鸢乌贼资源综合利用技术研究现状

江 淼,马胜伟,吴洽儿

(中国水产科学研究院南海水产研究所,农业部外海渔业开发重点实验室，广东广州 510300)

鸢乌贼(Sthenoteuthisoualaniensis),柔鱼科(Ommastrephidae)、鸢乌贼属(Sthenoteuthis),暖水性较强的大洋性鱼种,广泛分布于中国南海、日本群岛南部、菲律宾群岛、夏威夷等海域;胴体近紫褐色,体表具圆形色素斑,以小型种群为主,分批持续产卵,繁殖能力强[1],生长迅速,资源丰富,捕获量大[2];可食用部分达80%,远高于其他头足类生物,是一种优质的高蛋白低脂肪海产品[3]。研究表明,在日本、台湾和夏威夷海域鸢乌贼渔业已经发展为商业性渔业,在我国南海生物资源中也具有较高的开发潜力,是我国远洋鱿钓船的主要捕捞对象[45]。因此,鸢乌贼资源应加以合理的开发和利用。

1 鸢乌贼的资源潜力

南海海域属热带季风气候[6],全年高温,气候条件复杂多变,既受季风影响,又受台风制约;渔场地形呈环状分布,水文地貌多样,饵料基础丰富,是鸢乌贼生殖索饵的理想富集区。根据我国国家海洋勘测专项对南海中南部鸢乌贼资源量评估结果显示,南海中部的鸢乌贼资源量高达36.7×104t,南部也有15.0×104t,而且随着水深的增加，其数量不断增加,今后可作为主要渔业种类进行开发[7]。鸢乌贼资源量极其丰富,2013年中国水产科学研究院南海水产研究所利用声学评估方法对南海鸢乌贼资源展开调查,春季南海鸢乌贼的生物量为244×104t[8]。然而,中国及周边国家在南海捕捞的鸢乌贼开发量却不足5×104t[9],对该种资源一直没有很好的利用。

近年来通过对南海鸢乌贼中心渔场[10]、种类分布及生物学特征[11]的调查与研究,基本掌握了其常出现区域和生活习性:鸢乌贼高产区在西沙群岛东部和南沙群岛北部海域;稚仔鸢乌贼多生活于表层至20 m左右水层,会在夏季大量聚集;成体鸢乌贼有明显的垂直活动,移动范围可从表层至千余米,白天多栖居于中下层和深层,夜间常上升至中上层;渔汛期集中在2～6月,4～7月为繁殖高峰期,秋季繁殖力高于春季[1213];卵径较小,异步成熟、分批产出,具有较强的繁殖潜力;生命周期短(约1年),补充群体充沛,全年多季繁殖[14]。因此,可以初步判定鸢乌贼在南海海域的资源潜力相当大,且呈上升趋势,可以作为主要渔获对象进行捕捞。近年来我国远洋捕捞业的迅速发展,南海外海的灯光罩网渔船鸢乌贼产量平均网产达1000 kg,占到渔船总产量的80%。

2 鸢乌贼的营养价值与安全性

鸢乌贼不但资源量丰富,而且具有较高的营养价值和药用价值。鸢乌贼体内的粗蛋白质量分数为干重的90%以上,粗脂肪不到5%,必需氨基酸占总氨基酸的40%左右;胴体及头足分别检测出11～12种不饱和脂肪酸,其中DHA的含量高于其他鱿鱼种类,此外还含有碳水化合物及镁、锌、钙等人体所必需的微量元素,是一种极其优质的高蛋白低脂肪水产品[15](表1、表2、表3)。经研究发现,鱿鱼的肝脏内富含的牛磺酸[16]具有调节血糖、降脂降血压等保健作用;其鱿鱼墨中的黑色素和墨多糖[17]不仅能抗氧化、抗菌,还有提高机体免疫力、抑制肿瘤细胞等功效[18]。

表1 鸢乌贼基本营养成分质量分数(%)Table 1 General nutritional components of Symplectoteuthis oualaniensis(%)

表2 鸢乌贼无机元素含量(mg/kg)Table 2 Mineral element compositions of Symplectoteuthis oualaniensis(mg/kg)

表3 鸢乌贼各种脂肪酸占总脂肪质量分数(%)Table 3 The mass fraction of fatty acid composition accounted for the total fatty acid of Symplectoteuthis oualaniensis(%)

头足类海洋生物作为海洋生态系统中重要的组成部分,对海洋环境具有较高的敏感性,常被当做检测海洋污染的主要生物种类[19],因而容易受到重金属的污染而导致体内累积大量的毒素。人类如果食用后,可能会导致重金属中毒或致癌。沈玉[20]采集南海中南部近40个检测点的鸢乌贼样本,按照体长、捕捞区域和季节分析研究了鸢乌贼的头部、肌肉和内脏,对重金属(铜、锌、镉、铬、铅、砷和汞)和甲醛本底含量进行了检测。研究表明,南海鸢乌贼的各种重金属含量相对较低,其中有毒重金属(铬、汞和铅)的含量均低于欧盟和《NY50732006无公害食品水产品中有毒有害物质限量》的标准,是一种可以安全食用的水产品。

3 鸢乌贼的综合利用

鸢乌贼作为南海外海新型渔业和优质的蛋白质来源越来越受到国家的重视。鸢乌贼不仅可以加工成各种休闲食品进行销售,还可以经过精深加工后应用于化妆品、生物药品等[21]领域,充分提高了其经济利用价值。

3.1 胴体的利用

胴体是鸢乌贼的主要可食用部分,占体重比例的60%左右[22],蛋白质含量高,脂肪含量低,能够满足人体所需蛋白质。实验表明,冷藏对鱿鱼凝胶影响不大,并且通过添加柠檬酸钠、蛋白抑制剂和谷氨酰胺转氨酶均可提高鱿鱼的凝胶特性[2324]。Tatsuya Fujii等[25]提取和分析了鸢乌贼发光蛋白,认为胴体中的肌原纤维蛋白是最具生物学功能的结构蛋白群,其结构、凝胶特性及流变学特性影响着肉质的品质。

3.1.1 干制、冷冻产品 我国对鸢乌贼胴体的利用,多数加工成干制品或冷冻产品。鸢乌贼原料经验收后洗涤、剖割、去内脏,进行速冻、包装和冷藏[2627],最大程度的保证了鸢乌贼的新鲜与营养。冷冻后的鸢乌贼可直接作为食材,也可以再加工成系列产品,如鱿鱼糜、鱿鱼卷、鱿鱼圈、鱿鱼片等[28]。除了供应国内市场,其出口份额也在逐渐提高,具有很好的市场前景。鱿鱼干和鱿鱼丝等产品是通过传统的晾晒法和机械烘焙法去除鸢乌贼体内多余的水分,加工成一种便于食用和贮藏的食品,或是将鸢乌贼脱皮、调味、烘烤、拉丝后制成鲜美即食的休闲食品,口感适中、营养丰富,深受消费者喜爱[29]。

3.1.2 蛋白的提取纯化 鸢乌贼胴体中粗蛋白的含量约18%,有效的提取鸢乌贼蛋白质,开发蛋白质新产品,可充分提高其利用价值。董淑华等[30]选用胴体肌肉通过pH调节法优化了鸢乌贼蛋白制备的条件得到在pH5.5的条件下,沉淀回收的蛋白得率高达60%。杨贤庆等[31]利用响应面分析法对酶法水解鸢乌贼蛋白制备抗氧化肽的工艺进行优化,为酶解鸢乌贼蛋白制备功能性肽提供技术支撑,也为实现大规模工业化提取鸢乌贼蛋白提供了理论支持。将提取的蛋白冷却后可制成蛋白粉,在食品或药品中进行添加,能够提高产品的营养和药用价值。提取纯化蛋白是鸢乌贼开辟的新领域,具有广阔的应用前景。

3.2 内脏的利用

内脏作为鸢乌贼加工过程中产生的主要废弃物,约占体重的15%,其主要成分为水、蛋白质、粗脂肪和一些微量元素。可采用三相分离法、超临界提取法和有机提取法从鸢乌贼内脏中提取出大量优质蛋白酶[3233],在食品、能源、纺织、制药等领域有着广泛的应用。此外,肝脏中富含大量的肝油,是提取鱼油的主要原料[34],鱼油中的ω3系多不饱和脂肪酸(DHA和EPA),具有抗炎、调节血脂等功效。目前,常见的内脏利用方法有生产饲料、酿造鱿鱼酱油和提取肝油。

3.2.1 饲料 鱿鱼膏、鱿鱼粉等[3536]产品,是以新鲜的鱿鱼内脏为原料,经过浓缩、干燥、冷却后的提取物,采用低温提取法使原有营养物质及诱食物质不受到破坏[37]。添加到水生鱼类和虾类的饲料中可增强其抗病能力,提高采食量,促进生长发育,是一种理想的水产饲料。但由于对鸢乌贼内脏的研究在国内外开展不多,内脏在加工过程中往往当做废弃物就地掩埋,这不仅造成资源的浪费,更对生态环境造成污染。因此,科学合理的利用鸢乌贼内脏具有重要的现实意义。

3.2.2 鱿鱼酱油 鸢乌贼内脏中蛋白质的含量约18%,可以利用自身丰富的内源蛋白酶[38]和呈味氨基酸自然发酵,模拟酿造鱼露的工艺模式制成鱿鱼酱油[39]。日本和西班牙等国家市场上已有鱿鱼酱油的生产和销售,国内也已有关于制作鱿鱼酱油或天然调味品的研究报道。吕英涛等[40]对发酵鱿鱼酱油的生化特性进行研究,采用三种加工技术利用鱿鱼的加工副产物发酵产生鱼酱油,且味道鲜美,无任何异味。段杉等[41]以鱿鱼内脏为原料加食盐酿制鱿鱼酱油,所得到的产品色泽乌黑,风味好。

3.2.3 提取肝油 鱿鱼内脏中丰富的多不饱和脂肪酸(PUFA)是提取肝油的主要原料,常见的利用方法是通过淡碱水解法[42]和酶解法[43]从鱿鱼的肝脏中提取肝油。两种提取方法相比,虽然酶解法提取肝油的得率较高,但淡碱水解法提取的品质好。经过进一步精制的鱼油可作为食用油和制造功能性食品的原料[44]。

3.3 鱿鱼墨的利用

随着对鸢乌贼资源的开发,其鱿鱼墨的利用也越来越受到重视。鸢乌贼墨囊占体重的1.3%,粗脂肪含量为0.7%,粗蛋白质含量30%,明显高于胴体[45]。鱿鱼墨中还检测出16种氨基酸,其中鲜味氨基酸占总氨基酸总量的近50%,使鸢乌贼的鲜度较高。除此之外,鱿鱼墨中的黑色素可有效清除重金属中的铬离子,清除率达64.86%[46]。

3.3.1 医药 鸢乌贼墨的主要成分是墨多糖和黑色素,具有抗氧化、抗衰老、抑制肿瘤等功效,且无毒副作用,其抗肿瘤作用是由于增强免疫系统功能,特别是增强细胞免疫功能的结果[47]。杨丽芝等[17]对鸢乌贼墨汁多糖分离纯化与活性进行了研究,采用工艺条件为料液比1∶2、浸提液pH5.5的水提醇沉法,所得到的鸢乌贼墨汁多糖为8.84。日本利用鱿鱼墨中的黑色素及柠檬酸等原料,可以使体内食品残留的重金属得到有效的清除[48]。

3.3.2 食品添加剂 近年来,欧美和日本等国家相继展开了对鱿鱼墨的研究利用,研究者从中提取出氨酸酶,此物质有改善食品的功能特性。在食品中进行添加,可补充人体蛋白质,提高免疫力。由于超强的着色力,鱿鱼墨在食品中已作为一种天然的黑色素进行添加[49],如意大利面、香肠、面包等等;此外还可加工为食品包装上的印字。在日本,腌制鱿鱼时常有加入鱿鱼墨的习惯,除了调味,还具有防腐的作用。

3.4 其他下脚料的利用

3.4.1 鱼皮/眼的利用 鸢乌贼的鱼皮占体重的10%左右,是加工过程中产生的主要下脚料。Maria 等[50]研究发现,鱿鱼皮中含有丰富的胶原蛋白,可广泛应用于食品、药品和化妆品等领域,对促进骨骼对钙的吸收,补充皮肤营养和预防心血管疾病等有良好的效果。目前国内外研究者对鱿鱼皮的研究主要集中在如何利用酶法对胶原蛋白进行高效地提取[51],一旦技术获得突破,将成为鸢乌贼综合利用一条的新途径。

占体重约2%的鸢乌贼眼睛是提取透明质酸(Hyaluronic Acid)的优质来源。透明质酸有保水、改善皮肤营养代谢的功能,是一种具有较高临床价值的生化药物和高级化妆品的添加成分[5253]。卢佳芳等[54]从鱿鱼眼睛中用枯草杆菌蛋白酶提取透明质酸,提取率较高,为14.10%。鸢乌贼资源量相当丰富,眼睛原料来源充足,而且成本低,安全性高,具有较好的工业化价值和市场前景,值得研究者进一步发掘其经济价值。

3.4.2 精巢的利用 鱼精蛋白是由不同种类的氨基酸组成的碱性蛋白,主要存在于鱼类成熟精子的细胞核中,具有一定生物活性,能够抑菌、抗肿瘤、促进垂体释放性腺激素[55]。李燕等[56]以鱿鱼精巢组织为原料,从中分离提取鱼精蛋白,实验结果表明鱼精蛋白能够抑制多种食品腐败菌的生长和繁殖,是一种有效的天然食品防腐剂。由于成分天然,安全无副作用,还可当作抗菌剂用于临床手术。因此从鸢乌贼精巢中提取纯化鱼精蛋白,可使海洋生物资源得到更多的利用。

3.4.3 软骨的利用 鸢乌贼软骨(喉骨)的主要成分是软骨素[57],它是一种生物医药产品,主要应用于关节炎、降血脂等,具有止痛,促进软骨再生的功效[58]。与其他牛、羊等陆地动物相比,鸢乌贼提取软骨素的处理方法简单,成本低廉,是一种比较理想的新资源。浙江海洋大学以阿根廷鱿鱼软骨为原料,对提取软骨素的工艺进行了大量研究,填补了提取鱿鱼软骨素技术的空白,目前该项目已进入中试阶段,并将建成国内首条鱿鱼软骨素的生产线。

4 展望

目前有关于南海鸢乌贼的研究多集中于资源和生物学特性领域,对其开发利用的报道较为少见,加之国内水产品加工业种类单一,自主创新能力弱,鱿鱼产品同质化严重,南海鸢乌贼资源暂未得到商业性大规模的开发。面对鸢乌贼丰富的资源量和捕捞量,科学有效的进行开发和利用,具有重要保护意义和经济价值。

随着近年来对海洋生物研发技术的提高,鸢乌贼将成为海洋药品和食品研究的重要目标之一。合理开发利用鸢乌贼资源,应该引起社会各方面的高度重视。为此,需要国家给予政策与资金方面的支持,重视科研院所的创新与研发,同时加强与企业合作,促进产品向高附加值转化,提高鸢乌贼产业技术创新能力和市场竞争力,进一步提高其综合开发能力。

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