丁、尿烷、弗拉西迪耳、三氯乙酸等。用於水產品中的麻醉劑還有乙醚、苯佐卡等,但是對於其應用於食用魚尚有爭議,有待進一步論證。防腐劑的主要作用是有效的控製微生物的各項生理活動,減緩或停止微生物的生長繁殖。殺菌劑能夠有效地殺滅食品中的微生物;早在20世紀50年代,抗生素用於水產品的保鮮,後來由於在魚蝦中出現了抗菌素的殘留量和細菌的耐藥性等問題,從而從公共衛生學的角度降低了抗菌素的應用價值。目前開發了Nisin、甲殼素等新型天然無毒的生物殺菌劑取代了四環素等抗菌素,應用於水產保鮮保活中。應用於水產品保活和保鮮的抗氧化劑是延緩甚至於防止食品氧化變質的一類物質。隨著人們對食品安全的要求和環保意識越來越高,化學保鮮保活方法的安全性使人們對其產生擔憂,所以越來越多的化學保鮮保活劑的使用受到了限製。

生物保鮮保活劑是從動植物、微生物中提取或利用現代生物工程技術得到的保鮮劑,其安全、健康、高效等特點已成為人們關注的熱點。水產品中常見生物保鮮劑:溶菌酶、抗菌肽、Nisin、植酸、茶多酚、魔芋甘露聚糖、殼聚糖、魚精蛋白等,還有酶製劑、微生物製劑用於水產品的保鮮保活。上述生物技術要求較高,提取的各類製劑活性的保持時間、溫度等條件苛刻,不易掌握和控製。另外,生物保鮮劑的價格較高,成本較高,在一定程度上限製了推廣應用;部分生物保鮮劑會導致食品顏色和風味的改變。為了解決生物保鮮保活劑的這些問題,有必要開發出高效、環保、低成本的生物保鮮保活劑用於水產品運輸貯存中。

在對比各種保鮮方法並查閱大量文獻資料後,發現多種中草藥含有水產品保鮮保活所需要的抗缺氧、抑菌、防腐、麻醉等有效成分,而且中草藥有效成分的提取技術成熟完善,經濟可靠;提取物對環境友好,對人體無害,所以完全可以提取中草藥的有效成分合成水產品保鮮保活液。因此,申報立項完成了中山市科技局科研項目,合成的水產品保鮮保活液市場應用推廣效果顯著,為水產養殖運輸貯存帶來良好經濟效益和社會效益。

一、本項目研究的創新點和先進性

1、本項目研製的新型水產品保鮮保活液的創新點

首次將中藥複方保鮮保活液用於水產品的活體運輸中,保活效果好,性質穩定,安全無毒,且配方科學,價格低廉,來源廣泛。首次將白及膠作為抗損傷劑、苦葛根作為麻醉劑與具有抗氧化、抗菌作用的中藥,組成中藥複方保鮮保活液用於水產品的活體運輸。通過單因素分析和正交實驗確定了一種新的純天然水產品保鮮保活液配方,中草藥有效成分提取采用超臨界提取技術,生產工藝簡單,生產過程綠色環保。

2、本項目研製的新型水產品保鮮保活液的獨特性

(1)原料:水產品保鮮保活液原料全部采用超臨界提取技術。通過篩選具有各種特殊功效的中草藥,提取其中有效成分和植物精油,包括:

①抗損傷劑:選擇天然植物中藥材白及,提取有效成分白及膠,在水產品保鮮保活液中起到抗損傷作用。

②抗缺氧劑:迷迭香提取物、生薑和五味子提取物可作為抗缺氧成分應用於保鮮保活液中。

③抑菌劑:提取牛至、金銀花、薄荷精油作為保鮮保活液中抑菌劑。

④麻醉劑:選擇中藥苦葛根作為保鮮保活液中的麻醉劑,替代三氯乙醛、異戊巴比妥鈉等有害麻醉成分。

⑤防腐劑:選擇丁香、百裏香提取物作為防腐劑(由於丁香、百裏香也有抑菌的作用所以添加量以抑菌劑添加情況為參考)。

(2)配方:上述組成成分經過生物活性、毒理分析,添加活性酶,組成新產品配方的原料,再根據正交試驗確定各組分最佳配比,最終形成科學的保鮮保活液新產品配方,根據配方設計最佳工藝方案,合成複方中草藥保鮮保活液。

(3)成活率:對比、調整保鮮保活液在不同水產品運輸中使用劑量,發現:常見草魚、鯉魚、鱅魚、鯿魚、鯪魚、泥鰍等運輸過程中,使用保鮮保活液可提高成活率6%~11%;珍稀魚種珍珠龍躉、黑鯛、石斑、青斑等在運輸過程中,使用保鮮保活液可提高成活率5%~10%;南美白對蝦、羅氏蝦運輸過程中使用保鮮保活液可提高成活率5%~8%;梭子蟹、水蟹運輸過程中使用保鮮保活液可提高成活率8%~12.5%。

(4)新產品采用水產行業係列標準進行檢測,結果顯示:魚類鮮度指標K值符合標準要求;水產品中未檢出16種多環芳烴、硫丹、硝基苯、乙烯雌酚、五氯苯酚、甲醛、土黴素、四環素、惡喹酸、三唑磷、孔雀石綠等有害物質。充分保證了水產品的食用安全,是化學保鮮和生物保鮮技術的完美結合。

二、國內外同類技術及市場競爭力比較

水產品極易失活和腐敗變質,而鮮活度又決定了水產品的價值,失活腐敗的水產品不僅完全喪失其食用價值還會給水產養殖企業和國民經濟造成重大的損失。因此,水產品的活體運輸貯藏和保鮮防腐技術是養殖、捕撈的延續,是水產品加工企業創收的必要保證,是整個漁業生產不可缺少的重要組成部分。國內的水產品保鮮技術尤其是保活技術與國外相比,還存在著較大的距離,國外對水產品保鮮保活的研究比國內研究起點高、投入大、成效顯著。但是國外研究不涉及中草藥提取有效成分合成水產品保鮮保活液,因此,對比國內外同類技術,中草藥用於水產品保鮮屬於國內獨創技術。比較水產品物理保鮮、化學保鮮和生物保鮮技術,複方中草藥生物保鮮劑研究更具有前沿性和適用性。

複方中草藥生物保鮮劑來源廣泛,成本相對較低,應用前景廣闊。目前國內外用於水產品保鮮的植物源性生物保鮮劑主要有:茶多酚、蜂膠等,利用中草藥提取的有效成分合成新型水產品保鮮保活液的研究還不多,根據國內科技查新結論,這項研究尚屬國內首創。

目前,國內水產品保鮮技術規範和質量標準以低溫冷藏、冷凍為主,複方中草藥生物保鮮保活液尚未形成技術標準和質量標準,保鮮保活液在市場應用主要以養殖水產品經驗為主,長途運輸海鮮、河鮮時憑經驗添加葡萄糖粉和增氧保證水產品的成活率,有些不法分子甚至為了牟取利益違法添加甲醛,市場比較混亂。本項目研究完成後經過幾年的生產使用,已經逐步形成了一定的質量規範,下一步計劃與目前相關使用企業共同製定產品質量標準,明確保鮮保活液使用範圍,完成保鮮保活液分類,擴大純天然綠色產品應用市場。

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