南极磷虾粉的加工工艺及应用

创业   2025-01-26 17:42   山东  



南极磷虾被誉为“人类未来的动物蛋白库”,广泛分布于南大洋水域,生物资源量丰富。南极磷虾含有高活性的内源性水解酶,易自溶导 致鲜度快速下降,因此捕捞后需要及时进行船载加工。船载加工的南极磷虾粉原料鲜度高,产品品质优良,且运输成本低,近年来其加工比例逐渐加大。

南极磷虾粉富含蛋白质、虾青素、磷脂等成分,主要用于磷虾油、磷虾 肽等功能性产品的生产,以及动物饲料的生产加工,其全效利用和高值加工成为业内关注的重点。

目前南极磷虾粉全脂虾粉主要采用船载加工方式生产,脱脂虾粉主要为陆基虾油生产线的副产品。南极磷虾原料、各环节加工参数、贮运等差异均会对南极磷虾粉的品质及出粉率产生影响。




加工工艺



目前,我国从事南极磷虾粉船载生产作业的捕捞加工船主要为改建或引进的大型拖网渔船。新型的南极磷虾捕捞加工船建有完善的 冷冻、脱壳和虾粉加工自动化生产线,现已正式下水

南极磷虾粉加工工艺包括高温蒸煮、卧螺分离、固相干燥、快速冷却、粉碎、过筛和包装等工序。虾粉的工艺流程(下图1所示)采用南极磷虾封闭一体化自动系统 ,可获得品质优良的全脂虾粉。 

图1  南极磷虾粉船载加工工艺流程

脱脂虾粉为虾油生产线所得副产物,其生产方式主要包括干压榨法、湿压榨法、离心法和有机溶剂萃取法等。如下图2所示,干压榨法工 艺简单,但会造成油脂氧化;湿压榨法对干压榨 法的不足有所改善,但所得磷虾粉的营养价值有 所降低;离心法和有机溶剂萃取法所得磷虾粉贮 藏性更好但成本较高。目前我国脱脂虾粉多以 陆基加工为主,因此有机溶剂萃取法最为常用。

图2  脱脂磷虾粉现有加工工艺对比




加工参数优化



我国对船载南极磷虾粉的加工研究起步较晚,多延用鱼粉加工生产线,技术与装备相对落后,很大程度上限制了船载虾粉的品质和生产效能。目前我国船载加工线鲜虾的虾粉转化率基本在12:1-14:1。

为提高磷虾粉品质及转化率,多采用陆基加工模拟试验,针对蒸煮、分离及干燥等关键控制点进行工艺参数优化。蒸煮会在一定程度上使南极磷虾蛋白变性凝固,并且高温会使内源酶失活,同时可杀死不耐热微生物。常温加热时中心温度控制在55-60℃间,所得磷虾粉品质最佳。分离使蒸煮后的物料实现固液分离,提高后续干燥效率,影响虾粉的转化率。双螺杆挤压技术所得虾粉中的蛋白质、脂肪以及矿物质的含量均有提高,影响虾粉品质。干燥可除去多余的水分,但温度过高会造成油脂氧化等不良影响。以虾青素含量为表征指标,发现冷冻干燥(-50℃)、低功率微波干燥(≤1KW)和低温热风干燥(≤60℃) 3种干燥方式有利于虾青素含量高的南极磷虾粉的生产。

目前研究多针对某一环节进行工艺参数优化或加工方式的探索,各关键环节的优化相对独立,磷虾粉生产全程自动化和系统化基本处在空白状态,基于磷虾粉船载自动化生产技术和 成套装备等研究尚未见报道。2021年,江苏某远洋渔业公司投资建造的专业南极磷虾捕捞加工船,采用国际先进的桁杆连续泵吸技术,并采用真空干燥、卧螺分离等高集成度 的虾粉生产工艺及自动化装备,捕捞加工能力达每年7万 t,虾粉加工线设计处理鲜虾达到每天480t,可保证虾粉的优良品质,预估虾粉转化率可达到7:1以上。





南极磷虾粉的应用



南极磷虾粉经脱氟等安全处理后,其氨基酸组成合理,脂肪酸营养价值高,矿物质含量丰富,营养价值高、品质优良,主要用于水产饲料及高值利用等方面。 

1、在 水 产 饲 料 中 的 应 用  

南极磷虾粉蛋白质含量高,其所富含的呈味氨基酸能起到一定的诱食作用,可作为蛋白源添加于水产饲料中。主要对水产动物的生长性能、肌肉品质、非特异性免疫力和抗氧化能力等造成影响。但南极磷虾富集氟,生物体对氟的吸收和生物利用度存在差异,促进效果因饲养对象的不同存在差异

研究发现,添加南极磷虾粉饲养凡纳滨对虾可提高其肌肉中EPA与DHA的含量。在饲料中添加南极磷虾粉对大西洋鲑和大黄鱼具有改善肌肉色泽的作用。发现不同比例虾粉替代鱼粉饲养克氏原螯虾 ,具有增强免疫、提高存活率的功效。

2、高 值 利 用  

主要是以其为基料, 采用化学试剂浸提、酶工程等现代方法,进行磷 虾油提取、虾青素提取和活性肽制备。


磷虾油提取

磷虾油是一种组成复杂的功能性脂质,富含DHA与EPA。目前多采用有机溶剂浸提、酶解和亚临界流体提取等工艺,提取方法的差异会对虾油提 取效率、营养价值等造成影响。有机溶剂提取法操作简易,但耗时较长;酶解法产率较高,但生物酶价格昂贵;亚临界丁烷萃取法提取虾油氧化程度低,但装备较为复杂。因此,如何克服目前的 单一提取法所存在的问题,研发提取效率高、方便易用和绿色环保等多维联用提取法是十分必要的。 


虾青素提取 

虾青素为是一种天然色素,具有很好的抗氧化性。虾青素提取方法多为有机溶剂提取法、碱提取法、超临界CO2提取法、酶解法、微波辅助提取法及负压空化法等。目前,以磷虾粉为原料,均采用有机溶剂法进行虾青素的提取。优化发现最佳提取条件为提取温度51.41℃、料液比63.13:1(mL:g)、提取时间65.15min。


活性肽制备

生物活性肽是由蛋白质经蛋白酶作用产生的肽类化合物。南极磷虾粉经脱脂提油后的脱脂粉多采用酶解技术,制备具有抗氧化、降血压、保护肝脏的功能的生物活性肽。酶解法制备活性肽虽具有生产效率高等优点,但易产生苦味,制约了其在食品中的推广应用。

采用目标微生物发酵协同生物酶解法,在保证其水解度的同时,利用微生物发酵特性对活性肽的风味进行改良,逐渐引起业内的关注,具有较好发展潜力和应用前景。 

E

其他应用

将南极磷虾粉添加于调味料的生产中能提高其风味,同时也可作为培养基质,为微生物的生长提供营养。

在传统酱油发酵的原料中加入脱脂南极磷虾粉,有机酸含量与氨基酸含量均高于传统酱油,改善酱油品质的功效。在培养基中添加南极磷虾粉对枯草芽孢杆菌进行培养,在虾粉浓度为2.5%、接种量为10%、装液量为100mL:250mL、PH值为8.0、发酵时间为3d的条件下,所得活菌总数最高,可达3.6x109个.mL-1,说明磷虾粉可作为其生长繁殖的唯一营养成分。


文章来源:海洋渔业   水产加工技术联盟整理,转载请注明来源 
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