腌腊鱼贮藏过程品质变化及其多维度控制技术研究进展

2020-06-12 11:12:42朱士臣储雨姗柯志刚顾赛麒吕飞丁玉庭周绪霞
食品与发酵工业 2020年10期
关键词:风味蛋白质

朱士臣,储雨姗,柯志刚,顾赛麒,吕飞,丁玉庭,3,周绪霞,3*

1(浙江工业大学 食品科学与工程学院,浙江 杭州,310014)2(国家远洋水产品加工技术研发分中心(杭州),浙江 杭州,310014) 3(海洋食品精深加工关键技术省部共建协同创新中心,辽宁 大连,116034)

腌腊鱼是以鲜鱼为原料,经盐腌制并加入调味品后,自然或人工干制而成,是具有地方特色的传统干腌水产品之一。其富含蛋白质、脂肪等营养物质,腊香浓郁,深受消费者喜爱[1]。但腌腊鱼贮藏过程中易在内源性蛋白酶和微生物作用下,发生蛋白质、脂肪的水解和氧化、氨基酸脱羧、硝酸盐还原等一系列生物化学变化,使鱼体挥发性含氮化合物、亚硝酸盐以及醛酮类物质的含量增加,降低了腌腊鱼的品质和食用安全性[2]。如何保持腌腊鱼制品贮藏期稳定性,开发更营养安全的腌腊鱼制品是当前腌腊鱼产业亟待解决的关键问题[3]。目前在该领域的研究主要从两个方面展开,一是解析腌腊鱼贮藏过程中品质的变化规律及其机理;二是通过加工工艺优化、加工过程品质调控和智能包装等多维度控制技术优化提高其贮藏期间品质稳定性。本文重点从以上两个方面进行综述,以期为腌腊鱼的高品质贮藏及水产品加工产业的发展提供一定借鉴。

1 腌腊鱼贮藏过程中品质变化规律及其作用机制

1.1 腌腊鱼脂质和蛋白质的氧化与降解

脂质和蛋白质等营养成分的氧化是影响腌腊鱼加工和贮藏期间品质变化的主要因素。张婷等[2]研究发现咸鱼在4 ℃和20 ℃下,随贮藏时间增加,硫代巴化妥酸值(2-thiobarbituric acid,TBA)值先上升后下降,而在-20 ℃贮藏下,TBA呈现稳定的缓慢上升趋势,-20 ℃更有利于控制产品品质变化。OZOGUL等[4]研究了腌制凤尾鱼在4 ℃冷藏的条件下的货架期,发现TBA值从1.9 mg/kg增加到4.25 mg/kg,而脂肪过氧化值(peroxide value,POV)值则在贮存5个月时达到最大,推测是由于脂肪氧化第一阶段中产生的脂肪酸被氧化为氢过氧化物,并进一步分解为次级氧化物。龚丽等[5]研究表明,低盐半干罗非鱼片储藏期间挥发性盐基氮(total volatile base nitrogen,TVBN)呈逐渐上升的趋势,这与微生物分解蛋白质产生胺类等碱性物质有关。

随贮藏时间的增加,腌腊鱼中的蛋白质分解产生的氨基酸在微生物的脱羧作用下生成更多的生物胺[6],而蛋白质代谢产生的氨会在微生物作用下转化为亚硝酸盐[7]。RABIE等[6]研究发现腌腊鱼贮藏60 d后,生物胺的总含量从84 mg/kg增加至1 633 mg/kg。李冰[7]发现腌干鲈鱼中亚硝酸盐含量随贮藏时间的延长呈波动上升趋势。蛋白质转化途径的食品安全危害物质生成已成为影响腌腊水产品安全性的一个重要因素。

1.2 腌腊鱼挥发性风味物质的形成与表征

腌腊鱼加工贮藏过程中形成的挥发性物质是其具备独特风味的物质基础。腌腊鱼特征性风味物质主要通过酶或者化学反应生成,如脂类氧化降解、蛋白质降解、美拉德反应以及氨基酸的Strecker降解反应等[8]。一般而言,腌腊鱼的特征风味物质主要为醇类、醛类和酮类物质(表1),挥发性物质的具体组成与腌制鱼的种类及腌制工艺密切相关。JNSDTTIR等[9]结合感官评价与色谱分析等手段,研究了不同方式(注射腌制、干腌和混合腌制)所腌制鳕鱼的特征性风味组成的差异,结果表明,尽管不同腌制方式能显著影响腌腊鱼的特征风味,但风味物质的形成均与蛋白质及脂肪的降解产物有关。刘昌华[10]研究发现,烯醛、不饱和醇和不饱和酮类化合物为腌制风干鲈鱼中主要的风味化合物,且脂质分解氧化是产品特征风味形成的主要生化反应。MORETTI等[11]发现蛋白质和脂肪的水解反应有助于腌腊鲱鱼特征风味物质的形成,且随着贮藏期间的延长,挥发性风味物质的含量逐渐下降。李来好等[12]采用顶空固相微萃取与气质联用相结合的方式对柳叶鱼、红牙、小黄鱼以及带鱼等4种常见的腌腊鱼中挥发性风味成分进行分析,其特征风味物质是3-甲基丁醛、己醛、(z)-4-庚醛、庚醛、苯甲醛、辛醛、壬醛、1-戊烯-3-醇、3-甲基丁醇、1-辛烯-3-醇、庚醇、三甲胺,其中与产品鱼腥味密切相关的三甲胺会随着贮藏时间的延长而增加,从而影响消费者对产品的可接受性。

表1 腌腊鱼中的主要挥发性物质及形成机制[9-12]Table 1 The key volatile compounds of salt-cured fish and their corresponding formation mechanism

1.3 腌腊鱼色泽劣化与组织质地特性变化

腌腊鱼的色泽和组织质地特性对其食用品质有着重要影响。腌腊鱼在贮藏过程中,一方面由于水分含量逐渐降低,造成鱼肉脱水、收缩,鱼体肌肉纤维收缩,肌纤维间距减小,组织结构紧密,使得其自身硬度值增加,颜色变暗;而蛋白质变性会使其组织结构韧性增加,蛋白质的凝胶性能降低,导致其弹性值下降;另一方面脂肪氧化和肌红蛋白氧化作用会使肉品色泽发生变化[1]。在淡水鱼中,MORETTI等[11]发现贮藏后期的腌腊鲱鱼呈现出更强烈的红色,认为美拉德反应是该现象的主要原因,可能是由于酶和非酶因素导致形成了能够与蛋白质和脂质成分交联的棕色荧光产物。顾赛麒等[1]应用色差仪和质构仪对腌腊草鱼进行了测定,发现日晒过程中的腌腊鱼色泽不断变暗,逐步发红和变黄,同时硬度和咀嚼性提高。而在海水鱼中,WAWIRE等[13]发现沙丁鱼经过腌制和干制后,颜色变深,但随贮藏时间增加,颜色没有显著差异,可能是由于腌制和干制对鱼类组织中的血液,脂肪成分和蛋白质的影响所致。

2 腌腊鱼高质化加工与多维度品质控制技术

为了更好地控制腌腊鱼贮藏过程中微生物污染、蛋白质和脂质氧化等引起的产品品质和安全性下降,本文从高质化加工关键技术、产品水分活度和贮藏温度控制,以及杀菌和包装方式等做了总结,主要总结如下。

2.1 腌腊鱼的高质化加工关键技术

腌制和干制是影响加工和贮藏过程中腌腊鱼风味和食用安全性的主要工艺过程。目前常用的腌制方式主要包括传统腌制和新型腌制法2种(表2),其中湿腌法所制备的腌腊鱼贮藏品质优于干腌法。何雄等[14]发现相同贮藏时间内,湿腌法腌制的翘嘴红鲌鱼肉TVBN、菌落总数显著低于干腌法,而感官评分高于干腌法,且腌腊鱼保质期延长了2~3 d。除此之外,腌制时间、腌制浓度等也显著影响腌腊鱼的贮藏品质。郭雅等[8]发现添加8%食盐所腌制的风干鳊鱼的脂肪分解氧化情况和风味更理想。TSIRON等[15]研究发现,鲷鱼产品的贮藏期随腌制时间的增加而延长。干制方式对腌腊鱼的色度,脂肪氧化及菌落总数有一定影响。在淡水鱼中,余静等[16]研究发现仿天然风干的腌腊草鱼比烘烤干燥的腌腊草鱼脂肪酸氧化程度低,贮藏期延长。顾赛麒等[17]研究发现热风光照干燥的腌腊草鱼较冷风避光干燥的腌腊鱼菌落总数低,更利于腌腊草鱼的贮藏。在海水鱼中,杨鹏[18]研究发现,与热风干燥相比,热风-微波组合干制的腌制鲭鱼的L*、a*、b*值均明显升高,硬度增加40%。

随着“低盐膳食”观念在消费者中的普及,腌腊鱼中的高盐含量深受消费者诟病。如何在降低腌腊鱼中盐含量的同时保证其贮藏品质,是广大研究者共同关注的问题。在腌腊鱼腌制过程中结合新型物理手段如高压、超声、脉冲电场等技术降低腌腊鱼中盐含量是目前研究较为广泛的降盐策略之一。

新型腌制方法主要借助物理场如压力、超声、脉冲等改变食品结构,加快NaCl在食品内部的传质速率,从而提高盐渍效率,缩短腌制时间(表2)。KANG等[21]发现一定强度的超声通过改变肌原纤维间距离而加快NaCl在肌肉内的扩散,并显著影响盐渍过程中盐分的传质系数。OJHA等[19]也认为NaCl在肉中的扩散速率显著依赖于超声功率,低超声功率对NaCl的扩散速率影响有限,只有在较高的超声强度作用下,NaCl的扩散速率才明显高于静态盐渍。通过短时施加一定强度的电场,可改变细胞膜的通透性,从而加快NaCl的传质过程。SIMPSON等[22]研究表明,与静置盐渍相比,1 V/cm强度的电场辅助盐渍可明显加快NaCl在三文鱼中的扩散速率,而对三文鱼的品质无明显的负面影响。除了上述的物理辅助方法外,还可通过化学机制(添加钠盐替代物如钾盐、镁盐、复合盐、盐增强剂)、盐的结构设计(盐外形或尺寸改变)等方式减少食盐添加量[23]。此外,基于NaCl与味觉感知间的作用机制,提高相对游离钠离子含量也是目前提出的减盐策略之一。

2.2 腌腊鱼的多维度品质控制技术

2.2.1 加工过程品质调控技术

通过在加工过程中加入外源性添加物可以控制腌腊鱼贮藏过程中自身脂肪氧化,抑制微生物生长及生物胺等有害物质的积累,从而延长产品的贮藏时间。特别是近年来,在腌腊鱼制备过程中加入天然功能成分成为提高腌腊鱼加工及贮藏品质的主要策略之一。刘玮[28]研究发现不同浓度茶多酚和Nisin能有效抑制封鳊鱼在贮藏期间细菌繁殖和TVBN的增加,且浓度越高,抑制率越高。杨蓉蓉等[29]发现八角茴香提取物能够显著减少风干鲈鱼贮藏过程中菌落总数、肠杆菌数和金黄色葡萄球菌数,且对腐胺、尸胺、组胺、酪胺和苯乙胺的生成均具有明显抑制作用,而花椒的添加对腌腊鱼的营养成分无显著影响,但能明显减少多不饱和脂肪酸如EPA和DHA等的氧化损失[30]。

表2 不同腌制方式及其优缺点Table 2 Advantages and disadvantages of different cured methods

2.2.2 水分活度控制技术

水分活度(water activity,Aw)与腌腊鱼的贮藏品质有着密切的关系。低Aw能够抑制腌腊鱼贮藏过程的生化变化和微生物的生长繁殖,稳定腌腊鱼的品质并延长其货架期。目前主要通过适当增加NaCl浓度、延长干制时间及物理手段辅助等降低腌腊鱼Aw,以提高产品的贮藏稳定性。鱼肉组织盐化会使肌肉组织间形成渗透压而促使水分子迁移。因此,基于盐与水分迁移之间的内在联系,LAUB-EKGREEN等[31]建立了NaCl和Aw分布的动力学模型,从而可以通过控制盐渍时间调节Aw,保证腌腊鱼制品的储藏安全性。周星宇等[32]研究发现使用盐水腌制或添加丙二醇与丙三醇、磷酸盐复合物,能够降低鳗鱼鲞Aw,抑制绝大部分细菌、霉菌和酵母的生长繁殖,提高半干鳗鱼鲞的保藏性能。龚丽等[33]发现半干咸鱼制品的Aw随含盐量的增加显著下降,延长了保质期,但通过单一增加含盐量降低Aw的方法对组胺形成的抑制能力有限[34]。

2.2.3 贮藏温度控制技术

贮藏温度对腌腊鱼品质的影响与其含盐量或含水量密切相关。李慧兰[35]以菌落总数、感官评定、TVBN为指标研究了贮藏温度对不同含水量腌制鲫鱼贮藏期的影响。结果表明,贮藏温度的降低显著延长了低、高2种含水量的半干鲫鱼贮藏期,且相同温度下,低含水量半干鲫鱼的贮藏期显著高于高含水量半干鲫鱼。盐含量的适度增加可在一定程度上抵消温度升高对腌制鱼制品品质的不利影响,但较高的贮藏温度可能会促进极端嗜盐菌增殖而缩短鱼制品保质期[36]。一般而言,低温贮藏不但可以抑制腌腊鱼中微生物的生长繁殖,而且可以降低脂质氧化反应等生化反应速率,使产品品质更佳且货架期更长。KARACAM等[37]研究发现即使不使用抗氧化剂,腌制的凤尾鱼也可以在(4±1) ℃下冷藏150 d。

2.2.4 新型灭菌技术

腌腊鱼的品质劣变、腐败变质多是由微生物引起的,在贮藏前采取一定的灭菌措施,可以减少产品中初始微生物含量,保证腌腊鱼的贮藏品质。目前常用的灭菌技术由超高温瞬时灭菌、超高压灭菌、脉冲紫外线杀菌、超声波杀菌及脉冲电场杀菌等(表3)。LIU等[38]通过脉冲紫外线辐照处理显著降低了干腌肉制品的菌落总数,产品在20 ℃贮藏货架期长达294 d。JUAN等[39]研究表明,超高压处理金枪鱼可以显著降低产品中微生物数量并在一定程度上抑制脂质氧化,使其在4 ℃和-20 ℃下的保质期分别延长了22 d和93 d。黄现青等[40]通过低温等离子体处理有效延长了酱卤鸭腿的货架期,且处理时间为180 s的感官品质较优。由上可知,不同的灭菌方式均能在一定程度上有效抑制微生物的繁殖,但应综合考虑灭菌方式及其作用条件对产品营养品质、风味品质及感官品质的影响,选择适宜的腌腊制品的灭菌方式。

表3 不同灭菌方式的灭菌机制及其优缺点Table 3 Sterilization mechanisms and advantages and disadvantages of different sterilization methods

2.2.5 智能包装技术

通过保鲜包装防止或减少腌腊鱼与氧气的接触,可以抑制贮藏过程中各种氧化反应速率及好氧型微生物的繁殖,从而延长产品货架期。近年来,随着材料学的发展,一些具有抗氧化、抗菌等特定功能的新型智能材料,包括保鲜包装技术、可视化包装技术及二维码技术等,可以应用到腌腊鱼制品的贮藏过程中(表4)。

表4 不同包装方式的特点及作用Table 4 Characteristics and applications of different packaging methods for salt-cured fish

LLORET等[45]研究了含有分散纳米黏土的多层聚酰胺膜对真空包装干腌火腿冷冻贮藏期间产品稳定性的影响。结果表明,该包装材料可有效抑制氧气传输,延缓产品贮藏期间的脂质氧化。LEE等[46]利用1%的百里香精油-鳐鱼鱼皮明胶复合抗菌薄膜包裹肉样品,显著抑制了肉中李斯特菌和大肠杆菌的生长,延长了产品保质期。水产品贮藏过程中蛋白质氧化和降解会产生大量的生物胺类等碱性物质而使腌腊鱼的pH升高,因此可以利用pH敏感型颜色指示剂来监测包装环境进而指示产品品质变化。基于此原理,MA等[47]制备了基于聚乙烯醇、壳聚糖纳米颗粒和桑树提取物的视觉化智能薄膜,随着贮藏过程中鱼品质的劣化,该膜颜色也从红色变为绿色,为通过可视化包装材料检测水产品品质变化情况提供了一条可行途径。此外,还可以以二维码为食品信息载体,定期测定腌腊鱼贮藏过程品质变化,更新在线品质报告,建立食品溯源系统,保障食品安全[48]。

3 展望

与冷藏和冻藏水产品相比,腌腊鱼低水分、较高含盐量的特点有利于维持其贮藏期间的稳定性,但传统常温流通方式使其在贮运过程中易发生脂质氧化和蛋白质的氧化分解,继而产生风味劣变、亚硝酸生成等品质和安全问题,这成为制约腌腊鱼及干腌水产制品产业发展的关键因素。而通过单一的品质控制策略对腌腊鱼贮藏期品质控制效果有限,应在充分理解并继续深入研究腌腊鱼贮藏过程中品质变化机制的基础上,从产品的加工、贮藏及流通等各个环节入手,通过高质化加工关键技术、产品Aw和贮藏温度控制技术、杀菌和包装新技术等方面进行全面综合的多维度品质控制,协同提高腌腊鱼的食用品质及安全性。与此同时,随着消费者食品消费观念的改变,低盐化腌腊鱼的生产方式已成为发展趋势,如何在降低盐度的前提下,仍保留产品的传统风味特征和贮藏稳定性仍是该产业目前亟待解决的一个重要问题。

猜你喜欢
风味蛋白质
幼鸡怎么喂蛋白质饲料
今日农业(2022年15期)2022-09-20 06:55:40
蛋白质自由
肝博士(2022年3期)2022-06-30 02:48:48
百年风味“花”开万家
当代党员(2022年10期)2022-05-31 23:55:22
初尝胆机风味 McGee(美极)HARMONY合并功放/LEGEND2.0音箱
人工智能与蛋白质结构
海外星云(2021年9期)2021-10-14 07:26:10
山川依旧 风味不改
江浙沪的十道风味
颇有新锐派英国声风味FYNE AUDIO F300系列
美浓客家风味
中国三峡(2017年1期)2017-06-09 11:09:41
蛋白质计算问题归纳