鱼胶的研究进展

朱凯悦,孙娜,董秀萍,焦健,李艳芬,侯邵勇,姜鹏飞*

1(大连工业大学 食品学院,国家海洋食品工程技术研究中心,辽宁 大连 116034) 2(北京同仁堂健康(大连)海洋食品有限公司,辽宁 大连,116045) 3(汕头市鱼胶海味协会,广东 汕头,515031) 4(深圳市天勤投资发展有限公司,广东 深圳,518106)

鱼胶又称花胶、鱼泡、鱼肚、压胞等,是鱼鳔干制品,岭南地区习惯将其称为花胶[1],是新鲜的鱼鳔经过剖开、除去血管及表面的黏膜,清洗干净,压扁再干制,或是将鱼鳔浸泡到一定浓度的明矾水内除去黏膜,剪为片状,再脱水干制等工序制得的成品[2-3]。鱼鳔是大多数硬骨鱼在肠胃的背方、脊柱和肾脏的腹部有一个大而中空且充满空气的囊状物,现在鱼鳔大多经过若干工序处理后利用阳光干制制成鱼胶,是一种干制品,成色以淡黄色或白色为标准[4],其主要是结缔组织弹性纤维,富含蛋白质、脂肪和胶体物质,列入我国海八珍之一[5]。鱼胶需经泡发后再加工食用,大部分消费者购买干制半成品的鱼胶,再回家加工食用,操作繁琐,耗费时间长,食用不方便。鱼胶一般可用于熬汤或是做菜式,因其蛋白质含量在80%左右,脂肪含量仅为0.2%～4.0%[6],富含胶原物质,被很多女士视为美容养颜的佳品。除此之外,鱼胶还能防治厌食、便秘、消化不良等症状,并有加强脑和神经系统,维持腺体的正常分泌,预防反应迟钝,提高抵抗力免疫力等功能,适宜各个年龄段的人群食用[7]。鱼胶因含有丰富的胶原物质,具备多种人体必需氨基酸且含量较高,易被人体吸收利用,可作为人体合成补充蛋白质的重要原料。

鱼胶作为一种名贵的食物和药品,与鱼翅、海参、燕窝齐名,但由于饮食习惯的不同,鱼胶在西方国家市场较小,在中国和东南亚国家比较流行,被认为是一种奢侈品[8]。随着太平洋地区和热带地区的鱼翅资源枯竭,鱼胶已然成为鱼翅的替代品[9-10]。尽管有学者对鱼胶进行了一些研究,例如提取鱼胶的胶原蛋白、研究并制备鱼胶的生物活性肽等,但是鱼胶食品在市场上的种类仍较少[11-12]。现阶段鱼胶行业并没有统一行业标准,鱼胶品种繁多、质量参差不齐,对其持续发展不利。本文从鱼胶的营养成分及其在食品、医学领域的应用等方面的研究现状进行概述,为鱼胶行业标准的制定提供一定的理论基础和依据,也为今后鱼胶的产品开发方面提供一定的思路。

1 鱼胶的概述

1.1 鱼胶的种类

传统的鱼胶大都来自石首鱼,随着鱼胶的需求日渐增加,其他种类的鱼胶也流入市场[6]。现今对鱼胶鉴别的研究较少,没有统一的标准,只依赖于传统的经验判定品种和品质[2]。市场上鱼胶以性状鉴别为主[13],通过外观初步对其进行品种和品质的判断。不同种类来源或加工品质的鱼胶价格相差较大。优质的鱼胶一般体形完整、边缘整齐,白色或淡黄色,半透明、洁净有光泽[4]。通过查阅文献和走访鱼胶加工及贸易企业,对目前常见的鱼胶名称及鱼胶原料情况进行汇总,详见表1。

表1 常见的鱼胶分类Table 1 Common isinglass classification

1.2 鱼胶的发展状况

随着国民生活水平的提升,加之越来越多的人注重养生,我国的鱼胶行业规模在逐年扩大。2018年市场规模约40亿元,产量为7 387 t;2019年中国鱼胶产量为7 423 t,相较2018年的7 387 t同比增长0.49%,也是首次中国鱼胶进口数量超过出口数量;2020年我国鱼胶产量为7 495 t,同比增长0.97%。预计到2025年市场规模将达到54.32亿元。作为传统滋补食品,近年来众多滋补品牌将鱼胶作为发展重点,与海参、燕窝市场并驾齐驱,同时由于其产品价格相对于海参、燕窝的产品价格略低,因此更具有市场竞争力。

2 鱼胶的营养成分

鱼胶是一种高蛋白(含量高达85.81%,且必需氨基酸齐全)、低脂肪(最低可至0.17%)、丰富的矿物质(含有钙、锌、钾、硒、锰)、丰富的黏多糖(含量可达到8.9%)、富含脂溶性维生素[14-15]。目前的研究大多是研究某一种类的鱼胶营养价值,本文对鱼胶进行营养成分对比,为制定鱼胶标准提供理论依据。

2.1 鱼胶的基本营养成分

现有的鱼胶研究大多是对一种鱼胶进行深层次的分析,并提取其中的活性物质，较少研究综合地分析多品种鱼胶的不同。本文对各研究者的结果进行对比,以期发现鱼胶的化学物质种类、含量等方面的差别,从而通过现代科学检测技术判定鱼胶的品种。不同鱼胶中基本成分的含量见表2。

表2 不同来源鱼胶中基本营养成分 单位:%

由表2可知,不同种类的鱼胶基本营养成分存在差别,因蛋白质在鱼胶干重中占比高,数值差距也最明显。蛋白质含量最高可达85.81%,最低的红鱼鱼胶蛋白质含量也有67.19%。蛋白质含量较高的鱼种有鮸鱼、四指马鲅鱼和赤嘴鳘鱼,即熟知的土鳘胶、斗湖鱼胶和赤嘴鳘鱼胶。鱼胶是由新鲜鱼鳔经各种工序加工而成,由于新鲜鱼鳔水分含量较高(63.52%～76.40%),所以蛋白质在鲜鱼鳔中仅占20.23%～35.90%。经过干制后,水分大大减少,蛋白质的含量就逐渐攀升到干重的80%左右[16-18]。鱼胶中蛋白质含量较高,而脂肪含量却仅有0.38%～1.55%，可以说鱼胶是一种高蛋白低脂肪的食物。鱼胶中富含人体所需的钙、钾、铜、锌等矿物质,还拥有鱼肉中不含有的硒元素。由于鱼胶加工工艺的差异，蛋白质测定方法、测定人员及环境因素的不同，加之鱼胶中蛋白质含量较高，不同学者测定同一种类鱼胶蛋白质含量的数据也略有不同。张志军等[19]利用全自动凯氏定氮仪测定赤嘴鳘鱼鱼胶,蛋白质含量在79.44%～85.81%;赵敏豪等[9]测定的赤嘴鳘鱼鱼胶蛋白质含量为(76.13±0.43)%。在制定标准时,蛋白质总含量就难以作为测定指标来衡量鱼胶产品质量,建议利用氨基酸、脂肪酸的组成和含量这类指标对鱼胶进行限定。

2.2 鱼胶的胶原蛋白和氨基酸组成

鱼胶中蛋白质比例大于WHO/FAO的标准,其中以胶原蛋白为主要的蛋白质[16,21]。羟脯氨酸和脯氨酸是鱼胶胶原的特征氨基酸,二者能够相互转换,在鱼胶中含量不低,但在其他种类蛋白质中,这两种氨基酸较为少见[6]。测定羟脯氨酸的含量通过换算可得到胶原蛋白的含量,水生生物的羟脯氨酸与胶原蛋白的换算系数约为11.1[22]。新鲜梅鱼鱼鳔中含有1.16%的羟脯氨酸,换算成胶原蛋白为12.88%[22]。新鲜鳕鱼鱼鳔中有1.62%的羟脯氨酸,换算成胶原蛋白为17.93%,以干基计算,胶原蛋白的含量为73.93%[23]。现有胶原蛋白产品大多数来自牛、猪的皮和骨,但由于宗教原因和一些人畜共患传染病(牛海绵状脑病、禽流感等)的风险造成了消费者的焦虑[24]。鱼胶中的胶原蛋白就可以很好地避免这些问题,是一些对饮食有特殊要求的群体补充胶原蛋白的良好来源,并且可避免鱼加工制作中鱼鳔等副产品处置不当而造成环境污染[17,25]。

鱼胶的氨基酸种类齐全,呈味氨基酸含量较高,但在不同种类的鱼胶中含量并不相同[21]。必需氨基酸指数(essential amino acid index,EAAI)是以鸡蛋蛋白质为评价标准,来衡量其他蛋白质的营养[19]。鱼胶中的EAAI在32.65～37.74,对于以谷物为主的饮食来说,鱼胶不能满足人们摄取必需氨基酸的需求[26]。鱼胶的鲜味来源于谷氨酸、天冬氨酸、苯丙氨酸、甘氨酸、酪氨酸,呈味氨基酸的含量占45%[19]。赤嘴鱼、石首鳘鱼等7种鱼胶的主要氨基酸为甘氨酸、谷氨酸、丙氨酸、脯氨酸、精氨酸和羟脯氨酸,占鱼胶总蛋白的60%～70%[6]。舟山海域的小黄鱼鱼鳔、大黄鱼鱼鳔的EAAI评分都大于100.0,证明新鲜鱼鳔必需氨基酸含量高于干制后的鱼胶[21]。大黄鱼鱼鳔中含有6种呈味氨基酸(占总氨基酸含量的62.98%),是衡量蛋白质的指标之一,赋予其良好的风味,味道更加鲜美[27]。综合看,鱼鳔与鱼胶在干制加工等工序过程中会损失部分必需氨基酸,导致鱼胶必需氨基酸含量较低,但呈味氨基酸仍然处于较高水平。

鱼胶中富含的甘氨酸和谷氨酸可以调节血糖平衡,有很好的降糖功效[28]；甘氨酸还是血红素合成底物之一,有很好的造血功能并且对神经活动有抑制作用,从而调节生物体内的代谢活动[16]；羟脯氨酸和脯氨酸有很好的美容养颜和修复组织的作用；精氨酸在治疗男性勃起障碍和不育症中有良好的功效,也能降低心血管疾病发生的风险[29-30]。鱼胶中氨基酸总含量(total amino acid,TAA)在80%左右,其中氨基酸组成有所差异[19]。在测定的氨基酸中,以甘氨酸含量最高,约占总量的16%～21%,其次依次为脯氨酸、谷氨酸、丙氨酸、精氨酸、天冬氨酸,含量都在2%～10%[31],其余氨基酸的种类和含量并无明显的差距[32]。鱼胶中呈味氨基酸的含量较高,说明鱼胶是一种海味佳品[19]。考虑到鱼种间氨基酸组成的差异,可以将含量差距较大的甘氨酸、谷氨酸、脯氨酸等作为限定性指标,作为制定鱼胶标准的依据。

2.3 鱼胶的脂肪酸组成

鱼胶中存在13～20种脂肪酸,但含量很低,约为0.2%～4.0%。其中淡水鱼的脂肪含量比海水鱼的高,且不饱和脂肪酸的含量高于饱和脂肪酸,具有较好的保健功效[27]。

白鲢鱼鱼鳔中检出13种脂肪酸并且不饱和脂肪酸的含量高于饱和脂肪酸的含量,且前三位分别是十七碳一烯酸、二十二碳五烯酸和十五碳酸[16]。黄唇鱼鱼鳔中检测出20种脂肪酸,其中十六酸含量最高,其次是油酸,含量最低的为十二酸。不饱和脂肪酸的含量为51.13%,稍多于饱和脂肪酸[17]。大黄鱼鱼鳔、带鱼鱼鳔和鲐鱼鱼鳔中检出17种脂肪酸,其中大黄鱼鱼鳔中占比最高的脂肪酸为二十二碳六烯酸(docosahexaenoic acid,DHA)和二十碳五烯酸(eicosapentaenoic acid,EPA),含量分别为28.38%和19.37%,高于带鱼鱼鳔和鲐鱼鱼鳔[27]。EPA和DHA作为神经细胞的磷脂发挥神经保护的作用,对血脂异常、类风湿关节炎症状有减轻的功效,此外可促进神经元的生长,显著提高大脑记忆,其衍生物还有消炎的作用[33-35]。

不同鱼胶在脂肪含量以及脂肪酸种类上差距较大,尽管脂肪在鱼胶中含量很少,但可利用优势脂肪酸的种类和含量在鱼胶间的差距对鱼胶进行限定。在制定鱼胶标准时,可考虑某几种脂肪酸作为必须检测的指标以及确定检出脂肪酸的含量,从而建立统一的标准规范鱼胶市场。

3 鱼胶在各领域的应用

现今市面上的鱼胶多半以干制品的形式出现,属于半成品,制作时还需要对其进行二次加工[36],或是将鱼胶浓缩凝固成鱼胶冻,再将其切成薄片称鱼胶粉或鱼胶片[32]。鱼胶作为传统的滋补食品,是各大食品品牌的重点研发对象。

3.1 鱼胶在食品领域的应用

鱼胶在食品市场中常以干制品的形态出现,作为一些菜肴或是汤品成分之一,例如花胶鸡、佛跳墙、怀凤鱼肚、鱼肚炖白鸽等；与中药材一同炖煮,有补气血、美容养颜、补肾益精等功效。现已有不少研究者对鱼胶进行加工,制成休闲零食或是保健品,提高鱼加工时副产物的利用率,增加鱼类的附加值,提高水产品加工企业的盈利。

油炸鱼鳔是将干大黄鱼鱼鳔泡发后切碎,利用酵母溶液对其脱腥,再辅以淀粉、蛋清,使用谷氨酰胺转化酶使蛋白质发生交联,提高鱼鳔产品的保水性和热稳定性,再采用油炸工艺加工处理后的鱼鳔,160 ℃油炸2 min,加入适当的调味料制成色泽金黄、风味良好的油炸食品[37]。即食鱼胶饮料是将鱼胶片切丁,清洗后加入纯牛奶、白砂糖和茶粉进行调配,杀菌后罐装[38]。即食藜麦鱼胶罐头是将藜麦、鱼胶、木糖醇和菊粉等其他食品辅料,采用电磁均匀加热后得到饱腹感强、升糖效果低且具有调节人体肠道健康的一种低能量健康食品[39]。花胶鸡是将鱼胶泡发,辅以鸡汤、胡萝卜和南瓜汁,加入蒸熟的鸡肉制得的产品[40]。

鱼胶含有黏多糖、多肽、不饱和脂肪酸、微量元素等,吸引不少研究者利用鱼胶研发出保健品。例如,采用匀浆、酶解、离心、超滤和复配等工艺将鲟鱼鱼鳔多肽、灵芝多糖、维生素大豆磷脂等科学混合搭配,制造出能促进细胞免疫、体液免疫、巨噬细胞吞噬功能,且效果优于单一成分的保健品[41]。将蛋黄果、山药加工成泥状,再将干制鱼胶泡发后打浆,将膨化藜麦和鱼胶浆附着在模具上作为藜麦垒,待凝固后,将鱼鳔浆倒入,制成蛋黄果山药鱼鳔垒,成品类似果冻状,易咀嚼,适合小孩与老人食用[42]。

3.2 鱼胶在医学领域的应用

鱼鳔自古就是制作药材的原料,其作为药材加工的炮制方法最早记载于五代方书,最早记载其药用价值的是唐代的《本草拾遗》,主要治疗外伤和疮疡[1]。历代鱼鳔的主治功效并不相同,在唐朝,鱼鳔属于外用药,主治外伤及湿疮类疾病；在金朝,鱼鳔可用于治疗破伤风、受惊而抽搐、脏腑的功能性紊乱等；明朝,鱼鳔可用于止血、治疗肛瘘疼痛等；清朝,鱼鳔可治疗浑身酸软、专补精益阴,烧灰后在难产方面有疗效[1]。

现今的鱼鳔医疗作用多为补肾固精、止血、消肿等,对肾虚、破伤风、痔疮、产后风痉等症状有较好的疗效。例如中药鱼鳔补肾丸,对男性性腺功能减退引起的勃起障碍有治疗作用,有壮阳益精的作用,改善性生活的质量,也可以大幅度降低不育患者精子DNA碎片化率,修复损伤精子的DNA,从而提高精子质量及活动率,改善男性患者的生育能力[43-44]。随着现代医学技术的发展,鱼胶用于治疗肾虚滑精、血崩、癌症等疾病的研究受到越来越多的关注[1],研发出包括鱼鳔补肾丸在内的多种提高身体素质的中药。现今多采用现代生物技术,如酶解等方法处理鱼鳔,使其主要成分黏性蛋白等变成易被吸收利用的物质,从而制成各种具有功效的中成药。

3.3 鱼胶在其他领域的应用

鱼胶因具有紧密的纤维结构而具有很强的韧性和强度,在制膜时加入鱼胶,可以提高膜的机械性能[15]。鱼胶中的明胶可以与混浊物相互吸附,经过滤可除去,常用于啤酒、红酒的制作过程,鱼胶还可用于改善茶饮料长期放置引起的混浊和沉淀[45]。将鱼胶辅以其他材料进行加热溶解、搅拌通电等一系列操作后,得到具有很好的力学性能、韧性和耐水性的环保型改性鱼胶胶黏剂[46]。在淀粉薄膜中加入少量的鱼胶粉,既能减少甘油的用量又能提高薄膜的强度,由于原材料可以生物降解,因此可降低环境中的白色污染[47]。使用鱼胶、壳聚糖可以有效地对蓝莓发酵酒进行澄清[48]。

4 鱼胶的发展前景

鱼胶原料鱼鳔之前大都作为下脚料丢弃,随着国家加大对海洋资源的利用,鱼胶作为一种具有滋补作用的海洋食品已逐渐进入到大家的视野中,发展前景较好。鱼鳔现有的研究大多是营养成分分析，例如蛋白质等成分的基础研究,也有不少学者对鱼鳔的活性成分,例如胶原蛋白、胶原肽、黏多糖、糖胺聚糖等进行深入研究,探究其抗氧化性、抗疲劳等功效作用[49-52]。

4.1 鱼胶产品的规范化

干鱼胶原料所属鱼类,都属于大型鱼类,多分布在深海或热带、亚热带地区。国内鱼胶市场以大西洋鳕鱼胶、东南亚黄鱼胶、白玉胶等为主要交易和流通品种,经过市场调查和走访,从原料的处理工艺到鱼胶的加工制作,各地差异较大。东南亚国家生产加工技术相对落后,缺乏市场管控,在加工制作环节的非法增重、化学处理漂白除异味等问题层出不穷,但由于缺乏产品鉴别标准,产品存在安全隐患。随着市面上销售的鱼胶制品种类越来越多,其品质和价格差异巨大,安全性难以判定,消费人群对于鱼胶产品褒贬不一。随着鱼胶市场的不断扩大,行业需不断完善相关产品评价标准,从而促进鱼胶产品品质提升,引导鱼胶产业理性发展。

4.2 鱼胶产品的未来发展

鱼胶是功能和保健食品中细分的一款产品,具有巨大的发展潜力。目前,我国对鱼胶还没有统一的行业标准,仅有的企业标准也较简单,没有系统的鉴定依据。对于鱼胶的相关研究也甚少,对鱼胶中营养成分的深入研究尚未见报道。市面上销售的鱼胶干制品种类繁多,品质和价格差异巨大,安全性难以判定,消费人群对于鱼胶产品褒贬不一。随着鱼胶市场的不断扩大,需要不断完善相关产品评价标准,从而促进鱼胶产品品质提升,鱼胶产业理性发展。

鱼胶产业是我国海洋经济产业的一部分,与海洋强国战略、健康中国战略紧密联系,亟需科技创新推动其发展。