水产品特定腐败菌研究进展

罗庆华

(吉首大学大鲵研究所，湖南 张家界 427000)

水产品特定腐败菌研究进展

罗庆华

(吉首大学大鲵研究所，湖南 张家界 427000)

对国内外水产品特定腐败菌(specific spoilage organism，SSO)的研究进展进行综述。在有氧冷藏中，水产鲜品最常见的SSO为假单胞菌(Pseudomonas spp.)与腐败希瓦氏菌(Shewanella putrefaciens)。真空冷藏或气调包装水产品的SSO，国内外一致报道的有磷发光杆菌(Photobacterium phosphoreum)、乳酸菌(Lactobacillus)和肠杆菌(Enterobacteriaceae)。温和加工水产品的SSO的情况较为复杂，通常为乳酸菌(Lactobacillus)、磷发光杆菌(Photobacterium phosphoreum)、肠杆菌(Enterobacteriaceae)等。SSO的应用领域之一是建立SSO数学模型，预测产品的腐败进程与剩余货架期；应用领域之二是靶向抑制SSO，延长货架期。

水产品；特定腐败菌；贮藏；货架期

水产品是人类最重要的优质动物蛋白源之一。我国作为水产品生产大国，水产品产量连续17年居世界第一位[1]。新鲜水产品肌肉中水分含量高、组织脆弱、天然免疫物质少、不饱和脂肪酸易氧化以及可溶性蛋白质含量高，因此比一般的动物肉组织更容易腐败。此外，由于多数水产品生命周期的局限，造成集中上市，使得短时期内市场上供大于求，销售价格偏低。所以控制水产品的微生物腐败，延长水产品货架期，具有重要的社会效益与经济效益。

探求导致水产品变质的微生物种类，才能有效进行品质变化的监控和产品腐败的靶向抑制，是研发加工保藏技术、提高水产品质量的前提。国外学者通过对水产食品腐败微生物长期研究发现，水产食品所含微生物中只有部分微生物参与腐败过程，因此提出了特定腐败菌(specific spoilage organism，SSO)的概念[2]。本文介绍国内外近年来对水产鲜品和温和加工品SSO的种类及其在预测和延长水产品货架期领域的应用，为我国水产品SSO的研究和保鲜加工技术的开发提供借鉴。

1 水产腐败菌的种类

1.1 水产食品腐败和SSO的概念

水产品腐败主要表现在某些微生物生长和代谢生成胺、硫化物、醛、酮、酯和有机酸等，产生不良气味和味道，使产品感官上不可接受[3]，品质改变。由于所使用的原料、加工方法和产品的贮藏条件不同，水产食品中存在不同菌相。在贮藏期间由于产品中残存的微生物在该保藏条件下具有不同的忍耐能力导致菌相变化，SSO在鲜品微生物中所占比例小，在贮藏中生长

较快，成为优势菌种。那些适合生存和繁殖并产生腐败臭味和异味代谢产物的微生物，就是该产品的SSO[4]。

1.2 水产鲜品SSO种类

水产品种类、栖息水域、捕获方式、季节和贮藏条件等差异决定了SSO种类的差异性[5]。在水产品加工和包装过程中的差异也会导致残存不同的腐败细菌，产生不同的腐败类型。水产鲜品在相同的地理条件下，同类型产品中只有一种或几种微生物总是作为腐败菌出现，而且SSO可能只有一种[6]。

国外报道，弧菌科(Vibrionaceae)等发酵型革兰氏阴性细菌是未冷藏鲜鱼的SSO，如果水产品来自受污染的水中，SSO是肠细菌(Enterobactericeae)[4]。而在有氧冷藏中，来源于不同水域的鱼、贝类和甲壳类的SSO多为假单胞菌(Pseudomonas spp.)或者腐败希瓦氏菌(Shewanella putrefaciens)[4]。假单胞菌多为热带淡水鱼的SSO，腐败希瓦氏菌多为海洋温带水域鱼的SSO[7]。冷藏真空或气调包装水产品的S S O多为磷发光杆菌(Photobacterium phosphoreum)、乳酸菌(Lactobacillus)和热杀索氏菌(Brochothrix thermosphacta)[8]。

国内相关报道与国外相近。许钟等[9]报道，假单胞菌为0、5℃和10℃冷藏养殖罗非鱼货架期终点的特定腐败菌。郭全友等[10]通过表型和细胞脂肪酸组成特征等方面分析了罗非鱼货架期终点的优势菌，得出相同的结论，并且发现荧光假单胞菌(Ps. fluorescens)是最优势腐败菌。假单胞菌为革兰氏阴性杆菌，单鞭毛，具运动性，大小为(0.5～0.7)μm×(1.6～3.2)μm；核糖体型为56-S-7[9-10]。曹荣[11]发现太平洋牡蛎在0、5℃和10℃条件下冷藏，优势腐败菌都是假单胞菌。朱天祥等[12]报道4℃冷藏冰鲜大黄鱼5d后假单胞菌为优势腐败菌(占65.1%)。徐丽敏等[13]发现4℃冷藏南美白对虾的优势腐败菌是假单胞菌与气单胞菌(Aeromonas spp.)。牡蛎、大黄鱼与南美白对虾均为海水产品，与Gennari等[7]报道的假单胞菌属多为热带淡水鱼的特定腐败菌有一定差异。

郭全友等[14-15]从菌落和细胞形态、生理生化特征、细胞脂肪酸组成等方面，结合使用细菌鉴定系统，以及接种腐败希瓦氏菌到无菌大黄鱼身体，确定0、5℃冷藏养殖大黄鱼货架期终点优势腐败菌为腐败希瓦氏菌。腐败希瓦氏菌为革兰氏阴性菌，运动杆菌，是水生动物和富含蛋白食品的典型腐败菌，适应低温环境，能把氧化三甲胺还原为三甲胺，并产生挥发性硫；其腐败潜力强，但活性较低[16]。郭红等[17]发现，南美白对虾在冰温(-1.4±0.1)℃条件下达到一级鲜度时，其特定腐败菌为希瓦氏菌属(Shewanella spp.，37.14%)。

刘寿春等[18]发现37℃有氧储藏至腐败的罗非鱼肉中，洋葱假单胞菌(Pseudomonas cepacie，38.6%)、嗜水气单胞菌(Aeromonashydrophila，21.1%)和短芽孢杆菌(Bacillus breviswere，14.0%)是优势菌。

真空包装和气调包装(MAP)中，很多微生物的生长都受到抑制，磷发光杆菌是常见的SSO[5,19]。该菌为革兰氏阴性，具有很强的氧化三甲胺还原能力，不产硫，对冷冻敏感。如：气调包装(MAP)的鳕鱼腐败的重要特征就是高含量的三甲胺，不产生H2S气味[20]。翁丽萍[21]发现，新鲜大黄鱼在最适MAP(75%CO2/25%N2)、(4±1)℃冷藏的SSO为磷发光杆菌，磷发光杆菌仅在海产鱼类中广泛存在。

表1 水产鲜品特定腐败菌种类Table 1 Common specific spoilage organisms(SSO) in fresh aquatic products

王亮等[22]报道，凡纳滨对虾在冰温(-1.52±0.12)℃贮藏中，气单胞菌为MAP包装组的优势腐败菌；真空及MAP(40%CO2-30%O2-30%N2)包装的优势腐败菌分别为乳酸菌和肠杆菌(Enterobacteriaceae)。乳酸菌致腐能力较弱，在同型发酵过程中产生大量乳酸，使微环境pH值下降，抑制其他微生物生长；乳酸菌在异型发酵过程中产生CO2，抑制其他好氧或兼性厌氧微生物的生长。肠杆菌科是兼性厌氧菌，该菌大多具有组氨酸脱羧酶活性，可在污染食品中产生组胺，引起过敏性食物中毒。Tejada等[23]发现海鲷MAP的腐败菌为肠杆菌。吕凯波[24]报道，黄鳝片无氧包装中乳酸菌为优势腐败菌，而在100%CO2包装鳝片中肠球菌(Enterococcus)成为主要腐败菌。肠球菌产酸，发生微弱腐败，对冷冻条件有强的抵抗力，适合作为冷冻食品的粪便污染指示菌。也有报道希瓦氏菌为鳕鱼的腐败菌，和乳酸菌一起出现在

MAP制品中[8]。国内未有水产品SSO为热杀索氏菌的相关报道。表1归纳了以上报道的SSO种类。

1.3 温和加工品的SSO种类

多种不同的加工处理方式，诸如加热、腌制、发酵、干制等，导致温和加工品中残留不同种微生物，不同的贮藏方式也极大影响产品中微生物生长。所以温和加工品的SSO的情况较为复杂。国外报道，在低盐、略降低水分活度、略酸化的水产食品中，通常乳酸菌如乳杆菌(Lactobacillus)、肉食杆菌(Carnobacillus)，以及发酵型革兰氏阴性细菌如磷发光杆菌、适冷的肠杆菌等居多[25-26]。在半保藏产品如醋渍鱼或暴腌鱼中，乳酸菌和酵母菌居多。轻度加热处理制作的真空蒸煮袋产品在贮藏中，芽袍杆菌属(Bacillus)或梭菌属芽抱杆菌(Clostridium)多为优势腐败菌[27]。

国内有少数相关报道，许钟等[28]发现淡腌大黄鱼5℃保藏，缺陷短波单胞菌(Brevundimonas diminute)所占比例较高(55.5%)，而10℃和15℃贮藏时，微小球菌(Micrococcus rose)比例较高，分别为58.8%和58.1%。微球菌属好氧或兼性厌氧，嗜冷，能够耐高浓度的盐(10%～15% NaCI)，具有分解蛋白质和脂肪的能力。微球菌可引起肉类、鱼类、水产制品、大豆制品等食品的腐败。张韵思等[29]经细菌形态学观察和16SrDNA序列分析初步确定，一氧化碳发色罗非鱼片的优势腐败菌为费氏柠檬酸杆菌(Citrobacter freundii)。该菌主要存在于人和动物的肠道中，生长的适宜温度范围均为4～37℃；适宜的pH值范围均为7～9；2%次氯酸钠和75%乙醇对菌株处理1min时致死率接近或超过70%。国外多次报道该菌可引起腹泻等病症[30]。

邹玉萍[31]报道，咸鱼的优势腐败菌是微球菌属(Micrococcus，66.12%)，还有盐杆菌(Halobacterium，25.96%)和霉菌(mold，1.77%)等；引起蒸煮袋中熟鱼腐败的菌相以假单胞菌属为主(68.49%)，另外有少量的肠杆菌(4.52%)、芽孢杆菌(26.99%)。引起蒸煮袋熟鱼腐败的微生物有的来自于在包装过程中二次污染，如肠杆菌，如腌制青鱼块中的SSO是消化乳杆菌[32]。国内无温和加工品的SSO种类为乳酸菌与磷发光杆菌的相关报道。表2归纳了以上报道的SSO种类。

2 水产腐败菌的应用研究

表2 温和加工水产品常见的SSO种类Table 2 The common specific spoilage organisms(SSO) in lightly preserved aquatic products

2.1 预测水产品的剩余货架期

SSO与产品剩余货架期之间存在密切关系，可以依据SSO初始数和生长模型来预测产品的剩余货架期。例如欧盟项目“鱼类鲜度评定”中，建立了磷发光杆菌、腐败希瓦氏菌和假单胞菌属的生长动态模型，成功地用于预测有氧和真空、气调包装冷链水产鲜品的剩余货架期[33]，这些模型已开发出专家系统软件。

国内相关报道较少，许钟等[34]研究了0～15℃范围的波动温度条件下，有氧贮藏养殖罗非鱼的特定腐败菌——假单胞菌的生长动力学模型，由Belehradek方程建立了温度对假单胞菌生长动力学影响的数学模型，在两种波动温度条件下预测的剩余货架期与实测值的相对误差分别为5.9%和-9.1%。杨宪时等[35]以自然污染养殖罗非鱼贮藏在0、5、10、15℃过程中的特定腐败菌——假单胞菌生长动态数据，建立生长动力学模型，用于罗非鱼冷链鲜品流通品质监控和剩余货架期预测的专家系统(FSLP)，货架期预测值与实测值的相对误差在±10%以内。翁丽萍[21]报道，养殖大黄鱼在(4±1)℃的气调包装中的特定腐败菌——磷发光杆菌的生长动力学模型可用Logistic方程来描述，并具有很好的相关性(R2=0.9887)，货架期的预测值与实测值相比，相对误差为-2.62%。以上细菌动力学模型均可快速可靠地实时预测相应冷藏鱼的质量和剩余货架期。

国外已有的鱼类品质监控和剩余货架期预报应用软件，是使用在液体培养基上得到特定腐败菌生长实验数据建立的，没有考虑鱼肉组织的不同和微生物之间的相

互影响等因素，模型往往过高评价真实鱼类中SSO的生长速率。国内相关研究多直接从某种鲜鱼在一定的贮藏条件下获得其SSO生长动态数据，建立模型，然后开发出应用软件[21,34-35]，由于消除了液体培养基和微生物多样性所带来的误差，增加了预测的准确度。

2.2 靶向抑制SSO，延长产品货架期

针对SSO的生物学特性，采用靶向抑制或降低SSO生长的处理和加工方法，延长产品货架期。国外针对磷发光杆菌对低温敏感的特性，对于0～4℃冷藏气调包装(MAP)鳕鱼片，采用冷冻后再冷藏，或添加香料，都能延长货架期，冷冻后冷藏在2℃的MAP鳕鱼片货架期可延长8d以上[20]。

曹荣[11]报道，5℃条件下臭氧水处理可以抑制牡蛎SSO(假单胞菌)的生长，将其货架期延长2d；BFX保鲜剂与自制复合保鲜剂分别使牡蛎的SSO改变为摩拉克氏菌(Moraxella)与乳球菌(Lactococcus)；货架期分别延长4d与10d；MAP牡蛎的SSO变为棒状杆菌(Corynebacetrium)，并延长货架期3～5d[11]。徐丽敏等[13]采用水溶性壳聚糖处理南美白对虾后，优势腐败菌由气单胞菌变成了假单胞菌，并可延长货架期3 d。

邹玉萍[31]发现，山梨酸钾:尼泊金丙酯:尼泊金丁酯质量比为1:1:3复方对蒸煮鱼的腐败菌能达到最优抑制效果，0.5×10-4g/mL防腐剂对假单孢菌属的抑菌效率可达80.12%；尼泊金丁酯:尼泊金丙酯:尼泊金乙酯质量比为4:4:1复配对低盐咸鱼腐败菌能达最优抑制效果，0.5× 10-4g/mL防腐剂对微球菌属的抑菌效率可达94.67%，有效延长保质期；加防腐剂、真空包装的咸鱼与蒸煮鱼分别经100℃处理3min和6min后在常温下的保质期可达3.8个月与3.1个月。

温和加工品的SSO靶向抑制，最好与栅栏技术结合起来。耐贮藏高水分扇贝调味干制品的加工工艺成功地运用了栅栏技术，在经过处理和热加工后制品真空包装，在常温贮藏流通中(＜25℃)制品是以aw＜0.93、pH5.7～5.9，抑制了可能残存的梭状芽抱杆菌，保质期达到6 个月以上[36]。

3 水产特定腐败菌的研究方向与应用前景

我国关于水产品特定腐败菌的研究时间较短，但关于冷藏鲜水产品SSO种类的鉴定方法较为成熟，而且其品质监控和剩余货架期预报应用软件较国外软件预测准确度高。但是每种鱼需要单独建模，工作量大，尚需研究人员继续开展相关工作。特别是温和加工水产品的情况较为复杂，原材料和加工过程的多样性，其SSO种类的研究不清楚，研究温和加工品中SSO的种类及预测货架期模型是未来的主要工作。

对SSO研究的最重要目的是延长水产品货架期，相关工作已经起步，但不成熟。根据SSO的生物学特性，靶向抑制或降低SSO生长，研制绿色环保的新型保鲜剂与相应的贮藏方法，结合对不同种水产品营养与风味的保护，根据栅栏技术研发适宜的水产品加工保藏技术，延长产品货架期，提高产品价值，仍然是未来重要的研究主题。

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Research Advances on Specific Spoilage Organisms of Aquatic Products

LUO Qing-hua
(Institute of Chinese Giant Salamander, Jishou University, Zhangjiajie 427000, China)

The most familiar specific spoilage organisms (SSOs) of fresh-water aquatic products are Pseudomonas spp. and Shewanella putrefaciens during oxygenic cold storage. It has been reported both at home and abroad that Photobacterium phosphoreum, Lactobacillus and Enterobacteriaceae are the SSOs of aquatic products stored in a vacuum environment or in an atmosphere modified package. The SSO composition of aquatic products processed under mild conditions was complicated and generally consisted of Lactobacillus, Photobacterium phosphoreum, Enterobacteriaceae and so on. Modeling for predicting the spoilage course and residual shelf-life of an aquatic product is one of the applications of the SSO concept, and another is the targeting inhibition for the prolongation of shelf-life.

aquatic product；specific spoilage organism (SSO) ；storage；shelf-life

S379.7

A

1002-6630(2010)23-0468-04

2010-09-24

湖南省自然科学基金项目(10JJ6036)；湖南省科技计划项目(2010SK3031)

罗庆华(1970—)，女，教授，硕士，研究方向为野生水生动物保护与利用。E-mail：lqh700930@126.com