美國紅魚保鮮技術的研究進展

黃文博,謝　晶

(上海水產品加工與貯藏工程技術研究中心,上海海洋大學食品學院,上海 201306)

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美國紅魚保鮮技術的研究進展

黃文博,謝晶*

(上海水產品加工與貯藏工程技術研究中心,上海海洋大學食品學院,上海 201306)

美國紅魚屬高蛋白低脂肪魚類,其呈味氨基酸百分含量與其他魚類相比較高,味道鮮美,常被制成生魚片。生食對魚肉的鮮度品質有極高要求,因此,對美國紅魚品質保鮮技術進行研究,探討其未來的發展趨勢,對延長紅魚貨架期具有重要意義。本文主要綜述了紅魚現有的保鮮技術,并結合其他生食海產品的保鮮方法,將氣調包裝結合低溫保鮮等復合保鮮方式作為今后貯藏美國紅魚的研究方向。

美國紅魚,保鮮技術,復合保鮮

隨著居民家庭可支配收入不斷增長和消費理念的轉型,在食用水產品方面,我國居民對高端水產品的需求推動著生食海產品保鮮技術的進步。

美國紅魚,學名眼斑擬石首魚(Sciaenopsocellatus),為鱸形目,石首魚科,擬石首魚屬,英文俗稱紅鼓魚(red drum),別稱紅姑魚、海峽鱸、斑尾魚[1],其最顯著特征是尾基部側線上方有一黑色圓斑。美國紅魚洄游習性明顯,為廣溫廣鹽性魚類,主要分布在南大西洋和墨西哥灣沿岸水域。美國紅魚作為一種經濟魚類,自1991年起在我國南方廣泛養殖[2]。劉世祿[3]、戴梓茹等[4]測定了美國紅魚體中的蛋白質、脂類、灰分等生化組分,發現其肌肉中粗脂類僅有0.58%,粗蛋白含量達19.46%,屬高蛋白少脂肪、低比能值魚類。其甘氨酸、精氨酸、天門冬氨酸、谷氨酸和丙氨酸五種呈味氨基酸含量為73.5 mg/g,占必需氨基酸的50.37%。隨著大眾膳食結構的改變,人們已經由溫飽型向營養型發展,對高蛋白、低脂肪、美味海產品的需求量會越來越大,因此美國紅魚將有很大的市場發展空間。在市場上紅魚通常被制成凍品或生魚片進行銷售,因在加工貯運過程中易受微生物影響,魚肉中微生物生長繁殖和脂質氧化會導致肉質軟化、產生刺激性氣味,這都會對美國紅魚的商品價值產生極大影響[5]。

1　美國紅魚的保鮮現狀

1.1低溫保鮮

在水產品貯運過程中,通過降低溫度達到減緩或抑制微生物活動目的的低溫保鮮技術是目前全球使用最早、最廣的水產品保鮮方法[6],美國紅魚常用的低溫保鮮方式有冰溫保鮮、凍藏保鮮等。

1.1.1冰溫保鮮魚肉的冰點是指魚肉在冷卻時最初結冰的溫度。一般海產魚類魚肉的冰點在-0.5～-2.5 ℃之間[7]。通過楊華[8]繪制的養殖美國紅魚的凍結曲線可以得出養殖的美國紅魚的凍結點為-1.7 ℃,又因為冰溫貯藏的溫度一般略高于凍結點,所以通常選擇在(-1.5±0.2) ℃作為美國紅魚的“冰溫帶”進行冰溫貯藏。由于“冰溫帶”較窄,所以進行冰溫貯藏的冷庫比普通冷庫環境在技術上要求嚴格[9]。冰溫保鮮并未讓紅魚體內的水分完全凍結,細菌和酶沒有完全失活,所以魚體死后將繼續進行某些生化反應,-1.5 ℃冰藏條件下的美國紅魚在第10 d已經超過可生食標準(菌落總數≤4 LogCFU/g)。在水產品中,冰溫保鮮與冷藏保鮮相比,微生物生長的變化趨勢有明顯不同,顯著延長貨架期,但也具有冰溫帶較窄,在實際應用中不好全程控制的不足[8]。

1.1.2凍藏與冷藏保鮮若要抑制微生物的繁殖,最有效的方法就是降低溫度,因為溫度越低,微生物活性越低乃至失活。凍藏與冷藏是用于水產品保鮮最常用的方法。

凍藏保鮮是指將水產品置于-18 ℃或以下進行貯藏的保鮮方法。通常在凍藏過程中所采用的溫度為-18 ℃及其以下,在此溫度下紅魚的內部水分體積膨脹并產生冰晶,會造成魚肉組織結構破壞,蛋白質發生冷凍變性;解凍后冰晶融化、內部水分流失,造成紅魚表面干燥、肉質松弛、口感變差。為了避免美國紅魚在凍藏期間發生蛋白質變性、脂肪氧化、ATP降解等一系列變化,侯溫甫等[10]對比了-80 ℃超低溫速凍與-20 ℃直接凍結兩種方法,以鹽溶性蛋白質含量、K值、pH、失水率和感官評定作為指標,相比于美國紅魚在-20 ℃凍藏17周過程中的品質變化情況,發現超低溫速凍處理在一定程度上減緩了蛋白質變性的速度,對凍藏導致的魚肉口感和風味上的變化有緩解作用。

李婷婷[2]、蔡路昀[11]等發現在(4±1) ℃冷藏條件下,美國紅魚的貨架期為8～10 d。Cai[12]在(4±1) ℃條件下貯藏美國紅魚,5 d后測得的K值為17.19%,還處在可生食范圍內(K值<20%),10 d時還未超過可食用范圍(K值<60%)。冷藏過程中,雖然未破壞紅魚的肌肉組織結構,但對于生食海產品來說,由于其體內存在蛋白酶,在貯藏期間會出現白濁現象,風味變差,影響感官。

1.2生物保鮮劑保鮮

生物保鮮劑主要通過抑制微生物的生長來保持美國紅魚的理化性能和感官特性[13]。化學合成的保鮮劑有較強的抗氧化能力和抑菌能力,但對人體健康有潛在影響[14]。近年來,隨著人們對食品安全的關注和健康意識的提高,一些作為水產品保鮮原料的天然無毒生物保鮮劑得到眾多學者的關注[15]。

1.2.1殼聚糖殼聚糖(chitosan,CS)又名脫乙酰甲殼素,是由幾丁質經過脫乙酰作用得到的。甲殼素是目前唯一一種自然界中存在的堿性多糖,不僅安全無毒,而且可降解,是一種綠色環保的可再生資源[16]。殼聚糖具有抗菌、增強免疫系統等多種功效,作為一種具有天然性、無毒性和安全性的保鮮膜材料,倍受人們的關注。李婷婷等[3,17]用不同濃度殼聚糖對美國紅魚涂膜保鮮,觀察美國紅魚片在4 ℃冷藏過程中品質的變化情況,實驗結果表明質量濃度為2.0 g/100 mL的殼聚糖質量濃度能較好地抑制細菌生長、蛋白質分解和脂肪氧化,可顯著延長貨架期4～6 d。雖然殼聚糖具有良好的成膜性,但是殼聚糖膜的機械性還有待提高,加強其成膜的穩定性和抑菌效率是改善殼聚糖涂膜特性的關鍵。由此,優化成膜原材料,結合其他保鮮技術,加入一些天然抑菌劑或植物膠等可以作為進一步研究的方向。例如蔡路昀[13]的研究結果表明紫菜多糖結合麥角硫因處理美國紅魚可以有效延緩脂肪氧化、蛋白質降解和核苷酸分解。

1.2.2香辛料精油精油是可以直接從植物中得到的芳香族油性提取物,有研究表明[18],精油處理水產品可以有效抑制貯藏過程中的微生物生長。利用從天然香辛料中提取出的精油作為生物保鮮劑,有安全無毒、利用率高、經濟環保、可調配等多種優點[19]。Cai[14]在10 ℃條件下分別用4 μl/L的丁香、孜然和留蘭香的精油處理美國紅魚片2 h,觀察其硬度、pH、K值、TCA-soluble peptides(三氯乙酸可溶肽)、感官、生物胺和微生物的變化。結果表明,與對照組相比,精油處理后的樣品可以延長10 d左右的貨架期,三種精油都對美國紅魚片的腐敗有顯著抑制作用,在貯藏期間,有效地降低了魚體內的生物胺含量,特別是組胺、腐胺和尸胺。其中留蘭香精油在抑制蛋白質降解和核酸分解方面效果顯著。但是由于香辛料有較強刺激性氣味,因而限制了其使用范圍,今后需要尋找這方面有效的解決辦法,為保持美國紅魚的感官品質發揮更大的作用。

1.3電子束冷殺菌

電子束是電子通過匯集成束,具有高能量密度,對水產品進行照射屬于冷殺菌,對魚體的表面造成感官上的改變較小,也不會影響魚體內的溫度變化,有利于保持水產品的感官品質[20]。

在中華人民共和國農業部發布的標準中指出,冷凍工藝水產品輻照殺菌工藝中最高耐受輻照劑量為7 kGy[21]。劉冰冰等[6]分別用2、4、6 kGy的電子束處理美國紅魚,結果顯示輻射劑量為4 kGy時效果最優,可冰藏18 d,比對照組延長6～7 d。通過觀察貯藏期內魚肉的感官、TVB-N(總揮發性鹽基氮)及APC(菌落總數)變化,發現魚肉中的水經過電子束輻照后活性因子增加,加快了魚肉蛋白分解產生揮發性含氮物質的速度,導致紅魚肉TVB-N值的增加;但隨著貯藏時間的增加,與對照組相比,輻照作用有效抑制了蛋白酶的活性,降低了微生物和細菌分解魚肉蛋白質的速度。楊文鴿[22]發現經電子束照射處理的美國紅魚可以有效減緩微生物菌落增長的速度。經過多方面比較,最后確定4 kGy為輻照美國紅魚的最佳劑量,處理后的紅魚冰藏條件下可貯藏14 d,比對照組延長5 d。張春芳[23]用實驗證明輻照劑量變化對美國紅魚的呈味氨基酸和營養成分無顯著影響。

輻照劑量較大時會對水產品的肉色產生影響,例如白鯧魚會發生黃變[24],而無須鱈魚在輻照后輕微發紅的現象[25]。在6 kGy的電子束輻照條件下,美國紅魚的肉色會略微發紅,但在銷售可接受范圍內[20]。

2　美國紅魚的保鮮技術研究趨勢

目前,關于美國紅魚的保鮮技術還有很大的研究空間,除了已有的保鮮方法外,還有許多生食海產品常用保鮮方法可以作為今后對美國紅魚保鮮的研究方向。

2.1氣調包裝

氣調包裝(Modified atmosphere packaging,MAP)是將一種或多種氣體充入食品包裝袋內,通過降低氧化速率和抑制微生物繁殖以維持食品品質的保鮮方法[26]。包裝袋內氣體的成分和比例對氣調包裝水產品的品質有不同影響。有研究表明,在2～4 ℃條件下,經過氣調包裝(60% N2和40% CO2)的三文魚貨架期比沒有經過包裝的樣品延長1～2 d[27],藍鰭金槍魚的貨架期從2 d增加到18 d[28]。氣調包裝(60% CO2,15% O2,25% N2)使金槍魚肉保持良好的色澤和感官評分,pH和TVB-N維持在較低水平,TBA值在貯藏末期(36 d)達到0.82 mg MDA/kg,在可生食范圍內[29]。氣調保鮮技術結合低溫保鮮可以對生食海產品起到更好的保鮮效果,應用于整個貯運和銷售過程,具有高效益、高耗能、高成本的特點,然而如何解決包裝內表面的結露現象及解凍后魚肉的汁液流失問題仍需進一步研究[30-31]。

2.2真空包裝

真空是指在特定的空間內空氣低于一個大氣壓力的狀態,真空包裝是指食品包裝容器內的空氣被抽出,包裝內處于高度減壓狀態,所以也被稱為減壓包裝,微生物生長繁殖因為缺乏空氣而受到抑制,達到保鮮效果[32]。在減少氧氣對魚肉影響的方面,真空包裝與氣調包裝有異曲同工之處,顯著抑制了高鐵肌紅蛋白的生成和脂肪氧化,但包裝內魚肉的堆垛擠壓和解凍后大量的汁液流失率影響感官評判[26]。湯元睿[30]研究發現,真空包裝的金槍魚在冷藏期間紅度值變化最小,抑制好氧菌效果顯著,但抑制兼性好氧菌的效果較差,對降低魚體內TVB-N效果不明顯。

綜上所述,氣調包裝和真空包裝在三文魚和金槍魚等生食魚類的研究中可以不同程度地延長其貨架期,這兩種保鮮技術在美國紅魚保鮮技術的研究中有非常廣闊的應用前景。

3　展望

現代社會人們生活節奏加快,工作及生活效率提高,在水產品的質量方面,人們不僅要求營養、美味,還要講究方便快捷。低溫保鮮、冷凍包裝是最常用的保鮮方法,但從保鮮技術的發展趨勢看,美國紅魚的加工貯運發展必然要融合現代各種不同領域的科技成果,例如將生物保鮮劑、氣調包裝、輻照殺菌等與冷藏冷凍保鮮相結合。同時,部分保鮮方式還存在一些問題,例如生物保鮮劑的劑量控制,為了肉的色澤好個別不良商家用有害氣體進行氣調包裝,輻照食品是否對人體產生影響還存在爭議等,這些都有待解決。

[1]Li T,Li J,Hu W,et al. Quality enhancement in refrigerated red drum(Sciaenops ocellatus)fillets using chitosan coatings containing natural preservatives[J]. Food Chemistry,2013,138(2):821-826.

[2]Hu Y,Zheng W,Sun L. Identification and molecular analysis of a ferritin subunit from red drum(Sciaenops ocellatus)[J]. Fish & shellfish immunology,2010,28(4):678-686.

[3]劉世祿,王波,張錫烈,等. 美國紅魚的營養成分分析與評價[J]. 海洋水產研究,2002(2):25-32.

[4]戴梓茹,鐘秋平,林美芳,等. 金鯧魚營養成分分析與評價[J]. 食品工業科技,2013(1):347-350.

[5]劉冰冰,楊文鴿,徐大倫,等. 電子束冷殺菌對美國紅魚冰藏品質的影響[J]. 食品與發酵工業,2010(8):161-164.

[6]闕婷婷,劉文娟,陳士國,等. 水產品低溫保鮮技術研究現狀[J]. 中國食品學報,2013(8):181-189.

[7]雷志方,謝晶. 水產品冰溫保鮮技術研究現狀[J]. 廣東農業科學,2014(19):112- 117.

[8]楊華,李敏,揭珍,等. 美國紅魚貯藏過程中品質變化動力學模型研究[J]. 食品科技,2012(11):136-140,148.

[9]朱志強,張平,任朝暉,等. 國內外冰溫保鮮技術研究與應用[J]. 農產品加工：學刊,2011(3):4-6,10.

[10]侯溫甫,薛長湖,楊文鴿,等. 低溫速凍處理對美國紅魚-20 ℃凍藏生化特性的影響[J]. 水產科學,2006(2):55-58.

[11]蔡路昀,吳曉灑,馬帥,等. 紫菜多糖與麥角硫因聯合涂膜對冷藏美國紅魚品質的影響[A]. 中國食品科學技術學會. 中國食品科學技術學會第十一屆年會論文摘要集[C]. 中國食品科學技術學會,2014:2.

[12]Cai L,Cao A,Li Y,et al. The effects of essential oil treatment on the biogenic amines inhibition and quality preservation of red drum(Sciaenops ocellatus)fillets[J]. Food Control,2015(0); 0-0.

[13]蘇輝,謝晶. 生物保鮮劑在水產品保鮮中的應用研究進展[J]. 食品與機械,2013(5):265-269.

[14]李穎暢,張笑,儀淑敏,等. 茶多酚對水產品的保鮮機理及其應用研究進展[J]. 食品工業科技,2013(8):365-368.

[15]藍蔚青,謝晶. 生物保鮮劑對水產品保鮮效果影響的研究進展[J]. 山西農業科學,2009(6):75-78.

[16]董澤義,譚麗菊,王江濤. 殼聚糖保鮮膜研究進展[J]. 食品與發酵工業,2014(6):147-151.

[17]李婷婷. 可食性殼聚糖涂膜保鮮大黃魚品質控制研究[J]. 中國食品學報,2013,13(6):147-152.

[18]Kykkidou S,Giatrakou V,Papavergou A,et al. Effect of thyme essential oil and packaging treatments on fresh Mediterranean swordfish fillets during storage at 4℃[J]. Food Chemistry,2009,115(1):169-175.

[19]姚成強,鄭俏然. 幾種天然香精油對冷卻豬肉保鮮效果的比較研究[J]. 食品科技,2011(9):119-121,126.

[20]田超群,王繼棟,盤鑫,等. 水產品保鮮技術研究現狀及發展趨勢[J]. 農產品加工：創新版,2010(8):17-21,25.

[21]王鋒,哈益明,周洪杰,等. 我國輻照食品的質量安全管理現狀及建議[J]. 食品工業科技,2008(9):289-291.

[22]楊文鴿,傅春燕,徐大倫,等. 電子束輻照對美國紅魚殺菌保鮮效果的研究[J]. 核農學報,2010(5):991-995.

[23]張春芳,楊文鴿,徐大倫,等. 電子束輻照對美國紅魚肉

營養成分的影響[J]. 輻射研究與輻射工藝學報,2011(4):219-225.

[24]Chouliara I,Savvaidis I N,Panagiotakis N,et al. Preservation of salted,vacuum-packaged,refrigeratd seabream(Sparus aurata)fillets by irradiation:microbiological,chemical and sensory attributes[J]. Food Microbiology,2004,21(3):351-359.

[25]?zden ?,Inugur M,Nuray E. Effect of different dose gamma radiation and refrigeration on the chemical and sensory properties and microbioligical status of aquacultured sea bass(Dicentrachus labrax)[J]. Radiation Physics and Chemistry,2007,76(7):1169-1178.

[26]Mastromatteo M,Contea A,Nobile M A. Combined use of modified atmosphere packaging and natural compounds for food preservation[J]. Food Engineering Reviews. 2010,2(1):28-38.

[27]Fernández K,Aspe E,Roeckel M. Shelf-life extension on fillets of Atlantic Salmon(Salmo salar)using natural additives,superchilling and modified atmosphere packaging[J]. Food Control,2009,20(11):1036-1042.

[28]Torrieri E,Carlino P A,Cavella S,et al. Effect of modified atmosphere and active packaging on the shelf-life of fresh bluefin tuna fillets[J]. Journal of Food Engineering,2011,105(3):429-435.

[29]湯元睿,謝晶,徐慧文,等. 冷鏈物流中包裝方式對金槍魚品質的影響[J]. 現代食品科技,2014(7):187-192.

[30]徐慧文,謝晶. 金槍魚保鮮方法及其鮮度評價指標研究進展[J]. 食品科學,2014(7):258-263.

[31]張寧,謝晶. 三文魚的保鮮方法及研究進展[J]. 食品與機械,2015(03):256-259.

[32]張強. 羅非魚片真空微凍保鮮工藝的研究[D]. 海口:海南大學,2011.

Research progress in the preservation technologies and dominant spoilage bacteria of Red Drum(Sciaenopsocellatus)

HUANG Wen-bo,XIE Jing*

(Shanghai Engineering Research Center of Aquatic Product Processing & Preservation,Shanghai 201306,China)

Red drum(Sciaenopsocellatus)is a kind of high protein and low fat fish,which has a higher percentage of flavor amino acid compared to other fishes,and it is used to be made of raw fish. So it is very important to study the preservation methods and investigate the development in order to extend the shelf life of red drum. The preservation techniques of red drum were reviewed,consulted by other raw seafood’s preservation methods,it could be helpful to provide a theoretical basis to keep red drum fresh by some compound preservation methods such as MAP combined with low-temperature preservation in the future.

Red drum(Sciaenopsocellatus);preservation;compound preservation

2015-05-19

黃文博(1993-)，女，碩士研究生，研究方向：水產品貯運保鮮，E-mail:wenbohuang1@163.com。

謝晶(1968-)，女，博士，教授，研究方向：食品工程，E-mail:jxie@shou.edu.cn。

2014年國家農業成果轉化基金項目(2014GB2C000081)；上海市科委項目(14dz1205101)。

TS254.1

A

1002-0306(2016)05-0371-04

10.13386/j.issn1002-0306.2016.05.067