Food preservation technologies to increase the shelf-life of fresh fish products

Abstract

Fresh fish is a highly consumed food all over the world due to its nutritional value. However, is a high perishable food and highly depends on refrigeration, a method limited by short shelf-life and energetic costs and related environmental issues. In order to meet the consumers demands, in the last years new non-thermal preservations technologies, such as high-pressure processing (HPP), have been developed offering the possibility to extend fish products shelf-life. In this way, this work aimed to extend the shelf-life of fresh salmon using both HPP. In a first phase the objective was to find alternatives to mask or minimize the changes that HPP causes in the appearance and texture of fish. For that three alternatives were studied: (1) the development of coverages or sauce dressings with ingredients that could “hide” the salmon or at least disguise the color changes, (2) the use of phosphates, that are well known for its capacity to retain water in food products, to try reduce the textural hardness caused by pressure and, at last, (3) the use of astaxanthin, the pigment that gives salmon its characteristic red color; until find the best solutions - cheese and salmon puff pastry (Prototype A) and salmon marinade olive oil with pepper paste (Prototype B) - that undergone HPP at 500 MPa for 3 min at RT in order to confirm that is was possible to obtain a shelf-life extension. The objective was accomplished, and a shelf-life of 14 days was obtained for both prototypes. Prototype A microbial counts were lower than Prototype B, however it was not a big difference, and the microbial loads were always below the limit value for all tested microorganisms. Also, this condition caused an inactivation of Pseudomonas spp. to values below the detection limit, in both samples and for all days of storage (14 days). Additionally, physicochemical parameters were evaluated, however, the results did not allow always straightforward conclusions and not always met other authors conclusions. Interestingly, HPP at 500 MPa/3 min together with the culinary ingredients used, was found to be effective in controlling histamine production. Other experiments with HPP were also performed such as: the shelf-life extension of cooked salmon through HPP; the same conditions applied in salmon (500MPa/3 min) were applied in different fishes namely Nile perch, Golden Sea bream, and sardine; and the application of HPP to shuck shellfish with mussels, cockles, lobster, shrimp and crab mouths processed at 300 MPa for 3 minutes In addition, in the final phase of the thesis, it was also tested a methodology that is gaining more and more attention, Hyperbaric Storage (HS), in fresh salmon as an alternative to the conventional refrigeration with possibility to increase shelf-life.

O peixe fresco é um alimento muito consumido em todo o mundo devido ao seu valor nutricional. No entanto, é um alimento altamente perecível e altamente dependente de refrigeração, método limitado pelo curto prazo de validade, custos energéticos e questões ambientais relacionadas. Para atender às demandas dos consumidores, nos últimos anos, novas tecnologias de preservação não térmicas, como o processamento por alta pressão (AP), foram desenvolvidas, oferecendo a possibilidade de prolongar a vida útil dos produtos de peixe. Desta forma, este trabalho teve como objetivo prolongar a vida de prateleira de salmão fresco utilizando o processamento por AP. Numa primeira fase o objetivo foi encontrar alternativas para mascarar ou minimizar as alterações que a AP provoca na aparência e textura dos peixes. Para isso foram estudadas três alternativas: (1) o desenvolvimento de coberturas ou molhos com ingredientes que pudessem “esconder” o salmão ou pelo menos disfarçar as mudanças de cor, (2) o uso de fosfatos, que são conhecidos pela sua capacidade de reter água em produtos alimentícios, para tentar reduzir a dureza textural causada pela pressão e, por fim, (3) o uso de astaxantina, o pigmento que dá ao salmão sua cor característica vermelha; até encontrar as melhores soluções – folhado de salmão com queijo (Protótipo A) e salmão marinado em azeite com pasta de pimento (Protótipo B) - que foram processadas a 500 MPa durante 3 min à temperatura ambiente para confirmar a possibilidade de extensão da vida útil do produto. O objetivo de aumentar o tempo de vida útil foi alcançado, tendo-se conseguido um prazo de validade de 14 dias para ambos os protótipos. As contagens microbiológicas do Protótipo A foram inferiores às do Protótipo B, porém não houve grande diferença, e a carga microbiana esteve sempre abaixo do valor limite para todos os microrganismos testados. Além disso, esta condição causou uma inativação de Pseudomonas spp. para valores abaixo do limite de deteção, em ambas as amostras até ao final do armazenamento (14 dias). Adicionalmente, foram avaliados parâmetros físico-químicos, porém, os resultados não permitiram obter conclusões no mesmo sentido nem sempre de acordo com as conclusões de estudos da literatura. Um resultado interessante foi o facto de HPP a 500 MPa/3 min, juntamente com os ingredientes culinários utilizados, ter sido eficaz no controlo da produção de histamina. Outros ensaios com HPP também foram realizados como: o aumento da vida útil do salmão cozido através do HPP; as mesmas condições aplicadas no salmão (500MPa/3 min) foram aplicadas em diferentes peixes, nomeadamente perca do Nilo, dourada e sardinha; e a aplicação de HPP para extrair a parte comestível de crustáceos e bivalves como mexilhões, berbigões, lagosta, camarões e bocas de caranguejo processados a 300 MPa por 3 minutos. Adicionalmente, e como um caso particular de HPP, uma nova metodologia de preservação, o armazenamento hiperbárico (HS), foi também testada na fase final da tese em salmão fresco como alternativa à refrigeração convencional, para avaliara a possibilidade de aumento da vida útil.