水产百科

鱼粉生产

2023-02-13

据统计,世界上渔获物的1/3被用来生产鱼粉。鱼粉是重要的动物蛋白饲料,是国际水产贸易市场上十分畅销的产品。鱼粉中蛋白质含量的高低是决定鱼粉价格的主要指标。鱼粉中蛋白质含量为50%~70%,其消化率在90%以上,构成鱼粉蛋白质的某些氨基酸是一般植物蛋白所缺乏的,而这些氨基酸又都是家禽、家畜和鱼类等动物所必需的;鱼粉所含的矿物质主要是钙、磷、铁等,它们都是动物生长所不可缺少的,特别是鱼粉中含有的许多微量元素,是动物新陈代谢,尤其是酶代谢所不可缺少的;鱼粉中还含有多种维生素,它们主要是B族维生素,对动物生长具有重要意义;鱼粉中油脂所含的EPA、DHA具有促进幼小动物的卵化率、成活率和生长率等功效。目前,我国鱼粉生产无法满足国内养殖业发展的需要,每年需从国外进口上百万吨鱼粉。因此,鱼粉加工对促进渔民转产转业,充分利用水产品废弃物和下脚料具有重要意义。

1.鱼粉原料 一般来说,鱼粉的原料主要是经济价值比较低和原料鲜度比较差的鱼类,以及水产品加工后的废弃物,包括鱼头、骨和内脏等。由于各国渔获物的种类和数量各不相同,对加工品的品种要求也不一样。因此,各国用来生产鱼粉的原料种类和数量差别也很大。目前,生产鱼粉的主要国家有秘鲁、智利、日本、加拿大、美国、俄罗斯、丹麦、南非和冰岛等国家。人们根据鱼粉色泽的深浅可将其分为两类:一类为白色鱼粉,色泽较淡,一般由白色鱼肉原料加工而成,如鳕鱼、带鱼等鱼种,因其含脂量较低和蛋白质含量高,故鱼粉质量较好,也易于贮藏。另一类为褐色鱼粉,色泽较深,主要是由褐色鱼肉含量较高的鲐鲹鱼、沙丁鱼等鱼种加工而成,含脂量相对较高,捕捞后需立即加工,否则脂肪氧化易导致产品质量下降,也不易保藏。由于这类产品经济价值较低,捕捞量大,故生产成本较低。人们还需了解到,利用鱼的内脏及废弃物生产的鱼粉也属褐色鱼粉,其蛋白质含量相对较低。

2.原料贮藏 原料鱼的鲜度直接影响到鱼粉的产量和质量。鱼体死后,在微生物和酶的作用下,将会发生一系列的生物化学变化,使得蛋白质降解为胨、肽和氨基酸等。这些物质进一步分解便产生各类胺类、硫化合物和吲哚等产物。这些产物都能溶于水中,并有一定的挥发性,呈特殊臭味,而鱼油中的不饱和脂肪酸也易氧化而生成挥发性的低分子醛酮类物质,有难闻的臭味,含脂量高的鱼类尤其容易发生这种情况。在加工过程中,虽然可采用全封闭的管道化生产和除臭装置,但仍有一部分挥发性物质将发散到空气中而污染环境,因此必须对原料进行防腐保鲜处理。其一般可以采取以下方法。

(1)低温贮藏:利用低温抑制微生物生长和自溶酶作用的原理来保藏原料,是目前比较理想和有效的方法。低温贮藏的方式主要有微冻(-3~-1 ℃)、冰藏(0~3 ℃)和冷却海水保鲜法(-1 ℃)等。低温贮藏可使原料保藏期延长7~14天。在贮藏时,一般不采用冻藏的方式,以免解冻时营养成分流失,除非在生产鱼粉的工厂中或渔获量比较集中,工厂来不及在短时间内处理时,才采用冻藏的方法延长原料的贮藏期。

(2)甲醛防腐:甲醛溶液是一种防腐剂,能使原料中蛋白质凝固、自溶酶失活并防止微生物污染而延长保藏期。其一般每吨鱼用40%的甲醛溶液1千克,可保藏1~2天。甲醛有刺激味,在保藏天数不多的情况下可降低使用的浓度。甲醛在加工中会挥发,不会残留在饲料中,所以,对家禽、家畜和水产动物是无害的。但要注意的是甲醛含量不能太高,否则,会使肌肉组织变硬而给压榨工序造成困难。

(3)酸防腐:用酸使自溶酶活力下降并抑制腐败微生物的生长来达到防腐的目的。所用酸主要有硫酸、盐酸、甲酸或这些酸的混合物。长期贮藏如半年以上的,硫酸或盐酸的pH值应保持在2.0~2.5,甲酸的pH值保持在3.7~4.0;而1~2个月短期贮藏时,硫酸或盐酸的pH值则保持在3.0~3.5,甲酸的pH值保持在4.3~4.5。在酸性条件下,蛋白质将发生水解,具体表现为非蛋白氮的含量将大量增加。此外,维生素A、维生素B、维生素D遭到一定程度的破坏,所以用酸防腐的原料较多地用来生产酸贮饲料。如单独使用强酸,需要在中和之后再喂养动物。

(4)焦亚硫酸盐防腐:焦亚硫酸盐具有防腐作用,将原料磨碎后,加入2%左右的焦亚硫酸盐或焦亚硫酸钾进行搅拌混合,并将其贮藏于密闭容器中,一般在4个月之内质量不会发生变化,但在使用前必须加热使二氧化硫挥发。与酸防腐相比,此法具有以下特点:一是焦亚硫酸盐是一种粉末,使用和贮藏比较方便;二是这种防腐饲料在应用时不需要中和;三是对贮藏条件无特别要求。

3.鱼粉制法 鱼粉的生产方法有许多种,归根到底是要达到以下三个目的:破坏细胞组织、使油脂溶出;杀死微生物和抑制酶的活性;去掉部分水分,使微生物不能再利用其生长繁殖,另外减少了重量和体积。最简单的是直接把原料经日晒或加热干燥后粉碎成粉。但因产品中含有鱼油,易氧化而使鱼粉质量下降,此法一般较少采用。目前,常用的方法因榨取鱼油方式的不同而分为干榨法和湿榨法两种。

(1)直接干燥法:这是一种设备简单、成本低廉的方法,适用于少脂原料。即将原料切碎后用天然的或人工的方法干燥而成。这样制得的鱼粉质量差,耗能也多。

(2)干压榨法:压油之前完成原料的热处理和鱼粉的干燥。干法压出液体主要是鱼油,水分极少。这样水溶性损耗极少,但对于多脂鱼来说,油脂变性严重,影响鱼粉的质量。

(3)湿压榨法:工序是蒸煮、加热、压榨,此时压出的液体是水和油,然后是干燥,粉和油的质量都好,是现代鱼粉生产的常用方法。

(4)离心法:用离心机代替压榨机的一种湿压榨法,可将原料切得细碎,使其受热时均匀,以制取高质量的鱼粉。这方法对离心机提出较高的要求,也是普通压榨所不能达到的。

(5)萃取法:将干压榨法中的压榨工序,改为用有机溶剂萃取鱼油,可使鱼粉的含油量在1%以下,由于脱脂彻底,因此鱼油产量高,鱼粉质量好。但该法设备复杂,技术要求高,危险性大。

(6)水解法:这一方法生产的产品实际上是蛋白质水解产物,其产品可以是粉末状的,也可以是液体的。水解法可分为酸解、碱解、酶解三类。前两者容易破坏原料中的营养成分,应用不广泛,受到重视的是酶解,既可以利用鱼体内部的自溶解酶,也可以自外部加入蛋白酶。

4.鱼粉湿压榨法生产工艺

(1)工艺流程:原料处理→蒸煮→压榨→打碎→干燥→粉碎→筛析→包装。

(2)操作要点:

1)蒸煮。为了提高蒸煮效果,使热很快传到鱼肉内部,对一些大型鱼体须先加以切块,一般大型多脂鱼切成1~2厘米,少脂鱼切成2~3厘米。多脂鱼鱼块比少脂鱼鱼块小,是因为蒸汽通过多脂鱼层的速度较慢。切块后送入蒸煮器。在实际操作过程中,在进料口物料温度较低,约50 ℃;中段可达80~90 ℃;物料到达出料口时的温度可达100 ℃左右。所以,在设计设备和使用过程中,最好让物料尽快升温,延长物料在80 ℃段的时间,以提高产率。①蒸煮时间与程度:对新鲜原料而言,骨肉分离即可,对一些鱼贝类的下脚料来说,就要具体分析了,若过分蒸煮会使原料变成粥状,给压榨造成负担,固液不易分离;另外,会使部分蛋白质水解造成蛋白质的损失,使得成品鱼粉质量下降;若蒸煮不完全,也就是说原料不熟,则不能最大限度地压出油脂,不仅降低鱼油的产量,而且鱼粉残油率较高也会影响其质量。蒸煮时间的长短,主要是根据蒸煮程度而定,如果鱼鲜度、种类、个体大小、温度不同的话,时间就会不一样。在实际操作时,可以调节螺旋推进的转速。一般来说,鲜鱼可以时间短点,下脚料适当延长点。蒸煮时间一般在10~20分钟。②pH值对蒸煮的影响:pH值降低至酸性,靠近蛋白质的等电点时,压榨液偏多,意味着固液分离效果好。虽然在酸性下压榨液多,但对设备腐蚀性较大。在实际生产中一般不作pH值调整。

2)压榨。压榨操作的目的在于从蒸煮过的原料中最大限度地挤压出油脂。在已经蒸煮的原料中,油脂与蛋白质细胞之间的缔合关系遭到破坏,在压力的作用下,原料的形状、体积和重量都将改变。后者的改变是由于原料中的流体部分(油和水)被迫流出的结果。

从进料口进的物料沿着螺杆轨道(或叶片)不断地被推进,随着螺旋距的不断减少以及螺杆直径的不断增大,压榨机内部的空间越来越小,物料受挤压程度越来越大,这样物料中毛细管中的液体就被均匀地挤压出来,固形物体积变小,又被向前推进,直至从出料口被推出,此时固形物的含水量为48%。压榨时间的长短,可根据原料和出料口处的固形物的含水量而定。操作时可以调节转速,通常的时间是15分钟。

3)打碎。用速碎机将压榨饼打碎,增大其表面积,以利于传热。尽管从理论上讲干燥的物料粒子越小,干燥的效果越好,但也不能打得太碎,因为粒子过细,在干燥机中干燥时,鱼粉容易焦化;另外,粒子过细的鱼粉在干燥时有随排气管排出的可能。

4)干燥。从压榨机出来的压榨饼含有40%~50%的水分,不适宜于贮藏。因为微生物在这样高水分的基质上是容易繁殖的。因此,必须经过干燥,使水分含量降低到10%~20%,才能抑制微生物的繁殖。此外,干燥了的鱼粉可以防止或减轻由于贮藏中油脂水解或氧化而引起的腐败现象。

干燥过程中的质量变化:水分的减少,鱼粉的干燥要求水分含量降到10%左右;油脂产生一系列性质上的变化,不饱和脂肪酸吸氧而产生较低分子量的酸类、醛类和醇类;蛋白质消化率的改变,鱼粉蛋白质消化率的改变发生在原料的蒸煮、干燥和鱼粉的贮藏中,其中以干燥中蛋白质消化率的改变最为显著,这与干燥的温度、时间以及干燥的方法有关(一般干燥温度越高,时间越长,蛋白质的消化率越低)。

干燥工艺今后的趋势是:利用间接蒸汽加热,将热空气作为干燥介质,如用直接燃气加热,则空气直接与鱼粉接触,增加了氧化机会;提高真空度,使氧化分压降低,也即氧气含量降低,减少了油脂氧化的机会;另外,使水的沸点降低,易挥发,缩短了干燥时间,所以蛋白质变性大大减少;高温时间要短,温度和时间对鱼粉质量都有影响,但时间更为重要,所以应采取较高的温度,缩短干燥时间,尽可能地增大介质换热面积,这也是为了缩短时间。干燥时间与介质温度、物料含水量、湿度、干燥设备以及真空度有关。如果用干法蒸干机,则需2~3小时;若用湿法圆盘式干燥机干燥,需1~5小时。

5)粉碎。用粉碎机粉碎。

6)筛析。过筛,筛孔2.80毫米。

7)包装。过筛后由空气流吹入到旋风分离器中,固体降落,自动称重包装。空气还可起降温作用。如果生产的鱼粉短期内销售,不长期储存或运输的话,则不需加抗氧化剂,否则应喷入抗氧化剂,以防鱼油氧化。一般常用的抗氧化剂BHT(二丁基羟基甲苯),加量为万分之6~10。装货用的编织袋应内衬塑料薄膜,既可隔离氧,又可防潮。

(3)相关事项:

1)沉淀。马面鲀及其废弃物的原料含泥沙较多,最好将压榨液打到一大容器中先沉淀出泥沙。否则成品鱼粉中含沙太多,则质量降低。

2)分离。压榨液一般占原料重的60%~70%,所含固形物占总固形物的20%~25%,分离最好分两步进行:第一步将固液分离,固体进入干燥机内干燥;第二步用高速离心机将汁水和鱼油分开,鱼油送去精制,汁水送去浓缩。

3)精制。鱼油置于容器中,盘管蒸汽间接加热,使油温达55~65 ℃,加入烧碱使达到15%,保温后出现絮状沉淀,沉淀8小时,离心两次,得到精油,或加热到45~55 ℃,加水洗3次,而后再用20%的盐水洗3次,得精制鱼油。

4)浓缩。将汁水中固形物含量由6%~7%提高到40%~50%,然后再将其投入到干燥机中干燥。

5)全鱼粉。是将浓缩鱼汁和压榨饼混合干燥而成的鱼粉。它包含了几层意思:其一说明最大限度地利用了原料,因而鱼粉的产量高,营养价值高;其二从经济角度来看,由于产量高了,成本相对低了;其三说明了工艺设备都达到了现代化水平。全鱼粉由于增加了可溶性成分,因此较普通鱼粉易吸湿结块,不能用麻袋包装,可用沥青衬袋或聚乙烯袋包装,既能防潮,又能防氧化。

5.鱼粉的包装与贮运 鱼粉在贮藏过程中的主要变化是氧化和吸湿。油脂氧化的结果会使鱼粉变质发臭,严重者甚至会导致自燃;吸湿的结果则造成微生物生长、繁殖,引起蛋白质分解,并使鱼粉黏结成块。刚生产出来的鱼粉是热的,不宜马上包装,而需要在专用场地摊开,在空气中冷却或在专用冷却设备中冷却。为了防止鱼粉在贮藏中油脂的氧化,可在包装前加入一定量的抗氧化剂。常用的抗氧化剂有二丁基羟基甲苯(BHT)或没食子酸丙酯(PG)等。抗氧化剂添加量一般控制在0.01%~0.1%。

鱼粉的包装最早是用麻袋,后改用纸袋,为了更有效地防止鱼粉在贮藏中被氧化、吸湿和虫蛀等,目前很多包装都用塑料袋。经大量的研究发现,不同波长的光线对氧化也有一定程度的影响,一般用黑色塑料袋包装效果最好。

在贮藏中,鱼粉袋应堆成单一的桩子,堆与堆之间应留有空隙,以利通风。袋内温度不能超过60 ℃,否则要取下降温。最理想的方法就是放在具有恒温而又保持良好通风条件的仓库中贮藏。

在运输中,也必须保持鱼粉充分、连续地通风。还要避免日晒雨淋,否则将会使油脂氧化、霉变,造成鱼粉质量的下降。