國內外南極磷蝦脫殼設備發展概況

張軍文 鄭曉偉

摘 要：南極磷蝦蛋白質含量高，氨基酸種類豐富，脂肪酸種類比較齊全，礦物質含量亦較高。該文介紹了國內外南極磷蝦脫殼設備研究進展，對比了關鍵性能指標，并展望了未來的發展方向，以期為南極磷蝦產業發展提供參考。

關鍵詞：南極磷蝦;脫殼機;得肉率;處理能力

中圖分類號 TS254.4 文獻標識碼 A文章編號 1007-7731（2020）20-0084-03

南極磷蝦是目前地球上生存著的最大單種生物資源之一，其現存量預計約為6.5億～10億t[1]，具有豐富的潛在漁業資源，每年可捕獲量約為1億t，可以為地球提供穩定的動物蛋白[1-3]。南極磷蝦體內蛋白質含量較高，約占整蝦干重的50%，肌肉中蛋白質的含量干重的70%以上[4-8]。雖然南極磷蝦的營養價值高，但由于體內氟含量較高、死后易自溶而腐爛變質等特性，幾乎都被直接加工成餌料或蝦粉，很難實現南極磷蝦自身真正的經濟和社會價值[9-16]。經研究發現，南極磷蝦體內的氟元素主要集中于蝦殼和頭腹部，除去蝦殼就能高效利用磷蝦蛋白。為了提升加工水平，實現南極磷蝦真正的經濟價值，機械化脫殼加工和處理成為必然趨勢。國內外學者在南極磷蝦相關加工產業開展了大量的研究工作，取得了一些重要成果[17]。

1 國外南極磷蝦脫殼機研究進展

1976年，一項波蘭發明專利涉及了一種名為TAILS的南極磷蝦脫殼裝置，該脫殼裝置采用旋轉的轉子和配合靜止切剁原件，且在滑槽內頂端安裝有多段射流水霧裝置，刀邊緣的凸起優選地被覆蓋在垂直于盤運動的方向[18];1981年，美國LAITRAM公司也申請了一種用于南極磷蝦剝皮機的發明專利，該剝皮機是由1組或者多組剝離輥，剝離輥之間留有適當的間隙，且他們的主軸線橫向于要剝離通過機械的磷蝦供應的流動路徑。其中安裝有擺動剝皮輥的裝置，使夾持器結合并剝皮磷蝦，來提供去殼的尾部肉。磷蝦的整平裝置位于每個剝離的裝載端，用于將磷蝦盡量均勻分布在橫向設置的輥的比例輥間隙上，便于與剝離輥間隙接觸的磷蝦層。每一個剝離段都裝有噴水裝置，該裝置被定位成供應水噴霧，來潤滑磷蝦和剝離輥間隙，并且還作用于促進磷蝦沿著剝離輥組向下前進的輸送機，該輸送機的前進速度隨著跟進磷蝦的尺寸和位置而變化。磷蝦縱向引導裝置也位于橫向設置的剝離的上方，磷蝦縱向引導裝置沿剝離輥的主軸線橫向間隔開，以保持磷蝦在剝離輥的軸線橫向上的均勻分布。對于船上安裝，這些引導件可以是有孔的，方便輸送水通過其中，以避免擺動時磷蝦全部向機器的一側擺動，以及未剝皮的磷蝦沿著剝皮或清洗部分的長度與剝皮的肉一起沖洗[19];1985年波蘭的POLITECIINIKA GDANSKA申請了一種滾軸式磷蝦脫殼裝置的發明專利[20]。

2 國內南極磷蝦脫殼機研究現狀

國內方面對于南極磷蝦加工方面研究起步較晚;2017年浙江工業大學公開了一種南極磷蝦的船載連續干制方法及其脫殼蝦仁的船載連續加工方法。其采用的方法和步驟為：首先對捕獲后的南極磷蝦進行輸送和分揀，利用振動篩進行瀝水，再利用紅外輻射對南極磷蝦進行加熱升溫大于70℃;采用熱風干燥，進行脫殼處理使磷蝦達到殼肉分離，得到南極磷蝦的蝦仁。再利用真空去雜，最后降溫冷卻，就可以得到干制品的南極磷蝦。這種加工得到的南極磷蝦蝦仁高效、環保，且品質可以保證[21]。同年，巴東縣豐太農業專業合作社公開了一種磷蝦殼肉分離的方法，其主要步驟如下：首先，對捕獲的南極磷蝦進行預干燥處理0.5～15min，干燥的溫度區間為50～150℃;其次，對干燥處理的磷蝦進行冷風處理，處理時間為5～120s;再次，利用雙輥、四輥或者六輥（采用的轉速為5～50轉/min）對冷風處理后的磷蝦進行擠壓脫殼;最后，采用一定速度（5～100m/s）的干凈空氣進行吹掃，就可以實現南極磷蝦的殼肉分離[22]。

2017年中國水產科學研究院漁業機械儀器研究所公開了一種南極磷蝦脫殼設備;整套設備主要由均質槽、液位控制器、布料機構、去殼機構、噴淋機構、蝦肉和蝦殼收集裝置、分揀平臺和包裝平臺等組成。其中核心部件就是脫殼裝置，脫殼裝置由機架、脫殼滾軸、噴淋管、進料口、出料口、排水口、電機、連桿、大鏈輪、小鏈輪和齒輪組等組成。其中，出料口與所述機架的側壁所成夾角≥20°，且≤70°;在豎直方向上所述大鏈輪的旋轉中心處于所述電機的旋轉中心的下側;所述小鏈輪處于所述大鏈輪的正上方;所述齒輪組沿著所述機架的寬度方向排列。所描述的自適應軸承包括軸承座及其內壁的彈簧，彈簧端部緊扣在軸承的外壁之上[23];其中，脫殼滾軸由大小滾軸組成，且大小滾軸是交替設置的，其數量保持一致。小滾軸位于大滾軸的正上方，大小滾軸通過齒輪組傳動的。該設備在南極海域船載過程中，去殼使用方便，去殼效率高，蝦肉的得率也較高。

3 國內外南極磷蝦脫殼機關鍵性能指標

3.1 性能指標對比 經文獻檢索發現，研究南極磷蝦脫殼設備的國外有2家研究機構，國內有2家研究機構，其各自的性能指標如表1所示。從表1可以看出，南極磷蝦脫殼蝦肉得率為10%～25%;蝦殼殘留率小于4.1%;生產線（單臺）處理能力為500～1000kg/h。其中，國內的（中國水產科學研究院漁業機械儀器研究所，簡稱為漁機所，下同）在船載生產線的脫殼蝦肉得率接近于目前能夠獲取的國內外最高值;目前這條生產線的處理能力與1989年波蘭海洋漁業研究所開發的磷蝦船載加工線較為接近，而高于2002年披露的滾桶脫殼法船載加工線的處理能力。

針對南極磷蝦體積小、去殼難，以及氟元素易融入南極磷蝦肉等問題，漁機所在國內率先開展了南極磷蝦脫殼機的研發。通過水流和滾軸運動形成的原料控制系統，有效地實現了磷蝦殼肉分離，獲得的蝦仁完整度較高、殘留蝦殼少。其采用弧形原料分布器、智能濾水輸送和水射流等技術，提升了原料處理能力且蝦肉出成率提高近1倍左右。目前研制出的專業化南極磷蝦脫殼機，單機最高處理量達1000kg/h，脫殼蝦肉的平均得肉率為20%。同時也配套設計了磷蝦原料均質桶、布料斗和濾水輸送帶等南極磷蝦加工輔助設備，形成了南極磷蝦船載脫殼加工生產線，為促進我國遠洋漁業資源利用和海洋強國戰略奠定了堅實的基礎。綜合分析，漁機所研發南極磷蝦脫殼這一項目成果整體接近國際先進水平。

4 結語

南極磷蝦作為一種蛋白質含量高，氨基酸種類豐富，脂肪酸種類也比較齊全，礦物質含量較高[26-28]，特別是脫殼之后的磷蝦肉（含氟量少），是提取蝦油、蝦青素等高品質產品的保障，在國內外得到了廣泛的開發和利用。相較于國外，我國南極磷蝦脫殼和后續加工起捕較晚。近年來，漁機所和國內其他海洋類高校為代表的單位陸續開展此方面的研究，取得了一些研究進展，這對于南極磷蝦加工和開發南極海域等具有非常重要的戰略意義。

目前，國內外對于南極磷蝦脫殼基本上是采用機械脫殼這一加工方式，但是脫殼之后對于機器的清洗工作，很多仍然依靠人工進行，既增加了勞動強度，又提高了勞動成本。因此，今后亟須開發出一種自清潔功能的南極磷蝦脫殼機，降低勞動強度，提高南極磷蝦肉的衛生狀況，這也是現代食品加工機械發發展方向之一。隨著科學技術的不斷進步，南極磷蝦脫殼機必將會朝向更加自動化、智能化和自清洗等功能方向發展。

參考文獻

[1]王美功.南極磷蝦：潛在的巨大漁業資源——訪中科院海洋研究所孫松研究員[J].海洋信息，1999（09）：25-26.

[2]STEPHEN N，JACQUELINE F，SO K.The fishery for Antarctic krill-recent developments[J].Fish and Fisheries，2012（ 13）：30 - 40.

[3]TOU JC，JACZYNSKI J，CHEN YC.Krill for human consumption：nutritional value and potential health benefits[J].Nutrition Reviews，2007，65（2）：63-77.

[4]SIEGEL V，REISS C S，DIETRICH K S，et al.Distribution and abundance of Antarctic krill（Euphausia superba）along the Antarctic Antarctic[J].Deep Sea Research Part I：Oceanographic Research Papers，2013，77（4）：63-74.

[5]孫雷，周德慶，盛曉風.南極磷蝦營養評價與安全性研究[J].海洋水產研究，2008，29（2）：57-64.

[6]王蘭，馮曉梅，呂晴，等.磷蝦肌肉營養成分的分析和評價[J].中國海洋大學學報，2013，43（7）：51-55.

[7]龔洋洋，陸建學，黃艷青，等.南極磷蝦粉氨基酸營養價值分析與評價[J].飼料工業，2013，34（16）：38-41.

[8]朱蘭蘭，趙曉君，周德慶，等.南極磷蝦中氟的研究進展[J].農產品加工，2012（3）：24-25.

[9]Joseph C Gigliotti，Matthew P Davenport，Sarah K Beamer，et al.Extraction and characterisation of lipids from Antarctic krill[J].Food Chemistry，2011，125（3）：1028-1036.

[10]Jon ?vrvum Hansen，Karl D Shearer，Margareth ?verland，et al.Replacement of LT fish meal with a mixture of partially deshelled krill meal and pea protein concentrates in diets for Atlantic salmon（Salmo salar）[J].Aquaculture，2011，315（3）：275-282.

[11]Bunji Yoshitomi，Ichiro Nagano.Effect of dietary fluoride derived from Antarctic krill（Euphausia superba）meal on growth of yellowtail（Seriola quinqueradiata）[J].Chemosphere，2012，86（9）：891-897.

[12]Bunji Yoshitomi.Utilization of Antarctic krill for food and feed[J].Developments in Food Science，2004，42：45-54.

[13]Bunji Yoshitomi，Masatoshi Aoki，Syun-ichirou Oshima.Effect of total replacement of dietary fish meal by low fluoride krill（Euphausia superba）meal on growth performance of rainbow trout（Oncorhynchus mykiss）in fresh water[J].Aquaculture，2007，226（1/4）：219-225.

[14]黃洪亮，陳雪忠，馮春雷.南極磷蝦資源開發現狀分析[J].漁業現代化，2007（1）：48-51.

[15]GIGLIOTTI J C，DAVENPORT M P，BEAMER S K，et al. Extraction and characterisation of lipids from Antarctic krill[J].Food Chemistry，2011，125（3）：1028 -1036.

[16]HANSEN J ?，SHEARER K D，?VERLAND M，et al.Replacement of LT fish meal with a mixture of partially deshelled krill meal and pea protein concentrates in diets for Atlantic salmon（Salmo salar）[J].Aquaculture，2011，315（3）：275-282.

[17]So Kawaguchi，Stephen nicol.Learning about Antarctic krill from the fishery[J].Antarctic Science，2007，19（2）：219-230.

[18]TL：DEVICE FOR HULLING NIUSLES CALLED TAILS FROM MARINE CRUSTACEANS，SPECIALLY? KRILLPN∶ PL109654B1（AD1976.11.03，PD1980.06.30）

[19]TL：Krill peeling machine PN∶US4393544A（AD1981.02.02，PD1983.07.19）PA∶ IAITRAM CORPORATION THE A CORP OF LA（美國）

[20]TL：KRILL SHELLING APPARATUS PN：PL144775B1（AD1985.? 08.16，PD1988.07.30）PA：POLITECHNIKA GDANSKA（波蘭）

[21]浙江工業大學[P].南極磷蝦的船載連續加工方法及其脫殼蝦仁的船載連續加工方法.中國：CN20170300769.9，2017-09-26.

[22]巴東縣豐太農業專業合作社[P].一種磷蝦殼肉分離的方法.中國：CN201510961106.2.2017-06-27.

[23]中國水產科學研究院漁業機械儀器研究所[P].一種南極磷蝦脫殼設備.中國：CN 201410674568.1.2017-02-01.

[24]孫松.南極磷蝦[J].世界科技研究與發展，2002（04）：57-60.

[25]D.P.Sen.Advances in Fish Processing Techno1ogy[J].Allied Publishers，2005.2.21.

[26]信中.波蘭漁業公司首次銷售南極磷蝦[J].現代漁業信息，1989（11）：33.

[27]麥康森，魏玉婷，王嘉，等.南極磷蝦的主要營養組成及其在水產飼料中的應用[J].中國海洋大學學報（自然科學版），2016，46（11）：1-15.

[28]劉麗，劉承初，趙勇，等.南極磷蝦的營養保健功效以及食用安全性評價[J].食品科學，2010，31（17）：443-447.

（責編：張宏民）