不同原料和干燥工藝對魚粉質(zhì)量的影響

■吳代武 唐 峰* 胡 彬 葉元土

(1.浙江豐宇海洋生物制品有限公司，浙江舟山316100；2.蘇州大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)與生物科學(xué)學(xué)院，江蘇蘇州215123)

魚粉是以低值魚、蝦、蟹等副漁獲物及水產(chǎn)品加工下腳料為原料生產(chǎn)的高蛋白質(zhì)產(chǎn)品。魚粉具有必需氨基酸、脂肪酸含量高，適口性好以及抗?fàn)I養(yǎng)因子少等特點，一直以來是水產(chǎn)飼料中重要的動物蛋白源。隨著我國水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的高速發(fā)展，國產(chǎn)魚粉供應(yīng)存在大量的缺口，需要從國外進(jìn)口。此外，由于資金和技術(shù)等原因，國產(chǎn)魚粉質(zhì)量參差不齊，同進(jìn)口魚粉相比，國產(chǎn)魚粉普遍存在蛋白質(zhì)含量相對較低、脂肪含量較高、灰分含量較高以及顏色較深等缺點[1]。

近年來，有關(guān)魚粉質(zhì)量的研究較多，王憲文等[2]認(rèn)為魚粉質(zhì)量因原料魚的種類、生產(chǎn)工藝、后期貯存等因素的不同而有所差異。不同溫度干燥的魚粉營養(yǎng)價值和性質(zhì)有較大差別，影響飼料加工[3]，加工成飼料后投喂會對水產(chǎn)動物的生產(chǎn)性能產(chǎn)生不同的影響[4]。從已有的研究可以看出，干燥方式特別是干燥溫度會對魚粉質(zhì)量產(chǎn)生影響，但目前關(guān)于魚粉加工工藝的研究還較少，并且這些研究大多考量溫度對單一原料加工的影響，缺乏相互比較。故本研究采用低溫低壓干燥及濕法高溫干燥方式分別對金槍魚（Katsuwonus）排壓榨餅、冰鮮磷蝦（Euphausia pacifica）進(jìn)行干燥處理，比較不同魚粉的營養(yǎng)價值、新鮮度指標(biāo)與感官，來探究不同原料與干燥工藝對魚粉質(zhì)量的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

本試驗所用原料金槍魚排、冰鮮磷蝦購自浙江融創(chuàng)食品工業(yè)有限公司。

1.2 試驗設(shè)計

金槍魚排脂肪較高，進(jìn)入干燥機前先經(jīng)過蒸煮、壓榨進(jìn)行脫脂處理；冰鮮磷蝦解凍后直接進(jìn)入干燥機。同一批次原料分別通過濕法高溫、低溫低壓兩條不同生產(chǎn)線干燥處理。濕法高溫干燥工藝采用多級盤式烘干機（烘干機夾層壓力0.8 MPa），金槍魚排壓榨餅經(jīng)過四級烘干，磷蝦經(jīng)過五級烘干制得魚粉。低溫干燥采用槳葉干燥機（烘干機夾層壓力0.1 MPa）與熱風(fēng)干燥的組合干燥方式。

兩種魚粉共采集6 種樣品，分別是：干燥前的金槍魚排壓榨餅（Tuna-R）、低溫干燥金槍魚排粉（Tu?na-L）、高溫干燥金槍魚排粉（Tuna-H）、干燥前的冰鮮磷蝦原料（Krill-R）、低溫干燥磷蝦粉（Krill-L）和高溫干燥磷蝦粉（Krill-H）。同種魚粉樣品采集3次，每30 min 采集一次，每次取樣2 kg。樣品采集后迅速-20 ℃保存，真空冷凍干燥備用。

1.3 分析方法

粗蛋白測定采用凱氏定氮方法（GB/T 5009.5—2010）；粗脂肪測定采用索氏抽提方法（GB/T 14772—2008）；灰分測定按照（GB/T 5009.4—2010）標(biāo)準(zhǔn)測定；揮發(fā)性鹽基氮（TVB-N）測定采用SC/T 3032—2007 方法；生物胺測定采用GB 5009.208—2016 方法；酸價（AV）測定采用GB/T 5009.37—2003方法；2-硫代巴比妥酸（TBA）值測定采用GB/T 35252—2017方法；胃蛋白酶消化率（體外）送舟山市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢測研究院測定。

1.4 數(shù)據(jù)處理

原始數(shù)據(jù)經(jīng)Excel 2016初步整理后，用SPSS 20.0進(jìn)行單因子方差分析(One-Way ANOVA)，同時進(jìn)行Duncan's法多重比較分析試驗數(shù)據(jù)的差異顯著性，結(jié)果以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”(mean±SD)表示，以P＜0.05為差異顯著水平。

2 結(jié)果

2.1 低溫干燥對魚粉主要營養(yǎng)成分的影響

不同干燥方式對金槍魚排粉、磷蝦粉主要營養(yǎng)成分的影響見表1。干燥前，經(jīng)預(yù)處理（蒸煮、壓榨）的金槍魚排壓榨餅水分為47%，不經(jīng)預(yù)處理的磷蝦水分高達(dá)83%，兩種原料分別經(jīng)高溫、低溫干燥至水分＜10%的魚粉。低溫干燥對魚粉粗蛋白質(zhì)、粗脂肪、灰分含量無明顯影響（P＞0.05）。魚粉常規(guī)成分主要受原料性質(zhì)影響，金槍魚排粉脂肪、灰分含量高于磷蝦粉。

表1 不同干燥方式對金槍魚排粉、磷蝦粉主要營養(yǎng)成分的影響（干物質(zhì)，%）

2.2 低溫干燥對魚粉新鮮度指標(biāo)的影響(見表2)

不同干燥方式對金槍魚排粉、磷蝦粉TVB-N、AV、生物胺含量及TBA 值的影響見表2。由表2 可知，與高溫干燥魚粉相比，低溫魚粉TVB-N、AV 含量變化明顯，而TBA 值、生物胺含量的變化與原料種類有關(guān)。金槍魚排壓榨餅TVB-N 僅39 mg/100 g，干燥后顯著升高；冰鮮磷蝦TVB-N 高達(dá)318 mg/100 g，干燥后顯著降低；兩種低溫魚粉TVB-N 含量均顯著高于高溫魚粉（P＜0.05）。兩種魚粉的AV 在高溫、低溫干燥后均顯著降低，高溫干燥效果更明顯（P＜0.05）；TBA 值變化與之相反，干燥后顯著升高，而低溫磷蝦粉顯著低于高溫磷蝦粉（P＜0.05）。低溫金槍魚排粉腐胺、尸胺、組胺低于高溫魚排粉，腐胺、尸胺差異顯著；低溫磷蝦粉與之相反，3種生物胺均顯著高于高溫磷蝦粉（P＜0.05）。結(jié)果表明，魚粉新鮮度指標(biāo)因原料魚的種類和干燥工藝的不同而有所差異；與高溫干燥相比，低溫干燥會升高魚粉TVB-N、AV 值，而生物胺含量的變化主要與原料性質(zhì)有關(guān)。

表2 不同干燥方式對金槍魚排粉、磷蝦粉TVB-N、AV、生物胺含量及TBA值的影響（干物質(zhì)）

2.3 低溫干燥對魚粉胃蛋白酶消化率的影響

不同干燥方式對金槍魚排粉、磷蝦粉胃蛋白酶消化率（體外）的影響見表3。金槍魚排粉的胃蛋白酶消化率低溫干燥后變化不顯著，高溫干燥顯著降低(P＜0.05)。磷蝦粉的胃蛋白酶消化率在高溫、低溫干燥后均顯著降低，但低溫磷蝦粉消化率高于高溫磷蝦粉(P＜0.05)。低溫魚粉胃蛋白酶消化率較高溫魚粉高1%～1.5%，表明低溫干燥有利于保持魚粉蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值。

表3 不同干燥方式對金槍魚排粉、磷蝦粉胃蛋白酶消化率（體外）的影響

2.4 低溫干燥對魚粉感官的影響(見圖1)

采用低溫干燥時，金槍魚排粉由黃色變?yōu)闇\棕色（圖1a），有明顯的魚腥味；采用高溫干燥時，金槍魚排粉顏色變?yōu)樯钭厣▓D1b），魚腥味變淡，出現(xiàn)焦糊味。采用低溫干燥時，磷蝦粉由紅色變?yōu)闇\紅色（圖1c），有明顯的腥香味；采用高溫干燥時，磷蝦粉顏色變?yōu)榧t棕色（圖1d），腥香味變淡，出現(xiàn)焦糊味。

3 討論

魚粉是水產(chǎn)飼料的重要動物蛋白源，魚粉質(zhì)量的好壞直接影響飼料的質(zhì)量和利用率。質(zhì)量差的魚粉會造成大西洋庸鰈（Hippoglossus hippoglossus）[5]、鱸魚（Lateolabrax japonicus）[6]、黃顙魚（Pelteobagrus ful?vidraco）[7]等水產(chǎn)養(yǎng)殖動物生長障礙，組織發(fā)生病變。因此，控制魚粉質(zhì)量對水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的健康持續(xù)發(fā)展具有重大的經(jīng)濟意義。

魚粉質(zhì)量與原料的選擇密切相關(guān)。魚粉生產(chǎn)中常用一些經(jīng)濟價值較低的魚和蝦等作原料，另外，在水產(chǎn)品加工過程中的魚頭、魚刺、魚皮等也可作為生產(chǎn)原料[8]。本研究所用的太平洋磷蝦個體小，易腐爛，而金槍魚排為水產(chǎn)品加工下腳料，新鮮度好。以金槍魚排、磷蝦為原料生產(chǎn)的兩種魚粉蛋白質(zhì)含量相近，金槍魚排粉胃蛋白酶消化率高于磷蝦粉，且新鮮度指標(biāo)TVB-N、酸價、生物胺含量均遠(yuǎn)低于磷蝦粉，證實了原料選擇對魚粉質(zhì)量的重要性。

魚粉質(zhì)量不僅與原料有關(guān)，也受到加工工藝的影響。在魚粉生產(chǎn)中有直火、蒸汽等多種烘干工藝，它們造成魚粉質(zhì)量的差異主要是其加工溫度的不同。研究表明，低于120 ℃的烘干溫度對魚粉蛋白質(zhì)、脂肪、灰分等常規(guī)成分影響較小[9-10]，當(dāng)烘干溫度達(dá)到150 ℃時魚粉脂肪才會顯著降低[11]。本研究中的濕法高溫干燥采用盤式干燥機，它是國內(nèi)魚粉生產(chǎn)的常用干燥設(shè)備，烘干溫度低于150 ℃[12]，與之相比，低溫干燥對兩種試驗魚粉的主要營養(yǎng)成分無明顯影響。

圖1 不同干燥方式對金槍魚排粉、磷蝦粉的感官影響

魚粉常規(guī)指標(biāo)只能大體描述魚粉質(zhì)量，無法對原料魚加工過程中營養(yǎng)價值變化進(jìn)行描述。研究表明，蛋白消化率是評價魚粉蛋白質(zhì)質(zhì)量的重要指標(biāo)之一[13-14]。本研究發(fā)現(xiàn)，低溫干燥的金槍魚排粉、磷蝦粉胃蛋白酶消化率（體外）較高溫魚粉提升了1%～1.5%。Aksnes 等[5]用相同的原料分別在70 ℃和100 ℃干燥制備兩種魚粉，發(fā)現(xiàn)高溫魚粉的蛋白消化率（貂）降低了4%，其在對大西洋庸鰈的養(yǎng)殖試驗中還發(fā)現(xiàn)高溫魚粉導(dǎo)致大西洋庸鰈生長和飼料效率降低。與之相似的是，鲯鰍（Coryphaena hippurus）在攝食高溫烘干（150 ℃）的鯡魚粉后生長速度明顯比攝食低溫魚粉（75 ℃）降低[15]。對于鮭鱒類的研究普遍發(fā)現(xiàn)低溫魚粉的蛋白消化率要高于高溫干燥魚粉，可以明顯促進(jìn)魚的成長[9，16]，在金頭鯛（Sparus aurata）[17]中也有同樣的發(fā)現(xiàn)。這種攝食高溫烘干魚粉后生長速度的降低可以歸因于高溫對魚粉蛋白質(zhì)消化率的影響[18]。但Aksnes等[5]認(rèn)為魚粉蛋白質(zhì)消化率的降低不是導(dǎo)致生長和飼料效率下降的唯一因素，他認(rèn)為蛋白消化率是評價加工溫度對魚粉質(zhì)量影響的一個有效指標(biāo)。

研究表明，用優(yōu)質(zhì)新鮮度魚粉比用“中等”或“低質(zhì)”新鮮度的魚粉可明顯提高大西洋庸鰈[5]、凡納濱對蝦（Litopenaeus vannamei）[19]、大 西 洋 鱈 魚(Gadus morhua)[20]和狼鳚（Anarhichas lupus）[21]等養(yǎng)殖動物的生長和飼料利用效率。一般以揮發(fā)性鹽基氮、生物胺及酸價等含量高低來判定魚粉的新鮮程度。本研究中，兩種低溫干燥魚粉TVB-N含量均高于高溫魚粉，主要是因為TVB-N沸點低，在干燥過程中逐漸揮發(fā)，隨著干燥溫度提高，魚粉殘留的TVB-N 含量減少[11]。磷蝦原料TVB-N含量較高，在干燥過程中揮發(fā)迅速，磷蝦粉TVB-N 含量降低明顯。金槍魚排壓榨餅TVB-N 含量低，在干燥過程中難以完全揮發(fā)，伴隨烘干過程TMA等揮發(fā)性成分增加[10]，導(dǎo)致金槍魚排粉較壓榨餅TVB-N含量升高。

組胺、腐胺、尸胺等生物胺也是評價水產(chǎn)品腐敗變質(zhì)程度的重要指標(biāo)。與揮發(fā)性鹽基氮不同，組胺、腐胺、尸胺等大多數(shù)生物胺揮發(fā)性差，難以在烘干過程中去除[22]。水產(chǎn)品中生物胺是微生物所產(chǎn)生的酶作用所致，大多數(shù)生物胺是由自身的前體氨基酸被微生物所產(chǎn)生的氨基酸脫羧酶作用生成相應(yīng)的生物胺[22]。經(jīng)過高溫蒸煮的金槍魚排壓榨餅微生物數(shù)量少，而不經(jīng)過蒸煮的磷蝦微生物多，更易腐爛生成生物胺，所以磷蝦粉生物胺增加量遠(yuǎn)高于金槍魚排。低溫干燥過程中冰鮮磷蝦升溫較慢，在微生物作用下生成了大量的生物胺。原料或新鮮度不同的魚粉在生產(chǎn)過程中生物胺的變化差異較大[10]，而不同季節(jié)的同種魚粉在加工過程中生物胺的變化也有所差異[12]。生物胺的生成受到微生物數(shù)量、前體氨基酸含量、環(huán)境溫度等諸多條件的影響，導(dǎo)致了魚粉中生物胺含量的變化多樣。

酸價是脂肪中游離脂肪酸含量的標(biāo)志，油脂在氧化過程中酸價升高。研究表明高溫會導(dǎo)致油脂酸價升高[23]，但在本研究中，低溫干燥金槍魚排粉、磷蝦粉酸價高于高溫魚粉，表明魚粉中油脂酸價隨著溫度升高反而降低。李戈等[11]的研究結(jié)果與本文相似，烘干溫度升高，魚粉酸價明顯降低，冷凍干燥魚粉酸價最高。劉娟萍等[24]對紅魚粉進(jìn)行直接加熱，也發(fā)現(xiàn)加熱溫度從90 ℃升到120 ℃，魚粉酸價降低明顯。溫度升高，油脂與蛋白質(zhì)的相互作用增強，形成蛋白-油脂聚合物，游離脂肪酸減少，油脂氧化程度降低，這可能是魚粉酸價降低的原因[25]。但這相互作用也會導(dǎo)致氨基酸降低，蛋白溶解度下降[25]，這也可能是蛋白質(zhì)消化率降低的原因之一。TBA 值是油脂變質(zhì)過程中的最終氧化產(chǎn)物——丙二醛含量的標(biāo)志，高濃度的丙二醛會降低養(yǎng)殖動物生長速度，甚至造成機體損傷[26]。在本研究中，各魚粉的TBA值較干燥前呈現(xiàn)不同程度的升高，而高溫魚粉TBA 值高于低溫魚粉，意味著高溫會加速魚油的氧化酸敗，控制干燥溫度可有效減緩魚油氧化。

魚粉色澤隨魚種而異，紅魚粉以黃褐色到棕褐色為主，白魚粉為淡黃色或灰白色[27]。金槍魚魚肉為暗紅色，因此金槍魚魚排粉一般為棕褐色。魚粉加熱溫度高或含油脂高者，顏色加深。李戈等[11]在加工魚粉過程中發(fā)現(xiàn)加熱溫度超過100 ℃，隨著干燥溫度的升高，魚粉顏色變深，魚粉中魚腥味變淡，并出現(xiàn)焦糊味。而冷凍干燥的魚粉顏色淺，無焦糊味。在高溫加工過程中，還原糖與氨基酸發(fā)生美拉德反應(yīng)，會產(chǎn)生褐色產(chǎn)物。在本研究中高溫干燥魚粉顏色更深的現(xiàn)象，應(yīng)該就是魚粉發(fā)生了明顯的美拉德反應(yīng)。

4 結(jié)論

魚粉質(zhì)量與原料的選擇密切相關(guān)，以磷蝦為原料生產(chǎn)的魚粉新鮮度、蛋白消化率低于金槍魚排粉。魚粉質(zhì)量受加工工藝影響，與濕法高溫干燥相比，低溫干燥魚粉蛋白質(zhì)消化率高，營養(yǎng)價值更好，但低溫干燥不能改善魚粉新鮮度。