高晓光，吕 蒙，臧芳波，高 赛，崔 玥，王世杰

（河北科技大学生物科学与工程学院，河北 石家庄 050018）

小龙虾学名克氏原螯虾（Procambarus clarkii），又称淡水小龙虾，隶属于节肢动物门甲壳纲十目足鳌虾科原鳌虾属，原产自北美洲，是一种穴居入侵型红沼泽鳌虾，20 世纪30 年代经日本引入我国后迅速繁殖[1]。小龙虾肉质鲜美、口感独特、易于消化，备受人们喜爱。由于其适应能力强、生长速度快、产量高，促进了人工养殖业的迅速发展[2-3]。现阶段，我国小龙虾养殖主要分布在江苏、湖北、江西、安徽等长江中下游地区，养殖产量、加工流通量逐年增加，已成为我国重要的养殖经济虾类，并逐渐形成了较为完整的产业链[4]。

小龙虾具有高蛋白（18%～20%）、低脂肪（0.8%～2.8%）、必需氨基酸种类齐全、微量元素比例适宜等优势，是一种营养丰富的水产品，近年来国内外对其需求量不断增加[5]。但是小龙虾养殖的季节性很强，一般当年11 月至次年4 月为淡季，几乎有半年时间消费者吃不到新鲜小龙虾，且由于小龙虾在加工和运输过程中容易生病和受伤，导致成活率和产品质量降低，极大影响了小龙虾的品质[6]。目前，国内小龙虾主要以生鲜产品、冷冻初加工和低温熟食制品的形式销售，其常温保质期短，限制了销售市场，因此亟需根据小龙虾的特性，研究安全有效的加工保鲜技术，以满足小龙虾产业的需求。

1 小龙虾加工现状

小龙虾产业是消费主导的渔业融合型产业。近年来，小龙虾产业发展迅速，养殖产量和面积大幅增加[7]。据统计，2018 年共养殖小龙虾164 万t，其中49万t 被加工成冷冻小龙虾尾、小龙虾肉和调味小龙虾，总产值284 亿元人民币[8]。2019 年，我国小龙虾产业总产值达4 110 亿元，同比增长19.28%，其中以餐饮业为主的第三产业产值占总产值比例最大，为72.02%；以加工业为主的第二产业增幅较大，为55.48%[9]。2021 年受新冠疫情影响，国际贸易形势变化，小龙虾出口量下降，国内小龙虾加工业在此影响下，进入快速发展阶段，初级加工业有望获得较大发展，配套的冷链物流和配送规模随之扩大，加工技术不断完善，精深加工也将稳步发展[10]。

随着我国社会经济的快速发展和人均可支配收入的不断提高，消费者对包括水产品在内的食品需求也从单纯追求数量转变为更加注重质量和安全，加工业越来越受到研究者的关注[11]。小龙虾初级加工产品主要有虾仁（去头、去壳）、虾尾（只去头、不去壳）、整只的原味虾（不去头、不去壳）以及调味小龙虾，调味小龙虾可分为国际风味虾（欧式茴香虾、美式辣粉虾等）和中式风味虾（麻辣虾、香辣虾、蒜泥虾、十三香虾、油焖虾等）[12]。在加工过程中，小龙虾通常需要进行剥壳处理，然而即使由高技能人员进行剥壳操作也会损害小龙虾肉，且效率和产量较低。目前，研究者们已经开发出多种新型剥壳技术，例如机器辅助人工剥壳技术、冷冻处理技术、热处理技术等[13]。Shao 等[14]研究了超高压处理技术对小龙虾剥壳量和肉质的影响，发现小龙虾脱壳的最佳处理条件是200 MPa，此条件下小龙虾虾肉产量最大，硬度、弹性和粘结性都显著增加。

小龙虾的精深加工主要集中在对小龙虾副产品资源的加工方面：如利用小龙虾副产物加工制作调味料，制备虾青素、甲壳素、壳聚糖、几丁聚糖等[15]；从虾壳中提取的甲壳素，是制作护肤品的原料之一；甲壳素的衍生制品壳聚糖可用于减肥。这些高附加值的产品在国内外被广泛使用，创造了可观的经济收益。

2 小龙虾的保鲜技术

随着小龙虾加工产业的不断发展，经过多年研究及相关技术的进步，在小龙虾保鲜方面已有很好的成果用于防止其在运输及保鲜阶段出现腐败变质。

2.1 冷冻保鲜

小龙虾水分含量高，微生物容易生长，虾中的蛋白质在微生物和内源酶等因素的作用下发生氧化和水解反应，导致质量和商品价值下降[16]。冷冻保鲜技术能有效地抑制微生物的生长，延长食品的储藏期，且最大限度地保持小龙虾的营养成分，是一种传统的保鲜技术[17]。冷冻保鲜效果受多种因素的影响，基本概括为两个方面，一是原料本身的，如：种类、新鲜度、微生物的初始数量；二是冷冻工艺因素，如：储藏时间、冷冻温度、冷冻速率和冷冻保护剂等的选择。Shi等[18]以生鲜小龙虾为原料，在冷冻温度为-18 ℃时，测定不同冷冻储藏时间下小龙虾的生化和物理特性。研究发现，随着储藏时间的延长，小龙虾Ca2+-ATPase 活性显著降低，这是因为随着冷冻时间的延长，产生的冰晶体积逐渐变大，破坏了冷冻产品细胞的微观结构，加剧其内部的机械损伤。至第24 周储藏结束时，小龙虾的Ca2+-ATPase 活性几乎为零，小龙虾的糊状结构发生了严重的改变，品质劣化，硬度显著增加，试验结果表明，小龙虾冷冻温度为-18 ℃时，较佳保质期为1 个月。赵立等[19]研究了熟制小龙虾肉经-20 ℃、-30 ℃冷冻处理后在-18 ℃储藏过程中品质的变化，发现这2 种冷冻处理方式对小龙虾储藏品质影响的差别不大，所以工厂速冻熟制小龙虾肉可采用-20 ℃处理。

冷冻速率会影响冰晶的数量、大小和形态，进而影响肉制品的质量，特别是大的、不规则的冰晶会严重导致肉制品结构的损伤。不同的冷冻速率会在肌肉上引起不同大小的空洞，冷冻速率慢，形成晶核的数目少，冰晶体积大，大的空洞会导致肌肉细胞结构的严重扭曲。然而在小龙虾制品加工中，冷冻速率的提高对小龙虾品质的影响较小。Zhao 等[20]在试验中控制冷冻温度为-20 ℃，冷冻保藏6 个月，发现不同冷冻速率对小龙虾新鲜度的影响无显著差异，说明过快的冷冻速率并非必要。

冷冻技术虽然已成为一种常用的食品保鲜技术，但由于冰晶的形成和生长会导致小龙虾组织破裂、脱水、蛋白质变性，从而使其风味、保水性和营养价值下降；此外，当解冻和加热时虾仁汁液流失增多，也会出现肉质变硬、易碎，口感粗糙，外观色泽变暗等现象[21]。近年来，有研究者研制了能够降低肌肉或其他生物组织中冰晶生长速度的防冻化合物，来减少冷冻技术对小龙虾品质带来的不利影响。Yasemi[22]发现风味蛋白酶水解物不仅可以抑制小龙虾肌球蛋白的变性，而且可以减缓肌肉中脂质氧化速率，故其可作为一种冷冻保护剂运用于小龙虾加工保鲜过程。

2.2 杀菌保鲜

初始微生物数量是影响小龙虾货架期的主要因素之一[23]。为了有效地对小龙虾产品保鲜，已有多种工业化杀菌方式应用到小龙虾加工中。一般常用的有巴氏杀菌技术和超高压杀菌技术等。巴氏杀菌技术是一种利用相对较低的温度杀死病菌的消毒方法，能最大限度地保持产品原有的风味和品质，但只能杀灭一部分腐败菌，利用该技术进行杀菌的产品货架期较短[24]。张永进等[25]采用16S rRNA 高通量测序分析了巴氏杀菌后即食小龙虾食品的腐败菌菌相组成，发现苏云金芽孢杆菌和粘质沙雷氏菌是该小龙虾食品的优势腐败菌，因而可以针对性地开发防腐保鲜剂，来弥补巴氏杀菌保鲜技术的不足。

超高压杀菌技术是指将食品密封在容器中，以水或油作为压力传递介质，在常温或略高于常温下进行100～1 000 MPa 压力处理的方法，该技术是食品加工和保鲜方法的一项创新，能够有效杀死微生物并最大限度地保持产品的原始品质[26]。超高压杀菌技术是对传统的热处理杀菌技术的改良，最早被应用于水产品中牡蛎的杀菌保鲜，通过研究发现，此技术不仅杀菌效果明显，而且绿色安全，成为当今世界热点研究专题之一，其也在小龙虾及其制品的杀菌保鲜中得到广泛应用。李肖婵等[27]以即食小龙虾为研究对象，比较了超高压杀菌技术与巴氏杀菌技术对试验样品品质和货架期的影响。结果表明，经超高压杀菌处理的即食小龙虾不仅色泽、硬度、黏着性、咀嚼性略优于巴氏杀菌组，而且货架期延长了2 d。谢慧明等[28]采用超高压技术对生鲜小龙虾进行杀菌处理，发现压力大于343 MPa，处理温度高于55 ℃，处理时间超过10 min时，金黄色葡萄球菌的数量可以降低至符合国家标准。因此，超高压技术对小龙虾及其制品中的微生物具有良好的杀灭效果，可以大大提高小龙虾及其制品的安全性，延长其货架期。

超高压杀菌虽然对微生物有较好的致死作用，但其会使产品的蛋白质变性、氨基酸降解，并一定程度地影响产品质构和风味，使其容易失去固有的理化性质和风味[29]。近年来，为了更加有效地保持小龙虾产品的品质，延长货架期，众多科研工作者探究出多种新型、高效的小龙虾杀菌保鲜技术。张泽伟等[30]通过对恒定压力下的饱和蒸汽继续加热，使温度达到相应的沸点以上，用产生的热蒸汽对小龙虾进行杀菌。试验发现，与传统的巴氏杀菌技术相比，过热蒸汽杀菌由于温度更高、传热更快、产品受热更均匀、灭菌时间更短，灭菌效果更彻底，且挥发性风味物质的散失较少，是一种良好的小龙虾杀菌保鲜技术。

2.3 包装保鲜

包装是小龙虾及其制品保鲜过程中的重要环节，其不仅能减少外界带来的物理（挤压、擦伤和冲击）、化学（紫外线）和生物（微生物）损害，而且能为消费者提供相关营养成分、产品特性等基本信息[31]。小龙虾的包装保鲜技术主要包括真空包装和气调包装[32-33]。真空包装一般用于冷冻生鲜小龙虾的储藏，但是真空会使虾肉的颜色变暗，货架期较短[34]，因此，需要开发更好的包装保鲜技术来保存小龙虾。近年来，研究发现气调包装技术可以抑制虾肉中的腐败微生物，适当的气体组合还有助于降低虾肉脂质氧化程度[35-36]。已经有多项研究发现，二氧化碳作为气调包装中一种重要的活性气体成分，在抑菌方面起主要作用，其能通过增加腐败微生物的滞后期和产生时间来延长小龙虾的货架期[37-38]。Chen 等[39]发现采用含有80%CO2、10%O2和10%N2的气调包装能有效抑制微生物生长，同时最大程度地减少预煮小龙虾尾的脂质氧化和颜色劣变。

包装材料的选择对小龙虾储藏时间的延长有着非常关键的作用。常用的包装材料有聚乙烯（PE）、聚对苯二甲酸类塑料（PET）、聚酰胺（俗称尼龙，PA）等[40]。李肖婵等[41]探究了不同复合包装材料对即食小龙虾品质的影响，试验研究表明，经铝箔复合袋包装的即食小龙虾品质较高，货架期较长，但和尼龙相比铝箔的成本较高，故实际生产中一般还是用尼龙进行包装。

2.4 辐照保鲜

辐照保鲜技术也被称为“冷巴氏杀菌法”，是一种利用电离辐射与食品相互作用，实现杀灭微生物的食品保鲜技术。研究发现，辐照保鲜可以通过改变微生物分子结构来抑制其生长繁殖[42]，通过使食源性致病菌失活来保证食品质量[43]。辐照保鲜所需的高能量辐照可能会导致食品中的骨头等高密度物质产生潜在的放射性。因此，目前国际允许用于生产电子束辐照的最大能量为10 MeV 100 kGy，允许用于X 射线的最大能量为50 kGy[44]。

辐照保鲜技术的作用形式主要有γ 辐照（由放射性同位素137Se 或60Co 产生）、X 射线（来自X 射线管或线性加速器）和电子束辐照（由线性或其他加速器产生）3 种[45]。γ 射线主要是没有质量的光子，穿透能力最强，多用于食品内部杀菌。但其能量沉积在目标物中的速率即剂量率，明显低于X 射线和电子束辐照，从而影响了其商业化[46]。目前在食品中应用的多为电子束辐照技术，其具有低能耗、无污染、杀菌彻底等优点，且在水产品中的杀菌效果较好[47]。瞿桂香等[48]使用不同剂量的电子束辐照即食小龙虾，发现辐照可促进小龙虾中的蛋白质分解，增加小龙虾总氨基酸、必需氨基酸和呈味氨基酸含量，提升其风味和营养价值，延长货架期。但当电子束辐照剂量上升至7 kGy 时，小龙虾虾肉肌原纤维出现断裂，二甲基含硫化合物迅速增加，感官品质下降。该研究认为，使用6 kGy 剂量的电子束辐照处理即食小龙虾，既可保持其较好的感官品质，也能极大地延长货架期。陈东清等[49]分析了剂量分别为2.31、4.26、6.41、9.13 kGy 的高能电子束对蒸煮小龙虾的影响，发现辐照后的小龙虾货架期分别可延长2、8、10、13 d。随着辐照剂量增加，小龙虾a*值和气味变化也相应增加，二甲基二硫化合物逐渐增加而产生辐照异味。该试验结果表明，6 kGy 是小龙虾的较适电子束辐照剂量。刘春泉等[50]研究了γ 辐照对出口冷冻虾仁的保鲜效果，发现3～5 kGy 的辐照剂量可杀灭冷冻虾仁中99%以上的大肠杆菌和霉菌。辐照后虾仁中的氨基酸含量增加了0.33%～24.6%，挥发性盐基氮值下降；-7 ℃时，储藏期可延长6 个月，且解冻后的虾仁肉质紧实有弹性，与鲜虾仁相似。

2.5 食品保鲜剂的添加

食品保鲜剂是指在食品加工储藏过程中为保持食品原有色、香、味，延长货架期，提高食品品质而使用的一种添加剂[51]。根据来源不同，食品保鲜剂可分为化学保鲜剂和生物保鲜剂两种。目前食品工业化生产中主要使用的化学保鲜剂有山梨酸钾、丁基羟基茴香醚（BHA）、二丁基羟基甲苯（BHT）等，但化学保鲜剂具有一定的毒害作用，安全限量也存在争议[52]。生物保鲜剂主要来自生物体本身或其代谢产物[53]，具有绿色安全的特点，逐渐成为食品保鲜剂方面的研究热点。于晓慧等[54]选用茶多酚、壳聚糖、ε-聚赖氨酸3 种生物保鲜剂处理小龙虾，发现这3 种保鲜剂单独使用时的最适浓度分别为茶多酚2.5 g/L、壳聚糖4.0 g/L、ε-聚赖氨酸0.2 g/L；复合使用的最适浓度分别为茶多酚2.5 g/L、壳聚糖5.0 g/L、ε-聚赖氨酸0.25 g/L，且茶多酚与壳聚糖、茶多酚与ε-聚赖氨酸对小龙虾保鲜效果的交互作用均显著。处理后的小龙虾感官品质下降速率减缓，微生物增长速率、挥发性盐基氮值和鲜度指标K 值增长速率均有所降低，（25±1）℃时货架期由6 d 延长至15 d。

2.6 复合保鲜

一般来说，单一的保鲜技术杀菌作用不理想，效果有限。因此，将两种及以上的保鲜技术结合起来，往往能更好地达到预期效果。杜苏萍等[55]首次将酸性电解水与超高压技术结合对虾仁进行处理，发现处理后的虾仁中副溶血性弧菌最终污染量从1.98 lg（CFU/g）下降至-2.53 lg（CFU/g），使每万人中因食用虾仁而患病的平均人数下降至20 人，风险降低率为98%。张昊宇等[56]研究表明，辐照结合酸性电解水对淡水小龙虾虾仁的杀菌效果比单一电解水处理或单一辐照处理更有效。电子束辐照剂量为4 kGy时结合酸性电解水处理，能够在保持小龙虾感官和质构的同时，达到显著杀菌效果。

3 总结与展望

通过长期的探索与实践，小龙虾加工技术的研究已经取得了极大的进展。小龙虾产品层出不穷，现今小龙虾除被加工成即食整虾、虾仁、虾球等外，还将加工过程中产生的大量虾头、虾壳等废弃物制成营养增强剂、调味品进行综合利用。随着加工业的快速发展与消费者对小龙虾品质要求的提高，对小龙虾保鲜技术的关注度也日益增加。目前小龙虾保鲜技术多选用冷冻保鲜、超高压保鲜、辐照保鲜、添加食品保鲜剂等。小龙虾的加工与保鲜技术虽然种类很多，但是每种技术各有优缺点，且对小龙虾的保鲜机理尚不明确。未来研究工作者应在现有技术的基础上，不断地探究新型加工保鲜技术，将传统方法与新型技术相结合，弥补不同技术在实际加工过程中的不足，提高小龙虾资源的经济价值，促进小龙虾产业蓬勃发展。