朱凱悅,孫娜,董秀萍,焦健,李艷芬,侯邵勇,姜鵬飛*
1(大連工業(yè)大學(xué) 食品學(xué)院,國(guó)家海洋食品工程技術(shù)研究中心,遼寧 大連 116034) 2(北京同仁堂健康(大連)海洋食品有限公司,遼寧 大連,116045) 3(汕頭市魚膠海味協(xié)會(huì),廣東 汕頭,515031) 4(深圳市天勤投資發(fā)展有限公司,廣東 深圳,518106)
魚膠又稱花膠、魚泡、魚肚、壓胞等,是魚鰾干制品,嶺南地區(qū)習(xí)慣將其稱為花膠[1],是新鮮的魚鰾經(jīng)過剖開、除去血管及表面的黏膜,清洗干凈,壓扁再干制,或是將魚鰾浸泡到一定濃度的明礬水內(nèi)除去黏膜,剪為片狀,再脫水干制等工序制得的成品[2-3]。魚鰾是大多數(shù)硬骨魚在腸胃的背方、脊柱和腎臟的腹部有一個(gè)大而中空且充滿空氣的囊狀物,現(xiàn)在魚鰾大多經(jīng)過若干工序處理后利用陽(yáng)光干制制成魚膠,是一種干制品,成色以淡黃色或白色為標(biāo)準(zhǔn)[4],其主要是結(jié)締組織彈性纖維,富含蛋白質(zhì)、脂肪和膠體物質(zhì),列入我國(guó)海八珍之一[5]。魚膠需經(jīng)泡發(fā)后再加工食用,大部分消費(fèi)者購(gòu)買干制半成品的魚膠,再回家加工食用,操作繁瑣,耗費(fèi)時(shí)間長(zhǎng),食用不方便。魚膠一般可用于熬湯或是做菜式,因其蛋白質(zhì)含量在80%左右,脂肪含量?jī)H為0.2%~4.0%[6],富含膠原物質(zhì),被很多女士視為美容養(yǎng)顏的佳品。除此之外,魚膠還能防治厭食、便秘、消化不良等癥狀,并有加強(qiáng)腦和神經(jīng)系統(tǒng),維持腺體的正常分泌,預(yù)防反應(yīng)遲鈍,提高抵抗力免疫力等功能,適宜各個(gè)年齡段的人群食用[7]。魚膠因含有豐富的膠原物質(zhì),具備多種人體必需氨基酸且含量較高,易被人體吸收利用,可作為人體合成補(bǔ)充蛋白質(zhì)的重要原料。
魚膠作為一種名貴的食物和藥品,與魚翅、海參、燕窩齊名,但由于飲食習(xí)慣的不同,魚膠在西方國(guó)家市場(chǎng)較小,在中國(guó)和東南亞國(guó)家比較流行,被認(rèn)為是一種奢侈品[8]。隨著太平洋地區(qū)和熱帶地區(qū)的魚翅資源枯竭,魚膠已然成為魚翅的替代品[9-10]。盡管有學(xué)者對(duì)魚膠進(jìn)行了一些研究,例如提取魚膠的膠原蛋白、研究并制備魚膠的生物活性肽等,但是魚膠食品在市場(chǎng)上的種類仍較少[11-12]。現(xiàn)階段魚膠行業(yè)并沒有統(tǒng)一行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),魚膠品種繁多、質(zhì)量參差不齊,對(duì)其持續(xù)發(fā)展不利。本文從魚膠的營(yíng)養(yǎng)成分及其在食品、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用等方面的研究現(xiàn)狀進(jìn)行概述,為魚膠行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定提供一定的理論基礎(chǔ)和依據(jù),也為今后魚膠的產(chǎn)品開發(fā)方面提供一定的思路。
傳統(tǒng)的魚膠大都來自石首魚,隨著魚膠的需求日漸增加,其他種類的魚膠也流入市場(chǎng)[6]?,F(xiàn)今對(duì)魚膠鑒別的研究較少,沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),只依賴于傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)判定品種和品質(zhì)[2]。市場(chǎng)上魚膠以性狀鑒別為主[13],通過外觀初步對(duì)其進(jìn)行品種和品質(zhì)的判斷。不同種類來源或加工品質(zhì)的魚膠價(jià)格相差較大。優(yōu)質(zhì)的魚膠一般體形完整、邊緣整齊,白色或淡黃色,半透明、潔凈有光澤[4]。通過查閱文獻(xiàn)和走訪魚膠加工及貿(mào)易企業(yè),對(duì)目前常見的魚膠名稱及魚膠原料情況進(jìn)行匯總,詳見表1。
表1 常見的魚膠分類Table 1 Common isinglass classification
隨著國(guó)民生活水平的提升,加之越來越多的人注重養(yǎng)生,我國(guó)的魚膠行業(yè)規(guī)模在逐年擴(kuò)大。2018年市場(chǎng)規(guī)模約40億元,產(chǎn)量為7 387 t;2019年中國(guó)魚膠產(chǎn)量為7 423 t,相較2018年的7 387 t同比增長(zhǎng)0.49%,也是首次中國(guó)魚膠進(jìn)口數(shù)量超過出口數(shù)量;2020年我國(guó)魚膠產(chǎn)量為7 495 t,同比增長(zhǎng)0.97%。預(yù)計(jì)到2025年市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到54.32億元。作為傳統(tǒng)滋補(bǔ)食品,近年來眾多滋補(bǔ)品牌將魚膠作為發(fā)展重點(diǎn),與海參、燕窩市場(chǎng)并駕齊驅(qū),同時(shí)由于其產(chǎn)品價(jià)格相對(duì)于海參、燕窩的產(chǎn)品價(jià)格略低,因此更具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
魚膠是一種高蛋白(含量高達(dá)85.81%,且必需氨基酸齊全)、低脂肪(最低可至0.17%)、豐富的礦物質(zhì)(含有鈣、鋅、鉀、硒、錳)、豐富的黏多糖(含量可達(dá)到8.9%)、富含脂溶性維生素[14-15]。目前的研究大多是研究某一種類的魚膠營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,本文對(duì)魚膠進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)成分對(duì)比,為制定魚膠標(biāo)準(zhǔn)提供理論依據(jù)。
現(xiàn)有的魚膠研究大多是對(duì)一種魚膠進(jìn)行深層次的分析,并提取其中的活性物質(zhì),較少研究綜合地分析多品種魚膠的不同。本文對(duì)各研究者的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,以期發(fā)現(xiàn)魚膠的化學(xué)物質(zhì)種類、含量等方面的差別,從而通過現(xiàn)代科學(xué)檢測(cè)技術(shù)判定魚膠的品種。不同魚膠中基本成分的含量見表2。
表2 不同來源魚膠中基本營(yíng)養(yǎng)成分 單位:%
由表2可知,不同種類的魚膠基本營(yíng)養(yǎng)成分存在差別,因蛋白質(zhì)在魚膠干重中占比高,數(shù)值差距也最明顯。蛋白質(zhì)含量最高可達(dá)85.81%,最低的紅魚魚膠蛋白質(zhì)含量也有67.19%。蛋白質(zhì)含量較高的魚種有鮸魚、四指馬鲅魚和赤嘴鳘魚,即熟知的土鳘膠、斗湖魚膠和赤嘴鳘魚膠。魚膠是由新鮮魚鰾經(jīng)各種工序加工而成,由于新鮮魚鰾水分含量較高(63.52%~76.40%),所以蛋白質(zhì)在鮮魚鰾中僅占20.23%~35.90%。經(jīng)過干制后,水分大大減少,蛋白質(zhì)的含量就逐漸攀升到干重的80%左右[16-18]。魚膠中蛋白質(zhì)含量較高,而脂肪含量卻僅有0.38%~1.55%,可以說魚膠是一種高蛋白低脂肪的食物。魚膠中富含人體所需的鈣、鉀、銅、鋅等礦物質(zhì),還擁有魚肉中不含有的硒元素。由于魚膠加工工藝的差異,蛋白質(zhì)測(cè)定方法、測(cè)定人員及環(huán)境因素的不同,加之魚膠中蛋白質(zhì)含量較高,不同學(xué)者測(cè)定同一種類魚膠蛋白質(zhì)含量的數(shù)據(jù)也略有不同。張志軍等[19]利用全自動(dòng)凱氏定氮儀測(cè)定赤嘴鳘魚魚膠,蛋白質(zhì)含量在79.44%~85.81%;趙敏豪等[9]測(cè)定的赤嘴鳘魚魚膠蛋白質(zhì)含量為(76.13±0.43)%。在制定標(biāo)準(zhǔn)時(shí),蛋白質(zhì)總含量就難以作為測(cè)定指標(biāo)來衡量魚膠產(chǎn)品質(zhì)量,建議利用氨基酸、脂肪酸的組成和含量這類指標(biāo)對(duì)魚膠進(jìn)行限定。
魚膠中蛋白質(zhì)比例大于WHO/FAO的標(biāo)準(zhǔn),其中以膠原蛋白為主要的蛋白質(zhì)[16,21]。羥脯氨酸和脯氨酸是魚膠膠原的特征氨基酸,二者能夠相互轉(zhuǎn)換,在魚膠中含量不低,但在其他種類蛋白質(zhì)中,這兩種氨基酸較為少見[6]。測(cè)定羥脯氨酸的含量通過換算可得到膠原蛋白的含量,水生生物的羥脯氨酸與膠原蛋白的換算系數(shù)約為11.1[22]。新鮮梅魚魚鰾中含有1.16%的羥脯氨酸,換算成膠原蛋白為12.88%[22]。新鮮鱈魚魚鰾中有1.62%的羥脯氨酸,換算成膠原蛋白為17.93%,以干基計(jì)算,膠原蛋白的含量為73.93%[23]?,F(xiàn)有膠原蛋白產(chǎn)品大多數(shù)來自牛、豬的皮和骨,但由于宗教原因和一些人畜共患傳染病(牛海綿狀腦病、禽流感等)的風(fēng)險(xiǎn)造成了消費(fèi)者的焦慮[24]。魚膠中的膠原蛋白就可以很好地避免這些問題,是一些對(duì)飲食有特殊要求的群體補(bǔ)充膠原蛋白的良好來源,并且可避免魚加工制作中魚鰾等副產(chǎn)品處置不當(dāng)而造成環(huán)境污染[17,25]。
魚膠的氨基酸種類齊全,呈味氨基酸含量較高,但在不同種類的魚膠中含量并不相同[21]。必需氨基酸指數(shù)(essential amino acid index,EAAI)是以雞蛋蛋白質(zhì)為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),來衡量其他蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)[19]。魚膠中的EAAI在32.65~37.74,對(duì)于以谷物為主的飲食來說,魚膠不能滿足人們攝取必需氨基酸的需求[26]。魚膠的鮮味來源于谷氨酸、天冬氨酸、苯丙氨酸、甘氨酸、酪氨酸,呈味氨基酸的含量占45%[19]。赤嘴魚、石首鳘魚等7種魚膠的主要氨基酸為甘氨酸、谷氨酸、丙氨酸、脯氨酸、精氨酸和羥脯氨酸,占魚膠總蛋白的60%~70%[6]。舟山海域的小黃魚魚鰾、大黃魚魚鰾的EAAI評(píng)分都大于100.0,證明新鮮魚鰾必需氨基酸含量高于干制后的魚膠[21]。大黃魚魚鰾中含有6種呈味氨基酸(占總氨基酸含量的62.98%),是衡量蛋白質(zhì)的指標(biāo)之一,賦予其良好的風(fēng)味,味道更加鮮美[27]。綜合看,魚鰾與魚膠在干制加工等工序過程中會(huì)損失部分必需氨基酸,導(dǎo)致魚膠必需氨基酸含量較低,但呈味氨基酸仍然處于較高水平。
魚膠中富含的甘氨酸和谷氨酸可以調(diào)節(jié)血糖平衡,有很好的降糖功效[28];甘氨酸還是血紅素合成底物之一,有很好的造血功能并且對(duì)神經(jīng)活動(dòng)有抑制作用,從而調(diào)節(jié)生物體內(nèi)的代謝活動(dòng)[16];羥脯氨酸和脯氨酸有很好的美容養(yǎng)顏和修復(fù)組織的作用;精氨酸在治療男性勃起障礙和不育癥中有良好的功效,也能降低心血管疾病發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)[29-30]。魚膠中氨基酸總含量(total amino acid,TAA)在80%左右,其中氨基酸組成有所差異[19]。在測(cè)定的氨基酸中,以甘氨酸含量最高,約占總量的16%~21%,其次依次為脯氨酸、谷氨酸、丙氨酸、精氨酸、天冬氨酸,含量都在2%~10%[31],其余氨基酸的種類和含量并無明顯的差距[32]。魚膠中呈味氨基酸的含量較高,說明魚膠是一種海味佳品[19]。考慮到魚種間氨基酸組成的差異,可以將含量差距較大的甘氨酸、谷氨酸、脯氨酸等作為限定性指標(biāo),作為制定魚膠標(biāo)準(zhǔn)的依據(jù)。
魚膠中存在13~20種脂肪酸,但含量很低,約為0.2%~4.0%。其中淡水魚的脂肪含量比海水魚的高,且不飽和脂肪酸的含量高于飽和脂肪酸,具有較好的保健功效[27]。
白鰱魚魚鰾中檢出13種脂肪酸并且不飽和脂肪酸的含量高于飽和脂肪酸的含量,且前三位分別是十七碳一烯酸、二十二碳五烯酸和十五碳酸[16]。黃唇魚魚鰾中檢測(cè)出20種脂肪酸,其中十六酸含量最高,其次是油酸,含量最低的為十二酸。不飽和脂肪酸的含量為51.13%,稍多于飽和脂肪酸[17]。大黃魚魚鰾、帶魚魚鰾和鮐魚魚鰾中檢出17種脂肪酸,其中大黃魚魚鰾中占比最高的脂肪酸為二十二碳六烯酸(docosahexaenoic acid,DHA)和二十碳五烯酸(eicosapentaenoic acid,EPA),含量分別為28.38%和19.37%,高于帶魚魚鰾和鮐魚魚鰾[27]。EPA和DHA作為神經(jīng)細(xì)胞的磷脂發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)的作用,對(duì)血脂異常、類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎癥狀有減輕的功效,此外可促進(jìn)神經(jīng)元的生長(zhǎng),顯著提高大腦記憶,其衍生物還有消炎的作用[33-35]。
不同魚膠在脂肪含量以及脂肪酸種類上差距較大,盡管脂肪在魚膠中含量很少,但可利用優(yōu)勢(shì)脂肪酸的種類和含量在魚膠間的差距對(duì)魚膠進(jìn)行限定。在制定魚膠標(biāo)準(zhǔn)時(shí),可考慮某幾種脂肪酸作為必須檢測(cè)的指標(biāo)以及確定檢出脂肪酸的含量,從而建立統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范魚膠市場(chǎng)。
現(xiàn)今市面上的魚膠多半以干制品的形式出現(xiàn),屬于半成品,制作時(shí)還需要對(duì)其進(jìn)行二次加工[36],或是將魚膠濃縮凝固成魚膠凍,再將其切成薄片稱魚膠粉或魚膠片[32]。魚膠作為傳統(tǒng)的滋補(bǔ)食品,是各大食品品牌的重點(diǎn)研發(fā)對(duì)象。
魚膠在食品市場(chǎng)中常以干制品的形態(tài)出現(xiàn),作為一些菜肴或是湯品成分之一,例如花膠雞、佛跳墻、懷鳳魚肚、魚肚燉白鴿等;與中藥材一同燉煮,有補(bǔ)氣血、美容養(yǎng)顏、補(bǔ)腎益精等功效?,F(xiàn)已有不少研究者對(duì)魚膠進(jìn)行加工,制成休閑零食或是保健品,提高魚加工時(shí)副產(chǎn)物的利用率,增加魚類的附加值,提高水產(chǎn)品加工企業(yè)的盈利。
油炸魚鰾是將干大黃魚魚鰾泡發(fā)后切碎,利用酵母溶液對(duì)其脫腥,再輔以淀粉、蛋清,使用谷氨酰胺轉(zhuǎn)化酶使蛋白質(zhì)發(fā)生交聯(lián),提高魚鰾產(chǎn)品的保水性和熱穩(wěn)定性,再采用油炸工藝加工處理后的魚鰾,160 ℃油炸2 min,加入適當(dāng)?shù)恼{(diào)味料制成色澤金黃、風(fēng)味良好的油炸食品[37]。即食魚膠飲料是將魚膠片切丁,清洗后加入純牛奶、白砂糖和茶粉進(jìn)行調(diào)配,殺菌后罐裝[38]。即食藜麥魚膠罐頭是將藜麥、魚膠、木糖醇和菊粉等其他食品輔料,采用電磁均勻加熱后得到飽腹感強(qiáng)、升糖效果低且具有調(diào)節(jié)人體腸道健康的一種低能量健康食品[39]?;z雞是將魚膠泡發(fā),輔以雞湯、胡蘿卜和南瓜汁,加入蒸熟的雞肉制得的產(chǎn)品[40]。
魚膠含有黏多糖、多肽、不飽和脂肪酸、微量元素等,吸引不少研究者利用魚膠研發(fā)出保健品。例如,采用勻漿、酶解、離心、超濾和復(fù)配等工藝將鱘魚魚鰾多肽、靈芝多糖、維生素大豆磷脂等科學(xué)混合搭配,制造出能促進(jìn)細(xì)胞免疫、體液免疫、巨噬細(xì)胞吞噬功能,且效果優(yōu)于單一成分的保健品[41]。將蛋黃果、山藥加工成泥狀,再將干制魚膠泡發(fā)后打漿,將膨化藜麥和魚膠漿附著在模具上作為藜麥壘,待凝固后,將魚鰾漿倒入,制成蛋黃果山藥魚鰾壘,成品類似果凍狀,易咀嚼,適合小孩與老人食用[42]。
魚鰾自古就是制作藥材的原料,其作為藥材加工的炮制方法最早記載于五代方書,最早記載其藥用價(jià)值的是唐代的《本草拾遺》,主要治療外傷和瘡瘍[1]。歷代魚鰾的主治功效并不相同,在唐朝,魚鰾屬于外用藥,主治外傷及濕瘡類疾??;在金朝,魚鰾可用于治療破傷風(fēng)、受驚而抽搐、臟腑的功能性紊亂等;明朝,魚鰾可用于止血、治療肛瘺疼痛等;清朝,魚鰾可治療渾身酸軟、專補(bǔ)精益陰,燒灰后在難產(chǎn)方面有療效[1]。
現(xiàn)今的魚鰾醫(yī)療作用多為補(bǔ)腎固精、止血、消腫等,對(duì)腎虛、破傷風(fēng)、痔瘡、產(chǎn)后風(fēng)痙等癥狀有較好的療效。例如中藥魚鰾補(bǔ)腎丸,對(duì)男性性腺功能減退引起的勃起障礙有治療作用,有壯陽(yáng)益精的作用,改善性生活的質(zhì)量,也可以大幅度降低不育患者精子DNA碎片化率,修復(fù)損傷精子的DNA,從而提高精子質(zhì)量及活動(dòng)率,改善男性患者的生育能力[43-44]。隨著現(xiàn)代醫(yī)學(xué)技術(shù)的發(fā)展,魚膠用于治療腎虛滑精、血崩、癌癥等疾病的研究受到越來越多的關(guān)注[1],研發(fā)出包括魚鰾補(bǔ)腎丸在內(nèi)的多種提高身體素質(zhì)的中藥?,F(xiàn)今多采用現(xiàn)代生物技術(shù),如酶解等方法處理魚鰾,使其主要成分黏性蛋白等變成易被吸收利用的物質(zhì),從而制成各種具有功效的中成藥。
魚膠因具有緊密的纖維結(jié)構(gòu)而具有很強(qiáng)的韌性和強(qiáng)度,在制膜時(shí)加入魚膠,可以提高膜的機(jī)械性能[15]。魚膠中的明膠可以與混濁物相互吸附,經(jīng)過濾可除去,常用于啤酒、紅酒的制作過程,魚膠還可用于改善茶飲料長(zhǎng)期放置引起的混濁和沉淀[45]。將魚膠輔以其他材料進(jìn)行加熱溶解、攪拌通電等一系列操作后,得到具有很好的力學(xué)性能、韌性和耐水性的環(huán)保型改性魚膠膠黏劑[46]。在淀粉薄膜中加入少量的魚膠粉,既能減少甘油的用量又能提高薄膜的強(qiáng)度,由于原材料可以生物降解,因此可降低環(huán)境中的白色污染[47]。使用魚膠、殼聚糖可以有效地對(duì)藍(lán)莓發(fā)酵酒進(jìn)行澄清[48]。
魚膠原料魚鰾之前大都作為下腳料丟棄,隨著國(guó)家加大對(duì)海洋資源的利用,魚膠作為一種具有滋補(bǔ)作用的海洋食品已逐漸進(jìn)入到大家的視野中,發(fā)展前景較好。魚鰾現(xiàn)有的研究大多是營(yíng)養(yǎng)成分分析,例如蛋白質(zhì)等成分的基礎(chǔ)研究,也有不少學(xué)者對(duì)魚鰾的活性成分,例如膠原蛋白、膠原肽、黏多糖、糖胺聚糖等進(jìn)行深入研究,探究其抗氧化性、抗疲勞等功效作用[49-52]。
干魚膠原料所屬魚類,都屬于大型魚類,多分布在深?;驘釒?、亞熱帶地區(qū)。國(guó)內(nèi)魚膠市場(chǎng)以大西洋鱈魚膠、東南亞黃魚膠、白玉膠等為主要交易和流通品種,經(jīng)過市場(chǎng)調(diào)查和走訪,從原料的處理工藝到魚膠的加工制作,各地差異較大。東南亞國(guó)家生產(chǎn)加工技術(shù)相對(duì)落后,缺乏市場(chǎng)管控,在加工制作環(huán)節(jié)的非法增重、化學(xué)處理漂白除異味等問題層出不窮,但由于缺乏產(chǎn)品鑒別標(biāo)準(zhǔn),產(chǎn)品存在安全隱患。隨著市面上銷售的魚膠制品種類越來越多,其品質(zhì)和價(jià)格差異巨大,安全性難以判定,消費(fèi)人群對(duì)于魚膠產(chǎn)品褒貶不一。隨著魚膠市場(chǎng)的不斷擴(kuò)大,行業(yè)需不斷完善相關(guān)產(chǎn)品評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),從而促進(jìn)魚膠產(chǎn)品品質(zhì)提升,引導(dǎo)魚膠產(chǎn)業(yè)理性發(fā)展。
魚膠是功能和保健食品中細(xì)分的一款產(chǎn)品,具有巨大的發(fā)展?jié)摿?。目?我國(guó)對(duì)魚膠還沒有統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),僅有的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也較簡(jiǎn)單,沒有系統(tǒng)的鑒定依據(jù)。對(duì)于魚膠的相關(guān)研究也甚少,對(duì)魚膠中營(yíng)養(yǎng)成分的深入研究尚未見報(bào)道。市面上銷售的魚膠干制品種類繁多,品質(zhì)和價(jià)格差異巨大,安全性難以判定,消費(fèi)人群對(duì)于魚膠產(chǎn)品褒貶不一。隨著魚膠市場(chǎng)的不斷擴(kuò)大,需要不斷完善相關(guān)產(chǎn)品評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),從而促進(jìn)魚膠產(chǎn)品品質(zhì)提升,魚膠產(chǎn)業(yè)理性發(fā)展。
魚膠產(chǎn)業(yè)是我國(guó)海洋經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)的一部分,與海洋強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略、健康中國(guó)戰(zhàn)略緊密聯(lián)系,亟需科技創(chuàng)新推動(dòng)其發(fā)展。