Økt kunnskap om innløsning av CO2 i filet av Atlantisk laks (Salmo salar L.) og fiskekaker

Abstract

Denne masteroppgaven er skrevet som en del av prosjektet «Concept Development of Full-scale Soluble Gas Stabilization Technology for Seafood» (prosjekt nr. 294 641) og er et samarbeid mellom Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet og Nofima. Prosjektet er finansiert av Norges forskningsråd for å løse problemstillinger knyttet til bærekraftige emballasjeløsninger som ivaretar produktets kvalitet. «Soluble gas stabilization» (SGS) teknologi er en videreutvikling av tradisjonell pakking i modifisert atmosfære (MA). SGS innebærer å behandle matproduktet med 100 % karbondioksidgass (CO2) før det pakkes om i ønsket MA. Med SGS er det mulig å oppnå en høyere CO2-konsentrasjon i produktet sammenlignet med tradisjonell pakking i MA. SGS-teknologi har vist holdbarhetsforlengende effekt på animalske produkter som sjømat og kylling. Gjennomføringen av masteroppgaven var todelt, og omfattet innløsning av CO2 i to ulike produkt; filet av Atlantisk laks (Salmo salar L.) og fiskekaker. Ved utførelse av forsøkene ble produktprøver først behandlet med SGS etterfulgt av pakking i MA. For å oppnå likevekt i CO2-konsentrasjon mellom gassfase og produkt i pakkene ble disse lagret ved 2°C i 4 døgn. Virkningen av SGS-behandling ble sammenlignet med kontrollprøver pakket i MA. CO2-konsentrasjon i produktene ble beregnet på bakgrunn av endring i pakkenes gassvolum og etter analyse av pakkens gassammensetning. I del 1 ble det undersøkt om innløsning av CO2 i SGS-behandlede laksefileter var ulik for fileter behandlet pre-rigor versus post-rigor. Dette ble undersøkt ved SGS-behandlingstidene 2, 12, 18 og 24 timer. Del 2 bestod av å undersøke om innløsning av CO2 var ulik for fiskekaker behandlet med SGS under nedkjøling versus SGS-behandling av tilsvarende kalde fiskekaker. Også i disse forsøkene ble ulike SGS-behandlingstider (0,5, 1 og 2 timer) benyttet for å se hvilken effekt dette hadde på mengde innløst CO2 i produktet. Resultatene fra del 1 indikerer at laks behandlet med SGS pre-rigor har et like stort potensiale til å løse CO2 som laks behandlet post-rigor. Et unntak ble observert for laks med 12 timers SGS-behandlingstid, hvor det ble påvist en signifikant lavere innløsning av CO2 i laks behandlet pre-rigor sammenlignet med post-rigor. Differansen som ble observert var liten og det antas at den ikke hadde signifikant påvirkning på produktets kvalitet og holdbarhet. Dermed antas det at det er fullt mulig å SGS-behandle laks i en tidlig fase før rigor-mortis inntreffer. I del 2 ble det vist at selv varme fiskekaker under nedkjøling løste inn en betydelig mengde CO2. Fiskekaker behandlet med SGS under nedkjøling i 0,5 timer løste mindre CO2 enn tilsvarende fiskekaker behandlet kalde. Denne forskjellen ble ikke observert ved 1 og 2 timer SGS-behandlingstid. Det betyr i praksis at det kan være mulig å SGS-behandle fiskekaker under nedkjøling og oppnå fordeler knyttet til SGS-behandling uten å redusere dagens produksjonseffektivitet. Generelt viste resultatene som forventet at økt SGS-behandlingstid førte til en større mengde innløst CO2 i produkt både for laks og fiskekaker. Likevekt i CO2-konsentrasjon mellom gassfase og produkt ble for alle prøver oppnådd innen 72 timer lagring i MAP.

This study is a part of the project «Concept Development of Full-scale Soluble Gas Stabilization Technology for Seafood» (project no. 294 641) funded by the Norwegian Research Council. It is a collaborative project with Norwegian University of Science and Technology and Nofima as main partners. The project aims to solve problems related to sustainable packaging solutions with emphasis on maintaining the products quality. Soluble gas stabilization (SGS) technology is a further development of conventional packaging in modified atmosphere (MA). SGS involves dissolving carbon dioxide (CO2) into the product before repackaging in a desired MA. A higher CO2-concentration in the product is possible with SGS compared to conventional packaging in MA. SGS technology has been proven beneficial for prolonging shelf-life of muscle foods such as seafood and poultry. The project was conducted as a two-part study where the amount of CO2 dissolved in SGS treated Atlantic salmon (Salmo salar L.) fillets and fish cakes has been investigated. The experiments were performed by treating the samples with SGS before repackaging into MA. The samples were stored chilled in MAP at 2°C for 4 days in order to achieve equilibrium CO2 concentration between the headspace and the product in each package. The effect of SGS treatment was compared to control samples packaged in MA. The product’s CO2 concentration was calculated based on changes in the headspace gas volume and on headspace gas analysis performed after equilibrium was reached. The aim of Part 1 was to investigate if CO2 concentration in salmon fillets after SGS treatment was different for fillets treated pre-rigor versus post-rigor. SGS treatment was conducted for 2, 12, 18 and 24 hours. Part 2 involved trials with fish cakes, where CO2 absorption for SGS-treated fish cakes under cooling were investigated and compared to fish cakes SGS treated in a chilled state. The effect of different SGS treatment times (0.5, 1 and 2 hours) where investigated. Results from Part 1 indicated that salmon treated with SGS prior to rigor-mortis had the same potential to dissolve CO2 as salmon treated post-rigor. An exception was found for salmon treated 12 hours with SGS where pre-rigor treated fillets dissolved significant less CO2 compared to fillets treated post-rigor. However, the observed difference was minor, and not expected to have significant impact on the products quality and shelf-life. Hence SGS treatment of salmon fillets prior to rigor-mortis is possible. Trials carried out on fish cakes revealed that samples treated with SGS while cooling dissolved sufficient amount of CO2. The amount of dissolved CO2 was less for fish cakes SGS treated under cooling for 0.5 hours compared to those SGS treated cold. This difference was not observed in the samples treated with SGS for 1 and 2 hours. These results support a possible industrial implementation of SGS technology in combination with cooling in a processing line of fish cakes without compromising production efficiency. As expected, increased SGS treatment time lead to a higher amount of CO2 dissolved in the product for both salmon and fish cakes. Equilibrium CO2 concentration between headspace gas and product were reached within 72 hours of storage in MAP for all samples.