水产品物理保鲜技术与应用
发布日期:2019-11-05 浏览次数: 字号:[ ]

核心提示: 中国水产资源丰富,而且水产品种类繁多。水产品具有低脂肪、高蛋白的特点,是合理膳食结构中不可缺少的重要组分,已成为人们摄

中国水产资源丰富,而且水产品种类繁多。水产品具有低脂肪、高蛋白的特点,是合理膳食结构中不可缺少的重要组分,已成为人们摄取动物性蛋白质的重要来源,并且鱼、虾、蟹等水产品肉质鲜美、风味独特,深受广大消费者青睐。

随着人们生活水平的不断提高,人们不仅喜爱食用水产品,并对水产品的要求也越来越高,尤其对其鲜度要求是最高的。而且现在鲜活水产品市场发生了巨大的变化,从目前国内外市场看,鲜度较好的水产品不仅畅销,且价格看好。评价是优质水产品还是低值水产品,鲜度是最主要的品质指标。

水产品营养丰富是它的特点,易腐败变质也是其特点之一,在水产品贮藏保鲜过程中,水产品腐败不仅影响品质,也会产生毒性物质,给消费者带来安全性问题。所以,水产品贮藏保鲜技术是水产品加工、销售中的重要环节。选择合适的贮藏保鲜技术不仅可以保证水产品的品质和安全,还可以保证水产品优良的口感、质地以及风味,且保护了水产品资源。所以研究保鲜技术,完善水产品保鲜体系具有十分重要的意义。本文主要介绍低温保鲜技术以及气调保鲜技术研究和应用进展。

一、水产品物理保鲜技术概况

水产品物理保鲜技术主要是低温保鲜技术、气调保鲜技术和超高压保鲜技术。低温保鲜技术就是控制水产品在较低温度下的保藏技术,是使用最早、最广的水产品保鲜方法,早在我国古代人们就采用天然冷冻或天然冰雪来对水产品低温保鲜。

低温保藏的原理首先是低温会导致微生物体内代谢酶的活力下降和原生质体浓度增加,黏度增加,再加上冰晶产生都会对微生物产生很大影响;其次是低温会降低酶活性化学反应的速度,减缓酶对水产品的腐败过程。

水产品低温贮藏保鲜技术一般分为0~4℃冷藏保鲜、0~-2℃冰温保鲜、-2℃~-4℃微冻保鲜和-18℃~-40℃冻藏保鲜四种。气调保鲜技术在其他农产品保鲜上运用比较广泛,在水产品运用气调保鲜技术效果很好,被评为最有效的水产品保鲜技术,超高压保鲜技术因运行成本较高,在水产品生产加工中的应用比较少。

二、冷藏保鲜技术及其在水产品中应用

冷藏保鲜是全球范围内使用最广泛的、最具历史的传统保鲜方法,因冷藏保鲜制品最接近鲜活水产品的生物特性,该法至今仍在使用。它是将新鲜水产品的温度降至接近冰点而不冻结的一种保鲜方法,通常以冰或冷海水为介质,所以也被称为冰藏或冰鲜技术。

冰藏保鲜时鱼体的温度0~2℃,虽然嗜冷菌的繁殖率很小,但未被完全抑制,所以冰藏鱼品的保鲜期较短。保鲜期因鱼种类而异,通常为3~5天,一般不超过1周,主要在渔船上使用。冷藏保鲜不仅用于渔获原料的保鲜,也用来直接生产各种冰鲜制品,如冰鲜河豚鱼、冰鲜对虾、冰鲜牙鲆等。

在传统冷藏保鲜过程中,由于产品内部的热量转移非常缓慢,只适用于小体形鱼类,对大型鱼而言,这种保藏方法降温时间过长,不利于保鲜。如4~5千克/尾的三文鱼,用-1℃冷海水降温,中心温度从15℃降到2℃需要2小时。

三、冻藏保鲜技术及其水产品品质的影响

冻藏保鲜是利用低温环境将水产品的中心温度降至-15℃以下,使体内组织含有的绝大部分水分被冻结,然后在-18℃以下进行贮藏、流通的保鲜方法。采用快速冻结方法,可使细胞内外生成的冰晶细微,数量多,分布均匀,从而对组织结构无明显损伤,减少解冻过程中的汁液流失,冻品质量好。

在贮藏流通过程中,如果持续保持恒定的低温,可在数月甚至一年的时间内有效抑制微生物和酶类引起的腐败变质,使产品较好地保持其原有的色、香、味和营养价值。该方法比较适合水产品的长期保鲜。

相对而言,冻藏保鲜期较长,但在-18℃温度下,仍有3%~13%含盐类、氨基酸和糖类的水分未被冻结,其所含溶质处于浓缩状态,在长期保藏过程中,容易导致蛋白质的变性。肌球蛋白和肌动蛋白是形成肌肉收缩蛋白的最主要成分,它们在很大程度上影响着肉制品的品质特性。

冻藏条件下,肌球蛋白会收缩聚集成块,从而导致肌肉变硬并降低肌肉的持水性能。汪之和等研究冻结速率和冻藏温度对鲢肉蛋白质冷冻变性的影响,结果发现冻结速率和冻藏温度对鱼肌蛋白质冷冻变性有一定的影响,并且冻结速度越快,蛋白质变性程度越小;温度越低,变性越小。

四、冰温保鲜技术及其特点

冰温保鲜技术就是食品放置在自身的冰温带范围内的合适温度点进行贮藏,是冷藏和冻藏之后的第三代保鲜技术,冰温保鲜由日本的山根昭美在20世纪70年代首创。有研究者称冰温技术是农产品贮藏、保鲜技术上的一次革命。

冰温贮藏的机理是:①将食品的贮藏温度控制在冰温带范围内,维持其细胞组织的活体状态;②当食品自身冰点较高时,加入适宜的冰点调节剂使其冰点降低,扩大其冰温带进行贮藏。而当温度临近冰点时,生物细胞新陈代谢降至最低水平,使食品达到休眠状态,从而延长食品货架期。

冰温保鲜的优点有:①冰温保鲜技术在食品保存过程中对细胞没有破坏作用;②冰温保鲜技术能有效抑制有害微生物的生长和酶的活性,防止食品腐败变质;③冰温保鲜技术能够降低食品的呼吸作用,减少食品营养物质流失;冰温保鲜还能改善食品风味,提高食品品质,延长食品的货架期。

在研究冰温保鲜水产品的色差值、pH、硫代巴比妥酸值、羰基含量和各项感官评定指标发现均优于冷藏。冰温条件能够延缓多酚氧化酶活力的增长,从而改善食品感官品质,且冰温组的货架期可达8天,是常规冷藏组的两倍。

五、微冻保鲜技术

1、微冻保鲜技术的机理和特点

微冻保鲜是现在日益受到人们重视的开始使用的一项新技术,微冻保鲜是20世纪60年代发展起来的在渔船上贮藏渔获物的一种保鲜技术,相对于传统冷藏,这项技术能明显延长水产品货架期1.5~4倍,因而日益受到人们重视。

通常我们所说的低温保鲜是指0℃以上的冷藏,冻结保鲜是指-18℃以下的冷藏。然而在我们一直沿用的这两个概念之间有一个空白未用的温度区域,这个温度区域即近年来被广泛研究的微冻保鲜区或冰温保鲜区。而微冻保鲜是指在生物体冰点(冻结点)和冰点以下1~2℃的温度带轻度冷冻贮藏,也叫部分冷冻和过冷却冷藏。大部分温度在-1~-2.5℃。

微冻保鲜的基本原理是利用低温来抑制微生物的繁殖以及酶的活力。在微冻状态(-3℃)下,鱼体内的部分水分发生冻结,微生物体内的部分水分也发生了冻结。这样就改变了微生物细胞的生理生化反应,某些细菌就开始死亡,其他一些细菌虽未死亡,但其活动也受到了抑制,几乎不能繁殖,于是就能使鱼体在较长时间内保持鲜度而不发生腐败变质。

与冰藏相比较,微冻保鲜能延长保鲜期1.5~2倍,即20~27天。与传统冷藏相比,微冻保鲜可降低冻结过程中生成的冰晶对产品造成的机械损伤、细胞溃解和气体膨胀;微冻保鲜的产品食用时无需解冻,可以减少解冻时的汁液流失,保持食品原有的鲜度;还有微冻保鲜产品干耗较少,表面色泽好,货架期至少延长了1.4~4倍;在生产过程中能够保证产品高质量、高产率,而且所需设备简单,费用低,耗能少。但是微冻产品也存在比冷冻产品货架期短,风味较冷藏产品初期要差,温度控制要求严格等缺点。

2、微冻保鲜常用的方法

常用的微冻保鲜方法包括:一是冰盐混合微冻,冰盐混合物是一种最常见的简易制冷剂。二是吹风冷却微冻,就是用制冷机冷却的风吹向渔获物,使鱼体表面温度达到-3℃,此时鱼体内部一般在-1~-2℃,然后在-3℃的舱温中保藏,保藏时间最长的可达20天。三是低温盐水微冻,由于盐水传热系数大,因此将渔获物浸在-1~-5℃低温盐水中进行冷却与冻结时微冻速度很快。

3、微冻对水产品品质影响与在水产品上的应用

(1)水产品鲜度变化:在微冻状态下,鱼类的K值、TVB-N值均随着贮藏时间的延长而增加,但是相对于冷藏和冰藏,二者的增长速率明显要低得多。说明微冻保鲜效果比传统的保鲜方法好。

(2)蛋白质的变化:有研究表明在微冻贮藏过程中,组成肌肉蛋白质的肌原纤维蛋白、肌浆蛋白和肌基质蛋白都呈下降的趋势,微冻加速了肌纤维之间分离的数量和破损的程度,这可能是因为微冻加速蛋白水解酶的释放,使得鱼肌肉的退化速度变快。还有研究者提出微冻保藏与冰藏相比,微冻过程中盐溶性蛋白有所减少,而且产生了更高汁液流失量。

(3)肌肉持水性的变化:微冻或冻结时,细胞内外形成大量的冰晶,冰晶对细胞形态学的变化和组分的变性有较大影响,并且在解冻时可能使得产品肌肉结构发生变化,从而导致持水率下降。而且随贮藏时间的延长,肌肉持水率会逐渐降低。

4、微冻保鲜的应用

鲈鱼的微冻保鲜,现在生产销售过程中鲈鱼仍处于1级鲜度内(K除外),采用微冻保鲜,经过30天的贮藏保鲜,发现各种鲜度指标仍然处于2级鲜度的范围内。罗非鱼采用冰盐水混合的方法,加入的食盐量为冰量的3%左右,延长水产品贮藏期方面有一定的优越性。并且对抑制细菌的生长繁殖有较明显的效果。石斑鱼经29天微冻保鲜T-VBN值未超过腐败界限,保鲜效果良好。沙丁鱼分别采用冰盐微冻和冷海水微冻两种保鲜方法的有效保鲜期分别为:冰盐微冻17~18天、冷海水微冻11~12天。

六、水产品气调保鲜技术

1、气调保鲜的机理和特点

水产品和畜禽等鲜肉保鲜技术中气调保鲜是目前国际上认为最有效的保鲜技术,已被广泛应用于延长各类食品储藏期及保鲜过程中。气调保鲜主要是在适宜的低温下,改变贮藏库或包装内空气的组成,降低氧气的含量,增加二氧化碳的含量,从而减弱鲜活品的呼吸强度,抑制微生物的生长繁殖,降低食品中化学反应的速率及保护水产品色泽,达到延长水产品的保鲜期和提高保鲜效果的目的。

研究人员对于气调保鲜技术的特点进行了总结,气调保鲜有延长食品的货架期、提供高质量产品、改善产品的外观、集中包装和控制和很少或无需使用化学防腐剂等优点。缺点是适当的温度控制要求、直观的附加成本及建立安全食品机制。

关于气调保鲜技术的机理,主要可概括以下几个方面:

一是气调保鲜会抑制微生物的生长,高浓度二氧化碳可使鱼虾类生鲜食品中微生物的延滞期延长7~10天,有研究者将二氧化碳气调包装鳍鱼鱼片在-2℃下储存21天后,检测到大肠杆菌、酵母菌和霉菌少于10个/克。

二是对于高脂肪含量食品,气调保鲜可抑制脂肪氧化。

三是低氧气、高二氧化碳的气体组成可抑制鲜活品的有氧呼吸作用,并使某些酶系受到抑制,减缓一些有机物质的降解过程。

研究结果证明,60%二氧化碳包装水产品与空气包装相比K值较小,与真空包装相比可降低次黄嘌呤的含量。

2、水产品气调包装中的气体及其作用

气调包装中的混合气体通常由二氧化碳、氧气、氮气三种或其中的两种混合组成。三种气体在不同食品物料(果蔬、肉类)的气调包装中的作用不同。对于营养丰富、含水量高、易腐败变质的水产品,气调包装中的混合气体主要通过抑制水产品中微生物生长繁殖,减少脂肪酸败等作用保持其新鲜度,延长其货架期。

二氧化碳是水产品气调保鲜中起保鲜作用的主要气体,它对鱼类表面污染的细菌和真菌有抑制性,能够抑制或影响腐败微生物的生长。有研究者证明二氧化碳对微生物的抑制取决溶解于产品中的二氧化碳浓度,因为二氧化碳可以形成的酸性条件对微生物生长有抑制作用,还有研究者提出二氧化碳也可抑制水产品中微生物的活性,有利于保持水产品的品质。还有人认为二氧化碳对微生物的总体作用是延长微生物生长的滞迟期和降低微生物在对数生长期的生长速率,所以目前二氧化碳的保鲜机理仍不完全清楚。

在食品贮藏过程中氧气是很多劣变反应的关键因素。在水产品气调包装中,氧气能够抑制厌氧菌生长,氧气还能减少鲜鱼中三甲胺氧化物还原为三甲胺(TMA),但氧气的存在却有利于需氧微生物的生长和酶促反应的加快,还会引起高脂鱼类脂肪的氧化酸败。氮气是一种无味气体,难溶于水和脂肪。由于氮气的稳定性、难溶性和不容易透过包装膜的性质,它在气调包装系统中主要用作充填气体,防止包装袋的瘪陷变形,使包装呈现饱满外观:同时用于置换包装袋内的空气和氧气等,以防止高脂鱼、贝类脂肪的氧化酸败和抑制需氧微生物的生长繁殖。

3、气调包装与水产品的品质

气调保鲜水产品中的腐败微生物研究较多,但对其中的致病菌的研究相对较少,可能导致水产品虽然有较好的感官特性,但食用时却不安全,所以这是水产品保鲜亟待解决的问题。

有研究发现在低温气调保鲜的金枪鱼中摩氏摩根菌能产生组胺,但是在高氧的气调包装下是可以抑制类摩氏摩根菌和发光杆菌产生组胺的。有研究表明,温度波动条件下真空和气调包装的鱼片都会产生肉毒毒素,而且超前于感观腐败或与感观腐败同时发生。

还有学者用气调保鲜技术(MAP)贮藏罗非鱼,并在4℃以下低温下贮藏,发现可防止E型肉毒毒素产生,而且其他绝大多数病原微生物在4℃以下也停止生长。

还有报道说气调保鲜水产品在0℃以下贮藏可完全防止食品肉毒杆菌的危害。所以采用严格的低温贮藏是可以使气调保鲜贮运水产品的可能危害减少到最低限度。

气调保鲜技术对于多数水产品的品质没有明显的不利影响,但对其颜色、弹性、肉液流失、挥发性盐基氮等有一定的影响,还有研究者研究鸟氨酸和色氨酸在富含二氧化碳包装下的样品比富含氧气包装的样品的含量储藏期间有明显的升高,这可能对其风味和鲜味有影响。

七、总结

水产品是一类营养丰富、味道鲜美的产品,易腐败变质也是水产品的特点,对水产品贮藏保鲜技术的研究是非常重要的。在水产品生产、加工、贮藏过程中合理利用贮藏保鲜技术对水产品品质的保证是极为重要的。现如今人们的生活水平提高,对食品的追求不单是质量安全,更追求味道鲜美纯正,而这考验研究者对水产品保鲜技术的开发利用。低温保鲜与气调保鲜技术在水产品中运用较广泛,而研究两者或几种水产品保鲜技术的联合作用是水产品物理保鲜技术的一个方向。

 

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