美國紅魚與羅非魚帶鱗魚皮膠原蛋白 提取技術預處理指標分析

◎ 梁呂保，唐彩珍，蔡雯雯，黃 丹，黃丹瑩，譚雁以

（1.廣東百維生物科技有限公司，廣東 化州 525100；2.百洋產業投資集團股份有限公司，廣西 南寧 530004）

近年來，羅非魚產量增長開始放緩，平均每年增長速度為3.88%，2015—2018年達到相對穩定階段，基本穩定在158萬t左右[1]。雖然養殖規模沒有太大增量，但隨著魚類膠原蛋白保健品的興起，羅非魚皮菜品（水發魚皮、火鍋魚皮、脆炸魚皮等）逐漸打開市場，以前作為下腳料處理的羅非魚皮成為熱門的生產原料。用于生產膠原蛋白和明膠的魚皮原料比例被壓縮，羅非魚帶鱗魚皮的原材料價格大幅上漲。為了膠原蛋白行業的可持續發展，現對美國紅魚和羅非魚帶鱗魚皮的預處理工藝進行分析和比較，為進一步開發高附加值的膠原蛋白與明膠原料提供依據。

美國紅魚，學名眼斑擬石首魚（Sciaenops ocellatus）為鱸形目，石首魚科，擬石首魚屬，英文俗稱紅鼓魚，別稱紅姑魚、海峽鱸、斑尾魚[2]，是我國常見的網箱養殖魚類，養殖產量大，味道鮮美，營養價值高，深受人們的喜愛[3]。美國紅魚魚皮原料充足，其作為經濟魚類在我國南方廣泛養殖，2018年產量高達6.8萬t，其中廣東地區占49%，約3.3萬t[4]。僅廣東省內的美國紅魚加工成為出口的魚片后就可產生約0.2萬t的帶鱗魚皮。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

主要材料為美國紅魚帶鱗魚皮、羅非魚帶鱗魚皮，由廣東雨嘉水產食品有限公司提供。

主要試劑為鹽酸、食鹽、檸檬酸，均為食品級。

1.2 儀器與設備

101-1電熱恒溫干燥箱（上海博迅實業有限公司）、SX2-4-10N箱式電阻爐（上海一恒科學儀器有限公司）、DDS-307精密電導率儀（上海儀電科學儀器股份有限公司）、PHS-3C型精密pH計（上海儀電科學儀器股份有限公司）、78-1磁力加熱攪拌（天津市歐諾儀器儀表有限公司）、UV-1100紫外分光光度計（上海美譜達儀器有限公司）、ZE6000分光測色儀（日本電色工業株式會社）、PAL-1糖度計（ATAGO（愛拓）株式會社）。

1.3 試驗方法

1.3.1 魚皮與魚鱗所占比例的測定手工去鱗后，分別稱重，按式（1）式（2）計算可得：

1.3.2 規格測定

脫灰后魚鱗規格測定：手工測量魚鱗的長與寬。魚皮規格測定：手工測量魚皮的長與寬。

1.3.3 魚鱗脫灰收率的測定魚鱗經過鹽酸脫灰，自然瀝干水后稱重，按公式

（3）計算可得：

1.3.4 魚皮脫脂收率的測定

魚皮經過純堿、食鹽清洗，自然瀝干水后稱重，按公式（4）計算可得：

1.3.5 提膠收率

脫脂魚皮、脫鈣魚鱗加酸、熱水提膠，手持濃度計測定膠液濃度，按公式（5）計算可得：

式中：0.77為手持糖度計的校正系數。

1.3.6 B值的測定

用分光測色儀對膠液進行檢測，讀數記錄結果，判斷提取膠原蛋白的膠液顏色及凈度，顏色越淺，雜質含量越少，B值越小。

1.3.7 570 nm透過率的測定

用分光光度計對膠液進行檢測然后讀數記錄結果。透過率越高，膠原蛋白液越澄清，雜質越少，膠原蛋白含量越高。

2 結果與分析

2.1 魚皮與魚鱗所占比例的比較

工業化生產時，因魚鱗脫灰及魚皮脫脂工藝不同，帶鱗魚皮須通過脫鱗設備將魚皮及魚鱗分離后，才能分別進行脫灰、脫脂處理。帶鱗魚皮通過運輸系統進入脫鱗機，高速回轉的錘頭沖擊帶鱗魚皮，大于篩孔尺寸的魚皮阻留在篩板內，進入下個工序，小于篩孔的魚鱗篩板排出，進入另一工序，魚皮與魚鱗達到分離。對分離后的魚皮、魚鱗分別稱重，魚鱗魚皮含量見表1。從表1可以看出，美國紅魚與羅非魚的魚皮、魚鱗比例相差不大。羅非魚原有的脫灰設備與脫脂設備處理能力不用進行調整。

表1 魚皮、魚鱗所占比例表

2.2 脫灰后魚鱗規格的比較

魚鱗通過浸酸脫鈣處理后，膠原蛋白比例增加，雜質減少，灰分可以控制在0.5%以下，是進行膠原蛋白與明膠生產的預處理步驟。對脫灰后的魚鱗按3個規格進行篩選，稱重計算比例，得出表2。從表2可以看出，美國紅魚的魚鱗比羅非魚的魚鱗大，與草魚鱗的尺寸比較接近，脫灰設備內網的篩孔不需作調整，脫灰過程中清洗換水時魚鱗不會穿過篩孔排出。

表2 魚鱗規格表

2.3 魚皮規格的比較

從表3可以看出，美國紅魚的魚皮比羅非魚的魚皮更長，使用泵輸運過程中，魚皮可能會纏繞在水葉上，造成電機過載，因此，原來輸送羅非魚魚皮的泵頭應做適當調整。

表3 魚皮規格表

2.4 脫灰脫脂后的收率、灰分比較

魚鱗是魚皮真皮層變形物，主要由膠原蛋白和羥基磷灰石組成，羥基磷灰石富集在膠原蛋白的表面[5]。據劉艷等[6]的研究，魚鱗組成成分的30%為灰分（羥基磷灰石和少量磷酸鈉、碳酸鈣、磷酸鎂）。為有效提取魚鱗所含蛋白，有必要對魚鱗進行脫鈣處理。而魚皮中除富含膠原蛋白（約占魚皮總量的25%）外，還含有約2%的雜蛋白，為了使膠原蛋白能滿足不同領域的要求，在魚皮膠原蛋白提取前需對原料魚皮進行除雜處理。此外，魚皮中脂肪含量較高，且大多數為不飽和脂肪酸，在加工和貯藏過程中容易氧化變質，因此在其加工利用前脫脂也成為一道必不可少的工序[7]。從表4可以看出，美國紅魚與羅非魚魚鱗脫灰后收率、灰分含量均比較接近；魚皮脫脂后收率、魚皮脫脂的灰分含量有差異。根據《食品安全國家標準 食品添加劑 明膠》（GB 6783—2013）明膠產品灰分應≤2%，《食品安全國家標準 膠原蛋白肽》 （GB 31645—2018）膠原蛋白肽產品灰分應≤7%的要求，美國紅魚脫灰魚鱗的灰分和脫脂魚皮的灰分均可達標。

表4 魚鱗脫灰、魚皮脫脂后收率、灰分比較表

2.5 提膠收率、B值、570 nm透過率的比較

從表5可以看出，美國紅魚魚鱗魚皮與羅非魚魚鱗魚皮的明膠含量、膠液的B值、透過率較接近。因此，美國紅魚可作為羅非魚來源原料的補充來提取膠原蛋白，其技術可行。

表5 魚鱗脫灰、魚皮脫脂后提膠收率、B值、透過率比較表

3 結論與討論

從魚皮魚鱗比例、規格以及脫灰脫脂收率可以看出，美國紅魚魚鱗魚皮與羅非魚有較多共性，這就決定了美國紅魚可采用羅非魚魚鱗魚皮的預處理加工工藝，工廠設備和工藝無需過多調整；美國紅魚魚鱗脫灰收率為48.54%、羅非魚為47.67%；美國紅魚魚皮脫脂收率為78.11%、羅非魚為94.54%；魚鱗和魚皮脫灰脫脂后兩種魚的灰分均滿足國家標準《食品安全國家標準 食品添加劑 明膠》（GB 6783—2013）明膠產品灰分應≤2%、《食品安全國家標準 膠原蛋白肽》 （GB 31645—2018）膠原蛋白肽產品灰分應≤7%的要求；對比兩種魚的魚鱗提取明膠收率、B值和在570 nm處的透過率，兩者數值接近。

由此可得，對魚源性的魚膠原蛋白、魚明膠的提取，美國紅魚可作為羅非魚來源原料的補充，其技術可行，只需進行微調就可實現美國紅魚和羅非魚魚鱗魚皮的預處理，縮短工藝調整時間。此外，美國紅魚發展較快，魚鱗魚皮原料充足，企業可根據發展需求，將其發展為主導魚源性膠原產品原料。