Paul Dawson

Departamentul de Științe Alimentare, Nutriție și Ambalare, Universitatea Clemson, Clemson, SC 29634, SUA

Wesam Al-Jeddawi

Departamentul de Științe Alimentare, Nutriție și Ambalare, Universitatea Clemson, Clemson, SC 29634, SUA

Nanne Remington

Departamentul de Științe Alimentare, Nutriție și Ambalare, Universitatea Clemson, Clemson, SC 29634, SUA

Abstract

Extinderea duratei de valabilitate a alimentelor este importantă nu numai pentru producătorii de alimente, ci și pentru companiile de aparate de refrigerare/congelare la domiciliu, ale căror produse afectează calitatea alimentelor și risipa de alimente. În timp ce congelarea și refrigerarea ambelor extind durata de valabilitate a alimentelor, deteriorarea calității alimentelor continuă indiferent de metoda de conservare. Acest articol de revizuire discută piața mondială de pește, compoziția cărnii de pește și efectele înghețului și dezghețului asupra calității somonului.

1. Introducere

Congelarea păstrează calitatea, permițând o gamă extinsă de distribuție pentru peștele crud; astfel cercetarea diferitelor metode de congelare și efectul acestora asupra calității este important pentru industria fructelor de mare. Măsurile de calitate afectate de îngheț includ modificări ale culorii, texturii, capacității de reținere a apei și efectelor de creștere a cristalelor de gheață intracelulare/extracelulare asupra structurii. Ratele mai rapide de îngheț au menținut calitatea structurală și au redus activitatea chimică a bibanului Atlantic, somonului Atlantic, merluciu, pui și alte tipuri de carne [12-18]. Cu toate acestea, a existat o rată de prag de îngheț, după care o creștere a ratei de îngheț nu a afectat calitatea generală a produsului în timpul depozitării [19]. Prin urmare, sunt necesare mai multe cercetări pentru a găsi un echilibru între menținerea calității alimentelor, maximizând în același timp eficiența energetică a congelatoarelor de uz casnic și comercial.

2. Consumul global de pește

Somonul Atlantic (Salmo salar) este un pește migrator care se găsește pe scară largă în nordul Oceanului Atlantic și în apa dulce adiacentă. În ultimele câteva decenii, a devenit o specie de pește marină importantă pe piețele alimentare (Figura 1).

asupra

2012 Recolta mondială a salmonidelor (specie).

În 2012, recolta totală de somon atlantic a fost de 1,78 milioane de tone. Fiind cea mai mare specie de salmonide comestibile, somonul atlantic poate fi preparat în multe feluri, cum ar fi fumatul, grătarul și sushi. Industria de procesare a somonului din Atlantic necesită somon de înaltă calitate, în special pentru consumul de sushi. Agricultura interioară a somonului Atlantic are loc în Norvegia, Chile, Marea Britanie, America de Nord și Noua Zeelandă/Tasmania (Figura 2). Date recente arată că America de Nord a devenit a doua cea mai mare piață de somon din Atlantic din lume, având doar 37 de prezenți din întreaga cerere îndeplinită prin recolta proprie.

Recolta mondială a salmonidelor din 2011 (locul de producție) (creat din [20]).

Somonul este recoltat și înghețat în Norvegia și America de Sud și apoi transportat în America de Nord cu o navă de marfă. În general, congelarea somonului Atlantic este necesară atât în ​​conformitate cu procedurile industriale, cât și cu legislația federală. Cu toate acestea, unitățile de prelucrare și de vânzare cu amănuntul au o cerere mare de somon proaspăt din Atlantic, iar durata de valabilitate a somonului proaspăt este un factor important care influențează industria somonului.

3. Compoziția apropiată a peștilor

4. Structura musculară a peștilor

File de pește de somon în secțiune longitudinală, sub piele, pentru a prezenta forma W a miomerului și a celor două tipuri de mușchi (Figura 3 este reprodusă din [21] [sub Creative Commons Attribution License/domeniu public]).

Organizarea și distribuția masei musculare pe o cotletă de păstrăv (Figura 4 este reprodusă din [21] [sub Creative Commons Attribution License/domeniul public]).

5. Măsurători ale calității afectate de depozitarea înghețată

Atributele fizice și chimice majore care se schimbă în timpul congelării și depozitării congelate în pești sunt culoarea, textura, activitatea enzimatică, oxidarea lipidelor și deteriorarea structurii cristalelor de gheață. Majoritatea studiilor asupra somonului Atlantic și a altor tipuri de pești prezintă modificări fizice în timpul înghețului (efecte pe termen scurt), cum ar fi pierderea în greutate, schimbarea culorii și modificările structurale/de textură din cauza nucleației și creșterii cristalelor de gheață [6, 7]. În timpul depozitării pe termen lung, atributele fizice continuă să se deterioreze încet; cu toate acestea, caracteristicile chimice precum activitatea enzimatică, oxidarea lipidelor și creșterea microbiană devin factori din ce în ce mai importanți care afectează calitatea cărnii [8, 43]. Datorită diferenței de calitate pe care efectele de îngheț pe termen scurt și lung le pot avea asupra produselor, studierea ambelor faze de înghețare este necesară pentru determinarea efectelor asupra somonului Atlantic.

5.1. Pierdere în greutate

5.2. Culoare

Numărul generat din această ecuație poate fi utilizat ca valoare comparativă față de un eșantion de control și utilizează valorile L ∗, a ∗ și b ∗ pentru a exprima diferența de culoare a eșantionului. Studiile privind înghețarea somonului atlantic și a altor soiuri de pești au arătat rezultate similare, cu o relație între rata de îngheț și schimbarea culorii [7, 17]. Valorile luminozității (L) se văd că cresc odată cu rata de îngheț, în timp ce valorile ∗ și b ∗ au avut tendința de a varia [7, 17]. Zhu și colab. [7] a studiat modul în care diferența de culoare (ΔE) a fost afectată de rata de înghețare mai mult decât metodele de înghețare, decongelare sau gătit.

5.3. Conservarea somonului

Există mai multe provocări și oportunități în conservarea somonului Atlantic. Deteriorarea în timpul înghețării și decongelării repetate a condus la studii pentru protejarea somonului depozitat. Răcirea cu gheață, vidul și alte metode fundamentale de conservare sunt adesea folosite pentru conservarea somonului Atlantic, în încercarea de a satisface cererea crescândă de somon. Mulți cercetători studiază modalități mai eficiente de conservare a somonului din Atlantic. Gallart-Jornet și colab. [54] a arătat că supraînfrigurarea a fost mai eficientă în comparație cu înghețarea și ambalarea cu gheață în conservarea somonului Atlantic crud.

5.4. Cristalizarea gheții

Efectul ratei de îngheț asupra microstructurii somonului. Micrografii foto ale porilor de suprafață. În stânga sus: -7 ° C (-7 ° C) corespunde unui tratament înghețat la -7 ° C la o temperatură centrală de -7 ° C. În dreapta sus: -18 ° C (-7 ° C) corespunde unui tratament înghețat în unitatea -18 ° C la o temperatură centrală de -7 ° C. Stânga mijlocie: -29 ° C (-7 ° C) corespunde unui tratament înghețat în unitatea -29 ° C la o temperatură centrală de -7 ° C. Dreapta mijlocie: -106 ° C (-7 ° C) corespunde unui tratament înghețat în -77 ° C la o temperatură centrală de -7 ° C. (Figura 5 este reprodusă din [22] [sub licența de atribuire Creative Commons/domeniul public]).

Microscopie electronică cu scanare de mediu a somonului liofilizat. Înainte de uscare prin congelare, somonul congelat a fost supus tranzițiilor de stare pe parcursul a 4 săptămâni de depozitare. (a) Imediat după îngheț, (b) T 17 ° C (1 ° F) (Figura 6 este reprodusă din [22] [sub licența de atribuire Creative Commons/domeniul public]).

Uscarea prin congelare s-a dovedit a fi o metodă eficientă de determinare a mărimii porilor cristalelor de gheață, deși este mai lentă și mai scumpă decât alte metode, în principal deoarece cristalele de gheață sunt vaporizate lăsând în urmă un por fizic care emulează forma cristalului de gheață [4]. După stabilizarea porului, se pot folosi diferite tehnici pentru a examina morfologia porilor. Arnaud [57] a folosit microscopia optică pentru a studia structura și mărimea porilor în înghețată. Fractal, microscopie electronică cu scanare de mediu, raze X CT și tehnici de analiză microscopică electronică cu scanare în stadiu rece au fost utilizate pe diferite tipuri de pești, inclusiv somon atlantic și biban [4, 13, 14]. Cu aceste tehnici, imaginile micrografice pot fi utilizate pentru a cuantifica și califica frecvența și dimensiunea cristalelor de gheață. Aceste studii susțin obiectivul cercetărilor actuale, deoarece trebuie colectate din ce în ce mai multe dovezi cu privire la diferitele rate de îngheț și la modul în care acestea afectează integritatea fizică a somonului Atlantic.

5.5. Textură

5.6. Dimensiunea porilor datorită înghețării

5.7. Capacitate de reținere a apei (WHC)

5.8. Stabilitatea proteinelor

5.9. Stabilitatea grăsimilor și oxidarea lipidelor

Timpul și temperatura de depozitare sunt factori majori care afectează pierderea calității și durata de valabilitate a peștilor [97], cu fracția lipidică supusă în principal modificărilor autoxidative și hidrolitice în timpul depozitării congelate [98]. Mai mulți cercetători au raportat că conținutul de grăsime al peștilor a scăzut în timpul depozitării înghețate [99-101]. Arannilewa și colab. [101] a constatat că conținutul total de lipide din Tilapia a scăzut de la 9,72% la 7,20% în timpul depozitării congelate timp de 60 de zile [101] în principal datorită oxidării, rezultând pierderi în fracțiunea trigliceridelor [102, 103]. În mod similar, depozitarea la -18 ° C timp de 6 luni a dus la modificări oxidative și scăderea nivelului acizilor grași nesaturați în grăsimea din carne de capră [104]. Peroxidarea afectează în principal fosfolipidele, care se află în membrana celulară și sunt cele mai expuse atacului radicalilor liberi [105]. Alți cercetători au descoperit că acidul gras din (C16: 1) a scăzut în grăsimea din carne în timpul depozitării congelate [98, 106], în timp ce nu a existat nicio scădere a acizilor grași polinesaturați (PUFA) în carnea congelată.

Oxidarea lipidelor este un factor major în perioada de valabilitate a peștilor, deoarece afectează negativ aroma și valoarea nutrițională [107]. Lipidele din pești sunt bogate în PUFA cu lanț lung, cunoscute pentru efectele pozitive asupra sănătății; cu toate acestea, acestea sunt extrem de susceptibile la oxidare [108]; astfel oxidarea reduce calitatea nutrițională, texturii și culorii peștilor. Multe studii au arătat că PUFA, în special acidul arahidonic (C20: 4n-6), acidul eicosanoic (EPA) și acidul docosahexaenoic (DHA; C22: 6n3), au scăzut pe măsură ce timpul de depozitare a crescut odată cu timpul de înghețare și refrigerare [109-111 ].

Mulțumiri

Autorii recunosc Electrolux Corporation pentru suportul echipamentelor.