魚類精深加工技術研究進展

莫星憂 伍彬 呂柏東

摘 要：魚類加工技術的不斷進步，極大地促進了魚類綜合利用程度和魚類加工產業的進步。當前，已形成了冷凍、魚油、調味品、功能食品和休閑食品等多個魚類加工產業。鑒于此，本文綜述了超冷保鮮技術、超高壓技術、微膠囊化技術、超微粉碎技術、現代微波技術和柵欄技術在魚類精深加工中的應用現狀，分析這些加工技術的特點及發展趨勢，旨在為進一步深入開發魚類的精深加工制品提供一定理論幫助。

關鍵詞：魚類;精深加工技術;魚類加工業

1 前言

魚類作為傳統的蛋白質來源，因肉質細嫩鮮美，容易獲取，價格便宜，營養豐富，深受人們喜愛，在深海魚油、優質蛋白、保健功能食品生產和供應方面，發揮著重要作用。我國作為傳統的水產養殖大國，2018年全國水產品總產量將近6 500萬噸，漁業經濟總產值高達25.86億元[1]，漁業成為了我國農業經濟重要組成部分。然而，當前我國魚類加工技術水平依然比較落后，產品附加值不高。①我國魚類加工比例較低，約為42.6%，與國際發達國家75%的加工水平差距較大，并且加工產品多數停留在初級加工水平，如冷凍品、腌制品、罐制品等，使得魚產品的銷售受氣候、地域和運輸條件的限制。②我國魚類精深加工比例較低，以簡單的初加工和鮮活出售為主[2]。③魚類產品的綜合利用程度不高，魚鱗、魚骨等加工下腳料除了生產飼料，大多數作為廢棄物直接丟棄，不但嚴重污染環境，而且造成了極大的浪費。這些因素是制約我國魚類產業持續發展的瓶頸之一，嚴重制約著我國水產行業的發展。鑒于此，本文綜述了我國當前魚類精深加工技術的研究進展，為進一步開發魚類精深加工產品，提高魚類附加值，促進魚類產業持續發展提供理論幫助。

2 魚類精深加工技術研究進展

傳統魚類加工主要以減少原料中的營養損失和提高生物資源利用率為目的，通過采用非常態處理（如添加保鮮劑、鹽分、防腐劑等，降低水分，高溫殺菌、滅菌，低溫保鮮等）對魚類原料進行初級加工，其產品主要有腌制品、干制品、冷凍品和罐頭等[3]。如Durance等[4]對鮭魚罐頭進行了變溫殺菌，有效降低了維生素B1的損失;Quitral等[5]采取直接試驗法優化了鮭魚罐頭的殺菌工藝，獲得了保持罐頭品質的殺菌工藝。Simpson等[6]經優化得到了鯖魚軟罐頭的殺菌工藝，可在較短時間內完成加工，保證品質最優，并且通過進一步的品質測定，驗證了優化結果的適用性。然而，隨著人們對食品要求的提高以及新時代綠色發展理念的深入人心，傳統魚類加工技術已經難以滿足消費者對集安全、健康、營養、美味于一體的現代食品的追求，也不符合持續發展理念的要求。食品新加工技術在魚類生產加工領域的應用，使這些問題便迎刃而解。

2.1 超冷保鮮技術

超冷保鮮技術（簡稱SC）是一種新型保鮮技術，又名超級快速冷卻保鮮技術，其原理是將捕獲后的魚立即用-10 ℃的鹽水作吊水處理，使魚體表面凍結，急速冷卻，將殺魚魚和急速冷卻同時實現，并快速形成低溫環境，抑制魚體生物化學變化和微生物的生長繁殖，最大程度地保持魚的新鮮度和品質[3]。超冷保鮮技術跟普通冰鮮技術或傳統冷凍貯藏技術存在根本上的區別。普通冰鮮技術或傳統冷凍貯藏技術的目的是保持水產品的品質，而超冷保鮮技術要求魚體快速窒息死亡，并在貯藏初期實現快速冷藏，該方法的優點是能明顯抑制魚體死后的生化變化和微生物繁殖，最大限度地保持魚體的新鮮度和原本的肉質[7]。然而，美中不足的是該技術操作要求高，且成本不菲，尚未廣泛應用于魚類的加工。

2.2 超高壓技術

超高壓技術（High pressure processing）是指將魚類等物料放入液體介質（如甘油、水等）中，在特定的溫度下進行加壓（100～1 000 MPa）處理，在高壓環境下殺死大部分的微生物，并使酶、淀粉、蛋白質等生物高分子分別失活、糊化及變性，而物料的風味、營養基本不受影響，但可能引起質構上的變化[8]。與傳統的魚類加工技術相比，超高壓技術優勢更加明顯[3]：保持了食品原有的色、香、味和營養成分;操作簡單、安全，處理時間短、能源消耗低，綠色健康、無需添加防腐劑等;通過超高壓技術實現食品淀粉糊化、蛋白變性、殺滅微生物和使酶失活;應用于半調理食品加工，方便、快捷、耗時短。

最早將超高壓技術應用在食品加工中的是美國化學家B.Hite，他首次發現高壓可殺死果蔬、肉類、牛奶等食品中的微生物，有效延長食品的貨架期。美國物理學家隨之發現壓力可使卵蛋白膠凝發生變性，并因此獲得諾貝爾獎[9]。這一技術在食品領域的應用和發展成為了食品加工行業關注的焦點，許多發達國家對該技術處理食品的原理、加工方法、技術細節、設備裝置和市場前景做了深入研究，促進了該技術在食品加工領域的應用。當前，日本的超高壓食品實驗機械處于世界領先水平，連續式的超高壓食品加工設備已經大規模使用，大批量的超高壓處理食品在日本市場隨處可見[10]。

盡管，我國超高壓技術在食品領域的應用取得了一定進步，但與日本、美國等發達國家相比，不論是技術理論、科研成果還是應用范圍，差距依然明顯。當前，研究超高壓技術在食品領域的應用主要集中在科研機構、高校和少數食品生產企業，尚未形成規模化應用，并且應用領域較窄，主要集中在食品滅菌、滅酶、生物大分子變性等方面。隨著超高壓技術在食品加工領域應用的逐漸推進，以及設備裝置、技術細節和加工方法的日趨完善，超高壓技術在魚類加工領域的應用將會實現。

2.3 微膠囊化技術

微膠囊技術[11]是一門新興的食品加工技術，微膠囊的半徑一般為1～500 μm。該技術通過生物、物理或化學手段，把微量的物質包埋在一個微小、封閉的密封囊膜或半透明囊膜內，以達到保護目標成分的目的。微膠囊由芯材和壁材組成，其中被包裹的目標成分叫芯材，包裹芯材的材料叫壁材，通過對壁材的選擇和環境的控制可靶向釋放芯材。目前，微膠囊技術在醫藥、食品、化工、生物技術等領域取得了突破性進展，并得到了廣泛應用。尤其是在食品加工業領域，很多因技術障礙難以開發的產品，通過微膠囊技術都得以解決，不但豐富了產品的種類，并且極大地提升了原有產品的質量。由于該技術具有保護敏感成分、隔離活性物質、使不相溶成分混合、降低某些化學添加劑的毒性等優勢[12]，在食品加工領域的開發與應用上具有良好的前景。隨著對微膠囊技術的深入研究，該技術取得了突破性進展，出現了納米微膠囊技術，并且成為了食品加工領域的新熱點。納米微膠囊顆粒更加微小，其直徑通常以納米計算，較傳統微膠囊更易于分散和懸浮在水中，并形成更加穩定、均勻、分散的膠體溶液，具有更優的靶向性和緩釋作用。納米膠囊特定的靶向性可改變功能因子的分布狀態，濃集在指定的靶組織，保持食品的質地、結構以及其感官吸引力[13]。納米微膠囊與傳統微膠囊的區別[14]如表1所示。

目前，微膠囊技術在魚類精深加工中應用最為廣泛且最為成熟的是魚油微膠囊化。魚油含有豐富的多不飽和脂肪酸EPA和DHA，這兩種脂肪酸對心血管和大腦細胞具有積極作用，因此備受關注。然而，由于EPA和DHA含有不飽和雙鍵，對光、氧氣和熱都極為敏感，容易發生氧化反應而失去功能活性。因此，將微膠囊技術應用于深海魚油的包埋上，不但有效降低了氧化反應，保持穩定性和功能性，并且也能改善產品口感[15]。

2.4 超微粉碎技術

近年來，隨著現代電子、生物、化工、材料及礦產開發的不斷發展，超微粉碎技術應運而生，且在食品加工領域得到了廣泛應用，成為了當前食品加工領域的高端加工技術，而利用該技術加工后的食品被譽為“世紀食品”。超微粉碎技術是利用多種特殊的粉碎設備，對物料進行沖擊、碾磨、再剪切等，將粒徑較大的顆粒物料粉碎至微細顆粒（粒徑為10～25 μm），并賦予物料界面活性和特殊功能。當前，超微粉碎技術在食品加工領域已形成一定的生產規模，在美國、日本、德國等發達國家，采取超微粉碎技術加工而成的凍干果蔬粉、超低溫速凍龜鱉粉、精制胎盤粉、果味涼茶與海帶粉等產品，在市場上已經十分普遍。我國在20世紀90年代率先將該技術應用在花粉破壁上，隨后迅速應用在魔芋粉、山楂粉、香菇粉等功能食品上。經過超微粉碎技術處理后的食品，其口感更優，有利于營養物質的消化和吸收。超微粉碎技術的分類和特點[16]如表2所示。

在魚類加工領域，該技術主要應用于生產魚微骨粉。將魚骨原料加工成超微粉，具有重要意義：提高魚骨的附加值、改善產品口感和質量，很大程度地保持了魚骨的功能活性和的營養成分;賦予魚微骨粉良好的分散性和溶解性，促進人體對魚骨營養物質的消化吸收;原來不能充分利用的魚骨被開發成產品，節約了資源、減少了環境污染，并提高了魚的綜合利用價值;由于魚骨微粉空隙增加，有利于產品保鮮和延長產品貨架期;配制和深加工成各種功能食品，增加了魚類產品種類。

2.5 現代微波技術

微波技術[17]是一種集快速、均勻、高效、節能、衛生與便捷多種優點于一身的現代食品加工技術，廣泛應用于食品殺菌、干燥、膨化、烹調、焙烘以及冷凍食品解凍等多個方面。隨著微波技術的日益成熟和加工設備的豐富，在水產品加工領域的應用也越來越普遍，如萃取水產品天然活性成分，對水產品進行連續一體化的干燥、殺菌、生香等。該技術在水產品加工領域的應用，不但提高了水產加工生產效率和質量，降低了加工設備投資，并且一定程度上改善了我國水產品加工能源耗損大、生產效率低業和產品質量不高的被動局面。

目前，現代微波技術在魚類加工領域的應用主要有微波干燥、微波萃取、產品膨化、水產品消解和微波殺菌等[18]。現代微波技術具有節省時間、空間、操作方便等多種優點，如何進一步完善技術細節和設備裝置，讓其更好地服務于魚類的生產加工，將是水產行業的未來研究方向和熱點之一。因此，只要充分利用好現代微波技術，使其更好地服務于現代水產品加工，對于提高水產加工業的生產效率，推動水產品行業發展具有重要意義。

2.6 柵欄技術

柵欄技術[19]于1978年由德國肉類研究中心Leistner率先提出，其作用機理是利用可防止病原菌和致病菌生長繁殖的多種因素及其交互作用協同抑制因微生物導致的食品腐敗，從而保證食品衛生安全，并延長保質期。柵欄技術是一門涉及多種手段和加工工藝的現代食品防腐技術，利用該技術可有效提高食品安全和品質。

柵欄技術通過采用不同的防腐技術和加工工藝抑制致病菌和腐敗菌的生長繁殖，以實現食品的衛生安全并延長貨架期，這些防腐技術和工藝控制點被稱為柵欄因子。目前，抗菌包裝技術、冷殺菌工藝等新型柵欄因子，在魚類加工領域均得到了廣泛的應用[20]。據報道，已被廣泛應用在魚類加工、貯藏等領域的新型天然抗菌劑有姜黃素、Nisin和植物精油（essential oil）等[21-23]。關于冷殺菌技術在魚類產品中的應用尚處于研究階段，未形成產業化應用。Aubourg等[24]在冷凍前用150 MPa的靜水壓處理大西洋鯖魚，能有效抑制魚體脂肪的氧化，顯著提高冷凍魚肉的質量，且對色澤幾乎沒有影響，通過感官分析和微波熟制后對魚片進行分析，其口感和風味與新鮮魚片相差無幾。SUAREZ J C等[25]研究了超高壓處理金槍魚對貨架期的影響，結果表明經310 MPa的處理，金槍魚在4 ℃與-20 ℃條件下，分別可保存23 d和93 d以上，大大延長了其保質期。張曉艷等[26]使用1 kGy低劑量輻照（25 ℃）常溫貯藏的淡腌大黃魚，結果表明，低劑量輻照處理同樣能顯著延長淡腌大黃魚的貨架期。

3 展望

我國經濟的健康發展和消費結構的轉型升級，極大地促進了魚類及其產品的消費能力，對魚類生產加工業而言，既是機遇也是挑戰。因此，要進一步加大對魚類新產品的開發，研發適合不同消費人群、不同年齡階段的魚類加工產品，并且保證產品安全、健康和營養。為此，需要繼續加強研發，通過科研與生產相結合的方式，創新魚類加工生產技術，提高魚類加工、貯藏技術水平與市場競爭力。此外，重視魚類的精深加工，開發附加值更高的功能保健產品，改善人類健康和生活質量服務。最后，研究魚類加工副產物新的利用方向，提高魚類的綜合利用價值，最大限度地降低環境污染。

參考文獻

[1]農業農村部漁業漁政管理局.2019年中國漁業統計年鑒[M].北京：中國農業出版社，2019.

[2]邱春江.超高壓對鰱魚中關鍵酶與結構蛋白質構影響的研究[D].無錫：江南大學，2014.

[3]劉書成.水產加工學（2011年）第二版[M].鄭州：鄭州大學出版社.

[4]Timothy D Durance，Jingle Dou，Joseph Mazza.Selection of variable retort temperature processes for canned salmon[J].Journal of Food Process Engineering，1997，20（1）：65-76.

[5]V Quitral，N Romero，L Avila，et al.Thiamine retention as a function of thermal processing conditions：Canned salmon[J].Archivos latinoamericanos de nutrición，2006，56（1）：69-76..

[6]R Simpson， S Almonacid， M Mitchell. Mathematical Model Development， Experimental Validation and Process Optimization：Retortable Pouches Packed with Seafood in Cone Frustum Shape[J].Journal of Food Engineering， 2004，63（2）：153-162.

[7]田超群，王繼棟，盤新，等.水產品保鮮技術研究現狀及發展趨勢[J].農產品加工：創新版，2010，8（218）：17-21.

[8]J.A.Torres，G.Velazquez.Commercial Opportunities and Research Challenges in the High Pressure Processing of Foods[J].Journal of Food Engineering，2005，67（1）：95-112.

[9]C. Rauh，A. Baars， A. Delgado.Uniformity of Enzyme Inactivation in a Short-Time High-Pressure Process[J].Journal of food engineering， 2009，91（1）：154-163.

[10]T.Norton，D.-W.Sun.Recent Advances in the Use of High Pressure as an Effective Processing Technique in the Food Industry[J].Food and Bioprocess Technology，2008，1（1）：32-34.

[11]Benita S.Microencapsulation methods and industrial application[J].Dekker：New York，1996.

[12]吳克剛，柴向華.食品微膠囊技術[M].北京：中國輕工業出版社， 2006.

[13]QUINTANILLA-CARVAJALMX， CAMACHO-DAZ B H， MERAZ-TORRESLS，et al.Nanoencapsulation：a new trend in food engineering processing[J].Food Engineering Reviews，2010，2（1）：39-50.

[14]楊小蘭，袁婭，譚玉榮，等.納米微膠囊技術在功能食品中的應用研究進展[J].食品科學，2013，34（21）：356-367.

[15]蘇陽，徐方旭，馮敘橋.魚油微膠囊化研究進展[J].食品研究與開發2013，6，34（12）：133-136.

[16]向智男，寧正祥.超微粉碎技術及其在食品工業中的應用[J].食品研究與開發2006，27（2）：88-90.

[17]高亮.現代微波技術在水產加工中的應用[J].食品與加工.2009：69-70.現代微波技術在水產加工中的應用.

[18]段振華.微波技術在我國水產品加工中應用研究的現狀[J].水產科技情報，2008（31）：5-8.

[19]LEISTNER L，GORRIS L G M. Food preservation by hurdle technology [J].Trends in Food Science & Technology，1995，6（2）：41-46.

[20]郭燕茹，顧賽麒，王帥等.柵欄技術在水產品加工與貯藏中應用的研究進展[J].食品科學2014，35（11）：339-342.

[21]MARCOS B， AYMERICH T，GARRIGA M，et al. Active packaging containing nisin and high pressure processing as post-processing listericidal treatments for convenience fermented sausages[J].Food Control， 2013， 30（1）：325-330.

[22]ZOUBIRI S， BAALIOUAMER A. Essential oil composition of Coriandrum sativum seed cultivated in Algeria as food grains protectant[J]. Food Chemistry， 2010，122（4）：1226-1228.

[23]SADAKA F， NGUIMJEU C， BRACHAIS C H， et al. Review on antimicrobial packaging containing essential oils and their active biomolecules[J]. Innovative Food Science & Emerging Technologies， 2014（20）：350.

[24]Aubourg S P，Torres J A， Saraiva J A， et al. Effect of high-pressure treatments applied before freezing and? frozen storage on the functional and sensory properties of Atlantic mackerel （Scomber scombrus）[J]. LWT- Food Science and Technology， 2013，53（1）：100-106.

[25]RAMIREZ-SUAREZ J C，MORRISSEY M T.Effect of high pressure processing （HPP） on shelf life of albacore tuna （Thunnus alalunga） minced muscle[J].Innovative Food Science & Emerging Technologies， 2006，7（1/2）：19-27.

[26]張曉艷，楊憲時，李學英，等.低劑量輻照對淡腌大黃魚貯藏的影響[J].核農學報，2012，26（3）：490-493.

作者簡介：莫星憂（1992—），男，廣東肇慶人，碩士。研究方向：食品加工與安全