張曉琳
在工業(yè)加工將重點從魚貝類轉移到商業(yè)產品之后,魚貝類副產品則占據魚貝類產品的70%之多。因此,本文的目的是評價副產品的使用所面臨的重要挑戰(zhàn)及其最現實性的選擇。某些副產品比如來自魚類分割加工的魚頭,魚架以及魚片可以直接作為食物食用,并且通常情況下,這些副產品可以轉化為比如可用作擴大養(yǎng)殖業(yè)的飼料原料,即使有時仍存在一些意見,認為副產品很大程度上并不能用于產生高價位的產品。
在過去的30年中,每年野生魚類的總捕獲量達到了約9000萬噸(MT),并且在同時期內,魚類養(yǎng)殖生產業(yè)呈現出每年8-9%的增長。2010年,68.4 Mt(76%)的野生魚直接用于人類消費,而15MT(17%)則用于魚粉和魚油的生產。2010年,用于人類消費的養(yǎng)殖魚的總量,其中包括其他水生動物如甲殼類和軟體動物為59.9MT。自從魚類在被消費者購買和食用之前,進行了不同程度的加工之后,使用“人類消費”這個詞,從嚴格意義上講并不是非常準確。根據不同 的市場,有些魚種則完全不需要加工,而其他的,尤其是比較大型的魚類在實現其最終用途之前,均被廣泛的加工成魚片或部分魚片。副產品主要來自于工業(yè)規(guī)模漁業(yè)和水產養(yǎng)殖的加工魚。主要集中在發(fā)展中國家的小規(guī)模漁業(yè),在提供給消費者之前,一般不會對魚類進行任何的加工。在其他國家比如西班牙、葡萄牙和挪威等國中的小規(guī)模漁業(yè),則在海中對魚類進行加工,并且常將副產品直接丟棄,或者將圓魚帶上岸,之后在工廠中對其進行加工,以使其副產品可用于其他有用的用途。
本文的目的是對將魚類加工后得到的副產品生產成各種商業(yè)化產品的挑戰(zhàn)性和可能性進行評價。并重點強調了如何能夠將更多的魚類用于人類消費。
副產品的回收
2011年,在挪威,大約有200000噸在公海捕獲和加工的野生魚類的副產品被丟棄,然而,所有的養(yǎng)殖魚的加工的副產品卻均得到了利用。相對較大的拖網漁船可以容納在船上進行工業(yè)加工的設施并且固體副產品可通常在現代船舶中轉化成魚粉,其最常用的方法是通過簡單的處理將其加工成所謂的壓縮餅粕。而含有可溶性營養(yǎng)素和脂類的壓縮汁通常在海上被丟棄。
副產品作為食品
含肉副產品比如魚頭,魚架以及魚肚子以及部分內臟比如肝臟和魚卵均具有良好的營養(yǎng)價值。富含高質量的蛋白質和長鏈ω-3脂肪酸脂。此外,還經常富含微量營養(yǎng)素比如維生素A、D、核黃素、尼克酸以及如鐵、鋅、硒、碘等礦物質。將副產品升級為可供人類消費的聯發(fā)產品的一個重要步驟是將在食品生產中應用的如良好生產規(guī)范(GMP)和危害分析與關鍵控制點(HACCP)用于副產品生產中。但由于目前不適當的處理設施,以及缺少相關的設備和人類成本,這往往是不可能的。
金槍魚加工行業(yè)是將傳統(tǒng)的副產品轉變成可供人類食物并得到良好發(fā)展的一個成功案例。金槍魚物種的捕獲是最重要的全球漁業(yè)之一,每年捕獲量4MT之多。大多數的金槍魚被加工成罐頭或僅使用平滑肌的魚腰產品,從而可導致60%-70%的副產品產量此外,在國內市場上,也對一些來自于金槍魚加工的其他增值產品進行加工及銷售以用于人類消費。例如一些傳統(tǒng)的副產品如魚頭,魚尾,魚肝,魚心及魚卵。最近的一項研究表明,傳統(tǒng)的包括烘干和研磨的金槍魚魚架食物,深受加納學校的學生們的喜愛。
將副產品加工成魚粉和魚油
自從擴大水產養(yǎng)殖是迄今為止這些產品的最大用戶以來,使用副產品并將其加工成魚粉以及魚蛋白水解物和魚油則是一種直接提供健康食品的方式。在過去幾年中所看到的魚粉和魚油的價格的增長(圖1a與1b)則表明這些產品將不再被視為低價值的產品。價格的增長則是由日益增長的需求以及用于魚粉和魚油生產的野生深海魚數量的減少而造成的,由于對不規(guī)范的飼料漁業(yè)的更嚴格的配額和更多的控制以及直接用于人類消費的遠洋魚的使用的增加使得野生深海魚的數量不斷減少。然而,同時,從魚的加工而獲得的魚粉副產品的生產則得到了不斷的增加。根據Jackson (2009),在2007年,有25%的可用魚粉來自于副產品,然而,最近的估計則表明,在2010年,該百分比已經增加到36% .
傳統(tǒng)的魚粉和魚油的生產是一個多步驟且需要能量的過程,其需要大量的原材料并在相當長的時間內進行合理的投資和成本運行。傳統(tǒng)的加工方法通常被認為是過于昂貴的,有一種低成本的方法,其只需要在最初的濾餅過程中便可干燥生成魚粉,在菲律賓的金槍魚副產品加工中得到了應用并且也在之前描述的一些漁船上得以應用。并將可能采用薄膜技術替代傳統(tǒng)的從壓榨的汁液中恢復營養(yǎng)成分的方法。
圖1 2003年-2013年6月期間,魚粉(a)和魚油(b)相對于豆粕和豆油的價格變化圖
來自副產品的功能性和生物活性成分
大量的科學評論已經發(fā)布了關于在處理魚類和甲殼類動物之后獲得的副產品并將其生產成高價值的產品比如甲殼素和殼聚糖膠原和明膠,酶和生物活性肽骨可能性以及色素的可能性的研究。盡管經過了多年的廣泛研究和發(fā)展,仍然只有極少數的基于魚類副產品的高質量的產品出現在市場上并進行大批量的銷售。
雖然可將膠原蛋白用于某些化妝品中,但其主要是變性明膠并用于制藥用途,其可做為食品成分而具有改善彈性、一致性和穩(wěn)定性等性能。
在甲殼動物的外殼出現的生物高聚物-甲殼素,以及甲殼素脫乙?;漠a物-殼聚糖已經證明在很多的領域比如食品技術,醫(yī)療產品,在化妝品以及工業(yè)生產過程中均具有潛在的應用性。然而,與在試圖從魚廢物中生產明膠的行業(yè)中遇到的一些障礙相同,該生產過程中所遇到的障礙也是與從固態(tài)甲殼動物廢物中工業(yè)化的分離出高質量的甲殼素相關。殼聚糖的提取可能會有所不同,但據報道,其只有蝦殼干重的10%。從甲殼類動物加工而得到的頭或殼非常容易變質,必須以定期且相對大量,并且經濟的經營加工方式進行 。
魚類和甲殼動物中可能含有在哺乳動物相應的分子中并沒有發(fā)現的獨特屬性的蛋白質和酶。這可能是一種具有特別高的生物活性的蛋白質,或者是在較低溫度的高比活性,以及在較低溫度下一種穩(wěn)定性的酶。已經有文章提出,來自捕獵的或養(yǎng)殖品種的副產品可以作為酶的來源并具有在食品加工以及其他應用的潛能。我們認為,在大多數情況下,其在商業(yè)規(guī)模上,并不會取得成功,其原因是副產品質量的可變性并且通常是在比較小的數量中發(fā)生變化。
加工魚副產品最現實性的使用是將其作為食物或通過生產飼料原料間接作為食物。在全球范圍內,或者至少是對一些魚種來說,對魚產品的需求均比較強烈,并且來自陸地加工的含肉副產品正越來越多的用作人類食物。然而,副產品至專門設計滿足人類消費需求的所謂的增值產品的升級,其所實施的質量保障體系比如HACCP和GMP,其想要現有的所有的加工設施中得以實施將是不可能的。從副產品中分離出來的高價值的生物活性化合物除了可從某些材料中獲取長鏈ω-3脂肪酸外,在多數情況下,并不具有太多現實性的意義。造成這種現象的重要原因是缺乏現有的市場,利基市場可用的高價值副產品的量太小,分離特定成分的成本高昂,并且分類出來的成分含量非常之低,與本文所提出的相關的挑戰(zhàn)則是對一種潛在的營養(yǎng)產品的需求。此外,如果在副產品中確定了一種具有商業(yè)價值性質的成分,通常情況下,會采用化學合成或轉基因微生物的方法進行更便宜和更穩(wěn)定的生產。
感謝特羅姆瑟大學于2013年春天,在聯合國糧食與農業(yè)組織學術公休期間提供的財務上的支持。并且非常感謝David Jam博士。聯合國糧農組織證明已閱讀原稿。