水产品是海洋捕捞和淡水养殖的鱼、虾、蟹、贝、藻类等鲜活品及加工制品的总称。我国水产品的总产量自1989年起连续30年居世界第一,占世界总产量的2/5以上。2019年数据显示产量为6450万吨。
图1.各类水产品
随着经济的发展、人们生活水平的提高以及观念的转变,人们越来越倾向于食用新鲜水产品。鲜度是水产品最主要品质指标,也是其价格的主要决定因素。但水产品具有易腐败变质的特性,由于水产品组织柔嫩,水分和蛋白质含量较高,自然放置很快就会腐败变质,失去食用价值。
当水产品失活后其体内仍进行着一系列物理、化学和生理上的变化。整个过程分为四个阶段,即僵直、解僵、自溶、腐败。
在开始阶段,肝糖元无氧降解生成肌酸,肌磷酸分解成磷酸,肌肉变成酸性,pH 值下降,同时肌肉中的ATP 分解释放出能量而使体温上升,这样将导致蛋白质酸性凝固和肌肉收缩,使肌肉失去伸展性而变硬。
随后肌肉逐渐软化解硬进入自溶阶段,蛋白质分解成一系列的中间产物及氨基酸和可溶性含氮物而失去固有弹性,多酚氧化酶作用生成黑色素物质进而出现黑斑。
微生物通过甲壳、胃、肠腺侵入肌肉组织,并在其体内迅速繁殖,将肌肉组织中的蛋白质、氨基酸以及其它含氮物进一步分解成三甲胺、NH3、硫醇、硫化氢、吲哚、尸胺以及组胺等,使水产品品质变劣。目前,应用于水产品的保鲜技术主要有气调保鲜、低温保鲜、化学方法保鲜、辐照保鲜、熏制保鲜、干制保鲜、盐藏保鲜等。
一、物理保鲜
1.低温保鲜
采用低温抑制水产品微生物生长及内源酶活性,延长货架期。低温保鲜主要为冰藏、冰温、微冻、冻结等保鲜技术。
(1)冰藏保鲜:以冰为介质,将鱼体温度下降到贴近冰点,但不冻结的保鲜方式,温度为0-4℃。主要干冰法与水冰法2 种方式。干冰法是把碎冰撒在鱼层上面,层冰层鱼方式保鲜或者把碎冰和鱼混拌。融化后的冰水能清洗鱼体表面,防止氧化及干燥,但也存在鱼与冰接触不良、下层鱼易压烂等缺点,适合渔船运输中暂时贮藏。水冰法是将新鲜的鱼体浸渍于淡水0℃( 海水-1℃) 左右的冰水混合物中冷却保鲜,适用于死后僵直快或渔获量集中、品种相对单一的围网捕捞渔船,鱼与水的比例为7:3。水冰法降温快,但长时间浸泡会使水产品膨胀增重,含盐量增加,冷却到0℃时可取出,改干冰法冷藏。
(2)冰温保鲜:采用0℃到鱼体冰点之间的温度进行保鲜的方式,温度为-2~0℃,适用于成熟度较高及冰点较低的鱼体。冰温保鲜能维持鱼体活体性质,但是极小的温度波动也会生成较大、不均匀的冰晶,损伤肌原纤维,精确控温是其技术难点。日本20 世纪就研发出冰温保鲜冰箱和以蓄冷壁为核心的冰温库,±0.5℃波动。冰点调节剂能下调鱼体冰点,拓展冰温带。
(3)微冻保鲜:采用略低于鱼体冻结点以下的一种轻度冻结保鲜技术,温度为-3~-2℃。与冷藏和冰温相比,微冻克服了高温冷藏中组织代谢老化,高志立等研究低温条件下带鱼的保鲜效果,结果表明,冷藏、冰温和微冻条件下,带鱼保鲜期分别为5、7、18 d,微冻保鲜期是冰温的2.6 倍、冷藏的3.6 倍。相对于冷冻,微冻避免了低温冷冻中冰晶损伤组织结构。
(4)冷冻保鲜:指将鱼体中心温度降至-15℃,再置于-18℃冷库中贮藏的保鲜技术,适用于长期保鲜。鱼体冻藏质量及冻结速率与温度相关。采用液氮或干冰速冻,能较快地通过最大冰晶生长带,生成分布均匀、数量多的细小冰晶,但成本较高,主要用于名贵水产品保鲜。
2.气调保鲜:气调保鲜( Modified atmosphere packaging,MAP) 指在一定温度条件下,利用混合气体置换包装内的气体,减缓产品氧化速度,保持原有品质。MAP 内气体的组成和配比、包装材料( PVC、PET、PE、PP 等) 、冷链温度等对水产品质量影响较大,其中气体的组成和配比是关键因素。MAP 一般由CO2、N2、O2组成。
图2. 气调保鲜水产品
3.辐照保鲜:是利用60Co发出的γ射线、137Cs的X 射线( 能量≤50 MeV) 或电子加速器产生的电子束( 能量≤10 MeV) 破坏细菌细胞膜及遗传物质等,干扰正常代谢,达到保鲜目的。辐照处理能*死大多数腐败微生物,特别是肠道致病菌,且无残留、穿透力强,防止二次污染,但是投入大,易引起蛋白质变性。辐照保鲜作用与辐照剂量介质和状态、温度及细菌种群等要素相关。