综述:海藻保鲜技术综合评述:对营养品质、安全性及货架期的影响

《Food Science & Nutrition》:A Comprehensive Review on Seaweed Preservation Techniques: Impacts on Nutritional Quality, Safety and Shelf Life

【字体: 时间:2026年09月09日 来源:Food Science & Nutrition 5.0

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  海藻是重要的海洋资源,含有多种有益化合物,包括蛋白质、必需脂肪酸、维生素、矿物质、膳食纤维以及多酚和类胡萝卜素等生物活性化合物。这些海洋藻类的营养、功能和工业特性使其在烹饪、营养保健品、制药、农业和化妆品等领域具有广泛的应用前景。海藻易腐烂,其品质在高水分含量

  
海藻是重要的海洋资源,含有多种有益化合物,包括蛋白质、必需脂肪酸、维生素、矿物质、膳食纤维以及多酚和类胡萝卜素等生物活性化合物。这些海洋藻类的营养、功能和工业特性使其在烹饪、营养保健品、制药、农业和化妆品等领域具有广泛的应用前景。海藻易腐烂,其品质在高水分含量、酶活性和微生物存在等特定条件下会受到显著影响。水活度(water activity, aw)、脂质指标、总挥发性盐基氮(total volatile base nitrogen, TVB-N)、微生物载量、病原体检测、pH值和感官特性等参数被用于确定品质损失和产品随时间变化的稳定性,有助于确定海藻在采后贮藏期间的货架期。为延长货架期,研究人员已探索了多种保鲜方法。传统方法包括日光干燥、烘箱干燥、盐渍和发酵,这些方法操作简便、成本较低,但有时会导致品质受损。现代技术如高静水压处理(high-pressure processing, HPP)、脉冲电场(pulsed electric fields, PEF)、气调包装(modified atmosphere packaging, MAP)和辐照等,则能够在较低品质损失、较高营养保留率、微生物安全性和感官属性方面提供解决方案。本综述批判性地评估了采后劣变机制、品质评价参数、传统与先进保鲜技术及其对货架期和产品品质的影响,以及当前消费者的认知,以促进海藻的可持续利用,应对日益增长的全球需求。
1 引言
海藻被公认为21世纪最具前景的资源之一,具有显著的环境、社会和经济价值。全球97%的海藻产量(3580万吨)来自水产养殖,市场规模达118亿美元。海藻养殖还能通过吸收二氧化碳缓解气候变化,并降低农业排放。此外,海藻养殖被视为低收入和发展中国家沿海女性赋权的策略,并对蓝色经济有所贡献。海藻富含生物活性化合物和次生代谢物,可用于食品、制药、营养保健品、肥料和化妆品行业,同时是琼脂、卡拉胶和海藻酸盐等商业水胶体的来源。因此,采后品质保持对确保其工业和食品应用适用性至关重要。
2 方法学
本综述采用扩展叙述性方法,涵盖2008年11月至2025年6月间发表的研究和综述文章。研究人员通过Google Scholar等电子数据库,整合多组关键词进行检索,并基于预先设定的纳入标准筛选文献,包括同行评审、概念相关性、方法清晰性和全文可获取性。每篇纳入研究的信息被记录到结构化模板中,包括作者、发表年份、研究设计、样本、分析方法和主要发现。
3 海藻的营养重要性
海藻是多种生物活性化合物、维生素、矿物质、蛋白质、脂质、碳水化合物、类胡萝卜素、多酚和酶的天然来源。海藻蛋白质含量因物种和环境条件而异,占干重(DW)的5%至47%,富含必需氨基酸和非必需氨基酸。绿藻和红藻的蛋白质含量(10%–47% DW)普遍高于褐藻(5%–24% DW)。海藻脂质含量较低(0.5%–4.5% DW),但富含ω-3和ω-6多不饱和脂肪酸(PUFAs)。海藻还含有水溶性和脂溶性维生素,以及含量高达8%–40% DW的矿物质,包括宏量元素(Na、K、Ca、Mg)和微量元素(Fe、Zn、Mn、Cu、I)。然而,某些海藻碘含量较高,特定人群应谨慎食用。
4 海藻品质评价参数
海藻品质评价常用技术包括微生物计数、感官评估、化学参数(TVB-N和三甲胺TMA-N)以及物理指标(aw、pH)。新鲜贮藏海藻中,微生物载量、挥发性碱、pH和感官参数是更可靠的品质指标。对于干制海藻产品,水分控制至关重要。加工海藻的物理和感官参数在贮藏期间发生变化,可作为品质决定因素。近年来,电子鼻(e-nose)和电子舌(e-tongue)系统、多光谱成像(MSI)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)等新技术被广泛应用于食品品质评价。
5 影响海藻品质和货架期的因素
5.1 水活度:高水分含量和营养丰富性促进微生物生长,使海藻成为易腐食品。干燥和盐渍是基于降低aw的传统保鲜技术。研究表明,aw对干制紫菜(Porphyra)的脂质氧化和抗氧化剂降解有显著影响。
5.2 酶活性:酶促和微生物活动导致细胞壁多糖降解和细胞粘附减少,影响质地结构,导致脆度、硬度和刚性损失。海藻颜色从鲜绿色变为暗绿色,最终变为黄褐色,是叶绿素分解和组织劣变的结果。
5.3 脂质氧化:脂质氧化是影响海藻产品货架期稳定性的重要因素。硫代巴比妥酸(TBA)值显著升高表明持续脂质氧化和可能的酸败发生。富含PUFA的海藻在贮藏期间对氧化劣变更为敏感。
5.4 微生物活动:高初始细菌载量通常对产品的感官品质和货架期产生不利影响。干燥可将aw降至0.6以下,抑制包括霉菌和酵母在内的所有微生物生长。初始载量、微生物活动和预处理均影响海藻的品质和货架期。
5.5 包装技术:包装在整个供应链中对延长食品货架期至关重要。气调包装(MAP)通过抑制包装内空气并替换为不同组成的气体来延长新鲜或轻度加工食品的货架期。研究表明,MAP和真空(VAC)包装在维持微生物和挥发性有机化合物(VOC)稳定性方面显著优于对照组。
5.6 贮藏环境温度:微生物生长可在约?8°C至100°C的温度范围内发生。低温贮藏如冷藏可有效延缓温度敏感型海藻(如Ulva lactuca)的微生物生长。
5.7 贮藏条件(相对湿度):贮藏环境的相对湿度(RH)影响食品中的水活度和食品表面微生物的发育。控制环境湿度,特别是干制海藻的贮藏,对防止进一步吸湿和色素降解至关重要。
6 海藻的货架期
不同研究发现,海藻的货架期受物种、形态、处理方式、包装类型和贮藏温度的影响。仅冷藏的海藻通常比经过烫漂、盐渍、冷冻和高静水压处理(HPP)的海藻货架期更短。例如,新鲜清洗或轻度加热的糖海带(Saccharina latissima)在2.8°C下货架期为7–9天。HPP处理的Ulva lactuca和Undaria pinnatifida在4°C下货架期可达180天。干盐渍的Alaria esculenta在5°C下可保存90天。多项研究表明,组合保鲜技术有利于延长货架期。
7 海藻的常用保鲜技术
7.1 海藻干燥(传统与现代):干燥可获得高化学和微生物稳定性,但不能完全去除有害微生物污染物。
7.1.1 日光干燥:日光干燥较慢且效率较低,依赖环境因素,干燥时间较长,最终含水量较高。直接暴露于开放环境存在被灰尘、污垢和其他污染物污染的风险。日光干燥是最经济且易获取的方法,但营养损失较高。
7.1.2 烘箱干燥:烘箱干燥的水分去除模式较慢且效率较低,干燥效率是所有方法中最低的。烘箱干燥会降低产品在质地和颜色方面的品质,如导致绿色微藻叶绿素分解和黄色调增强。
7.1.3 微波干燥:微波干燥的水分去除快速高效。微波能量直接进入产品,激发水分子,加速蒸发。微波真空干燥能保持与冷冻干燥相当或更好的β-胡萝卜素和酚类含量,保留海藻特有的细腻风味,如鲜味和干草味。
7.1.4 对流干燥:对流干燥(热风干燥)通过强制或自然对流循环暖空气去除水分。干燥温度的管理对保持产品品质至关重要。高温可能导致表面硬化并降解产品的化学和感官品质。
7.1.5 冷冻干燥:冷冻干燥(冻干)通过在低温和真空条件下升华物质来保持产品的结构、风味和营养品质。该方法特别适用于保留热敏性营养素、生物活性物质和色素。冷冻干燥能延长海藻货架期,降低微生物生长和酶促反应,同时减少重量和体积,便于储存和运输。
7.2 盐渍:盐渍是一种广泛使用的保鲜技术,通过降低水分含量来防止微生物生长和繁殖。高盐的渗透特性可破坏微生物细胞膜,吸湿特性可干扰蛋白水解酶活性。盐渍对风味、质地和气味的形成至关重要。研究表明,盐渍与冷藏结合可有效延长海藻货架期。
7.3 冷冻:冷冻至?25°C以下是防止贮藏期间微生物生长的有效方法,但解冻后植物可能因冷冻和解冻过程中细胞结构损伤而对微生物更敏感。建议快速冷冻和解冻以降低微生物生长风险和减少汁液流失。冷冻会导致汁液流失,造成灰分、蛋白质和碳水化合物的损失。
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