《食品科學(xué)》：上海海洋大學(xué)趙勇教授、王敬敬副教授等：光動力技術(shù)在水產(chǎn)品保藏中應(yīng)用的研究進(jìn)展

水產(chǎn)品肉質(zhì)鮮美、營養(yǎng)豐富，深受廣大消費(fèi)者的喜愛，其蛋白質(zhì)含量豐富，且具有多種易于人體吸收的必需氨基酸。水產(chǎn)品常用的保藏方法主要有冷藏、冷凍、化學(xué)保鮮和鹽漬等技術(shù)，但這些保藏方法都存在不足之處。

光動力滅活（PDI）技術(shù)作為一種新興、高效、環(huán)保的非熱殺菌技術(shù)，近年來在水產(chǎn)品保鮮領(lǐng)域備受關(guān)注。現(xiàn)有大量研究表明，PDI技術(shù)在水產(chǎn)品中具有較強(qiáng)的滅菌保鮮能力，能夠有效殺滅包括單核細(xì)胞增生李斯特菌（

Listeria monocytogenes

Vibrio parahaemolyticus

Grimontia hollisae

Staphylococcus aureus

安徽工程大學(xué)生物與食品工程學(xué)院的李玉鋒、上海海洋大學(xué)食品學(xué)院的王敬敬*、趙勇*等人系統(tǒng)闡述了光敏劑介導(dǎo)PDI殺滅多種水產(chǎn)品中有害微生物的效果及作用機(jī)制，并進(jìn)一步綜述了PDI技術(shù)在多種水產(chǎn)品保鮮方面的應(yīng)用研究進(jìn)展。最后，對未來PDI技術(shù)和其他保鮮技術(shù)在水產(chǎn)品保鮮中結(jié)合應(yīng)用提出展望，旨在為解決水產(chǎn)品保鮮難題提供新思路與方法學(xué)借鑒。

1 光動力技術(shù)對水產(chǎn)品保鮮的抑菌機(jī)理

PDI技術(shù)作為一種綠色環(huán)保、安全高效的滅菌保鮮方法，在水產(chǎn)品保鮮領(lǐng)域中展現(xiàn)出了巨大的應(yīng)用潛力，其核心機(jī)制在于光動力效應(yīng)。PDI技術(shù)主要由光敏劑、分子氧（O2）和激發(fā)光源3 個部分構(gòu)成，其作用原理是利用特定波長的光照射含有光敏劑的體系，促使光敏劑從基態(tài)躍遷至激發(fā)態(tài)。激發(fā)態(tài)的光敏劑可以產(chǎn)生活性氧（ROS），如羥自由基（·OH）、過氧化氫（H2O2）、超氧陰離子自由基（O2-·）和單線態(tài)氧（1O2）（圖1）。ROS具有很強(qiáng)的氧化能力，可以精準(zhǔn)攻擊微生物細(xì)胞的多個靶點(diǎn)，破壞細(xì)菌的結(jié)構(gòu)完整性，有效抑制細(xì)菌的生長繁殖，從而實(shí)現(xiàn)水產(chǎn)品滅菌保鮮的目的。水產(chǎn)品在捕撈后極易腐敗變質(zhì)，其中微生物污染是導(dǎo)致腐敗的主要因素之一，如假單胞菌、希瓦氏菌和單核細(xì)胞增生李斯特菌等。PDI技術(shù)產(chǎn)生的ROS會對微生物細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、DNA、RNA和蛋白質(zhì)等靶細(xì)胞造成氧化損傷，導(dǎo)致微生物死亡（圖2），達(dá)到水產(chǎn)品保鮮的效果。

水產(chǎn)品保鮮過程中，PDI技術(shù)產(chǎn)生的ROS可以破壞水產(chǎn)品表面微生物細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)，從而削弱細(xì)胞壁對細(xì)胞內(nèi)部的保護(hù)功能。Wang Jingjing等研究發(fā)現(xiàn)革蘭氏陰性菌副溶血性弧菌的細(xì)胞壁是PDI技術(shù)系統(tǒng)主要的攻擊靶點(diǎn)。Li Huihui等研究表明，通過核黃素介導(dǎo)的PDI可以破壞金槍魚表面沙門氏菌的細(xì)胞壁，光照射劑量為9.36 J/cm2和核黃素濃度為150 μmol/L處理會導(dǎo)致細(xì)胞壁變形和收縮，光照射劑量增加到15.60 J/cm2時，觀察到細(xì)胞壁發(fā)生更明顯的碎裂和阻塞。此外，穿過細(xì)胞壁的ROS首先作用于細(xì)胞膜，其中1O2能有效破壞水產(chǎn)品表面微生物的膜結(jié)構(gòu)。Qiu Jiafan等研究發(fā)現(xiàn)核黃素介導(dǎo)的PDI能夠誘導(dǎo)微生物細(xì)胞膜的物理和生物損傷，其主要?dú)w因于1O2對生物分子內(nèi)雙鍵的高度反應(yīng)性，觸發(fā)細(xì)胞膜中蛋白質(zhì)或脂質(zhì)的降解。Fujii等研究表明，1O2與細(xì)胞膜中脂質(zhì)成分之間的反應(yīng)是引發(fā)細(xì)胞膜損傷的關(guān)鍵機(jī)制。Wang Yue等研究發(fā)現(xiàn)，1O2的親電性質(zhì)使其能夠與不飽和脂肪酸等脂質(zhì)分子發(fā)生脂質(zhì)過氧化反應(yīng)，這種氧化作用使脂質(zhì)分子化學(xué)結(jié)構(gòu)顯著變化，破壞了細(xì)胞膜中脂質(zhì)的有序排列，進(jìn)而導(dǎo)致細(xì)胞膜通透性的異常增加、細(xì)胞內(nèi)外物質(zhì)交換失衡，影響細(xì)胞的正常生理功能。因此，在水產(chǎn)品保鮮領(lǐng)域，PDI技術(shù)為其提供了一種高效的非熱處理方法。

ROS對水產(chǎn)品中微生物核酸（DNA和RNA）的損傷是PDI技術(shù)抑制水產(chǎn)品中微生物生長的重要途經(jīng)。Wang Jingjing等利用PDI技術(shù)滅菌保鮮過程中產(chǎn)生的ROS與L-精氨酸（L-arginine，L-Arg）反應(yīng)生成NO，而NO與副溶血性弧菌的DNA結(jié)合，能夠中斷弧菌DNA的復(fù)制和蛋白質(zhì)合成，從而有效滅活水產(chǎn)品中副溶血性弧菌。Juan等研究表明，ROS與DNA中含氮堿基和脫氧核糖產(chǎn)生明顯的氧化反應(yīng)，導(dǎo)致DNA堿基的改變或雙螺旋結(jié)構(gòu)斷裂，進(jìn)而在微生物進(jìn)行DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的過程中產(chǎn)生錯誤，使微生物無法正常合成其生存和繁殖所需的物質(zhì)，從根本上干擾微生物的正常生長和繁殖機(jī)制。同時，微生物細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)也是ROS作用的重要靶點(diǎn)之一，Huang Jiaming等研究發(fā)現(xiàn)，姜黃素介導(dǎo)的PDI使革蘭氏陽性菌單核細(xì)胞增生李斯特菌的細(xì)胞質(zhì)DNA和蛋白質(zhì)更易受到損傷。Gong Chen等研究表明，姜黃素介導(dǎo)的PDI破壞了假單胞菌外膜蛋白的高級結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致蛋白質(zhì)分子發(fā)生變性，并引起膜蛋白的解離，細(xì)菌外膜蛋白的光損傷或降解可能是抑制細(xì)菌生長的重要原因之一。ROS還能夠氧化蛋白質(zhì)中的氨基酸殘基，從而改變其活性中心結(jié)構(gòu)，進(jìn)而阻礙微生物細(xì)胞內(nèi)的代謝途徑，影響微生物的能量產(chǎn)生和物質(zhì)合成等關(guān)鍵生理過程，最終抑制其生長和繁殖。因此，在水產(chǎn)品保藏領(lǐng)域，PDI技術(shù)通過破壞微生物核酸及誘導(dǎo)蛋白質(zhì)氧化，可有效抑制微生物的生長與繁殖，從而顯著延長水產(chǎn)品的貨架期。

2 影響PDI保鮮效果的因素

2.1 光敏劑種類

光敏劑是一種能夠吸收特定波長的光子能量，從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，進(jìn)而通過一系列能量傳遞或化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生具有強(qiáng)氧化能力的ROS，以引發(fā)目標(biāo)生物分子光化學(xué)變化的化合物，且光敏劑主要分為內(nèi)源性和外源性兩類。內(nèi)源性光敏劑是指微生物細(xì)胞（如金黃色葡萄球菌、大腸桿菌等）在細(xì)胞質(zhì)中產(chǎn)生的內(nèi)源性物質(zhì)，如原卟啉、細(xì)胞色素等；外源性光敏劑則包括人工合成或來源于天然產(chǎn)物的化合物，例如姜黃素、核黃素和補(bǔ)骨脂烯等，其中姜黃素和核黃素作為光敏劑在水產(chǎn)品保鮮領(lǐng)域研究頗多。在水產(chǎn)品保鮮研究中，開發(fā)和選擇合適的光敏劑已成為備受關(guān)注的研究熱點(diǎn)之一。

光敏劑的發(fā)展歷程主要分為3 代，每一代光敏劑都有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)和應(yīng)用。第1代光敏劑主要是卟啉類化合物，此類化合物的成分相對復(fù)雜。例如，有研究表明使用5,10,15-三-20-卟啉三碘化物作為光敏劑可以有效滅活水產(chǎn)品中的費(fèi)氏弧菌。第2代光敏劑不僅包括卟啉衍生物，還涵蓋了金屬酞菁等多種化合物，其成分更加單一，光動力活性更高，且副作用相對較小。Mantareva等研究表明，使用鈀（Pd）和鋅（Zn）酞菁復(fù)合物介導(dǎo)的PDI對嗜水氣單胞菌具有顯著滅活效果。第3代光敏劑通過結(jié)合相關(guān)特異性因子，顯著提升了光敏劑的靶向作用及特異性，Liu Yihang等研究發(fā)現(xiàn)，姜黃素固體脂質(zhì)納米顆粒介導(dǎo)的PDI效率高于游離姜黃素，其保存質(zhì)量也更加穩(wěn)定。Zeng Qiaohui等使用超聲制備琥珀酰化南極磷蝦蛋白（SAKP），并選擇經(jīng)SAKP穩(wěn)定的姜黃素負(fù)載乳液作為光敏劑，構(gòu)建PDI系統(tǒng)有效滅活鮭魚中99.9%的細(xì)菌。綜上所述，第3代光敏劑在實(shí)際應(yīng)用中能夠更加精準(zhǔn)地作用于目標(biāo)部位，進(jìn)一步減少對周圍正常組織可能造成的損傷，因此在光動力滅菌和保鮮等多個領(lǐng)域展現(xiàn)出更加卓越的應(yīng)用前景。

水產(chǎn)品中常見光敏劑種類如表1所示。

2.2 分子氧

ROS是水產(chǎn)品PDI保鮮中致使微生物細(xì)胞死亡的關(guān)鍵因素，而ROS的產(chǎn)生與分子氧的存在息息相關(guān)。目前，PDI技術(shù)主要包括兩種光動力反應(yīng)類型：電子轉(zhuǎn)移（I型）和能量轉(zhuǎn)移（II型）。I型反應(yīng)是激發(fā)態(tài)的光敏劑與生物分子發(fā)生電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)，從而產(chǎn)生O2-·、H2O2和·OH的過程，I型反應(yīng)特點(diǎn)是PDI技術(shù)產(chǎn)生的ROS具有較高的反應(yīng)活性，易與生物分子發(fā)生氧化反應(yīng)，破壞細(xì)菌細(xì)胞的生物活性，且對氧的依賴性相對較小，低氧環(huán)境下也能發(fā)生一定程度的反應(yīng)。ROS的壽命相對較短，主要在光敏劑分子附近發(fā)生反應(yīng)，在水產(chǎn)品保鮮中不會破壞產(chǎn)品自身質(zhì)地和營養(yǎng)。II型反應(yīng)是激發(fā)態(tài)光敏劑與基態(tài)氧分子發(fā)生能量轉(zhuǎn)移反應(yīng)，使氧分子轉(zhuǎn)化為1O2的過程。II型反應(yīng)產(chǎn)生的1O2也可以破壞細(xì)菌細(xì)胞的生物活性，其壽命相對較長，反應(yīng)范圍相對較廣，但反應(yīng)對氧的依賴性較強(qiáng)，在水產(chǎn)品滅菌保鮮時需要提供充足的氧才能有效地進(jìn)行。水產(chǎn)品PDI滅菌保鮮過程中，ROS產(chǎn)生途徑并非孤立存在，而是相互影響、相互競爭的關(guān)系，細(xì)胞內(nèi)分子氧的濃度和光敏劑的含量水平是兩個關(guān)鍵的“調(diào)節(jié)器”，其共同決定了I型和II型光化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生概率和反應(yīng)速率，進(jìn)而影響1O2和氧自由基的產(chǎn)率。1O2具有較高的反應(yīng)活性和較短的壽命，能夠在其擴(kuò)散范圍內(nèi)迅速與生物分子發(fā)生反應(yīng)，對細(xì)胞造成更為直接和有效的損傷，水產(chǎn)品保藏環(huán)境中的氧濃度過低或處于完全缺氧狀態(tài)時，由于缺乏足夠的氧分子參與反應(yīng)，光化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行會受到嚴(yán)重阻礙，ROS產(chǎn)率會顯著降低，導(dǎo)致PDI保鮮效果變差，反之能高效產(chǎn)生1O2的光敏劑在水產(chǎn)品PDI保鮮過程中能展現(xiàn)出更為理想的效果。因此，選擇光敏劑時，其產(chǎn)生1O2的能力成為評估PDI效果的一個重要指標(biāo)。

2.3 激發(fā)光源

激發(fā)光源是PDI技術(shù)中重要的組成部分，其作用在于激活光敏劑，進(jìn)而引發(fā)光動力效應(yīng)。光源的選擇需綜合考慮其與光敏劑吸收光譜的匹配度、輸出功率、穿透性、光照區(qū)域邊界的靈敏度、光譜范圍的明確性以及工作性能的穩(wěn)定性，PDI技術(shù)光源主要分為兩大類：一類通常由激光器產(chǎn)生，包括金屬蒸汽激光器、半導(dǎo)體激光器等。這類光源具有滅活效果良好、操作簡便、能耗較低等優(yōu)點(diǎn)，在PDI技術(shù)中得到了廣泛應(yīng)用。激光設(shè)備作為一種常用工具，具有高方向性、高單色性和高強(qiáng)度的特點(diǎn)，主要在需要集中能量激發(fā)光敏劑的場合中發(fā)揮重要作用，激光設(shè)備的工作原理基于受激輻射放大，使光在某些物質(zhì)中得到放大并輸出。然而，由于成本相對較高，激光設(shè)備的使用范圍較為有限，更多應(yīng)用于一些高附加值水產(chǎn)品的保鮮處理。另一類光源則主要包括白熾燈和發(fā)光二極管（light emitting diode，LED），LED作為近年來發(fā)展迅速的光源，以其發(fā)光效率高、輸出功率大、穩(wěn)定性強(qiáng)、價格低廉且耐用的特點(diǎn)，呈現(xiàn)出替代激光器的趨勢。LED光源通過半導(dǎo)體材料中的電子與空穴復(fù)合釋放光子，發(fā)出特定波長的光，適用于多種水產(chǎn)品的保鮮場景，Li Huihui等研究了新型核黃素與藍(lán)光發(fā)光LED介導(dǎo)的PDI對沙門氏菌及其生物膜的抗菌效力，并評估了其對金槍魚沙門氏菌的殺滅效果。Huang Jiaming等探討了姜黃素和藍(lán)光發(fā)光LED介導(dǎo)的PDI對被單核細(xì)胞增生李斯特菌污染的鮭魚質(zhì)量的影響。Zhang Xijia等闡述了發(fā)光LED與傳統(tǒng)防腐技術(shù)相比具有眾多優(yōu)勢，綜上，LED在食品和水產(chǎn)品保鮮領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛。

3 PDI技術(shù)對水產(chǎn)品的保鮮作用及優(yōu)勢

3.1 PDI技術(shù)對水產(chǎn)品中微生物的影響

PDI技術(shù)通過激活內(nèi)源性或外源性光敏劑產(chǎn)生ROS，有效破壞水產(chǎn)品表面致病微生物的細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能，從而提高水產(chǎn)品保鮮貯藏效果。影響水產(chǎn)品保鮮貯藏效果的微生物眾多，常見的有副溶血性弧菌、單核細(xì)胞增生李斯特菌、腐敗希瓦氏菌、沙門氏菌、霍利斯格里蒙特氏菌和溶藻弧菌等。王曉迪等研究發(fā)現(xiàn)，姜黃素濃度和檸檬酸質(zhì)量濃度分別為2 μmol/L和0.5 mg/mL時，PDI技術(shù)作用于水產(chǎn)品，其中副溶血性弧菌菌落總數(shù)從7.43（lg（CFU/g））降至0（lg（CFU/g））。Deng Xi等研究表明，通過亞甲藍(lán)介導(dǎo)的PDI對副溶血性弧菌具有滅殺作用，且弧菌滅活率大于99.99%。還有研究表明，通過使用姜黃素介導(dǎo)的PDI與L-Arg偶聯(lián)，可以有效殺死超過8.0（lg（CFU/g））的弧菌，并在蝦保鮮研究中得到驗(yàn)證。水產(chǎn)品易被單核細(xì)胞增生李斯特菌感染，誤食會引起李斯特菌病，尤其對老年人、免疫力低下的成年人、嬰兒和孕婦構(gòu)成嚴(yán)重威脅，Huang Jiaming等研究發(fā)現(xiàn)，以姜黃素介導(dǎo)的PDI對鮭魚表面的單核細(xì)胞增生李斯特菌的抑制效果顯著，滅菌率可達(dá)到99.99%。Li Qianying等研究了小檗堿介導(dǎo)的PDI對鮭魚滅菌保鮮的作用，結(jié)果顯示使用50 μmol/L小檗堿溶液可以完全殺死鮭魚表面單核細(xì)胞增生李斯特菌。腐敗希瓦氏菌是引起水產(chǎn)品腐敗變質(zhì)的重要菌群，其能夠?qū)⑺a(chǎn)品中的氧化三甲胺還原為三甲胺、二甲胺及甲醛等。檀利軍通過構(gòu)建濃度50 μmol/L姜黃素介導(dǎo)的PDI體系，使其作用于蝦表面的腐敗希瓦氏菌，結(jié)果表明PDI技術(shù)對腐敗希瓦氏菌清除率達(dá)到62%。沙門氏菌作為一種常見的食源性致病菌，在水產(chǎn)品中分布廣泛，對水產(chǎn)品保鮮貯藏工作帶來嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，Wang Jingjing等研究發(fā)現(xiàn)，核黃素介導(dǎo)的PDI聯(lián)合微堿性電解水，可以有效滅殺金槍魚片中5.02（lg（CFU/g））沙門氏菌。Li Huihui等通過新型核黃素和藍(lán)光LED介導(dǎo)的PDI對沙門氏菌及其生物膜的抗菌效力進(jìn)行評估，結(jié)果顯示PDI技術(shù)殺死了金槍魚上超過6.0（lg（CFU/g））的沙門氏菌。此外，霍利斯格里蒙特氏菌和溶藻弧菌在水產(chǎn)品中檢出率較高，董冬麗等通過水溶性姜黃素介導(dǎo)的PDI對水產(chǎn)品進(jìn)行處理，水產(chǎn)品表面的霍利斯格里蒙特氏菌和溶藻弧菌分別降低7.98（lg（CFU/g））和7.80（lg（CFU/g）），且滅活率高達(dá)99.99%以上。

3.2 PDI技術(shù)對水產(chǎn)品的理化性質(zhì)影響

PDI技術(shù)核心機(jī)制是通過產(chǎn)生ROS實(shí)現(xiàn)靶向殺菌與氧化調(diào)控，從而達(dá)到水產(chǎn)品保鮮保藏目的。因此，經(jīng)過PDI技術(shù)處理水產(chǎn)品的蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、水分、質(zhì)構(gòu)、色澤及pH值等核心理化特性發(fā)生顯著變化。水產(chǎn)品保鮮過程中，傳統(tǒng)熱處理技術(shù)會破壞水產(chǎn)品蛋白質(zhì)的二級、三級結(jié)構(gòu)，使其原本的螺旋、折疊等構(gòu)象解開，暴露出內(nèi)部的活性基團(tuán)。PDI作為一種新型綠色非熱滅菌技術(shù)，可以有效保持水產(chǎn)品蛋白質(zhì)性狀，提高保鮮貯藏效果。Chen Lu等根據(jù)鮭魚蛋白的十二烷基硫酸鈉-聚丙烯酰胺凝膠電泳條帶對比發(fā)現(xiàn)，聚乳酸/5-氨基乙酰丙酸（PLA/ALA）膜介導(dǎo)的PDI在貯存鮭魚中有效地抑制其蛋白質(zhì)降解，并通過酰胺I帶和測量內(nèi)在熒光分析了鮭魚蛋白二級、三級結(jié)構(gòu)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)PLA/ALA薄膜有效抑制了α-螺旋和β-轉(zhuǎn)角結(jié)構(gòu)含量的降低，而且延緩了鮭魚蛋白二級、三級結(jié)構(gòu)的變化，同時發(fā)現(xiàn)PDI技術(shù)對降低Ca2＋-ATP酶活性有顯著效果，有效維持了鮭魚片中肌球蛋白的完整性。Huang Jiaming等研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過PDI處理的不同溫度條件下保存的鮭魚樣品，其蛋白質(zhì)含量高于所有對照樣品，且組織蛋白酶中內(nèi)源酶活性受到抑制，極大降低總揮發(fā)性鹽基氮（TVB-N）的產(chǎn)生，使其TVB-N水平顯著低于對照樣品中TVB-N水平。此外，蛋白質(zhì)降解產(chǎn)生的生物胺（bBAs）含量也是不容忽視的化學(xué)檢測指標(biāo)，BAs的積累，特別是腐胺（PUT）和尸胺（CAD），是水產(chǎn)品變質(zhì)的重要誘因。Chen Huiming等研究表明，姜黃素介導(dǎo)PDI處理的鮭魚魚片與對照組相比，PDI處理組的PUT和CAD含量顯著降低。水產(chǎn)品富含不飽和脂肪酸，其脂肪氧化和分離會產(chǎn)生醛、酮等小分子揮發(fā)性物質(zhì)，出現(xiàn)哈喇味、酸臭味等異味，Zeng Qiaohui等研究發(fā)現(xiàn)，通過琥珀酰化蛋白穩(wěn)定的姜黃素作為光敏劑介導(dǎo)PDI可以殺死鮭魚中的天然細(xì)菌，削弱因細(xì)菌作用引起的脂質(zhì)氧化，而乳液的保護(hù)涂層形成了一層屏障，可以阻止氧氣滲透到鮭魚內(nèi)部，且乳液中的姜黃素分子也能通過清除自由基阻止脂質(zhì)氧化，處理樣品的硫代巴比妥酸反應(yīng)物值低于對照組，表明PDI技術(shù)可以延緩水產(chǎn)品脂質(zhì)氧化。游離脂肪酸（FFA）是評價脂質(zhì)氧化程度和水產(chǎn)品新鮮度的關(guān)鍵指標(biāo)，Gong Chen等研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過PDI處理的鱘魚其FFA低于對照組，通過測量鱘魚的脂肪酶活性發(fā)現(xiàn)PDI處理可以顯著降低脂肪酶的活性，保護(hù)鱘魚的DHA和EPA在貯存過程中不被氧化，再次證明了PDI技術(shù)具有延緩水產(chǎn)品脂質(zhì)氧化的應(yīng)用潛力。

水產(chǎn)品新鮮與否和其持水能力變化密切相關(guān)，Zeng Qiaohui等通過低場核磁共振觀察PDI處理后對鮭魚片水分子遷移的影響，結(jié)果表明，經(jīng)過PDI技術(shù)處理的鮭魚片同對照樣品比較，其保留了大量水分子。有研究表明，PDI技術(shù)可以保護(hù)肌原纖維蛋白的親水基團(tuán)，提高水產(chǎn)品持水能力，在保持水產(chǎn)品新鮮度方面作用突出。水產(chǎn)品在保鮮貯藏期間，其肌肉組織往往因自身內(nèi)源酶或外源微生物影響而使其原有組織結(jié)構(gòu)遭到破壞，經(jīng)過PDI技術(shù)處理的鮭魚樣品硬度顯著高于對照組樣品，質(zhì)構(gòu)分析表明，PDI技術(shù)可以有效保護(hù)鮭魚內(nèi)部組織結(jié)合力，且在組織學(xué)切片分析中進(jìn)一步揭示了肌肉纖維結(jié)構(gòu)的變化，與對照組相比，PDI處理的鮭魚片具有相對更緊密的肌肉纖維，能夠保持鮭魚肌肉的完整性，延緩肌肉組織結(jié)構(gòu)的破壞和改變。色澤變化是理化性質(zhì)的外觀顯現(xiàn)，Wang Jingjing等開發(fā)了一種高效的PDI系統(tǒng)，不僅能夠有效殺滅金槍魚片中的致病菌，還能夠提高魚片中肌紅蛋白和血紅蛋白抗氧化能力，使其測出的色差值遠(yuǎn)低于對照組，有效維護(hù)其色澤和新鮮度。Chen Huiming等通過研究發(fā)現(xiàn)，PDI技術(shù)可以抑制鮭魚內(nèi)源性酶的氧化，有效延緩新鮮鮭魚片的色變，并通過色度計檢驗(yàn)分析證明。Jiao Long等通過對新型鹵化姜黃素介導(dǎo)PDI加工的小黃魚進(jìn)行色差儀量化分析，結(jié)果表明，PDI技術(shù)處理后小黃魚白度（W值）損失的影響最小，再次證實(shí)了PDI技術(shù)可以有效維持水產(chǎn)品原有色澤，顯著減少變色現(xiàn)象的發(fā)生。此外，pH值也是判斷水產(chǎn)品理化性質(zhì)影響的重要因素，其能在一定程度上反映水產(chǎn)品酸堿平衡情況和腐敗程度，有研究表明，pH值逐漸接近7時，新鮮鮭魚片和微生物反應(yīng)產(chǎn)生的氨化合物發(fā)生了自溶現(xiàn)象，同時證明PDI技術(shù)處理水產(chǎn)品可以延長其pH值趨于7的臨界點(diǎn)。總之，通過理化測定評估結(jié)果可知，PDI技術(shù)處理可以顯著提高水產(chǎn)品保鮮效果。

3.3 PDI技術(shù)對水產(chǎn)品感官指標(biāo)影響

感官指標(biāo)是水產(chǎn)品保鮮效果評判的重要參考依據(jù)，水產(chǎn)品感官特性的好壞直接影響著消費(fèi)者的購買意愿和對產(chǎn)品品質(zhì)的直觀判斷。PDI技術(shù)對水產(chǎn)品感官指標(biāo)影響主要體現(xiàn)在外觀形態(tài)、氣味、黏液和滋味等方面。林以琳等在水產(chǎn)品保鮮感官評價中，對新鮮縊蟶的外觀、氣味、口感等指標(biāo)進(jìn)行評分，貯藏4 d時空白組蟶肉的感官總分低于80 分，達(dá)到不可食用狀態(tài)，而PDI組蟶肉的感官總分為87 分，仍表現(xiàn)出良好的新鮮水產(chǎn)品狀態(tài)，貯藏8 d時PDI組蟶肉的外觀才開始變黑，出現(xiàn)酸臭味，達(dá)到不可食用狀態(tài)，表明PDI技術(shù)對水產(chǎn)品外觀形態(tài)、氣味等方面具有顯著影響。趙淑怡等研究發(fā)現(xiàn)，初始感官評分均高于8 分的大黃魚在貯藏4 d后，僅姜黃素介導(dǎo)的PDI處理組大黃魚的感官評分仍保持在8 分以上，其他處理組的感官評分均降至7 分以下，且未經(jīng)PDI處理的大黃魚表面光澤減弱、腥味顯著增強(qiáng)、肉質(zhì)變軟、彈性幾乎消失，已無法食用，而PDI處理組的大黃魚在貯藏8 d后才出現(xiàn)類似感官品質(zhì)下降的特征。這一結(jié)果進(jìn)一步證實(shí)了PDI技術(shù)在水產(chǎn)品保鮮中的有效性，尤其是在維持水產(chǎn)品外觀、氣味和肌肉組織等感官指標(biāo)方面具有顯著的保護(hù)作用，能夠較好地保持水產(chǎn)品的整體品質(zhì)。劉麗芳等在牡蠣感官品質(zhì)評定分析中發(fā)現(xiàn)，冷藏條件下保藏6 d后，未經(jīng)處理的對照組牡蠣肉質(zhì)失去彈性、色澤發(fā)黃、黏液暗沉，且失去了牡蠣特有的氣味，而經(jīng)過PDI處理的牡蠣在相同條件下，肉質(zhì)略有發(fā)軟、彈性輕微減弱、色澤呈淡黃色、黏液較為澄清，且保留了牡蠣的固有氣味。這表明PDI處理能夠有效延緩牡蠣在冷藏過程中的品質(zhì)劣化，維持其感官特性。氨基酸的含量和組成對水產(chǎn)品的滋味具有重要影響，研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)PDI處理保鮮的鮭魚，其風(fēng)味氨基酸（天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸和丙氨酸）的濃度顯著高于未經(jīng)處理的對照組鮭魚，這一結(jié)果表明，PDI技術(shù)能夠有效延長水產(chǎn)品原有滋味的保留時間，從而在一定程度上提升其風(fēng)味品質(zhì)和營養(yǎng)價值。Wang Dehua等通過電子舌評估系統(tǒng)測量PDI處理組魚蝦糜與對照組魚蝦糜保鮮6 d后的味道差異，發(fā)現(xiàn)PDI處理組魚蝦糜在鮮味、咸味和回味方面得分較高，而對照組的魚蝦糜具有較高的酸味和澀味，通過儀器檢測側(cè)面證明了PDI技術(shù)對水產(chǎn)品滋味保持方面具有顯著效果。上述研究表明，PDI技術(shù)能夠在一定程度上延緩水產(chǎn)品感官品質(zhì)的劣變，保持其新鮮度和食用價值，通過優(yōu)化PDI技術(shù)參數(shù)，有望進(jìn)一步提升水產(chǎn)品保鮮效果，為水產(chǎn)品保鮮技術(shù)的發(fā)展提供參考。

3.4 PDI技術(shù)對水產(chǎn)品貨架期的影響

水產(chǎn)品貨架期是評價PDI技術(shù)保藏效果的重要指標(biāo)之一，目前諸多研究表明PDI技術(shù)在延長水產(chǎn)品貨架期方面成效卓越。影響水產(chǎn)品貨架期因素眾多，如水產(chǎn)品微生物種類和數(shù)量、內(nèi)源酶活性、蛋白質(zhì)含量和環(huán)境條件等，Chen Huiming等將鮭魚片樣品浸泡在姜黃素溶液中后，在暗室中用藍(lán)色發(fā)光LED照明60 min然后冷藏貯存，結(jié)果發(fā)現(xiàn)經(jīng)過PDI技術(shù)處理的新鮮鮭魚片，其貨架期從8 d延長至12 d，表明PDI技術(shù)可以顯著延長水產(chǎn)品的貨架期。Liu Fang等通過研究發(fā)現(xiàn)，姜黃素介導(dǎo)的光動力法殺菌的最佳處理?xiàng)l件為光敏劑濃度10 μmol/L和光能密度5.4 J/cm2，在該條件下研究了姜黃素介導(dǎo)的新型光動力激活方法對牡蠣保質(zhì)期和品質(zhì)的影響，結(jié)果顯示PDI技術(shù)處理后牡蠣的貨架期從8 d延長到12 d。PDI技術(shù)還可以通過抑制水產(chǎn)品內(nèi)源酶活性，減少營養(yǎng)物質(zhì)的消耗以及有害代謝產(chǎn)物的生成，從內(nèi)在機(jī)制上延緩水產(chǎn)品的衰老和變質(zhì)過程，最終達(dá)到延長水產(chǎn)品貨架期的效果，其中脂肪酶、磷脂酶和脂氧合酶是牡蠣內(nèi)源酶中較為活躍的脂質(zhì)成分，Zhang Xu等研究表明，將浸泡過姜黃素溶液的牡蠣置于420 nm波長光源（能量密度7.2 J/cm2）下照射2 min后，發(fā)現(xiàn)姜黃素介導(dǎo)的PDI可以顯著抑制牡蠣內(nèi)源酶活性，從而延緩牡蠣營養(yǎng)物質(zhì)的消耗，延長其貨架期。蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與水產(chǎn)品的貨架期密切相關(guān)，蛋白質(zhì)變性可能導(dǎo)致水產(chǎn)品質(zhì)地變化、營養(yǎng)損失以及微生物生長加速，Lu Na等研究發(fā)現(xiàn)，利用波長420 nm和能量密度7.2 J/cm2的藍(lán)光LED照射浸泡過姜黃素溶液的牡蠣120 s，可以有效抑制牡蠣蛋白質(zhì)降解，增強(qiáng)牡蠣保鮮效果，延長其貨架期。水產(chǎn)品保藏環(huán)境是影響貨架期長短的重要因素，Wang Zhiguang等在研究中考察了低溫貯藏條件下，采用420 nm波長的LED光源照射10 min姜黃素復(fù)合物處理對南濱對蝦貨架期的潛在影響。結(jié)果顯示，經(jīng)過PDI處理后，南濱對蝦的貨架期顯著延長，從傳統(tǒng)保藏方法的3 d延長至12 d。總之，PDI技術(shù)可以有效延長水產(chǎn)品貨架期，為水產(chǎn)品的保鮮提供了新的解決方案。未來的研究將進(jìn)一步探索PDI技術(shù)在水產(chǎn)品保鮮中的最佳應(yīng)用條件和機(jī)制，以實(shí)現(xiàn)更高效、更環(huán)保的保鮮效果。

3.5 不同保鮮技術(shù)對水產(chǎn)品保鮮效果的影響

在水產(chǎn)品保藏領(lǐng)域，PDI技術(shù)作為一種新興的保鮮手段，相較于傳統(tǒng)保鮮方法展現(xiàn)出綠色環(huán)保、安全高效的特點(diǎn)。傳統(tǒng)水產(chǎn)品保鮮技術(shù)主要包括鹽漬保鮮、低溫冷藏、冷凍保鮮、化學(xué)保鮮劑保鮮和氣調(diào)包裝保鮮等。這些方法雖能在一定程度上延長水產(chǎn)品的保質(zhì)期，但在營養(yǎng)成分保留、感官品質(zhì)維持、安全性及成本等方面仍存在諸多不足。鹽漬保鮮作為一種傳統(tǒng)的水產(chǎn)品保存方法，可以有效抑制微生物的生長與繁殖，但也可能導(dǎo)致水產(chǎn)品中部分營養(yǎng)成分流失或破壞，從而造成產(chǎn)品品質(zhì)下降。相比之下，PDI技術(shù)可以精準(zhǔn)調(diào)控ROS的生成，破壞微生物的細(xì)胞活性，實(shí)現(xiàn)高效滅菌，且滅菌過程較為溫和，對水產(chǎn)品的營養(yǎng)成分和感官品質(zhì)影響較小，能夠較好地維持水產(chǎn)品的營養(yǎng)與品質(zhì)。低溫冷藏與冷凍保鮮在水產(chǎn)品保鮮領(lǐng)域中依舊占據(jù)重要地位，可以有效延長水產(chǎn)品保鮮時間，但保藏期間嚴(yán)重依賴設(shè)備和能源，難以在運(yùn)輸環(huán)節(jié)實(shí)時控菌，容易引發(fā)溫度波動，進(jìn)而影響保鮮效果，并且低溫冷藏主要抑制細(xì)菌繁殖，不能完全滅殺細(xì)菌，水產(chǎn)品保鮮時效相對較短，冷凍保鮮則可能破壞水產(chǎn)品細(xì)胞結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致其水分流失、肉質(zhì)變硬，長期冷凍還會進(jìn)一步使品質(zhì)劣化。Chen Lu等通過比較4 ℃時PDI處理組水產(chǎn)品樣品與對照組樣品保鮮效果發(fā)現(xiàn)，處理組水產(chǎn)品樣品放線菌門和擬桿菌門的相對豐度顯著低于對照組，肌肉組織完整性和保鮮時效也都遠(yuǎn)高于普通冷藏保鮮。此外，PDI技術(shù)在水產(chǎn)品保鮮過程中對水分和風(fēng)味物質(zhì)的保持相對較好。化學(xué)保鮮劑在水產(chǎn)品保鮮中的應(yīng)用具有高效、經(jīng)濟(jì)等特點(diǎn)，但化學(xué)殘留風(fēng)險是其突出問題。PDI技術(shù)采用天然光敏劑及可見光源，不存在化學(xué)殘留風(fēng)險，是一種相對環(huán)保的保鮮方法，很好地解決了傳統(tǒng)化學(xué)保鮮的痛點(diǎn)問題。氣調(diào)包裝保鮮具有效率高、易操作、能耗低等諸多優(yōu)點(diǎn)，但專用設(shè)備及運(yùn)行成本昂貴，對環(huán)境和氣體的要求高，阻礙了其推廣和發(fā)展。相較于氣調(diào)包裝技術(shù)，PDI技術(shù)成本相對較低，在環(huán)境依賴性方面，PDI技術(shù)不受pH值、溫度等因素影響，并且無需復(fù)雜的防護(hù)措施。綜上所述，PDI技術(shù)作為一種新興的保鮮技術(shù)，在水產(chǎn)品保鮮領(lǐng)域展現(xiàn)出突出的優(yōu)勢。它不僅能夠有效抑制微生物生長、延長保鮮期，還能更好地保留水產(chǎn)品的營養(yǎng)成分和感官品質(zhì)，同時具備較高的安全性與經(jīng)濟(jì)性，具有廣闊的應(yīng)用前景。

4 PDI技術(shù)在水產(chǎn)品保鮮領(lǐng)域應(yīng)用進(jìn)展

PDI作為一種綠色的非熱加工技術(shù)，目前在水產(chǎn)品保鮮領(lǐng)域成為研究熱點(diǎn)。近年來，水產(chǎn)品因其肉質(zhì)鮮美和營養(yǎng)豐富而受到青睞，但同時也因其易腐性而對保鮮技術(shù)提出更高要求。PDI技術(shù)通過ROS可以破壞生物膜，從而滅活水產(chǎn)品中微生物、抑制水產(chǎn)品內(nèi)源性酶、延緩水產(chǎn)品蛋白質(zhì)和脂肪酸降解。此外，PDI技術(shù)具有安全、高效、低耗等諸多優(yōu)點(diǎn)，目前在魚類、甲殼類和貝類等領(lǐng)域已經(jīng)得到廣泛的研究和應(yīng)用。

4.1 PDI技術(shù)在魚類水產(chǎn)品中的應(yīng)用

魚類作為水產(chǎn)品中重要構(gòu)成部分，其保鮮需求備受關(guān)注。PDI作為一種高效環(huán)保的非熱滅菌技術(shù)，目前在魚類產(chǎn)品保鮮領(lǐng)域的研究頗為廣泛，Zeng Qiaohui等通過將蛋白與菊粉共價糖基化，制備出加載姜黃素的偶聯(lián)物，并利用該偶聯(lián)物介導(dǎo)的PDI對鮭魚片進(jìn)行保鮮貯藏，結(jié)果表明其保鮮效果得到顯著提高。致病菌是魚類產(chǎn)品保鮮的重要威脅，Zhu Xiaolin等通過PDI技術(shù)殺滅鮭魚表面副溶血性弧菌，研究結(jié)果表明PDI技術(shù)對副溶血弧菌的殺菌率達(dá)到98.81%。此外，單核細(xì)胞增生李斯特菌感染是影響鮭魚貯藏品質(zhì)的重要因素，而通過姜黃素或核黃素介導(dǎo)的PDI技術(shù)能夠有效滅殺鮭魚表面單核細(xì)胞增生李斯特菌，增強(qiáng)鮭魚保鮮貯藏效果。PDI技術(shù)不僅在鮭魚保鮮中作用突出，也同樣被應(yīng)用于其他魚類保鮮領(lǐng)域的研究。Jiao Long等制備了載有姜黃素的復(fù)合物，通過PDI技術(shù)顯著延長了小黃魚保鮮貯藏時間。Wang Jingjing等利用核黃素和藍(lán)光LED光照輻照有效殺死了金槍魚片上的沙門氏菌。Gong Chen等研究了姜黃素介導(dǎo)的PDI非熱滅菌技術(shù)對鱘魚在（4±1）℃貯藏期間的保鮮貯藏效果及滅活鱘魚假單胞菌的有效方法，結(jié)果表明，PDI能夠顯著抑制假單胞菌屬的生長，體外滅活率達(dá)99.9%，對延長鱘魚保鮮期具有顯著作用。此外，在實(shí)際生產(chǎn)中為防止魚類產(chǎn)品在運(yùn)輸貯藏等環(huán)節(jié)中受到污染，在出廠前需要進(jìn)行一定滅菌包裝，Chen Lu等利用PLA/ALA薄膜包裝鮭魚，通過PDI技術(shù)有效抑制了鮭魚上99.9%的天然細(xì)菌，并顯著降低了滴水損失和延緩脂質(zhì)氧化。綜上所述，PDI技術(shù)在魚類產(chǎn)品的保鮮領(lǐng)域表現(xiàn)出顯著的效果。通過不同的研究，證實(shí)了PDI技術(shù)在延長魚類產(chǎn)品的貨架期、維持新鮮度以及滅殺致病菌方面具有重要作用。因此，PDI技術(shù)在魚類產(chǎn)品保鮮中前景廣闊，有望成為提高水產(chǎn)品質(zhì)量安全和延長保質(zhì)期的關(guān)鍵技術(shù)之一。

常見的PDI保鮮水產(chǎn)品匯總?cè)绫?所示。

4.2 PDI技術(shù)在甲殼類水產(chǎn)品中的應(yīng)用

甲殼類產(chǎn)品作為重要的經(jīng)濟(jì)類水產(chǎn)品，其肉質(zhì)鮮美、營養(yǎng)豐富，深受消費(fèi)者喜愛。然而，甲殼類水產(chǎn)品體內(nèi)含大量酚氧化酶、ATP酶和蛋白酶等內(nèi)源性酶類，這些酶在甲殼類動物死亡后變得活躍，導(dǎo)致其肉體黑變、新鮮度降低以及產(chǎn)生腥臭味等腐敗變質(zhì)現(xiàn)象，這不僅影響了甲殼類水產(chǎn)品的感官品質(zhì)，還降低了其營養(yǎng)價值和食品安全性，最終導(dǎo)致其商業(yè)價值的下降。PDI作為一種新興保鮮技術(shù)在甲殼類產(chǎn)品保鮮領(lǐng)域中研究廣泛，其貨架期變化、內(nèi)源性酶活性及細(xì)菌復(fù)制繁殖是判斷保鮮效果的重要指標(biāo)，Wang Zhiguang等通過對凡納濱對蝦進(jìn)行PDI處理，研究其貨架期和嘌呤含量的變化，結(jié)果表明，相較于傳統(tǒng)的冷藏方法，采用PDI技術(shù)后，凡納濱對蝦的保鮮期顯著延長。Li Yufeng等通過將蛋白與姜黃素結(jié)合制備出新型蛋白質(zhì)復(fù)合物，該復(fù)合物介導(dǎo)的PDI技術(shù)能顯著降低蝦體內(nèi)源性酶活性、TVB-N含量和抑制丙二醛的產(chǎn)生，保持蝦在4 ℃貯存或凍融循環(huán)處理期間的新鮮度。有研究發(fā)現(xiàn)，通過姜黃素和L-Arg的協(xié)同作用，建立姜黃素介導(dǎo)的PDI技術(shù)與L-Arg偶聯(lián)滅菌新體系，可以有效中斷細(xì)菌DNA復(fù)制和蛋白質(zhì)合成，增強(qiáng)對副溶血性弧菌的滅活機(jī)制及對蝦保鮮貯藏效果。甲殼類水產(chǎn)品在鮮活時易被菌落感染，而PDI技術(shù)能在30 min滅殺78.9%和91.2%的異養(yǎng)細(xì)菌和弧菌種群。甲殼類水產(chǎn)品在食品加工中的蝦魚糜也極易腐敗，通過PDI技術(shù)能有效抑制蝦魚糜表面和內(nèi)部特異性腐敗微生物的生長，延緩其品質(zhì)惡化。此外，食品物流環(huán)節(jié)中抗菌包裝材料也是延長甲殼類水產(chǎn)品貨架期的重要因素，Ukwatta等利用玉米淀粉和葉綠素制成復(fù)合膜，通過復(fù)合膜包裝的蝦在PDI處理下能保鮮貯藏5 d。總之，諸多研究結(jié)果表明，PDI技術(shù)在甲殼類水產(chǎn)品保鮮中展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢，不僅為甲殼類水產(chǎn)品的保鮮技術(shù)提供了科學(xué)依據(jù)，也為其他保鮮技術(shù)的發(fā)展指明了新的方向。

4.3 PDI技術(shù)在貝類產(chǎn)品中的應(yīng)用

隨著貝類產(chǎn)品消費(fèi)市場的持續(xù)增長，貝類產(chǎn)品保鮮技術(shù)的研究變得尤為關(guān)鍵。貝類產(chǎn)品具有高水分和高蛋白性質(zhì)，且多為濾食性動物，極易遭受微生物污染以及內(nèi)源性酶的作用，導(dǎo)致其品質(zhì)下降和腐敗變質(zhì)。PDI技術(shù)作為一種新興的保鮮手段，目前在貝類產(chǎn)品如牡蠣、蛤蜊、縊蟶保鮮領(lǐng)域展現(xiàn)出獨(dú)特的優(yōu)勢，其中PDI對牡蠣研究最為廣泛，Chen Bowen等深入探討了PDI技術(shù)在不同溫度貯藏條件下對牡蠣品質(zhì)及貨架期的影響，結(jié)果表明PDI技術(shù)在維持牡蠣肌纖維結(jié)構(gòu)的完整性方面展現(xiàn)出顯著效果，有效減緩了貯藏過程中肌原纖維間隙水分的流失，從而抑制了牡蠣質(zhì)地的軟化。Lu Na等探討了姜黃素介導(dǎo)的PDI對4 ℃冷藏牡蠣蛋白質(zhì)降解的影響，結(jié)果表明PDI技術(shù)能有效延緩牡蠣蛋白質(zhì)降解，為牡蠣保鮮領(lǐng)域的應(yīng)用提供了理論基礎(chǔ)。牡蠣在加工和貯藏過程中，脂質(zhì)容易發(fā)生氧化和水解等反應(yīng)，產(chǎn)生腥臭味和有害自由基，影響牡蠣的品質(zhì)和營養(yǎng)價值。有研究發(fā)現(xiàn)，通過姜黃素介導(dǎo)的PDI可以顯著抑制牡蠣中脂肪酶、磷脂酶A2、磷脂酶C、磷脂酶D和脂氧合酶的活性，同時降低牡蠣表面假單胞菌屬和幻霉菌的相對豐度，從而延緩牡蠣脂質(zhì)降解，使牡蠣保持原本鮮度和風(fēng)味。PDI技術(shù)在保鮮牡蠣的同時，也被證實(shí)對牡蠣中的多環(huán)芳烴具有降解作用，且最大去除效率可達(dá)80.20%，并通過急性和亞急性毒性實(shí)驗(yàn)評估了PDI技術(shù)處理牡蠣的安全性。此外，PDI技術(shù)對蛤蜊、縊蟶保鮮同樣有效，Gu Weiming等研究發(fā)現(xiàn)，PDI技術(shù)有效殺滅了熟蛤蜊副溶血性弧菌，抑制了脂質(zhì)氧化，對熟蛤蜊保鮮起到關(guān)鍵作用。通過對縊蟶保鮮研究發(fā)現(xiàn)，PDI技術(shù)利用藍(lán)光LED照射姜黃素溶液浸泡處理的蟶肉，可以有效滅活蟶肉上99.99%的細(xì)菌。綜上所述，PDI技術(shù)在貝類產(chǎn)品保鮮領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力，不僅能有效延長產(chǎn)品的貨架期，還能提高產(chǎn)品的安全性，為貝類產(chǎn)品的保鮮提供了新的技術(shù)手段。隨著研究的不斷深入，PDI技術(shù)有望在未來的水產(chǎn)品安全領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用。

5 PDI技術(shù)在水產(chǎn)品保鮮領(lǐng)域應(yīng)用的未來展望

5.1 新型光敏劑的開發(fā)設(shè)計與功能優(yōu)化

光敏劑在水產(chǎn)品PDI保鮮中至關(guān)重要，其性能直接影響保鮮效果。因此，開發(fā)新型光敏劑以提升PDI保鮮效果已成為光動力保鮮領(lǐng)域的重要研究方向。ROS產(chǎn)率是決定水產(chǎn)品滅菌保鮮效果的核心因素，開發(fā)新型光敏劑要以提升光動力活性和ROS產(chǎn)率為關(guān)鍵目標(biāo)。此外，光敏劑的水溶性和生物相容性優(yōu)化亦至關(guān)重要，水溶性差的光敏劑易發(fā)生團(tuán)聚和沉淀，不僅會降低光動力反應(yīng)效率，還可能導(dǎo)致水產(chǎn)品局部變質(zhì)，開發(fā)新型光敏劑要著重考慮水溶性和生物相容性因素。新型光敏劑未來的研究方向應(yīng)聚焦于天然光敏劑的深度開發(fā)，特別是從生物資源中挖掘新型光敏物質(zhì)，并通過定向修飾技術(shù)提高其ROS產(chǎn)率，從而增強(qiáng)PDI對水產(chǎn)品中微生物和有害物質(zhì)的抑制效果，保障水產(chǎn)品品質(zhì)和安全性。同時，開發(fā)智能響應(yīng)型光敏劑亦是趨勢，例如構(gòu)建pH值/溫度雙重響應(yīng)的光敏劑載體系統(tǒng)，可在水產(chǎn)品腐敗導(dǎo)致環(huán)境pH值升高時自動解離釋放光敏劑，并結(jié)合冷鏈溫度變化實(shí)現(xiàn)ROS的精準(zhǔn)調(diào)控，從而達(dá)到更佳的滅菌保鮮效果。綜上所述，開發(fā)新型光敏劑并構(gòu)建PDI耦合殺菌佐劑新體系，對于推動水產(chǎn)品保鮮貯藏領(lǐng)域的發(fā)展具有重要意義。

5.2 深入剖析分子作用機(jī)制和構(gòu)建多技術(shù)協(xié)同保鮮體系

應(yīng)通過多組學(xué)技術(shù)深入研究PDI技術(shù)對水產(chǎn)品的保鮮機(jī)制，如采用代謝組學(xué)分析PDI處理水產(chǎn)品后優(yōu)勢腐敗菌的關(guān)鍵代謝通路變化；通過轉(zhuǎn)錄組測序揭示光應(yīng)激相關(guān)基因的表達(dá)調(diào)控網(wǎng)絡(luò)；結(jié)合冷凍電鏡技術(shù)觀察細(xì)胞膜脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物的空間分布特征，構(gòu)建從分子到細(xì)胞水平的完整作用圖譜。同時建立品質(zhì)影響的多維度評估感官評價體系，重點(diǎn)研究ROS對呈味物質(zhì)的影響規(guī)律，通過分子動力學(xué)模擬揭示ROS與肌球蛋白的結(jié)合位點(diǎn)及構(gòu)象變化，從而優(yōu)化技術(shù)流程，提高PDI技術(shù)保鮮效果。PDI技術(shù)在水產(chǎn)品保鮮方面效果顯著，但分子氧供給量和1O2壽命限制其滅菌效率。針對PDI技術(shù)保鮮限制因素，需要構(gòu)建多技術(shù)協(xié)同保鮮體系，增強(qiáng)水產(chǎn)品保鮮效果。PDI技術(shù)可以同物理場技術(shù)耦合應(yīng)用，如超聲技術(shù)具有良好的滅菌效果，可以利用空化效應(yīng)增強(qiáng)光動力殺菌效果，同時需重點(diǎn)評估聯(lián)合處理對肌肉超微結(jié)構(gòu)的影響，建立肌原纖維蛋白變性程度的預(yù)測模型，確保多技術(shù)保鮮體系能達(dá)到協(xié)同增效的目的。總而言之，深入剖析PDI技術(shù)分子作用機(jī)制和構(gòu)建多技術(shù)協(xié)同保鮮體系，將是水產(chǎn)品保鮮領(lǐng)域重要發(fā)展趨勢，有望為水產(chǎn)品保鮮帶來更全面、更高效的解決方案。

6 結(jié)語

隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與消費(fèi)者健康生活觀念的轉(zhuǎn)變，人們對水產(chǎn)品需求量逐年提升。傳統(tǒng)保鮮技術(shù)可以抑制微生物生長，然而其極易造成水產(chǎn)品營養(yǎng)成分流失和化學(xué)試劑殘留，對食品安全造成隱患。PDI技術(shù)作為一種新型非熱滅菌技術(shù)，可以通過ROS有效殺滅水產(chǎn)品中致病菌和腐敗菌，延長魚類、甲殼類和貝類等水產(chǎn)品貨架期，避免水產(chǎn)品營養(yǎng)組分和風(fēng)味的破壞。此外，PDI技術(shù)在光敏劑水溶性、安全性以及光動力效能等方面仍有提升空間，需要研發(fā)新型光敏劑，構(gòu)建PDI耦合殺菌佐劑新體系。同時注重PDI技術(shù)與其他保鮮技術(shù)互補(bǔ)結(jié)合，提升PDI系統(tǒng)的整體殺菌性能，增強(qiáng)PDI技術(shù)在水產(chǎn)品中的保鮮效果。總之，PDI技術(shù)因其安全、高效、環(huán)保等特點(diǎn)在水產(chǎn)品保藏領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價值和廣闊的發(fā)展前景。

引文格式：

李玉鋒, 解子維, 董文麗, 等. 光動力技術(shù)在水產(chǎn)品保藏中應(yīng)用的研究進(jìn)展[J]. 食品科學(xué), 2025, 46(14): 345-356. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20241231-266.

LI Yufeng, XIE Ziwei, DONG Wenli, et al. Recent progress on the application of photodynamic inactivation in the preservation of aquatic products[J]. Food Science, 2025, 46(14): 345-356. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20241231-266.

實(shí)習(xí)編輯：安宏琳；責(zé)任編輯：張睿梅。點(diǎn)擊下方閱讀原文即可查看全文。圖片來源于文章原文及攝圖網(wǎng)

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