金枪鱼加工利用研究进展

何雨珂，彭紫亭，赵洲，吴耀刚，郭志强，肖娟

1.海南大学食品科学与工程学院（海口 570228）；2.海南大学生命科学学院，南海海洋资源利用国家重点实验室（海口 570228）

金枪鱼一般泛指金枪鱼属（Thunnus）的8种鱼类，以及鲣属（Katsuwonus）、鲔属（Euthynnus）、舵鲣属（Auxis）、狐鲣属（Sarda）、裸狐鲣属（Gymnosarda）的多种鱼类[1-2]。根据联合国粮食及农业组织统计数据显示，2020年金枪鱼捕捞量排名前列的国家包括印度尼西亚、厄瓜多尔、菲律宾和日本，而北美、欧盟、西欧、东亚及东南亚是全球主要的金枪鱼进口市场。过去金枪鱼遭受过度捕捞，且生长周期长，因此多种金枪鱼被列入《世界自然保护联盟濒危物种红色名录》。但是据调查显示，2014—2019年间，13种主要商业金枪鱼种类中的8种金枪鱼种群数量得到恢复[3]。我国金枪鱼产业起步较晚，根据《中国渔业统计年鉴》2021年数据显示，2020年中国的金枪鱼渔获量（3.25万 t）仅占2020年中国远洋捕捞产品产量（231.66万 t）的1.40%。

金枪鱼肉质鲜美，富含蛋白质和高比例的二十碳五烯酸（eicosapentaenoic acid，EPA）、二十二碳六烯酸（docosahexaenoic acid，DHA）等多不饱和脂肪酸（polyunsaturated fatty acid，PUFA），营养价值高[4]。加工方式包括冷冻[5]、熏制[6]、罐头[7]、鱼粉[8]等多种，副产物也可制成鱼油微胶囊[9]、寡肽[10]等高附加值产品。文章综述了金枪鱼冷冻、罐头、鱼油三种主要加工方式的最新研究进展和成果，并阐述了金枪鱼五种加工副产物的营养特点、加工途径及潜在用途，以期为金枪鱼的综合利用和深入开发提供理论参考。

1 金枪鱼的常见加工方式

1.1 冷冻加工

冷冻是金枪鱼保鲜贮藏的主要方式。蛋白质变性是决定鱼肉品质的关键因素，而冷冻过程中生成的冰晶极大影响到蛋白质劣变程度[11]。高压冷冻[12]、超声辅助冷冻[13]和电磁干扰冷冻[14]等新型冷冻技术被证实可以减小冷冻过程中冰晶对金枪鱼肉组织的损伤，达到提高冷冻鱼肉品质的目的。

Cartagena等[12]研究解冻前高压预处理对长鳍金枪鱼肉品质的影响，结果发现在200 MPa下加压2 min后鱼肉的解冻损失率、烹饪损失率和总重量损失率分别减少23.2%，44.0%和33.7%，鱼肉颜色无显著变化，表明高压预处理技术可有效减少冷冻金枪鱼肉的品质劣变。Liu等[13]研究冷冻过程中超声波处理对金枪鱼肉中肌原纤维蛋白的影响，结果发现肌原纤维蛋白含量随着超声时间的增加而显著降低（P＜0.05），其表面疏水性随着超声功率和时间增加而显著增加并且平均粒径显著低于未处理样本（P＜0.05），试验表明超声波处理使金枪鱼肉更易形成具有弹性的凝胶网络结构，对维持金枪鱼肉品质起到积极作用。电磁干扰冷冻技术包括电场、磁场、微波和射频技术等[15]，经研究发现可以有效防止冻结过程中冰核的形成，从而保持鱼肉优良品质。Kang等[14]利用脉冲电场和振荡磁场协同处理新鲜黄鳍金枪鱼肉后，使其在-3.2 ℃的过冷状态下保存8 d，处理组的滴水损失率显著低于未处理组（P＜0.05），这是因为脉冲电场和振荡磁场协同处理使金枪鱼肉处于过冷保存状态，鱼肉无冰晶形成，肌肉纤维无冷冻损伤。

1.2 罐头加工

鱼罐头是世界上最普遍和最受认可的鱼类加工产品之一。常被用于生产罐头的金枪鱼有鲣鱼、黄鳍金枪鱼、大眼金枪鱼和长鳍金枪鱼[16]。新鲜金枪鱼原料被加工成罐头后，蛋白质、脂质等发生复杂生化反应，导致质构、色泽和风味变化[17]。Stephen等[18]对比鲣鱼分别在蒸煮、油炸、罐装和微波加热后的变化，结果发现蒸煮处理对金枪鱼ω-3脂肪酸造成的损失最小，而罐装和油炸处理使ω-3脂肪酸含量显著下降（P＜0.05），其中罐装处理使EPA含量损失41.91%，而DHA几乎完全损失。

不少研究发现影响金枪鱼罐头品质的因素不止工艺参数，还包括原料新鲜度[19]、罐头填充介质[20]或填充物的类型[21]。Miao等[19]发现新鲜度不同的黄鳍金枪鱼原料在罐装蒸煮处理后的感官评价会有显著差异（P＜0.05），鲜度K值在18%～24%范围时，即使原料的K值小幅度增加，罐头品质也会明显变差。Anwar等[20]发现棕榈油和盐水两种介质的黄鳍金枪鱼罐头在相同杀菌条件下具有明显不同的热渗透表现，盐水罐头需要的杀菌时间比棕榈油罐头更长，这意味着盐水罐头在长时间的热杀菌处理下会损失更多的营养物质。Mohan等[21]发现分别填充青豆、西兰花、小玉米的黄鳍金枪鱼罐头比无蔬菜填充的罐头的加工时间减少4.35%～15.22%，缩短加工时间对金枪鱼肉的质地特性（硬度、咀嚼性和弹性）和营养价值更加有益。

1.3 鱼油加工

对于海洋鱼类来说，脂质大多沉积在皮下、肌肉、头部和内脏中，含油量在13.5%～36.2%，具体含量取决于物种和组织类型[22-23]。与传统鱼油加工方法（液压、热提取和溶剂提取）相比，一些相对新颖的鱼油加工方法（酶水解提取[24]、超临界流体提取[25]、超高压辅助提取[26]、超声波辅助提取[27]）提取的金枪鱼油安全绿色、品质好且出油率高，展现出良好的应用前景。

De Oliveira等[24]对比酶解法与传统工业法（物理压榨法和化学溶剂法）提取的黄鳍金枪鱼油品质，结果发现酶解法鱼油中EPA和DHA含量显著高于传统工业法（P＜0.05），而过氧化值和酸价显著低于传统工业法，表明酶解法可获得营养价值高并且氧化程度低的高品质鱼油。Sahena等[25]利用超临界二氧化碳（supercritical carbon dioxide，SC-CO2）法从青干金枪鱼中提取鱼油，在4 ℃和-18 ℃分别储存60 d后发现，4 ℃储存的鱼油中PUFA含量降低21.20%，而-18 ℃储存的鱼油PUFA含量仅降低0.05%，并且具有更低的过氧化值、酸价和皂化值，这表明高PUFA含量的鱼油更适合储存在较低温度下。Zhang等[26]研究超高压对酶解提取黄鳍金枪鱼油的影响，超高压预处理再酶解提取的效果显著，在200 MPa处理10 min后，1%木瓜蛋白酶在55 ℃下水解1 h，该鱼油中DHA和EPA含量分别达21.79%和6.13%。与单次酶解提取相比，超高压预处理再酶解提取鱼油的采收率增长超过13%，鱼油颜色呈金黄色，更接近SC/T 3502—2016《鱼油》[28]中精制鱼油标准，表明超高压预处理提高金枪鱼油的提取效率和品质。

金枪鱼油富含PUFA，大多数市售金枪鱼油产品的EPA含量不低于18%、DHA含量不低于12%[29]。由于PUFA极易氧化，鱼油微胶囊化、添加抗氧化剂等措施被应用于保护鱼油品质。微胶囊化技术，即利用蛋白质、碳水化合物及其混合物等聚合物在目标物质周围形成保护屏障，制成稳定可控的微胶囊，可包埋PUFA等生物活性物质，保持其生理活性、提高稳定性和延长保质期[30]。

Charles等[31]将葛粉与麦芽糖糊精制成不同配比的乳液以制备金枪鱼油微胶囊，其中3.25︰3.25︰1（麦芽糖糊精、葛粉、乳清分离蛋白）乳液制成的微胶囊具有低水分活度、低酸价和高贮存稳定性的优点，形态特性优良，能有效抑制鱼油氧化酸败。Bakry等[32]使用来自草鱼的肌原纤维蛋白（myofibrils protein，MP）结合κ-或λ-角叉菜胶作为复合壁材，通过喷雾干燥法对金枪鱼油进行微胶囊化，结果发现复合壁材比单MP壁材具有更高的水分含量、溶解性、包封率、有效载荷，以及更低的表面油含量、可湿性、吸水性（P＜0.05）。此外，复合壁材改善微胶囊形态，显著降低微胶囊的过氧化值和茴香胺值（P＜0.05），使金枪鱼油微胶囊受到更好的抗氧化保护，表明鱼类肌原纤维蛋白-多糖复合物作为微胶囊材料能在鱼油抗氧化方面发挥重要作用。

影响金枪鱼油微胶囊抗氧化活性的因素不只是壁材类型，还包括鱼油浓度[33]、胶囊种类[34]、制备方法[34]、抗氧化剂[36]和共存物[37]等。Kanwal等[33]通过不同金枪鱼油含量的乳液制备微胶囊，乳液中鱼油含量对所制备的微胶囊化粉末的水分含量、包封率、吸湿性、堆积密度有显著影响且呈反比（P＜0.05），对30 d储存测试后的过氧化值和茴香胺值有显著影响且呈正比（P＜0.05），表明低油负载更有利于延长金枪鱼油微胶囊保质期。Wang等[34]将乳清蛋白分离物分别与琼脂胶和结冷胶结合成复合壁材，分别用作内壳和外壳以生产双壳微囊化鱼油粉末，与没有双壳的微胶囊粉末相比，双壳微胶囊具有低表面油含量（1.8%）、高包封率（95.8%）和高有效载荷（42.6%）的优点，RancimatTM和OxipresTM加速氧化测试结果表明其双壳结构明显提高包埋金枪鱼油的抗氧化稳定性。Eratte等[35]比较喷雾干燥法和冷冻干燥法得到的不同金枪鱼油微胶囊，结果发现喷雾干燥法所得固体微胶囊具有更好的抗氧化稳定性、更高的微胶囊化效率、较低的表面含油量以及表面无微孔的结构。Eratte等[37]发现将益生菌（干酪乳杆菌）与金枪鱼油共同作为微胶囊芯材会协同增强鱼油抗氧化稳定性和益生菌活力。同时益生菌和金枪鱼油的共微囊化提高了油释放时的完整性，显著提高了益生菌的存活率和粘附在肠壁上的能力[38]。

2 金枪鱼副产物加工进展

金枪鱼加工业的剩余原料，也被称为副产物，包括头、暗色肉、内脏、骨架（带肉的骨头）、皮、鳍、碎屑、血液和其他不用于人类消费的部分，其质量占整鱼质量的50%～70%，具体比例与品种、年龄、季节和加工方法等因素相关[39]。这些副产物富含蛋白质、脂质、矿物质等营养物质，是具有良好经济效益的海洋生物资源。按照金枪鱼各部位副产物进行分类，综述部分学者在金枪鱼副产物加工利用方面的研究成果，如表1所示。

表1 金枪鱼副产物利用现状

2.1 暗色肉

金枪鱼暗色肉也被称为血合肉，食用品质较差，占副产物总质量10%～12%[45]。有研究发现暗色肉富含蛋白质，蛋白含量达干重70%以上[4]。因此可被加工成鱼粉、鱼饵、动物饲料、宠物食品等产品。

金枪鱼蛋白水解物（tuna protein hydrolysates，TPH）是金枪鱼蛋白经酶水解后得到的产物，含有不同分子量和氨基酸序列的肽，寡肽成分使其具有更好的吸收利用率和生物活性。目前研究发现TPH具有抗氧化[45]、抗痛风[46]、抗高血压[47]、抗高尿酸血症[48]和钙铁螯合活性[49]等功能性质。蛋白质的生物来源、水解程度、肽结构、氨基酸组成和所用蛋白酶的类型对肽的生物特性有重要影响。许多研究表明，具有较强生物活性的肽分子量介于1～4 kDa之间[39]。

Unnikrishnan等[45]酶解熟制黄鳍金枪鱼暗色肉以提取抗氧化肽，发现提高酶解程度将增加TPH中短链肽（＜3 kDa）比例，使其具有更强抗氧化活性，这与李桂芬等[46]的研究结果一致。这些抗氧化肽的抗氧化性能差异可能源于其分子量大小、氨基酸组成及疏水性的不同。Liu等[48]发现对TPH进行美拉德反应和胃肠消化测试后，TPH的抗高尿酸活性不会显著降低（P＜0.05），在小鼠体内仍能有效抑制XO活性并下调XO mRNA表达。

2.2 鱼头

金枪鱼头中富含PUFA，DHA和EPA含量显著高于其他鱼类[50]。鱼油作为鱼类废弃物的高附加值产品，一直是渔业产业化废物回收的关注重点。有研究发现从黄鳍金枪鱼眼窝肉中提取油脂中含有丰富PUFA，含27.12% DHA和5.99% EPA[51]。Pudtikajorn等[41]研究不同高压蒸煮时间对鲣鱼鱼眼出油率的影响，结果发现在121 ℃下随着加热时间的延长，鱼油得率逐渐增大且极性成分逐渐增加，加热至20 min时得率最大16.49%，此时所得样品中的PUFA含量达40.46%～41.00%，各项指标均高于CXS 329—2017《鱼油标准》[52]中食用油标准。

金枪鱼头中蛋白质可水解成TPH以提取食源性抗氧化肽。Zhang等[53]采用胃肠外消化法对鲣鱼鱼头进行酶解，分离制备出6种抗氧化肽，其中氨基酸序列为Glu-Met-Gly-Pro-Ala的寡肽具有最强DPPH自由基清除能力，其半抑制浓度为0.46 mg/mL。

2.3 鱼皮

金枪鱼皮难以被完整剥离利用，不同部位的鱼皮在质地、色泽等方面有所差异，因此更多是被用于提取胶原蛋白[42]、明胶[54]和脂质[55]等活性物质。胶原蛋白的特性取决于所使用的原材料和提取方法，其中酶的种类、水解条件（酶浓度、温度、pH和时间等）是影响水解胶原蛋白品质的重要因素。Ahmed等[56]通过培养蜡样芽孢杆菌FORC005和FRCY9-2并联合酸法处理大眼金枪鱼皮后得到优质I型胶原蛋白，可应用于食品、制药和生物医药。

海洋鱼类明胶具有替代哺乳动物源明胶的极大潜力[54]。Karayannakidis等[55]以黄鳍金枪鱼皮为原料并采用酸碱提取工艺生产明胶，成品具有凝胶强度高、熔点高和黏度高等良好物理特性，且生产过程中可对明胶和脂质进行共提取。

2.4 鱼骨

金枪鱼骨是优质的钙源，还被用于制备明胶、肽等生物活性物质。Nemati等[57]从黄鳍金枪鱼骨提取的骨粉中钙元素含量可达38.16%。阳丽红等[58]采用800 W微波处理1.5 h后的金枪鱼骨钙粉含有较高的钙磷比例（含钙192.3 mg/g、磷149.8 mg/g），且形态特征较好，比普通钙粉具有更好的钙吸收率、钙储留率和生物利用率。杨会成等[59]将黄鳍金枪鱼骨中提取的胶原蛋白肽和柠檬酸钙螯合，得到的胶原蛋白螯合钙具有促进成骨细胞分泌碱性磷酸酶和更强的抗骨质疏松生物活性，这为鱼类副产物深加工和高值化利用提供新思路。

2.5 内脏

金枪鱼内脏常被用于制备蛋白粉[60]或被提取鱼油[61]、鱼蛋白水解物[62]等产物。Shen等[60]以黄鳍金枪鱼肝脏为原料对比酸、碱辅助方法对制备蛋白粉的影响，两种蛋白粉的氨基酸谱相似，但碱法得到的蛋白粉具有更高的蛋白产量、蛋白比率和更低的脂类比率、重金属含量。Fang等[61]通过比较亚临界二甲醚（subcritical dimethyl ether，SDEE）萃取法、湿法还原法、酶法提取法从鲣鱼肝脏中提取的鱼油的品质，结果发现用SDEE萃取法得到的鱼油的得率、维生素（A、D2、D3、E）含量、总多不饱和脂肪酸含量均显著高于其他2种方法（P＜0.05），而酸价、过氧化值显著低于其他两种方法。Klomklao等[62]利用碱性蛋白酶从鲣鱼内脏中提取TPH，在3%水解率的最佳条件下，TPH成品的蛋白质含量可达干重的81.04%，其必需氨基酸含量占氨基酸谱的43.13%，且主要氨基酸为谷氨酸、蛋氨酸和天冬氨酸，表明金枪鱼内脏蛋白水解物可作为多肽和氨基酸的良好来源。

3 结语

局限于国内冷流物流系统的不成熟及其它因素，即使金枪鱼产量不断增加，以生鱼片为代表的金枪鱼生鲜产品仍无法迅速向广大内陆地区打开市场。鱼罐头、鱼油胶囊、宠物罐头、饲料、蛋白粉等受限较小的产品反而能以金枪鱼为卖点逐渐提高消费者对金枪鱼类产品的接受度，而以金枪鱼加工副产物作为此类加工产品的原料具有不可替代的低成本优势。同时副产物经加工后得到的寡肽、明胶、鱼油等天然活性物质或保健成分也具备不低开发潜力。副产物的合理利用可为金枪鱼加工产业发展提供新动力，同时进一步完善国内金枪鱼产业链。由于目前金枪鱼副产物的综合利用实现较为困难，对企业的金枪鱼捕捞产量以及加工工艺有较高要求，从实验室研究到工厂实现生产仍有许多问题要解决。总体来说，近年来金枪鱼类产品出现在人们生活中的频率越来越高，也被更多消费者认可，金枪鱼类产品将来会在食品、日化、医药等领域有更大市场。