海參加工產(chǎn)品開發(fā)現(xiàn)狀及研究進展

劉東竹，于笛，鄭杰，劉雨曦，傅志宇，李龍，孟楠，方梓鎣，宋志遠

1(大連海洋大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院，遼寧 大連，116023)2(遼寧省海洋水產(chǎn)科學(xué)研究院，遼寧 大連，116023)3(遼寧省水產(chǎn)品分析檢驗及加工技術(shù)科技服務(wù)中心，遼寧 大連，116023)4(遼寧省水產(chǎn)品加工及綜合利用重點實驗室，遼寧 大連，116023)

海參屬于棘皮動物，是底棲海洋和深海中發(fā)現(xiàn)的重要海洋無脊椎動物。目前全世界發(fā)現(xiàn)的海參大約有1 716種[1]，但大多數(shù)屬于不可食用品種，可食用品種僅有40余種，主要產(chǎn)區(qū)位于中國、日本、韓國等溫帶地區(qū)[1-2]。我國分布有140余種海參，其中20余種具有食用價值，尤以黃渤海區(qū)域仿刺參的品質(zhì)最佳[3]。

我國是海參養(yǎng)殖生產(chǎn)大國和消費大國。據(jù)歷年中國漁業(yè)統(tǒng)計年鑒報道，2010—2020年全國海參養(yǎng)殖面積總體呈逐漸上升趨勢，2020年養(yǎng)殖面積達到24.28萬hm2(圖1)。

圖1 海參養(yǎng)殖面積分布圖(2010—2020年)Fig.1 Aquaculture area distribution of sea cucumber (2010-2020)

全國海參養(yǎng)殖產(chǎn)量在2010—2017年穩(wěn)步上升，但隨后出現(xiàn)明顯下降，2020年產(chǎn)量有所回升，達到19.65萬t(圖2)。山東、遼寧和福建是海參養(yǎng)殖的3大主要產(chǎn)區(qū)，其產(chǎn)量之和占全國歷年海參總產(chǎn)量的90%以上。山東的海參養(yǎng)殖面積遠遠低于遼寧，但其年產(chǎn)量卻相對更高。海參養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展也極大地促進了其精深加工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。隨著食品加工技術(shù)的不斷提高，各種各樣的海參產(chǎn)品層出不窮，越來越受到消費者的青睞。本文在概述海參及其營養(yǎng)價值和功效的基礎(chǔ)上，對目前海參加工產(chǎn)品的開發(fā)現(xiàn)狀和研究進展進行了梳理，并對未來可能的發(fā)展戰(zhàn)略進行了展望，以期為海參精深加工產(chǎn)業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展提供借鑒和思考。

圖2 海參養(yǎng)殖產(chǎn)量分布圖(2010—2020年)Fig.2 Aquaculture production distribution of sea cucumber (2010-2020)

1 海參營養(yǎng)價值及生理功效

海參具有高蛋白、低脂肪的典型營養(yǎng)組成特性[4]，富含氨基酸、維生素及人體所必需的微量元素等，具有很高的營養(yǎng)價值[5]，其品質(zhì)高低受海參種類、養(yǎng)殖模式、養(yǎng)殖海域、季節(jié)、年齡和生長發(fā)育階段等多種因素影響(表1)。

表1 不同海參的主要營養(yǎng)成分 單位：%(干基)

體壁是海參主要的食用和藥用部位[6]。蛋白質(zhì)是海參體壁營養(yǎng)元素的主要組成部分，干重占比絕大多數(shù)為40%～60%，極少數(shù)超過60%或低于40%。大部分以膠原蛋白的形式存在，具有促進細胞修復(fù)和再生以及增強人體免疫力等功能[7-8]。海參體壁脂肪含量在干重1%～11%均有分布，以二十碳五烯酸(eicosapentaenoic acid，EPA)和二十二碳六烯酸(docosahexaenoic acid，DHA)等多不飽和脂肪酸為主。不同產(chǎn)地海參體壁脂質(zhì)總量雖然基本相同，但是磷脂的脂肪酸組成，尤其是EPA和DHA的含量差異卻十分顯著。脂肪酸組成的不同導(dǎo)致其生理活性有所不同，EPA磷脂在改善脂質(zhì)代謝方面效果更好，而DHA磷脂則在調(diào)節(jié)血壓方面效果最佳。海參多糖是體壁重要的功能性成分，主要包括海參硫酸軟骨素和海參巖藻聚糖硫酸酯2種，已被證實具有抗腫瘤[9]、抗氧化、抗凝血和抗帕金森等多種生理活性[10]，其含量一般在干重的10%左右，因測定方法不同結(jié)果也略有差異。海參體壁中的海參皂苷、海參肽、三萜苷以及腦苷酯等活性物質(zhì)在抗腫瘤[11-12]、抗菌[12]、抗氧化[13]以及調(diào)節(jié)機體免疫[12]、促皮膚創(chuàng)面愈合[14]等方面也都具有良好的功效。除此之外，海參不同組織的營養(yǎng)組成也各具特色，海參腸、卵、呼吸樹和精中的蛋白質(zhì)含量均高于體壁，但礦物質(zhì)元素含量明顯低于體壁。近些年來，海參不同組織及其加工副產(chǎn)物中的多糖、皂苷等生物活性物質(zhì)也已經(jīng)成為眾多學(xué)者研究和開發(fā)的熱點，為海參資源的高值化綜合利用奠定了良好的理論基礎(chǔ)。

2 海參加工產(chǎn)品開發(fā)現(xiàn)狀和研究進展

海參具有獨特的自溶特性，在受到外界物理因素、化學(xué)因素和生理因素等的刺激后，原本正常的生命活動出現(xiàn)紊亂，會發(fā)生吐腸和體壁軟化的現(xiàn)象[28-29]，這主要是由其自身所含內(nèi)源酶的作用所引起的[30]。海參自溶現(xiàn)象是制約其加工、貯藏、運輸和貿(mào)易等產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要因素[31]。海參捕撈后如不及時進行處理，會導(dǎo)致其品質(zhì)下降，甚至造成巨大的經(jīng)濟損失。因此，需要對海參進行熱加工等預(yù)處理以延長其保質(zhì)期，從而為后續(xù)精深加工奠定基礎(chǔ)。

2.1 海參干制類產(chǎn)品

2.1.1 鹽干海參

鹽干海參是一種最傳統(tǒng)的加工方式，其大體加工流程為：新鮮海參→去內(nèi)臟清洗→煮制→鹽漬→烤參→瀝干除濕→干燥成品[32]。鹽干海參雖是海參制品的主要形式之一，但其在食用時需要經(jīng)過繁瑣的泡發(fā)和煮制，其體內(nèi)蛋白質(zhì)和黏多糖等水溶性和熱敏感性營養(yǎng)物質(zhì)極易遭到破壞和流失[33]。

2.1.2 淡干海參

淡干海參主要是用新鮮海參預(yù)處理后低溫冷風(fēng)干燥加工而成[34]。淡干海參在加工過程中不添加任何其他物質(zhì)，并且相對于鹽干海參其煮制和鹽制過程減少，能夠有效地保留海參原有的營養(yǎng)成分，而且具有易貯藏、方便攜帶的優(yōu)點，在海參市場中占有重要的地位。但是，食用前通常需要采用水發(fā)法進行復(fù)水，會造成糖胺聚糖、膠原蛋白等營養(yǎng)物質(zhì)發(fā)生一定程度的損失[35]，水發(fā)條件還會直接影響海參產(chǎn)品的質(zhì)構(gòu)特性，其中溫度是最為主要的影響因素[36-37]。復(fù)水方式繁多，水平高低不一，導(dǎo)致發(fā)制后的海參產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，亟待建立科學(xué)、有效的泡發(fā)工藝。

2.1.3 凍干海參

凍干海參是干海參加工的一種新技術(shù)，是通過凍結(jié)海參中的水分，使其在真空狀態(tài)下直接升華從而實現(xiàn)脫去海參中水分的目的。此法能將海參水分含量降低到5%以下，脫水較為徹底，能夠有效地保留海參原有的營養(yǎng)成分和生理活性物質(zhì)，且凍干后海參進行復(fù)水食用，不僅時間短，而且復(fù)水后的口感與凍干前相比并無明顯差別[38]。同時，此法還能夠抑制細菌和酶的作用，從而有效延長海參產(chǎn)品的保質(zhì)期，有利于產(chǎn)品的長期保存、運輸和銷售[39]。但是，真空冷凍干燥儀器設(shè)備購置和運行成本相對較高，嚴重制約著此法在海參產(chǎn)品加工過程中的廣泛應(yīng)用。

干制是海參干制品加工過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其干燥方式一般采用自然晾曬、熱風(fēng)干燥、冷風(fēng)干燥、真空冷凍干燥和真空微波干燥等。不同的干燥方式對海參制品品質(zhì)影響程度有所不同。自然干燥法易受環(huán)境影響且蛋白含量較低、食用性差[40]；冷風(fēng)干燥和真空冷凍干燥后的海參品質(zhì)高于真空微波干燥和熱風(fēng)干燥方式，但真空冷凍干燥處理海參成本較高，冷風(fēng)干燥方式所需時間較長，因此可通過冷風(fēng)與熱風(fēng)等其他干燥方式相結(jié)合的方法來提高干燥效率[41-42]。

2.2 海參即食類產(chǎn)品

即食海參是目前市場上最為重要的一種海參產(chǎn)品形式，因其能夠有效避免傳統(tǒng)加工工藝中造成的營養(yǎng)成分損失，且與干海參相比具有彈性強、硬度小、食用方便等特性而深受消費者喜愛[43]。但是，即食海參口感普遍較軟，保質(zhì)期較短[44]，通常需要在冷凍條件下進行貯藏，貯藏期間易發(fā)生口感下降、風(fēng)味或香味減弱甚至消失以及品質(zhì)劣化、穩(wěn)定性變差等現(xiàn)象，嚴重制約著該類型產(chǎn)品的長遠發(fā)展[45]。目前，已有學(xué)者通過超高壓處理[46]、真空低溫加工[47]或添加外源性天然植物提取物[48]等方式來提高即食海參產(chǎn)品的品質(zhì)及貯藏期穩(wěn)定性。即食海參加工過程中的高溫高壓滅菌工藝能夠使海參內(nèi)源酶和可能存在的微生物失活，但其貯藏過程中發(fā)生的非酶降解仍能導(dǎo)致海參產(chǎn)品品質(zhì)下降和貨架期縮短[49]。蛋白氧化是即食海參加工和貯藏過程中品質(zhì)劣化的主要因素之一，采用多元酚[50-51]、乳酸+茶多酚[52]等抗氧化物質(zhì)進行預(yù)處理可以有效避免或降低海參質(zhì)構(gòu)劣化程度。目前也已經(jīng)建立了基于高光譜圖像和低場核磁共振技術(shù)的即食海參品質(zhì)快速無損檢測技術(shù)[36,53]。

2.3 海參營養(yǎng)保健類產(chǎn)品

目前，市場上海參類營養(yǎng)保健產(chǎn)品主要是基于海參肽、海參多糖或海參提取物等良好的生物活性加工制成的，產(chǎn)品主要以口服液、膠囊、粉劑和飲品等形式存在(表2)。采用生物可控酶解技術(shù)，將海參所含大分子膠原蛋白降解成更易被人體所吸收的小分子活性肽，進而輔以蜂蜜、魚膠、桂圓、桑葚、藍莓等食材的科學(xué)配比，從而制成具有明顯營養(yǎng)滋補功效的海參營養(yǎng)保健產(chǎn)品。

表2 部分以海參為基礎(chǔ)原料的營養(yǎng)保健類產(chǎn)品Table 2 Main nutritional and healthy products using sea cucumber as basic material

續(xù)表2

2.4 海參休閑類產(chǎn)品

2.4.1 海參果凍

果凍是一種深受大眾喜愛的高膳食纖維休閑食品，其加工關(guān)鍵工藝在于膠體的選擇，合適的膠體會顯著提升產(chǎn)品的口感，開發(fā)高營養(yǎng)、多元化產(chǎn)品是果凍行業(yè)未來發(fā)展的重要趨勢。以海參為主要原料，選擇卡拉膠和魔芋膠的復(fù)配膠為膠體，所得果凍口感佳，且在4 ℃冷藏條件下的保質(zhì)期遠長于即食海參[54]。此外，由于海參具有補益功效，以其為原料制得的果凍具有補肺益腎、健脾開胃等效果[55]。海參多肽不僅具有多種生物活性，同時還具備良好的加工特性，具有較好的營養(yǎng)性、消化性和吸收性，必要時也可將其作為主料，輔以銀耳等配料，所制備果凍營養(yǎng)更為豐富，既可以滿足人們對于休閑食品的追求，又具有一定的生理保健功能[56]。

2.4.2 海參凍干脆片

凍干脆片食品種類繁多，營養(yǎng)豐富，既能夠保留原料原有的營養(yǎng)成分，還易于儲存，是一種富有潛力的休閑食品。真空冷凍干燥前后海參營養(yǎng)成分損失率極低，且凍干后的海參口感較佳。楊青[38]以鹽漬海參為原料，利用真空低溫加工和真空冷凍干燥技術(shù)加工出即食海參凍干片，既具有豐富的營養(yǎng)價值又美味可口，同時還有效地延長了海參產(chǎn)品的貨架期。

2.5 海參其他類產(chǎn)品

2.5.1 海參罐頭

海參罐頭是將海參熟化后進行裝罐或裝袋，經(jīng)滅菌處理后進行儲藏，食用方便。海參體壁蛋白以膠原蛋白為主，殺菌過程中易在高溫高壓條件下發(fā)生變性降解，導(dǎo)致營養(yǎng)成分流失，從而對海參罐頭的品質(zhì)產(chǎn)生嚴重影響，這成為制約海參罐頭產(chǎn)品發(fā)展的重要因素[57]。曾紹校等[58]在采用超高壓技術(shù)有效鈍化海參體內(nèi)自溶酶活性的基礎(chǔ)上開發(fā)即食海參軟罐頭，可使產(chǎn)品達到室溫貯藏的要求，但冷藏在其儲運過程中能進一步控制海參軟罐頭的品質(zhì)。

2.5.2 海參奶

海參奶通常采用直接將海參勻漿的方式制作，能夠有效地保留海參的營養(yǎng)成分和活性物質(zhì)，其澀腥味可通過復(fù)配枸杞子、山楂、羅漢果調(diào)味提取液等方法進行有效去除，同時還可以增加海參奶的保健效果[59]。通過海參和牛奶中營養(yǎng)功效成分的有效結(jié)合所開發(fā)出的海參牛奶復(fù)合制劑，既可以有效地補充體力勞動者的體力，也可以作為術(shù)后滋補佳品，同時還具有一定的美容養(yǎng)顏功效[60]。

2.5.3 海參發(fā)酵產(chǎn)品

通過發(fā)酵或釀造技術(shù)將海參及其加工廢液加以開發(fā)和利用，既能豐富發(fā)酵制品中的營養(yǎng)元素，還可以實現(xiàn)海參資源的高值化利用。海參醬油一般是以海參體壁酶解濃縮后的提取液或者加工過程中產(chǎn)生的廢液為基礎(chǔ)原料，或者按照醬油發(fā)酵過程制作，或者是直接與釀造醬油進行復(fù)配而成?？追睎|等[61]以海參加工廢液為主要原料，采用低鹽固態(tài)發(fā)酵釀造新型醬油，既有效利用了廢液含鹽的特性又提高了產(chǎn)品的附加值。此外，HE等[62]將海參酶解與傳統(tǒng)的黃酒生產(chǎn)工藝相結(jié)合制成海參米酒，其功能成分和抗氧化活性都高于傳統(tǒng)米酒，營養(yǎng)豐富。

2.5.4 海參膠

膠類補劑自古便為民間所習(xí)用，早在《神農(nóng)本草經(jīng)》中，就把阿膠和鹿角膠列為滋補上品[63]。膠原是制膠的主要原料，鑒于人們對牲畜膠原制品健康安全性的擔(dān)憂，海參因其體壁含有豐富的膠原而在開發(fā)膠類食品方面具有一定的優(yōu)勢。林丹[64]在建立海參全營養(yǎng)濃縮食用膠生產(chǎn)方法的基礎(chǔ)上開發(fā)了即食海參膠與營養(yǎng)海參膠膏2種即食產(chǎn)品，營養(yǎng)豐富，開袋即食，為海參加工提供了一種新思路。

3 海參加工產(chǎn)業(yè)存在問題與發(fā)展戰(zhàn)略

3.1 存在問題

近年來，隨著海參精深加工技術(shù)水平的不斷提升，海參的加工與產(chǎn)品創(chuàng)新也得到了快速發(fā)展。但是，海參精深加工產(chǎn)業(yè)仍然存在以下問題。

3.1.1 精深加工產(chǎn)品比例低且類型單一

市場上現(xiàn)有海參產(chǎn)品仍主要以淡干海參、凍干海參、即食海參等產(chǎn)品為主，以海參活性肽和活性多糖為基礎(chǔ)開發(fā)的口服液等營養(yǎng)保健類產(chǎn)品大多處于小試或中試階段，部分海參精深加工產(chǎn)品甚至只停留在研發(fā)階段，并未進行成果轉(zhuǎn)化，離產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的要求尚有差距。

3.1.2 消費者認知不足且對海參產(chǎn)品缺乏足夠信心

海參的營養(yǎng)價值和藥用價值雖已被很多研究所證實，但研究重點大都集中在營養(yǎng)品質(zhì)評價以及生物活性物質(zhì)的分離制備和活性鑒定等方面，有關(guān)其吸收利用方面的研究相對較少。消費者與研究人員所獲信息不對稱，一方面對海參的生理功效心存疑慮，另一方面海參產(chǎn)品標準的缺乏和滯后也導(dǎo)致消費者對相關(guān)產(chǎn)品缺乏信心。

3.1.3 現(xiàn)有加工技術(shù)與新型產(chǎn)品需求間的矛盾凸顯

海參獨特的自溶特性導(dǎo)致熱處理成為海參加工過程中必不可少的重要手段，但是熱處理通常會導(dǎo)致海參中水溶性和熱敏性的營養(yǎng)成分和活性物質(zhì)發(fā)生不同程度的損失，從而造成海參加工產(chǎn)品營養(yǎng)品質(zhì)的下降，無法最大程度地滿足消費者對于營養(yǎng)、健康、方便海參產(chǎn)品的需求。

3.1.4 加工產(chǎn)業(yè)與上下游產(chǎn)業(yè)缺乏有效互動

海參加工產(chǎn)業(yè)是其上游海參育種、養(yǎng)殖、病害等相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的有效延伸，但是目前相互之間缺乏銜接和反饋，并未形成整體效應(yīng)。

3.2 發(fā)展戰(zhàn)略

未來，開發(fā)“營養(yǎng)健康、方便快捷、綠色安全”且能夠滿足不同群、個體個性化、多元化需求的海參產(chǎn)品將成為海參精深加工產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要目標。首先，要持續(xù)加強海參精深加工相關(guān)技術(shù)的基礎(chǔ)理論研究。深入挖掘海參潛在的營養(yǎng)和藥用功效，明確功能因子的構(gòu)效關(guān)系，為最大化程度地實現(xiàn)海參資源的高值化和高質(zhì)化利用以及海參產(chǎn)品研發(fā)和生產(chǎn)線設(shè)備升級改造提供理論依據(jù)；其次，繼續(xù)強化區(qū)域品牌建設(shè)和保護。農(nóng)產(chǎn)品的核心價值來自其生長的自然環(huán)境，與其地域優(yōu)勢密切相關(guān)。在“中華好海參”全國性團體品牌的帶動下，充分發(fā)揮海參的核心價值，建立“有標準、有管理、有品質(zhì)”的地域品牌，帶動海參產(chǎn)業(yè)的提升；最后，加快海參產(chǎn)品相關(guān)標準的制定，加強政府監(jiān)管力度。建立全產(chǎn)業(yè)鏈可追溯體系，對從業(yè)者市場行為進行嚴格規(guī)范，避免出現(xiàn)以次充好、假冒產(chǎn)地、非法添加等問題，不斷增強消費者對產(chǎn)業(yè)的認知度和信任度。

4 結(jié)語

海參具有極高的營養(yǎng)價值和藥用價值，養(yǎng)殖規(guī)模和養(yǎng)殖產(chǎn)量巨大。隨著各種生物高新技術(shù)的不斷發(fā)展，海參加工產(chǎn)業(yè)的技術(shù)水平顯著提升，產(chǎn)品種類進一步豐富，但仍然存在精深加工產(chǎn)品比例低、理論基礎(chǔ)研究相對薄弱、消費者對產(chǎn)品認知不足以及現(xiàn)有加工技術(shù)與消費者對于營養(yǎng)健康、方便快捷海參產(chǎn)品追求之間的矛盾日益凸顯等問題。基于不同群、個體的特色化需求開發(fā)海參相關(guān)產(chǎn)品，實現(xiàn)海參目標營養(yǎng)成分和生物活性物質(zhì)的精準調(diào)控和靶向遞送，將是海參精深加工產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展的主要趨勢和方向。隨著行業(yè)的規(guī)范度提升以及消費者對產(chǎn)業(yè)認知度和信任度的逐漸增強，海參精深加工產(chǎn)業(yè)必將持續(xù)健康、快速發(fā)展。