养殖河鲀加工技术及其副产物综合利用研究进展

李晓雅，桑亚新，孙纪录，李卫东，郭明珠*

（1.河北农业大学食品科技学院，河北 保定 071000；2.唐山海都水产食品有限公司，河北 唐山 063500）

河鲀俗称“河豚”、“气泡鱼”、“腊头”和“艇巴”等，隶属硬骨鱼纲、鲀形目，我国拥有8个属，40余个品种[1]。2016年，我国颁布了《关于有条件放开养殖红鳍东方鲀和养殖暗纹东方鲀加工经营的通知》（农办渔[2016]53号）。随着人工养殖控毒技术的发展，我国极力推进河鲀集约化养殖，2020年养殖河鲀产量已达26 757吨，并已基本达到无毒的水平。至2021年底，16家企业获得河鲀加工资质。目前，我国开放的合法养殖、食用与经营加工的河鲀品种为红鳍东方鲀（海水养殖）和暗纹东方鲀（淡水养殖）[2-3]。红鳍东方鲀主要集中于我国北方辽宁、山东、天津、河北等地，产品大多外销；暗纹东方鲀主要集中在江苏、上海、浙江、福建、广东等地，产品供应内地市场[4]。

河鲀与我国大宗淡水鱼类（草鱼、鲤鱼、黑鱼、鳙鱼）相比潜在经济价值巨大。目前，河鲀的加工仍处于活体和冰鲜销售等初级阶段，并且河鲀加工中会产生大量副产物，如鱼骨（32%）、鱼皮（16%）、肝脏（8%）、精巢（最大达20%，因季节而异）、鱼鳍（3%）等，其中富含胶原蛋白、多不饱和脂肪酸、鱼精蛋白等多种营养与功能物质，在功能性食品、特医食品和医药等领域具有重大应用价值。因此，明确阐述河鲀营养价值和开发潜力，解决河鲀鱼产品单一、大量副产物堆积浪费以及提高河鲀附加值，成为河鲀产业亟待解决的瓶颈问题。

本文结合国内外河鲀加工与综合利用现状，从河鲀产业的发展、河鲀的营养价值、加工技术、副产物的综合利用4个方面，对河鲀的综合开发利用进行综述，并展望其未来的研究方向，以期为河鲀精深加工，促进河鲀产业可持续健康发展，实现资源利用的最大化提供参考。

1 河鲀养殖产业的发展现状

20世纪80年代，我国水产品产量跃居世界第一位，成为世界主要远洋渔业国家[5-6]。20世纪80年代初期，我国开始初步探索河鲀养殖；90年代进一步完善种质改良、人工繁殖技术；2000年以后，已基本实现工厂化、生态化养殖。2016年9月国家出台针对河鲀商品购销新政策，开始初步放开对食用河鲀的监管。据研究报道，我国河鲀年捕捞量达10万吨左右，占全球总产量的88%，其中约70%～80%出口到日本、美国和韩国[7]。目前，我国河鲀养殖业逐渐成熟，已基本形成了海陆结合的饲养模式和工厂化、规模化生产运营。推动河鲀产业链的形成以实现对河鲀的综合利用是河鲀产业发展的必然趋势。

图1为根据《中国渔业统计年鉴》绘制的我国近十年河鲀养殖产量变动趋势图。

图1 近十年我国的河鲀养殖产量变化Fig.1 Changes in the production of puffer in China in recent ten years

由图1可知，自2011年开始，我国河鲀淡水养殖产量呈逐年增长趋势，并且从2011年占总养殖产量的14%增长至2020年的41%。2011年～2018年我国河鲀养殖产量稳定增长，年出口率更是高达90%以上。2020年我国河鲀的养殖产量较2018年同比降低20%，近两年产量的下降可能原因是受国际及国内疫情环境影响，国内经济衰退及冷链出口产量减少，但2020年河鲀养殖产量降低趋势趋于平缓，由此说明，我国河鲀产业仍具有较大的市场和发展前景。

2 河鲀的营养价值

河鲀鱼肉的肉味醇厚、肉质细嫩，同时含有高蛋白、低脂肪、氨基酸、矿物质和核苷酸类等营养物质，受到各国消费者的喜爱。研究表明，不同的年龄段、性别、地域、季节以及养殖方式等对河鲀的繁殖、生理代谢、营养物质及其含量有不同的影响[8-10]。此外，河鲀的不同养殖方式、种类和组织部位营养含量存在差异。黄琪琳等[11]发现养殖类东方鲀品质高于野生类，其中成鱼和幼鱼中氨基酸及比例差异明显，就地域而言，上海地区养殖东方鲀的鱼肉品质高于江苏地区。陈晓婷等[12]通过分析菊黄东方鲀、红鳍东方鲀、双斑东方鲀以及暗纹东方鲀鱼皮和鱼肉的营养成分，发现4种养殖东方鲀鱼皮中粗蛋白、粗灰分和氨基酸总量（totalaminoacids，TAA）高于鱼肉，水分含量低于鱼肉，具有丰富的营养价值和巨大的开发潜力。

近年来，关于不同品种东方鲀营养价值的研究报道较多。表1汇总了我国常见的5种养殖东方鲀鱼肉中营养成分的含量。

表1 主要种类河鲀中营养组成比较分析Table 1 Comparative analysis of nutritional composition in main species of puffer

由表1可知，东方鲀类河鲀蛋白质含量（湿重）介于16%～21%，质量优于常见的鳜鱼、虾、银鱼、河蟹和鲜贝，氨基酸组成符合联合国粮农组织/世界卫生组织（Food and Agriculture Organization/World Health Organization，FAO/WHO）要求的理想模式（质量较好的蛋白质其氨基酸组成的必需氨基酸占总氨基酸的比值为40%左右，必需氨基酸与非必需氨基酸的比值在60%以上）。这与孙阿君等[16]研究暗纹东方鲀中营养成分的结论相一致，并且水分（80%左右）和灰分（10%左右）含量无明显差异；脂肪含量较低，并被证明多为不饱和脂肪酸，河鲀肝脏中二十碳五烯酸（eicosapentaenoic acid，EPA）和二十二碳六烯酸（docosahexaenoic acid，DHA）分别占脂肪酸总量的6.35%和33.31%，是人体补充EPA和DHA的重要食物来源；同时养殖河鲀富含矿物质，以常量元素K，微量元素Zn居多，其中暗纹东方鲀中K和Zn分别高达（1 462.39±45.07）mg/100 g与（7.06±0.06）mg/100 g，以上研究结果表明，不同种类、组织、地域、生长阶段以及养殖方式下的河鲀营养因子分布及含量存在差异，但河鲀因其极高的营养价值和较大的市场开发潜力而具有广阔的研究前景。

3 河鲀的加工技术

河鲀含有醛、烃、芳香类及其含硫、含氮化合物等挥发性风味物质[17]和游离氨基酸、肽、味觉核苷酸等生物滋味活性成分[18]，该成分赋予河鲀鲜美的滋味特性，其中游离氨基酸和肽起着重要作用。据统计，一公斤加工河鲀鱼肉，价值是直接出口河鲀的10倍以上[19-20]。当前河鲀加工制品如表2所示。

表2 河鲀不同部位制成的加工产品Table 2 Processed products made from different parts of puffer

由表2可知，主要的河鲀产品有冷冻鱼片、鱼糜制品、鱼罐头和调味干鱼片等，虽然有多种产品形式，但是大部分没有形成完整的产业链。对河鲀进行适当的加工生产可以提高产品的商业价值，增加河鲀产业的经济效益。

3.1 河鲀保鲜加工

基于河鲀本身独特的营养特性，国际营养组织推荐其生产为可食用的生鱼片。邓捷春等[42]发现河鲀的鲜味与河鲀含有的游离氨基酸和核苷酸的协同作用相关，适合于生鱼片生产，但是鱼片中的水分和营养成分是微生物生长繁殖的良好环境，因此适当的贮存保鲜尤为重要。范文教等[43]发现低温保鲜技术可稳定原料的色、香、味、形和营养成分，抑制河鲀鱼肉中挥发性盐基氮（total volatile basic nitrogen，TVB-N）、三甲胺（trimethylamine，TMA）含量与pH值的变化[44]。

Sreelakshmi等[45]综合生化、微生物学和感官评定方法评估鱼片冷藏条件下（2±1）℃的保质期与品质特性，发现河鲀鱼片冷藏期间的保质期仅为10d。Men等[46]研究短期（14 d）和长期（60 d）冷冻储存期间的蛋白质变化，通过生物信息学挖掘出河鲀特有的、与质构密切关联的生物标志蛋白A0A3B5K310（NADH：泛醌氧化还原酶亚基）、A0A3B5K3R4（推定的胸腺素原α物种）、A0A3B5K7J6（桥接积分器3）和H2TIG0（Mx）。该发现有助于河鲀冷链运输过程中的质量控制。Shiba等[25]开发了一种生产无菌生鱼片的方法，该方法制备的无菌生鱼片适用于各种鱼类，同时该产品在4℃下保存21 d仍无细菌生长和繁殖。Li等[47]发现养殖河鲀生鱼片通过弱酸性电解水（weak acid electrolyzed water，WAEW）和气调包装（modified atmosphere packaging，MAP）处理可以延缓冷藏过程中微生物的产生，延长保质期，保持较好的感官品质。Jafari等[48]研究发现，明胶协同壳聚糖涂层能够延缓鱼片蛋白质变性。上述生鱼片的贮存保鲜技术仍处于实验室阶段，与市场的实际应用情况存在一定差距，后续可进一步优化保存条件与包装材料，以期在市场中获得优良的河鲀生鱼片产品。

3.2 河鲀鱼糜制品加工

鱼糜结构细密、味美可口、耐贮藏、凝胶特性强，适合精深加工为即食鱼糜制品。同时，开发河鲀新产品，可满足现代年轻人的消费需求，促进河鲀产业的发展。

把磨制好的样品，放置在激发台上，盖住样品台孔，转动样品压具，调整固定位置，用压具压住样品，关闭安全门。开始激发，分析结束后打开安全门，刷洗电极尖，再重复操作一次或二次，第二次、三次激发时更换激发位置后激发，在电脑上显示出平均值，分析结束。重复此过程，可以分析多个样品。

刘淑集等[49]以新鲜的养殖暗纹东方鲀为原料，制备高凝胶性、高持水力的即食河鲀鱼糜制品。刘源等[50-51]通过添加蔬菜开发高鲜度的河鲀鱼糜制品。王文利等[52]将河鲀肌肉作为香肠原料，以天然洋葱提取液为抗氧化剂，添加马铃薯淀粉，混合甜玉米、胡萝卜等植物性食材，开发出一种新颖、绿色、健康、凝胶性强的鱼糜制品。根据市场的调查研究发现，目前市场上没有河鲀鱼糜制品的相关产品，同时对于该制品的研究仅为实验室阶段，促进河鲀产业的可持续发展有必要开展其新产品的研发，该研究将提高河鲀鱼以及河鲀鱼糜制品的市场占有率，为河鲀新产品开发提供一种新思路。

3.3 河鲀罐头

我国是罐头制品出口大国，将河鲀鱼制作成鱼罐头具有延长货架期、方便携带、提高商品价值、运输与食用方便等优点，符合当今社会发展与生活节奏。在全球化不断发展的今天，全球罐头食品市场的生产和销售增长势头强劲，以中国和印度为主的亚太地区国家将成为推动罐头产业发展的中坚力量[53]。鱼类和海鲜罐头的大量需求是因为消费者意识到鱼类和海鲜的营养益处，加上鱼类和海鲜消费的便利性和较长的保质期。推动水产罐头市场发展的主要原因是越来越多的城市居民偏爱简便的食物，以及对富含蛋白质、功能性纤维、维生素和Omega-3脂肪酸健康食品的需求。

刘烈[22]以传统方法生产一种河鲀鱼罐头，但传统的高温高压加工导致河鲀鱼肉部分营养流失，影响食用效果。目前关于河鲀鱼罐头与即食河鲀的研究较少，开发河鲀食用软包罐头等新型罐头形式，延长货架期，对扩大河鲀罐头市场，提高生产企业的经济效益意义重大。

3.4 河鲀干制品

当前河鲀的加工以鲜销或冻藏销售为主，产品品质受运输、温度、解冻等因素影响，易造成营养要素和风味物质散失，影响口感。干制河鲀鱼在加工过程中能够保持河鲀营养成分，发酵产生特有的香味，组织结构相对松弛。因此，开发鱼肉的安全加工工艺，可扩大即食产品的受众群体，提高企业的市场竞争力[54]。李海波等[55]以腌制和干制方式研发调味河鲀鱼片加工工艺，腌制、干制加工可以降低水分含量，抑制酶活性和微生物生长，达到保鲜的效果，干制过程中还可辅以烟熏工艺，该方法使河鲀鱼片带有独特的烟熏风味。目前对河鲀鱼干制还没有较多的报道，相关研究的系统性论述尚属鲜见。河鲀干制品的干制方法见图2。

图2 河鲀干制品的干制方法Fig.2 Drying method of dried puffer products

4 河鲀加工副产物的综合利用

河鲀加工过程中产生的皮、肝、精巢等副产物约占其总质量的75%，除少量被制成饲料外，大部分被当做废弃物填埋，长此以往，形成了我国河鲀养殖产量大但附加值偏低的总体局面。随着我国河鲀养殖技术的发展与河鲀营养价值研究的深入，如何提高河鲀养殖产品质量和附加值，拉开基层市场产品层次，带动渔业高端市场发展成为众多学者的研究热点。

有研究报道，鱼皮中胶原蛋白含量占蛋白质总量的80%，以鱼皮为原料可以生产胶原蛋白、明胶、胶原多肽及多肽螯合钙等；河鲀肝脏中含有丰富的油脂，是提取鱼油的良好来源；此外，河鲀精巢含有大量的呈味物质，可作为食用鱼蛋白、鱼精蛋白的优质来源。

4.1 河鲀鱼皮利用现状

近年来，对水产品鱼皮胶原蛋白[56]、明胶和胶原蛋白肽[57]的研究不断深入，本文总结和讨论了水产胶原及其衍生物的特性，进一步发现其具有可降解性、生物相容性、优良的吸水性和溶胀能力[58]，并且在食品工业中极具代表性[59]。其生物相容性和氨基酸组成与传统的牛皮、猪皮源胶原蛋白相似，具有细胞附着的特殊结构域，是哺乳动物源胶原蛋白材料无法比拟的[60]。然而，与牛和猪明胶相比，鱼明胶的市场份额很小，生产处于起步阶段，仅占世界明胶年产量的1%左右[61]。

表3 河鲀鱼皮胶原蛋白应用现状Table 3 Application status of puffer skin collagen

续表3 河鲀鱼皮胶原蛋白应用现状Continue table 3 Application status of puffer skin collagen

由表3可以看出，胶原蛋白具有巨大的应用市场。陈贝等[68]以双斑东方鲀为原料制备鱼皮胶原多肽，发现该物质具有良好的保湿性及抗氧化性，能调节体内酶和激素，改善矿物质的运输和吸收，具有良好的生理作用和加工性。周瑞等[66]利用暗纹东方鲀鱼皮提取胶原蛋白并利用其凝胶性生产河鲀鱼皮冻。陈达佳[69]以河鲀鱼皮中胶原蛋白和壳聚糖为原料制备可食用复合膜。靳书杰[70]发现在食品加工中，河鲀鱼皮的胶原蛋白和胶原蛋白水解物可应用于功能食品和蛋白饮料的生产。

此外，稳定胶原纤维的分子内和分子间共价键和稳定胶原三螺旋的氢键可能在胶原提取过程中断裂，得到的多肽混合物即为明胶，明胶具有与其蛋白质侧链基团相关的许多功能特性。河鲀鱼皮中丰富的明胶不仅具有成本低、质量高和污染物（化学或微生物）少或没有等特点[71]，在甜点、低脂肪涂抹、乳制品、烘焙食品和肉制品等行业中应用前景也很广阔。表4为河鲀鱼皮明胶在食品加工业中的应用。

表4 河鲀鱼皮明胶在食品加工业中的应用Table 4 Application of puffer skin gelatin in food processing industry

4.2 河鲀肝脏利用现状

河鲀鱼肝脏中含有丰富的油脂，是提取鱼油等功能性食品的优质原料。但目前为止，对于河鲀鱼肝脏鱼油的研究仅为鱼油的提取、脂肪酸成分的分析，例如陈彦婕等[76]、曹振海等[77]、王丽雅[13]和郭芮等[14]分别对多不饱和脂肪酸的聚集方法、鱼油的提取工艺、养殖暗纹东方鲀肝脏的脂肪酸成分进行了综述与分析。王丽雅[13]等通过对养殖暗纹东方鲀肝脏中蛋白质、矿物质、氨基酸和脂肪酸组成进行研究与分析，证明暗纹东方鲀肝脏中蛋白质（3.89%）和氨基酸含量最低（5.66 mg/100 g），常量元素 K（102.10 mg/100 g）和微量元素Fe（4.94 mg/100 g）含量最高。此外，河鲀肝脏中脂肪含量高达63.89%，其中脂肪酸占比64.07%，一半以上为不饱和脂肪酸，鱼油中富含Omega-3脂肪酸，尤其具有保健价值的EPA、DHA作为Omega-3系列极具代表性脂肪酸，被大众广泛认同[78]。

随着对鱼油生理功效认识的深入，其越来越多地被应用到食品、医药等行业。EPA和DHA的存在不仅能够促进河鲀的正常繁殖生长和发育，更具有阻止胆固醇在血管壁上沉积，预防动脉硬化和心脑血管疾病[79]，降血压、抗衰老、预防癌症、健脑及防治老年性痴呆等药用价值[80-81]。鱼油具有易氧化的特性，但目前对于河鲀鱼肝脏鱼油的体外与体内抗氧化、抗炎性等生理功效的研究鲜见报道，探索增强鱼油的抗氧化特性成为研究热点，未来鱼油将在食品行业具有很好的应用前景。

虽然河鲀肝脏含有丰富的EPA和DHA，但由于受河鲀毒素主要聚集在肝脏部位观点的影响，其营养价值一直被忽视。伴随规模化无毒养殖的发展及相关研究的开展，河鲀肝脏的营养价值和药用价值有待深入研究。

4.3 河鲀精巢利用现状

鱼精蛋白是一种富含精氨酸且分子量较小的碱性水溶蛋白质，存在于成熟鱼类睾丸组织中，具有降血压、抗肿瘤、减少血栓形成、增强肝功能和抑制血液凝固等药理功能特性[82]。但因特殊气味在加工过程中被丢弃，利用率极低[83]。因此，鱼精蛋白在食品、医药等领域具有巨大的开发潜力。当前，鱼精蛋白因其抗菌能力作为天然高效、无毒无害的防腐剂成为研究热点。张家源等[84-85]以暗纹东方鲀精巢为原料提取鱼精蛋白，发现鱼精蛋白对革兰氏阴性菌（沙门氏菌和大肠杆菌）和革兰氏阳性菌（金黄色葡萄球菌）均有抑制作用，同时利用鱼精蛋白-壳聚糖复配生产生物保鲜剂。此外，鱼精蛋白在医学上是难得的功能型蛋白[86]，在体外心脏循环手术中充当重要的抗肝素剂；与胰岛素、激素或抗菌制剂复配达到降血糖及延长药效的作用。

虽然鱼精蛋白功能多样，但是提取技术仍不成熟，产量较低，难以获得高纯度、高活性的成品，有效成分的纯化方法并不适用于规模化生产，且鱼精蛋白作为天然防腐剂对细菌和真菌的抑制机理尚不明晰。因此，鱼精蛋白的提取和纯化方法、检测和定量技术、抑菌机理是今后的研究重点。

5 总结与展望

河鲀营养价值高，开发潜力大。随着消费者对河鲀接受程度的提高，规模化无毒养殖的发展，人们对河鲀不同产品形式和风味的需求也不断增加。但是，我国河鲀产业发展滞后，多以初级冷冻产品直接供应市场，形式单一，其应用研究、关键技术有待进一步发展。河鲀加工过程中大量副产物的堆积浪费造成了我国河鲀养殖产量大但附加值偏低的局面。因此，在保持河鲀鱼营养价值的前提下，满足河鲀产业可持续发展的基础上，实现河鲀产品的优质化和原料功能化；开发不同形式的加工制品；发展高端化河鲀市场；利用河鲀鱼皮、鱼肝、精巢中的多种活性成分，为我国食品和医药领域相关产品的开发提供参考。本文旨在研究河鲀副产物加工技术，为加速食品科技的发展提供理论支持与可行性思路，以此促进河鲀产品质量提升与多元化发展，推动河鲀全产业链转型升级和高质量可持续发展。