高曉光，呂 蒙，臧芳波，高 賽，崔 玥，王世杰

（河北科技大學(xué)生物科學(xué)與工程學(xué)院，河北 石家莊 050018）

小龍蝦學(xué)名克氏原螯蝦（Procambarus clarkii），又稱淡水小龍蝦，隸屬于節(jié)肢動物門甲殼綱十目足鰲蝦科原鰲蝦屬，原產(chǎn)自北美洲，是一種穴居入侵型紅沼澤鰲蝦，20 世紀30 年代經(jīng)日本引入我國后迅速繁殖[1]。小龍蝦肉質(zhì)鮮美、口感獨特、易于消化，備受人們喜愛。由于其適應(yīng)能力強、生長速度快、產(chǎn)量高，促進了人工養(yǎng)殖業(yè)的迅速發(fā)展[2-3]。現(xiàn)階段，我國小龍蝦養(yǎng)殖主要分布在江蘇、湖北、江西、安徽等長江中下游地區(qū)，養(yǎng)殖產(chǎn)量、加工流通量逐年增加，已成為我國重要的養(yǎng)殖經(jīng)濟蝦類，并逐漸形成了較為完整的產(chǎn)業(yè)鏈[4]。

小龍蝦具有高蛋白（18%～20%）、低脂肪（0.8%～2.8%）、必需氨基酸種類齊全、微量元素比例適宜等優(yōu)勢，是一種營養(yǎng)豐富的水產(chǎn)品，近年來國內(nèi)外對其需求量不斷增加[5]。但是小龍蝦養(yǎng)殖的季節(jié)性很強，一般當(dāng)年11 月至次年4 月為淡季，幾乎有半年時間消費者吃不到新鮮小龍蝦，且由于小龍蝦在加工和運輸過程中容易生病和受傷，導(dǎo)致成活率和產(chǎn)品質(zhì)量降低，極大影響了小龍蝦的品質(zhì)[6]。目前，國內(nèi)小龍蝦主要以生鮮產(chǎn)品、冷凍初加工和低溫熟食制品的形式銷售，其常溫保質(zhì)期短，限制了銷售市場，因此亟需根據(jù)小龍蝦的特性，研究安全有效的加工保鮮技術(shù)，以滿足小龍蝦產(chǎn)業(yè)的需求。

1 小龍蝦加工現(xiàn)狀

小龍蝦產(chǎn)業(yè)是消費主導(dǎo)的漁業(yè)融合型產(chǎn)業(yè)。近年來，小龍蝦產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，養(yǎng)殖產(chǎn)量和面積大幅增加[7]。據(jù)統(tǒng)計，2018 年共養(yǎng)殖小龍蝦164 萬t，其中49萬t 被加工成冷凍小龍蝦尾、小龍蝦肉和調(diào)味小龍蝦，總產(chǎn)值284 億元人民幣[8]。2019 年，我國小龍蝦產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值達4 110 億元，同比增長19.28%，其中以餐飲業(yè)為主的第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值占總產(chǎn)值比例最大，為72.02%；以加工業(yè)為主的第二產(chǎn)業(yè)增幅較大，為55.48%[9]。2021 年受新冠疫情影響，國際貿(mào)易形勢變化，小龍蝦出口量下降，國內(nèi)小龍蝦加工業(yè)在此影響下，進入快速發(fā)展階段，初級加工業(yè)有望獲得較大發(fā)展，配套的冷鏈物流和配送規(guī)模隨之?dāng)U大，加工技術(shù)不斷完善，精深加工也將穩(wěn)步發(fā)展[10]。

隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展和人均可支配收入的不斷提高，消費者對包括水產(chǎn)品在內(nèi)的食品需求也從單純追求數(shù)量轉(zhuǎn)變?yōu)楦幼⒅刭|(zhì)量和安全，加工業(yè)越來越受到研究者的關(guān)注[11]。小龍蝦初級加工產(chǎn)品主要有蝦仁（去頭、去殼）、蝦尾（只去頭、不去殼）、整只的原味蝦（不去頭、不去殼）以及調(diào)味小龍蝦，調(diào)味小龍蝦可分為國際風(fēng)味蝦（歐式茴香蝦、美式辣粉蝦等）和中式風(fēng)味蝦（麻辣蝦、香辣蝦、蒜泥蝦、十三香蝦、油燜蝦等）[12]。在加工過程中，小龍蝦通常需要進行剝殼處理，然而即使由高技能人員進行剝殼操作也會損害小龍蝦肉，且效率和產(chǎn)量較低。目前，研究者們已經(jīng)開發(fā)出多種新型剝殼技術(shù)，例如機器輔助人工剝殼技術(shù)、冷凍處理技術(shù)、熱處理技術(shù)等[13]。Shao 等[14]研究了超高壓處理技術(shù)對小龍蝦剝殼量和肉質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)小龍蝦脫殼的最佳處理條件是200 MPa，此條件下小龍蝦蝦肉產(chǎn)量最大，硬度、彈性和粘結(jié)性都顯著增加。

小龍蝦的精深加工主要集中在對小龍蝦副產(chǎn)品資源的加工方面：如利用小龍蝦副產(chǎn)物加工制作調(diào)味料，制備蝦青素、甲殼素、殼聚糖、幾丁聚糖等[15]；從蝦殼中提取的甲殼素，是制作護膚品的原料之一；甲殼素的衍生制品殼聚糖可用于減肥。這些高附加值的產(chǎn)品在國內(nèi)外被廣泛使用，創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟收益。

2 小龍蝦的保鮮技術(shù)

隨著小龍蝦加工產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，經(jīng)過多年研究及相關(guān)技術(shù)的進步，在小龍蝦保鮮方面已有很好的成果用于防止其在運輸及保鮮階段出現(xiàn)腐敗變質(zhì)。

2.1 冷凍保鮮

小龍蝦水分含量高，微生物容易生長，蝦中的蛋白質(zhì)在微生物和內(nèi)源酶等因素的作用下發(fā)生氧化和水解反應(yīng)，導(dǎo)致質(zhì)量和商品價值下降[16]。冷凍保鮮技術(shù)能有效地抑制微生物的生長，延長食品的儲藏期，且最大限度地保持小龍蝦的營養(yǎng)成分，是一種傳統(tǒng)的保鮮技術(shù)[17]。冷凍保鮮效果受多種因素的影響，基本概括為兩個方面，一是原料本身的，如：種類、新鮮度、微生物的初始數(shù)量；二是冷凍工藝因素，如：儲藏時間、冷凍溫度、冷凍速率和冷凍保護劑等的選擇。Shi等[18]以生鮮小龍蝦為原料，在冷凍溫度為-18 ℃時，測定不同冷凍儲藏時間下小龍蝦的生化和物理特性。研究發(fā)現(xiàn)，隨著儲藏時間的延長，小龍蝦Ca2+-ATPase 活性顯著降低，這是因為隨著冷凍時間的延長，產(chǎn)生的冰晶體積逐漸變大，破壞了冷凍產(chǎn)品細胞的微觀結(jié)構(gòu)，加劇其內(nèi)部的機械損傷。至第24 周儲藏結(jié)束時，小龍蝦的Ca2+-ATPase 活性幾乎為零，小龍蝦的糊狀結(jié)構(gòu)發(fā)生了嚴重的改變，品質(zhì)劣化，硬度顯著增加，試驗結(jié)果表明，小龍蝦冷凍溫度為-18 ℃時，較佳保質(zhì)期為1 個月。趙立等[19]研究了熟制小龍蝦肉經(jīng)-20 ℃、-30 ℃冷凍處理后在-18 ℃儲藏過程中品質(zhì)的變化，發(fā)現(xiàn)這2 種冷凍處理方式對小龍蝦儲藏品質(zhì)影響的差別不大，所以工廠速凍熟制小龍蝦肉可采用-20 ℃處理。

冷凍速率會影響冰晶的數(shù)量、大小和形態(tài)，進而影響肉制品的質(zhì)量，特別是大的、不規(guī)則的冰晶會嚴重導(dǎo)致肉制品結(jié)構(gòu)的損傷。不同的冷凍速率會在肌肉上引起不同大小的空洞，冷凍速率慢，形成晶核的數(shù)目少，冰晶體積大，大的空洞會導(dǎo)致肌肉細胞結(jié)構(gòu)的嚴重扭曲。然而在小龍蝦制品加工中，冷凍速率的提高對小龍蝦品質(zhì)的影響較小。Zhao 等[20]在試驗中控制冷凍溫度為-20 ℃，冷凍保藏6 個月，發(fā)現(xiàn)不同冷凍速率對小龍蝦新鮮度的影響無顯著差異，說明過快的冷凍速率并非必要。

冷凍技術(shù)雖然已成為一種常用的食品保鮮技術(shù)，但由于冰晶的形成和生長會導(dǎo)致小龍蝦組織破裂、脫水、蛋白質(zhì)變性，從而使其風(fēng)味、保水性和營養(yǎng)價值下降；此外，當(dāng)解凍和加熱時蝦仁汁液流失增多，也會出現(xiàn)肉質(zhì)變硬、易碎，口感粗糙，外觀色澤變暗等現(xiàn)象[21]。近年來，有研究者研制了能夠降低肌肉或其他生物組織中冰晶生長速度的防凍化合物，來減少冷凍技術(shù)對小龍蝦品質(zhì)帶來的不利影響。Yasemi[22]發(fā)現(xiàn)風(fēng)味蛋白酶水解物不僅可以抑制小龍蝦肌球蛋白的變性，而且可以減緩肌肉中脂質(zhì)氧化速率，故其可作為一種冷凍保護劑運用于小龍蝦加工保鮮過程。

2.2 殺菌保鮮

初始微生物數(shù)量是影響小龍蝦貨架期的主要因素之一[23]。為了有效地對小龍蝦產(chǎn)品保鮮，已有多種工業(yè)化殺菌方式應(yīng)用到小龍蝦加工中。一般常用的有巴氏殺菌技術(shù)和超高壓殺菌技術(shù)等。巴氏殺菌技術(shù)是一種利用相對較低的溫度殺死病菌的消毒方法，能最大限度地保持產(chǎn)品原有的風(fēng)味和品質(zhì)，但只能殺滅一部分腐敗菌，利用該技術(shù)進行殺菌的產(chǎn)品貨架期較短[24]。張永進等[25]采用16S rRNA 高通量測序分析了巴氏殺菌后即食小龍蝦食品的腐敗菌菌相組成，發(fā)現(xiàn)蘇云金芽孢桿菌和粘質(zhì)沙雷氏菌是該小龍蝦食品的優(yōu)勢腐敗菌，因而可以針對性地開發(fā)防腐保鮮劑，來彌補巴氏殺菌保鮮技術(shù)的不足。

超高壓殺菌技術(shù)是指將食品密封在容器中，以水或油作為壓力傳遞介質(zhì)，在常溫或略高于常溫下進行100～1 000 MPa 壓力處理的方法，該技術(shù)是食品加工和保鮮方法的一項創(chuàng)新，能夠有效殺死微生物并最大限度地保持產(chǎn)品的原始品質(zhì)[26]。超高壓殺菌技術(shù)是對傳統(tǒng)的熱處理殺菌技術(shù)的改良，最早被應(yīng)用于水產(chǎn)品中牡蠣的殺菌保鮮，通過研究發(fā)現(xiàn)，此技術(shù)不僅殺菌效果明顯，而且綠色安全，成為當(dāng)今世界熱點研究專題之一，其也在小龍蝦及其制品的殺菌保鮮中得到廣泛應(yīng)用。李肖嬋等[27]以即食小龍蝦為研究對象，比較了超高壓殺菌技術(shù)與巴氏殺菌技術(shù)對試驗樣品品質(zhì)和貨架期的影響。結(jié)果表明，經(jīng)超高壓殺菌處理的即食小龍蝦不僅色澤、硬度、黏著性、咀嚼性略優(yōu)于巴氏殺菌組，而且貨架期延長了2 d。謝慧明等[28]采用超高壓技術(shù)對生鮮小龍蝦進行殺菌處理，發(fā)現(xiàn)壓力大于343 MPa，處理溫度高于55 ℃，處理時間超過10 min時，金黃色葡萄球菌的數(shù)量可以降低至符合國家標準。因此，超高壓技術(shù)對小龍蝦及其制品中的微生物具有良好的殺滅效果，可以大大提高小龍蝦及其制品的安全性，延長其貨架期。

超高壓殺菌雖然對微生物有較好的致死作用，但其會使產(chǎn)品的蛋白質(zhì)變性、氨基酸降解，并一定程度地影響產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)和風(fēng)味，使其容易失去固有的理化性質(zhì)和風(fēng)味[29]。近年來，為了更加有效地保持小龍蝦產(chǎn)品的品質(zhì)，延長貨架期，眾多科研工作者探究出多種新型、高效的小龍蝦殺菌保鮮技術(shù)。張澤偉等[30]通過對恒定壓力下的飽和蒸汽繼續(xù)加熱，使溫度達到相應(yīng)的沸點以上，用產(chǎn)生的熱蒸汽對小龍蝦進行殺菌。試驗發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)的巴氏殺菌技術(shù)相比，過熱蒸汽殺菌由于溫度更高、傳熱更快、產(chǎn)品受熱更均勻、滅菌時間更短，滅菌效果更徹底，且揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的散失較少，是一種良好的小龍蝦殺菌保鮮技術(shù)。

2.3 包裝保鮮

包裝是小龍蝦及其制品保鮮過程中的重要環(huán)節(jié)，其不僅能減少外界帶來的物理（擠壓、擦傷和沖擊）、化學(xué)（紫外線）和生物（微生物）損害，而且能為消費者提供相關(guān)營養(yǎng)成分、產(chǎn)品特性等基本信息[31]。小龍蝦的包裝保鮮技術(shù)主要包括真空包裝和氣調(diào)包裝[32-33]。真空包裝一般用于冷凍生鮮小龍蝦的儲藏，但是真空會使蝦肉的顏色變暗，貨架期較短[34]，因此，需要開發(fā)更好的包裝保鮮技術(shù)來保存小龍蝦。近年來，研究發(fā)現(xiàn)氣調(diào)包裝技術(shù)可以抑制蝦肉中的腐敗微生物，適當(dāng)?shù)臍怏w組合還有助于降低蝦肉脂質(zhì)氧化程度[35-36]。已經(jīng)有多項研究發(fā)現(xiàn)，二氧化碳作為氣調(diào)包裝中一種重要的活性氣體成分，在抑菌方面起主要作用，其能通過增加腐敗微生物的滯后期和產(chǎn)生時間來延長小龍蝦的貨架期[37-38]。Chen 等[39]發(fā)現(xiàn)采用含有80%CO2、10%O2和10%N2的氣調(diào)包裝能有效抑制微生物生長，同時最大程度地減少預(yù)煮小龍蝦尾的脂質(zhì)氧化和顏色劣變。

包裝材料的選擇對小龍蝦儲藏時間的延長有著非常關(guān)鍵的作用。常用的包裝材料有聚乙烯（PE）、聚對苯二甲酸類塑料（PET）、聚酰胺（俗稱尼龍，PA）等[40]。李肖嬋等[41]探究了不同復(fù)合包裝材料對即食小龍蝦品質(zhì)的影響，試驗研究表明，經(jīng)鋁箔復(fù)合袋包裝的即食小龍蝦品質(zhì)較高，貨架期較長，但和尼龍相比鋁箔的成本較高，故實際生產(chǎn)中一般還是用尼龍進行包裝。

2.4 輻照保鮮

輻照保鮮技術(shù)也被稱為“冷巴氏殺菌法”，是一種利用電離輻射與食品相互作用，實現(xiàn)殺滅微生物的食品保鮮技術(shù)。研究發(fā)現(xiàn)，輻照保鮮可以通過改變微生物分子結(jié)構(gòu)來抑制其生長繁殖[42]，通過使食源性致病菌失活來保證食品質(zhì)量[43]。輻照保鮮所需的高能量輻照可能會導(dǎo)致食品中的骨頭等高密度物質(zhì)產(chǎn)生潛在的放射性。因此，目前國際允許用于生產(chǎn)電子束輻照的最大能量為10 MeV 100 kGy，允許用于X 射線的最大能量為50 kGy[44]。

輻照保鮮技術(shù)的作用形式主要有γ 輻照（由放射性同位素137Se 或60Co 產(chǎn)生）、X 射線（來自X 射線管或線性加速器）和電子束輻照（由線性或其他加速器產(chǎn)生）3 種[45]。γ 射線主要是沒有質(zhì)量的光子，穿透能力最強，多用于食品內(nèi)部殺菌。但其能量沉積在目標物中的速率即劑量率，明顯低于X 射線和電子束輻照，從而影響了其商業(yè)化[46]。目前在食品中應(yīng)用的多為電子束輻照技術(shù)，其具有低能耗、無污染、殺菌徹底等優(yōu)點，且在水產(chǎn)品中的殺菌效果較好[47]。瞿桂香等[48]使用不同劑量的電子束輻照即食小龍蝦，發(fā)現(xiàn)輻照可促進小龍蝦中的蛋白質(zhì)分解，增加小龍蝦總氨基酸、必需氨基酸和呈味氨基酸含量，提升其風(fēng)味和營養(yǎng)價值，延長貨架期。但當(dāng)電子束輻照劑量上升至7 kGy 時，小龍蝦蝦肉肌原纖維出現(xiàn)斷裂，二甲基含硫化合物迅速增加，感官品質(zhì)下降。該研究認為，使用6 kGy 劑量的電子束輻照處理即食小龍蝦，既可保持其較好的感官品質(zhì)，也能極大地延長貨架期。陳東清等[49]分析了劑量分別為2.31、4.26、6.41、9.13 kGy 的高能電子束對蒸煮小龍蝦的影響，發(fā)現(xiàn)輻照后的小龍蝦貨架期分別可延長2、8、10、13 d。隨著輻照劑量增加，小龍蝦a*值和氣味變化也相應(yīng)增加，二甲基二硫化合物逐漸增加而產(chǎn)生輻照異味。該試驗結(jié)果表明，6 kGy 是小龍蝦的較適電子束輻照劑量。劉春泉等[50]研究了γ 輻照對出口冷凍蝦仁的保鮮效果，發(fā)現(xiàn)3～5 kGy 的輻照劑量可殺滅冷凍蝦仁中99%以上的大腸桿菌和霉菌。輻照后蝦仁中的氨基酸含量增加了0.33%～24.6%，揮發(fā)性鹽基氮值下降；-7 ℃時，儲藏期可延長6 個月，且解凍后的蝦仁肉質(zhì)緊實有彈性，與鮮蝦仁相似。

2.5 食品保鮮劑的添加

食品保鮮劑是指在食品加工儲藏過程中為保持食品原有色、香、味，延長貨架期，提高食品品質(zhì)而使用的一種添加劑[51]。根據(jù)來源不同，食品保鮮劑可分為化學(xué)保鮮劑和生物保鮮劑兩種。目前食品工業(yè)化生產(chǎn)中主要使用的化學(xué)保鮮劑有山梨酸鉀、丁基羥基茴香醚（BHA）、二丁基羥基甲苯（BHT）等，但化學(xué)保鮮劑具有一定的毒害作用，安全限量也存在爭議[52]。生物保鮮劑主要來自生物體本身或其代謝產(chǎn)物[53]，具有綠色安全的特點，逐漸成為食品保鮮劑方面的研究熱點。于曉慧等[54]選用茶多酚、殼聚糖、ε-聚賴氨酸3 種生物保鮮劑處理小龍蝦，發(fā)現(xiàn)這3 種保鮮劑單獨使用時的最適濃度分別為茶多酚2.5 g/L、殼聚糖4.0 g/L、ε-聚賴氨酸0.2 g/L；復(fù)合使用的最適濃度分別為茶多酚2.5 g/L、殼聚糖5.0 g/L、ε-聚賴氨酸0.25 g/L，且茶多酚與殼聚糖、茶多酚與ε-聚賴氨酸對小龍蝦保鮮效果的交互作用均顯著。處理后的小龍蝦感官品質(zhì)下降速率減緩，微生物增長速率、揮發(fā)性鹽基氮值和鮮度指標K 值增長速率均有所降低，（25±1）℃時貨架期由6 d 延長至15 d。

2.6 復(fù)合保鮮

一般來說，單一的保鮮技術(shù)殺菌作用不理想，效果有限。因此，將兩種及以上的保鮮技術(shù)結(jié)合起來，往往能更好地達到預(yù)期效果。杜蘇萍等[55]首次將酸性電解水與超高壓技術(shù)結(jié)合對蝦仁進行處理，發(fā)現(xiàn)處理后的蝦仁中副溶血性弧菌最終污染量從1.98 lg（CFU/g）下降至-2.53 lg（CFU/g），使每萬人中因食用蝦仁而患病的平均人數(shù)下降至20 人，風(fēng)險降低率為98%。張昊宇等[56]研究表明，輻照結(jié)合酸性電解水對淡水小龍蝦蝦仁的殺菌效果比單一電解水處理或單一輻照處理更有效。電子束輻照劑量為4 kGy時結(jié)合酸性電解水處理，能夠在保持小龍蝦感官和質(zhì)構(gòu)的同時，達到顯著殺菌效果。

3 總結(jié)與展望

通過長期的探索與實踐，小龍蝦加工技術(shù)的研究已經(jīng)取得了極大的進展。小龍蝦產(chǎn)品層出不窮，現(xiàn)今小龍蝦除被加工成即食整蝦、蝦仁、蝦球等外，還將加工過程中產(chǎn)生的大量蝦頭、蝦殼等廢棄物制成營養(yǎng)增強劑、調(diào)味品進行綜合利用。隨著加工業(yè)的快速發(fā)展與消費者對小龍蝦品質(zhì)要求的提高，對小龍蝦保鮮技術(shù)的關(guān)注度也日益增加。目前小龍蝦保鮮技術(shù)多選用冷凍保鮮、超高壓保鮮、輻照保鮮、添加食品保鮮劑等。小龍蝦的加工與保鮮技術(shù)雖然種類很多，但是每種技術(shù)各有優(yōu)缺點，且對小龍蝦的保鮮機理尚不明確。未來研究工作者應(yīng)在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，不斷地探究新型加工保鮮技術(shù)，將傳統(tǒng)方法與新型技術(shù)相結(jié)合，彌補不同技術(shù)在實際加工過程中的不足，提高小龍蝦資源的經(jīng)濟價值，促進小龍蝦產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展。