近日,一篇魚類下腳料再加工的報道引起重視,來自蘇格蘭的科學(xué)家想要將魚類下腳料變成己二酸以及其他有用的副產(chǎn)品。如果這項研究取得成功,魚類下腳料可用于制造更環(huán)保的尼龍和其他合成材料,這將是世界首創(chuàng)。
己二酸主要用作尼龍66和工程塑料的原料,也是醫(yī)藥、酵母提純、殺蟲劑、粘合劑、合成革、合成染料和香料的原料,可以用于生產(chǎn)各種酯類產(chǎn)品,還用作聚氨基甲酸酯彈性體的原料,各種食品和飲料的酸化劑,其作用有時勝過檸檬酸和酒石酸。
尼龍
這項研究是由Impact Solutions的塑料專家、愛丁堡大學(xué)的生物技術(shù)研究人員、海鮮生產(chǎn)商Farne Salmon和工業(yè)生物技術(shù)創(chuàng)新中心共同進行的。該集團正在使用先進的分子生物學(xué)技術(shù)探索創(chuàng)造更環(huán)保的人造纖維的可行性,以用于服裝和其他日常用品。
如何深度利用魚類下腳料,是國內(nèi)外一直探討的課題,該研究課題不僅對于水產(chǎn)品加工綜合利用和保護環(huán)境有重要意義,而且也能支持和促進水產(chǎn)捕撈和養(yǎng)殖生產(chǎn)的發(fā)展。
魚類下腳料包括魚頭、魚骨、魚鱗和內(nèi)臟等,約占原料魚的40%~55%。例如,生產(chǎn)100t冷凍魚糜約需400t原料魚,產(chǎn)生200t~250t下腳料。這些廢物中除了含有大量的蛋白質(zhì),還含有多種生物活性物質(zhì)。
魚頭、魚骨其中含有大量的鈣和蛋白質(zhì),是能促進人體生長發(fā)育的天然優(yōu)質(zhì)鈣源和蛋白源,可以用來開發(fā)魚骨鈣產(chǎn)品及魚類蛋白質(zhì)產(chǎn)品。
魚皮中的蛋白含量比魚肌肉中的還要高,其中的膠原蛋白含量最高的可占其蛋白總量的80%以上,比魚體其他部位高出很多。
魚鱗是魚皮真皮層的變形物,約占魚體總重的1%~5%,魚鱗中含有豐富的蛋白質(zhì)、卵磷脂及各種微量元素,脂質(zhì)含量少,相比其他生產(chǎn)膠原蛋白的豬、牛皮等原料來說,更有利于膠原蛋白的提取和純化。
目前對魚內(nèi)臟的利用價值并不太高,主要是用來提取魚油,提煉EPA、DHA制品以及可以用來做魚飼料等。
01化學(xué)降解法
化學(xué)降解法是利用酸、堿水解蛋白,雖然簡單廉價,但是由于反應(yīng)條件劇烈,生產(chǎn)過程中氨基酸受損嚴重,如:堿水解法會引起氨基酸的外消旋作用,酸水解法會使色氨酸、絲氨酸破壞,而且難以按規(guī)定的水解程度控制水解,故較少采用。
02酶降解法
酶降解法主要也是針對水解魚蛋白的,酶水解法主要分為兩個階段,一是萃取蛋白質(zhì),二是酶解與精制。酶水解法條件溫和,不破壞氨基酸的成分,適合用作魚類下腳料生產(chǎn)魚水解蛋白的方法。
03微生物發(fā)酵法
常見的用于發(fā)酵的菌種有霉菌、酵母菌和細菌三類。以魚類下腳料為原料,經(jīng)微生物發(fā)酵,在水產(chǎn)飼料中應(yīng)用后,可以對動物飼料中的成分起保護作用,明顯抑制消化道疾病的發(fā)生,提高動物機體免疫力,主要原因是原料在發(fā)酵時產(chǎn)生的功能性小肽和氨基酸提高了魚體對飼料的消化吸收和利用。
04其他方法
分子蒸餾法、銀樹脂層析法提取魚油中的DHA、EPA;稀堿濃鹽法,提取硫酸軟骨素;熱水提取、鹽提取和微波提取魚皮、魚鱗的膠原蛋白等。
常見的魚的種類
科技進步給我們帶來了許多先進的技術(shù),如高效液相色譜、超臨界萃取、膜分離等,如何將這些技術(shù)應(yīng)用于水產(chǎn)加工,從而取得回收率大、純度高的高附加值產(chǎn)品,值得探索。
上文中提到的蘇格蘭團隊正在用工程細菌將魚類廢物轉(zhuǎn)化為尼龍原料己二酸,但具體生物轉(zhuǎn)化過程并未提及。
Impact Solutions的開發(fā)經(jīng)理Simon Rathbone說:“最初的可行性研究使我們進入了一個激動人心的時刻,我們可以開始看到從原本會被丟棄的材料中產(chǎn)生價值的潛力。除了己二酸,我們還希望通過研究可以從魚類廢物中提取的其他成分,例如脂肪酸和魚油,最大限度地提高工藝的整體價值”。
不過目前該項研究過程會產(chǎn)生一氧化二氮副產(chǎn)品,一氧化二氮可以用于外科手術(shù)的麻醉,但它是一種溫室氣體,一些報告指出它對氣候的危害可能比二氧化碳更大。
研究人員還表示,這項研究是尋找可持續(xù)的、基于生物的替代品來生產(chǎn)己二酸的重要第一步,己二酸通常來自石化產(chǎn)品。
探索可持續(xù)的生物基替代石化工藝是努力實現(xiàn)凈零排放的重要一步,但這條路任重道遠。(綜合整理報道) (編輯/多洛米)