doi:10.3969/j.issn.1004-6755.2010.08.021水产品加工副产物的综合利用倪瑞芳,胡 骏,王开洋(天长市农业委员会,安徽天长239300)摘 要:我国是世界上水产品的生产和消费大国,每年产生大量的水产品加工副产物,如何提高这些副产物的利用效率,对于减少环境污染、提高加工企业经济效益和水产资源的综合利用率均具有重要意义。

文中就近年来,水产品加工副产物和低值水产品的综合利用现状做一简单介绍。

关键词:水产品;副产物;综合利用我国各种水产品年产量可达4896万t (2008),人均37.0kg,居世界首位[1]。

随着鱼类加工业的迅速发展,各种鱼类加工副产品,如鱼头、鱼皮、鱼骨、鱼鳞、鱼鳍、鱼鳔和内脏等,这些副产物占鱼体总重的40%~60%,因此该类资源的综合利用问题也显得日益突出[2-4]。

此外,鱼类副产物的共同特点之一是水分含量很高,极易腐败变质,一般需要在短期内及时加工。

所以,如何充分利用这些副产物,提高鱼类资源的加工利用率,也避免了因这些副产品随意抛弃而对自然环境所产生的压力[5-6]。

食品加工副产品的综合利用是现代食品加工的一个突出特点,其主要目的是提高天然资源综合利用率,减少浪费和环境污染,水产加工副产物资源的综合利用也是其中之一。

目前,对低值海产品及海(水)产加工副产品的综合利用方式有多种,如利用低值鱼加工生产鱼糜,再制成鱼肉香肠、鱼肉豆瓣、切片火腿等方便食品。

利用鱼加工副产品制备EPA和DH A含量高的鱼油,进一步加工成为功能保健品[7]。

利用鱼皮、鱼鳞、鱼骨等副产品提取胶原蛋白,也可将低值鱼经酶解加工成优质调味料[8]。

此外,鱼糜经加工成型后,可生产各类仿生食品,如仿真虾、蟹等,此所谓仿生海洋食品[9]。

上述各种鱼副产物中含有丰富的油脂、蛋白质、脑磷脂、矿物质等营养组分,这些物质在食品、化工、保健品和化妆品等领域均有广阔的应用前景。

随着生物学和生物技术的发展,现代食品工程高新技术对低值水品加工了产生巨大的影响。

如食品超微粉碎技术、干燥新技术、包装杀菌新技术、超临界萃取技术和挤压技术等,在低值水产品的综合利用过程中,也发挥着越来越重要的作用[10-11]。

据文献报道,国内外有关水产加工副产物和低值水产品深加工方面的研究主要表现在以下几个方面。

1 提取鱼油鱼头和鱼皮是鱼类加工过程中的主要副产物,其中含有丰富的油脂和蛋白质资源。

一般鱼头和鱼皮中均含有丰富的油脂,分析结果表明,鱼油的多不饱和脂肪酸含量丰富,尤其是二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DH A)在改善记忆、睡眠和减少心脑血管疾病发生风险方面发挥着显著的作用。

正因如此,使得鱼油制品成为近年来保健品中的新宠。

表1和表2是一些鱼头中的营养组分以及鱼油脂肪酸的组成。

表1 鱼头中的营养组分组分水分粗蛋白粗脂肪总糖灰分非蛋白氮含量/%海鳗头[12]73.119.6 2.00.8 1.30.357白卜鱼头[13]75.714.28.09 2.55(磷脂)47表1显示,不同来源的鱼头,其中营养组分含量有较大的差异,但是含量最高的一般是粗蛋白,其次是粗脂肪。

了解各种鱼副产品中的营养组分及其特点,是对其加工利用的重要依据。

鱼油的脂肪酸组分中以不饱和脂肪酸为主,被誉为#脑黄金∃的EPA和DH A总含量高达20.22%,可以直接作为鱼油保健产品开发,也可以作为功能性脂肪酸制剂添加于各种食品中。

表2 鱼油脂肪酸组成脂肪酸C16:0C18:0C18:1C18:2C18:3C20:4C20:5C22:5C22:6EP A+DHA含量/%鲢鱼头[14]14.47 3.6017.50 3.267.61 2.7212.7 3.577.5220.22白卜鱼头[13]24.3913.1720.360.63- 3.49 2.16 1.8611.6713.832 提取胶原蛋白(明胶)胶原蛋白是一种细胞外蛋白质,它是曲3条肽链拧成螺旋形的纤维状蛋白质,胶原蛋白是人体内含量最丰富的蛋白质,占全身总蛋白质的30%以上。

胶原蛋白富含人体需要的甘氨酸、脯氨酸、羟脯氨酸等氨基酸。

胶原蛋白是细胞外基质中最重要的组成部分。

而明胶是采用动物皮、骨熬制所得的胶原蛋白的水解物,具有显著的增稠和胶凝作用,且无色、无味、透明,作为一种食品添加剂广泛应用于食品工业。

鱼头、鱼骨、鱼鳞和鱼皮中含有丰富的胶原蛋白,是提取明胶的丰富资源。

一般食品和工业用明胶来自猪、牛等动物的皮,但是随着各种动物传染病的蔓延,人们对其明胶产品的安全性产生担忧。

相比之下,鱼类明胶的安全性更高。

鱼鳞中也含有丰富的胶原蛋白,此外,鱼鳞具有抗癌、抗衰老、降低血清总胆固醇和甘油三酸酯的功能,可以替代来源稀少的龟胶,有效率在95%以上[15]。

曾名勇等[16]在以鲈鱼、鲫鱼和鳙鱼鱼皮为原料提取明胶时,酶解条件为采用碱性蛋白酶,pH9,酶解温度50%,鱼头&水(g/mL) =1&1,加酶量680U/g,振荡频率152r/m in。

优化的浸酸除盐条件为:浸酸温度20%,浸酸用浓度0.4m ol/L,骨粉&盐酸(g/mL)=1&5,搅拌速度130次/min,浸酸1.5h/次,共浸5次,明胶最高得率17.40%。

提取鱼头、鱼骨中明胶的一般工艺为:鱼头∋切碎∋酶解∋风干粉碎∋浸酸∋洗涤除酸∋浸灰∋洗涤除碱∋提胶∋过滤∋干燥∋成品。

所得明胶强度和黏度均比猪皮明胶高,分子结构和分子量与猪皮明胶相近[17]。

3 提取鱼蛋白酶解液利用中性蛋白酶、碱性蛋白酶对脱脂后的鱼副产品中的蛋白质进行水解提取,是该领域研究的热点之一。

研究结果显示,不同来源的鱼副产品、不同的酶制剂、不同的水解条件,所得鱼蛋白水解液的组分均存在差异[4,18]。

所采用的酶制剂主要有:中性蛋白酶、木瓜蛋白酶、复合风味酶(Flavorzyme)、枯草杆菌中性蛋白酶、碱性蛋白酶、复合蛋白酶(pro tamex)等。

采用复合酶水解的产品优于单一酶,一般工艺为:温度50%,pH7.0,加酶量为中性蛋白酶:木瓜蛋白酶60U/g&40U/g,水解时间4.5h,料液比1&1.1~ 1.5,水解鱼蛋白中粗蛋白含量达87.63%,蛋白质收率37.1%。

4 直接加工成鱼风味食品和调味品采用油炸、整形、调味等处理制作成风味鱼鳍、鱼排等小吃食品[19]。

采用蛋白酶水解方法提取鱼头蛋白营养液,也可以采用发酵的方式制作鱼头酱油等调味品[4,18]。

将鱼头、鱼骨/刺等副产品粉碎、研磨,经超微粉碎后,可制备鱼骨粉产品[20]。

该产品含85%水分、2.4%粗脂肪、8.9%蛋白质和5.5%的灰分, pH值7.6。

可以直接作为补钙制剂食用,也可以作为添加剂应用于食品加工中。

5 其他提取壳聚糖。

甲壳素是自然界中储量仅次于纤维素的资源,其衍生物壳聚糖在农业、食品、医药等行业已得到广泛的应用。

乌德等[21]以鱿鱼软骨为原料,在一定的碱液浓度、反应温度、反应时间下,可以得到较好的脱48乙酰工艺,制得鱿鱼软骨壳聚糖。

鱿鱼软骨壳聚糖具有较低的灰分含量、较强的黏性以及较高的水分和脂肪结合能力。

红外分析表明:鱿鱼软骨壳聚糖为 -壳聚糖。

研制活性钙产品。

以柠檬酸和苹果酸按3& 2的浓度比混合,在121%的高温下提取罗非鱼骨粉1h,取上清液调pH中性,然后进行浓缩烘干,钙提取率为92.1%,产品在热水中溶解度达88%。

动物代谢实验显示,CM C活性钙在血钙、骨钙和存留率方面均优于碳酸钙,比碳酸钙更易被机体吸收利用。

糖脂(Glycolipids)是糖类通过其还原末端以糖苷键与脂类连接起来的化合物。

因其结构不同,糖脂在生物体中的作用有所不同。

近年来,化学合成或从天然物中提取很多新的糖脂,糖脂在医药、化妆品和食品等领域的应用日益广泛。

硫酸软骨素是一种重要的酸性粘多糖,广泛存在于哺乳动物的软骨、喉骨、鼻骨和气管中。

作为保健食品或保健药品长期应用于防治冠心病、心绞痛、心肌梗死等疾病,无明显的毒副作用。

另外,作为食品添加剂,硫酸软骨素可用于食品的乳化、保湿和祛除异味。

水产加工废弃物,如鱼头中就含有较丰富的硫酸软骨素。

鱼头中还含有丰富的脑磷脂、硫酸软骨素等活性物质,有资料显示,每公斤鱼头中可提取3g硫酸软骨素。

户业丽等[22]用0.06kg/L的氢氧化钠,以固液比为1/5 (g/mL),于25%下浸提20h,可将鲟鱼头中48.9%的硫酸软骨素提取出来。

此外,也可以利用鱼副产品发酵制备各种海鲜风味的调味品,如酱油、调味料等。

也可以采用鱼酶解蛋白液与小分子糖类之间的反应:美拉德反应制备食品香精香料。

6 展望水产加工业是渔业生产的延续,是优化渔业结构、实现渔业增效、渔农增收的有效途径。

我国水产加工业已发展成为以冷冻冷藏水产品为主,鱼糜制品、调味休闲食品、干制品、腌熏制品、罐头制品、调味品、功能保健品、鱼粉与饲料加工、海藻化工、海藻食品以及海洋药物等多个门类为辅的较为完善的水产加工体系。

但整体来说,我国水产品加工与国外水平相比,还有很大的差距,主要表现为:加工量比例较低、加工技术含量低,高附加值产品少、废弃物综合加工利用水平不高。

此外,我国目前用于水产品加工的许多传统产品加工技术落后,也成为制约我国水产业发展的主要因素之一,亟待更新。

目前,国际上水产加工副产物利用或低值水产品加工正向以下四大类发展:一是方便水产食品。

即用低值水产品或水产加工副产物为原料,采用一定工艺提取其中的营养物质,加工成浆,然后配以淀粉、植物蛋白、植物胶等食物组分,生产出各式各样的鱼糕、鱼卷、鱼饼、鱼丸、鱼片、鱼酱和鱼香肠等风味浓郁的水产方便食品。

这样的食品不用烹调即可直接食用,既富有营养又便于保存,还具有携带方便的特点。

二是风味水产食品。

用一些水产加工副产物或低值鱼虾类加工成具有独特风味的小包装休闲食品。

如油炸鱼排、烤鱼片、鱼丸等。

三是模拟水产食品。

即采集水产加工副产物或低值鱼虾原料中的鱼肉,配合以淀粉、植物蛋白、食用植物胶等组分,采用一定工艺技术制成色、香、味、形近似虾、蟹、贝的人造虾仁、蟹肉和干贝等,这类食品具有营养丰富,价格便宜的优点。

四是保健水产食品。

即以水产加工副产物或低值水产品为原料,从中提取具有各种生理保健活性的物质,如鱼油、胶原蛋白、硫酸软骨素等,生产保健水产品。

此外,在上述水产加工副产物利用或低值水产品加工中,现代食品加工高新技术,如超临界提取技术、挤压技术、酶解技术、微胶囊技术、超高压技术等均得到日益广泛地应用。

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