夏虹
摘要:低值水產(chǎn)品及加工副產(chǎn)物的高值化綜合利用是全國水產(chǎn)品資源開發(fā)利用的重要研究課題,因其產(chǎn)量較大,具有較高的營養(yǎng)價值和經(jīng)濟價值,市場前景廣闊。該文從魚油、魚糜制品、膠原蛋白、鈣制品、海鮮調(diào)味品、生物醫(yī)藥及制品、休閑食品等方面,綜合論述了低值水產(chǎn)品及加工副產(chǎn)物高值化利用的研究進(jìn)展,為今后更深入的研究提供參考。
關(guān)鍵詞:低值水產(chǎn)品;加工副產(chǎn)物;高值化
全國水產(chǎn)資源豐富,各種水產(chǎn)品年產(chǎn)量可達(dá)4896萬噸,加工過程中產(chǎn)生的魚頭、魚骨、魚鱗、魚鰾和其他水產(chǎn)品內(nèi)臟等水產(chǎn)副產(chǎn)物大約占水產(chǎn)品總量的40%-60%[1],每年淡水魚副產(chǎn)物產(chǎn)量在250萬噸以上。低值水產(chǎn)品加工產(chǎn)業(yè)鏈條短,資源浪費嚴(yán)重,經(jīng)濟效益低,這些資源如何能更好的被利用是現(xiàn)代水產(chǎn)品加工的重要研究課題。隨著現(xiàn)代社會的發(fā)展,魚類加工技術(shù)逐步完善,以低值水產(chǎn)品和水產(chǎn)品加工副產(chǎn)物為原料加工的產(chǎn)品越來越豐富,本文主要從食用、藥用、保健、休閑等制品研發(fā)的領(lǐng)域進(jìn)行闡述,為繼續(xù)深入研究開發(fā)新產(chǎn)品提供參考。
一、魚油
魚油含有豐富的EPA、DHA等多不飽和脂肪酸,具有很高的營養(yǎng)價值,可以調(diào)節(jié)血脂、預(yù)防老年癡呆、提高記憶力、提高免疫力等。水產(chǎn)品加工過程中產(chǎn)生的魚頭、內(nèi)臟等副產(chǎn)物中含有豐富的油脂。據(jù)統(tǒng)計,以淡水魚為例,每加工100噸淡水魚就會產(chǎn)生30-50噸副產(chǎn)物,淡水魚加工副產(chǎn)物的含油率達(dá)20%以上[2]。
魚油的提取方法有有機溶劑法、蒸煮法、壓榨法、稀堿水解法、酶解法和超臨界流體萃取法。工業(yè)上以采用正己烷等有機溶劑萃取魚油為主,因易造成有機溶劑殘留,一般只用于飼料工業(yè);蒸煮法、壓榨法工藝較為落后,提油率低且魚油質(zhì)量差;酸水解法和稀堿水堿法產(chǎn)生的水解液對環(huán)境有一定的危害性;超臨界流體萃取法是近些年發(fā)展迅速的新型提取方法,魚油提取率高,可有效防止脂質(zhì)氧化,降低砷等污染物含量,提高魚油品質(zhì),但成本同樣較高,Rodriguez[3]等人采用超臨界流體萃取法從魚類加工副產(chǎn)物中提取魚油,提取條件是萃取壓強25MPa、溫度40℃、時間3 h、流速10 kgCO2/h,魚油提取率達(dá)到90%以上。
目前常用的是酶解法。酶解法比較溫和,提取率高,品質(zhì)好,酶解液含有一定的蛋白質(zhì),可以回收用作飼料。邵娜[4]用響應(yīng)面分析軟件對胰蛋白酶提取草魚內(nèi)臟魚油工藝進(jìn)行優(yōu)化,得出最優(yōu)條件是酶解溫度48.57℃、pH 8.34、酶添加量1.65%、料液比1:0.87、酶解時間4 h,此條件下測得魚油提取率為70.16%。劉閃等[5]用單因素分析結(jié)合正交試驗進(jìn)行優(yōu)化,得出提取魚油最佳工藝參數(shù)為料液比1:1.5、酶解時間3 h、酶添加量1.5%、酶解溫度45℃、pH 7.0,得出粗魚油提取率74.8%。李夢凡[6]用單因素實驗結(jié)合響應(yīng)面分析法對酶解法提取羅非魚魚頭中魚油工藝的進(jìn)行優(yōu)化,確定最佳工藝條件為酶添加量1.25%、料液比1:1、酶解溫度56℃、酶解時間2.5 h,得出魚油提取率為81.3%。
二、魚糜制品
魚糜制品具有高蛋白低脂肪、細(xì)嫩味美、調(diào)理方便、耐貯藏等特性,除了本身風(fēng)味獨特、營養(yǎng)保健之外,還可以以魚糜為原料加工福建魚丸、湖北魚糕等傳統(tǒng)食品,既能實現(xiàn)低值魚及其加工副產(chǎn)物的高值化利用,又廣受大眾消費者好評。近幾年全國年消費魚糜(魚丸為主)量超過100萬噸,在世界的魚糜及魚糜制品領(lǐng)域扮演著越來越重要的角色。
低值水產(chǎn)品及其副產(chǎn)物中蛋白質(zhì)組成及膠凝情況決定魚糜制品的質(zhì)量優(yōu)劣。膠凝的主要蛋白為肌原纖維蛋白,其含量及組成蛋白的比例不同會直接影響魚糜凝膠能力。可通過添加凝膠增強劑、優(yōu)化工藝等措施改善凝膠特性。柳麗寧等[7]探討不同淀粉對不同品質(zhì)魚糜凝膠形成能力的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn)添加馬鈴薯淀粉可使魚糜凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變得更加致密有序,從而增強魚糜制品的凝膠強度。黃潔等[8]研究水分馬鈴薯淀粉的添加對魚糜制品凝膠特性的影響,結(jié)果顯示水分馬鈴薯淀粉可以更好的改善鰱魚魚糜制品的凝膠性能,最佳添加量在8%左右。
目前在優(yōu)化魚糜及其制品的配方方面研究較為廣泛,主要從凝膠食品的穩(wěn)定性、親水性、營養(yǎng)性等角度出發(fā)。王燕[9]研究了鰱魚魚糜及其制品—魚糕的生產(chǎn)工藝,確定最終魚糕配方為鰱魚魚肉45%、肥膘12%、酶添加量0.14%、蛋清添加量10.58%、復(fù)合磷酸鹽添加量0.33%、木薯變性淀粉添加量8.92%、食鹽1.50%、糖1.50%、料酒0.60%、白醋0.30%、生姜1.80%、味精0.70%、卡拉膠0.30%、大豆分離蛋白2.00%。郭培[10]以羅非魚加工下腳料中的魚皮和魚碎肉為研究對象,采用單因素試驗和正交試驗進(jìn)行優(yōu)化,得出制備魚糜制品的最佳制作配方是食鹽2%、羥丙基淀粉10%、明膠溶液(w/v為6.67%)15%、蔗糖2%,獲得的魚糜制品形狀完整、富有彈性、斷面孔洞致密、口感和風(fēng)味良好。
三、水產(chǎn)膠原蛋白
膠原蛋白具有良好的生物相容性和降解特性,目前廣泛用于制藥、化妝品、生物工程等領(lǐng)域,因口感柔和、味道清淡、易于消化,一直備受食品領(lǐng)域的關(guān)注[11],具有廣泛的市場前景。水產(chǎn)動物中膠原蛋白資源豐富,在魚皮、魚鱗等中提取膠原蛋白的研究較為廣泛。王希等[12]以冷凍阿拉斯加深海鰭魚皮為原料,利用響應(yīng)面分析法優(yōu)化超聲波快速提取膠原蛋白工藝,獲得最優(yōu)提取條件為pH 2.0、溫度35℃、超聲波輔助提取時間3.5 h、酶解時間7.5 h,膠原蛋白提取率達(dá)33.75% 。張治國等[13]采用0.5 mol/L醋酸提取以及NaCI沉淀的方法從虹蹲魚皮中提取膠原蛋白,通過電泳實驗分析紅鱒魚皮的膠原蛋白為I型膠原蛋白。
每年全國廢棄的魚鱗產(chǎn)量達(dá)30萬噸以上,從魚鱗中提取膠原蛋白可有效提高魚鱗附加值,潘洪民等[14]以武昌魚魚鱗為原料,通過正交試驗獲得提取膠原蛋白的最佳提取工藝條件為固液比1:25,脫鈣時間3 h,提取時間每次1.5天,脫鈣酸濃度為0.4 mol/L,在此條件下膠原蛋白提取率為1.142%。梅鑫東等[15]以鳙魚魚鱗為原料,采用木瓜蛋白酶提取膠原蛋白,通過正交試驗直觀分析和因素水平趨勢分析最終確定最佳工藝參數(shù)為液固比20:1,提取時間36 h,木瓜蛋白酶濃度2.5%和提取溫度28℃,在此條件下,膠原蛋白提取率高達(dá)11.64%。
四、鈣制品
魚骨中鈣含量高達(dá)30%左右,是非常好的鈣源[16]。通過魚骨制備易于被人體吸收的活性鈣制劑,不僅可解決環(huán)境問題,還可以提高魚骨附加值,提高水產(chǎn)品副產(chǎn)物經(jīng)濟效益。鈣制品主要產(chǎn)品包括魚骨粉,鈣片等營養(yǎng)保健品。
魚骨粉是以魚骨為原料,經(jīng)高溫、皂化脫脂、脫膠、脫腥、干燥粉碎等過程,制成的一種天然補鈣產(chǎn)品[17]。余海霞等[18]以鮟鱇魚骨為原料,采用堿性蛋白酶在溫度50℃、時間2.5 h、pH 11.0的酶解條件下凈化魚骨后,經(jīng)100 min超微粉碎獲得魚骨粉鈣含量達(dá)29.5%,鈣吸收率達(dá)79.3%-83.5%,是一種優(yōu)質(zhì)、安全、利用率極高的鈣補充制劑。馬海霞等[19]采用干酪乳酸菌對羅非魚骨粉進(jìn)行發(fā)酵,可明顯提高魚骨粉發(fā)酵液中的游離Ca2+含量,通過正交試驗獲得的最優(yōu)工藝條件為發(fā)酵時間8天、接種量8%、葡萄糖用量5%、發(fā)酵溫度37℃、骨粉粒徑<0.075 mm條件下,發(fā)酵上清液中游離Ca2+含量為5.86 mg/mL,遠(yuǎn)高于牛奶中的Ca2+含量(1.20 mg/mL)。
近年來,以魚骨為原料制備鈣片的研究較多,鈣片質(zhì)量穩(wěn)定,咀嚼后表面積增大,可促進(jìn)其在人體內(nèi)的溶解吸收[20]?;艚÷?shù)萚21]以鱈魚魚骨為原料,采用堿醇法制備鱈魚骨鈣粉,最佳工藝為1 mol/LNaOH溶液、浸泡時間30 h,乙醇濃度60%、浸泡時間15 h,再通過4%濃度的乙烯毗咯烷酮乙醇溶液作為粘合劑,同時加入1:2的填充劑和奶粉,獲得的鱈魚骨鈣片對大鼠的血鈣、血磷和骨鈣含量均有顯著提高,具有良好的補鈣和防止骨質(zhì)疏松的功效。程莉雙等[22]以鯉魚魚骨為原料,經(jīng)過軟化、脫腥、干燥、磨粉、配料、壓片等工藝制成口含片,產(chǎn)品按照魚骨粉:乳清蛋白粉:檸檬酸:白砂糖:菊粉比例為48:60:2.35:10進(jìn)行配制,風(fēng)味良好,經(jīng)檢測含鈣量為83.35 mg/片。
五、海鮮調(diào)味品
海鮮調(diào)味品不僅具有豐富的呈味物質(zhì)、天然的海鮮風(fēng)味,還富含?;撬?、活性肽、核苷酸等生理活性物質(zhì),具有特殊的營養(yǎng)和保健功能[23],開發(fā)新型天然海鮮調(diào)味品是目前的研究熱點。制備海鮮調(diào)味品的原料主要來源于魚貝類、藻類、水產(chǎn)生物及其下腳料或蒸煮液。研發(fā)的產(chǎn)品類型主要包括海鮮醬油、魚露、海鮮風(fēng)味醬等。
海鮮醬油研究由來已久,張旭[24]以扇貝裙邊、豆粕、小麥為原料,采用高鹽稀態(tài)發(fā)酵工藝法,先多菌種混合制曲,再添加混合酵母菌發(fā)酵,開發(fā)扇貝裙邊醬油。于小航[25]以鰻魚副產(chǎn)物為研究對象,利用低鹽固態(tài)發(fā)酵法以及酶催化—純種液態(tài)發(fā)酵制備了兩種醒魚風(fēng)味醬油。
魚露主要是以低值魚蝦或水產(chǎn)品加工下腳料為原料生產(chǎn)發(fā)酵而成的獨特調(diào)味品。薛佳[26]以羅非魚加工下腳料為原料,使用復(fù)合酶解與固態(tài)米曲霉低鹽保溫發(fā)酵聯(lián)用的方法進(jìn)行速釀低鹽優(yōu)質(zhì)魚露的研究,得到了風(fēng)味鮮美、感官良好的低鹽優(yōu)質(zhì)魚露。吳朝朝[27]以淡水魚加工副產(chǎn)物為原料,采用現(xiàn)代生物技術(shù)和酶工程技術(shù)速釀一種低鹽風(fēng)味魚露,通過正交試驗得到最佳發(fā)酵工藝條件為發(fā)酵溫度50℃、加曲量20%、加酶量0.1%、pH 6.0。在最佳發(fā)酵條件下魚露中的氨基酸態(tài)氮含量為1.396 g/100ml。
海鮮風(fēng)味醬主要以蝦頭、扇貝裙邊等水產(chǎn)品加工副產(chǎn)物為主要原料制備而成,具有原料特有風(fēng)味。趙麟遠(yuǎn)[28]以大豆和海產(chǎn)品加工下腳料為主要原料,經(jīng)過通風(fēng)制曲、天然發(fā)酵后生產(chǎn)海鮮系列風(fēng)味醬,通過正交試驗獲得最佳工藝條件為大豆、海產(chǎn)品下腳料和面粉按照7:2:1的比例混合,各種香辛料最佳添加量分別為桂皮0.6%、八角0.3%、花椒0.05%、茴香0.035%。謝主蘭等[29]以低值小海蝦為原料,采用響應(yīng)面分析法,經(jīng)中性蛋白酶酶制劑制備低鹽蝦醬,最佳工藝參數(shù)為中性蛋白酶添加量0.33%、食鹽添加量15.12%、酶解溫度50.18℃、酶解時間2.05 h,在此條件下,低鹽蝦醬的游離氨基態(tài)氮(FAN)值為0.587 g/100 g。
六、生物醫(yī)藥及制品
通過低值水產(chǎn)品及水產(chǎn)品副產(chǎn)物中豐富的蛋白質(zhì)制備亞鐵螯合物、抗氧化肽等,可為生物醫(yī)藥領(lǐng)域提供重要原料。霍健聰?shù)萚30]以帶魚下腳料為原料,通過復(fù)合酶水解,在水解液中加入氯化亞鐵振蕩螯合,經(jīng)離心、分離、凍干后獲得多肽亞鐵螯合物,再經(jīng)過兩次葡聚糖凝膠分離純化獲得有較高抑菌活性的純化組分。該組分有較強的抑菌作用,通過形成跨膜的離子通道,破壞菌體外膜結(jié)構(gòu),導(dǎo)致菌體內(nèi)容物外泄,菌體死亡。段秀等[31]以羅非魚皮為原料制備膠原蛋白肽(TSGP),與亞鐵鹽進(jìn)行螯合反應(yīng),實驗優(yōu)化得出最佳螯合反應(yīng)條件是m多肽:mFeCl2·4H2O=500:1、pH 6.0、反應(yīng)時間50min、溫度35℃,抗氧化活性測定實驗表明,該螯合物具有較強的清除DPPH自由基和ABTS+自由基的能力。張華[32]以比目魚加工副產(chǎn)物魚皮為原料,制備具有較強抗氧化功能的抗氧化肽,通過對制備抗氧化肽的酶解工藝進(jìn)行曲面響應(yīng)優(yōu)化,得到最佳工藝參數(shù)為pH 6.62、溫度48.2℃、E/S2840U/g,在此條件下,抗氧化肽的DPPH清除能力為23.09%。
七、休閑食品
目前,以低值水產(chǎn)品及其加工副產(chǎn)物為原料加工的休閑食品種類繁多,包括魚片、魚頭罐頭、魚凍、骨酥魚、魚皮膨化食品、魚卵粒等。孫洋[33]以鰱魚為原料,采用鹽漬脫腥、干燥、油炸、脫水技術(shù)生產(chǎn)具備高附加值和風(fēng)味獨特的半干鰱魚片休閑制品。周婉君等[34]以鱘龍魚頭為原料,研究鱘龍魚罐頭加工技術(shù),采用正交試驗獲得罐頭調(diào)味料最佳配方為酸菜60 g、食鹽2.5 g、味精0.4 g、白醋1.0 mL、胡椒粉0.4 g、白酒5.0 mL、生姜粉0.3 g、紅辣椒10 g、植物油4 g,在115℃條件下高壓處理15 min,可達(dá)到商業(yè)無菌要求,產(chǎn)品骨質(zhì)軟化程度適中,品質(zhì)嫩滑,口感細(xì)膩,具有鰓魚的特性,其各項微生物指標(biāo)均符合國家規(guī)定的食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。
李佳文等[35]利用魚糜生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的魚頭、魚骨刺等副產(chǎn)物制備魚凍,獲得魚凍的配方為蛋白液100%、魔芋膠0.15%、卡拉膠0.15%、檸檬酸鈉0.1%、氯化鉀0.1%,所得魚凍色形味俱佳,并含有豐富的蛋白質(zhì)和氨基酸。李倩[36]以鰱魚為主要研究對象,通過酵母脫腥、二次干燥、亞臨界水蒸煮、多步油炸、復(fù)配調(diào)味等技術(shù)手段研發(fā)出香辣酥骨魚、豆豉酥骨魚產(chǎn)品,攻克了酥骨魚生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)。邱蓮蓮等[37]以鮟鱇魚皮為原料,經(jīng)過去腥、油炸、脫油、微波膨化、調(diào)味等工序,獲得的鮟鱇魚皮休閑微波食品口感酥脆、味道鮮美,提高了鮟鱇魚的經(jīng)濟價值。曾稍俏[38]以大黃魚加工過程產(chǎn)生的副產(chǎn)物魚卵為原料,經(jīng)過脫腥后,獲得大黃魚魚卵休閑食品—魚卵粒的工藝配方最優(yōu)組合為麥芽糊精添加量5.0%、卡拉膠添加量2.0%、精鹽添加量1.0%、白砂糖添加量6.0%。
八、結(jié)語
全國水產(chǎn)品加工業(yè)發(fā)展迅速,低值水產(chǎn)品及加工副產(chǎn)物產(chǎn)量逐年增長,其營養(yǎng)價值極高,但加工利用率較低,與漁業(yè)的迅速發(fā)展和人民的較高生活水平不協(xié)調(diào)。2015年農(nóng)業(yè)部部署了農(nóng)產(chǎn)品及加工副產(chǎn)物綜合利用的工作,提出要對加工副產(chǎn)物進(jìn)行高值化利用,通過開發(fā)利用水產(chǎn)品皮骨與內(nèi)臟等加工副產(chǎn)物豐富的營養(yǎng)成分,用作生產(chǎn)食品、提取營養(yǎng)和活性物質(zhì)、飼料、肥料以及其他精深加工產(chǎn)品,并鼓勵建立副產(chǎn)物收集、處理和運輸?shù)木G色通道,實現(xiàn)加工副產(chǎn)物的有效供應(yīng)和加工。相信在政府的大力支持下,通過企業(yè)、行業(yè)協(xié)會等多方推動,低值水產(chǎn)品及加工副產(chǎn)物高值化利用未來將具有更加廣闊的發(fā)展前景。
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