小龙虾及其副产物加工利用研究进展

徐文思，李柏花，张梦媛，杨祺福，杨品红，周顺祥

（1.湖南文理学院生命与环境科学学院，湖南常德415000；2.水产高效健康生产湖南省协同创新中心，湖南常德415000；3.环洞庭湖水产健康养殖及加工湖南省重点实验室，湖南常德415000；4.顺祥食品有限公司，湖南益阳413200）

小龙虾（Crayfish），学名克氏原螯虾（Procambarus clarkii），隶属于甲壳类动物，是淡水虾中个体较大的虾类。我国北方多称之为喇咕，而南方则多称之为螯虾、淡水龙虾、龙虾等，现在统称为淡水小龙虾。小龙虾是淡水鳌虾中的一种。淡水鳌虾，全世界共有400多种，仅北美洲就有300多种，是其分布最多的地区，而我国仅有4种，是其分布最少的地区之一[1]。小龙虾原产于美国南部和墨西哥北部，后被日本引入，作为牛蛙的饵料，最后在侵华战争期间由日本传入我国的南京、滁县一带，随后传至全国[1-2]。

小龙虾是一种蛋白质含量高，脂肪、胆固醇及热量含量低的营养健康美味食品[3-4]。18世纪小龙虾就成为欧洲和美洲人民餐桌上的一种重要食材[4]。小龙虾肉鲜味美，深受消费们喜爱，已经成为夏季人们聚餐时必点的食物之一，其加工产品具有很大的市场空间，而小龙虾加工副产物含有多种功能性成分，具有较高的利用价值。从小龙虾加工技术及副产物利用2个方面总结了现阶段关于小龙虾精深加工的研究进展，旨在更好更快地实现小龙虾产业的升级发展，为后续相关科研工作提供参考。

1 小龙虾营养价值

小龙虾蛋白质含量比大多数的淡水及海水鱼虾都要高，氨基酸组成比较均衡，优于人们平常所吃到的普通肉类，含有人体所需的8种必需氨基酸，包括异亮氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、赖氨酸、缬氨酸、苏氨酸、精氨酸（脊椎动物体内含量很少）及组氨酸（幼儿必需氨基酸）[1，5]；小龙虾虾仁中脂肪含量比畜禽肉、青虾、对虾等低得多，且其脂肪大多为不饱和脂肪酸，易被人体消化和吸收，还具有防止胆固醇蓄积在体内的作用[5]；虾仁中也富含维A、维D等脂溶性维生素，其含量大大超过陆生动物[5]；除此之外，还含有多种人体所必需的矿物质元素，其钙、钾、钠和磷的含量较多，铁、铜和硫的含量比较重要，且其钠、钙、磷及铁的含量都比一般畜禽肉、虾高，常食用龙虾肉可保持神经和肌肉的兴奋性[5]。小龙虾营养成分较为全面，味道鲜美浓郁，是夏日餐桌上的宠儿。

2 小龙虾产品与加工技术

常见的小龙虾鲜食烹饪加工有麻辣虾、香辣虾、十三香虾、蒜蓉虾、水煮虾、香草虾等口味，肉鲜味美的河鲜小龙虾除了烹饪鲜食外，多数经加工后可以长时间保藏、运输和流通。根据是否可直接食用，可分为非即食小龙虾和即食小龙虾两大类产品。非即食小龙虾产品主要包括冻生龙虾仁、冻生龙虾尾、冻生整肢龙虾、冻煮小龙虾仁、冻熟整肢龙虾、微波龙虾等；即食小龙虾产品主要包括小龙虾肉酱、微波即食小龙虾、油炸即食小龙虾、即食龙虾仁、即食麻辣小龙虾、即食小龙虾香酥虾球、龙虾尾软罐头等[5-15]。

2.1 非即食小龙虾产品

非即食小龙虾产品是现阶段小龙虾加工产品的主要形式之一。目前，冻生龙虾仁、冻生龙虾尾和冻生整肢龙虾这3种是最简单、最基础、最主要的小龙虾加工产品。冻生龙虾仁是由小龙虾经清洗、去头、去壳、去肠线后将所得的龙虾肉进行速冻加工而成。冻生龙虾尾是指小龙虾经清洗、去头、去肠线后将所得的龙虾尾进行速冻后的产品。冻生整肢龙虾则将清洗干净后的小龙虾经蒸煮、冷却、挑选分级、称质量摆盘装袋、灌加汤料或佐料、真空封口、速冻等加工工艺制成[9]。

2.2 即食小龙虾产品

即食小龙虾产品因其食用方便、保质期长而深受人们的欢迎，也备受食品加工领域学者的关注。微波即食小龙和油炸即食小龙虾是较为常见的即食小龙虾产品，鲜活龙虾经挑选、浸泡吐污、清洗、称质量、盐煮、冷却、沥水后，采用微波或油炸方法，再真空包装、高压蒸汽灭菌、冷却，此类即食小龙虾产品可常温保藏[12]。常见的即食麻辣小龙虾加工工艺流程：原料虾初加工→汤浸→煮制→真空包装→灭菌→成品[13]。而即食龙虾仁工艺稍复杂，流程为龙虾仁→解冻清洗→沥水→调味液浸泡→煮沸→过滤→干燥→真空包装→杀菌→检验→成品[7]。除此之外，还有以小龙虾整肢虾或分级后的小虾为原料，经选料、清洗、去头去肠线、盐煮调味、虾壳酥化、二次调味、包装工序加工而制成的一种香酥虾球制品[14]。龙虾尾软罐头[15]是近几年的网红食品，其食用方便、味道佳而广受欢迎。小龙虾加工过程中产生的龙虾碎肉、鳌内肉，辅以胡椒、食盐、糖、醋等基本调味料，加工成具有水产海鲜风味特色的肉酱产品[11]。

2.3 小龙虾加工关键技术

小龙虾生产加工过程中的关键工艺，决定其品质、口味与货架期，如蒸煮、油炸、腌制入味、干燥、脱壳、保鲜、杀菌等。

2.3.1 蒸煮

蒸煮是小龙虾加工过程中极为重要的热处理工序，不仅赋予小龙虾鲜亮的色泽，还可以破坏虾体的自溶酶，消灭虾体表面及内部的大部分微生物。其中盐煮工艺能充分改变虾肌肉蛋白的特性，提高虾组织细胞的通透性，便于后期腌制风味成分的渗入。随着盐煮时间及食盐含量的增加，水分含量逐渐减少，失质量率逐渐升高，失质量率明显高于失水率[16]。一般在5%盐度下煮制10 min，小龙虾表面鲜红，其质构、外观及口感最佳[16]。

2.3.2 油炸

油炸也是一种热处理方式，脂溶性的香气成分会在油炸过程中释放，赋予龙虾香味。油炸温度越高，水分蒸发越快，随着油炸温度的升高，产品硬度、弹性、咀嚼性随之增大。常见工艺是在180℃条件下，油炸60 s，可在25℃贮藏条件下达190 d的货架期[12]。

2.3.3 腌制

腌制主要是用食盐、糖等调味料对虾的味道进行调理，在调味之后既能保持虾本身的风味，也能使虾肉在一定程度上脱水，肉质更有弹性。浸渍温度和时间对小龙虾的入味效果有显著影响，小龙虾在4，12，20℃下分别浸渍15，10.5，9 h可达到蔗糖含量为9.6%的入味效果[17]。小龙虾在浸渍过程中菌落总数在标准范围内，浸渍入味的小龙虾产品质构及风味优于传统煮制入味的小龙虾产品[17]。

2.3.4 干燥

在热风干燥、微波干燥和热风-微波联合干燥3种干燥方法中，与热风干燥和微波干燥相比，联合干燥的小龙虾具有更高的亮度（L*值）和红绿度（a*值），更好的咀嚼性，以及较低的挥发性盐基氮（TVB-N）和硫代巴比妥酸（TBA）值，色泽、风味、口感等感官品质也最佳[18]。可见热风-微波联合干燥是小龙虾加工过程中一种理想的干燥方法[18]。

2.3.5 脱壳

超高压处理较传统手工脱壳能显著缩短小龙虾脱壳时间、提高虾仁得肉率，最佳脱壳条件为300 MPa保压1 min，脱壳效率较未处理过的提高65.46%，较水煮脱壳提高47.37%。虾肉完整性好，硬度有所增加、耐咀性变大[19]，但超高压处理过程中增压次数对小龙虾的脱壳时间及虾仁得率影响不大。

2.3.6保鲜

为延长即食小龙虾产品的货架期，一般会选取茶多酚、壳聚糖和ε-聚赖氨酸进行复合生物保鲜剂的配制。茶多酚与壳聚糖、茶多酚与ε-聚赖氨酸对即食小龙虾的保鲜具有显著的交互作用[20]。经复合保鲜剂处理过的即食小龙虾的常温贮藏货架期可相对延长1周[20]。

2.3.7 灭菌

灭菌工艺是加工过程中必不可少的环节。真空包装条件下0～8 kGy范围内辐照灭菌后，虾肉水分含量、色度L*、a*、弹性、黏度呈下降趋势，而色度b*、硬度、咀嚼性呈上升趋势，虾青素含量和蛋白疏水性增加，蛋白浓度下降，虾肉的综合品质稍有劣变[21]。与高压灭菌相比，6 kGy剂量的辐照灭菌较好地抑制贮藏期虾肉含水量下降和色泽发暗的现象，保证了小龙虾贮藏期间的卫生安全、外观色泽和质构品质[21]。

3 小龙虾副产物加工利用

小龙虾加工过程中产生的虾头、虾壳等副产物占原料的70%～85%，其中含有丰富的蛋白质、虾青素、甲壳素、维生素、矿物质等多种营养成分，可用来制备甲壳素、提取蛋白肽、萃取虾青素及制备壳聚糖，发酵生产虾酱、加工鱼类饲料等[22]。

3.1 虾青素的提取

虾青素（Astaxanthin）因其分子中含有很长的共轭双键链和不饱和的α-羟基酮而具有极强的抗氧化性能，是目前为止发现的抗氧化能力最强的物质。从小龙虾副产物中分离萃取虾青素主要有碱提法、油溶法、有机溶剂法、超声波法、酶法等。在超声时间29.4 min，超声功率163 W，料液比1∶18.2（g∶mL）条件下提取到虾青素含量为62.52μg/g[23]。在酶解温度50.5℃，pH值5.85条件下，用木瓜蛋白酶水解小龙虾副产物63 min，且酶用量为2 522 U/g，虾青素质量浓度可达到13.06 g/dL[24]。使用丙酮溶剂重复提取2次冻干虾壳中的虾青素，每次浸提2 h，虾青素提取量可达到148.2μg/g[25]。制备的虾青素以β-环糊精为壁材，阿拉伯胶为辅材进行包埋，进行喷雾干燥，可制得虾青素微胶囊，虾青素包埋率达到92.89%[26]。

3.2 蛋白与多肽的提取

小龙虾副产物蛋白质中必需氨基酸占45.33%，与牛奶蛋白粉的45.69%和酪蛋白的46.14%基本接近[27]。蛋白质提取方法有酶法、盐法、碱法、发酵法等。其中，酶法反应条件温和，且复合酶法提取率高，效果稳定。以木瓜蛋白酶与风味蛋白酶按1∶1.5混合作为复合蛋白酶，酶解温度为50℃，酶解时间3 h，蛋白酶用量1.0%，料液比1∶10（g∶mL），蛋白质提取率达54.22%[27]。

蛋白质是由氨基酸以“脱水缩合”的方式组成的多肽链经过盘曲折叠形成的，这些肽序列在完整切割后会变得活跃。肽分子量小于蛋白质，因而容易被小肠直接吸收并进入人体发挥功效作用；虽然单个氨基酸不具有活性，但是由几个到几十个氨基酸残基以酰胺键构成的多肽具有不同功能特性，称为生物活性肽（Biopeptide）或功能肽。活性肽具有抗氧化、抗菌、抗高血压、抗血栓、抗癌、促生长、调节免疫力等许多种生物学功能。用蛋白酶对虾壳进行水解制备的蛋白多肽，其自由基清除能力和还原力均随着肽浓度的增大而增大[28]；蛋白肽中所含氨基酸丰富，其中人体必需氨基酸占氨基酸总量的47.4%，呈味氨基酸（尤其是谷氨酸、天冬氨酸）的含量较多[29]。除此之外，还可以利用蛋白酶分别制备抗氧化肽和血管紧张素转化酶（ACE）抑制肽[30-31]。

3.3 钙与金属螯合肽的制备

钙是人体所必需的元素之一，而虾壳中的钙可作为天然的、优质的钙源。锌螯合肽由于其独特的螯合和转运机制，吸收利用度高，又可同时补充多肽、氨基酸和锌，是一种理想的补锌物质，用于制备补锌食品和保健食品。用胰蛋白酶水解法提取生物蛋白钙，提取率可达26.6%，蛋白质含量27.5%，钙的含量5.8%，产品可作为高级饲料或补钙制剂[32]。10 g虾副产物经烘干、粉碎、均质等预处理后，用乳酸提取乳酸钙的量约为762.48 mg[33]。而用乙酸可以提取虾壳中20.45%的乙酸钙[34]。

锌螯合肽由于其独特的螯合和转运机制，吸收利用度高，又可同时补充多肽、氨基酸和锌，是一种理想的补锌物质，用于制备补锌食品和保健食品。用木瓜蛋白酶和风味蛋白酶的复合酶解法提取小龙虾副产物中的多肽，所得多肽溶液与Zn2+螯合反应，经冷却、加沉淀剂、静置陈化、过滤、干燥等工艺后，此时螯合物产率达到70.7%[35]。

3.4 甲壳素与壳聚糖的制备

小龙虾虾壳等副产物也用来制备甲壳素、壳聚糖及氨基葡萄糖盐酸盐等。甲壳素（Chitosan）也叫壳多糖、几丁质，是人类继发现淀粉、纤维素之后在地球上发现的第三大生物资源，是一种重要的天然高分子多糖。甲壳素是制取壳聚糖、氨基葡萄糖系列产品的重要原料，可作化妆品和功能性食品的添加剂等。酸浸碱脱法是提取甲壳素的常用方法，其原理简单实用，盐酸中浸泡脱除无机盐分，再通过氢氧化钠浸泡脱除蛋白质和脂肪，最后清洗烘干得到约16%的白色片状甲壳素[36]。利用乳酸菌发酵虾副产物96 h，所得甲壳素产率虽仅有13.9%，但该法使用有机溶剂少，节能环保[37]。

脱N-乙酰基的甲壳素被称为壳聚糖，甲壳素通过超声协同甲壳素脱乙酰基酶（CDA）脱去乙酰基，再过滤、水洗、烘干得到壳聚糖，壳聚糖脱乙酰度高达91.09%，相对得率81.87%[38]。试验表明，壳聚糖有良好的抗疲劳生理活性，能延长小鼠的游泳时间，抑制小鼠体重的增长，降低运动后血清尿素的增量，提高血清乳酸脱氢酶活力，显著增加肌糖元和肝糖元的储备量[39]。

4 结语

随着国内外小龙虾知名度的逐渐攀升，小龙虾养殖-加工-销售及精深加工产业不断延伸壮大，各种加工新技术、新产品层出不穷。虽然小龙虾还是以鲜食为主，但各种小龙虾加工类即食产品因方便、快捷、耐保存而广受消费者欢迎。而鲜食、加工后则会产生小龙虾副产物资源高效利用的问题，将副产物资源加工提制蛋白、功能肽、虾青素、壳聚糖等具有生物活性的成分，可以应用在食品、化妆品、医药、农业等诸多领域，实现小龙虾资源可持续利用。

目前，小龙虾加工过程中的杀菌和保藏工艺并不适合虾肉食品加工，会影响即食龙虾产品肉质，要改进加工过程中杀菌保藏工艺技术；小龙虾现已有多种加工技术，但其精深加工仍有许多不足，应加快发展精深加工与副产物综合利用，加大对小龙虾副产物产品的研发，如虾黄（小龙虾性腺）中“龙虾风味”物质的提取与开发利用；小龙虾热加工过程中，会产生大量的水煮液副产物，可用来加工成具有鲜香特征的调味料或具有高蛋白、低脂肪营养配比的营养强化剂等，小龙虾水煮液中营养成分与风味物质的分离提取及其在食品、化妆品等领域中的开发利用，可以作为未来小龙虾及副产物加工利用的发展方向。