贮藏温度对南极磷虾罐制品流通期间品质的影响

魏紫莹1,2,陆冰怡1,2,刘宝林1,丁亚欣1,2,刘志东2*

1(上海理工大学 健康科学与工程学院,上海,200082)

2(中国水产科学研究院东海水产研究所,上海,200090)

摘 要 该文研究了不同贮藏温度下南极磷虾罐制品的食用品质、营养品质和安全品质随贮藏时间的变化趋势。结果显示,随着贮藏期的延长,南极磷虾罐制品的感官指标和质构指标呈下降趋势。一级动力学模型较好地反映了贮藏期间硬度的变化,并能预测最佳食用期。蛋白质含量在贮藏期内基本稳定,水分含量在低温保存下较为稳定,而4 ℃和10 ℃下的脂肪含量普遍高于25 ℃和30 ℃。贮藏时间对灰分含量的影响较大,而温度之间的差异并不明显。脂肪酸组成变化不明显,饱和脂肪酸和单不饱和脂肪酸的含量保持稳定,多不饱和脂肪酸总量基本稳定,但亚麻酸和反式亚油酸含量增长,二十二碳六烯酸和二十碳五烯酸含量下降。贮藏时间对铁和硒的含量有一定影响,温度对锌和铝含量影响较大,而对铜、锰、锡和铅的影响不明显。健康风险评估显示,在长期贮存时,这些元素的目标危害系数值并无明显变化规律。证明合理控制贮藏温度和时间有助于维持南极磷虾罐制品的品质和安全性。

关键词 南极磷虾;罐制品;品质;营养;安全

南极磷虾(Euphausia superba)是一种生活在南极海域的海洋甲壳类动物,被称为人类最后的蛋白质仓库[1]。随着南极磷虾产业的发展,南极磷虾的加工利用和产品开发也得以快速发展;南极磷虾罐制品已经成为南极磷虾产品开发的重要方向之一。罐制品是一种经过预处理、加工、罐装、密封、灭菌和无菌包装的食品形式。罐藏的主要功能是隔离罐制品与外界环境,最大限度地保持食物的品质和营养,并延长保质期,对于水产品来说可以克服其供应受季节和区域的限制[2]。20世纪70年代,前苏联就开发了南极磷虾罐制品;近年来,国内也开发了南极磷虾罐制品,有力促进了南极磷虾产业的发展[3]。目前关于南极磷虾罐制品的研究主要集中在加工工艺、营养组分和产品开发等方面,但对其贮运流通期间的品质变化规律及影响机制研究鲜见报道[4]。研究表明,贮运流通环境会影响南极磷虾产品的组分、营养及品质,甚至导致其组分改变、营养价值降低、品质劣变及出现食用安全性问题等[5],因此,开展贮运流通环境对南极磷虾罐制品品质、安全性影响的比较分析研究,对于南极磷虾罐制品产业开发具有重要的实际价值。

本研究以南极磷虾罐制品为研究对象,通过对比分析贮藏条件差异对南极磷虾罐制品的食用、营养和安全品质的影响,评价贮藏温度(4、10、25、30 ℃)对南极磷虾罐制品贮藏期间的品质影响规律,以期为南极磷虾罐制品贮运技术优化和品质监控提供理论指导。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

本实验使用的南极磷虾罐制品生产日期均控制在实验开始的当月,德特食品大连有限公司。

脂肪酸甲脂标准试剂(色谱纯)、乙腈(色谱纯)、乙醚(分析纯),Sigma-Aldrich公司;石油醚、氢氧化钾、氢氧化钠、盐酸、硫酸、硼酸、亚硫酸钠、硫酸氢钠、乙酸镁、硝酸、硝酸钯、高氯酸、硫酸、盐酸、磷酸二氢铵、氢氧化钾、氢氧化钠,国药集团化学试剂有限公司;甲醇(色谱纯)、石油醚,上海泰坦科技股份公司;苯、氯仿、正己烷、异辛烷、乙酸、乙醇、硫酸铜,天津市北方天医化学试剂厂;硫酸铁铵、金属锰、金属锡、氯化甲基汞、氯化汞、氧化锌、硝酸铅,上海沪鼎科技有限公司。

1.2 仪器与设备

TA.XTplusC质构仪,英国Stable Micro Systems公司;QUINTIX224-1CN电子分析天平,德国赛多利斯公司;KO5200E型超声波清洗器,昆山市超声仪器有限公司;PH-140A恒温箱,上海一恒科技有限公司;7890A型气相色谱仪,美国Agilent公司;DK20消化炉,意大利VELP公司;Kjeltec2300全自动凯氏定氮仪,丹麦FOSS公司;H2050R高速冷冻离心机,长沙湘仪有限公司;HAC-36C氮吹仪,天津市恒奥科技发展有限公司;RE-3000旋转蒸发器,上海亚荣生化仪器厂;HWS-26型电热恒温水浴锅,天津欧诺仪器仪表有限公司;A25实验室小型均质机,上海福克设备有限公司;DC-B5/11马弗炉,北京独创科技有限公司;原子吸收光谱仪,赛默飞世尔(中国)科技有限公司;LC-20AT高效液相色谱泵、UV-245紫外分光光度计,日本岛津公司。

1.3 实验方法

1.3.1 贮藏实验

将南极磷虾罐制品分别置于4、10、25、30 ℃的恒温箱中贮藏。分别在第0、3、6、9、12个月(简称0、3、6、9、12月)时取样进行感官评价以及相应分析。

1.3.2 基本营养成分的测定

根据GB 5009.5—2016《食品安全国家标准 食品中蛋白质的测定》的要求,采用自动凯氏定氮法测定蛋白质。

根据GB 5009.6—2016《食品安全国家标准 食品中脂肪的测定》的要求,采用索氏抽提法测定脂肪。

根据GB 5009.4—2016《食品安全国家标准 食品中灰分的测定》的要求,采用灰化法测定灰分。

根据GB 5009.238—2016《食品安全国家标准 食品水分活度的测定》,采用直接干燥法测定水分活度。

1.3.3 脂肪酸的测定

1.3.3.1 样品前处理

参考ANISHCHENKO等[6]的前处理方法。

1.3.3.2 气相色谱条件

毛细管色谱柱:聚二氰丙基硅氧烷强极性固定相,柱长100 m,内径0.25 mm,膜厚0.2 μm。检测器温度:270 ℃,进样器温度:280 ℃。程序升温:初始温度100 ℃,持续13 min;100~180 ℃,升温速率10 ℃/min,保持6 min;180~200 ℃,升温速率1 ℃/min,保持20 min;200~230 ℃,升温速率4 ℃/min,保持10.5 min。载气:N2,流速25 mL/min,H2流速40 mL/min,空气流速450 mL/min;分流比100∶1。

1.3.3.3 脂肪酸结果计算

依据GB 5009.168—2016《食品安全国家标准 食品中脂肪酸的测定》中脂肪酸的结果表述,样品中单个脂肪酸甲酯含量的计算如公式(1)所示:

(1)

式中:Xi,样品中脂肪酸甲酯i含量,g/100 g;Fi,脂肪酸甲酯i的响应因子;Ai,样品中脂肪酸甲酯i的峰面积;AC11,样品中加入的内标物十一碳酸甲酯峰面积;ρC11,十一碳酸甘油三酯质量浓度,mg/mL;VC11,试样中加入十一碳酸甘油三酯体积,mL;1.006 7,十一碳酸甘油三酯转化成十一碳酸甲酯的转换系数;m,试样的质量,mg;100,将含量转换为每100 g试样中含量的系数。

脂肪酸甲酯i的响应因子Fi的计算如公式(2)所示:

(2)

式中:Fi,脂肪酸甲酯i的影响因子;ρ(Si),混标中各脂肪酸甲酯i的质量浓度,mg/mL;A11,十一碳酸甲酯峰面积;A(Si),脂肪酸甲酯i的峰面积;ρ11,混标中十一碳酸甲酯质量浓度,mg/mL。

1.3.4 矿物元素测定

本文共检测9种矿物元素,其中铁、锌、锰的检测分别根据GB 5009.90—2016《食品安全国家标准 食品中铁的测定》、GB 5009.14—2017《食品安全国家标准 食品中锌的测定》、GB 5009.242—2017《食品安全国家标准 食品中锰的测定》,采用火焰原子吸收光谱法;铜、镍、铅、铝的检测分别根据GB 5009.13—2017《食品安全国家标准 食品中铜的测定》、GB 5009.138—2024《食品安全国家标准 食品中镍的测定》、GB 5009.12—2023《食品安全国家标准 食品中铅的测定》、GB 5009.182—2017《食品安全国家标准 食品中铝的测定》,采用石墨炉原子吸收光谱法;锡、硒的检测分别根据GB 5009.16—2023《食品安全国家标准 食品中锡的测定》、GB 5009.93—2017《食品安全国家标准 食品中硒的测定》,采用氢化物原子荧光光谱。

鉴于国标中对水产罐制品中汞的限量限的是甲基汞的含量,本实验中汞的检测根据GB 5009.17—2021《食品安全国家标准 食品中总汞及有机汞的测定》,采用液相色谱-原子荧光光谱联用方法。罐制品均质后称取样品2.0 g,精确至0.001 g,放置于15 mL塑料离心管中,加入10 mL的盐酸溶液(5 mol/L),过夜。室温下超声水浴提取60 min,期间振摇数次,然后4 ℃,8 000 r/min离心15 min。吸取2.0 mL上清液于5 mL容量瓶中,逐滴加入氢氧化钠溶液(6 mol/L),调节pH值为2~7。加入1 mL L-半胱氨酸溶液(10 g/L),用水定容至刻度。0.45 μm有机系滤膜过滤,待测。

液相色谱参考条件:色谱柱:C18分析柱(150 mm×4.6 nm×5 μm),C18预柱(10 mm×4.6 nm×5 μm);流速为1.0 mL/min;进样体积为100 μL。

原子荧光检测参考条件:负高压为300 V;汞灯电流为30 mA;原子化方式为冷原子;载液为10%(体积分数)盐酸溶液,流速为4.0 mL/min;还原剂为2 g/L硼氢化钾溶液,流速为4.0 mL/min;氧化剂为2 g/L过硫酸钾溶液,流速为1.6 mL/min;载气流速为500 mL/min;辅助器流速为600 mL/min。

1.3.5 质构测定

将南极磷虾罐制品从恒温箱中取出,在室温下放置2 h后开罐。取形状相似、质量相近且外观完整的个体,用滤纸除去样品表面残留的灌装介质。选择最厚的部位,并且每次检测时选择相同的部位。而后将其水平放置在物性测试仪的探头底座的圆心处,进行质地剖面分析。参考牛改改等[7]的方法并稍作修改,采用TA.XT plus C质构仪测定水产罐制品的质构指标。具体测定条件如下:软件测定模式TPA,探头型号为P/1S,测前速率0.5 mm/s,测试速率0.5 mm/s,测后速率0.5 mm/s,压缩百分比30%,触发力5 g,触发类型AUTO,时间间隔5 s,压缩次数2次,为了确保实验数据的有效性,平行测定4~7次(根据样品实际情况决定),然后取平均值。

1.3.6 质地变化动力学拟合

针对南极磷虾罐制品质地在贮藏过程中硬度的变化进行一级动力学拟合,通过以对数线性曲线绘制数据来描述相对质构参数(T/T0)和贮藏时间(t)之间的关系。方程如公式(3)所示:

T=T0×e-kt

(3)

式中:T,t月时南极磷虾罐制品质构指标硬度的参数值;T0,贮藏期开始时南极磷虾罐制品质构指标硬度的参数值;t,贮藏时间(月);k,在相应贮藏条件下南极磷虾罐制品硬度参数值的降解速率常数(/月),可用来分析在当前条件下的南极磷虾罐制品硬度参数值的降解速率。

1.3.7 感官评定

将南极磷虾罐制品从恒温箱中取出,在室温下放置2 h后开罐。选择10位经过培训的感官小组成员进行感官评分,并计算出评定小组的平均得分,南极磷虾罐制品的感官评分标准如表1所示[8],主要从口感、外观、风味、色泽和整体接受度5个指标进行评定,每个指标总分10分。

表1 南极磷虾感官评价
Table 1 Sensory evaluation of Antarctic krill

评分/分口感(10分)外观(10分)风味(10分)色泽(10分)8~10口味和谐,肌肉有弹性头与身连接紧密,虾形完整鲜味浓,无腥味、异味虾壳及虾肉体表颜色鲜红,无异常黑斑点6~7口味基本协调,肌肉略有弹性头与身连接稍松弛,虾形较完整鲜味淡,无腥味、异味虾壳及虾肉体表颜色变暗红,无异常黑斑点4~5口味基本协调,弹性较差虾肌肉较松散,虾形略有损坏无鲜味,具有氨味、尿素味虾壳及虾肉体表颜色暗淡无泽,出现少许黑斑点0~3口味不协调,味道不柔和,无弹性虾不成形,肌肉松散强烈的氨味、尿素味、硫化氢味虾壳及虾肉体表颜色暗淡无泽,出现较多黑斑点

1.3.8 健康风险评估

采用目标危险商(target hazard quotient, THQ)指数来评估与采样的不同种类海洋生物消费所涉及的潜在非癌症风险。THQ值是根据有机物可食部分中记录的金属含量计算得出的。THQ值超过一个单位表明对消费者有潜在的健康风险。按照美国环保署制定的计算方式[公式(4)]计算[9]:

(4)

式中:EF(exposure frequency),人群暴露频率,取365 d/年;ED(exposure duration)为暴露时间,一般取人平均寿命70年;FIR(fish intake rate),水产品摄入频率,[g/(人·d)];C,水产品中重金属的含量,mg/kg;RFD(reference dose),口服参考剂量[mg/(kg·d)];WAB(weighted average body),人体平均体重,取60 kg;TA[time average (for non-carcinogenic exposure)],非致癌性暴露平均时间(取365 d/年×ED)。

因为广东省为国内排名前列的水产消耗大省,因此本实验选择广东省的FIR进行计算,参考杨玉峰等[10]的文献。Cu、Zn、Pb、Hg、Ni的RFD分别为4×10-2、3×10-1、3.5×10-3、1×10-4、2×10-2 mg/(kg·d)。

1.4 数据处理

利用Excel 2019绘制表格,Origin 2023作图,SPSS 24.0软件分析单因素ANOVA检验来进行显著性和方差分析,P<0.05为差异显著,P>0.05为差异不显著。

2 结果与分析

2.1 基本营养成分测定结果

基本营养成分分析是表征南极磷虾罐制品品质的基本方法之一,具有重要的指示性意义[11]。南极磷虾罐制品在贮藏期间的营养成分变化如表2所示。蛋白质含量从第6个月开始呈显著上升趋势,且4 ℃和10 ℃下贮藏结果显著高于25 ℃和30 ℃(P>0.05)。脂肪含量在0~12月呈上升趋势,4 ℃和10 ℃贮藏在6~12月时含量最高且显著高于25 ℃和30 ℃贮藏(P>0.05)。在贮藏期间南极磷虾的水分含量较稳定,4个温度间无显著性差异,灰分含量呈轻微下降趋势,4 ℃下含量稍高于其余3个温度。总的来说,温度与贮藏时间对南极磷虾罐制品蛋白质的含量有影响,温度过高或时间过长都会影响蛋白质含量;就水分含量而言,低温能较好地维持南极磷虾水分的稳定;尽管脂肪含量在贮藏期间变化趋势不定,但4 ℃和10 ℃时含量普遍高于25 ℃和30 ℃,说明低温贮藏减缓了脂肪的游离;灰分含量的变化整体受贮藏时间的影响较大,不同贮藏温度之间的差异并不明显。蒲成伟等[12]研究了贮藏条件对核桃及其油脂品质的影响,结果表明常温贮藏下该核桃脂肪的损失最高,达到5.92%,低温贮藏的核桃粗脂肪损失为4.29%,也表明低温贮藏有助于核桃油脂保存。

表2 南极磷虾罐制品在贮藏过程中基本营养成分变化
Table 2 Changes in basic nutritional components of Antarctic krill canned products during storage

温度/℃时间/月蛋白质/(g/100 g)脂肪/(g/100 g)水分/(g/100 g)灰分/(g/100 g)07.86±0.16Ab14.83±0.23Ab76.53±1.02Aa3.07±0.06Aa469.21±0.20Aa16.47±0.15Bab67.53±0.91Aab2.93±0.06Aa129.52±0.33Aa19.00±0.60Aa68.60±1.61Aab2.83±0.06Aa188.80±0.20a17.60±0.35ab69.10±0.36ab2.80±0.10a07.86±0.16Ab14.83±0.23Ab76.53±1.02Aa3.07±0.06Aa1068.45±0.31Ba19.73±0.21Aa68.87±0.25Aab2.47±0.06Bb128.23±0.07Ba19.57±0.23Aa69.13±0.40Aab2.77±0.06Aa188.64±0.09a17.73±0.23ab70.03±0.50ab2.80±0.10a07.86±0.16Ab14.83±0.23Ab76.53±1.02Aa3.07±0.06Aa2569.21±0.33Aa19.57±0.40Aa66.43±0.55Ab2.73±0.06ABab128.79±0.20Ba18.03±0.49Aa72.73±1.07Aab2.77±0.06Aab07.86±0.16Ab14.83±0.23Ab76.53±1.02Aa3.07±0.06Aa3068.33±0.17Ba19.47±0.31Aa67.77±0.25Ab2.77±0.06ABab128.40±0.12Ba15.67±0.35Bb71.60±0.87Aab2.77±0.06Aab

注:a~d表示同一温度不同时间之间的显著性差异,A~C表示同一时间不同温度之间的显著性差异,字母不同说明两两之间存在显著性差异(P<0.05)(下同)。

2.2 脂肪酸测定结果

研究表明,南极磷虾脂质富含多不饱和脂肪酸和磷脂等营养功效物质[13]。由表3可知,南极磷虾罐制品多不饱和脂肪酸的占比最高,基本达到50%以上,其次是单不饱和脂肪酸,饱和脂肪酸(saturated fatty acid, SFA)所占的百分比最低。棕榈酸(C16:0)在南极磷虾罐制品中是含量最高的饱和脂肪酸,其次是硬脂酸(C18:0)。随着贮藏时间的延长,南极磷虾罐制品的SFA含量出现轻微上升现象,原因可能是不饱和脂肪酸的氧化所致,花生酸含量在南极磷虾罐制品中大约为0.50%,基本保持稳定。

表3 南极磷虾罐制品在不同贮藏温度下脂肪酸组成及含量变化
Table 3 Changes in fatty acid composition and mass fraction of Antarctic krill canned products at different storage temperatures

类别初始4℃10℃25℃30℃06月12月6月12月6月12月6月12月C16:011.20±0.0012.4±0.0112.43±0.0612.33±0.0612.20±0.0012.47±0.0614.07±0.0612.43±0.0613.20±0.00C17:00.07±0.010.13±0.010.06±0.010.13±0.010.06±0.010.14±0.010.07±0.000.14±0.010.07±0.02C18:04.68±0.014.14±0.063.97±0.014.21±0.084.11±0.014.15±0.013.82±0.004.22±0.023.99±0.01C20:00.46±0.000.5±0.010.48±0.000.49±0.010.48±0.000.5±0.010.42±0.000.49±0.010.45±0.00C21:0—0.03±0.01—0.03±0.01—0.03±0.010.03±0.000.03±0.01—C24:00.17±0.010.21±0.010.17±0.000.20±0.020.17±0.000.20±0.010.15±0.000.20±0.010.16±0.00∑SFA16.5817.4117.1117.3917.0217.4918.5617.5117.87C14:1n50.63±0.010.05±0.011.66±0.030.05±0.011.37±0.010.05±0.013.82±0.020.05±0.012.57±0.01C16:1n70.41±0.001.08±0.031.16±0.011.03±0.020.93±0.001.13±0.022.44±0.011.12±0.021.73±0.01C17:1n70.07±0.00—0.14±0.00—0.11±0.00—0.23±0.00—0.17±0.00C18:1n9c26.70±0.0027.8±0.0127.80±0.0027.3±0.1026.90±0.0027.87±0.1226.90±0.0027.37±0.0627.07±0.06C20:10.23±0.000.35±0.010.32±0.010.34±0.010.31±0.000.37±0.010.47±0.000.35±0.010.39±0.01∑MUFA28.0429.2831.0828.7229.6229.4233.8628.8931.93C18:2n6t0.15±0.010.52±0.020.49±0.010.49±0.010.53±0.010.55±0.010.41±0.020.49±0.010.38±0.01C18:2n6c48.90±0.0045.8±0.0146.10±0.0046.23±0.0647.37±0.0645.53±0.1240.80±0.0046.10±0.1744.10±0.00C18:3n65.34±0.003.69±0.023.74±0.023.92±0.044.14±0.003.66±0.023.70±0.003.91±0.043.90±0.02C18:3n30.20±0.010.23±0.010.23±0.000.24±0.010.20±0.000.23±0.010.37±0.000.15±0.110.26±0.00C20:20.53±0.000.55±0.010.52±0.000.55±0.010.52±0.000.55±0.010.45±0.000.55±0.010.49±0.00C20:4n60.05±0.000.05±0.01—0.05±0.020.05±0.000.05±0.010.04±0.000.04±0.01—C22:2n60.17±0.010.52±0.020.54±0.010.55±0.020.44±0.010.54±0.021.34±0.020.36±0.260.78±0.02C22:6n3(DHA)0.08±0.010.17±0.010.14±0.010.11±0.080.10±0.000.15±0.010.39±0.000.15±0.010.20±0.00∑PUFA55.4251.5351.7652.1453.6951.2647.5051.7550.11 ∑PUFAn30.280.400.370.350.640.380.760.300.46 ∑PUFAn654.6150.5850.8751.2452.5350.3346.2950.9049.16

注:—表示无数据。

单不饱和脂肪酸(monounsaturated fatty acid, MUFA)在南极磷虾罐制品中只检出了5种,分别为C14:1n5、C16:1n7、C17:1n7、C18:1n9c、C20:1,其中顺式油酸(C18:1n9c)的含量最高,但其在南极磷虾罐制品贮藏期间没有明显变化。另一种含量较高的MUFA是棕榈油酸(C16:1n7),近年来,研究表明棕榈油酸在一些疾病如代谢综合征和糖尿病中显示出治疗潜力[14]。MUFA总量在贮藏期间呈现轻微上升趋势,其中棕榈油酸含量的增加是主要原因。

多不饱和脂肪酸(polyunsaturated fatty acid, PUFA)中的n-3和n-6系被认为是人类健康和营养脂肪酸的最重要来源[15]。在南极磷虾罐制品中,n-6系脂肪酸是主要组成部分,其中顺式亚油酸(C18:2n6c)的含量最高,占据了PUFA总量的90%或以上,亚油酸是人体的必需脂肪酸,因其降胆固醇、预防动脉粥样硬化等功能而备受重视[16]。检出的亚麻酸甲酯(C18:3n6)含量也较高。南极磷虾罐制品中PUFA的总量呈下降趋势,主要是顺式亚油酸和亚麻酸甲酯含量的下降导致,且在贮藏后期25 ℃和30 ℃温度下样品中PUFA总量低于4 ℃和10 ℃。此外,反式亚油酸(C18:2n6t)的含量在贮藏期内呈增长趋势,尽管含量并不高,但是反式脂肪酸的摄入对人体健康是一个潜在的威胁。n-3系脂肪酸主要以亚麻酸(C18:3:3)为主,贮藏期间亚麻酸含量呈逐渐增加的趋势,其作为必需脂肪酸具有降血压和调节炎症[17]等功效。南极磷虾罐制品中的二十二碳六烯酸(docosahexaenoic acid, DHA)含量并不高,且在4个温度贮藏过程中DHA含量均随时间延长而含量降低。对于二十碳五烯酸(eicosapentaenoic acid, EPA),并未在贮藏期内检出。

综上,南极磷虾罐制品的脂肪酸组成在贮藏期间变化不明显,SFA和MUFA的含量保持稳定,且与贮藏温度之间无明显相关性;在PUFA中尽管某些脂肪酸含量下降、上升,但总量基本保持稳定,在整个南极磷虾罐制品贮藏期间,脂肪酸的品质在一定程度上得到了保持。与简冲等[18]研究鲅鱼风干过程中发现SFA含量轻微上升,PUFA含量轻微下降,总体变化不大的结论相近。

2.3 矿物元素测定结果

矿物质是人体必需的营养素之一,在机体内不能自身合成,必须由外源摄入[19]。表4列出了南极磷虾罐制品在4个温度下贮藏期内的矿物元素含量变化,南极磷虾罐制品中铁的含量随贮藏时间延长显著上升(P<0.05),4 ℃贮藏铁的含量明显低于10、25、30 ℃。此外,贮藏期间,罐头内容物与作为填充剂的植物油发生相互作用,许多化合物从油迁移到水产品中,这种动态平衡受到产品和油的特性以及加工和贮存类型的影响[20]。因此,贮存6个月的南极磷虾罐制品中铁元素含量显著升高可能是来源植物油中铁元素的迁移。南极磷虾罐制品的锌含量和锰含量较低,并且在贮藏期内的含量变化无明显差异。铜和硒的含量比较高,并且呈增长趋势。尽管硒是人体每日必需的微量元素,具有增强免疫力和抗氧化等功能,但过量摄入硒可能导致硒中毒,因此仍需定期监测硒的含量。虽然铝不是重金属,也没有在国标中作为食品污染物控制,但其被广泛应用于金属铝罐中,它的迁移通常反映了铝基板的腐蚀情况,能够对包装系统的完整性进行全面的评估[21]。由表4可知,南极磷虾罐装产品在贮藏期间,铝的含量会逐渐增加,这也反映了包装材料中铝存在迁移现象,在低温保存下(4 ℃)铝的含量变化较小。

表4 南极磷虾罐制品在贮藏过程中矿物元素成分变化
Table 4 Changes in metal composition of Antarctic krill canned products during storage

温度/℃时间/月铁/(mg/100 g)锌/(mg/100 g)铝/(mg/100 g)硒/(μg/100 g)铜/(mg/100 g)锰/(mg/100 g)00.50±0.02Ab0.80±0.06Aa0.37±0.08Ab55.37±4.60Ac1.04±0.02Ab0.04±0.01Aa460.72±0.08Ba0.63±0.03Ab0.50±0.04Bb70.50±4.18Ab1.25±0.10ABa0.04±0.01Aa121.08±0.13Ba0.75±0.00Aa0.56±0.10Bb80.90±2.36ABa1.34±0.02ABa0.05±0.00Aa00.50±0.02Ab0.80±0.06Aa0.37±0.08Ab55.37±4.60Ab1.04±0.015Ab0.04±0.01Aa1061.03±0.02Aab0.57±0.01Ab0.85±0.03Bb58.17±5.80Bb1.05±0.01Bb0.04±0.01Aa121.63±0.16Aa0.64±0.01Bb1.56±0.11Aa68.77±3.78Ba1.14±0.01Bab0.06±0.00Aa00.50±0.02Ac0.80±0.06Aa0.37±0.08Ab55.37±4.60Ac1.04±0.015Ac0.04±0.01Aa2560.97±0.04Ab0.64±0.01Aab1.23±0.10Aa67.67±1.02Ab1.38±0.30Ab0.05±0.01Aa121.51±0.06Aa0.81±0.02Aa0.76±0.07Bb87.53±6.12Aa1.52±0.01Aa0.06±0.00Aa00.50±0.02Ab0.80±0.06Aa0.37±0.08Ab55.37±4.60Ac1.04±0.015Ac0.04±0.01Aa3060.76±0.04Bb0.56±0.04Ab1.04±0.07Aa60.6±4.36Bb1.13±0.02Bb0.05±0.01Aa121.41±0.17Aa0.72±0.03ABa0.61±0.05Bb77.93±0.23ABa1.38±0.05ABa0.05±0.00Aa

综上可知,贮藏期间南极磷虾罐制品中的矿物元素含量变化并不一致。贮藏时间对铁和硒的含量存在一定影响,这与PETROPOULOS等[22]的结论相似。贮藏温度对锌、铝含量的影响较为明显,对铜、锰等的变化影响不明显,铅、锡、镍、汞的含量在贮藏期间均未超出国标规定的污染物限量。

2.4 质构评价结果

质构是评估食品物理特性的重要指标之一,可以反映食品的品质,是通过模拟人类口腔对食品的感知来评估食品物理特性的方法,主要涉及硬度、弹性、咀嚼性等参数,对于理解食品的口感和消费者接受度至关重要[23]。通过全质构测试(texture profile analysis, TPA)测试的2次压缩循环,得到了南极磷虾罐制品在贮藏期内的硬度、弹性、内聚性、胶着性、咀嚼性和回复性等质构评价结果(图1),在4个不同的贮藏温度下,南极磷虾罐制品的弹性和硬度都随着贮藏时间的延长逐渐降低。与未经贮藏的罐制品相比,南极磷虾罐制品在保存至第3个月时,硬度、黏性、咀嚼性和胶着性出现显著性下降(P<0.05),说明南极磷虾在贮藏过程中质地会变软,这与ALASALVAR等[24]的研究结果一致,也与感官评价实验中出现的口感变差、嚼劲不足等现象吻合。实验中发现,4 ℃和10 ℃贮藏的南极磷虾罐制品质构特性明显优于25 ℃和30 ℃。4 ℃贮藏所得质构参数值整体优于10 ℃贮藏,4 ℃贮藏质构指标随贮藏时间延长没有出现显著下降(P>0.05),而10 ℃贮藏的质构指标显著低于4 ℃,这可能是由于温度较低时,一方面降低了水分活度,另一方面有利于蛋白质结构的保持,保证了肌肉组织的紧密结合。内聚性表示南极磷虾罐制品经过第一次压缩变形后所表现出来的对第2次压缩的相对抵抗能力,通常相较硬度、咀嚼性和胶着性,为次要参数变化平稳。由此可见,低温贮藏可以延缓南极磷虾罐制品的质构品质的劣变,4 ℃贮藏获得的质构品质最佳。韩悦等[25]发现中华管鞭虾的贮藏温度对其质构参数变化速度呈正相关,贮藏温度越低,虾肌肉品质质变速度越慢。

a-硬度;b-内聚性;c-胶着性;d-回复性;e-咀嚼性

图1 南极磷虾罐制品不同温度贮藏期间质构特性柱状图
Fig.1 Texture characteristics of Antarctic krill canned products during storage at different temperatures

注:a~c表示同一温度不同时间之间的显著性差异,A~C表示同一时间不同温度之间的显著性差异,字母不同说明两两之间存在显著性差异(P<0.05)。

2.5 质构变化动力学模型及调控分析

硬度是直接反映口感的一项指标,在质地剖面分析中,直接影响咀嚼性、胶着性及凝聚性,由于硬度可以很好地拟合一级动力学模型,因此,在评估南极磷虾罐制品时,通过测定其质地剖面分析中的TPA参数,可得到硬度值。然后,本研究针对贮藏过程中4 ℃和10 ℃条件下样品硬度的变化,进行了一级动力学拟合分析。得到动力学曲线图如图2所示,动力学方程、降解速率常数k值以及线性决定系数(R2)如表5所示。

图2 南极磷虾罐制品贮藏期间硬度的一级动力学曲线
Fig.2 First-order kinetic curve of hardness of Antarctic krill canned products during storage

表5 南极磷虾罐制品在贮藏期间质构变化的动力学分析
Table 5 Kinetic analysis of texture changes of Antarctic krill canned products during storage

温度/℃动力学方程降解速率常数线性决定系数(R2)4ln(T/T0)=-0.023 7x-0.054 10.023 70.959 810ln(T/T0)=-0.033 7x-0.062 80.033 70.946 6

综上所述,一级动力学模型能够很好地反映南极磷虾罐制品在贮藏期间硬度的变化。迪珂君等[26]运用动力学模型预测了豆薯罐制品的货架期,但其在水产罐制品贮藏期的应用较少。根据动力学方程可以预测,在4 ℃保存下,即使贮藏期达到24个月,南极磷虾罐制品的硬度也只下降到贮藏前的54%,说明低温贮藏能够延缓南极磷虾罐制品硬度的降解速率,有效减缓南极磷虾罐制品质地的变化。贮藏期间,南极磷虾细胞内外的压力差是促进汤汁溶质扩散和流动的主要驱动力,也是导致肌肉组织形变、物理化学特性改变的重要原因,宏观表现为南极磷虾感官和质构品质的变化[27]

2.6 感官评价结果

在5个感官指标中,感官评分是相对较高的,且在整个贮藏期间评分下降较缓慢(图3)。因此,南极磷虾罐制品的外观特性可得到较好的长期保存,保存至9个月时外观仍是完整、无破损状态。研究表明,消费者对水产罐制品的食用并不是在刚出厂时(也就是本实验中未经贮藏的时间点),通常是在贮藏一段时间后食用口感更好。因此,为达到南极磷虾罐制品最佳的食用品质,建议在南极磷虾罐制品达到最佳口感时食用,且保证贮藏环境建议低温贮藏。此外,南极磷虾罐制品在贮藏期12个月时色泽指标显著降低,除了色泽变暗淡外,还有部分原因是观察到食品表面出现一些黑色斑点。这是因为南极磷虾的含硫蛋白较高,而含硫产品与罐制品包装材料的某些成分(如锡或铁)相互作用形成有色硫化物。这种反应通常发生在含有金属催化剂的条件下发生,例如罐盖内的锡化合物或罐体中的铁离子。含硫蛋白中的硫原子与这些金属离子结合形成硫化物,这种硫化物具有明显的颜色,导致食品表面出现黑色斑点。因此,为了改善南极磷虾罐制品的色泽品质,在贮藏过程中需要注意减少硫蛋白与罐制品包装材料中金属离子的接触;可以通过使用不含金属催化剂的包装材料或采取其他包装技术来实现。

a-4 ℃;b-10 ℃;c-25 ℃;d-30 ℃

图3 南极磷虾罐制品不同温度贮藏期间感官评价雷达图
Fig.3 Sensory evaluation of Antarctic krill canned products during storage at different temperatures

2.7 风险评估分析

THQ常被用于矿物元素健康风险评估,TRAINA等[28]通过THQ评估西西里海岸的鱼类及与消费相关的潜在健康风险。虽然THQ的计算并没有提供对暴露种群的危险健康影响的定量估计,但这种方法提供了关于消耗不同海洋生物所造成的潜在健康风险的初步信息。结果表明(表6),在南极磷虾罐制品贮藏期间铜的THQ值轻微上升,锌的THQ值无明显变化。可能是因为在罐头生产过程中可能存在与铜相关的加工步骤,例如加工设备或用于保存罐头的材料可能释放出微量的铜,这可能导致在罐头贮藏期间,铜含量略微上升,从而导致Cu的THQ值轻微上升。

表6 南极磷虾罐制品贮藏期间重金属风险评估结果
Table 6 Heavy metal risk assessment results of Antarctic krill canned products during storage

类别时间/月4 ℃10 ℃25 ℃30 ℃00.280.280.280.28 THQCu60.330.280.360.30 120.350.300.400.3600.030.03THQZn60.020.020.020.02 120.030.020.030.02

3 结论

随着经济社会发展和消费者对生活质量要求提高,食品品质越来越受到人们的重视,特别是食品贮运期间的品质变化情况。本文研究了温度和时间对贮藏期间南极磷虾罐制品品质的影响。结果表明,贮藏条件对南极磷虾罐制品的品质产生了显著影响。贮存期间南极磷虾罐制品的感官品质在开始阶段会有所下降,然后上升至最佳食用期(赏味期),最佳贮藏温度为4 ℃,建议贮藏时间为6个月;随着贮藏时间的延长,脂肪酸、部分矿物元素含量以及质构也会发生显著改变。适宜的低温贮藏有助于更好地保持罐制品的营养成分,而高温贮藏则可能会导致脂肪酸分解和矿物质流失、部分金属元素发生迁移,导致食用、营养品质下降、构成潜在的食品安全风险。因此,适宜程度的低温贮运能够更好地保持罐制品的食用营养品质并减少潜在安全风险。研究结果有望为南极磷虾罐制品贮运条件的优化提供技术支持。后续仍需深入研究贮藏温度和时间对水产罐制品品质机制的影响。

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Effects of temperature on quality of Antarctic krill canned products during storage

WEI Ziying1,2, LU Bingyi1,2, LIU Baolin1, DING Yaxin1,2, LIU Zhidong2*

1(School of Health Science and Engineering, University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai 200082, China)
2(East China Sea Fishery Research Institute, Shanghai 200090, China)

ABSTRACT This study examined the changes in the edible quality, nutrition, and safety of Antarctic krill canned products under different storage temperatures over time.Results showed that the sensory and texture indexes of Antarctic krill canned products decreased with the increasing storage time.The first-order kinetic model effectively captured the variations in hardness during storage and offered predictive insights into the optimal consumption period.The protein content remained relatively stable during the storage period, while the moisture content exhibited stability under low-temperature storage conditions.Furthermore, the fat content at 4 ℃ and 10 ℃ generally exceeded that at 25 ℃ and 30 ℃.The impact of storage time on ash content was significant, while the differences between temperatures were not conspicuous.The fatty acid composition did not change significantly, the content of saturated fatty acids and monounsaturated fatty acids remained stable, the total amount of polyunsaturated fatty acids was stable, but the content of linolenic acid and trans-linoleic acid increased, and the content of docosahexaenoic acid (DHA) and eicosapentaenoic acid (EPA) decreased.Storage time had a certain impact on the content of iron and selenium, and storage temperature had a greater impact on the content of zinc and aluminum, while the impacts on copper, manganese, tin, and lead were not obvious.Health risk assessment showed that the target hazard quotient (THQ) values of these elements did not have a significant change pattern during long-term storage.This result demonstrated that proper control of storage temperature and time could maintain the quality and safety of Antarctic krill canned products.

Key words Antarctic krill;canned products;quality;nutrition;safety

DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.040263

引用格式:魏紫莹,陆冰怡,刘宝林,等.贮藏温度对南极磷虾罐制品流通期间品质的影响[J].食品与发酵工业,2025,51(10):39-47.WEI Ziying, LU Bingyi, LIU Baolin, et al.Effects of temperature on quality of Antarctic krill canned products during storage[J].Food and Fermentation Industries,2025,51(10):39-47.

第一作者:硕士研究生(刘志东副研究员为通信作者,E-mail:zd-liu@hotmail.com)

基金项目:国家重点研发计划(2018YFD0901006)

收稿日期:2024-06-22,改回日期:2024-08-01