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高压处理可提供多种应用

小乔治·弗里克(George J. Flick),博士

昂贵的工艺具有增值产品的潜力

高压处理
弗吉尼亚理工大学高压加工实验室的新型10吨HHP装置现已提供给食品加工者和分销商以评估该技术。

高压加工,也称为高静水压(HHP)加工,在鱼和贝类产品中有多种应用。该技术的高压可以破坏或灭活海鲜中的微生物细胞,从而延长保质期,质量和食品安全性。

鱼蛋白凝胶

HHP可用于生产新鱼糜产品。在鱼糜加工中,肌浆蛋白要经过彻底清洗才能去除,因为它们在加热时不会形成凝胶。但是,如果肌浆蛋白在300 MPa以上的压力下会凝结,并可以掺入鱼糜和相关产品中。

压力诱导的凝胶具有类似于准备好的香肠的弹性质地。使用诸如树胶,藻酸盐和角叉菜胶之类的水胶体的研究表明,由于压力,温度和产生凝胶的时间不同,存在差异。

当在中等加热条件下高压生产凝胶时,它们非常有弹性和轻便,具有高保水能力。在低温下在高压下生产的凝胶具有较高的抗穿刺性,内聚性和保水性。相反,通过在大气压下加热产生的凝胶表现出低的内聚性,黄度,亮度和高的粘附性和硬度。压力处理和成分的结合为鱼糜类产品提供了新的潜力。

肌肉外观,质地

对具有红色和白色肌肉的鱼加压时,肌肉组织变得不透明。其效果类似于随着压力和保持时间的增加而沸腾或烧烤的效果。因此,鱼具有煮熟而不是新鲜产品的特征。

消费者可能不希望这种颜色变化。随着静水压力的增加,红色和白色肌肉组织都会变轻。红肌肉鱼的红度随着静水压力的增加而降低。但是,黄色不受压力处理的影响。

当阿拉斯加狭鳕鱼糜加压到500 MPa时,观察到相似的颜色效果。 101 MPa时,肌肉组织普遍硬化。维持或增强组织硬度的上限是在10分钟内施加203 MPa的压力。超过这一点,组织会变软。通常认为鱼的肌肉变硬是不希望的,但是对于具有软肌肉组织的鱼来说,变软可能是个问题。

酶活性

高压处理
牡蛎加工是HHP技术的主要用途之一。 HHP提供了一种更安全的去皮产品。

鱼死后,僵死会导致肌肉组织发生多种变化。三磷酸腺苷(ATP)的降解很重要,因为它会影响鱼的风味。当鲤鱼肌肉分别在200、350和500 MPA下处理并保存在5摄氏度时,在350和500 MPa下处理的样品中肌苷一磷酸(IMP)的浓度被抑制,ATP降解产物。由于增加的IMP浓度会导致鱼的感官质量下降,因此增加的高压加工会改善鱼的感官特性。

鱼类低温储存过程中发生的另一个变化是游离脂肪酸的积累。这些酸在鱼类中特别具有反应性,并迅速氧化。当将鳕鱼肌肉在202 MPa下处理15分钟并保存在负2摄氏度下时,其游离脂肪酸含量与未加压样品相似。但是,当鱼肌肉承受大于405 MPa的压力15分钟时,游离脂肪酸水平不会增加。

表1列出了未经处理和加压的大菱t的压力水平和保持时间对游离脂肪酸值和硫代巴比妥(TBA)值的影响(巨大)鱼片。 TBA值指示脂质氧化酸败。数量越大,不希望的氧化程度越高。

甩动,压力和加压时间的影响,表1

处理(MPa)15分钟
FFA值
15分钟
TBA编号
30分钟
FFA值
30分钟
TBA编号
.13.200.423.200.42
1003.230.603.220.62
1403.430.583.080.70
1803.600.763.930.78
2004.390.783.881.22
表1.压力和加压时间对菱形肌上FFA和TBA值的影响。

 

与新鲜样品相比,在100 MPa下加压15分钟和30分钟以及在140 MPa下加压15分钟的样品的TBA值仅显示出轻微的变化。但是施加的压力越高,TBA值越高。在200 MPa下,30分钟处理的压力保持时间比15分钟处理的压力保持时间高60%。

鱼的尸体软化是由几种蛋白质消化酶引起的:组织蛋白酶,胶原酶,Ca2 +依赖性蛋白酶,碱性蛋白酶,胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶。尽管细菌因其与鱼类变质的关系而受到最广泛的关注,但许多降低保质期的恶化变化也可能归因于生化活性。

303MPa压力施加30分钟的结果是从羊头和蓝鱼(番茄(Pomatomus saltatrix) 示于表2。虽然最初的酶活性大大降低,但当鱼在4至7摄氏度下保存时,酶活性又重新激活(表3)。

甩干,高压对所选酶活性的影响,表2

鱼种酵素活动损失百分比
羊头组织蛋白酶C80
91
羊头胰蛋白酶64
74
羊头胰凝乳蛋白酶75
65
表2.高压对羊头和蓝blue中所选酶活性的影响。

 

甩干,冷藏过程中的酶活性,表3

鱼种酵素活动损失百分比
Day 7
活动损失百分比
Day 14
活动损失百分比
Day 21
羊头组织蛋白酶C502832
701015
羊头胰蛋白酶453020
503522
羊头胰凝乳蛋白酶452310
351015
表3.在4-7°C下冷藏储存期间的酶活性。

 

高压对鱼类酶的影响存在不一致之处。例如,将202 MPa的压力从羊头上施加30分钟,组织蛋白酶C,胰凝乳蛋白酶和类胰蛋白酶的酶的活性损失分别为56%,60%和57%。但是,当在101 MPa下承受30分钟时,这三种酶的活性分别降低了42%,25%和15%。因此,无法推断出酶对压力治疗的明确顺序。

鳕鱼中所选蛋白酶的研究(du)表明某些蛋白酶在800 MPa的压力下仍然存在。但是,高于200 MPa的中性蛋白酶的活性明显降低。

组织脂质氧化

高压处理可加速肌肉组织中脂质的氧化。从经过压力处理和冷藏的鳕鱼肌肉中提取的油的过氧化物值水平显着高于未经加压和冷藏的鳕鱼肌肉。据报道,接受高压治疗的鲭鱼肌肉中过氧化物的含量也有类似的增加。

这些结果表明,鱼肉中含有在高压处理过程中加速脂质氧化的因子。据报道影响脂质氧化的因素之一是血红素和非血红素铁的浓度。

在高于400 MPa的压力下处理后,通过TBA值测量,鳕鱼肌肉脂质的氧化稳定性显着降低。认为这是由于配合物释放了金属催化剂,因为加入乙二胺四乙酸抑制了氧化速率的增加。

应用于鱼类,贝类

解冻

高压解冻在含水量高的食品中是有效的,因为在从大气压下的0℃到220MPa的22℃的压力下将水的熔融温度降低了。后一种压力是解冻过程中最大的关注点,因为相变传递会在压力低于220 MPa时增加,并在此点以上降低。

超过220 MPa的压力会改变冰晶结构并增加相变温度。两者都不是理想的,因为第一个会导致纹理变化,第二个会影响整个过程。

在一项测试中,在200 MPa下融化的金枪鱼肌肉的融化时间减少,融化滴水损失减少。不论压力水平如何(50至150 MPa),在大气压下,融化的滴水大约为4%(基于湿重,滴水量为2%至6%,取决于解冻温度),而在高压下则小于1%。金枪鱼的微生物含量维持在恒定水平或降低。

对比了白麦在大气压下的解冻过程,研究了恒定冷冻速率下压力水平,增压速度和保压时间的影响, du。在给定压力下,高冷冻速度(0.77对0.14摄氏度/分钟)和高加压速度(100对42 MPa /分钟)减少了融化滴落损失。与大气解冻相比,用于高压解冻的滴液量只有通过延长保压时间才能减少。表4包含了白切鱼片的融化时间与压力的关系。

甩干,鳕鱼片的解冻时间,表4

压力(MPa)解冻时间(分钟)
.160
5035
10025
15020
20015
表4.鳕鱼片的融化时间与压力的关系。

 

多刺dog鱼的高压解冻, 棘角棘;和扇贝, 果胶辐照度,与在大气压下解冻相比。结果表明,两种产品的融化滴水损失均显着降低-fish鱼为70%,扇贝为31%。在150 MPa下获得最佳结果。在将高压技术作为单元操作包括在内时,在大量产品(尤其是高价值产品)上仅节省几个百分点应该是一个重要的经济因素。

寄生虫

许多海洋有鳍鱼类和鱿鱼中常见的寄生虫是 Anisakis单纯形。当生吃鱼(如寿司,生鱼片和酸橘汁腌鱼),不当烹制或以极少热量加热(鲤鱼和冷熏鱼)的过程中,该寄生虫会危害健康。在0至15摄氏度的温度下以200 MPa的压力处理寄生虫10分钟,杀死了所有Anisakis幼虫。

可以成功地将低压降至140 MPa,但加压时间必须增加至一小时。在超过120 MPa的压力下,超过10分钟的时间,大多数幼虫被破坏。

真空,气调包装

在测试中,无须鳕真空包装的肌肉, 墨西哥海在7℃下,在3个5分钟的循环中,使α2经受400MPa。经过处理的样品在2到3摄氏度的冷藏温度下更稳定,并且在感官上可以接受直到43天的存储,相比之下,非加压鳕鱼则需要9天。如前所述,当施加400 MPa的压力时,鱼鱼呈现出熟的外观。

在400 MPa下加压的鱼的保质期为15天,而在200 MPa下处理的样品的保质期为一周。经400 MPa处理的鱼的微生物数量减少了99%,而经200 MPa处理的鱼的微生物数量减少了90%。从储存的第15天开始,以400 MPa处理的样品的三甲胺氮(TMA-N)值非常低,滴落损失的增加速度较慢。高TMA值与存储过程中食品的不良风味和质地变化有关。

在进一步的研究中,将低温高压处理与大气压包装相结合用于大西洋鲑的保存。与未加压,真空包装的鲑鱼相比,在5摄氏度下以150 MPa处理10分钟后,货架期延长了两天。单独使用改良的气氛储存(50%的O2 + 50%的CO2)可以在5摄氏度下延长四天的保存期限。

当鲑鱼在50%O2 + 50%CO2存在下承受高压时,直到7.0到7.2 log CCU / g所判断的微生物变质的阈值才达到5℃至少18天。腐败和致病微生物 沙门氏菌, 李斯特菌单核细胞增生和 腐烂希瓦氏菌 在存在气体混合物的情况下,它们更容易受到高压处理的影响。

应用于鱿鱼,章鱼

在真空包装中报告了感官,化学和微生物的变化 十二指肠 在室温,150、200、300和400 MPa下加压15分钟并保存在4摄氏度下的鱿鱼地幔。感官分析表明,压力越高,保质期越长。储存28天后,以400 MPa加压的样品被剔除,而未经处理的样品则为7天。

章鱼, 八达通在40℃,400MPa下处理后,将其储存在2.5-3℃。保存期限比未处理的样品延长了43天。压力处理过的样品中含氮化合物含量较低,自溶活性降低,滴落损失较小。在整个存储过程中,剪切强度值保持稳定。

结论

高压加工是一种新兴技术,已应用于初级和深加工鱼和贝类中。尽管该方法很昂贵,但是存在生产增值产品和通过常规热处理降解的产品的经济潜力。此外,由于美国食品药品监督管理局(USFDA)针对存在以下问题的零缺陷政策,HHP在不具有特定病原体减少过程的即食产品中具有特殊应用,例如冷熏鱼。 李斯特菌.

注意:这是有关高静水压处理的系列文章中的第三篇。在二月份的全球水产养殖倡导者中,第一篇文章简要概述了HHP的技术,经济学和一些一般应用。 4月,第二篇文章讨论了高压处理对破坏腐败和致病微生物的影响。

(编辑’注意:本文最初发表于2003年6月的全球水产养殖倡导者


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