Application of soluble gas stabilization (SGS) on pre- and post-rigor filleted salmon prior to packaging

Abstract

Målet med masteren var å undersøke om innløsning av CO2 før pakking, ved bruk av soluble-gas-stabilization (SGS) teknologi, forbedrer lagringskvaliteten til laks. Metoden ble utført på pre-rigor og post-rigor filetert laks for å se om tidspunkt av filetering hadde innvirkning på effekten av SGS.

Ettersom CO2 har en hemmende effekt på mikrobiell vekst, samt en gunstige effekter på holdbarhet, er gassen ofte blitt benyttet i matemballasje. Karbondioksid er en av de viktigste gassene i modifisert atmosfære pakking (MAP) og den viktigste bidragsyteren til å forhindre forringelse. Likevel er effekten begrenset, noe som kan være knyttet til utilstrekkelige mengder CO2. Det finnes begrenset med litteratur på SGS og det er blant annet uvisst om SGS kan kombineres med vakuumemballasje, samt om rigor mortis har en påvirkning på effekten. Denne studien bygger videre på tidligere arbeid ved å undersøke kvalitetsaspekter til både pre- og post-rigor filetert SGS behandlet laks lagret i MAP og vakuum.

Effekten av SGS på ulike kvalitetsaspekter ble undersøkt ved å bestemme konsentrasjonen av ATP-nedbrytningsprodukter, K- og H-verdi, totale aerobe kimtall (APC), H2S-produserende bakterie kimtall, samt evaluere fargeegenskapene lyshet (L*), rødhet (a*) og gulhet (b*). Resultatene fra studien indikerte at SGS var mest fordelaktig i å utsette forringelse, ikke bevare ferskhet. H-verdien til SGS-behandlede post-rigor fileterte prøver var signifikant lavere enn kontrollprøven (p = 0.004), samtidig som SGS ikke hadde noe tilsynelatende effekt på K-verdiene. SGS-prosessering så ut til å begrense enzym aktiviteten, samt den mikrobielle veksten i vakumerte prøver, mens aktiviteten til de endogene enzymene virket upåvirket.

Studien antyder at SGS er en lovende tilnærming for å øke holdbarheten, spesielt i kombinasjon med vakuum. Post-rigor filetert SGS-vakuum prøver hadde signifikant lavere konsentrasjon av hypoxanthine enn konvensjonelle vakuum (p=0.002) og MAP prøver (p=0.038). Videre var mengden inosin i post-rigor SGS-vakuum prøver signifikant høyere (p<0.05) enn post-rigor vakuum, MAP- og SGS-MAP-prøvene. Fordelen med SGS var betydelig større i kombinasjon med vakuum enn med MAP. Med unntak av pre-rigor SGS-MAP prøver som hadde en økt filet rødhet (a*) (p=0.024), hadde SGS ingen signifikant innvirkninger på fargekarakteristikken under lagring. Dessuten hadde pre- og post-rigor SGS-vakuum prøver generelt de laveste APC- og H2S-produserende bakterie kimtallene, dog ikke signifikant. Til slutt har pre-rigor filetering i kombinasjon med SGS blitt foreslått som et egnet fileteringstidspunkt.

Et fremtidige potensial ved bruk av SGS er å redusere fyllingsgraden (DF) av MAP-pakker og/eller benytte SGS-vakuum i stedet for MAP, og dermed øke transportseffektiviteten.

Nøkkelord: SGS-teknologi, emballasjeteknologi, konservering, pre- og post-rigor filletering, holdbarhet

The aim of the thesis was to investigate whether saturation of Atlantic salmon with CO2 prior to packaging using soluble gas stabilization (SGS) technology enhances storage quality. The method was conducted on pre-rigor and post-rigor filleted salmon to observe if time of filleting affects the effect of SGS-processing.

Carbon dioxide is extensively used in food packaging as it has an inhibiting effect on microbial growth and has shown a favorable impact on shelf-life. Carbon dioxide is one of the primary gases in modified atmosphere packaging (MAP) and the key contributor to preventing spoilage. However, the inhibiting effect has limitations, which might be associated with insufficient amounts of CO2. There exist limited amounts of literature on SGS, and it is still unclear whether SGS can be combined with vacuum packaging, or if rigor mortis affects the effect of SGS. This study extends prior work by investigating quality aspects of both pre- and post-rigor filleted salmon stored in MAP and vacuum where soluble gas technology has been applied.

The effect of SGS prior to packaging on storage quality was investigated by determining the concentration of ATP degradation products, K- and H-value, the total aerobic plate counts (APC), H2S-producing bacteria counts, and evaluate the color characteristics lightness (L*), redness (a*) and yellowness (b*). The results of the study indicated that SGS was most beneficial in terms of spoilage and not freshness. H-values of SGS treated post-rigor filleted samples were significantly lower than the control (p=0.004), whereas SGS had no apparent advantage on K-values. In brief, SGS-processing seemed to restrain the microbial growth and enzyme activity, meanwhile, the endogenous enzyme activity appeared unaffected.

This study suggests that SGS is a promising approach to increase shelf-life, especially when combined with vacuum packaging. Post-rigor SGS-vacuum samples had significantly lower amounts of hypoxanthine than conventional vacuum (p=0.002) and MAP samples (p=0.038). Furthermore, the amount of inosine in post-rigor SGS-vacuum samples was significantly higher (p<0.05) than post-rigor vacuum, MAP and SGS-MAP samples. The advantage of SGS was more evident when combined with vacuum than MAP. Except for pre-rigor SGS-MAP samples having an increased fillet redness (a*) compared to the control (p=0.024), SGS had no significant impact on the color characteristics throughout storage. Moreover, pre- and post-rigor SGS-vacuum samples had the overall lowest APC and H$_2$S-producing bacteria counts, though not significantly. Finally, early filleting has been suggested as an adequate filleting approach when combined with SGS.

The future potential of SGS is to reduce the degree of filling (DF) of MAP packages and/or use SGS-vacuum in preference to conventional MAP, thus increasing transport efficiency.

Keywords: SGS-technology, food packaging technique, preservation, pre-and post-rigor, shelf-life