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淡水鱼养殖工业的生物量损失和循环性及水产养殖的价值链控制

发表时间:2023/05/27 22:03:46  来源:沐语纪史  浏览次数:2561  
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目前,人类生产消费的所有食物中约有三分之一被损失或浪费,相当于全球温室气体排放量的8%。

粮食损失也凸显了我们当前粮食系统的不平等。例如,欧盟每年要浪费8800万吨食物,但在2017年,却有1.12亿人难以获得合适的食物和健康饮食。

食物浪费占欧洲整个食品供应链的16%,根据研究表明,全球增温潜势与欧洲食物的损失有一定关系。其中,动物源性食物与食物浪费相关的影响最大。

与其他动物源食物相比,鱼类和海鲜通过食物浪费造成的排放量最微不足道,因为鱼类的吞吐量远低于其他动物来源的食物。

在“养殖场”层面,饲料和排泄物是水产养殖环境影响的主要因素。无论是在鲑鱼生产中或以鱼塘为基础的鲤鱼生产。人们对“从农场到餐桌”部分知之甚少,该部分包括从收获和收获后处理到加工、分销和零售的整个收获后价值链。

在欧盟的动物蛋白来源中,鱼类在从农场到餐桌的排放量中所占份额最低(<10%)。

但从价值链中每公斤产品流向来看,水产养殖从农场到餐桌效率的一些差异变得明显。因此,与其他动物产品相比,目前鱼类从农场到餐桌的效率也好不到哪里去。在某些情况下,甚至更糟。

“分销和零售”部分导致全球变暖和酸化,而“加工”部分则导致淡水富营养化。因此,鱼类加工和零售对于控制水产养殖场到餐桌的排放至关重要。

如果要提高一个地区的水产养殖从农场到餐桌的资源利用效率,则需要了解养殖群体中由于生产方法或零售层面而发生的损失。

在水产养殖的价值链中,腐败、丢弃物甚至生物质损失得到控制得越大,水产养殖从农场到餐桌的效率就越高。

本研究的重点是探究水产养殖“从农场到餐桌”的应用循环生物经济原则,及其造成的鱼类损失。

造成损失的因素

养殖系统中的损失

养殖鱼类来源的食品和养殖系统可能会影响从农场到餐桌的生物量利用。例如,由专门养殖系统饲养的鲤鱼的脂肪酸含量和比值高于传统养殖系统(谷物和碳水化合物基补充饲料)的正常鲤鱼。

在冷藏14小时后,欧米茄鲤鱼的生物质损失和腐败指标低于正常鲤鱼。对一些粗养(仅对浮游动物-底栖动物)和半精养(饲料谷物)养殖鲤鱼进行比较表明,半精养原产地鲤鱼的鱼片产量高于粗养的鲤鱼。

对于去皮鱼片产量,饲喂谷物或羽扇豆的鲤鱼产量比专门以浮游动物为食的鲤鱼高5.1%。这些差异可归因于不同培养系统中不同饲养方式产生的脂肪含量和果肉的硬度不同。

研究表明鲤鱼中的脂质含量越高,养殖损失就越高。脂肪含量和鱼片产量是中欧成功利用养殖鲤鱼生物量的主要特征。

羽扇豆

脂肪含量和鱼片质地的相互关系会影响消费者的接受度。在德国,超过10%脂肪含量的鲤鱼通常不会通过欧洲质量计划。

因此寻找鲤鱼的基因型或选择性育种可以提高鱼片产量有助于提高从农场到餐桌的效率。通过适当的品种(例如匈牙利镜鲤和阿穆尔鲤杂交品系),整条鲤鱼的肉产量高达60%。

捕捞决策造成的损失

捕捞直接影响鱼类在储存期间的腐败程度,这体现在收获季节和收获方法的不同。由于养殖水质参数和食物碱的不同,几种鱼类的化学成分经历了季节性变化,从而影响了鱼类的腐败和品质退化。

季节变化会影响冷冻鱼的总脂质含量,造成脂质水解和鱼类酸败发展。此外,鱼类不同部位和肌肉类型的化学成分差异很大。

例如,在5月捕获的鱼的冷冻储存期间观察到的过氧化物形成比11月更高。在相同的储存条件下,夏季捕获的鱼类总挥发性碱性氮比冬季高66%。据研究显示,与其他季节相比,鱼片在冬季和早春的酸败程度也更高。

捕捞方法是决定鱼类因鱼类胁迫而变质的重要因素。理想情况下,收获应该是一个过程,其中应对鱼类进行最谨慎处理,以尽量减少屠宰前的压力。

鲑鱼和金枪鱼等高价值或体型较大的物种需要捕捞程序,对鱼类给予单独关注,以最大限度地提高产品质量。

然而,较小的物种,如鲈鱼和鲤鱼,往往没有这种个体照顾。它们被大量加工,造成最终产品的影响。

此外不同季节和短期贮藏条件对鲤鱼的肉质状态和水分流失都有影响。夏季和冬季捕捞的鲤鱼解冻后水分损失可能很高。

屠宰前条件造成的损失

当鱼类在屠宰前和屠宰期间受到压力时,能量供应就会耗尽,僵硬死亡的过程会大大缩短,导致产生应激反应。

产生应激反应的鱼肌张力更高,导致鱼片的收缩率更高或鱼片间隙更大,从而造成鱼片质地降低、水分流失增加、肌肉酸化和变色。

随着死亡率的加快,鱼肉中的微生物变化也加速,其贮藏性缩短。鱼在死亡前适应的水温对死亡的过程有重大影响。与温水鲤鱼相比,适应寒冷环境的鲤鱼(低于14°C)的死期和相关的生物变化较慢。

通常,适应温度越高,死亡速度越快。清洗、运输和短期储存行为也通过改变肠道条件影响鱼类的腐败。例如,清洗是中欧鲤鱼养殖过程的关键部分,通常在10月至12月之间进行。

它们通常将鱼保存在清澈的水中而不喂食,以便鱼类排空肠道,降低内脏比例并消除可能的污染,这导致体重减轻和储存的脂肪减少。

鱼片产量与失重密切相关,在清洗14天时,鱼片产量保持较高水平,之后逐渐下降。

很少有研究关注屠宰前条件及其对鱼类生物质量和数量的影响。他们主要关注压力和屠宰方法。

在一家商业公司的试点项目中,研究员记录了鱼类屠宰前短期储存期间氧饱和度的数据。

结果表明,在屠宰前降低鱼的压力,会最大程度的维持鱼类贮存期间体内的氧饱和度,降低肌肉组织坏死的可能性,同时减少了水分的损失。

因此,合适的清洗时间以及减少粗暴的屠宰操作,能大大减少鱼类应激反应,这对控制生物能量的损失至关重要。

屠宰方法造成的损失

屠宰方法通常被认为是影响食用鱼质量的关键步骤。对鱼的击晕过程中,高压力会导致鱼体内的激素、渗透调节、免疫和能量发生变化,从而影响鱼片质量和保质期。

所以对鱼进行击晕时必须快速,以避免鱼类疼痛和痛苦。鱼被击晕后会立即昏迷,没有任何机会恢复意识,直到屠宰后的过程完成。

它减少了应激反应并改善了鱼类肉质。叩击、电休克和湿窒息是大部分屠宰场认可的三种屠宰方法。

可以想象,当在加工厂大量处理屠宰鱼时,第一种方法(一条鱼一条鱼的敲击)非常费力且通常不切实际。

然而,最后一个被认为会导致鱼类在死亡前长期挣扎。湿窒息时,由于水的缓冲能力,二氧化碳不以游离形式存在,而是以碳酸形式溶解。

在水中,碳酸会降低培养基的pH值。因此,鱼挣扎的时间更长,并且在窒息和酸应激的混合影响下死亡,造成肉质的降低。

由此看来,电休克是目前最好的方法。它可以实现鱼快速且无意识的死亡,这可以降低鱼肉的僵硬感,减少屠宰时造成的损失。

加工步骤造成的损失

鱼类被击晕后,个别加工步骤也会使鱼肉变质,例如鱼的清洁。

清洁通常是一个被低估的步骤,因为冷冻自来水或氯化水通常用于清洁内脏。在此过程中,来自不同鱼类和身体部位的自溶酶和微生物有可能交叉污染。

例如,陆地肉类加工业已经提出了各种强化剂或添加剂来清洁水,以提高清洁过程的抗菌和抗自溶效果。大多数鱼类加工厂使用冷却至低温(低于6-8°C)的常规自来水。一家商业公司试点项目显示了使用抗菌水添加剂清洁屠宰鱼类的潜力。

在测试的许多添加剂和不同浓度中,考虑到它们在鱼类中的微生物负荷减少潜力,其中只有少数被认为是合适的。

肉类加工中使用的添加剂,如BAKONT固体和AMX液体被证明与使用的冷冻自来水相比,在减少正常鳟鱼和脱鳃鳟鱼的微生物负荷方面非常有效。

与普通鳟鱼相比,添加剂对脱鳃鳟鱼非常有效。然而,当它们的用途扩大到工厂级别时,结果发生了显著的变化。结果取决于在实践中实施这些建议的人员。总体而言,试点项目的结果表明,优化处理和屠宰方法可能会将产品保质期延长至少2.5天。

不同保存技术下的损失

虽然冷冻储存(-18°C)是延长鱼类保质期的最有效方法,但随着冷链和新鲜海鲜概念的出现,冷藏储存越来越受欢迎。

它无需耗时的解冻过程,所以不会受到冰晶损坏,更便于烹饪。控制微生物腐败对于保证高质量的冷藏鱼肉至关重要,例如,在冷藏储存的淡水鱼肉中含氮量损失加剧后,鱼类的快速变质开始,严重降低了其可接受的保质期期限。

由于生鱼肉更容易变质,因此已经探索了几种基于涂层的保存技术,并结合智能包装。人们越来越有兴趣使用精油作为冷藏鱼肉的生物防腐剂。冷藏鱼类中常见的微生物有假单胞菌属、希瓦氏菌属、气单胞菌属、乳酸菌等。

事实上,在冰鲤鱼片上涂覆1%的藻酸盐可抑制微生物的产生。但高浓度的生物防腐剂会给鲜鱼的口感带来不利影响,所以依然可能导致此过程中鱼类生物量的损失。

随后的技术发展表明,尽管冷冻方法取得了进步,但如果没有适当的储存条件(例如添加剂、包装、储存温度、储存时间),就无法完全实现冷冻鱼类生物量损失的最小化。

结论

以经济发达的内陆地区为例,研究员审查了从水产养殖农场到餐桌轴线的生物量损失,发现其形成了循环。

研究结果显示,当地养殖和屠宰的鱼类生物的一些废物增值渠道已经在该地区发挥作用。

但对于当地水产养殖农场到牧场的损失有多少会循环到当地人类食物链中,研究员既没有控制也没有信息,但可以发现其中大多数属于可预防损失。

在农场中,鱼类的补充喂养、圈养条件、鱼片脂肪含量和当地养殖鱼类的特定品种等决定很重要。

离开农场,鱼类的收获技术、收获季节、清洗时间以及屠宰前用足够的溶解氧非常重要。

因此从农场到餐桌,大多数鱼类加工副产品仍然可以食用,或者至少通过其他方式实现了价值,这一点至关重要。通过低成本、高附加值的鱼产品、创新菜肴或实用产品,这是更好的利用策略。

参考文献:

1.布瓦西, 奥宾和的范德沃夫 (2011):植物性鲑鱼饲料在饲料和农场规模对环境的影响,《水产养殖》.
2.谢尔豪弗(2018):.欧洲食物浪费对环境的影响,《废物管理》.
3.比尔曼(2019):德国传统和有机鲤鱼养殖对环境的影响比较,《水族研究》.
4.海尔迪格和史蒂文斯(2018):水产养殖副产品的兴起:通过战略利用提高粮食产量、价值和可持续性,《海洋政策》

(本文来源:沐语纪史)

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