水产品的高新加工技术

水产品的高新加工技术

摘要：真空冷冻干燥技术具有速溶性好、脱水彻底、热能利用率高、保留食品色香味等特点，将其应用到水产品加工中无疑会带来新的经济活力，并且会凭借其“绿色、保健、方便”的优势，必将成为水产品加工业发展的主导方向。超高压技术可以影响酶的催化反应速率,改变物质之间的交联,在不破坏营养物质的条件下杀灭微生物等,已成为目前国际上最热门的食品加工技术之一。文中介绍了超高压技术的基本原理及超高压设备的特点,对当前超高压技术在水产方面的开发应用、发展前景等内容作了阐述。

关键字：水产品；真空冷冻干燥技术；超高压技术；应用

水产品是人类重要的食物来源之一，营养价值高，其中鱼类含有丰富的蛋白质，属于完全蛋白，软体类( 如牡蛎、扇贝、乌贼) 含有的氨基酸全部为必需氨基酸[1-3]。但传统水产品加工方法通过破坏非共价键使蛋白质变性，同时也破坏了共价键使维生素、色素和风味物质等低分子物质发生质变，使大量营养物质和生物活性成分流失还会产生不利吸收和健康的毒素[4]。在海产品深加工的废水中含有大量鱼蛋白，其中鱼糜加工厂废水中鱼蛋白含量最高，造成了大量营养成分的流失[5]。

本文介绍了真空冷冻干燥技术是目前被世界公认的最先进的食品加工技术。真空冷冻干燥装置的设计制造等没有一套成熟的计算方法和检测标准，真空冷冻干燥食品、果蔬、花卉等也没有一套现成的预冷工艺，基本上是凭经验。因此，迫切需要加强对这些问题的探讨和关注。下文主要探讨了真空冷冻干燥技术在水产品加工中的应用的综述，最后对真空冷冻干燥技术在食品加工中的应用进行了展望。同时本文也介绍了超高压定义及超高压处理的基本原理，并对其在杀灭水产品中微生物，延长水产品贮藏特性，改善水产品品质，藻类中虾青素的提取，海虾过敏原的消除以及在水产脱壳中的应用进行了综述。随着近年来超高压技术在食品领域里的迅速发展以及超高压处理食品的显著优点，超高压技术在水产品中尤其高附加值的水产品中的应用研究越来越深入。

1、真空冷冻干燥技术

真空冷冻干燥过程是通过调节冻干机的板层控制温度，将湿物料冻结到共晶点温度以下，在保证物料中水分完全冻结成小冰晶的情况下，对冷阱进行降温，当降至适当温度时，使用真空泵对箱体抽真空，使箱体内部维持较低的真空度，这一过程使物料中的水分由固态冰直接升华成气态水蒸气。然后再用真空系统的捕水器将水蒸气冷凝，降低物料中的水分含量，从而获得干燥脱水制品的高新干燥技术。

真空冷冻干燥技术早期主要用于菌种、病毒和血清的生产和保存。随着社会的不断进步，真空冷冻干燥技术作为一门涉及多领域的交叉学科，也逐步应用到各个行业。经过几十年的发展，该技术已经成为食品加工业的先驱，并在食品中确立了稳固的地位，如干燥咖啡、速溶茶、果蔬、汤料等。虽然冷冻干燥技术在诸多领域都得到了广泛的应用，但在水产品加工上的应用却为数不多，这就预示着水产品的冷冻干燥技术应该有着巨大的发展空间。

1.1真空冷冻干燥的特点

随着科学的发展，各种各样的脱水技术走进了我们的生活，如热风干燥、冷风干燥、喷雾干燥、真空冷冻干燥等，这些脱水技术各有其不同的特点。但是对

于食品保鲜和保质期而言，真空冷冻干燥无疑是佼佼者。与传统的干燥技术相比，经真空冷冻干燥后所获得的物料有5 个方面的优点。

1）食品干燥是在低温(-40℃到+55℃)下进行，且处于高真空状态，因此，

特别适用于热敏性高和极易氧化的食品的干燥，可以保留新鲜食品的色香味及营养成分。

2）干制品不失原有的固体骨架结构，保持物料原有的形态。

3）冻干制品具有多孔结构，因此，具有很理想的速溶性和快速复水性。复

水时，比其它干燥方法生产的食品更接近新鲜食品。

4）在升华过程中溶于水的可溶性物质就地析出，避免了一般干燥方法中因物料内部水份向表面迁移而将无机盐和营养携带到物料表面而造成表面硬化和营

养损失的现象。

5)冻干食品采用真空或充氮包装和避光保存，可保持5 年不变质。与速冻食品相比免除了运输储存、销售过程中耗费很高的冷藏链，真空冷冻干燥被认为是生产高品质食品的最好的方法。

1.2真空冷冻干燥技术的基本原理

根据热力学中的相平衡理论，水的三相点(汽、液、固三相共存)温度为

0.0098℃，三相点压力为609.3pa(4.57mm/mg)在水的相变过程中，当压力低于

三相点压力时，固态冰可以直接转化为气态的水蒸气即冰晶升华

。真空冷冻干燥即是把含有大量水的物质预先冷冻，使物质中的游离水结晶，冻结成固体，然后在高真空条件下使物质中的冰晶升华，待冰晶升华后再除去物质中部分吸附水，最终得到残余水量为1-4%左右的干制品。真空冷冻干燥简称为

冻干。

1.3真空冷冻干燥在水产品的应用

冻干技术是一项对食品护色、保鲜、保质的色高新加工技术，它所具有的优异特性是其他干燥方法不可比拟的。冻干技术加工的水产品具有颜色香气、滋味、形状、营养和活性基本不变等特性，而且因其脱水彻底，可在常温下长期保存。对水产品生制品原料进行冻干加工，可得到易于储存和运输的生鲜干品，也可对熟制品进行冻干加工，开发即食水产品、方便食品和松脆可口的休闲食品。运用冻干技术可以提高海参、鲍鱼、鱼翅等名贵水产品干货的品位和档次，也可以使中低档水产品增加附加值和销售渠道。目前人们对海参、鲍鱼、银鱼、活虾、虾仁、鱼片、甲鱼、蟹肉等水产品进行了冻干试验性开发，取得了一些较为满意的成果。随着人民生活水平的不断提高，人们对饮食水平的要求越来越高，对高品质高档次的冻干食品需求必定会很大。同时，随着我国加入世界贸易组织，逐步与国际市场接轨，提高产品在国际市场的竞争力，适应不同层次的消费需求，这些都对水产品深加工提出了严峻地挑战，冷冻干燥水产品凭其“绿色、保健、方便”

的三大优势，必然会成为水产品加工业发展的主导方向。

2、超高压技术

2.1超高压技术的概念及其本原理

所谓食品的超高压处理技术,就是将食品放入压媒(如水等)中,使用100～ 1 000MPa的压力,在常温或较低温度下对食品保持一定的作用时间,从而达到灭菌、物料改性和改变食品中成分的某些理化反应速度的效果。食品的超高压处理过程是一个纯物理过程,它与传统的食品加热处理工艺机制完全不同。当食品物料在液体介质中体积被压缩之后,形成高分子物质立体结构的氢键、离子键、疏水键等非共价键即发生变化,结果导致蛋白质、淀粉等发生变性,酶失去活性,细菌等

微生物被杀死。但在此过程中,高压对形成蛋白质等高分子物质以及维生素、色素、风味物质等低分子物质的共价键无任何影响,故此高压食品很好地保持了原有的营养价值、色泽和天然风味。这一特点正好迎合了现代人返朴归真、崇尚自然、追求天然低加工食品的消费心理[6]。

2.2超高压技术在水产品的应用

2.2.1对鱼皮提胶技术的改良

超高压技术目前已用于提取各种贵重原料。如从植物中提取香精,从竹叶中提取黄酮素,从茶叶中提取茶多酚等。由于高压下分子运动的加剧,可大大加快反应速度,缩短提取时间,对提高产品收率也十分有效。超高压技术在水产品提取方面的运用还不多,目前高压的利用还是多从其对蛋白和酶的作用角度出发,仅见有利用高压从鱼皮中提胶的报Go′mez-Guille′n等[7]指出,将高压技术引入提胶过程可有效地缩短提胶时间,提高提取率,并且胶的质量也有所提高。

2.2.2超高压改善水产品贮藏特性的应用

众所周知，水产品是极易腐败变质的物品，而且一旦鲜度变差其价值下降很多，甚至可能完全丧失其食用价值并造成重大的经济损失。盐藏和冷藏是水产品保藏最常用的方法，但许多水产品经过盐藏、冷藏以后在色泽、风味、质地、新鲜程度上都远不及新鲜产品。影响水产品贮藏性的因素主要有三方面：一是水产品自身从水体中携带的微生物，这些特有腐败微生物往往导致水产品产生三甲胺(TMA)、硫化氢以及硫化物甘蓝样臭味和有异味的挥发性硫化物[8]；二是由于水产品的脂肪中富含不饱和脂肪酸，在一般的加工贮藏条件下，容易发生氧化反应产生过氧化物，并进一步氧化分解产生醛和酮，这些化合物具有强烈的油哈喇味；三是水产品中的自溶酶作用。高压处理不仅能杀灭水产品中的腐败菌并且能够使与海产品腐败有关的酶失活。酶的化学本质是蛋白质，蛋白质的二级和三级结构的改变与体积变化有关，而超高压有利于体积减小的反应发生，因此酶活性会受到高压的影响。每种酶都存在最低失活压力，低于这个压力酶就不会失活，在特定时间内当压力超过这个值时酶失活速度会加速直到完全失活[9]。Ludikhuyze 等[10]。高压应用于鱼类肌肉组织时引起促氧化效应[11]。但也有研究指出在较低压力下不会引起鱼类中脂质的氧化，只有超过一定压力范围会引起脂质氧化。在7℃，200MPa 处理15min 的鲑鱼和金枪鱼生鱼片中脂质氧化并不比未高压处理的多，但在250～300MPa 的压力范围脂质氧化明显[12]。超高压处理高脂肪含量的鲑鱼时其绝对氧化值比金枪鱼中的低，是由于其肌肉组织中高含量的类胡萝卜素作为内源性抗氧化系统防止其脂质氧化[13]。有研究表明在高压下高精度的脂肪和油对氧化作用来说相对较稳定。当用506MPa 流体静压处理萃取的沙丁鱼油60min 时，氧化指示剂、过氧化值(POV)和硫代巴比妥酸(TBA)都没有改变[14]。

2.2.3超高压在虾脱壳中的应用

在传统虾脱壳中由于虾的尾节外壳与体节外壳的硬度不同，会导致虾仁的尾部发生断裂，一部分虾仁也会出现体节中部断裂的现象。这些问题的出现不仅严

重影响了虾仁的外观品质，也影响了产虾仁率。杨徽等[15]利用超高压技术在综合考虑虾脱壳时间、虾仁完整性、产虾仁率、虾的新鲜外观的保持等指标确定了虾脱壳的最优超高压条件为200MPa 的压力和3min 的保压时间。在此工艺条件下获得的虾仁完整性、颜色及嫩度。

2.2.4

超高压在牡蛎脱壳中的应用牡蛎壳的钙含量为 39.78%，含有 9 种微量元素17

种氨基酸[16]。开发利用价值巨大，可用于医疗保健，农业领域及轻工业中[17]。但由于牡蛎的闭壳肌发达，牡蛎传统去壳方法费力且效率低下，开壳后的牡蛎肉受到破坏降低了产品的质量和感官品质。He等[18]研究发现超高压可使牡蛎闭壳肌与壳分离，获得完整多汁的牡蛎肉，使牡蛎加工工艺得到了优化。瑞典的Avure公司生产的超高压设备已成功用于大龙虾、螃蟹、牡蛎等的商业化脱壳领域中。

3、两种高薪技术的应用前景