歐陽杰,趙昕源,馬田田,3,李 明,沈 建
(1 中國水產(chǎn)科學(xué)研究院漁業(yè)機(jī)械儀器研究所,上海 200092;2 青島海洋科學(xué)與技術(shù)試點國家實驗室,山東 青島 266237;3 海洋食品精深加工關(guān)鍵技術(shù)省部共建協(xié)同創(chuàng)新中心,大連工業(yè)大學(xué),遼寧 大連 116034;4 遼寧遠(yuǎn)洋漁業(yè)有限公司,遼寧 大連 116113)
南極磷蝦(Antarctic krill)是生活在南大洋中的一種甲殼類浮游動物,資源蘊(yùn)藏量大,約6.5~10億t[1],是重要的一類海洋生物資源,被稱為世界未來的食品庫。近年來,受捕撈限額、技術(shù)裝備、產(chǎn)品開發(fā)等一系列問題的制約,全球南極磷蝦年捕撈量基本維持在60萬t上下,其中挪威的捕撈量占一半以上,中國的南極磷蝦年捕撈量僅在10萬t左右[2-3],資源利用率嚴(yán)重偏低,開發(fā)和利用的潛力巨大。南極磷蝦體內(nèi)富含蛋白質(zhì)和脂質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì),還含有豐富的蝦青素和多不飽和脂肪酸(EPA、DHA)等活性成分,是海洋保健食品的重要原料。合理開發(fā)南極磷蝦資源,促進(jìn)南極磷蝦產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展,具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
中國南極磷蝦資源開發(fā)起步較晚,自21世紀(jì)初陸續(xù)開始對南極磷蝦資源進(jìn)行調(diào)查和探捕,隨后又開展了船載加工和陸基產(chǎn)品開發(fā),逐步形成了南極磷蝦完整的產(chǎn)業(yè)鏈。目前南極磷蝦主要加工產(chǎn)品有冷凍原蝦、蝦粉、脫殼蝦肉和蝦油等,其中蝦粉是最重要的一類加工產(chǎn)品,主要用作磷蝦油提取原料和替代魚粉的飼料添加劑。國內(nèi)從事南極磷蝦漁業(yè)生產(chǎn)的企業(yè)比較少,主要有遼寧遠(yuǎn)洋漁業(yè)有限公司、中國水產(chǎn)有限公司等,其捕撈加工船多為改建或引進(jìn)的二手大型拖網(wǎng)漁船;加工工藝主要借鑒陸基魚粉加工工藝;加工裝備除極少數(shù)捕撈加工船安裝有進(jìn)口蝦粉加工生產(chǎn)線外,大部分由陸基魚粉加工設(shè)備改裝而成,存在得率偏低、產(chǎn)品品質(zhì)不穩(wěn)定、能耗高等問題,與挪威等南極磷蝦漁業(yè)發(fā)達(dá)國家的先進(jìn)生產(chǎn)線相比,在工藝先進(jìn)性、裝備自動化、工藝裝備匹配性等方面還存在著較大的差距[4]。
目前蝦粉加工工藝流程包括蒸煮、分離、干燥、冷卻、粉碎和包裝等,加工過程中,由于受擠壓、加熱、離心等因素的影響,會造成營養(yǎng)物質(zhì)的流失和活性成分的破壞,尤其是蒸煮、干燥等涉及熱處理的環(huán)節(jié),容易造成不飽和脂肪酸、蝦青素等熱敏性成分的氧化或降解,影響蝦粉的品質(zhì)。
本研究闡述了南極磷蝦粉加工過程中蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、蝦青素等主要營養(yǎng)活性物質(zhì)的變化,加工工序及工藝參數(shù)對蝦粉品質(zhì)的影響,以及蝦粉品質(zhì)的主要評價指標(biāo)和依據(jù),分析了蝦粉加工中存在的主要問題,展望了該領(lǐng)域未來的研究方向,旨在為蝦粉加工工藝流程與工藝的優(yōu)化研究提供理論依據(jù)與技術(shù)參考,對優(yōu)化南極磷蝦粉加工工藝、提高蝦粉品質(zhì)、促進(jìn)南極磷蝦資源高質(zhì)化利用具有積極的意義。
海洋生物蛋白質(zhì)資源的開發(fā)與利用是近年來的研究熱點之一,南極磷蝦粉作為南極磷蝦主要的加工產(chǎn)品[5],含有豐富的蛋白質(zhì),是一種優(yōu)質(zhì)的動物蛋白質(zhì)來源。研究發(fā)現(xiàn)南極磷蝦的蛋白質(zhì)含量以濕基計達(dá)17.56%,以干基計可達(dá)70%以上,經(jīng)檢測,南極磷蝦粉的粗蛋白含量達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的特級魚粉的標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 19164—2003,蛋白含量>65%)[6]。袁玥等[7]對比了幾家公司生產(chǎn)的南極磷蝦粉的營養(yǎng)成分,結(jié)果表明,不同來源和加工方式的南極磷蝦粉的營養(yǎng)成分含量有著顯著差異,但與其他水產(chǎn)品相比,磷蝦粉的蛋白質(zhì)含量均處于相對較高水平。徐蓓蓓等[8]對南極磷蝦蝦肉、蝦糜、普通蝦粉、脫脂蝦粉和脫氟蝦粉這5種產(chǎn)品中蛋白質(zhì)的組成和分布狀態(tài)、氨基酸組成進(jìn)行了測定和分析,發(fā)現(xiàn)5種南極磷蝦產(chǎn)品中普通蝦粉的蛋白含量最低(65.12%)。南極磷蝦粉中含有18種氨基酸,其中包括7種必需氨基酸和2種半必需氨基酸,必需氨基酸含量均≥47.835%,必需氨基酸(EAA)/非必需氨基酸(NEAA)≥91.571%,營養(yǎng)指數(shù)(NI)≥56.432%,說明南極磷蝦各產(chǎn)品蛋白的必需氨基酸組成合理,由于受到加熱、脫脂、脫酰胺等的影響,磷蝦產(chǎn)品中高分子量的蛋白發(fā)生降解,低分子量的蛋白增加,產(chǎn)品蛋白中a-螺旋/β-折疊的比值均出現(xiàn)了不同程度的下降。姜慧嫻等[9]以南極磷蝦和南美白對蝦為研究對象,分析不同加熱方式和加熱溫度對蝦肉糜中游離氨基酸含量的影響,結(jié)果表明微波加熱的南極磷蝦蝦肉糜中氨基酸含量最高。
肽是蛋白質(zhì)水解的產(chǎn)物,在南極磷蝦蛋白肽研究方面,日本學(xué)者研究認(rèn)為,南極磷蝦肽(AKPP)單劑量口服藥能夠顯著降低自發(fā)性高血壓小鼠的心臟收縮壓,均具有抑制血管緊張素轉(zhuǎn)化酶(ACE)的作用,具有潛在的降血壓的功效[5]。張倫等[10]開展了南極磷蝦活性肽的制備及其血管緊張素轉(zhuǎn)換酶(ACE)抑制活性篩選研究,得出了最佳酶解工藝。劉小芳等[11]研究發(fā)現(xiàn)采用堿溶酸沉法與堿性蛋白酶酶解法聯(lián)用制備南極磷蝦多肽,水解度和得率均較高。張元元等[12]對比了采用不同蛋白酶水解南極磷蝦得到的多肽體外抗氧化活性,發(fā)現(xiàn)木瓜蛋白酶水解制備的多肽抗氧化活性最好。李芙蓉等[13]采用復(fù)合蛋白酶酶解南極磷蝦得到蝦粉多肽,經(jīng)超濾分離和高速逆流色譜技術(shù)進(jìn)行分離純化并檢驗其體外抗氧化活性,南極磷蝦多肽在分子量范圍為5~10 ku時抗氧化活性最好。
南極磷蝦的脂質(zhì)組成和含量隨季節(jié)、種類、年齡、捕獲和冷凍的時間的變化而有所差異。新鮮的南極磷蝦中粗脂肪含量范圍為1.3%~2.1%,蝦粉中粗脂肪含量11.66%,樓喬明等[14]研究發(fā)現(xiàn),蝦粉中脂質(zhì)以甘油三酯、磷脂和游離脂肪酸為主,這可能與南極磷蝦攝食了單細(xì)胞的海洋微藻有關(guān)。蝦粉中的脂肪酸組成與魚粉相似,飽和脂肪酸占比31.13%,以C16:0為主,單不飽和脂肪酸占比24.07%,以C18:1n-9為主,多不飽和脂肪酸占比45.08%,以n-3不飽和脂肪酸為主,其中二十碳五烯酸(EPA)占比21.78%,二十二碳六烯酸(DHA)占比16.10%[15]。關(guān)于蝦粉加工和貯藏過程中脂質(zhì)的變化,劉小芳等[16]研究了貯藏條件對南極磷蝦粉脂質(zhì)氧化穩(wěn)定性的影響,發(fā)現(xiàn)在60 ℃條件下貯藏30 d后,磷蝦粉脂質(zhì)發(fā)生氧化劣變,游離脂肪酸、過氧化值、茴香胺值顯著升高,采用真空包裝、添加維生素E等手段可抑制蝦粉脂質(zhì)的氧化。唐一新等[17]研究發(fā)現(xiàn),在-18 ℃凍藏條件下,南極磷蝦脂質(zhì)仍存在較大程度的水解和氧化,認(rèn)為加快高效貯運(yùn)技術(shù)的開發(fā)將是實現(xiàn)南極磷蝦資源高值化利用的關(guān)鍵。
酶是一種特殊的蛋白質(zhì),屬于熱敏性物質(zhì),加熱后其活性會受到抑制,加熱溫度和時間達(dá)到一定的范圍后,酶會完全滅活。由于生活環(huán)境的影響,南極磷蝦體內(nèi)含有豐富的酶,具有活性高、耐低溫等特點,磷蝦捕撈出水后,其體內(nèi)的酶系統(tǒng)動態(tài)平衡被打破,在胰蛋白酶、多酚氧化酶等酶的作用下機(jī)體容易發(fā)生自溶,蛋白質(zhì)快速降解,造成磷蝦在較短的時間內(nèi)發(fā)生黑變,因此,在加工過程中,要盡可能使南極磷蝦體內(nèi)的酶在較短的時間內(nèi)滅活,以保證產(chǎn)品的品質(zhì)。目前關(guān)于南極磷蝦酶相關(guān)的研究報道主要集中在酶學(xué)特性研究。Johan等[18]采用毛細(xì)管電泳法證實了南極磷蝦中的酶主要是酸性蛋白酶,對比南極磷蝦胰蛋白酶和牛胰蛋白酶的活性,在溫度分別為37 ℃和1~3 ℃時,南極磷蝦胰蛋白酶的活性分別是牛胰蛋白酶的12倍和60倍。Si等[19]通過對南極磷蝦肌肉中精氨酸激酶的研究,發(fā)現(xiàn)pH和溫度分別為8.0 ℃和30 ℃時,酶的活性最強(qiáng)。曹曉杰等[20]研究熱處理溫度和時間對蝦肌肉組織蛋白酶L酶活力的影響,發(fā)現(xiàn)加熱處理可以使組織蛋白酶L 發(fā)生變性而失活,但可以通過控制合理的加熱溫度和升溫速度來降低組織蛋白酶L引起的凝膠劣化;蝦中的其他酶在熱處理時其活性也呈現(xiàn)出類似的規(guī)律,有研究對凡納濱對蝦、褐蝦進(jìn)行熱處理,發(fā)現(xiàn)其體內(nèi)的蛋白酶和多酚氧化酶活性都是隨著溫度升高和時間的延長先快速下降而后趨于平緩[21-22]。王凱欣等[23]研究了南極磷蝦蒸煮加熱過程中熱處理條件對幾種主要酶活性的影響,認(rèn)為熱處理條件對多酚氧化酶和蛋白酶活性的影響顯著,對脂肪酶影響較小,得出最佳滅酶條件為加熱溫度75 ℃,加熱時間2.5 min。以上研究多集中在酶活性變化規(guī)律、滅酶參數(shù)等,關(guān)于加工過程中的酶滅活機(jī)理以及酶活性與產(chǎn)品品質(zhì)之間的關(guān)聯(lián)性等深層次的研究報道較少,還有待進(jìn)一步研究。
蝦青素是一種類胡蘿卜素,分子式為C40H52O4,是天然色素。南極磷蝦體內(nèi)的色素95%以上以蝦青素的形式存在,因而是天然蝦青素的良好來源。蝦青素對促進(jìn)磷蝦快速生長,增強(qiáng)免疫力和存活率具有重要的作用。有研究表明,蝦青素具有預(yù)防心血管疾病、保護(hù)視力、抗衰老、提高人體免疫力等諸多保健功能,已被納入保健食品的范疇[24-26]。在南極磷蝦加工和貯藏過程中,由于蝦青素分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較差,受熱、光、氧、酸堿及金屬離子等因素的影響,易發(fā)生降解和異構(gòu)化[27]。蝦青素的降解和結(jié)構(gòu)變化不僅會導(dǎo)致其功能活性的下降,還會影響產(chǎn)品的外觀和色澤[28]。此外,蝦青素的降解產(chǎn)物中可能含有帶苯環(huán)的醛、酮類物質(zhì),不利于人體的健康[29]。魏榮男等[30]研究了熱處理對南極磷蝦品質(zhì)特性的影響,發(fā)現(xiàn)熱處理溫度在30~55 ℃時,蝦青素含量呈緩慢下降的趨勢,溫度上升到 60~80 ℃ 時,蝦青素含量開始急劇下降,說明55~60 ℃可能是蝦青素降解的臨界溫度。Hernandez等[31]研究發(fā)現(xiàn)煮熟后的蝦中的蝦青素含量顯著低于鮮蝦,造成這種現(xiàn)象的原因可能是由于蝦青素在體內(nèi)形成的組合蛋白在加熱過程中發(fā)生了變化所導(dǎo)致。Hussein等[32]對比了在相同熱處理條件下蝦蟹與大馬哈魚體內(nèi)的蝦青素的降解情況,發(fā)現(xiàn)蝦蟹體內(nèi)的蝦青素降解速度略慢于大馬哈魚,原因可能是蝦蟹體內(nèi)酯化態(tài)的蝦青素含量高,結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定所致,這可能也是造成蝦青素抗氧化能力高于其他類胡蘿卜素的原因。此外,蝦青素作為一種脂溶性的胡蘿卜素,易溶于油脂中,因此在帶油烹飪時,更容易造成蝦青素的破壞。綜上所述,在加工過程中,為了降低蝦青素的降解,應(yīng)選擇合適的熱處理方式,避免高溫和長時加熱,減少蝦青素與光和氧氣的接觸,烹飪時減少油脂的使用等。同時,可以在加工過程中添加抗氧化性強(qiáng)或者與蝦青素相互作用后可以發(fā)揮抗氧化保護(hù)作用的物質(zhì),以減少蝦青素的降解[33]。Anarjan等[34]研究認(rèn)為添加適量的維生素C和維生素E等抗氧化物可以一定程度上緩解蝦青素的降解。
蒸煮是南極磷蝦粉加工的首道且關(guān)鍵工序,其主要作用一是使磷蝦體內(nèi)的酶滅活;二是使磷蝦蛋白凝結(jié)固定,減少蛋白流失。因此蒸煮工藝直接影響著后續(xù)加工工序的銜接及產(chǎn)品品質(zhì)的保持。目前磷蝦蒸煮主要采用蒸汽直噴加熱和蒸汽間接加熱兩種,現(xiàn)有的加工工藝中,蒸煮過程中常采用一段式直噴加熱,蒸煮溫度基本維持恒定,然而理論上,酶滅活和蛋白凝結(jié)最適宜的溫度和蒸煮的時間并不完全一致,因此在實際生產(chǎn)中,為了使磷蝦蒸煮完全,通常采取延長蒸煮時間的方式,往往存在過度蒸煮的現(xiàn)象,造成磷蝦在高溫條件下放置的時間過長,從而造成營養(yǎng)物質(zhì)的損失和功能成分的破壞。此外蒸煮溫度過高,不僅會加速蝦青素的降解,還會造成能源的浪費(fèi)。因此,國內(nèi)外學(xué)者對此開展了大量的研究,有研究認(rèn)為微波加熱比水煮加熱能更好地保留蝦中的蝦青素,因為微波處理可能會通過極性分子相互作用,使溶液穩(wěn)定上升得較慢,而水煮加工時,蝦的各個部位完全浸沒在水中,傳熱系數(shù)在水溶液中更高,高溫使得蝦青素降解更嚴(yán)重[35]。Martinez等[36]研究表明,由于復(fù)合載體蛋白的部分溶解,與生蝦相比,煮熟蝦中蝦青素的損失更大。高翠竹等[37]研究發(fā)現(xiàn)水煮會造成過氧化值、酸值、硫代巴比妥酸值等的顯著上升,建議南極磷蝦在加工時,水煮溫度應(yīng)盡量控制在60 ℃,時間不超過30 min。馬田田等[38]的研究分別得出了提蛋白用和提脂肪用的南極磷蝦粉最佳蒸煮條件,建議根據(jù)南極磷蝦粉的用途,選擇適宜的蒸煮條件,從加工源頭把控南極磷蝦粉品質(zhì),從而避免蒸煮過度。談佳玉[39]研究認(rèn)為組合式水煮對蝦青素含量的影響更??;趙昕源等[40]研究了蒸煮過程中主要物質(zhì)的流向路徑及變化原因,認(rèn)為蒸煮過程中損失的主要物質(zhì)為蒸煮液中的可溶性物質(zhì)及少部分的熱敏性物質(zhì)。
分離是南極磷蝦粉加工的關(guān)鍵工序之一,主要作用是使南極磷蝦實現(xiàn)固液分離,提高后續(xù)干燥工序的效率,常用的分離設(shè)備有臥螺離心機(jī)或螺桿擠壓脫水機(jī),臥螺離心機(jī)具有分離效果和生產(chǎn)連續(xù)性更好的優(yōu)點,在蝦粉實際生產(chǎn)中應(yīng)用的最多,目前蝦粉船載加工中都是采用臥螺離心機(jī)來進(jìn)行固液分離。劉志東等[41]利用雙螺桿擠壓技術(shù)制備南極磷蝦粉,并與船載南極磷蝦粉營養(yǎng)成分進(jìn)行比較,結(jié)果表明雙螺旋擠壓技術(shù)對于營養(yǎng)活性物質(zhì)的保留效果較好。分離工序降低了南極磷蝦物料的水分,雖然有利于后續(xù)的干燥,但會造成一部分水溶性蛋白、脂質(zhì)和灰分的損失。因此,根據(jù)產(chǎn)品定位的不同,需要對固液分離后的液相物質(zhì)進(jìn)行有選擇的回收。如果加工產(chǎn)品側(cè)重蛋白質(zhì)含量,如用來加工高蛋白飼料,則選擇性回收蛋白質(zhì),脂質(zhì)則作為粗蝦油儲存起來進(jìn)行后續(xù)的蝦油精煉;如果產(chǎn)品側(cè)重脂質(zhì),如用來提取蝦油,則需對脂質(zhì)進(jìn)行選擇性回收。為了獲取富含脂質(zhì)的蝦粉,薛長湖等[42]發(fā)明了一種富集脂質(zhì)的南極磷蝦粉及其制備方法,該方法通過將液相物質(zhì)在干燥的不同階段進(jìn)行回收,既能提高蝦粉中的脂質(zhì)含量,又能降低干燥過程中活性物質(zhì)的損失。
干燥是南極磷蝦粉加工過程中涉及熱處理時間最長的工序,水分、蛋白質(zhì)、多不飽和脂肪酸和蝦青素等物質(zhì)的流失主要發(fā)生在干燥階段,因此是影響蝦粉品質(zhì)最重要的工序。目前蝦粉加工中,由于受空間的限制,船載加工主要采用圓盤干燥,通過蒸汽或?qū)嵊图訜釄A盤,圓盤再與物料接觸,再輔以除濕設(shè)備抽濕,從而實現(xiàn)磷蝦的干燥;有些小型生產(chǎn)線也有采用滾筒干燥,如早期的日本磷蝦加工船配置的食品級蝦粉加工生產(chǎn)線,采用滾筒蒸煮干燥一體的模式。陸基蝦粉加工也有采用常壓熱風(fēng)干燥,蝦粉品質(zhì)較低,穩(wěn)定性較差;國外有采用常壓、真空結(jié)合的兩級熱風(fēng)分段干燥,可提高蝦粉品質(zhì)[43]。近年來,有學(xué)者開展了閃蒸干燥和管束干燥等設(shè)備在南極磷蝦干燥上的應(yīng)用研究,認(rèn)為閃蒸干燥可以快速干燥南極磷蝦,而且品質(zhì)保持較好,但由于設(shè)備占地面積大,處理能力偏低、能耗高,在實際生產(chǎn)中,尤其是船載加工中應(yīng)用的可行性不高[4];管束干燥適用于南極磷蝦的干燥,在優(yōu)化干燥工藝的基礎(chǔ)上,在南極磷蝦干燥上具有良好的應(yīng)用前景[44]。
干燥工藝方面,采用低溫干燥可有效減少熱敏性成分的損失。劉建君等[45]研究了蝦粉生產(chǎn)方式對南極磷蝦油品質(zhì)的影響,探索一種能夠兼顧生物活性物質(zhì)和生產(chǎn)效率的南極磷蝦粉生產(chǎn)方法。該方法認(rèn)為南極磷蝦含水量高于10%時,烘干溫度低于80 ℃不會明顯降低南極磷蝦粉的品質(zhì)。階段式干燥方式被認(rèn)為是一種低耗、高效,且能盡量保持南極磷蝦體內(nèi)的生物活性物質(zhì)的蝦粉生產(chǎn)方法,針對不同的水分含量,匹配適宜的干燥溫度,最大限度減少物料在高溫下暴露的時間,采用階段式干燥方式,不僅可以更好地保持蝦粉的品質(zhì),還能提高干燥效率,實現(xiàn)節(jié)能降耗的目的。
在蝦粉干燥前對磷蝦進(jìn)行一定程度的破碎,增大物料表面積,理論上可以提高干燥效率。馬田田等[46]在干燥前對蒸煮的南極磷蝦進(jìn)行破碎,通過采用攪拌、絞肉、斬拌方式對南極磷蝦進(jìn)行破碎,發(fā)現(xiàn)與不破碎處理的相比,破碎后的南極磷蝦干燥效率可提高30.6%~48.6%不等,驗證了適度破碎處理可以提高干燥效率的推理;綜合對比3種破碎方法對蝦粉品質(zhì)和干燥效率,認(rèn)為斬拌機(jī)破碎處理90 s的效果最好,是一種適合南極磷蝦干燥前預(yù)處理的破碎方法。
當(dāng)前,中國尚未出臺統(tǒng)一的南極磷蝦粉質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn),蝦粉品質(zhì)主要參照國家魚粉質(zhì)量評價進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)。南極磷蝦粉品質(zhì)評價包括感官品質(zhì)指標(biāo)和理化指標(biāo)。感官品質(zhì)主要從磷蝦粉色澤、組織、氣味三方面來評價。袁玥等[47]建立三分法南極磷蝦粉感官評價體系,以光澤和顏色反應(yīng)蝦粉色澤,以膨松程度、有無結(jié)塊等反應(yīng)蝦粉組織,以蝦香味及脂肪酸敗味程度反映氣味;理化指標(biāo)分析主要包括磷蝦粉營養(yǎng)成分(粗蛋白、粗脂肪、氨基酸)、油脂酸價、粉碎粒度三方面來評價。以魚粉為例特級品粗蛋白質(zhì)含量≥65%,粗脂肪含量≤11%,脂肪酸價≤3;一級品粗蛋白質(zhì)含量≥60%,粗脂肪含量≤12%,脂肪酸價≤5;二級品粗蛋白質(zhì)含量≥55%,粗脂肪含量≤13%,脂肪酸價≤7;粉碎粒度要求通過篩孔為2.80 mm的標(biāo)準(zhǔn)篩大于等于96%。國外已對南極磷蝦粉品質(zhì)評價建立了相對完善的標(biāo)準(zhǔn)體系[48]。Tharos公司提出了南極磷蝦粉的基本評價標(biāo)準(zhǔn)。蛋白質(zhì)含量不低于58%,脂肪含量不低于12%,色素含量不低于100 mg/L,濕度≤10%,灰分含量≥5%,氯化鈉含量≤3%,揮發(fā)性鹽基氮(TVB-N)含量≤20 mg/L,組胺含量≤23 mg/L,飽和脂肪酸含量≤30%,多不飽和脂肪酸含量≥28%,單不飽和脂肪酸含量≥30%[49],這可為中國未來制定南極磷蝦粉品質(zhì)評價相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)提供借鑒。
蝦粉的安全評價主要分析污染物(如微生物、重金屬等)是否在國家限定的標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi);微生物方面主要指霉菌、沙門氏菌、有無寄生蟲和螨蟲是否符合國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定[50-51]。重金屬方面,南極磷蝦中的重金屬主要以有機(jī)態(tài)的形式存在,對人體的危害相對較少,但重金屬很難降解,不易脫除,需要引起重視。南極磷蝦粉的氟含量為1 000~2 400 mg/kg(干重),這限制了其在某些動物飼料中的應(yīng)用[52]。有研究報道,將南極磷蝦脫殼以后加工制成南極磷蝦粉,其中氟的含量由870 mg/kg降到了230 mg/kg,因此,可以通過脫殼處理降低南極磷蝦粉的氟含量[53-55]。南極磷蝦粉中砷含量較高,磷蝦中的砷會通過加工轉(zhuǎn)存到南極磷蝦粉中[56]。張學(xué)超等[57]測得南極磷蝦粉的總砷含量為1.04~1.91 mg/kg,低于國家限量標(biāo)準(zhǔn),砷的賦存形態(tài)也多為低毒性有機(jī)化合物[58]。蝦粉中汞含量約為0.008 mg/kg,南極磷蝦體內(nèi)汞的含量隨著其體型和成熟度的增加而減少[59]。
隨著南極磷蝦資源開發(fā)利用的不斷深入,高值化加工將是南極磷蝦產(chǎn)業(yè)的重點發(fā)展方向,蝦粉作為蝦油提取的主要原料,其品質(zhì)重要性也將進(jìn)一步凸顯。蝦粉的品質(zhì)與加工工藝密切相關(guān),蒸煮溫度、時間、干燥溫度等是影響蝦粉品質(zhì)的主要因素。因此,未來需要加強(qiáng)蝦粉加工方面的基礎(chǔ)和應(yīng)用研究,如掌握南極磷蝦粉加工過程中的營養(yǎng)活性物質(zhì)的流向與路徑、結(jié)構(gòu)變化機(jī)理及其與品質(zhì)的關(guān)聯(lián)性,并在此基礎(chǔ)上有針對性開展工藝流程改進(jìn)和工藝參數(shù)優(yōu)化,如采用基于刮板式換熱器原理的快速加熱,縮短蒸煮時間;采用梯度蒸煮,以減少物料在高溫下暴露的時間,減少營養(yǎng)活性物質(zhì)的破壞;在干燥前對磷蝦進(jìn)行適度破碎,以提高干燥效率;干燥過程中將蒸煮液進(jìn)行回收,減少脂肪和蛋白質(zhì)的流失,提高蝦粉的得率;采用梯級干燥、無氧干燥等,減少活性物質(zhì)的損失等,優(yōu)化蝦粉加工工藝,構(gòu)建有效的品質(zhì)控制體系,以提升蝦粉的品質(zhì)和得率,并通過先進(jìn)的加工工藝來指導(dǎo)加工裝備的研發(fā),提高國產(chǎn)加工裝備性能,促進(jìn)加工工藝和裝備的匹配與融合,從而推動南極磷蝦加工產(chǎn)業(yè)健康有序和高質(zhì)量發(fā)展。
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