废弃虾壳让鱼儿更鲜艳——新型天然增艳剂材料

废弃虾壳让鱼儿更鲜艳——新型天然增艳剂材料

在水产养殖业中，如何让鱼的颜色更加鲜艳，从而提高市场价值？近期，台湾国立高雄科技大学的研究团队找到了一种创新解决方案——利用废弃虾壳制作增艳剂。这一发现不仅为养殖业提供了新的工具，还有助于解决台湾的甲壳类废弃物回收问题。

传统市场是许多人成长记忆中的一部分。跟随家人，踏过潮湿的地面，挑选三餐所需的蔬菜和肉品。市场内，各式各样的蔬果摊、手起刀落的猪肉和鸡肉摊，而鲜艳夺目的渔产摊贩，总是吸引着顾客驻足停留，看着这些五彩缤纷的海洋生物，令人不禁食指大动。

在市场中，鱼类产品外观与色泽对销售至关重要，直接影响价格。在水产养殖中，为了提升鱼的色泽，养殖户通常会在饲料中添加“增艳剂”。

近期，国立高雄科技大学水产养殖系洪明昌副教授与研究团队，为增艳剂找到了新的原料——废弃虾壳。使用废弃虾壳作为增艳剂，不仅为增艳饲料产业提供了新工具，也有效解决了台湾甲壳类废弃物回收问题，促进了资源再利用。

鱼市场一隅。图片来源：Pixabay

增艳剂的作用

在养殖与观赏鱼产业中，消费者偏好颜色鲜艳的鱼类，将其视为更新鲜、更健康的标志。此外，有些野生鱼类的体色源自其饮食，在人工养殖环境中无法呈现如野生同类的体色。基于这些原因，养殖户会在鱼饲料中添加“增艳剂”，以使鱼或甲壳类动物外观更加鲜艳，从而提升市场价值与吸引力。

增艳剂最常见的成分是类胡萝卜素（如虾红素 Astaxanthin）与角黄素（Canthaxanthin），来源包括天然提取或人工合成，对鱼的健康有益，也能有效增强体色。

常见的使用增艳剂的食用鱼种包括鲑鱼、虹鳟、石斑鱼、红纹笛鲷、红色吴郭鱼等。洪明昌副教授以橙色鱼肉的鲑鱼为例：“养殖的大西洋鲑、太平洋鲑经常使用类胡萝卜素来增强其橙红色。虹鳟也与鲑鱼类似，会使用虾红素或其他类胡萝卜素来增加肉质的粉红色。”

使用类胡萝卜素如虾红素，能让鲑鱼增强其橙红色体色。图片来源：Pixabay

洪明昌副教授再以红色的养殖鱼种说明：“红纹笛鲷在养殖初期体色并不那么红，通常在后期成长至一定大小后会喂食含有虾红素的饲料，使鱼体逐渐变红。在台湾，有显红色的红纹笛鲷和没有显色的红纹笛鲷，鱼贩收购价格差异很大。红尼罗鱼是经过长期育种发明的吴郭鱼品系，体色偏白红，跟红纹笛鲷一样，后期为了呈现鲜艳的红色，都会使用含虾红素的饲料进行喂食。”

废弃虾壳的新价值

说到饲料，不论是在水产业、畜牧业还是宠物业，对饲料的需求都相当大。洪明昌副教授举例说明：“以养殖15,000尾红纹笛鲷的五分地养殖池为例，在生长后期每月消耗的鱼饲料将近1公吨。如果考虑局部地区渔民的养殖规模，将养殖面积扩大至50甲地时，每月消耗的鱼饲料高达100公吨，一年可消耗1,200公吨的总饲料量。从商业角度考虑，假设每公吨饲料添加1~2%的增艳剂，一个乡镇一年就可能消耗12公吨。”

洪明昌副教授与研究团队发现，废弃虾壳可以作为增艳剂的新材料。关于为什么废弃虾壳适合成为增艳剂的原料，洪明昌副教授解释：“虾类虽然无法合成虾红素，但进食时常食用红藻类，因此虾子身上常累积大量虾红素。然而，人类多食用虾的肌肉组织，其余部分几乎都被当作虾壳废弃物，虾子身上累积的大量虾红素就这样被当作废弃物丢弃，若能从中提取虾红素或相关物质，在产业应用上具有极大商机。”

虾类在加工处理到消费者食用的过程中，大约有占体重35~45%的背甲与头胸部被丢弃，而这些被丢弃的虾壳中富含高价值的生物活性物质，如蛋白质、几丁质（甲壳素）、脂质、矿物质与高价值的类胡萝卜素及几丁聚糖（壳聚糖），这些物质可以广泛应用于食品、农业、生物技术、化妆品、医药等领域。

废弃虾壳是台湾水产废弃物的重要来源之一，若能从废弃虾壳中取得高经济价值的产品，将原本的废弃物变成原料，可以有效降低人类对环境的各种污染与碳排放。洪明昌副教授表示：“根据《台湾渔业年报》记录，包含本地生产与进口的甲壳类数量合计达8万公吨以上，平均壳重约占甲壳类体重的一半，也就是说每年约有4万公吨以上的虾壳废弃物产生，是目前台湾水产废弃物的重要来源之一。废弃物的倾倒、焚烧不仅造成环境污染、空气污染问题，更提高了本岛的碳排放。”

依据最新公告的渔业统计年报（111年统计），台湾111年虾类进口68,255.586公吨，本地生产23,035公吨，合计虾类总量为91,290.586公吨，约为9.13万公吨的虾类使用量。以背板加上头胸部的甲壳及内含组织重量平均占45%计算，甲壳废弃物的总重约为4.11万公吨。图片来源：洪明昌副教授提供

废弃虾壳如何变成增艳剂？

使用废弃虾壳制成增艳剂，除了减少污染、变废为宝之外，还有一个优点：价格低廉。洪明昌副教授表示：“天然的虾红素不稳定、容易降解，除取得不易外，价格还相当昂贵。目前虾红素添加剂的价格约为1公斤新台币3,000~6,000元。”

因此，研究团队认为，若能将水产废弃物变废为宝，经过技术转化有效成分添加入饲料中，就可以在饲料高需求量的产业中创造巨大经济效益，亦能解决水产废弃物数量庞大的问题。

那么，虾壳是如何制成增艳剂的呢？洪明昌副教授解释：“废弃虾壳大致上要经过干燥、有机溶剂浸润、萃取、浓缩后就可以取得粗制的萃取物。接着再进行光谱分析、浓度与品质检定后就可以使用，技术并不困难，容易导入产业，适合大规模量产。但萃取物的成分分析就必须用‘高效能液相层析法’（high performance liquid chromatography, HPLC）进行，甚至还需要质谱仪鉴定才能确定其中包含哪些有效成分群。”

研究团队发现，食用虾壳萃取物的鱼，增艳效果似乎比只食用虾红素的鱼还要好。洪明昌副教授表示：“虾壳废弃物中除了虾红素外，还有其他非常重要的物质，这些物质似乎与虾红素相辅相成。含有虾红素的饲料若额外添加虾壳萃取物，使得增艳效率增加一倍，比单纯只添加虾红素来帮助鱼体的增艳效果还好，表示虾壳中有更多非虾红素的辅剂，但目前还不知道是什么物质，仍需继续研究。”

研究团队发现，食用虾壳萃取物的鱼，增艳效果比只食用虾红素的鱼还要好。图片来源：洪明昌副教授提供

废弃虾壳的潜力

在台湾，几乎没有任何针对虾壳废弃物的回收机制，大部分废弃虾壳都是以废弃物方式进行掩埋、倾倒与焚烧，更不用说针对其中有价值的生物活性成分回收再利用。洪明昌副教授认为这种处理方式很可惜，不仅无法有效利用虾壳废弃物，也导致环境的污染问题与提高单位碳排放。因此，他们团队尝试链接旧有的萃取技术，应用于高价值的脂质与类胡萝卜素，生产具增艳效果之生物活性化合物，达到全利用虾壳废弃物的目标。

本文原文来自台湾科技大观园