鱼类副产物利用研究进展

鱼类副产物利用研究进展
叶彬清，王锡昌*，陶宁萍，朱清澄，花传祥（上海海洋大学食品学院，上海201306）
摘
要：综述近年来研究者对鱼类副产物利用的研究现状，以期为更好的利用鱼类副产物，提高其附加值提供参考。

关键词：鱼类；副产物；附加值；利用
Research on Progress of Utilisation of Fish Processing By-products
YE Bin-qing ，WANG Xi-chang *，TAO Ning-ping ，ZHU Qing-cheng ，HUA Chuan-xiang （College of Food Science and Technology ，Shanghai Ocean University ，Shanghai 201306，China ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：This paper had summarized the utilisation situation of fish by-products in order to provide references for developing and add value of fish by-products.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：fish ；by-products ；added value ；utilisation
基金项目：远洋捕捞技术与渔业新资源开发（2013BAD13B00）作者简介：叶彬清（1989—），女（汉），在读硕士，研究方向：食品营养与安全。

*通信作者
DOI ：10.3969/j.issn.1005-6521.2014.21.004
随着科技的进步和不断推进的工业化，渔业得到了巨大的发展。

每年，全球鱼类生鲜及其产品的消费量超过104万t 。

同时，加工过程中产生的副产物的量也相应增加。

每年渔业丢弃物约20万t 。

鱼类加工产生的主要副产物包括内脏，鱼皮，鱼鳞，鱼骨和骨骼帧。

鱼在加工成鱼片时，得到的鱼片量仅为30%~40%，副产物占整条鱼总重的60%~70%[1]。

如果这些副产物处置不当，不仅会浪费宝贵的资源，而且会造成严重的环境污染。

一般情况下，副产物如果被转换成肥料，得到的附加值是最低的，而把它加工成食品或特色食品时，它的附加值能增加5倍[2]。

因此，优化利用这些副产物，特别是用于制备高附加值的产品，能有效的降低成本和提高生产者收入[3-4]。

1调味料
鱼露是一种以低值鱼虾或水产品加工副产物为原料，经过自然发酵酿造而成的传统调味品，其滋味鲜美，风味独特。

李永成等[5]和Shih 等[6]分别以罗非鱼
和鱼类加工副产物生产鱼露。

而针对传统鱼露含盐量高、发酵周期长这两个缺点，Uresti 等[7]通过使用乳品蛋白质和微生物谷氨酰胺转胺酶，从鲤鱼副产物中获得了低盐产品，同时缩短了发酵周期。

张巧等[8]进行了利用罗非鱼加工副产物生产固体鱼鲜调味品的研究，其蛋白质利用率达到了96.4%。

2提取胶原蛋白
胶原蛋白是脊椎动物中最丰富的蛋白质，构成总蛋白的30%左右，是动物的皮和骨骼结缔组织中的一种主要的结构蛋白。

从陆上动物中提取的胶原蛋白现已被广泛应用于食品，化妆品，生物医学和制药行业。

然而，近年来牛海绵脑病和禽流感等的爆发，让使用从陆地动物中提取的胶原蛋白和胶原蛋白的衍生产品的用户产生了质疑。

此外，因为一些宗教原因，从猪中提取的胶原蛋白也不能被用于一些食品[9-12]。

因此，开发替代的胶原蛋白来源是十分必要的。

在胶原蛋白的替代品中，鱼类胶原蛋白由于其高可用性、无疾病传播性、无宗教障碍和高回收率而成为了研究热点。

目前，胶原蛋白的提取方法主要为五种：1.热水提取法；2.酸法；3.碱法；4.盐法；5.酶法等。

2.1热水提取
热水法提取就是原料经过各种前处理后，在一定条件下用热水浸提从而得到水溶性胶原蛋白的方法。

基础研究
食品研究与开发
Ｆood Research And Development
２０14年11月第35卷第21期
15
Mizuta等[13]在40℃水浴条件下提取热水溶性胶原蛋白鲤鱼肉中胶原提取得率为8.4%。

2.2酸法提取
酸法提取就是酸性环境条件下提取胶原蛋白，使用的酸有盐酸、柠檬酸、乳酸和醋酸等。

ZELE－CHOWSKA等[14]采用酸和酶结合法从鳕鱼的脊骨中提取了骨胶原。

鳕鱼脊骨的骨胶原的变性温度为14.4℃。

Shao-kui等[15]通过酸法水解从罗非鱼皮中提取胶原蛋白，在干基基础上的得率为39.4%。

2.3碱法提取
碱法提取是在碱性条件下提取胶原蛋白，通常使用的氢氧化钠和碳酸钠能使蛋白质变性，由于碱法提取很易产生有毒物质，所以现很少采用碱法提取。

2.4盐法提取
盐溶性胶原蛋白所使用的盐主要的有氯化钠、氯化钾和乙酸钠等。

Ilona等[16]通过盐法从鱿鱼皮中提取胶原蛋白，得率达到53%。

Montero[17]也通过盐法从蝶鱼皮中提取胶原蛋白，同时探究了稳定这种胶原蛋白的方法。

2.5酶法提取
酶法提取就是利用各种不同的酶，在一定的外界环境条件下提取胶原蛋白。

所使用的酶有中性蛋白酶、木瓜蛋白酶、胰蛋白酶和胃蛋白酶等。

Takeshi等[18]通过酶法从墨鱼皮中提取了胶原蛋白，得率达到35%，变性温度为27℃。

Dasong等[19]用胃蛋白酶从花鲢下脚料中提取胶原蛋白。

发现其在pH（1~6）之间是溶解的，而在NaCl浓度大于30g/L时不溶。

3制取蛋白质水解物
在水解过程中，鱼蛋白可被蛋白水解酶水解，产生可溶和不溶的两部分，其中可溶性蛋白脱水后更稳定，为富含蛋白质的粉末，即蛋白水解物。

与机械或化学处理不同，蛋白水解过程是温和的，快速的，可控的，因此不会降低产品的营养价值[20-21]。

F.Guerard等[22]以金枪鱼副产物为原料，用中性蛋白酶制得水解液。

Soottawat和Michael[1]用碱性蛋白酶和中性蛋白酶将太平洋鳕鱼固体副产物进行酶解得到蛋白质水解物，发现碱性蛋白酶较中性蛋白酶有较高的水解活性。

冷冻干燥的水解物水分、蛋白质、灰分和脂质含量分别为2.77%、79.97%、13.44%和3.83%。

而其氨基酸组成与太平洋牙鳕的肌肉组成相似。

为了得到更优更多的蛋白酶解液，研究者进一步对酶解条件进行了优化。

Mahmoudreza等[23]使用响应面分析优化了酶法水解黄鳍金枪鱼内脏的副产物蛋白质。

得到经喷雾干燥的蛋白水解物有相对较高的蛋白质含量（72.34%）以及较低的脂肪含量（1.43%），蛋白质功效比为2.85~5.35。

另外，苯丙氨酸是水解物中的主要氨基酸。

Bhaskar等分别研究了使用商业蛋白酶[24]和商业碱性蛋白酶[25]水解卡特拉鱼内脏副产物的最佳条件。

水解得到的蛋白质水解物与FAO/WHO的参考蛋白质相同，因此这种蛋白质水解物有作为平衡饮食的原料的潜力。

4提取纯化酶
蛋白酶是当今世界工业酶制剂的最重要的组成部分，占工业酶市场的50%左右[26]。

它们被广泛应用于各行业中，如洗涤剂，食品，农药，医药等[27]。

蛋白酶主要来源于动物，植物和微生物来源。

如今，鱼蛋白水解酶在食品加工过程中的需求不断增加。

内脏，一个最重要的捕鱼业的副产品，被认为是消化酶的潜在资源，特别是在宽范围pH内温度条件下仍具有高活性的蛋白酶[28]。

各种消化蛋白水解酶从鱼内脏中被分离出来，最重要的来自于鱼内脏的蛋白水解酶是胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶和丝氨酸蛋白酶等。

从鱼胃中提取的酸性蛋白酶在pH为2.0和4.0之间显示很高的活性，而碱性消化液蛋白酶，如胰蛋白酶，在pH8.0和10.0之间是最活跃的。

目前，学者也主要研究纯化酸性蛋白酶和碱性蛋白酶。

4.1酸性蛋白酶
Francisco[29]等和Beltagy[30]分别从蒙特利沙丁鱼和尼罗罗非鱼的内脏中纯化定性了一种酸性蛋白水解酶和一种酸性蛋白酶。

EL-BELTAGY等[30]从尼罗罗非鱼内脏中纯化了一种酸性蛋白酶。

这种没具有很高的活性，最适pH和温度分别是2.5和35℃。

4.2碱性蛋白酶
Talita等[31]从大盖巨脂鲤内脏中提取的碱性蛋白酶被作为洗衣粉的一种资源。

BELTAGY[32]等从尼罗罗非鱼纯化了一种碱性蛋白酶。

4.2.1胰蛋白酶
胰蛋白酶是一种碱性蛋白酶，它不仅起消化酶的作用，而且还能限制分解胰凝乳蛋白酶原、和磷脂酶原等其它酶的前体，起活化作用。

它是特异性最强的蛋白酶，在决定蛋白质的氨基酸排列中，是不可缺少的工具。

Ali等[33]和Naourez等[34]分别从沙丁鱼内脏和斑马鲈鱼内脏中纯化了胰蛋白酶，发现所提胰蛋白酶酶活最适pH和温度分别是8.0，60℃和9.5，60℃，在pH在6.0~9.0和7.0~12.0之间稳定。

Assaad等[35]更是从鲃的内脏中纯化胰蛋白酶后应用于虾的副产物中
基础研究
叶彬清，等：鱼类副产物利用研究进展16
胡罗卜素的回收，可谓是变废为宝，大大提高了两种副产物的价值。

4.2.2胰凝乳蛋白酶
胰凝乳蛋白酶又称糜蛋白酶，是一种典型的丝氨酸蛋白酶，在蛋白质的消化中起着重要的作用。

NEDRA[36]等从条纹海狸的肠中纯化并定性了碱性胰凝乳蛋白酶。

分子量为27KDa。

在pH为7.0到12.0之间有很高的活性，且十分稳定。

最适宜温度为50℃，与其他酶相比，在低温时也有较高的活性。

Rafik Balti[37]等从墨鱼的肝胰腺中纯化了胰凝乳蛋白酶，发现它对于水解长链多肽具有很高的活性。

4.3其他
Juan等[38]从蒙特利沙丁鱼的内脏中萃取和分馏了脂肪分解酶。

Sappasith等[39]利用从杂交鲶鱼内脏中提取的酶物质来生产短棘鲾肌肉的蛋白水解物，并确定了最适pH和温度分别为9.0和50℃。

5提取鱼油
鱼油中含有丰富的多不饱和脂肪酸，其中二十碳五烯酸（EPA）和二十二碳六烯酸（DHA）含量较高，尤以海鱼为多。

研究表明，EPA和DHA具有降低心血管疾病的风险，抑制肿瘤生长，提高视力及健脑益智等功效。

5.1水解法
水解法包括酶解法和淡碱水解法。

陆剑锋等[40]以斑点叉尾鮰内脏为原料，采用酶解法制备鱼油。

结果表明在最佳工艺条件下鱼油的提取率达到80.94%；提取到的粗鱼油外观呈黄褐色，具有鱼腥味和轻微的酸败味，其过氧化值较低，而酸值相对较高；粗鱼油中的饱和脂肪酸相对含量为19.42%，其中单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸分别达到61.76%和16.83%。

淡碱水解法又包括传统淡碱水解法、氨法和钾法。

刘政坤等[41]以新鲜鱿鱼内脏为原料，采用淡碱水解法提取鱿鱼内脏油。

在最佳工艺下鱿鱼内脏油提取率可达69.3%。

其中多不饱和脂肪酸达50.81%，EPA含量为13.33%，DHA含量为29.91%。

蔡彬新等[42]以大黄鱼内脏为原料采用钾法提取粗鱼油，并通过单因素试验和正交试验得到钾法提取鱼油的最佳工艺条件，在该条件下鱼油提取率达到83.03%。

5.2超临界二氧化碳法
超临界流体萃取有以下优点：1.能有效防止脂质氧化，尤其是当鱼油中含有丰富的ω-3脂肪酸；2.能显著减少某些污染物，如砷；3.能从含有较低脂肪含量的副产物中提取鱼油，如鳕鱼下脚料或巨型鱿鱼肝；4.避免了产生富含蛋白质或脂肪的废水。

Sahena等[43]通过优化超临界二氧化碳萃取法，发现经过变压和浸泡都能有效的从鱼皮中提取鱼油，变压和浸泡厚的量分别为52.3%和52.8%。

随后，Sahena等[44]又通过不同的超临界流体萃取，例如连续的，助溶剂，浸泡，和变压技术从羽鳃鲐内脏中提取鱼油。

在最佳条件下，鱼油的回收率范围为93%~99%。

Sarker等[45]用超临界二氧化碳从非洲鲶鱼的内脏中提取鱼油。

响应面分析法的中心组合设计用来优化超临界二氧化碳萃取参数。

在最优条件下，鲶鱼的内脏中油的最高提取率为67.0%。

5.3其他
加热压榨法是直接对原材料进行压榨而得到粗鱼油。

此法操作简单，但是提取率较低，现今已很少采用。

陈功轩等[46]以草鱼内脏为实验材料，采用热水法提取油脂，发现最大出油率为35.06%，提取时间和温度是主要影响因素，加水量对鱼油出油率影响较小。

KOTOE等[47]既不通过加热，也不通过化学精炼，而是通过离心分离从沙丁鱼鱼糜副产物中分离得到鱼油。

得到主要的脂类为三酰甘油，这种鱼油不需要纯化也可以直接作为食物原料。

Charle等[48]通过尿素包合浓缩了马鲛鱼加工副产物中的不饱和脂肪酸。

得出内脏和鱼皮鱼油量分别为（9.18±2.3）%和（38.1±3）%。

现还有一种新方法，即亚临界萃取法，它与超临界萃取的原理相似。

6其他
此外，还有不少研究者对鱼类副产物的利用做了其他方面的研究。

章建设和雷晓凌[49]对鱿鱼内脏糖蛋白提取工艺及其免疫活性进行了初步研究。

结果表明鱿鱼内脏中含有较高的蛋白质，所提的糖蛋白具有一定的免疫活性。

Park等[50]在温度为35℃到45℃之间，恒压25MPa下用超临界CO2萃取了马鲛鱼内脏中的蛋白质，并研究了其特性。

发现所提蛋白质的活性保持在了一个很高的水平，且蛋白质变性也变小了。

Jai ganesh等[51]纯化和鉴定了从三角鲳内脏中得到的蛋白水解物中的抗氧化肽。

罗春丽等[52]利用罗非鱼内脏发酵乳酸菌。

TEIN等[53]通过微滤和超滤从鱼糜加工副产物中回收蛋白质，同时回收利用水。

结果表明回收到的蛋白质具有较高的功能特性，回收蛋白质有利于提高产量以及循环水。

Paulo等[54]用尼罗罗非鱼鱼片副产物的鱼糜来加工香肠。

结果显示，加入鱼糜后香肠具有很好的营养价值，根据感官评价，加入鱼糜的量最好不要超过60%。

Vázquez等[55]利用乳酸菌将剑鱼，鲨鱼的内脏副产物制成了水产饲料。

基础研究叶彬清，等：鱼类副产物利用研究进展
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7展望
由上述可知，鱼类加工副产物具有极高的价值，随着加工技术与研究技术的提高，鱼类副产物附加值将越来越高。

研究者将在两方面作出努力：一是在已开发技术上作出提高，二是开发新的技术，提取新的有效成分。

如何将其附加值最大化不仅有利于经济发展，同时有利于环境保护。

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收稿日期：2013-12-19
基础研究叶彬清，等：鱼类副产物利用研究进展
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