现代高新技术在水产品加工中的应用

王鑫钰，曾小群，潘道东，王贤斌

（宁波大学海洋学院，浙江宁波315211）

现代高新技术在水产品加工中的应用

王鑫钰，曾小群*，潘道东，王贤斌

（宁波大学海洋学院，浙江宁波315211）

水产品是一种大众性消费品。当前，高新技术已不断应用于提高水产品资源利用率、优化渔业产业结构。为促进高新技术在水产品加工中产业化的应用，本文综述了超高压、辐照、酶技术、超微粉碎、液熏、超临萃取和膜分离等新技术在水产品加工中的应用现状及研究进展，以期为水产品加工业的发展提供参考价值。

水产品，加工，高新技术，进展

水产品营养丰富，能够提供大部分人类所需的优质蛋白质。水产品加工和综合利用是渔业生产活动的延续，是我国渔业的三大支柱产业之一。我国水产品的产量占世界的70%，但其品质与世界先进水平还存在显著差距。由于缺乏高新技术的应用，水产加工成为制约水产业发展的瓶颈问题。利用高科技开发更多水产精深加工产品，把水产品加工业推向产业化。本文介绍了超高压、辐照、酶技术、超微粉碎、液熏、超临萃取、膜分离和微胶囊等高新技术在水产品加工中的应用和研究进展，为提升我国水产品加工技术水平及保障水产品质量安全提供参考。

1 水产品加工中新技术的应用

1.1 超高压技术

超高压技术，是在密闭容器内，用水或其他液体作为介质对食品或其他物料施以200～1000MPa的压力，达到灭菌、改性、加工和保藏的目的[1]。超高压处理具有压力均匀传递、瞬时、高效、耗能低、污染少，对维生素、色素和风味物质等低分子化合物无明显影响等优点[1]。用常规的加热方法不能得到高凝胶强度的鱼品，可通过超高压技术实现。但是还存在一些不足，如超高压装置成本比较高、一次处理产品量少和受到多种因素影响，因此对水产品加工方式的选择需要进行综合考虑。在水产品加工中，超高压技术可以改善水产品品质，提高对病毒[2]、致病菌的灭活率[3-4]和牡蛎的脱壳率[5-6]。López-Caballero等[7]在400MPa 10m in的条件下，有效减少牡蛎中的总菌落数。刘剑侠[8]利用超高压处理改善了大菱鲆质构、色差、pH和挥发性气味。雒莎莎[9]和郑捷[10]利用超高压改善了鱼肉的气味、滋味和咀嚼度，显著提高鱼肉的感官品质。王成忠[11]发现超高压处理对刺参的功能成分影响不大，但与鲜刺参相比，多糖含量和胶原蛋白的含量差异较小；与水发刺参相比，多糖和胶原蛋白含量均明显提高，说明超高压处理能够减少有效成分的损失。胡飞华[12]得出经超高压处理的梅鱼鱼糜凝胶强度是热处理的2.2倍，凝胶硬度仅为热处理的67%，弹性为热处理的1.6倍。利用310MPa瞬时加压处理[5-6]，可使牡蛎闭合肌脱离率达到100%，而对牡蛎的外观几乎无影响。

超高压可以提高水产品的膨化率。水产品膨化利用微波膨化产生的高压，使物料内部迅速升温产生大量蒸汽，内部蒸汽往外冲出，形成无数的微孔道，从而使物料组织膨胀。刘焱等[13]将鱼片在40℃烘干6h后，膨化140s，制作出的膨化鱼片产品整体质量好，出品率最高。王灵玉等[14]以白鲢鱼为主原料加工成鱼果，发现高真空度可以保持适当水分，使膨化率和松脆度提高，避免鱼果松脆度不够或出现僵片。

超高压技术基本是一个物理过程，可以利用超高压技术开发出质地和外观不同的新型产品，在水产品贮藏和加工中得到广泛应用。

1.2 辐照技术

辐照技术是一种冷物理处理方法，对冷冻水产品杀菌作用尤为突出，可以解决水产品微生物超标的问题，延长保质期，减少食源性传染疾病的发生，提高产品质量。辐照技术具有操作安全可控性强、操作简单方便等优点。辐照技术与化学试剂或添加剂处理相比，不会存留有害物，而且在10kGy剂量以下辐照处理的食品是无毒安全的，不会限制每日摄入量，能够很好保持水产品原有品质。

辐照作为一项具有潜力和广阔前景的新技术，随着其发展、完善，有可能成为食品领域的主要关键技术，尤其是在水产品的安全控制领域应用上发展潜力巨大。一定剂量的辐照也可以降解和破坏食品中的有害残留物和食物过敏原，已成为食品安全控制领域中的一个重要技术手段。

Yang等[15]通过电子束辐照醉泥螺，经过3kGy辐照后，能够延长其保存期5～12个月。低剂量辐照处理淡腌大黄鱼可以使菌落总数显著减少，延长货架期达8d，显著减缓淡腌大黄鱼挥发性盐基氮的增加，而对脂肪氧化的影响较小[16]。李超等[17]不同剂量电子束辐照对泥蚶水分、蛋白质含量没有显著改变，脂肪均显著减少，并随辐照剂量增大损失率上升，对氨基酸组成无显著影响，得出3～5kGy电子束辐照泥蚶的杀菌效果和感官评分最高。电子束辐照能有效降低美国红鱼肉的菌落总数，总挥发性盐基氮和过氧化值均有不同程度增加，感官影响不明显[18]。

辐照技术除了能够延长水产品的保藏期外，Lee JW[19]、Byun M W等[20]发现其还能够降低虾的致敏性，使其成为降低水产品过敏反应的重要技术。但是，水产品中辐照的剂量不容忽视。在适宜的条件下才能尽量避免辐照产物的产生，残留的辐照产物能使其产生毒性更大的产物如醛类等。

1.3 酶技术

酶技术是指在一定的生物反应器内，利用酶的催化作用进行物质转化的技术，是酶科学在生产实践中的应用。酶技术具有无毒无害、安全性高、催化效率高、不会损害产品质量等优点，但也具有成本较高、专一性强、对环境条件要求高、高温易失活等缺点，可采用与其他技术相结合的方法来避免。

酶技术是水产品脱壳去皮中常用的一种新技术。木瓜蛋白酶能够高效地对东海海参进行脱皮[21]，酶解鱼皮鱼鳞[22]。此外，水产品中丰富的营养成分或生理活性物质，如扇贝边或贻贝干粉含有丰富的优质蛋白质和多种微量元素，虾、蟹壳中含有钙、蛋白质、类胡萝卜素和类脂等营养物质，主要通过酶解技术制成各种胶囊保健食品。

传统的鱼露加工由于食盐量较多，抑制了酶的活性，发酵周期长达一年，而利用酶技术可以将鱼露等鱼调味品的发酵时间缩短至48h[23]，并且工艺条件易于控制，产品质量稳定另一方面，利用酶技术还可以抑制微生物的生长，延长保质期。Enrique等[24]利用溶菌酶保鲜液抑制南美白对虾弧菌属生长的效果与抑制滕黄微球菌的效果相当，并且对南美白对虾致病菌（如溶藻弧菌、溶血性弧菌以及霍乱弧菌）有很明显的抗菌作用，能够有效延长其货架期。

利用酶技术不仅可以改善水产品加工工艺，使其在短时间内生产出风味好的产品，还可以利用廉价的水产品下脚料，生产出高附加值的产品，将水产品资源利用率最大化。与传统方法相比，既节约能源，又能改善水产品质量，提高生产率和市场竞争力。

1.4 超微粉碎技术

超微粉碎，是指利用机械或流体动力的方法克服固体内部凝聚力使之破碎，从而将3mm以上的物料颗粒粉碎至10～25μm的操作技术，是20世纪70年代以后兴起的一种物料加工高新技术。超微粉粹水产品与传统的粉碎方法相比，具有获得更细的粉末、保持其原有营养成分、改善水产品的流动性和粉碎油脂、糖类成分等优点。超微粉碎后的超微细粉末，具有一般颗粒所没有的特殊理化性质，如良好的吸附性、分散性、溶解性和化学反应活性等优点[25]。为了使水产品生产中下脚料的生物利用率最大化，通过超微粉碎可制成营养物质或提高营养成分的吸收率。利用超微粉碎技术可将藻类粉碎[26]或破壁[27]后提取活性物质。陶学明等[28]采用超微粉碎技术将梭子蟹下脚料的酶解余料加工成蟹壳微粉，平均粒径可达21.65μm，具有高蛋白、低脂肪、无机质丰富的特点。余海霞等[29]采用酶解和超微粉碎技术从鱼骨中制备鱼骨超微钙粉，使钙吸收率提高了21%左右。由于不同的水产品进行超微粉碎的温度不同，还需要进行大量实验来确定超微粉碎温度以优化生产加工工艺。

1.5 液熏技术

液熏法是将木粒、木材和木屑等的可控燃烧而产生，然后用水进行冷凝，灰分和焦油通过沉积作用去除，只留下多酚类化合物，有机酸、羰基化合物等对色泽和风味所必需的重要物质，然后采用淋洒、喷雾法；浸渍；注射置入等方法对产品进行处理，产生与木材烟熏一样的色泽和风味特点。目前已在鱼制品、肉制品及调味品等方面得到广泛的应用，特别是在欧美日等发达国家得到快速的发展。美国有90%的烟熏食品由液熏法加工而成，主要有熏三文鱼、鳟、鲐等。液熏与传统的烟熏方法相比，具有使用简单、方便、自然，避免含苯并芘（Benzopyene，BaP）等有害物质污染，防腐抗菌和抗氧化作用，可减少用盐量，延长产品的保质期，速度快可实现产业化生产等优点。Muratore[30]得到不同的腌制工艺对液熏剑鱼片的微生物生长有显著的影响，液熏浓度对感官指标有显著的影响，用5%浓度的熏液对腌干的剑鱼片进行熏制，可获得较好的烟熏口味。Kristinsson[31]研究发现液熏可使鲯鳅鱼鱼片的a*值（红色）增大，并在冻藏过程中保持稳定；液熏处理对微生物及脂质氧化的影响显著，通过感官评定发现经液熏处理的鲯鳅鱼片比未处理的品质较好，并有较长的保质期。

液熏法不仅减少了有害成分的污染，而且能够精确有效地控制熏制过程，缩短熏制周期，但液熏香味料的品种单一，使水产品液熏技术还处于推广之中。

1.6 超临界萃取技术

超临界萃取即利用超临界条件下的气体作萃取剂，从液体或固体中萃取出某些成分并进行分离的技术[32]。超临界萃取水产品与传统方法相比，具有提取率高、操作温度低、有效成分不被破坏、无有机溶剂残留和工艺简单等很多优点。在水产品加工中，主要应用于高附加值营养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]、测定水产品中农药残留[34]等。刘程惠等[35]通过超临界CO2流体萃取大马哈鱼籽中DHA和EPA，使不饱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。超临界萃取还可以优化水产品加工工艺，获得更好的产品品质。马媛等[36]采用超临界萃取技术提取扇贝内脏脂质，与采用索氏提取法比较，超临界萃取法更适合不饱和脂肪酸的提取，而且提取时间短。丁月等[37]利用超临界CO2萃取博氏内脏油，传统的隔水蒸煮法得到的内脏油颜色深、气味浓、含水量高、易酸败，而超临界CO2萃取得到的鱼油呈浅黄色、微鱼腥味、无酸败味。

但超临界萃取技术在分离过程需在高压下进行，使设备一次性投资大，所以应充分考虑其经济性能。

1.7 膜分离技术

膜分离技术是以天然或人工合成的高分子薄膜为介质，以外界能量或化学位差为推动力，对双组分或多组分的溶质和溶剂进行分离、分级、纯化和富集的方法[38]，主要包括超滤、微滤、纳滤、反渗透和电渗析等。膜分离技术与传统的分离过程相比，具有无相变、设备简单、操作容易、能耗低和对所有处理物料无污染等优点。但在水产品加工方面还比较单一，还有待深入的开发利用。近年来，膜分离技术在水产品加工方面的应用也越来越受到人们的关注，主要应用在水产品经处理后的溶液的分离纯化或提取活性物质。A fonso MD等[39-40]利用超滤及纳滤技术，对鱼粉加工污水中蛋白进行回收，回收利率达到17%。林伟锋等[41]用超滤技术对沙丁鱼蛋白酶解液进行了处理，超滤技术可以很好地分离纯化沙丁鱼粗肽溶液中不同分子质量的组分。Jeon等[42]用超滤技术处理鳕鱼蛋白水解物，得到小于3、10、10～30ku的3个肽片段，分别具有优越的ACE抑制因子功效、高抗氧化性能和良好的乳化、搅打特性）。Chabeaud[43]在制取雪鱼类蛋白水解物中，利用膜分离技术对2ku具有抗氧化能力肽的分离效果最好。过菲等[44]应用超滤技术对羊栖菜粗多糖提取液的脱盐效果很好，脱盐率达99.9%，除去部分色素物质而且能浓缩羊栖菜粗多糖提取液，提高褐藻胶及褐藻糖胶的含量。膜分离技术是一个水产品加工的很好技术，可以开发混合和复合新品种膜，并结合其他分离生产加工工艺，提高效率。

1.8 微胶囊技术

微胶囊技术是微量物质包裹在聚合物薄膜中的技术，是一种储存固体、液体、气体的微型包装技术。微胶囊的粒径通常在0.1～1000μm，而壳层厚度在0.01～10μm范围内不等[45]。微胶囊技术具有改变物料状态、隔离物料、降低挥发性和毒性、包覆率高等优点，成为开发水产品、改善传统工艺和产品质量的一种新技术。

微胶囊技术已经在应用在医药、农药、食品、化妆品、建筑、生物工程等领域，但在国内水产品加工方面的研究、开发和利用较少，主要应用在鱼油、微藻油的微胶囊中，可防止其氧化变质，延长贮藏期，并赋予新的优良特性。林彩平等[46]利用鱿鱼肝油为芯材，辛烯基琥珀酸淀粉酯为主要壁材，包埋率达到94.09%。经微胶囊化后抗氧化能力、贮藏稳定性明显高于未经处理的鱿鱼肝油和添加抗氧化剂2-叔丁基对苯二酚（tert-butylhydroquinone，TB-HQ）的鱿鱼肝油。Hogan等[47]将酪蛋白酸钠及鲱鱼鱼油与等量葡萄糖的乳浊液制备成鱼油粉微胶囊，可得到微胶囊化比率高达90%。白春清等[48]利用喷雾干燥法制备的微藻油微胶囊，水分含量低、流动性好、色泽洁白、溶解后呈牛奶状和有较淡的微藻油味，与未微胶囊化的微藻油相比，具有较好的氧化稳定性，包埋率可高达93.37%。

但微胶囊技术还存在一些问题，如性能优良、价格合理的微胶囊壁材的选用，微胶囊制备工艺的研究等，这些将导致利用微胶囊技术加工的水产品品质及贮藏期有所不同，需要结合不同的水产品品种及微胶囊壁材等物理条件进行综合考虑并进行优化。

2 展望

中国是全球最主要的水产品加工中心，随着国内市场开放的不断深入，在国际水产品消费需求不断增加的推动下，我国水产品加工新技术的开发和应用越来越广泛。

水产品加工中高新技术应用的趋势体现在以下几个方面：

a.水产品的鲜度、色泽的保持。通过应用酶技术使水产品的鲜度，色泽等指标仍然保持原有的状态，能大大满足人们生活饮食的需求，丰富餐桌上饮食的种类。

b.开发营养丰富的水产品酶解液。水产品酶解液含有丰富的多糖类、氨基酸等营养物质，可以直接生产海鲜调味液，如鱼露等，结合膜分离技术等多种加工新技术生产出优质的调味液。

c.海洋药物的开发和利用。水产品中含有多种活性成分，在保持其活性的条件下，结合超高压萃取技术增加其提取率，并结合微胶囊技术将其产业化，生产出对人类有益的海洋药物，为提高人们生活水平提供新的途径。

d.功能性添加剂、保健品的开发。使水产品和水产品下脚料利用率最大化，将其开发出高附加值的产品，并作为功能性添加剂添加到保健食品中，提高了经济效益。

e.新型海洋水产品功能性饮料的开发。目前饮料已成为我们日常生活中不可缺少的重要部分，市场上饮料的品种主要为果汁、可乐等，功能性饮料尤其是海洋水产品功能型饮料的市场、推广、开发也比较少，存在很大的市场前景。

f.可采取多种新技术并用的方式来进行水产品加工，由此来改善水产品加工工艺以及提高其市场价值。如利用超临界萃取技术对水产品中的EPA进行提取，再将其微胶囊化，这为水产品的开发提供了技术基础。

因此，水产品加工工业中高新技术的发展成为加快我国现代渔业发展的重要内容，使我国更好地融入到经济全球化的大环境中。

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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 *通讯联系人

王鑫钰（1993-），女，大学本科，主要从事水产品加工方面的研究。

国家自然科学基金（41276121，31101314）；国家星火计划项目（2013GA701018）；浙江省重大科技专项项目（2012C12016-1）；宁波市科技局项目（2011C11017，2012A610145）。