石斑魚的營養、保鮮與加工技術現狀

張 濤,吳燕燕,林婉玲

(1.中國水產科學研究院南海水產研究所,農業部水產品加工重點實驗室,廣東廣州 510300; 2.上海海洋大學食品學院,上海 201306)

石斑魚(Epinephelus)蛋白含量高,脂肪含量適中且主要是多不飽和脂肪酸,肉質細嫩鮮美,是營養價值較高且具有保健作用的上等食用魚類。據記載,石斑魚大約有400多個種類,我國約有45個品種,主要分布在東海南部及南海諸島和南海各地沿岸海域[1-3]。

石斑魚的人工繁育、養殖技術是世界海洋科學工作者的研究熱點,其中以美國、日本、墨西哥、科威特、印度尼西亞、馬來西亞、泰國、中國等國家以及香港、臺灣地區對石斑魚養殖技術的研究最多。中國自1980年開始探索網箱養殖石斑魚,已有30多年歷史,目前我國養殖的石斑魚種類主要有:青石斑魚(Epinephelusawoara)、斜帶石斑魚又名紅點虎麻(Epinepheluscoioides)、赤點石斑魚又名紅斑(Epinephelusakaara)、點帶石斑魚(Epinepheluscoioides)、鮭點石斑魚(Epinephelustrimaculatus)、云紋石斑魚又名電紋石斑魚(Epinephelusmoara)、鞍帶石斑魚又名龍躉(Epinepheluslanceolatus)、褐點石斑魚又名老虎斑(Epinephelusfuscoguttatus)等。其中已實現規模生產的有點帶石斑魚、斜帶石斑魚、赤點石斑魚、青石斑魚,近年來如珍珠龍膽、青龍斑、杉虎斑等一些品質出眾的雜交品種更是相繼涌現,進一步刺激了石斑魚養殖產業的發展。

據統計，2015年我國海水養殖石斑魚產量突破十萬t達到10.83萬t,比2009年4.42萬t增加了2.45倍[4],主要產區在廣東(4.26萬t)、福建(2.69萬t)、海南(2.68萬t),其中廣東石斑魚養殖區域以湛江為主。近年來,福建漳浦的石斑魚養殖最為集中,在地方政府的石斑魚品牌建設推動下,養殖產業發展迅速,被譽為“中國石斑魚之都”;海南也是石斑魚養殖大省,養殖集中在文昌、瓊海等地[5],養殖品種以點帶石斑魚、斜帶石斑魚、珍珠龍膽居多。

石斑魚一直被視為名貴的魚類,對其不同品種的肌肉營養成分分析的研究報道較多,中國自80年代就有學者進行石斑魚的保鮮研究。近年來,隨著保鮮技術和保鮮裝備的發展,國內外學者也將一些新的保鮮手段應用到石斑魚保鮮中。受傳統石斑魚活鮮烹飪的影響,我國石斑魚主要是以鮮活銷售為主,其加工研究報道相對較少。隨著我國石斑魚養殖產業的快速發展,必須改變目前這種主要以活鮮銷售為主的模式。本文綜述我國石斑魚的營養、?；畋ｕr、加工技術的研究現狀,探討石斑魚今后的保鮮與加工技術和產業化的發展方向。

1 石斑魚營養研究現狀

國內外對于石斑魚營養成分的分析研究比較多。主要品種石斑魚肌肉營養成分如表1所示,石斑魚中以青石斑魚蛋白含量最高,比大黃魚的蛋白含量都高,其次是棕點石斑魚,珍珠龍膽石斑魚和點帶石斑魚,七帶石斑魚和赤點石斑魚的蛋白含量與中國花鱸、大菱鲆相近,而鞍帶石斑魚和美洲黑石斑魚與真鯛的蛋白含量接近,相對比較低,約為66%(干重計),但脂肪含量卻比大菱鲆高10多倍。除鞍帶和美洲黑石斑魚脂肪含量明顯較高外,其他幾種石斑魚的脂肪含量與真鯛相近,略高于大黃魚和大菱鲆。如表2所示,石斑魚中必需氨基酸占氨基酸總量均超過37%,跟FAO/WTO所建議的理想蛋白模式比較,石斑魚的必需氨基酸指數(EAAI)均較高。通常產品的EAAI越高營養價值也越高,點帶石斑魚EAAI為103,棕點石斑魚的EAAI為90.19,鞍帶石斑魚EAAI為95.87,說明石斑魚是質量較好的蛋白質源。另外,石斑魚的鮮味氨基酸(谷氨酸Glu、天冬氨酸Asp、甘氨酸Gly、丙氨酸Ala)含量也十分豐富,這說明了石斑魚味道比較鮮美。幾種石斑魚脂肪酸組成和含量如表3所示,石斑魚脂肪含量比其他海水魚類略高,但脂質均為優質脂肪酸,其中多不飽和脂肪酸含量豐富,二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA)含量占多不飽和脂肪酸含量58%～88%,其對人體的健康有重要的作用。所以石斑魚是味道鮮美、高蛋白、高優質不飽和脂肪酸、氨基酸組成均衡的一種營養價值極高的優質海水魚類[12]。

表1 石斑魚與其他經濟魚類肌肉營養成分比較(干重計)Table 1 Comparison of muscle nutrients between grouper and other economic fishes(dry weight meter)

表2 石斑魚肌肉主要氨基酸含量及評分(干重計)Table 2 Main amino acid content and score of grouper muscle(dry weight meter)

表3 石斑魚肌肉脂肪酸占總脂肪酸含量比重(%)Table 3 The proportion of fatty acids in grouper to total fatty acids(%)

礦物元素與人體健康密切相關,參與人體內的新陳代謝、各種生物和化學反應等。石斑魚肌肉中微量元素含量如表4所示。點帶石斑魚的常量元素含量均略高于其他幾種石斑魚,其中鉀(K)含量最高,其次為鈉(Na)、鎂(Mg)、鈣(Ca)、磷(P);微量元素中,棕點石斑魚鋅(Zn)含量最高,其次為美洲黑石斑魚。鋅有“生命的火花塞”之稱,能促進大腦蛋白合成,幫助神經系統的發育和完善,同時也是人體內數十種酶的主要成分,動物性食品中富含的鋅在人體內較易消化吸收，因此其被視為鋅的良好來源。點帶石斑魚和美洲黑石斑魚的Fe含量是幾種石斑魚中最高的。人體內的礦物元素主要來源于食物,與其他養殖魚類相比,石斑魚所含營養種類更為全面且含量豐富,特別是鐵和鋅的含量。研究顯示[14],營養性鐵缺乏和鋅缺乏是嚴重影響兒童健康的常見營養素缺乏問題,因此含有豐富磷、鈉、鎂、鋅和鐵等元素的石斑魚肌肉能夠很好的滿足人體特別是孩童對微量元素的需求。

表4 石斑魚肌肉中微量元素含量(mg/kg)Table 4 Content of trace elements in grouper muscle(mg/kg)

2 石斑魚?；畋ｕr研發現狀

2.1 石斑魚?；钸\輸現狀

石斑魚耐長途運輸,在車船上保持最佳水溫16 ℃的狀態下[17],運輸時間可達半月,甚至經長途運輸后還能在酒店的水缸里暫養一段時間,而我國消費者對傳統的“生猛海鮮”尤為偏愛,這有別于西方的餐飲觀念也是鮮活石斑魚受到追捧的原因。國內石斑魚的銷售市場主要在一些大城市如北京、上海、廣州、深圳、香港、澳門等。

90年代早期石斑活魚運輸偏重水箱法,逐步發展到現在的集裝箱和高速、高密度運輸。90年代末,研發了閉式循環?；钸\輸技術[18],即將運輸水溫控制在16 ℃條件下,使石斑魚處于半冬眠狀態,并保證水中有充足的氧氣,就能保證石斑魚在長距離運輸時不受外部氣候與航行水域環境影響,實現全天候、高密度、大批量、長距離運輸。

隨著活魚運輸技術的發展,無水?；罴夹g也逐漸得到開發和利用,研究較多的是二氧化碳(CO2)麻醉法和生態冰溫法。Kenji K[19]將直徑為納米級的CO2氣泡與氧氣一起通入20 ℃ 的海水中,使三線磯鱸(Parapristipomatrilineatus)進入麻醉狀態達22 h,在麻醉結束后需要2～3 h的復蘇時間,能實現魚的長途運輸。相對于一般的化學麻醉劑,CO2安全可靠,沒有藥物消退期,市場接受度強,但CO2麻醉的濃度范圍很小,難以控制麻醉劑量,復蘇時間長等問題也限制了其應用范圍。另外,利用魚的生態冰溫降低無水環境魚體呼吸及代謝水平來?；钸\輸的方法已得到研發,殷邦忠等[20]發現有國外學者成功實現了在生態冰溫7 ℃左右下,保持魚體濕潤冬眠進行活運的技術。目前無水運輸技術應用在大菱鲆、鯉魚、鯽魚等多種水產品已有所報道。雖然這些新技術在石斑魚的?；钸\輸中還鮮少報道,但是隨著石斑魚市場的發展,這項技術的推廣應用是值得期待的。

2.2 石斑魚保鮮現狀

石斑魚由于其營養豐富,極易氧化酸敗、受細菌污染、貨架期較短、無法滿足長時間保存的需求,因此如何抑制魚體中微生物的生長和脂肪氧化,保存石斑魚肉的新鮮度一直是此類海水魚研究的熱點。目前石斑魚的保鮮主要是采用低溫冷藏、冷海水保鮮、微凍保鮮、氣調或真空保鮮、復合保鮮劑等,一些新興的保鮮技術如輻照保鮮、超高壓保鮮技術、臭氧保鮮、柵欄技術、無冰保鮮、超冷保鮮、微生物保鮮等[21-23]在鯽魚、鯉魚、牡蠣、大馬哈魚等水產品有所應用外,在石斑魚保鮮及加工中研究很少。

2.2.1 石斑魚低溫保鮮方法 低溫保鮮技術是水產品發展最早、研究最深、應用最廣泛的保鮮技術,主要包括冷藏保鮮、冷海水保鮮、冰溫保鮮、微凍保鮮、凍藏保鮮等[24]。除活魚運輸外,石斑魚保鮮常規的方法即是低溫保鮮。低溫保鮮技術對石斑魚微生物和酶的活性具有高效的抑制作用,能保持石斑魚的鮮度和品質,從而延長保質期。

冷藏和冷海水保鮮是最早采用的貯藏保鮮技術。在石斑魚漁船捕撈過程常用冷海水保鮮方法進行石斑魚的保鮮。近年來不少學者研究了石斑魚的保鮮技術,Seraj[25]研究了冰藏期間點帶石斑魚肌肉中生物胺和微生物的變化和相關性,發現18 d冰藏期內生物胺指數從0.15上升到62.57,而魚肉中的嗜冷微生物數量也明顯增加,生物胺的生成與微生物及貯藏溫度有密切相關性。Salim[26]研究了冷藏保鮮對石斑魚片微觀結構和品質的影響,發現石斑魚在4 ℃下冷藏保存效果最佳,根據感官檢測、化學和微生物分析的結果得到石斑魚片的保質期約為8～9 d。Fatih等[27]研究了石斑魚冰鮮保藏和4 ℃貯藏時質構、化學組成、揮發性鹽基氮、核苷酸的降解產物和生物胺和微生物質量(TVC和總大腸菌群)的變化情況,結果表明石斑魚在冰藏條件下的貨架期可以達到16 d,但冰藏8 d時微生物菌落數超標,而4 ℃保藏期只有4 d,這與Salim的研究結果相似。

微凍保鮮有冰鹽混合微凍、低溫鹽水微凍、吹風冷卻微凍3種類型。我國在70年代末期就開始了石斑魚微凍實驗。陳申如[28]研究發現新鮮石斑魚經低溫鹽水冷卻后在(-3±2) ℃條件下進行微凍保藏,其保鮮效果優于對照組,保鮮期可達29 d,比對照組有明顯延長,但長期保藏后魚體含鹽量較高、失重嚴重,魚肉品質有所下降,與楊鳴玉等[29]的研究實驗結論一致。

低溫保鮮技術是發展較早的保鮮技術,在石斑魚保鮮中的應用仍然偏少,大部分還停留在實驗室階段或小范圍的應用,但由前輩學者們的研究可以看出低溫保鮮的效果是值得認可和推廣的,因此在石斑魚低溫保鮮領域的探索有極大價值。

2.2.2 石斑魚氣調/真空保鮮技術 氣調保鮮技術[30]是一種在適宜的低溫下,通過在包裝袋中充入二氧化碳或氮氣等氣體,降低氧氣的含量,達到抑制微生物的生長繁殖,降低食品中化學反應的速度,延長產品保鮮期的技術。因其在魚類保鮮運用中效果很好而被評為最有效的保鮮技術。氣調保鮮通常與低溫技術組合使用能獲得更好的保鮮效果。徐澤智等[31]研究發現采用CO2氣調的方法,能使冰鮮石斑魚的保鮮期比常規保鮮延長2倍左右。

而真空包裝同樣也是通過隔絕產品與氧氣的接觸,達到抑菌延長貨架期的目的。宣偉[32]等研究表明真空包裝青石斑魚片,在0 ℃貯藏時,魚片的細菌總數增長緩慢,保持較好的感官品質,可明顯延緩揮發性鹽基氮(TVB-N)等理化指標的變化和抑制蛋白質的水解。

氣調及真空保鮮技術是高效便捷的保鮮技術,其與低溫技術的組合使用更能大大提高魚體保鮮效果,安全且操作簡單方便。低溫氣調保鮮能延長產品貨架期,將是今后的主要保鮮方式。

2.2.3 石斑魚復合保鮮劑保鮮技術 近年來,食品品質、安全和保質期的問題越來越受到人們的重視,以天然生物材料制成的可食性復合膜對水產品進行保鮮也成為研究的熱點。于林等[33]研究出了一種茶多酚改性后的膠原蛋白-殼聚糖復合膜,并以此在4 ℃冷藏條件下對斜帶石斑魚進行保鮮處理,發現茶多酚改性膠原蛋白-殼聚糖復合膜有效地延緩了處理組斜帶石斑魚的腐敗變質,其保鮮效果突出;Wu等[34]采用殼聚糖-明膠可食膜對鮮魚片的保鮮效果進行研究,發現復合膜可以明顯延長魚肉的貨架期。朱軍莉等[35]對殼聚糖涂膜處理后真空包裝的青石斑魚片在4 ℃貯藏過程中的保鮮效果進行研究,發現冷藏過程中1%和2%殼聚糖處理能有效延緩細菌增長,保持較好的感官品質,延長青石斑魚片貨架期6 d,其中1%殼聚糖保鮮效果最為理想。

以天然生物材料制成的可食性復合膜優秀的保鮮效果得到越來越多的認可,研發具有阻濕、阻氧、抗菌、抗氧化、保鮮等特點的復合保鮮劑是今后的熱點,但是天然聚合物制成的可食性復合劑膜還有拉伸強度低、水蒸氣透過率過高等問題[36],通過安全的天然改性劑來提升可食性復合劑膜性能成為學者們研究的方向。

3 石斑魚加工研究現狀

3.1 凍石斑魚加工技術

目前,石斑魚除了鮮活銷為主,其次便是以冷凍加工為主,市場上主要有凍石斑魚、凍石斑魚片,品種比較單一。劉西磊[37]研究了一種冷凍石斑魚的加工工藝,其特點是從原料到成品能實現產業化生產,產品加工過程一直在低溫環境下,且去鱗去內臟以及速凍渡冰衣的工藝能更有效的抑制微生物的生長,延長了保鮮期。而對于石斑魚冷凍過程肌肉品質的劣變及控制,凍結的方式和速度對品質的影響,冷凍過程魚肉的蛋白和脂質氧化等的研究幾乎沒有,所以為了提高凍石斑魚產品的品質,今后需要加強這方面的研究。

3.2 石斑魚調理食品加工技術

魚類調理食品是新興方便食品,能滿足現代消費者對魚類食材的要求,即方便、營養、優質、衛生、種類豐富多樣。石斑魚作為一種肉質鮮美又高營養價值的食物,以其開發的調理食品是能夠獲得消費者親睞的。王可健[38]研發出一種刺玫果風味石斑魚罐頭,即將石斑魚魚塊用中藥材蕨麻、箭刀草、刺五煎煮的藥汁調味之后蒸熟,然后用刺玫果粉和調料進行調和,風干至魚塊水分含量為35%左右,進行裝罐滅菌。該產品充分利用石斑魚、刺玫果的營養價值,營養美味。張慶玉等[39]發明了一種酸菜石斑魚滑,即以冷凍石斑魚片、酸菜、鮮蛋清、豬肥膘等為原料,經特殊加工工藝制成酸菜石斑魚滑產品,將四川酸菜與石斑魚片進行完美結合的同時,還可以實現配方化、工業化、標準化生產,為消費者提供了一種營養豐富的石斑魚預制調理食品。

3.3 石斑魚多肽制備技術

保健功能食品是當前的研究熱點,石斑魚營養豐富,而石斑魚在加工過程也產生大量的加工副產物,這些副產物中含有豐富的蛋白和脂質及各種功能活性物質,適合用來開發各種功能多肽。段宙位等[40]以冰鮮小石斑魚的魚肉為原料,建立了酶解制備多肽的工藝:酶解溫度55 ℃、酶解pH9、酶用量5000 U/g、底物質量濃度8 g/100 mL、酶解時間5 h,研究表明該肽具有較強的抗氧化活性。Hema等[41]研究從點帶石斑魚皮中提取魚皮膠原蛋白肽的生產工藝技術。石斑魚魚皮中膠原蛋白的含量較其他魚類豐富[42],這可能與其生活習性有關,國內外關于魚肉肽的提取制備及其活性研究不少,但主要是鱈魚、鮐鲅魚、淡水魚的魚肉肽的制備及其活性研究[43-45],但有關石斑魚肉多肽的制備和功能活性方面的研究報道極少,所以利用石斑魚加工副產物開發功能性多肽的技術仍待進一步研發。

3.4 石斑魚品質安全檢測技術研究現狀

由于普通凍魚的風味價值低于冰鮮魚,使得冰鮮魚的價格要明顯比同類的凍魚高。但是僅憑肉眼是很難從外觀來區分解凍后的魚和冰鮮魚的差別。因此一些企業通常將凍魚作為冰鮮魚銷售以謀取高額的利潤,這使得消費者的利益在一定程度上受到了損害。為有效鑒別冰鮮和解凍石斑魚規范市場秩序,蔡婷等[46]利用阻抗隨頻率的變化特點,研究出一種高效鑒別方法,該方法采用伏安法測定魚體的阻抗相對變化值(Q),通過對比冰鮮和解凍石斑魚Q值,依據冰鮮魚的Q值明顯比解凍魚大的特點,若Q值>20%則為冰鮮石斑魚，反之則為解凍魚。

另一方面,對于整條魚而言,可以基于形態特征來追蹤魚的種類。但是一旦魚被加工,區分特征魚類物種識別變得更加困難。石斑魚種類的復雜和價值的差異性,導致國外市場上出現了以假代真、以次充好的現象,針對這一現象Luis Asensio等[47]發明一種有效檢測石斑魚摻假的方法,利用物種特異引物的聚合酶鏈式反應(PCR)方法,對50種以上魚類的特異性進行了檢測,建立魚類特異性數據庫,通過這個方法對市場上70個石斑魚魚片樣品進行了分析,發現其中58個確認是摻假魚片?；贒NA層面的追溯方法比基于蛋白質層面有更大的優勢,Chen等[48]建立了在實時聚合酶鏈反應(PCR)的基礎上使用實時熒光定量法進行石斑魚物種鑒定的快速方法;Tsai-Hsin[49]開發了DNA分子標記技術和特異性引物序列可用于巨石斑魚的檢測和診斷。Robert等[50]也研發了一種用于識別石斑魚種類的手持傳感器,用于防止海鮮標簽錯誤,為避免消費者受欺詐提供保障。在DNA層面的技術研究日益成熟的現代,此類鑒別技術從實驗室階段走向產業化應用已經逐步實現,我國已基于PCR-RFLP技術上成功建立通用的魚種鑒定DNA指紋圖譜數據庫,在水產品出口等大通量鑒定領域中得到應用。

4 展望

綜上所述,我國的石斑魚產量逐年快速上升,但石斑魚產業仍是以活鮮為主要的單一銷售模式,雖然有一些保鮮加工技術的開發,但技術遠遠未能滿足快速發展的石斑魚產業的需求,其保鮮、工技術水平仍有待提升。

4.1 加快新型保鮮技術在石斑魚中的應用

充分利用新興的輻照保鮮、超高壓保鮮技術、臭氧保鮮、無冰保鮮、超冷保鮮、閃凍保鮮、微生物保鮮等技術,以及新型包裝技術,拓展石斑魚產品種類,開發適合生食或高鮮度品質的石斑魚產品。

4.2 開發高值化石斑魚精深加工技術

隨著石斑魚養殖技術的突破,石斑魚養殖產量逐年遞增,而石斑魚由于品種不同,價格也高低不均,依靠傳統的鮮活銷售是不能有效解決石斑魚集中養成后的大量捕獲。所以針對石斑魚的特點,急需發展石斑魚精深加工產品,加快技術變革、新技術新工藝在石斑魚加工中的推廣,盡量使石斑魚加工產品高品質、高價值、多元化。針對現代消費者所追求的營養、美味、方便快捷、健康的食品需求,運用現代食品加工新技術,如生物凈化脫腥技術、非熱控菌技術、液熏技術、超聲波技術、超高壓技術、微波技術、真空冷凍干燥技術等,研究高品質石斑魚冷鮮調理食品、休閑食品、特膳食品加工技術,既能使石斑魚產品多元化,也能通過新技術實現產業化連續生產。

4.3 建立石斑魚高營養品質保持技術

石斑魚是高營養品質的魚類,所以有必要研究冷、熱等加工方式對石斑魚蛋白、脂質、風味、質構、色澤等營養品質變化的影響,結合蛋白酶、微生物發酵等生物加工技術、高阻隔包裝技術、納米技術和現代保鮮技術等,研究如何科學調控,保持石斑魚營養品質的溫和加工模式和工藝技術。

4.4 完善石斑魚質量安全控制技術體系,實現標準化生產

完善石斑魚品質、安全的技術標準體系,建立石斑魚從養殖到加工產品的可追溯體系,建立石斑魚藥殘快檢技術標準,石斑魚流通?；?、保鮮技術標準或操作規范,石斑魚加工產品的技術標準,形成石斑魚質量安全控制技術體系。同時對石斑魚產品市場規范化管理,學習借鑒其他成功拓展市場的魚類產業模式,以大型石斑魚養殖基地為核心,通過石斑魚產業聯盟,建立以石斑魚產業為核心的區域性合作和標準化生產模式。

4.5 建設石斑魚科學冷鏈運輸系統和管理系統

研究石斑魚魚肉蛋白的冷凍變性和保鮮加工過程脂質氧化規律,肉質劣變特性及規律,結合目前發展愈加成熟的冷鏈運輸技術,建設石斑魚從捕獲到加工再到銷售的科學冷鏈運輸系統,讓石斑魚在經保鮮、加工生產后有科學高效的運輸途徑,保持石斑魚產品的營養和質量的同時,也能打破石斑魚產業的區域限制,對石斑魚出口或內銷都有極大意義。

將現代化水產品加工新技術和管理系統,推廣到石斑魚加工產業中,并積極開發和引進先進的保鮮、加工、包裝技術和設備,將有助于實現石斑魚?；畋ｕr、加工產品、副產品工業化連續生產,提高產品附加值和質量檔次,促進我國石斑魚產業的快速發展。

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