現代高新技術在水產品加工中的應用

王鑫鈺，曾小群，潘道東，王賢斌

（寧波大學海洋學院，浙江寧波315211）

現代高新技術在水產品加工中的應用

王鑫鈺，曾小群*，潘道東，王賢斌

（寧波大學海洋學院，浙江寧波315211）

水產品是一種大眾性消費品。當前，高新技術已不斷應用于提高水產品資源利用率、優化漁業產業結構。為促進高新技術在水產品加工中產業化的應用，本文綜述了超高壓、輻照、酶技術、超微粉碎、液熏、超臨萃取和膜分離等新技術在水產品加工中的應用現狀及研究進展，以期為水產品加工業的發展提供參考價值。

水產品，加工，高新技術，進展

水產品營養豐富，能夠提供大部分人類所需的優質蛋白質。水產品加工和綜合利用是漁業生產活動的延續，是我國漁業的三大支柱產業之一。我國水產品的產量占世界的70%，但其品質與世界先進水平還存在顯著差距。由于缺乏高新技術的應用，水產加工成為制約水產業發展的瓶頸問題。利用高科技開發更多水產精深加工產品，把水產品加工業推向產業化。本文介紹了超高壓、輻照、酶技術、超微粉碎、液熏、超臨萃取、膜分離和微膠囊等高新技術在水產品加工中的應用和研究進展，為提升我國水產品加工技術水平及保障水產品質量安全提供參考。

1 水產品加工中新技術的應用

1.1 超高壓技術

超高壓技術，是在密閉容器內，用水或其他液體作為介質對食品或其他物料施以200～1000MPa的壓力，達到滅菌、改性、加工和保藏的目的[1]。超高壓處理具有壓力均勻傳遞、瞬時、高效、耗能低、污染少，對維生素、色素和風味物質等低分子化合物無明顯影響等優點[1]。用常規的加熱方法不能得到高凝膠強度的魚品，可通過超高壓技術實現。但是還存在一些不足，如超高壓裝置成本比較高、一次處理產品量少和受到多種因素影響，因此對水產品加工方式的選擇需要進行綜合考慮。在水產品加工中，超高壓技術可以改善水產品品質，提高對病毒[2]、致病菌的滅活率[3-4]和牡蠣的脫殼率[5-6]。López-Caballero等[7]在400MPa 10m in的條件下，有效減少牡蠣中的總菌落數。劉劍俠[8]利用超高壓處理改善了大菱鲆質構、色差、pH和揮發性氣味。雒莎莎[9]和鄭捷[10]利用超高壓改善了魚肉的氣味、滋味和咀嚼度，顯著提高魚肉的感官品質。王成忠[11]發現超高壓處理對刺參的功能成分影響不大，但與鮮刺參相比，多糖含量和膠原蛋白的含量差異較小；與水發刺參相比，多糖和膠原蛋白含量均明顯提高，說明超高壓處理能夠減少有效成分的損失。胡飛華[12]得出經超高壓處理的梅魚魚糜凝膠強度是熱處理的2.2倍，凝膠硬度僅為熱處理的67%，彈性為熱處理的1.6倍。利用310MPa瞬時加壓處理[5-6]，可使牡蠣閉合肌脫離率達到100%，而對牡蠣的外觀幾乎無影響。

超高壓可以提高水產品的膨化率。水產品膨化利用微波膨化產生的高壓，使物料內部迅速升溫產生大量蒸汽，內部蒸汽往外沖出，形成無數的微孔道，從而使物料組織膨脹。劉焱等[13]將魚片在40℃烘干6h后，膨化140s，制作出的膨化魚片產品整體質量好，出品率最高。王靈玉等[14]以白鰱魚為主原料加工成魚果，發現高真空度可以保持適當水分，使膨化率和松脆度提高，避免魚果松脆度不夠或出現僵片。

超高壓技術基本是一個物理過程，可以利用超高壓技術開發出質地和外觀不同的新型產品，在水產品貯藏和加工中得到廣泛應用。

1.2 輻照技術

輻照技術是一種冷物理處理方法，對冷凍水產品殺菌作用尤為突出，可以解決水產品微生物超標的問題，延長保質期，減少食源性傳染疾病的發生，提高產品質量。輻照技術具有操作安全可控性強、操作簡單方便等優點。輻照技術與化學試劑或添加劑處理相比，不會存留有害物，而且在10kGy劑量以下輻照處理的食品是無毒安全的，不會限制每日攝入量，能夠很好保持水產品原有品質。

輻照作為一項具有潛力和廣闊前景的新技術，隨著其發展、完善，有可能成為食品領域的主要關鍵技術，尤其是在水產品的安全控制領域應用上發展潛力巨大。一定劑量的輻照也可以降解和破壞食品中的有害殘留物和食物過敏原，已成為食品安全控制領域中的一個重要技術手段。

Yang等[15]通過電子束輻照醉泥螺，經過3kGy輻照后，能夠延長其保存期5～12個月。低劑量輻照處理淡腌大黃魚可以使菌落總數顯著減少，延長貨架期達8d，顯著減緩淡腌大黃魚揮發性鹽基氮的增加，而對脂肪氧化的影響較小[16]。李超等[17]不同劑量電子束輻照對泥蚶水分、蛋白質含量沒有顯著改變，脂肪均顯著減少，并隨輻照劑量增大損失率上升，對氨基酸組成無顯著影響，得出3～5kGy電子束輻照泥蚶的殺菌效果和感官評分最高。電子束輻照能有效降低美國紅魚肉的菌落總數，總揮發性鹽基氮和過氧化值均有不同程度增加，感官影響不明顯[18]。

輻照技術除了能夠延長水產品的保藏期外，Lee JW[19]、Byun M W等[20]發現其還能夠降低蝦的致敏性，使其成為降低水產品過敏反應的重要技術。但是，水產品中輻照的劑量不容忽視。在適宜的條件下才能盡量避免輻照產物的產生，殘留的輻照產物能使其產生毒性更大的產物如醛類等。

1.3 酶技術

酶技術是指在一定的生物反應器內，利用酶的催化作用進行物質轉化的技術，是酶科學在生產實踐中的應用。酶技術具有無毒無害、安全性高、催化效率高、不會損害產品質量等優點，但也具有成本較高、專一性強、對環境條件要求高、高溫易失活等缺點，可采用與其他技術相結合的方法來避免。

酶技術是水產品脫殼去皮中常用的一種新技術。木瓜蛋白酶能夠高效地對東海海參進行脫皮[21]，酶解魚皮魚鱗[22]。此外，水產品中豐富的營養成分或生理活性物質，如扇貝邊或貽貝干粉含有豐富的優質蛋白質和多種微量元素，蝦、蟹殼中含有鈣、蛋白質、類胡蘿卜素和類脂等營養物質，主要通過酶解技術制成各種膠囊保健食品。

傳統的魚露加工由于食鹽量較多，抑制了酶的活性，發酵周期長達一年，而利用酶技術可以將魚露等魚調味品的發酵時間縮短至48h[23]，并且工藝條件易于控制，產品質量穩定另一方面，利用酶技術還可以抑制微生物的生長，延長保質期。Enrique等[24]利用溶菌酶保鮮液抑制南美白對蝦弧菌屬生長的效果與抑制滕黃微球菌的效果相當，并且對南美白對蝦致病菌（如溶藻弧菌、溶血性弧菌以及霍亂弧菌）有很明顯的抗菌作用，能夠有效延長其貨架期。

利用酶技術不僅可以改善水產品加工工藝，使其在短時間內生產出風味好的產品，還可以利用廉價的水產品下腳料，生產出高附加值的產品，將水產品資源利用率最大化。與傳統方法相比，既節約能源，又能改善水產品質量，提高生產率和市場競爭力。

1.4 超微粉碎技術

超微粉碎，是指利用機械或流體動力的方法克服固體內部凝聚力使之破碎，從而將3mm以上的物料顆粒粉碎至10～25μm的操作技術，是20世紀70年代以后興起的一種物料加工高新技術。超微粉粹水產品與傳統的粉碎方法相比，具有獲得更細的粉末、保持其原有營養成分、改善水產品的流動性和粉碎油脂、糖類成分等優點。超微粉碎后的超微細粉末，具有一般顆粒所沒有的特殊理化性質，如良好的吸附性、分散性、溶解性和化學反應活性等優點[25]。為了使水產品生產中下腳料的生物利用率最大化，通過超微粉碎可制成營養物質或提高營養成分的吸收率。利用超微粉碎技術可將藻類粉碎[26]或破壁[27]后提取活性物質。陶學明等[28]采用超微粉碎技術將梭子蟹下腳料的酶解余料加工成蟹殼微粉，平均粒徑可達21.65μm，具有高蛋白、低脂肪、無機質豐富的特點。余海霞等[29]采用酶解和超微粉碎技術從魚骨中制備魚骨超微鈣粉，使鈣吸收率提高了21%左右。由于不同的水產品進行超微粉碎的溫度不同，還需要進行大量實驗來確定超微粉碎溫度以優化生產加工工藝。

1.5 液熏技術

液熏法是將木粒、木材和木屑等的可控燃燒而產生，然后用水進行冷凝，灰分和焦油通過沉積作用去除，只留下多酚類化合物，有機酸、羰基化合物等對色澤和風味所必需的重要物質，然后采用淋灑、噴霧法；浸漬；注射置入等方法對產品進行處理，產生與木材煙熏一樣的色澤和風味特點。目前已在魚制品、肉制品及調味品等方面得到廣泛的應用，特別是在歐美日等發達國家得到快速的發展。美國有90%的煙熏食品由液熏法加工而成，主要有熏三文魚、鱒、鮐等。液熏與傳統的煙熏方法相比，具有使用簡單、方便、自然，避免含苯并芘（Benzopyene，BaP）等有害物質污染，防腐抗菌和抗氧化作用，可減少用鹽量，延長產品的保質期，速度快可實現產業化生產等優點。Muratore[30]得到不同的腌制工藝對液熏劍魚片的微生物生長有顯著的影響，液熏濃度對感官指標有顯著的影響，用5%濃度的熏液對腌干的劍魚片進行熏制，可獲得較好的煙熏口味。Kristinsson[31]研究發現液熏可使鲯鰍魚魚片的a*值（紅色）增大，并在凍藏過程中保持穩定；液熏處理對微生物及脂質氧化的影響顯著，通過感官評定發現經液熏處理的鲯鰍魚片比未處理的品質較好，并有較長的保質期。

液熏法不僅減少了有害成分的污染，而且能夠精確有效地控制熏制過程，縮短熏制周期，但液熏香味料的品種單一，使水產品液熏技術還處于推廣之中。

1.6 超臨界萃取技術

超臨界萃取即利用超臨界條件下的氣體作萃取劑，從液體或固體中萃取出某些成分并進行分離的技術[32]。超臨界萃取水產品與傳統方法相比，具有提取率高、操作溫度低、有效成分不被破壞、無有機溶劑殘留和工藝簡單等很多優點。在水產品加工中，主要應用于高附加值營養成分如二十碳五烯酸（Eicosapentaenoic Acid，EPA）和二十二碳六烯酸（Docosahexanoic，DHA）的萃取[33]、測定水產品中農藥殘留[34]等。劉程惠等[35]通過超臨界CO2流體萃取大馬哈魚籽中DHA和EPA，使不飽和脂肪酸含量增加了13.82%，DHA含量增加了0.912mg/g，EPA含量增加了32.39mg/g。超臨界萃取還可以優化水產品加工工藝，獲得更好的產品品質。馬媛等[36]采用超臨界萃取技術提取扇貝內臟脂質，與采用索氏提取法比較，超臨界萃取法更適合不飽和脂肪酸的提取，而且提取時間短。丁月等[37]利用超臨界CO2萃取博氏內臟油，傳統的隔水蒸煮法得到的內臟油顏色深、氣味濃、含水量高、易酸敗，而超臨界CO2萃取得到的魚油呈淺黃色、微魚腥味、無酸敗味。

但超臨界萃取技術在分離過程需在高壓下進行，使設備一次性投資大，所以應充分考慮其經濟性能。

1.7 膜分離技術

膜分離技術是以天然或人工合成的高分子薄膜為介質，以外界能量或化學位差為推動力，對雙組分或多組分的溶質和溶劑進行分離、分級、純化和富集的方法[38]，主要包括超濾、微濾、納濾、反滲透和電滲析等。膜分離技術與傳統的分離過程相比，具有無相變、設備簡單、操作容易、能耗低和對所有處理物料無污染等優點。但在水產品加工方面還比較單一，還有待深入的開發利用。近年來，膜分離技術在水產品加工方面的應用也越來越受到人們的關注，主要應用在水產品經處理后的溶液的分離純化或提取活性物質。A fonso MD等[39-40]利用超濾及納濾技術，對魚粉加工污水中蛋白進行回收，回收利率達到17%。林偉鋒等[41]用超濾技術對沙丁魚蛋白酶解液進行了處理，超濾技術可以很好地分離純化沙丁魚粗肽溶液中不同分子質量的組分。Jeon等[42]用超濾技術處理鱈魚蛋白水解物，得到小于3、10、10～30ku的3個肽片段，分別具有優越的ACE抑制因子功效、高抗氧化性能和良好的乳化、攪打特性）。Chabeaud[43]在制取雪魚類蛋白水解物中，利用膜分離技術對2ku具有抗氧化能力肽的分離效果最好。過菲等[44]應用超濾技術對羊棲菜粗多糖提取液的脫鹽效果很好，脫鹽率達99.9%，除去部分色素物質而且能濃縮羊棲菜粗多糖提取液，提高褐藻膠及褐藻糖膠的含量。膜分離技術是一個水產品加工的很好技術，可以開發混合和復合新品種膜，并結合其他分離生產加工工藝，提高效率。

1.8 微膠囊技術

微膠囊技術是微量物質包裹在聚合物薄膜中的技術，是一種儲存固體、液體、氣體的微型包裝技術。微膠囊的粒徑通常在0.1～1000μm，而殼層厚度在0.01～10μm范圍內不等[45]。微膠囊技術具有改變物料狀態、隔離物料、降低揮發性和毒性、包覆率高等優點，成為開發水產品、改善傳統工藝和產品質量的一種新技術。

微膠囊技術已經在應用在醫藥、農藥、食品、化妝品、建筑、生物工程等領域，但在國內水產品加工方面的研究、開發和利用較少，主要應用在魚油、微藻油的微膠囊中，可防止其氧化變質，延長貯藏期，并賦予新的優良特性。林彩平等[46]利用魷魚肝油為芯材，辛烯基琥珀酸淀粉酯為主要壁材，包埋率達到94.09%。經微膠囊化后抗氧化能力、貯藏穩定性明顯高于未經處理的魷魚肝油和添加抗氧化劑2-叔丁基對苯二酚（tert-butylhydroquinone，TB-HQ）的魷魚肝油。Hogan等[47]將酪蛋白酸鈉及鯡魚魚油與等量葡萄糖的乳濁液制備成魚油粉微膠囊，可得到微膠囊化比率高達90%。白春清等[48]利用噴霧干燥法制備的微藻油微膠囊，水分含量低、流動性好、色澤潔白、溶解后呈牛奶狀和有較淡的微藻油味，與未微膠囊化的微藻油相比，具有較好的氧化穩定性，包埋率可高達93.37%。

但微膠囊技術還存在一些問題，如性能優良、價格合理的微膠囊壁材的選用，微膠囊制備工藝的研究等，這些將導致利用微膠囊技術加工的水產品品質及貯藏期有所不同，需要結合不同的水產品品種及微膠囊壁材等物理條件進行綜合考慮并進行優化。

2 展望

中國是全球最主要的水產品加工中心，隨著國內市場開放的不斷深入，在國際水產品消費需求不斷增加的推動下，我國水產品加工新技術的開發和應用越來越廣泛。

水產品加工中高新技術應用的趨勢體現在以下幾個方面：

a.水產品的鮮度、色澤的保持。通過應用酶技術使水產品的鮮度，色澤等指標仍然保持原有的狀態，能大大滿足人們生活飲食的需求，豐富餐桌上飲食的種類。

b.開發營養豐富的水產品酶解液。水產品酶解液含有豐富的多糖類、氨基酸等營養物質，可以直接生產海鮮調味液，如魚露等，結合膜分離技術等多種加工新技術生產出優質的調味液。

c.海洋藥物的開發和利用。水產品中含有多種活性成分，在保持其活性的條件下，結合超高壓萃取技術增加其提取率，并結合微膠囊技術將其產業化，生產出對人類有益的海洋藥物，為提高人們生活水平提供新的途徑。

d.功能性添加劑、保健品的開發。使水產品和水產品下腳料利用率最大化，將其開發出高附加值的產品，并作為功能性添加劑添加到保健食品中，提高了經濟效益。

e.新型海洋水產品功能性飲料的開發。目前飲料已成為我們日常生活中不可缺少的重要部分，市場上飲料的品種主要為果汁、可樂等，功能性飲料尤其是海洋水產品功能型飲料的市場、推廣、開發也比較少，存在很大的市場前景。

f.可采取多種新技術并用的方式來進行水產品加工，由此來改善水產品加工工藝以及提高其市場價值。如利用超臨界萃取技術對水產品中的EPA進行提取，再將其微膠囊化，這為水產品的開發提供了技術基礎。

因此，水產品加工工業中高新技術的發展成為加快我國現代漁業發展的重要內容，使我國更好地融入到經濟全球化的大環境中。

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Research progress in app lication of high technology in aquatic products

WANG Xin-yu，ZENG Xiao-qun*，PAN Dao-dong，WANG Xian-bin
（School ofMarine Science，Ningbo University，Ningbo 315211，China）

Aquatic p roducts are popular in daily foods.High technology has been used to op tim ize the fisheries industry structure and im p rove utilization rate of aquatic p roducts.App lication high technology，such as ultrahigh-p ressure，irradiation，enzyme technology，m icrowave，ultra m icro-shatter，artificial smoking，memb rane separation were reviewed systematically in order to p romote the industrial app lication of high technology in aquatic p roduct p rocessing industry and p rovide reference value on developing aquatic p roducts p rocessing.

aquatic p roducts；p rocessing；high technology；p rog ress

TS254

A

1002-0306（2014）18-0391-05

10.13386/j.issn1002-0306.2014.18.080

2014－02－12 *通訊聯系人

王鑫鈺（1993-），女，大學本科，主要從事水產品加工方面的研究。

國家自然科學基金（41276121，31101314）；國家星火計劃項目（2013GA701018）；浙江省重大科技專項項目（2012C12016-1）；寧波市科技局項目（2011C11017，2012A610145）。