中國淡水魚前處理加工技術研究進展

張軍文 陳慶余 歐陽杰

摘要 淡水魚前處理加工技術是加工過程中的關鍵環節，其加工技術的優劣直接影響后續加工的速度和品質。從前處理的工序出發，即分級定向、去鱗、去頭和去臟等方面介紹國內淡水魚加工技術的發展現狀和研究進展，以為淡水魚的規模化生產提供一些建議和參考。

關鍵詞 淡水魚；前處理；去頭；去鱗；去臟

中圖分類號 S985.1 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2018）21-0025-04

Abstract The pretreatment and processing technology of freshwater fish is the key link in the process of processing， and its processing technology directly affected the speed and quality of subsequent processing. In this paper， we first introduced the development of the processing technology of freshwater fish in the past， including grading， orienting， scaling， removing the head and guts. It can provide some suggestions and references for the largescale production of freshwater fishes.

Key words Freshwater fish；Pretreatment；Head removal；Descaling；Removing guts

中國是一個淡水資源比較豐富的國家，其中內陸水域面積1 747.1萬hm2，可養殖水體面積674.9萬hm2[1]。2015年，全國淡水養殖總產量為3 062.273 5萬t，其中淡水魚類養殖產量為2 715.007 5萬t，淡水加工產品373.904 4萬t，不到淡水總量的13.77%；2016年全國淡水養殖總產量為3 179.262 3萬t，其中淡水魚類養殖為2 815.544 6萬t，而淡水加工產品為390.366 8萬t，不到淡水總量的13.86%[2]；可以看出淡水魚養殖產量占全國總產量比例呈增長的趨勢。隨著近海漁業資源的日益枯竭，淡水養殖業占的比重將會越來越高[3]。

隨著人們生活水平的不斷提高，對高品質的魚蛋白需求將會持續增長。淡水魚冷凍加工的產品已經不能滿足人們對產品多樣化、便捷化等日益增長的需求，但由于缺少相配套的淡水魚前處理設備，國內很多菜市場、商場超市內依然是以人工宰殺活魚為主，再進行銷售。然而，隨著大眾消費習性的不斷改變，越來越多的人不滿足于吃活鮮魚，而是轉

向方便化、營養化和具有保健功能的魚加工食品[4]。國內的淡水魚養殖、加工和銷售中，養殖和銷售環節已經達到發達國家水平，但其中淡水魚加工一直是最為薄弱的環節，加工設備的優劣直接影響我國淡水漁業健康發展[4]。

為了提高淡水魚的商品規模化市場價值，必須提升其前處理的機械化發展水平；而淡水魚的前處理可以分為分級定向、去鱗、去臟、去頭等幾個關鍵工序[5-6]。目前，中國淡水魚的前處理過程一般如圖1所示。淡水魚的前處理雖然簡單，但是作用舉足輕重，其處理效果的好壞直接關系到后處理的效率和產品質量。筆者所屬的項目團隊近些年來對國內主要淡水魚加工企業進行實地調研，了解到淡水魚加工企業在前處理階段很多環節都是由人工完成的，其不僅勞動強度大，生產效率低下；而且生產的產品二次污染、不衛生，導致產品質檢不合格，也就無法實現規模化生產的市場需求[7]。因此，對淡水魚前處理加工技術的現狀和存在的問題進行綜述，以加速中國淡水漁業的持續健康發展。

1 研究現狀

1.1 魚體分級、定向技術和設備

在淡水魚加工過程中，根據生產實際要求，需要對被加工的魚類進行分級，魚頭（魚尾）按照一定的順序進行，可以作為前處理過程中的輔助環節，能否“穩、準、狠”地進行分級、定向，可以減輕人工的工作強度，提高工作效率，也關系到魚類加工規模化、機械化程度[6-8]。

依淡水魚的形狀，可以按魚頭（魚尾）進行定向排序；或者按照魚腹朝向進行定向排序。根據魚體的重心位置、魚腹魚背部分的顏色變化來進行魚腹的定向[9-10]。國內關于此類研究起步較晚，所以有關科研成果也較少。

20世紀80年代，國內開始了有關魚體的定向和定位問題的研究。如林啟儀依據有鱗魚鱗片構造是從頭到尾是順疊的，當用竹篾條編制的定向簾片做水平搖動時，搖動方向與魚鱗片（順疊）方向一致或者相反時，不斷地左右搖擺往復運動，將魚頭和魚尾自動分開，達到定向整理的目的[11]。經試驗驗證發現，魚體鮮度較好、鱗片越完整，定向效果越明顯；相同條件下，魚體體重越大，定向所需時間越短[11]。

20世紀90年代初期，徐頌波等[12]研究一種魚頭魚尾（魚腹）定向設備（圖2），主要部分是由輸送帶、壓輪、分壓板等組成。其基本的工作原理是：魚體在輸送帶上向前運動，在壓輪和輸送帶的運轉速度不一致的情況下，魚體會產生一個同方向的彎矩，產生的彎矩使魚體變形，魚頭和魚尾的大小不一樣，魚頭魚尾的變形程度也就不同，這樣就可以通過截面積大小來分選魚頭魚尾，從而實現其定向[8]。而魚腹的定向是魚體通過滑道變化的截面，魚體重心不斷變化，使魚體的背腹向上或者向下[12]。

2004年上海阿仁科機械有限公司研制出了鯪魚魚體定向裝置（VMK31）（圖3）。其主要工作原理是利用差動原理使鯪魚在4條過道內排序，使其進入到后續工序之中。整個生產線由2人操作，加工鯪魚的能力可以達到1 300～1 400 kg/h[13]。

2009年陳福禮等[14]研發出一種定向、去頭和去臟的魚類前處理設備，其工作原理是：當魚體通過裝有插針的傳送帶時，被插針插中的魚體的頭部都會朝上，這樣魚體的頭部被定向；頭部朝上的魚體經過去頭工序時，被切頭的魚體繼續向前傳輸，鑒于魚腹和魚背部分顏色的差異化，借助于顏色傳感器，使魚腹部分的輸送帶朝外轉動，從而解決了魚腹和魚背的定向問題[8]。

2011年高星星等[8]研究發現，運用邊振動邊推進的工作原理對魚體進行定向。并通過試驗振動平臺對其理論進行論證，結果顯示：該平臺可以實現魚體的頭尾定向問題，試驗裝置如圖4所示[8]。

目前，中國水產科學研究院漁業機械儀器研究所水產品加工研發團隊，正在研制包括魚體定向、去頭、去臟于一體的前處理加工裝備。

1.2 除鱗技術和裝備

去鱗也是前處理中一道非常重要的工序。除了手工的去鱗方法之外，還可以用其他辦法去鱗。如將待加工的魚體放入70～80 ℃的燒堿溶液中，浸泡之后用高壓噴射水使其去鱗，最后用稀釋的強酸溶液進行中和，完成去鱗過程[15]。另外可以使用機械去除魚鱗，即利用搓擦、剝離等機械作業，將魚鱗從魚體上去除。使用化學方法去除魚鱗可能會有化學物質殘留在魚體上，影響魚類食品安全和風味口感。機械去除魚鱗能回收，提高生產的附加值，有更大的實用價值。

我國學者開發設計出許多機械除磷技術和裝備。在國內江蘇省淡水水產研究所率先利用滾筒旋轉產生的離心力和魚體之間的搓擦原理，設計了PGL-800型刮鱗機；該套機器主要部件有柱形網筒、電機和進出水閥[15]。

2004年張均波[15]利用離心力和搓擦原理設計了一種邊清洗、邊去鱗并可以回收魚鱗功能的設備，主要由旋轉滾筒、進出料口、刀具和刀孔等組成（圖5）。同年，謝星海等[16]發明了一種在旋轉滾筒的底部裝有去鱗刮刀的設備，魚體和滾筒一起在電機旋轉，通過刮刀去除魚鱗，去除魚鱗效率能達到98%以上；該設備具有省時省力、工作效率高、魚體保持完整等優點，可適用于各種大小不等的魚體去鱗[16]。

2010年胡勤斌等[17]發明一種淡水魚去鱗機，它包括機架和轉筒，轉筒的一端設有進料口，另一端裝有活動門，轉筒內均勻有撥桿；采用機械旋轉摩擦的方法去魚鱗，并利用轉筒內的撥桿帶動魚與魚之間相互摩擦，使魚翻滾自如，達到快速去鱗的效果。

2010年劉良忠等[18]發明了一種帶有柱狀表面去鱗突起去鱗輥，通過轉軸和魚體表面作用，可以達到批量去鱗的效果。

2012年程世俊等[19]研制出一種連續式彈簧刷淡水魚去鱗機。該設備首次將彈簧刷應用于去鱗設備之中，采用了兩對壓輥和去鱗輥組合的設計方案，實現了連續式的去鱗加工。

在設計去鱗設備時，優先考慮去鱗的高效性、魚體的完整性和魚鱗的回收性，盡量將這三者有機結合起來，這也是去鱗裝置發展的趨勢和要求。

1.3 去頭技術和裝備

為了提高淡水魚魚肉的出成率，需要對魚頭進行去除處理[20]。1990年湖北農機所王平權收集資料，采用鏈式輸送機構，利用旋轉的圓盤刀對鮮魚進行去頭、去臟、切成小塊等前處理工序[21]；利用該設備，可以加工0.40～0.75 kg的商品魚；生產效率是平均 每15～20 s切5條魚，折算成8 h計，可加工鮮魚3 600～4 800 kg，與人工相比，效率提高6～8倍。

2004年上海阿仁科機械有限公司研制出鯪魚的機械化加工流水線。該設備以魚體去頭工序為質量控制點，設備中的VMKl6魚類去頭機完成對鯪魚的去頭加工。去頭機使用帶槽的螺旋滾輪調節魚體，確定魚頭砍落位置[13]。該機器在一定加工尺寸范圍內可以保證魚體去頭的精度，同時它結合了現代計算機識別技術，可以測出魚頭的實際大小，同時對其計數[6]，這個耦合功能是以后去頭機器發展的趨勢。

2009年陳福禮等[14]發明了一種淡水鮮魚加工裝置，具有定向、去頭和去臟功能；通過擋板和傳送帶之間設有的切刀來去除魚頭。

2012年農業部漁業裝備與工程技術重點實驗室的陳慶宇等[22]測量和分析了深水紅娘魚、竹筴魚和叉斑狗母魚，對其進行3種加工方式、刀具的放置方式和構型及其旋向，研制了一個機械去除小雜魚魚頭的加工試驗裝置。

2017年劉靜等[23]以白鰱作為研究對象，提出一種利用氣缸帶動仿形去頭刀具進行魚體機械去頭加工的方法，設計并研制了仿形結構刀具以及氣動式機械去頭機樣機，在試驗條件下，去頭率為90.6%（圖6）。

1.4 去臟技術和裝備

淡水魚捕撈離開水之后，若不及時對體內的內臟進行處理，會加速魚體的腐爛，所以要對魚進行及時去臟或冷凍，這是保證魚肉品質的重要環節[6]。對于淡水魚去臟前處理工序來說，一般可以采用機械物理加工的方法去除、利用壓差去除或者其他方法來去除魚類內臟。國外研發的設備一般是不剖切魚腹，比如德國的巴達465型設備，其采用兩只紡錘形的輥軸將魚內臟從體內拽出，去頭過程也隨之完成；去臟過程中不需要對魚腹進行剖切[6]。

目前，國內對淡水魚去臟的過程基本上首先是用刀具將魚腹剖切，再用其他辦法去除內臟和其附屬物。阿夫諾霍姆·皮雷茲[24]發明用于剝魚鱗并去除內臟器官的裝置，在處理過程中將魚體垂直定位，使其腹部朝下；沿一處理路徑連續輸送同時將魚體暴露于高壓水柱下進行剝魚鱗和去除內臟。中國水產科學研究院漁業機器儀器研究所的陳慶余等發明一種小型魚類去臟加工的除臟輪裝置及其去臟方法，針對不同類型的魚類，提供3種不同結構的除臟輪，從而更有針對性地提高小雜魚機械去臟加工的除凈效果[25]。李儒君[26]研發了針對特定魚類（黑魚、草魚、清江魚）去鱗及內臟加工機；設計出針對魚體不同部位的多種除鱗裝置，并進行了對比試驗；還對魚體縱向剖切狀態進行分析，設計并開發出的小齒圓盤鋸片和兩側“爪”式去內臟刀具作為剖切復合刀具，該刀具具有加工效率高、去除內臟干凈等特點。黃紅[27]發明了魚類去臟機，其工作過程是：將待去臟的魚從進料托魚器方向放進去，放時魚肚朝下，開啟電機通過一系列的傳動，魚在2個驅動輪驅動下由開肚圓盤刀將魚肚切開，進入金屬去臟輪，再進入橡膠去臟輪將內臟刮凈，內臟由出臟口流出，魚從導向槽出來。彭三河等[28]設計了魚加工預處理機（圖7），該機型采用齒帶固魚輸送、毛刷除鱗、掏鏟去內臟及擦盤去黑膜聯合處理工藝。其工作過程是：魚體隨著輸送帶一起運轉，當通過除鱗刷時，首先對魚體兩側去鱗，然后遇到旋轉的刀具，魚腹部分被剖切開，在魚腹撐展板的作用下，掏鏟將魚腹內臟去除；當去除完內臟的魚體通過錐形擦膜器作用下，魚內腔兩側的黑膜被拭去；這樣就完成了去鱗、去臟、去黑膜、回收雜物等前處理過程[28]。

2 存在的問題

隨著改革開發的飛速發展，中國水產品加工技術和設備取得一些可喜的成果，但和國外同類設備相比較，還有很大差異，需要進一步研究發展[29-30]。具體表現在國內水產品加工業起步晚，多數設備是引進國外的技術消化和吸收的；一些水產品加工設備簡陋、可調節性不強、魚體下腳料等綜合利用率低下、企業標準體系不健全等[29-32]。

綜合近幾十年來國內水產品加工機械設備的特點主要有以下幾點[31]：

一是很多設備都是模仿之后再消化吸收國外設備，但很多性能上尚達不到國外同類設備的性能，差距較為明顯。

二是針對國內淡水魚的多樣性，加工設備或裝置可調節性能較差，導致適用性差，不利于規模化生產。

三是在研制的設備或者裝置中，很少將前處理的功能實現一體化，普遍都是單機作業。

四是研發出來的設備自動化程度不高，很多都需要人工來輔助操作。

五是處理后的魚鱗、魚頭和內臟等占據魚體的40%～50%，但這些下腳料的回收利用率都很低[33]。

六是很多科研機構的研究成果和實際生產應用聯系不夠緊密，成果轉化率不高[4，34]。

3 對策與建議

為發展國內淡水魚的前處理技術，國內需要不斷向歐美、日本等一些發達國家學習先進的技術，針對上述存在的問題及其水產品工業化需要，建議從以下幾個方面考慮：①綜合運用現代電子技術如電子鼻、機器識別和遙感等技術對魚體頭部或腹部進行識別，再通過計算機技術對其進行準確快速定向和分級。②針對不同種類的魚頭部形狀，開發出與之相適應的弧形刀頭，運用現代計算機控制技術，精確地完成自動調整切刀位置和剖切深度、自動規劃切割路線等，從而實現較高的采肉率，獲得良好的加工品質[35]。③為了盡可能降低除磷、去臟時對魚體的傷害程度，針對不同魚類研發相應的去鱗和去臟設備[6]。④在去臟過程中，對去臟仿形輪等進行優化設計，以盡量避免對魚腹內臟的破壞和魚體的二次污染[6]。⑤針對國內前處理設備幾乎是單機操作，可以將分級、定向整理、去頭、去鱗、去臟等加工過程整合起來，盡量用一套設備或生產線來實現淡水魚的前處理，這也是淡水魚規模化生產的發展趨勢和要求。

另外，在前處理過程中產生的魚體下腳料，若不及時收集和處理，不僅浪費資源也對環境造成污染，研制出下腳料回收和處理系統也是淡水魚前處理過程中亟待考慮的問題之一。

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