水產廢棄物有解方! 生醫、保健、料理多方用途 創造循環經濟學

水產加工過程所衍生出的魚鱗產生多項用途。
內容提供/《漁業推廣》 文/周培文 攝影/游忠霖

臺灣四面環海,不論是海洋捕撈及養殖漁業,都為臺灣打造出國際級的漁業實力。早年受限於保鮮技術,為有效保存運送水產品,如雨後春筍般興起的水產加工廠,增加了漁業資源的應用範圍。而過去全球的商業發展線性經濟脈絡下,企業為刺激消費,各種一次性商品培養出消費者汰舊換新的習慣,不但加速地球資源耗竭,也讓廢棄物處理問題日益嚴重。

農漁業必然的趨勢-循環經濟

「循環經濟」為政府「五加二產業創新計畫」重大政策之一,為推動產業發展從「開採、製造、使用、丟棄」直線式的線性經濟,轉型為「資源永續」的循環經濟,行政院於2018年12月20日通過「循環經濟推動方案」,將循環經濟理念及永續創新的思維融入各項經濟活動,期創造經濟與環保雙贏並接軌國際。配合政府政策,農委會也提出「新農業創新推動方案」,包含農業資源永續利用、推動節能循環農業、打造智慧生產農業、提高農業附加價值、建立農業產品國際行銷通路等重要執行策略。

在這樣的趨勢浪潮下,臺灣農漁業已經由過往著重生產導向的技術革新,逐漸轉型為以消費者需求導向的產業價值鏈分析與整合,藉此強化市場競爭力,進而促使產業得以永續發展。也因此,臺灣漁業發展必須隨著此趨勢方向,擴大漁業應用範圍與附加價值,因應漁業在未來環境與全球市場的多元發展需求。

漁業水產廢棄物現況

根據主計處公布,2020年的漁業廢棄物產量,包含牡蠣殼以及水產養殖廢棄物等,總計約有19萬公噸。其中以牡蠣殼的妥善處理量最高;在水產養殖廢棄物方面,則高達9成以就地掩埋方式處理,僅有不到1成廢棄物以資源回收形式再利用。

臺灣海洋大學食品科學系教授蕭泉源表示,循環經濟最重要的目的在於減少廢棄物產生,使原料能夠完全利用。

平均而言,目前各種水產廢棄物約占總重的4分之1至3分之2。漁業水產廢棄物應用臺灣海洋大學食品科學系教授蕭泉源表示,臺灣目前的漁業水產廢棄物可分為以下成分與用途:

  • 飼料

水產養殖廢棄物如頭、內臟、尾、鰭、骨、血合肉等,經加工後可製成魚粉、魚溶漿,再進一步作為養殖飼料。魚溶漿俗稱魚精,以內臟、魚頭或煮汁為原料,經自家消化水解使成可溶性的液狀製品,適合作為誘引劑或魚類幼苗飼料用。

  • 膠原蛋白

以往多取自陸生哺乳動物的膠原蛋白與明膠,因狂牛症、口蹄疫、禽流感等動物疾病持續爆發而使安全性受到質疑,加上伊斯蘭國家因宗教因素不能使用豬隻原料,因此近年來以水生動物為原料的膠原蛋白受到喜愛。水生動物膠原蛋白可由魚皮、魚骨、鰭、鱗、鰾及頭足類外皮等直接利用酸鹼或配合酵素從組織分離萃取出,其提取製品經由適當處理後,可依應用的需要而製備成不同型態,已廣泛應用於醫藥、生物研究、攝影工業、保健食品與化妝保養品等眾多領域。

水生動物膠原蛋白可由魚鱗分離萃取出。

例如膠原蛋白優良的保水功效,除用於美妝商品外,經水解後所形成的小分子產物,較容易經皮膚吸收,增強皮膚水合能力與張力,促進皮膚創傷癒合及表皮自然成長。且因其具有非抗原、低免疫性、生物相容性、不具毒性、可調整其生物降解性等特性,非常適合加工做為醫用敷料及人工皮膚等生醫材料。而膠原蛋白具有分散作用、乳化效果及膠質化功能,能改善食品之物性、化性、外觀、風味,以海洋膠原蛋白為主的保健食品及飲料也是近年流行的產品。

  • 幾丁質與幾丁聚醣

蝦、蟹等甲殼生物特有的重要成分幾丁質(Chitin)是自然界含量僅次於纖維素的含氮多醣類物質,幾丁質經脫乙醯處理後可得幾丁聚醣(Chitosan),兩者皆為多功能、對環境友善的材料,俱有生物相容性(毒性低、不會產生抗體等)、生物活性(降膽固醇、降血脂、降血壓、增加免疫功能)、成膜性、成膠性、在酸性溶液帶正電(抗菌、吸附、止血)等特性,因此可作為傷口敷料、手術縫合線、抗菌防臭布料、保健食品、減肥食品、固定化酵素擔體、化妝品,亦可做為果汁澄清劑、水果保鮮劑、廢水處理劑等,普遍應用在農業、醫藥、食品、化工、環保等領域。

亦可進一步應用於牙科手術,以富含氫氧基磷灰石的雞骨顆粒作為骨缺損的填充基質,再覆蓋上蝦殼幾丁聚醣膜,保護血塊與防止其他組織進入骨缺損部位,促進骨缺損部位修復與再生,可應用於植牙過程中的導引骨再生手。

蝦、蟹等甲殼生物有重要幾丁質成分普遍應用在農業、醫藥、食品、化工、環保等領域。
  • 調味料

目前在臺灣漁業廢棄物定義與統計上,尚未包含水產食品加工的蒸煮液,事實上水產加工蒸煮液的產量相當龐大。全球各海洋或島嶼國家,自古便有將水產廢棄物製作成各式調味料的做法,例如澎湖赤崁村的丁香魚露,便是採用丁香魚的蒸煮液製作而成。此外,亦有利用黃鰭鮪加工副產物的血合肉釀製魚醬油;鯖魚蕃茄漬罐的蒸煮液可製成調味料基質粉末,再以粉末為基礎開發不同配方的調味料;鯖魚蒸煮液以醬油麴與紅麴生產魚露。以上幾種蒸煮液的再加工方式,除可有效利用蒸煮液外,最重要的是可減少廢水排放量。

鯖魚番茄漬罐之蒸煮液量可製成調味料基質粉末。
  • 牛磺酸

水產生物含豐富牛磺酸,尤其軟體動物最多。牛磺酸具有調節細胞滲透壓、抗氧化等功能,對嬰兒腦部及眼部發展有良好影響,也是貓科動物的必需胺基酸,因此普遍被添加於嬰兒奶粉、貓飼料與人類提神飲料中。

  • 酵素水解物-胜肽類

鯖魚肉經水解後,其總游離胺基酸與胜肽類大量增加,這些魚肉酵素水解物具氧化能力,可利用於開發天然抗氧化劑兼具調味功能及其他療效的天然機能性食物。

  • 氫氧基磷灰石

氫氧基磷灰石(HAp)為魚鱗主要成分之一,約占21~53%,HAp為良好生物相容性與生物活性材料,植入人體後不會引起排斥性與毒性等不良反應,常被以各種的型式移植入體內做為硬骨組織替代品,目前在齒科及整型外科方面應用極為廣泛。除了做為移植用材料外,HAp表面官能基具有很強吸附力,亦可作為藥物載體用來吸附一些小分子藥物,或用來吸附純化蛋白質。

  • DHA及EPA

水產加工過程所衍生出的大量魚頭、骨及內臟等廢棄物,富含高度不飽和脂肪酸DHA及EPA,為水產品獨特營養素,可預防心臟血管疾病,促進嬰兒腦部發育,可經萃取後作為保健食品。

  • 殼類利用

牡蠣殼與貝類殼是臺灣很普遍的回收再利用素材,但目前以牡蠣殼為最大宗。特別是作為飼料、肥料、沙包、生物濾床等,亦可經高溫煅燒製成活性鈣作為保健產品。此外,珍珠層萃取液可製成化妝保養原料。

牡蠣殼常用來育苗栽培介質及改善土質等用途。

臺灣近幾年也在產官學界合作下,將部分漁業水產廢棄物應用於新興材料研發上,如布商從虱目魚魚鱗中萃取出胜肽氨基酸,透過超分子聚合技術改變纖維結構,創造出觸感細緻的機能性布料。不過受到經濟規模與成本因素考量,並非所有漁業水產廢棄物都能有效開發出高經濟附加價值,特別是設廠於臺灣的生技、醫材等知名品牌,目前原料多以進口為主,較少採用臺灣在地漁業水產廢棄物。

雖然目前臺灣的漁業水產廢棄物仍無法大規模開發高附加價值,但蕭泉源表示「重點是減廢」,能利用漁業水產廢棄物開發出高經濟產品固然很好,但最重要的目的是在於減少廢棄物產生,使原料能夠完全利用,達到漁業資源永續發展目標。

本文摘錄轉載自411期《漁業推廣》月刊,原文標題〈循環經濟讓海洋重生 漁業水產廢棄物再利用〉