小龍蝦及其副產物加工利用研究進展

徐文思，李柏花，張夢媛，楊祺福，楊品紅，周順祥

（1.湖南文理學院生命與環(huán)境科學學院，湖南常德415000；2.水產高效健康生產湖南省協(xié)同創(chuàng)新中心，湖南常德415000；3.環(huán)洞庭湖水產健康養(yǎng)殖及加工湖南省重點實驗室，湖南常德415000；4.順祥食品有限公司，湖南益陽413200）

小龍蝦（Crayfish），學名克氏原螯蝦（Procambarus clarkii），隸屬于甲殼類動物，是淡水蝦中個體較大的蝦類。我國北方多稱之為喇咕，而南方則多稱之為螯蝦、淡水龍蝦、龍蝦等，現(xiàn)在統(tǒng)稱為淡水小龍蝦。小龍蝦是淡水鰲蝦中的一種。淡水鰲蝦，全世界共有400多種，僅北美洲就有300多種，是其分布最多的地區(qū)，而我國僅有4種，是其分布最少的地區(qū)之一[1]。小龍蝦原產于美國南部和墨西哥北部，后被日本引入，作為牛蛙的餌料，最后在侵華戰(zhàn)爭期間由日本傳入我國的南京、滁縣一帶，隨后傳至全國[1-2]。

小龍蝦是一種蛋白質含量高，脂肪、膽固醇及熱量含量低的營養(yǎng)健康美味食品[3-4]。18世紀小龍蝦就成為歐洲和美洲人民餐桌上的一種重要食材[4]。小龍蝦肉鮮味美，深受消費們喜愛，已經(jīng)成為夏季人們聚餐時必點的食物之一，其加工產品具有很大的市場空間，而小龍蝦加工副產物含有多種功能性成分，具有較高的利用價值。從小龍蝦加工技術及副產物利用2個方面總結了現(xiàn)階段關于小龍蝦精深加工的研究進展，旨在更好更快地實現(xiàn)小龍蝦產業(yè)的升級發(fā)展，為后續(xù)相關科研工作提供參考。

1 小龍蝦營養(yǎng)價值

小龍蝦蛋白質含量比大多數(shù)的淡水及海水魚蝦都要高，氨基酸組成比較均衡，優(yōu)于人們平常所吃到的普通肉類，含有人體所需的8種必需氨基酸，包括異亮氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、賴氨酸、纈氨酸、蘇氨酸、精氨酸（脊椎動物體內含量很少）及組氨酸（幼兒必需氨基酸）[1，5]；小龍蝦蝦仁中脂肪含量比畜禽肉、青蝦、對蝦等低得多，且其脂肪大多為不飽和脂肪酸，易被人體消化和吸收，還具有防止膽固醇蓄積在體內的作用[5]；蝦仁中也富含維A、維D等脂溶性維生素，其含量大大超過陸生動物[5]；除此之外，還含有多種人體所必需的礦物質元素，其鈣、鉀、鈉和磷的含量較多，鐵、銅和硫的含量比較重要，且其鈉、鈣、磷及鐵的含量都比一般畜禽肉、蝦高，常食用龍蝦肉可保持神經(jīng)和肌肉的興奮性[5]。小龍蝦營養(yǎng)成分較為全面，味道鮮美濃郁，是夏日餐桌上的寵兒。

2 小龍蝦產品與加工技術

常見的小龍蝦鮮食烹飪加工有麻辣蝦、香辣蝦、十三香蝦、蒜蓉蝦、水煮蝦、香草蝦等口味，肉鮮味美的河鮮小龍蝦除了烹飪鮮食外，多數(shù)經(jīng)加工后可以長時間保藏、運輸和流通。根據(jù)是否可直接食用，可分為非即食小龍蝦和即食小龍蝦兩大類產品。非即食小龍蝦產品主要包括凍生龍蝦仁、凍生龍蝦尾、凍生整肢龍蝦、凍煮小龍蝦仁、凍熟整肢龍蝦、微波龍蝦等；即食小龍蝦產品主要包括小龍蝦肉醬、微波即食小龍蝦、油炸即食小龍蝦、即食龍蝦仁、即食麻辣小龍蝦、即食小龍蝦香酥蝦球、龍蝦尾軟罐頭等[5-15]。

2.1 非即食小龍蝦產品

非即食小龍蝦產品是現(xiàn)階段小龍蝦加工產品的主要形式之一。目前，凍生龍蝦仁、凍生龍蝦尾和凍生整肢龍蝦這3種是最簡單、最基礎、最主要的小龍蝦加工產品。凍生龍蝦仁是由小龍蝦經(jīng)清洗、去頭、去殼、去腸線后將所得的龍蝦肉進行速凍加工而成。凍生龍蝦尾是指小龍蝦經(jīng)清洗、去頭、去腸線后將所得的龍蝦尾進行速凍后的產品。凍生整肢龍蝦則將清洗干凈后的小龍蝦經(jīng)蒸煮、冷卻、挑選分級、稱質量擺盤裝袋、灌加湯料或佐料、真空封口、速凍等加工工藝制成[9]。

2.2 即食小龍蝦產品

即食小龍蝦產品因其食用方便、保質期長而深受人們的歡迎，也備受食品加工領域學者的關注。微波即食小龍和油炸即食小龍蝦是較為常見的即食小龍蝦產品，鮮活龍蝦經(jīng)挑選、浸泡吐污、清洗、稱質量、鹽煮、冷卻、瀝水后，采用微波或油炸方法，再真空包裝、高壓蒸汽滅菌、冷卻，此類即食小龍蝦產品可常溫保藏[12]。常見的即食麻辣小龍蝦加工工藝流程：原料蝦初加工→湯浸→煮制→真空包裝→滅菌→成品[13]。而即食龍蝦仁工藝稍復雜，流程為龍蝦仁→解凍清洗→瀝水→調味液浸泡→煮沸→過濾→干燥→真空包裝→殺菌→檢驗→成品[7]。除此之外，還有以小龍蝦整肢蝦或分級后的小蝦為原料，經(jīng)選料、清洗、去頭去腸線、鹽煮調味、蝦殼酥化、二次調味、包裝工序加工而制成的一種香酥蝦球制品[14]。龍蝦尾軟罐頭[15]是近幾年的網(wǎng)紅食品，其食用方便、味道佳而廣受歡迎。小龍蝦加工過程中產生的龍蝦碎肉、鰲內肉，輔以胡椒、食鹽、糖、醋等基本調味料，加工成具有水產海鮮風味特色的肉醬產品[11]。

2.3 小龍蝦加工關鍵技術

小龍蝦生產加工過程中的關鍵工藝，決定其品質、口味與貨架期，如蒸煮、油炸、腌制入味、干燥、脫殼、保鮮、殺菌等。

2.3.1 蒸煮

蒸煮是小龍蝦加工過程中極為重要的熱處理工序，不僅賦予小龍蝦鮮亮的色澤，還可以破壞蝦體的自溶酶，消滅蝦體表面及內部的大部分微生物。其中鹽煮工藝能充分改變蝦肌肉蛋白的特性，提高蝦組織細胞的通透性，便于后期腌制風味成分的滲入。隨著鹽煮時間及食鹽含量的增加，水分含量逐漸減少，失質量率逐漸升高，失質量率明顯高于失水率[16]。一般在5%鹽度下煮制10 min，小龍蝦表面鮮紅，其質構、外觀及口感最佳[16]。

2.3.2 油炸

油炸也是一種熱處理方式，脂溶性的香氣成分會在油炸過程中釋放，賦予龍蝦香味。油炸溫度越高，水分蒸發(fā)越快，隨著油炸溫度的升高，產品硬度、彈性、咀嚼性隨之增大。常見工藝是在180℃條件下，油炸60 s，可在25℃貯藏條件下達190 d的貨架期[12]。

2.3.3 腌制

腌制主要是用食鹽、糖等調味料對蝦的味道進行調理，在調味之后既能保持蝦本身的風味，也能使蝦肉在一定程度上脫水，肉質更有彈性。浸漬溫度和時間對小龍蝦的入味效果有顯著影響，小龍蝦在4，12，20℃下分別浸漬15，10.5，9 h可達到蔗糖含量為9.6%的入味效果[17]。小龍蝦在浸漬過程中菌落總數(shù)在標準范圍內，浸漬入味的小龍蝦產品質構及風味優(yōu)于傳統(tǒng)煮制入味的小龍蝦產品[17]。

2.3.4 干燥

在熱風干燥、微波干燥和熱風-微波聯(lián)合干燥3種干燥方法中，與熱風干燥和微波干燥相比，聯(lián)合干燥的小龍蝦具有更高的亮度（L*值）和紅綠度（a*值），更好的咀嚼性，以及較低的揮發(fā)性鹽基氮（TVB-N）和硫代巴比妥酸（TBA）值，色澤、風味、口感等感官品質也最佳[18]。可見熱風-微波聯(lián)合干燥是小龍蝦加工過程中一種理想的干燥方法[18]。

2.3.5 脫殼

超高壓處理較傳統(tǒng)手工脫殼能顯著縮短小龍蝦脫殼時間、提高蝦仁得肉率，最佳脫殼條件為300 MPa保壓1 min，脫殼效率較未處理過的提高65.46%，較水煮脫殼提高47.37%。蝦肉完整性好，硬度有所增加、耐咀性變大[19]，但超高壓處理過程中增壓次數(shù)對小龍蝦的脫殼時間及蝦仁得率影響不大。

2.3.6保鮮

為延長即食小龍蝦產品的貨架期，一般會選取茶多酚、殼聚糖和ε-聚賴氨酸進行復合生物保鮮劑的配制。茶多酚與殼聚糖、茶多酚與ε-聚賴氨酸對即食小龍蝦的保鮮具有顯著的交互作用[20]。經(jīng)復合保鮮劑處理過的即食小龍蝦的常溫貯藏貨架期可相對延長1周[20]。

2.3.7 滅菌

滅菌工藝是加工過程中必不可少的環(huán)節(jié)。真空包裝條件下0～8 kGy范圍內輻照滅菌后，蝦肉水分含量、色度L*、a*、彈性、黏度呈下降趨勢，而色度b*、硬度、咀嚼性呈上升趨勢，蝦青素含量和蛋白疏水性增加，蛋白濃度下降，蝦肉的綜合品質稍有劣變[21]。與高壓滅菌相比，6 kGy劑量的輻照滅菌較好地抑制貯藏期蝦肉含水量下降和色澤發(fā)暗的現(xiàn)象，保證了小龍蝦貯藏期間的衛(wèi)生安全、外觀色澤和質構品質[21]。

3 小龍蝦副產物加工利用

小龍蝦加工過程中產生的蝦頭、蝦殼等副產物占原料的70%～85%，其中含有豐富的蛋白質、蝦青素、甲殼素、維生素、礦物質等多種營養(yǎng)成分，可用來制備甲殼素、提取蛋白肽、萃取蝦青素及制備殼聚糖，發(fā)酵生產蝦醬、加工魚類飼料等[22]。

3.1 蝦青素的提取

蝦青素（Astaxanthin）因其分子中含有很長的共軛雙鍵鏈和不飽和的α-羥基酮而具有極強的抗氧化性能，是目前為止發(fā)現(xiàn)的抗氧化能力最強的物質。從小龍蝦副產物中分離萃取蝦青素主要有堿提法、油溶法、有機溶劑法、超聲波法、酶法等。在超聲時間29.4 min，超聲功率163 W，料液比1∶18.2（g∶mL）條件下提取到蝦青素含量為62.52μg/g[23]。在酶解溫度50.5℃，pH值5.85條件下，用木瓜蛋白酶水解小龍蝦副產物63 min，且酶用量為2 522 U/g，蝦青素質量濃度可達到13.06 g/dL[24]。使用丙酮溶劑重復提取2次凍干蝦殼中的蝦青素，每次浸提2 h，蝦青素提取量可達到148.2μg/g[25]。制備的蝦青素以β-環(huán)糊精為壁材，阿拉伯膠為輔材進行包埋，進行噴霧干燥，可制得蝦青素微膠囊，蝦青素包埋率達到92.89%[26]。

3.2 蛋白與多肽的提取

小龍蝦副產物蛋白質中必需氨基酸占45.33%，與牛奶蛋白粉的45.69%和酪蛋白的46.14%基本接近[27]。蛋白質提取方法有酶法、鹽法、堿法、發(fā)酵法等。其中，酶法反應條件溫和，且復合酶法提取率高，效果穩(wěn)定。以木瓜蛋白酶與風味蛋白酶按1∶1.5混合作為復合蛋白酶，酶解溫度為50℃，酶解時間3 h，蛋白酶用量1.0%，料液比1∶10（g∶mL），蛋白質提取率達54.22%[27]。

蛋白質是由氨基酸以“脫水縮合”的方式組成的多肽鏈經(jīng)過盤曲折疊形成的，這些肽序列在完整切割后會變得活躍。肽分子量小于蛋白質，因而容易被小腸直接吸收并進入人體發(fā)揮功效作用；雖然單個氨基酸不具有活性，但是由幾個到幾十個氨基酸殘基以酰胺鍵構成的多肽具有不同功能特性，稱為生物活性肽（Biopeptide）或功能肽?；钚噪木哂锌寡趸?、抗菌、抗高血壓、抗血栓、抗癌、促生長、調節(jié)免疫力等許多種生物學功能。用蛋白酶對蝦殼進行水解制備的蛋白多肽，其自由基清除能力和還原力均隨著肽濃度的增大而增大[28]；蛋白肽中所含氨基酸豐富，其中人體必需氨基酸占氨基酸總量的47.4%，呈味氨基酸（尤其是谷氨酸、天冬氨酸）的含量較多[29]。除此之外，還可以利用蛋白酶分別制備抗氧化肽和血管緊張素轉化酶（ACE）抑制肽[30-31]。

3.3 鈣與金屬螯合肽的制備

鈣是人體所必需的元素之一，而蝦殼中的鈣可作為天然的、優(yōu)質的鈣源。鋅螯合肽由于其獨特的螯合和轉運機制，吸收利用度高，又可同時補充多肽、氨基酸和鋅，是一種理想的補鋅物質，用于制備補鋅食品和保健食品。用胰蛋白酶水解法提取生物蛋白鈣，提取率可達26.6%，蛋白質含量27.5%，鈣的含量5.8%，產品可作為高級飼料或補鈣制劑[32]。10 g蝦副產物經(jīng)烘干、粉碎、均質等預處理后，用乳酸提取乳酸鈣的量約為762.48 mg[33]。而用乙酸可以提取蝦殼中20.45%的乙酸鈣[34]。

鋅螯合肽由于其獨特的螯合和轉運機制，吸收利用度高，又可同時補充多肽、氨基酸和鋅，是一種理想的補鋅物質，用于制備補鋅食品和保健食品。用木瓜蛋白酶和風味蛋白酶的復合酶解法提取小龍蝦副產物中的多肽，所得多肽溶液與Zn2+螯合反應，經(jīng)冷卻、加沉淀劑、靜置陳化、過濾、干燥等工藝后，此時螯合物產率達到70.7%[35]。

3.4 甲殼素與殼聚糖的制備

小龍蝦蝦殼等副產物也用來制備甲殼素、殼聚糖及氨基葡萄糖鹽酸鹽等。甲殼素（Chitosan）也叫殼多糖、幾丁質，是人類繼發(fā)現(xiàn)淀粉、纖維素之后在地球上發(fā)現(xiàn)的第三大生物資源，是一種重要的天然高分子多糖。甲殼素是制取殼聚糖、氨基葡萄糖系列產品的重要原料，可作化妝品和功能性食品的添加劑等。酸浸堿脫法是提取甲殼素的常用方法，其原理簡單實用，鹽酸中浸泡脫除無機鹽分，再通過氫氧化鈉浸泡脫除蛋白質和脂肪，最后清洗烘干得到約16%的白色片狀甲殼素[36]。利用乳酸菌發(fā)酵蝦副產物96 h，所得甲殼素產率雖僅有13.9%，但該法使用有機溶劑少，節(jié)能環(huán)保[37]。

脫N-乙酰基的甲殼素被稱為殼聚糖，甲殼素通過超聲協(xié)同甲殼素脫乙?；福–DA）脫去乙?；龠^濾、水洗、烘干得到殼聚糖，殼聚糖脫乙酰度高達91.09%，相對得率81.87%[38]。試驗表明，殼聚糖有良好的抗疲勞生理活性，能延長小鼠的游泳時間，抑制小鼠體重的增長，降低運動后血清尿素的增量，提高血清乳酸脫氫酶活力，顯著增加肌糖元和肝糖元的儲備量[39]。

4 結語

隨著國內外小龍蝦知名度的逐漸攀升，小龍蝦養(yǎng)殖-加工-銷售及精深加工產業(yè)不斷延伸壯大，各種加工新技術、新產品層出不窮。雖然小龍蝦還是以鮮食為主，但各種小龍蝦加工類即食產品因方便、快捷、耐保存而廣受消費者歡迎。而鮮食、加工后則會產生小龍蝦副產物資源高效利用的問題，將副產物資源加工提制蛋白、功能肽、蝦青素、殼聚糖等具有生物活性的成分，可以應用在食品、化妝品、醫(yī)藥、農業(yè)等諸多領域，實現(xiàn)小龍蝦資源可持續(xù)利用。

目前，小龍蝦加工過程中的殺菌和保藏工藝并不適合蝦肉食品加工，會影響即食龍蝦產品肉質，要改進加工過程中殺菌保藏工藝技術；小龍蝦現(xiàn)已有多種加工技術，但其精深加工仍有許多不足，應加快發(fā)展精深加工與副產物綜合利用，加大對小龍蝦副產物產品的研發(fā)，如蝦黃（小龍蝦性腺）中“龍蝦風味”物質的提取與開發(fā)利用；小龍蝦熱加工過程中，會產生大量的水煮液副產物，可用來加工成具有鮮香特征的調味料或具有高蛋白、低脂肪營養(yǎng)配比的營養(yǎng)強化劑等，小龍蝦水煮液中營養(yǎng)成分與風味物質的分離提取及其在食品、化妝品等領域中的開發(fā)利用，可以作為未來小龍蝦及副產物加工利用的發(fā)展方向。