金槍魚加工利用研究進展

何雨珂，彭紫亭，趙洲，吳耀剛，郭志強，肖娟

1.海南大學食品科學與工程學院（海口 570228）；2.海南大學生命科學學院，南海海洋資源利用國家重點實驗室（海口 570228）

金槍魚一般泛指金槍魚屬（Thunnus）的8種魚類，以及鰹屬（Katsuwonus）、鮪屬（Euthynnus）、舵鰹屬（Auxis）、狐鰹屬（Sarda）、裸狐鰹屬（Gymnosarda）的多種魚類[1-2]。根據聯合國糧食及農業組織統計數據顯示，2020年金槍魚捕撈量排名前列的國家包括印度尼西亞、厄瓜多爾、菲律賓和日本，而北美、歐盟、西歐、東亞及東南亞是全球主要的金槍魚進口市場。過去金槍魚遭受過度捕撈，且生長周期長，因此多種金槍魚被列入《世界自然保護聯盟瀕危物種紅色名錄》。但是據調查顯示，2014—2019年間，13種主要商業金槍魚種類中的8種金槍魚種群數量得到恢復[3]。我國金槍魚產業起步較晚，根據《中國漁業統計年鑒》2021年數據顯示，2020年中國的金槍魚漁獲量（3.25萬 t）僅占2020年中國遠洋捕撈產品產量（231.66萬 t）的1.40%。

金槍魚肉質鮮美，富含蛋白質和高比例的二十碳五烯酸（eicosapentaenoic acid，EPA）、二十二碳六烯酸（docosahexaenoic acid，DHA）等多不飽和脂肪酸（polyunsaturated fatty acid，PUFA），營養價值高[4]。加工方式包括冷凍[5]、熏制[6]、罐頭[7]、魚粉[8]等多種，副產物也可制成魚油微膠囊[9]、寡肽[10]等高附加值產品。文章綜述了金槍魚冷凍、罐頭、魚油三種主要加工方式的最新研究進展和成果，并闡述了金槍魚五種加工副產物的營養特點、加工途徑及潛在用途，以期為金槍魚的綜合利用和深入開發提供理論參考。

1 金槍魚的常見加工方式

1.1 冷凍加工

冷凍是金槍魚保鮮貯藏的主要方式。蛋白質變性是決定魚肉品質的關鍵因素，而冷凍過程中生成的冰晶極大影響到蛋白質劣變程度[11]。高壓冷凍[12]、超聲輔助冷凍[13]和電磁干擾冷凍[14]等新型冷凍技術被證實可以減小冷凍過程中冰晶對金槍魚肉組織的損傷，達到提高冷凍魚肉品質的目的。

Cartagena等[12]研究解凍前高壓預處理對長鰭金槍魚肉品質的影響，結果發現在200 MPa下加壓2 min后魚肉的解凍損失率、烹飪損失率和總重量損失率分別減少23.2%，44.0%和33.7%，魚肉顏色無顯著變化，表明高壓預處理技術可有效減少冷凍金槍魚肉的品質劣變。Liu等[13]研究冷凍過程中超聲波處理對金槍魚肉中肌原纖維蛋白的影響，結果發現肌原纖維蛋白含量隨著超聲時間的增加而顯著降低（P＜0.05），其表面疏水性隨著超聲功率和時間增加而顯著增加并且平均粒徑顯著低于未處理樣本（P＜0.05），試驗表明超聲波處理使金槍魚肉更易形成具有彈性的凝膠網絡結構，對維持金槍魚肉品質起到積極作用。電磁干擾冷凍技術包括電場、磁場、微波和射頻技術等[15]，經研究發現可以有效防止凍結過程中冰核的形成，從而保持魚肉優良品質。Kang等[14]利用脈沖電場和振蕩磁場協同處理新鮮黃鰭金槍魚肉后，使其在-3.2 ℃的過冷狀態下保存8 d，處理組的滴水損失率顯著低于未處理組（P＜0.05），這是因為脈沖電場和振蕩磁場協同處理使金槍魚肉處于過冷保存狀態，魚肉無冰晶形成，肌肉纖維無冷凍損傷。

1.2 罐頭加工

魚罐頭是世界上最普遍和最受認可的魚類加工產品之一。常被用于生產罐頭的金槍魚有鰹魚、黃鰭金槍魚、大眼金槍魚和長鰭金槍魚[16]。新鮮金槍魚原料被加工成罐頭后，蛋白質、脂質等發生復雜生化反應，導致質構、色澤和風味變化[17]。Stephen等[18]對比鰹魚分別在蒸煮、油炸、罐裝和微波加熱后的變化，結果發現蒸煮處理對金槍魚ω-3脂肪酸造成的損失最小，而罐裝和油炸處理使ω-3脂肪酸含量顯著下降（P＜0.05），其中罐裝處理使EPA含量損失41.91%，而DHA幾乎完全損失。

不少研究發現影響金槍魚罐頭品質的因素不止工藝參數，還包括原料新鮮度[19]、罐頭填充介質[20]或填充物的類型[21]。Miao等[19]發現新鮮度不同的黃鰭金槍魚原料在罐裝蒸煮處理后的感官評價會有顯著差異（P＜0.05），鮮度K值在18%～24%范圍時，即使原料的K值小幅度增加，罐頭品質也會明顯變差。Anwar等[20]發現棕櫚油和鹽水兩種介質的黃鰭金槍魚罐頭在相同殺菌條件下具有明顯不同的熱滲透表現，鹽水罐頭需要的殺菌時間比棕櫚油罐頭更長，這意味著鹽水罐頭在長時間的熱殺菌處理下會損失更多的營養物質。Mohan等[21]發現分別填充青豆、西蘭花、小玉米的黃鰭金槍魚罐頭比無蔬菜填充的罐頭的加工時間減少4.35%～15.22%，縮短加工時間對金槍魚肉的質地特性（硬度、咀嚼性和彈性）和營養價值更加有益。

1.3 魚油加工

對于海洋魚類來說，脂質大多沉積在皮下、肌肉、頭部和內臟中，含油量在13.5%～36.2%，具體含量取決于物種和組織類型[22-23]。與傳統魚油加工方法（液壓、熱提取和溶劑提取）相比，一些相對新穎的魚油加工方法（酶水解提取[24]、超臨界流體提取[25]、超高壓輔助提取[26]、超聲波輔助提取[27]）提取的金槍魚油安全綠色、品質好且出油率高，展現出良好的應用前景。

De Oliveira等[24]對比酶解法與傳統工業法（物理壓榨法和化學溶劑法）提取的黃鰭金槍魚油品質，結果發現酶解法魚油中EPA和DHA含量顯著高于傳統工業法（P＜0.05），而過氧化值和酸價顯著低于傳統工業法，表明酶解法可獲得營養價值高并且氧化程度低的高品質魚油。Sahena等[25]利用超臨界二氧化碳（supercritical carbon dioxide，SC-CO2）法從青干金槍魚中提取魚油，在4 ℃和-18 ℃分別儲存60 d后發現，4 ℃儲存的魚油中PUFA含量降低21.20%，而-18 ℃儲存的魚油PUFA含量僅降低0.05%，并且具有更低的過氧化值、酸價和皂化值，這表明高PUFA含量的魚油更適合儲存在較低溫度下。Zhang等[26]研究超高壓對酶解提取黃鰭金槍魚油的影響，超高壓預處理再酶解提取的效果顯著，在200 MPa處理10 min后，1%木瓜蛋白酶在55 ℃下水解1 h，該魚油中DHA和EPA含量分別達21.79%和6.13%。與單次酶解提取相比，超高壓預處理再酶解提取魚油的采收率增長超過13%，魚油顏色呈金黃色，更接近SC/T 3502—2016《魚油》[28]中精制魚油標準，表明超高壓預處理提高金槍魚油的提取效率和品質。

金槍魚油富含PUFA，大多數市售金槍魚油產品的EPA含量不低于18%、DHA含量不低于12%[29]。由于PUFA極易氧化，魚油微膠囊化、添加抗氧化劑等措施被應用于保護魚油品質。微膠囊化技術，即利用蛋白質、碳水化合物及其混合物等聚合物在目標物質周圍形成保護屏障，制成穩定可控的微膠囊，可包埋PUFA等生物活性物質，保持其生理活性、提高穩定性和延長保質期[30]。

Charles等[31]將葛粉與麥芽糖糊精制成不同配比的乳液以制備金槍魚油微膠囊，其中3.25︰3.25︰1（麥芽糖糊精、葛粉、乳清分離蛋白）乳液制成的微膠囊具有低水分活度、低酸價和高貯存穩定性的優點，形態特性優良，能有效抑制魚油氧化酸敗。Bakry等[32]使用來自草魚的肌原纖維蛋白（myofibrils protein，MP）結合κ-或λ-角叉菜膠作為復合壁材，通過噴霧干燥法對金槍魚油進行微膠囊化，結果發現復合壁材比單MP壁材具有更高的水分含量、溶解性、包封率、有效載荷，以及更低的表面油含量、可濕性、吸水性（P＜0.05）。此外，復合壁材改善微膠囊形態，顯著降低微膠囊的過氧化值和茴香胺值（P＜0.05），使金槍魚油微膠囊受到更好的抗氧化保護，表明魚類肌原纖維蛋白-多糖復合物作為微膠囊材料能在魚油抗氧化方面發揮重要作用。

影響金槍魚油微膠囊抗氧化活性的因素不只是壁材類型，還包括魚油濃度[33]、膠囊種類[34]、制備方法[34]、抗氧化劑[36]和共存物[37]等。Kanwal等[33]通過不同金槍魚油含量的乳液制備微膠囊，乳液中魚油含量對所制備的微膠囊化粉末的水分含量、包封率、吸濕性、堆積密度有顯著影響且呈反比（P＜0.05），對30 d儲存測試后的過氧化值和茴香胺值有顯著影響且呈正比（P＜0.05），表明低油負載更有利于延長金槍魚油微膠囊保質期。Wang等[34]將乳清蛋白分離物分別與瓊脂膠和結冷膠結合成復合壁材，分別用作內殼和外殼以生產雙殼微囊化魚油粉末，與沒有雙殼的微膠囊粉末相比，雙殼微膠囊具有低表面油含量（1.8%）、高包封率（95.8%）和高有效載荷（42.6%）的優點，RancimatTM和OxipresTM加速氧化測試結果表明其雙殼結構明顯提高包埋金槍魚油的抗氧化穩定性。Eratte等[35]比較噴霧干燥法和冷凍干燥法得到的不同金槍魚油微膠囊，結果發現噴霧干燥法所得固體微膠囊具有更好的抗氧化穩定性、更高的微膠囊化效率、較低的表面含油量以及表面無微孔的結構。Eratte等[37]發現將益生菌（干酪乳桿菌）與金槍魚油共同作為微膠囊芯材會協同增強魚油抗氧化穩定性和益生菌活力。同時益生菌和金槍魚油的共微囊化提高了油釋放時的完整性，顯著提高了益生菌的存活率和粘附在腸壁上的能力[38]。

2 金槍魚副產物加工進展

金槍魚加工業的剩余原料，也被稱為副產物，包括頭、暗色肉、內臟、骨架（帶肉的骨頭）、皮、鰭、碎屑、血液和其他不用于人類消費的部分，其質量占整魚質量的50%～70%，具體比例與品種、年齡、季節和加工方法等因素相關[39]。這些副產物富含蛋白質、脂質、礦物質等營養物質，是具有良好經濟效益的海洋生物資源。按照金槍魚各部位副產物進行分類，綜述部分學者在金槍魚副產物加工利用方面的研究成果，如表1所示。

表1 金槍魚副產物利用現狀

2.1 暗色肉

金槍魚暗色肉也被稱為血合肉，食用品質較差，占副產物總質量10%～12%[45]。有研究發現暗色肉富含蛋白質，蛋白含量達干重70%以上[4]。因此可被加工成魚粉、魚餌、動物飼料、寵物食品等產品。

金槍魚蛋白水解物（tuna protein hydrolysates，TPH）是金槍魚蛋白經酶水解后得到的產物，含有不同分子量和氨基酸序列的肽，寡肽成分使其具有更好的吸收利用率和生物活性。目前研究發現TPH具有抗氧化[45]、抗痛風[46]、抗高血壓[47]、抗高尿酸血癥[48]和鈣鐵螯合活性[49]等功能性質。蛋白質的生物來源、水解程度、肽結構、氨基酸組成和所用蛋白酶的類型對肽的生物特性有重要影響。許多研究表明，具有較強生物活性的肽分子量介于1～4 kDa之間[39]。

Unnikrishnan等[45]酶解熟制黃鰭金槍魚暗色肉以提取抗氧化肽，發現提高酶解程度將增加TPH中短鏈肽（＜3 kDa）比例，使其具有更強抗氧化活性，這與李桂芬等[46]的研究結果一致。這些抗氧化肽的抗氧化性能差異可能源于其分子量大小、氨基酸組成及疏水性的不同。Liu等[48]發現對TPH進行美拉德反應和胃腸消化測試后，TPH的抗高尿酸活性不會顯著降低（P＜0.05），在小鼠體內仍能有效抑制XO活性并下調XO mRNA表達。

2.2 魚頭

金槍魚頭中富含PUFA，DHA和EPA含量顯著高于其他魚類[50]。魚油作為魚類廢棄物的高附加值產品，一直是漁業產業化廢物回收的關注重點。有研究發現從黃鰭金槍魚眼窩肉中提取油脂中含有豐富PUFA，含27.12% DHA和5.99% EPA[51]。Pudtikajorn等[41]研究不同高壓蒸煮時間對鰹魚魚眼出油率的影響，結果發現在121 ℃下隨著加熱時間的延長，魚油得率逐漸增大且極性成分逐漸增加，加熱至20 min時得率最大16.49%，此時所得樣品中的PUFA含量達40.46%～41.00%，各項指標均高于CXS 329—2017《魚油標準》[52]中食用油標準。

金槍魚頭中蛋白質可水解成TPH以提取食源性抗氧化肽。Zhang等[53]采用胃腸外消化法對鰹魚魚頭進行酶解，分離制備出6種抗氧化肽，其中氨基酸序列為Glu-Met-Gly-Pro-Ala的寡肽具有最強DPPH自由基清除能力，其半抑制濃度為0.46 mg/mL。

2.3 魚皮

金槍魚皮難以被完整剝離利用，不同部位的魚皮在質地、色澤等方面有所差異，因此更多是被用于提取膠原蛋白[42]、明膠[54]和脂質[55]等活性物質。膠原蛋白的特性取決于所使用的原材料和提取方法，其中酶的種類、水解條件（酶濃度、溫度、pH和時間等）是影響水解膠原蛋白品質的重要因素。Ahmed等[56]通過培養蠟樣芽孢桿菌FORC005和FRCY9-2并聯合酸法處理大眼金槍魚皮后得到優質I型膠原蛋白，可應用于食品、制藥和生物醫藥。

海洋魚類明膠具有替代哺乳動物源明膠的極大潛力[54]。Karayannakidis等[55]以黃鰭金槍魚皮為原料并采用酸堿提取工藝生產明膠，成品具有凝膠強度高、熔點高和黏度高等良好物理特性，且生產過程中可對明膠和脂質進行共提取。

2.4 魚骨

金槍魚骨是優質的鈣源，還被用于制備明膠、肽等生物活性物質。Nemati等[57]從黃鰭金槍魚骨提取的骨粉中鈣元素含量可達38.16%。陽麗紅等[58]采用800 W微波處理1.5 h后的金槍魚骨鈣粉含有較高的鈣磷比例（含鈣192.3 mg/g、磷149.8 mg/g），且形態特征較好，比普通鈣粉具有更好的鈣吸收率、鈣儲留率和生物利用率。楊會成等[59]將黃鰭金槍魚骨中提取的膠原蛋白肽和檸檬酸鈣螯合，得到的膠原蛋白螯合鈣具有促進成骨細胞分泌堿性磷酸酶和更強的抗骨質疏松生物活性，這為魚類副產物深加工和高值化利用提供新思路。

2.5 內臟

金槍魚內臟常被用于制備蛋白粉[60]或被提取魚油[61]、魚蛋白水解物[62]等產物。Shen等[60]以黃鰭金槍魚肝臟為原料對比酸、堿輔助方法對制備蛋白粉的影響，兩種蛋白粉的氨基酸譜相似，但堿法得到的蛋白粉具有更高的蛋白產量、蛋白比率和更低的脂類比率、重金屬含量。Fang等[61]通過比較亞臨界二甲醚（subcritical dimethyl ether，SDEE）萃取法、濕法還原法、酶法提取法從鰹魚肝臟中提取的魚油的品質，結果發現用SDEE萃取法得到的魚油的得率、維生素（A、D2、D3、E）含量、總多不飽和脂肪酸含量均顯著高于其他2種方法（P＜0.05），而酸價、過氧化值顯著低于其他兩種方法。Klomklao等[62]利用堿性蛋白酶從鰹魚內臟中提取TPH，在3%水解率的最佳條件下，TPH成品的蛋白質含量可達干重的81.04%，其必需氨基酸含量占氨基酸譜的43.13%，且主要氨基酸為谷氨酸、蛋氨酸和天冬氨酸，表明金槍魚內臟蛋白水解物可作為多肽和氨基酸的良好來源。

3 結語

局限于國內冷流物流系統的不成熟及其它因素，即使金槍魚產量不斷增加，以生魚片為代表的金槍魚生鮮產品仍無法迅速向廣大內陸地區打開市場。魚罐頭、魚油膠囊、寵物罐頭、飼料、蛋白粉等受限較小的產品反而能以金槍魚為賣點逐漸提高消費者對金槍魚類產品的接受度，而以金槍魚加工副產物作為此類加工產品的原料具有不可替代的低成本優勢。同時副產物經加工后得到的寡肽、明膠、魚油等天然活性物質或保健成分也具備不低開發潛力。副產物的合理利用可為金槍魚加工產業發展提供新動力，同時進一步完善國內金槍魚產業鏈。由于目前金槍魚副產物的綜合利用實現較為困難，對企業的金槍魚捕撈產量以及加工工藝有較高要求，從實驗室研究到工廠實現生產仍有許多問題要解決。總體來說，近年來金槍魚類產品出現在人們生活中的頻率越來越高，也被更多消費者認可，金槍魚類產品將來會在食品、日化、醫藥等領域有更大市場。