综述:即食甲壳类食品中的食源性危害与新兴技术
《Food Frontiers》:Foodborne Hazards and Novel Technologies in Ready-to-Eat Crustaceans
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时间:2025年09月27日
来源:Food Frontiers 6.9
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本文综述了即食蟹类加工中的主要生物化学危害及新型技术。生物危害包括李斯特菌、诺如病毒等,化学危害有重金属和藻类毒素。传统加热效率低且产生大量废水。高压处理(HPP)、微波辅助加热(MAIH)和超声波(US)等新技术在灭活病原体、保持食品品质方面具有潜力,但需解决工业化应用中的技术整合和规模问题。
近年来,随着全球渔业和水产养殖业的快速发展,即食(RTE)甲壳类水产品市场逐渐扩大。传统上,这类产品主要通过常规加热(CH)方式进行处理,如煮沸和蒸煮。然而,这些技术存在诸多问题,包括加热不均匀、热传递效率低以及大量废水产生,难以满足食品安全、高质量感官特性以及可持续发展的需求。因此,寻找更高效、环保的加工技术成为当前研究的热点。本文将重点探讨甲壳类水产品加工过程中面临的主要生物和化学危害,并综述传统和新型加工技术的现状与发展趋势,同时提出未来研究的方向和挑战。
甲壳类水产品主要包括虾、蟹、龙虾、螯虾、藤壶和磷虾等,它们因其独特的风味和丰富的营养价值而受到消费者的青睐。这些产品富含可消化的蛋白质、必需氨基酸、生物活性肽、长链多不饱和脂肪酸、维生素、矿物质等对健康有益的成分。然而,随着市场需求的增长,如何在保障产品质量和安全的前提下,优化加工流程成为亟待解决的问题。
在生物危害方面,甲壳类水产品常常受到多种微生物的污染,包括革兰氏阳性菌如李斯特菌(*Listeria monocytogenes*)、沙门氏菌(*Salmonella*)、弧菌(*Vibrio* spp.)等,以及病毒如诺如病毒(Norovirus)和寄生虫如肺吸虫(*Paragonimus westermani*)。这些微生物和病毒可能来源于自然环境,如土壤、水体、植物残渣或人类活动带来的污染。例如,美国的数据显示,1973年至2006年间,与甲壳类水产品相关的食源性疾病暴发中,约93.3%是由*Vibrio*、*Salmonella*和*Listeria monocytogenes*引起的。此外,许多国家和地区也因甲壳类水产品中的污染问题而发生了多次召回事件。这些危害不仅影响消费者的健康,还对食品安全监管体系提出了更高的要求。
*Listeria monocytogenes*作为一种持久性危害,不仅存在于水产品中,还可能在加工环境中长期存在,对甲壳类水产品加工过程构成严重威胁。它可以在低温下生长,耐受高盐度和酸性环境,甚至在冷藏条件下仍能繁殖。因此,对于即食产品而言,*Listeria monocytogenes*的控制尤为重要。不同国家和地区对即食产品中的*Listeria monocytogenes*有各自的限量标准,例如欧盟要求在25克样品中不得检出该菌,而美国食品药品监督管理局(FDA)则规定在25克样品中不得检出,否则需进行进一步处理。这些标准的差异可能导致国际贸易中的不一致和争议,因此,需要进一步统一监管要求,以促进全球甲壳类水产品的贸易。
此外,化学危害也不容忽视。重金属、生物毒素、农药、药物残留和化妆品成分等化学污染物可能通过水体污染或养殖过程中的不当使用进入甲壳类水产品中。这些化学物质对人类健康有长期的潜在影响,例如汞、砷、镉和铅等重金属可能通过食物链积累,导致慢性中毒或其他健康问题。生物毒素如麻痹性贝类毒素(PSP)、记忆性贝类毒素(ASP)和腹泻性贝类毒素(DSP)也对甲壳类水产品的安全性构成威胁。这些毒素通常由某些有毒浮游生物产生,并通过水体污染或沉积物富集进入甲壳类水产品中。尽管目前已有一定的监管措施,但如何有效检测和控制这些化学危害仍是行业面临的挑战。
在加工技术方面,传统加热方法如煮沸和蒸煮虽然广泛使用,但其局限性逐渐显现。加热效率低、加热不均匀、能耗高以及产生大量废水等问题,限制了其在现代食品加工中的应用。为了解决这些问题,许多新型加工技术正在被研究和应用,包括低温等离子体、超声波、臭氧水、紫外线-C照射、脉冲光、高压处理(HPP)和微波等。这些技术在微生物灭活、质量保持、延长货架期和减少环境污染等方面表现出良好的前景。
其中,高压处理(HPP)作为一种非热处理技术,因其能够有效灭活微生物并保留食物的营养成分和感官特性而受到关注。HPP通过施加高压(通常为100–600 MPa)来破坏微生物细胞膜,从而实现无菌处理。它在甲壳类水产品中的应用主要集中在壳肉分离和质量保持方面,尤其在虾类和螯虾中效果显著。例如,研究发现,在100–350 MPa的条件下处理虾类,可以提高肉提取率并改善口感,同时减少微生物污染。然而,HPP在实际工业应用中仍面临设备成本高、包装材料要求严格以及规模化生产困难等问题。
超声波(US)作为一种辅助加热技术,可以增强热传递效率,提高微生物灭活效果。它通过声波作用于液体中,形成气泡并引发局部加热和自由基生成,从而破坏微生物细胞结构。然而,单独使用超声波灭活微生物的效果有限,通常需要与加热或其他技术结合使用。例如,超声波与煮沸结合处理龙虾肉,可以有效减少镉的含量并提高产品质量。此外,超声波在去除污染物方面也有一定潜力,但其作用机制尚不完全明确,仍需进一步研究。
微波加热(MW)和中等电场(MEF)作为两种新型热处理技术,也在甲壳类水产品加工中展现出应用前景。微波通过水分子的旋转产生热量,实现快速加热,但其热分布不均可能导致部分区域过热或未充分加热,影响产品质量。相比之下,中等电场加热(MEF)则通过电场作用产生均匀的热量分布,适用于某些特定的甲壳类水产品,如龙虾和虾类。然而,MEF在实际应用中的研究仍较为有限,主要集中在实验室阶段。
尽管这些新型加工技术在实验室和小规模生产中表现良好,但在工业化应用中仍面临诸多挑战。例如,设备的可扩展性、与现有加工流程的整合、以及对食品安全、质量控制和消费者接受度的验证等。因此,未来的研究应关注如何优化这些技术的加工参数,实现更高效、环保的加工流程,同时加强其在大规模生产中的应用研究。
综上所述,甲壳类水产品的加工过程中存在多种生物和化学危害,传统加热技术虽然广泛使用,但其局限性逐渐显现。新型加工技术如高压处理、超声波和微波等,虽然在某些方面表现出优势,但在实际应用中仍需进一步研究和优化。未来,随着科技的发展和消费者对食品安全和可持续发展的重视,这些新型技术有望在即食甲壳类水产品的生产中发挥更大作用。同时,加强跨学科合作,推动食品科学、环境科学和公共卫生领域的协同研究,将有助于更好地解决甲壳类水产品加工中的各种问题。
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