贻贝壳肉分离技术与装备的应用现状及发展趋势

摘要 壳肉分离是贻贝加工中必不可少的一道工序，壳肉分离的效率最终影响着后续加工的品质。对现有壳肉分离技术与装备的应用现状进行分析，对不同壳肉分离方法的优缺点进行比较，总结我国目前贻贝壳肉分离技术存在的问题，并提出了拟解决方案，同时对贻贝壳肉分离技术与装备的发展趋势进行了展望，以期丰富贻贝壳肉分离理论基础，为我国贻贝壳肉分离技术创新和设备研发提供一定的参考和借鉴。

关键词 贻贝;壳肉分离;技术;装备;应用现状

中图分类号 TS254.3  文献标识码 A  文章编号 0517-6611（2022）05-0008-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2022.05.003

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Application Status and Development Trend of Mussel Shell Meat Separation Technology and Equipment

SHENTU Liu-fang1，2， LIU Han2，WU Xuan2 et al

（1.College of Art Design，Jiangsu Ocean University，Lianyungang，Jiangsu 222005;2.College of Mechanical Engineering Jiangsu Ocean  University，Lianyungang，Jiangsu 222005）

Abstract Shell and meat separation is an indispensable process in mussel processing， and the efficiency of shell and meat separation ultimately affects the quality of subsequent processing. This article analyzes the application status of existing shell meat separation technology and equipment， compares the advantages and disadvantages of different shell meat separation methods， summarizes the problems existing in the current mussel shell meat separation technology in China， and proposes a proposed solution. The development trend of shell meat separation technology and equipment is prospected， in order to enrich the theoretical basis of mussel shell meat separation， and provide a certain reference  for China mussel shell meat separation technology innovation and equipment research and development.

Key words Mussels;Shell and flesh separation;Technology;Equipment;Application status

基金项目 江苏省集成创新项目（NJ2020-22）。

作者简介 申屠留芳（1965—），女，浙江东阳人，教授，博士，硕士生导师，从事产品结构设计、农业装备设计与制造研究。

收稿日期 2021-06-15

我国海洋渔业资源得天独厚，拥有超过1.8万km的黄金海岸线，我国也是世界贻贝养殖大国，2019年贻贝养殖面积为47 155 hm2，贻贝养殖产量达870 652 t[1-2]。贻贝养殖产量占海水贝类养殖总产量的6%，是海水养殖业的重要组成部分[3]。我国贻贝养殖产量、产品价格等与其他国家相比具有较强的优势，加工保鲜也具有一定的水平。由此可知，合理的开发利用海洋贻贝资源对促进我国海洋经济发展具有重大的意义[4]。

我国贻贝养殖发展迅猛、产量大，但由于生鲜食品不易保存，易发生腐败变质，故将贻贝脱壳去肉进行加工以达到长期贮藏的目的。该研究拟对贻贝结构及贻贝壳肉分离技术进行综述，并对其发展前景进行初探，以期为我国海洋贻贝壳肉分离技术的发展提供参考。

1 贻贝概述

贻贝又名“壳菜”“海虹”，是我国重要的养殖贝类之一。贻贝科的种类很多，仅我国沿海就有30多种，其中10种具有较高经济价值，贻贝生命力强，易于人工养殖[5]。我国山东、辽宁、浙江、福建、广东、海南等沿海省份都有广阔的养殖海域[6]。 贻贝肉具有免疫调节及抗肿瘤、抗氧化、抗衰老、降压活性等[7]。李江滨等[8]研究了翡翠贻贝多糖（PVPS）对D-半乳糖致衰老模型小鼠的抗氧化和免疫功能调节作用，结果显示注射翡翠贻贝多糖后衰老模型小鼠血清和脑组织SOD、GSH-PX血清1L-2、IFN-γ和脾淋巴细胞增殖反应率显著降低，表明PVPS具有抗衰老作用。

1.1 贻贝的结构组成

贻贝在贝类分类学上隶属于软体动物门，瓣鳃钢，异柱目，贻贝族，贻贝科，是一种营足丝附着生活的双壳类软体动物[9]。贻贝生理机构如图1所示，贻贝壳皮颜色主要为黑色，壳内面呈灰蓝色，具有珍珠光泽由背部韧带向下绕壳后缘至腹后缘末端有一宽灰黑色边缘壳表的壳皮绕腹缘卷向内缘，贻贝腹部靠近壳顶的部分生长足丝，足丝较为细长且呈现金黄色[10-11]。养殖贻贝依靠足丝群固在苗绳上，故捕获后的贻贝大多聚结在一起，聚结贻贝的个体分离也是贻贝壳肉分离的重要工序之一。

1.2 贻贝开壳概述

贻贝壳肉分离分为依靠机器强制剥离和松弛闭壳肌2种方法[12]。机器强制分离是通过刀具或开壳设备打开贝壳取出贝肉，早在1907年，Torsh等[13]就首次申请了贝类自动脱壳机专利。该机器可以打开贝壳，还可将壳肉分离。但是，此机器切割贝肉时不能准确判断闭壳肌位置，从而造成大量贝肉浪费，并且无法保证食品安全，不适应目前贻贝产业的发展。松弛闭壳肌是通过高温、高压、微波等方法使闭壳肌脱落，从而实现贻贝的壳肉分离。与发达国家相比，我国贻贝壳肉分离技术和设备存在较大差距，壳肉分离理论匮乏，加工机械化水平低[14]。为了促进贻贝产业经济效益的提高和产业规模的扩大，研制价格适当、壳肉分离效率高的设备对我国贻贝产业的发展具有重大意义。

2 贻贝壳肉分离技术

2.1 传统壳肉分离技术

2.1.1 人工壳肉分离。

人工开壳是指采用刀具或特制小工具沿着贝壳的缝隙切入，再用力将贝壳撬开，把贝肉从壳体中强制分离的方法[15]。如图2所示，该图片展示的是江苏省连云港市宋庄村村民给生蚝进行壳肉分离作业的场景。这种开壳方法能保持贝肉的生鲜状态，营养流失少，但开壳效率低，由于开壳刀具和贝壳边缘比较锋利，工人易受伤害，存在一定的危险性，给开壳取肉带来不便[16]，食品卫生也很难保证。特别是对于贻贝闭壳肌较为紧凑的贝类，在不受伤害的同时需要工人有较高的技巧。另外，贝类手工脱壳是劳动密集型产业，随着劳务费的增加，人工开壳已经不能满足加工企业的发展需求，迫切需要采用机械来代替人工。

2.1.2 热力壳肉分离。

热力开壳通过加热使闭壳肌松弛或灭活，主要包括蒸煮开壳和蒸汽直喷开壳2种方式[17]。加热处理的方式不仅使贻贝容易开壳，而且还能起到灭菌的作用，保证贻贝的食用安全。Martin等[18]设计出利用高压蒸汽实现牡蛎自动化脱壳的装置，但该装置分离后的壳肉仍然混合在一起。杨炬等[19]设计了一种新型贻贝壳肉分离设备，该设备新增了震荡装置（图3），开壳后的贻贝经过震荡装置的筛选，使得贻贝肉掉入底板而贻贝壳停留在筛板上，贝肉经传送装置可送入收集筐中，最终实现贻贝的壳肉分离。但最终得到的贻贝肉为熟制品，导致部分营养和呈味物质流失、活性物质受到破坏、蛋白质变性及肌肉缩水等，造成贝肉的品质和口感下降，影响后续加工[20-21]。

2.2 前沿开壳技术

2.2.1 超高压壳肉分离。

超高压开壳法是将贝类放置在密闭的超高压容器中，利用超高压力迫使贝类闭壳肌纤维和壳体的黏连组织在压力作用下松懈，致使肉与壳之间的蛋白质明胶化，失去弹性和束缚，从而达到脱壳的目的[22-24]。该方法在解决贝类脱壳的同时消灭贝肉中携带的有害微生物[25]。He等[26]对超高压脱壳技术做了进一步研究，确定将牡蛎置于310 MPa的超高压下，脱壳率达到100%。宁波大学罗华彬等[27]设计出一种瞬时压缩、作用均匀、操作安全、耗能低的贝类超高压脱壳设备，可将脱壳后的壳肉进行分离。日本NC Hyperbari公司研发的超高压扇贝壳肉分离设备，对扇贝施压600 MPa、保压3 min即可实现扇贝的壳肉分离。但由于超高压设备成本高，大多停留在实验室应用阶段，难以实现规模化应用（图4）。

2.2.2 激光开壳。

激光开壳法是将激光束直接对准闭壳肌，闭壳肌在高能量的激光束照射下从贝壳表面脱落[28]。该方法开壳率高、切面平整、对贝肉营养的破坏较小，在食品加工方面具有很高的实用价值[29]。芦新春等[12]的研究表明，70 W激光辐射1 min左右就能使扇贝闭壳肌脱落。由于机械视觉、图像处理等技术在贻贝开壳领域运用并不成熟，闭壳肌无法被准确识别，开壳效率较低，且在贻贝开壳后，无法将开壳后的贻贝肉与贻贝壳进行有效地集中分离，因此较难实现壳肉分离的连续化与规模化，在实际生产中应用较少[30-31]。

2.2.3 水射流壳肉分离。

水射流脱壳是利用高速水流对贝类指定位置进行冲击，由于壳肉密度不同，最终利用水流作用将脱壳的贻贝肉与贻贝壳进行分离收集。Sugiyama[32]在其发明的负压吸附法剥离海湾扇贝贝柱试验的样机中采用高压水射流将扇贝的壳肉进行分离（图5）。解秋阳[33]对水射流剥离贝柱进行试验设计分析，发明了以水射流剥离为原理的海湾贝柱脱壳样机。

3 贻贝壳肉分离存在的问题及拟解决方案

3.1 贻贝足丝的切割及分离技术

从目前的研究及运用效果来看，应进一步加强贻贝壳肉分离预处理技术的研究，捕捞后的贻贝在尾部足丝的作用下紧紧缠绕在一起，目前多采用人工对其进行个体分离，作业环境艰苦、作业效率低下，过短足丝可能无法完全清除，这对后续的壳肉分离作业带来极大的隐患。

3.2 贻贝壳肉分离后鲜贝肉的获取

迄今为止，对贻贝冷加工壳肉分离的研究及相关设备较少。目前国内在贻贝壳肉分离流程中对其开壳工艺主要采用热处理加工的方式进行全剥壳，例如加热脱壳、微波脱壳、红外脱壳等，但这些技术最终得到的是蒸熟的肉质，不能得到新鲜的贝肉，这与许多国家的饮食习惯相悖，让消费者产生抗拒心理[34]，不利于促进贻贝加工技术的多元化。

3.3 贻贝肉大小等级筛选装置的缺乏

目前现有壳肉分离设备的智能化程度较低，对于不同品种贻贝的壳肉分离作业，仍需对贻贝个体分离及脱壳装置进行单独设计。同时，还需人工对脱壳后不同大小等级的贝肉进行反复筛选，再进行包装出售，分离效率低、人力成本高，不利于贻贝壳肉分离产业化的发展。

4 贻贝壳肉分离技术与装备的发展趋势

4.1 贻贝壳肉分离的全程自动化

贻贝壳肉分离可分为预处理、开壳、贝肉脱壳、壳肉分开、贝肉筛选等环节。目前我国贻贝壳肉分离作业呈现局部机械化、整体人工化的局面，难以实现作业的标准化、机械化、连续化。要全面实现机械化，要在各个环节必须采取机械代替人工，优化开壳技术与工艺，研发出成套设备进行集中控制，实现贻贝连续化壳肉分离作业，满足贻贝大批量加工需要。