金枪鱼营养价值及加工现状研究进展
2023-08-28高飞徐剑宏王晋王坚强余海霞方巧飞
高飞,徐剑宏,王晋,王坚强,余海霞,方巧飞
(1.浙江海洋大学食品与药学学院,浙江 舟山 316022;2.浙江大学舟山海洋研究中心,浙江 舟山 316021;3.浙江融创食品工业有限公司,浙江 舟山 316100)
金枪鱼属硬骨鱼纲鲈形目鲭科,包括金枪鱼属、舵鲣属、狐鲣属、裸狐鲣属、鲣属以及鲔属等,又被称为鲔鱼或吞拿鱼。金枪鱼共有50 多个品种,常见的有6 种,即蓝鳍金枪鱼、黄鳍金枪鱼、长鳍金枪鱼、大眼金枪鱼、鲣鱼和马苏金枪鱼[1]。金枪鱼多在世界暖水海域活动,较多分布于太平洋与大西洋中部及印度洋地区,个别种类在我国的南海和东海地区也有分布。
金枪鱼在日本和欧美等国家有悠久的食用历史,被称为“海底软黄金”,国际营养组织把金枪鱼推荐为世界三大营养鱼类之一。全球每年捕获金枪鱼的数量在450 万t 左右,近年来我国金枪鱼远洋捕捞产量总体呈现上升趋势,太平洋和大西洋地区的金枪鱼种类齐全,成为我国金枪鱼捕捞的首选海域,2020 年我国远洋金枪鱼渔获量高达32.74 万t,占远洋渔业全年总产量的14.1%[2-3]。金枪鱼虽然资源丰富,但是除高端品种以生鱼片方式供应之外,广义金枪鱼加工方式较为单一,国内外均以蒸煮鱼肉罐头为主。随着消费者对营养、健康、多元化食品的追求,人们更多地认识到来自深海的金枪鱼相较于养殖肉类,具有无激素和抗生素,安全无污染,富含二十二碳六烯酸(docose hexaenoie acid,DHA)和二十碳五烯酸(eicosapentaenoic acid,EPA),有助于脑细胞的再生[4],提高记忆力等优点;金枪鱼蛋白有肉类蛋白无法比拟的功效,有助于人体的新陈代谢,是最佳营养品。随着金枪鱼“白肉”身份的优势逐渐显现,开发金枪鱼新型加工技术和高附加值产品,引领金枪鱼产业发展新潮流势在必行。
本文参考金枪鱼国内外加工现状,对金枪鱼的营养价值和加工形式进行综述,并分别对金枪鱼生鱼片、鱼柳、罐头、鱼干和副产物等的加工进展进行了探讨,以期为金枪鱼加工产业的发展提供参考。
1 金枪鱼的营养成分和功能
金枪鱼不仅富含人体需求量较高的脂肪、蛋白质等营养素,而且含有钙、磷、铁、钾、硒等多种常量和微量元素,以及VA、VB12、VC、VD、VE、烟酸等多种维生素,能够保证人体的营养需求,预防机体衰老。
1.1 多不饱和脂肪酸
多不饱和脂肪酸(polyunsaturated fatty acids,PUFA)是指含有2 个及2 个以上双键且碳链长度为18~22 个碳原子的直链脂肪酸,PUFA 的不饱和程度越高,营养价值越丰富[5-6]。DHA 和EPA 属于Ω-3 多不饱和脂肪酸,为人体所必需脂肪酸。DHA 能够活化脑细胞、促进大脑发育、防治神经系统疾病,还能有效改善因白内障导致的视力下降[4,7-8]。EPA 可与DHA 协同作用促进人体中饱和脂肪酸代谢,降低胆固醇的含量[9-10],保护肝脏,预防血栓,享有“血管清道夫”的美誉。
DHA 在藻类和深海鱼类中含量较多[11],金枪鱼中DHA 含量位居全部深海鱼类之首,EPA 更是金枪鱼独有的营养成分。每100 g 蓝鳍金枪鱼脂身部位的PUFA含量高达6.4 g,DHA 和EPA 含量分别为2.877 g 和1.972 g[12-13]。邹盈等[14]对比3 种高值金枪鱼的脂肪含量,发现蓝鳍金枪鱼、黄鳍金枪鱼和大眼金枪鱼的PUFA 含量分别占脂肪总量的56.55%、56.31%、55.22%,DHA和EPA 之和占全部脂肪的31.16%、26.67%、19.87%,可见虽无显著性差异,但是蓝鳍金枪鱼的营养价值略高一筹。侯钦帅等[15]研究发现,鲣鱼鱼肝总脂中DHA和EPA 含量分别为33.32%和5.50%,磷脂中的EPA含量更高达4.19%,可广泛用于生产DHA/EPA 海洋保健食品。杨彩莉等[16]分别检测了3 种金枪鱼头不同位置的脂肪酸组成和含量,结果在鱼头中检出了多达12 种PUFA,含量远在饱和脂肪酸之上,且DHA 和EPA 分别占PUFA 的15.69%~23.29%和4.02%~5.15%,这个数值与联合国粮农组织/世界卫生组织(Food and Agriculture Organization of the United Nations/World Health Organization,FAO/WHO)建议的脂肪酸摄入比例相符。王峰等[17]分析了金枪鱼背部肌肉中的脂肪含量,发现仅含有1.0%的脂肪,但是PUFA 的比例超过30%,进一步证明金枪鱼是一种优质脂肪来源。
1.2 蛋白质
蛋白质是人体各种组织的组成单位,金枪鱼中的优质蛋白具有使肝细胞再生的功效,可用作肝病患者的食补[18],能够消除疲劳,恢复精力。氨基酸是构成蛋白质的基本单元,金枪鱼中含有8 种人体必需氨基酸,酪氨酸和蛋氨酸含量最高[19]。牛磺酸是一种由含硫氨基酸转化而成的氨基酸,不仅能够促进大脑发育,还具有保护肝脏、调节肠道菌群、增强免疫力等功效[20-23]。海洋动物是人体获取牛磺酸的主要来源,每100 g 金枪鱼中约含有40 mg 牛磺酸,以血筋处较多。
金枪鱼中蛋白质含量高于20%,每100 g 新鲜的长鳍金枪鱼、黄鳍金枪鱼和蓝鳍金枪鱼的蛋白质含量分别为26.0、24.4、23.3 g,而常见的鸡肉和牛肉的蛋白质含量也仅为17.3 g 和20.2 g[12,24-25],故金枪鱼蛋白的优质程度远远超过普通肉类,对于儿童和老年人非常有益。苏红等[26]对比3 种金枪鱼的蛋白质水平发现,金枪鱼的粗蛋白和总氨基酸含量分别为16.0 g/100 g 和1.59 g/100 g,显著高于鳙鱼和三文鱼,其中必需氨基酸占总氨基酸含量的比值为39.73%,必需氨基酸总量与非必需氨基酸总量的比例为2∶1,均高于FAO/WHO提出的理想模式。邹盈等[14]根据国际通用蛋白质氨基酸营养价值评价体系分析3 种金枪鱼的肌肉蛋白质营养价值,发现氨基酸含量从低到高分别为大眼金枪鱼(15.83%)、黄鳍金枪鱼(18.56%)、蓝鳍金枪鱼(21.09%),8 种必需氨基酸含量分别达到6.12%、7.11%和8.69%,顺序与氨基酸总量一致。另外,3 种金枪鱼的呈味氨基酸含量均占总氨基酸的30%以上,其中以鲜味为代表的谷氨酸含量最丰富,其次为天冬氨酸,这与周胜杰等[27]的结论一致,进一步印证了金枪鱼是一种味道鲜美的海产鱼类。
1.3 矿物质和维生素
金枪鱼富含钙、钾、镁、磷等多种常量元素和硒、铁、锌等微量元素,有助于促进骨骼生长,降低高血压、改善贫血等。周聃等[28]测定黄鳍金枪鱼和长鳍金枪鱼赤身肌肉部位的矿物质,共检测出12 种矿物质,钾的含量高达482.04 m g/100 g 和476.36 m g/100 g,其次为磷和钠;微量元素中铁的含量最高,分别为1.64 m g/100 g和1.04 m g/100 g。重金属元素砷、镉的含量均在国家标准规定的食品重金属元素检出范围内。邹盈等[14]鉴定分析了金枪鱼腹部肌肉矿物质种类及含量,结果显示金枪鱼腹部肌肉中含有大量微量元素硒,每100 g 黄鳍金枪鱼的腹部肌肉含有16.7 mg 硒,可以活化体细胞,具有抗氧化和防治癌症等功效。苏阳等[29]研究我国南海3 种低值金枪鱼的矿物质含量,结果表明在青干金枪鱼、圆鮀鲣和鲣的暗色肉中铁含量多达2.94、3.63、1.75 m g/100 g,高于黄鳍金枪鱼等高值金枪鱼,有利于人体预防缺铁性贫血症。
金枪鱼含有多种B 族维生素以及VA、VD、VE、VK等脂溶性维生素。邹盈等[14]检测发现,蓝鳍金枪鱼体内的VA和VD含量最高,分别为445 μ g/100 g 和37 μ g/100 g,能够保护视力,促进人体对钙和磷的吸收,增强免疫力;黄鳍金枪鱼的VB1、VB2、VB6和VE的含量高于蓝鳍金枪鱼和大眼金枪鱼,每100 g 黄鳍金枪鱼中上述营养素含量分别为0.002、0.029、0.270、1.400 mg。钱雪丽等[30]测定金枪鱼头汤中VE含量,结果显示熬煮至150 min时鱼汤中的VE达到峰值,为4.27 μg/mL,此时汤中还含有少量δ-生育酚,妊娠期的女性适量食用可以有效预防胎儿畸形[31],老年人食之可预防神经系统退化和动脉硬化等。
2 金枪鱼的加工现状
2.1 金枪鱼的粗加工进展
当前全世界水(海)产行业普遍运用的金枪鱼粗加工保鲜技术可分为2 种,即冰鲜加工和冷冻加工[32]。
2.1.1 金枪鱼的冰鲜加工
冰鲜加工指的是一种利用碎冰立即覆住捕捞后的海产品,使其中心温度在最短时间内降低到0 ℃左右,并在储存流通过程中始终保持低温的加工保鲜手段[33]。金枪鱼在送入冰鲜舱保藏前经过屠宰、放血、去内脏、去鳃、去尾等步骤,然后从尾部向头部冲刷洗涤。冰鲜船舱的舱底和舱壁铺上30 cm 的冰,将洗净的鱼放置在冰上,距离舱壁30 cm,再用冰填满有空隙的地方和鱼腹,每层鱼之间用冰隔开,舱内温度保持在0 ℃左右[34]。待冰鲜船靠岸后,以最快的速度将金枪鱼卸下船,再对其冲洗、装箱、加冰冷藏,即可运往商超和日料店进行售卖或精加工。
冰鲜金枪鱼的风味质地和营养成分远胜于其他加工产品,但是这种加工方式使金枪鱼对贮藏和运输的条件要求更为严格[35],通常冰鲜金枪鱼的保鲜期只有12 d。冰鲜加工成本较高,一般只用于蓝鳍金枪鱼这种稀缺的金枪鱼品种。冰鲜金枪鱼最适于制成生鱼片,口感细腻,肉色为不均匀的暗红色或褐色,肉质的弹性和咀嚼性更好,入口有淡淡的清香。
2.1.2 金枪鱼的冷冻加工
冷冻加工指的是运用现代冻结技术在最短时间内将海产品的温度降低到-18 ℃以下进行储存的方法。根据处理地点的区别,冷冻加工又分为船冻和岸冻[36]。捕捞上船后的海产品立即进行清洗、去脏、低温急冻等环节的操作称为船冻,船冻获得的海产品能最大限度保持鲜活的口感,船冻对渔船要求更高,适合远洋捕捞。岸冻与船冻正好相反,需要先在船上低温冷冻,靠岸以后再进行后续加工,多用于易存活、近海捕捞的海鲜,岸冻产品的新鲜度比船冻的低,实际生产运输过程中以船冻为主。
超低温冷冻是目前世界上最常用的金枪鱼保鲜加工技术,即将捕捞的新鲜金枪鱼做简单处理(去内脏去腮)后,立即置于-50~-60 ℃的超低温环境中急速冷冻,并在送上消费者餐桌前始终保持在该温度范围内[37-38]。这种技术使金枪鱼在僵直期前就被冻结,最大限度地减少了金枪鱼营养成分的流失[39],保质期长达两年。若解冻方法得当,与冰鲜金枪鱼口感差别甚微。
2.2 金枪鱼的精深加工进展
金枪鱼在发达国家的食用历史悠久,营养价值丰富,捕捞运输过程中极易腐烂死亡,我国远洋捕捞的金枪鱼在国内消费比例小,大多用于出口。近年来,我国众多加工企业开始研发适合国人口味的金枪鱼产品。尽管起步较晚,但是随着消费者对金枪鱼营养价值的认知提升和金枪鱼加工手段的不断完善,金枪鱼产业链必定走向成熟。
2.2.1 金枪鱼生鱼片
金枪鱼生鱼片因其加工方式和加工条件的限制,往往能最大限度地保留其营养价值和风味,在日本、西欧和美国等多个海外国家和地区备受欢迎。制作生鱼片的金枪鱼以蓝鳍金枪鱼、黄鳍金枪鱼和大眼金枪鱼等稀缺品种为主,成本较高。金枪鱼经冰鲜或超低温冷冻方式运输上岸后,在温盐水或解冻液中解冻[40],切成薄片,以便后续销售。在生鱼片加工过程中,加工时间和温度需要严格控制,否则随着加工时间延长,鱼肉发生褐变,生鱼片的感官品质和质构特性会快速下降[41],超过20 min 鱼体中的腐败菌含量可达到91 CFU/g[42]。冰鲜金枪鱼的中心温度不得超过4.4 ℃,否则组胺和优势腐败菌数量会快速增加[43-45],加工温度控制在0~4 ℃为宜。李少丽等[46]从大眼金枪鱼生鱼片中分离培养9 株生物胺产生菌,结果显示在0 ℃下各组生物胺生长缓慢,设置温度高于30 ℃培养3 d 生物胺最大浓度就能高达50.3 mg/L,且9 株生物胺产生菌均能产生尸胺、色胺和腐胺。
2.2.2 金枪鱼柳
金枪鱼鱼柳的加工过程可分为解冻、蒸煮、去皮、剔除鱼骨、切块排列,在此基础上既可以加入调味料直接食用,也可以与其他加工方法搭配,进一步加工成鱼肉汉堡、鱼排、罐头、鱼肉松等高值化产品,经过处理后的鱼柳可在冷冻条件下贮存,延长保质期[47]。在整个加工环节中,解冻方式不当会造成金枪鱼汁液严重流失。冷冻金枪鱼利用盐水和真空加压组合解冻的方式可以加快金枪鱼解冻过程[48-49],减少营养物质流失。在解冻过程中使用生姜与紫苏混合液充分与金枪鱼肉混合,混合液中的功能性成分不但能够渗入鱼肉,抑制鱼肉中的呈味核苷酸在后续加工过程中的分解速度,而且具有杀菌和去腥功效[50-51],在金枪鱼鱼柳后续加工过程中起到一定程度的保鲜作用。传统的蒸煮方式使得鱼体中心温度随着加热时间的增加而不断上升,蛋白质组分流失,成品率下降。为减少蒸煮过程的损失,在金枪鱼熟制之前去除鱼头、鱼尾、鱼皮和暗色肉,可以使传统的蒸煮整条鱼变为只蒸煮鱼片,以此方式不但能够降低能耗,节省蒸煮时间,而且减少细菌滋生的概率,提高鱼体新鲜度。
2.2.3 金枪鱼罐头
金枪鱼罐头是最为常见、便携的金枪鱼加工产品,这主要是由于金枪鱼冰鲜品和冻品的贮存运输成本较高、条件苛刻且销售半径较短,制成灌装产品后能最大程度保留其原有营养成分[52],口味及种类丰富,在常温下能够保存长达3 年,满足更多消费人群的需求。金枪鱼罐头大多以金枪鱼鱼柳为原料,经预处理、装罐、调味、密封、杀菌冷却而得。金枪鱼罐头以油浸和清蒸类为主,产品不添加任何防腐剂、保水剂等,只是以金枪鱼肉、盐水/油等简单加工而成,经杀菌处理能保存较长时间,成为很多欧美国家消费者的首选食品。Ferreiro 等[53]研究不同种类油浸金枪鱼罐头的理化性质差异,发现添加特级初榨橄榄油的金枪鱼罐头抗氧化能力(20.4%)明显强于添加葵花籽油(3.5%)和精炼橄榄油(9.2%)的罐头,而且添加特级初榨橄榄油使罐头的颜色更加明亮,香气更加适宜,多汁有嚼劲。
我国近年对金枪鱼罐头的认知度有所提升,市场需求量也在逐年增加。同时随着消费理念的改变,人们对口味以及种类的需求加大,对金枪鱼风味罐头的研究不断深入。目前金枪鱼罐头风味较为齐全,有香辣、麻辣、蒜香、五香、藤椒、烧烤和咸蛋黄等多种口味,若是在调味时加入鸡胸肉、牛肉或者植物基等高蛋白原料制成混合蛋白制品,不但可以获得上佳的口感,而且营养搭配得当,适合人体吸收。
2.2.4 金枪鱼干制品
金枪鱼干因其加工后鱼刺变得酥软,鱼腥味大幅度减少,适合各类人群食用,在近几年的消费市场上越来越风靡。制备直径小于40 目的鱼酥并进行多次调味,能够同时保证营养和口感,更适宜幼儿和青少年食用。金枪鱼捣碎后放入到柠檬水中漂洗,并在蒸煮时加入料酒,可以去除腥味和多余的油脂[54],获得比较理想的金枪鱼鱼酥。许丹等[55]对比烘烤和蒸煮金枪鱼营养成分的差异,发现经过烘烤的金枪鱼粗蛋白含量为25.10%,DHA 和EPA 含量分别高达86.90 m g/100 g 和10.08 m g/100 g,远高于蒸煮金枪鱼,且挥发性盐基总氮值为8.27 m g/100 g,低于未处理的生鱼(11.95 m g/100 g),可见经过合适的加工方式可以使金枪鱼的营养价值进一步提升。金枪鱼干制品在传统加工中通常利用自然风干,这种工艺条件受环境影响较大,加工过程漫长,产品质量良莠不齐。采用新型干燥工艺,如冷冻干燥、真空干燥、升华干燥等,可以使调味料在最短的时间内进入鱼肉,降低营养损耗[56]。提高干燥温度能够减缓细菌滋生和鱼体褐变速率[57],避免金枪鱼外形瘪塌,延长货架期。
2.2.5 金枪鱼鱼骨制品
金枪鱼鱼骨占整个鱼体重量的20%以上[58],鱼骨中矿物质含量丰富,尤其含有大量的钙,老年人群食用能够有效预防骨质疏松,改善关节软骨退化,青少年多食鱼骨可以促进机体和骨骼发育[59-60]。阳丽红[61]利用鱼骨为原料,采用微波方法制备超微鱼骨钙粉,反复试验得到最佳工艺条件:鱼骨质量120 g,微波功率800 W,微波时间90 min,此时鱼骨钙粉的粒径为16.627 μm,表面孔径细微,排列有序。谭洪亮等[62]采用酶解、超滤、凝胶色谱和反相高效液相色谱法获取金枪鱼鱼骨胶原蛋白肽,研究发现蛋白酶解物中含有的多肽具备出色的抗氧化活性,对羟自由基、DPPH 自由基、ABTS+自由基和超氧阴离子自由基的清除率分别为0.18、0.97、0.52、0.38 mg/mL,这可能是由于胶原蛋白肽为十肽化合物,且氨基酸序列中含有甘氨酸、脯氨酸和丙氨酸等疏水性氨基酸,对其抗氧化能力有明显帮助,并且金枪鱼鱼骨胶原蛋白肽是天然动物蛋白肽,安全性极高,可以应用于食品、药品和化妆品领域抗氧化产品的开发。Syazili 等[63]利用金枪鱼鱼骨废料加工成饲料,混入罗非鱼幼鱼饮食中喂养42 d,发现添加3%金枪鱼鱼骨粉使罗非鱼的体重和生长率最高,达到38.66 g 和9.617%体重/d,这可能是因为金枪鱼鱼骨部分含有对鱼类生长很重要的胶原蛋白和矿物质,如钙、磷。
2.2.6 金枪鱼鱼油
金枪鱼的眼窝和内脏中含有大量的EPA 和DHA[64],营养价值极高。王霞等[65]利用金枪鱼的眼窝提取鱼油,鱼油产品中PUFA 含量超过30%,DHA 和EPA 含量分别超过25%和4%,进一步证明鱼油产品对提高人脑记忆力,预防脑血栓和中风有很大助益。现在国内外提取鱼油的工艺趋于成熟,酶解法[66]因其操作简单,提取率高,过程中的工艺参数易于控制,而且鱼油中的营养成分损失少,所以在实际生产中运用较为广泛。超临界流体萃取法也是一种新兴的鱼油提取方式[67-68],运用这种提取工艺提取的鱼油中DHA 和EPA 破坏较少。
2.2.7 金枪鱼乳糜化产品
利用海产蛋白乳化性能开发乳糜状产品以及相关研究多聚焦于国外,国内研究较少,张梦霞等[69]研究了罗非鱼蛋白-大豆蛋白混合体系,结果表明大豆蛋白能很好地改善罗非鱼蛋白的乳化特性,但市场未见类似产品出现。金枪鱼蛋白虽是一种优质蛋白资源,但由于其肌肉纤维的特性导致其功能特性不强,国外针对老人吞咽困难、术后病人消化困难、幼儿和儿童等特殊人群对海洋优质高蛋白乳糜化制品的需求,通过一定手段改善其体系的乳化特性,开发了高蛋白乳糜系列金枪鱼制品,附加值增加数十倍,在国外面世至今销售势头依然强劲。近几年该类产品逐渐覆盖到国内主要线上线下销售渠道,但至今国内对该乳糜类产品研究依然较少,Hu 等[70]以金枪鱼白肉为原料,添加15%的油脂以及乳清蛋白等,采用高速剪切破壁乳化技术进行高效处理,制备了油脂-金枪鱼蛋白-植物蛋白的乳化蛋白体系,发现金枪鱼乳糜产品的粒径为158.63 nm,各组分分布均匀,乳化性能高,乳化稳定性好,且油脂析出率极低。
3 展望
金枪鱼作为一种营养价值丰富的海产品,近年来在我国的消费市场广受欢迎。目前,金枪鱼加工主要以生鱼片、金枪鱼罐头和其他低值化产品为主,加工工艺的升级主要集中在冷冻与解冻技术的改进、罐头产品风味的研制、冷冻产品的利用等方面。针对特殊人群开发小包装金枪鱼营养健康制品,利用金枪鱼加工副产物,研发高新加工技术,控制鱼体在运输加工过程中的污染情况,以较低成本获得较高经济价值的金枪鱼产品,可能是未来金枪鱼产业发展的主流方向。