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昆蟲蛋白的應用和用途 黑水虻 黃粉蟲 蠅蛆 蚯蚓

時間:2020-05-20 12:10:41 點擊:

魚粉和魚油(FMFO)是豬和家禽飼料的原料,但最大的需求來自于水產養殖業。然而研究人員和非政府組織對魚粉和魚油產業發展可持續性提出了質疑,因為魚粉和魚油產業不僅耗盡了人類和海洋食肉動物的主要食用魚類資源,還對環境造成了其他影響。
為了解決這一問題,世界各地的動物飼料制造商正在積極尋找魚粉和魚油的替代品,其中最有希望的替代品是昆蟲和細菌制成的飼料,并且這些替代品的產量正在迅速增加。
今天我們特別編譯了發表在 Mongabay 雜志上關于魚粉和魚油替代品的文章,希望該文能夠為相關的產業人士和諸位讀者帶來一些啟發與幫助。

肯尼亞利穆魯


在肯尼亞中部利穆魯(Limuru)郁郁蔥蔥、起伏不平的高原上,坐落著一個與其他農場不一樣的農場。從外面看,農場里是一排排溫室,溫室里可以種植各種作物。然而,從里面看,網狀籠子和成堆的黑色塑料箱卻講述了一個完全不同的故事:InsectiPro 公司農場的昆蟲。 Talash Huijbers 是 InsectiPro 公司的創始人,年僅 24 歲。她自豪地為我們展示著她的研究成果:數百萬只黑色騎兵——黑水虻(BSF,Hermetia illucens)在籠子里嗡嗡作響,數十億的幼蟲在托盤里慢慢變肥。這些幼蟲主要以來自農貿市場和食品飲料行業的食物殘渣為食。 Huijbers 是肯尼亞和荷蘭混血兒,她建立 BSF 農場的初衷主要來源于:她的家人考慮開辦一個漁場,但是魚飼料的主原料——魚粉的價格太貴了。 在肯尼亞,生產魚粉的原料魚是 omena(Rastrineobola argentea),一種產于維多利亞湖的銀色小魚。omena 也是當地人的主食之一,食品和飼料制造商的共同需求,導致了對 omena 的過度捕撈,飼料制造商急于尋找到一種 omena 的替代品。 Huijbers 聽說昆蟲蛋白在歐洲十分流行,所以她開始考慮開展這項業務。不過在正式開展之前她決定要先了解一下當地市場需求。于是,她約見了東非最大的飼料制造商——Fugo 飼料公司,評估他們對 BSF 的興趣。 Huijbers說:“他們很喜歡這個想法,還說‘我們什么時候能買到500噸呢?’” 一年半后,Huijbers 的公司每周已經能夠售出 4 噸 BSF 干幼蟲。InsectiPro 公司削減了對 omena 的需求,并且通過降低能源成本與國際魚粉市場上的其它品牌競爭。Huijbers 說:“這將是最有力的出擊點?!?世界各地的飼料制造商跟 Fugo 飼料公司一樣,都在尋找魚粉和魚油的替代品,而昆蟲和細菌是最有前景的競爭者。
?圖. Talash Huijbers 和她的蒼蠅農場。拍攝:Emilie Filou

魚粉是可持續發展的嗎?


魚粉和魚油(FMFO,fishmeal and fish oil)是由食物鏈底層的物種組成的,包括鳳尾魚、沙丁魚、鯖魚和磷蝦,這些動物也是食肉魚類(如食肉魚)、鯨目動物或鳥類的主要食物來源。 世界上,每年野生魚類捕獲量的近 1/5 用于生產 FMFO(供人類食用的野生捕撈漁業的副產品是 FMFO 另一個重要來源)。因此,捕撈對野生魚類的影響很大。 FMFO 用于生產豬和家禽飼料,但最大的需求來自水產養殖業。隨著人們對肉類對健康和環境潛在不利影響的擔憂越來越大,許多消費者轉而選擇海鮮來獲取蛋白質,因此海鮮業得到了蓬勃發展。 水產養殖業生產的海鮮量遠高于捕撈漁業,而且這種現象還會持續增長。聯合國糧食及農業組織(簡稱糧農組織)估計,到 2030 年,水產養殖的海鮮產量將占到世界海鮮總產量的 62%。而以 FMFO 為食的食肉魚類,如鮭魚、鱒魚和明蝦也越來越受消費者歡迎。 研究人員和非政府組織質疑 FMFO 行業發展的可持續性。去年,總部位于荷蘭的市場發展基金會發布了一份調研報告,報告揭示了岡比亞、印度和越南地區過度捕撈 FMFO 做法的高度不可持續性,這些做法包括從過度消耗主食魚類到無差別的撒網捕撈、加工廠污染和虛假認證制度。 市場發展基金會活動負責人 Natasha Hurley 表示:“考慮到海洋生態系統已經面臨人類過度捕撈、海洋污染、氣候變化和深海采礦等多重壓力,利用完整魚類資源生產 FMFO 是不現實的。如果這個行業繼續以破壞海洋的方式運作,它將不再被社會所認可。采用‘以魚養魚’的方式,來滿足西方人群的需求,這種方式我們真的負擔不起?!?英國蘇格蘭斯特林大學水產研究所的首席營養科學家 Brett Glencross 表示,魚類飼料中海洋原料的比例已經大幅下降,從 1990 年的 24%左右降至 2020 年的 7%左右。Brett Glencross 說:“我們已經讓魚開始吃素了”。 然而,由于基數太大,即使很小的一部分采用“以魚養魚”形式,仍然是一個巨大的數目。Hurley 很擔心類似鮭魚等食肉物種的市場推廣活動。她說:“我小時候,我們一年吃一兩次鮭魚?,F在鮭魚已經成為我們經常吃的東西。如果這種情況在更多國家上演,我們將會面臨一個嚴重的問題?!?Hurley 還擔憂鮭魚已經成為某些地方超市的常見廉價魚品。市場發展基金會發現,英國零售商經常打折拋售鮭魚。Hurley 說,“這與顧客需求無關,而是零售商經常在琢磨:‘我能為顧客提供什么便宜的東西?’”。 Hurley 認為,水產養殖業應該轉向不需要或需要少量飼料投入的品種,如羅非魚、鯉魚或貽貝。生產商和零售商應該幫助消費者,轉變他們的消費行為習慣。
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植物VS昆蟲和細菌


目前 FMFO 最常見的替代品是大豆、小麥和玉米。斯特林大學的 Glencross表示,應用植物來源的蛋白質存在一個問題,即抗營養物質(干擾營養素的吸收)和非優質的氨基酸譜。此外,大豆是南美森林砍伐的主要驅動因素,會引起潛在的環境問題。 動物,包括人類在內,需要攝入多種必需營養素來維持生存和繁衍,其中包括ω-3 脂肪酸。FMFO 因富含 ω-3 脂肪酸而聞名,尋找其替代品一直是鮭魚飼料配方制造商的目標。 2016 年,這一方向取得了突破性進展。挪威飼料制造商 Skretting 推出了一款不含魚粉的鮭魚飼料,名為 Micro Balance FLX。一年后,該公司還設法替換了飼料中的魚油成分,使飼料完全不含魚成分。Skretting 公司發言人表示,Skretting 公司和其他公司從未停止過對替代品的研究和開發。 而新替代品昆蟲和細菌不僅可以很好的替代動物和植物蛋白質,它們還可以提供可與 FMFO 媲美的氨基酸成分。不過這些新原料目前的主要問題是:產量低、成本高。例如,Skretting 發言人表示,該公司的目標是到 2022 年生產 5 萬噸新飼料。而截止到 2019 年,該公司已經購買了超過 240 萬噸飼料原料。 總部位于荷蘭的 Protix 公司是世界上最大的昆蟲生產商。Kees Aarts 是該公司的創始人,他非??春美ハx行業的發展前景。Protix 公司投入了 4500 萬歐元(折合約 3 億 4508 萬人民幣)以在貝亨奧普佐姆建造一個世界先進水平的 BSF 生產設施,該設施已于 2019 年 5 月投入使用。 為加速業務的國際擴張進程,最近,Protix 公司迎來了新股東——Rabo 投資公司。其他大型昆蟲農場,如南非的 AgriProtein、法國的 ?nsect,也完成了大規模擴張融資。 Aarts 表示,“我們不再是一群初創企業,工廠的投入使用標志著我們已經完成了向商業運營公司的過渡。這向我們的客戶傳遞了一個積極信號,他們可以開始信賴這款產品了?!?Aarts 說,昆蟲的優勢在于它們本身擁有優質的氨基酸,適合作為野生魚類的食物,與魚類具有完美的契合性。它們還可將食品工業生產的低價值副產品轉化為優質蛋白質。 目前,幾家先進公司已經開始采用昆蟲產品作為飼料,并得到了消費者積極的反饋。Skretting 公司新聞發言人表示:“我們預計,當這些供應商的供貨能力提升時,我們就可以擴大這些原料的用途?!??圖.一只黑水虻。許多公司都在培育可以替代魚粉或魚油且可以添加到動物飼料中的昆蟲品種。圖片來源:Protix。
另一種有希望的成分,是利用現代發酵技術培養的細菌。Glencross 說:“細菌的重要優勢在于:它們并不是利用蛋白質來制造蛋白質,而是制造全新的蛋白質,這是細菌和植物才具備的特質?!?細菌是地球上生長最快的生物,而且其多樣性也令人難以置信,有萬億種細菌。位于馬薩諸塞州的水產養殖生物技術公司 KnipBio 的創始人 Larry Feinberg 表示,細菌應用的可能性是無限的,該公司預計今年實現第一個細菌產品商業化。 Larry Feinberg 說:“我們可以在幾周內發現細菌的多種產物或不同特征。但是,對于大豆來說,至少需要一季?!?細菌的產量也比大豆或 FMFO 更穩定有效。Feinberg 表示,“只需要利用種植大豆面積的千分之一建啤酒廠,就可以生產出同等數量的蛋白質。而且我們可以全年無休進行生產,不用擔心冰雹和干旱?!?細菌的生產不受地點限制,不像 FMFO,嚴重受限于秘魯生產的鳳尾魚生產。眾所周知,細菌工廠通常位于飼料原料的附近,以節約成本。 KnipBio 利用乙醇和甲醇培養細菌,所以 KnipBio 的工廠主要建在美國中西部的玉米乙醇工廠附近。 加州 Novo Nutrients 生物技術公司也著眼于水產飼料的生產,利用二氧化碳和氫氣培養細菌。該公司計劃在 2020 年底前,建立一個消耗 Chevron 石油公司工業排放氣體進行細菌發酵的設施,并于 2021 年在日本另建一個工業二氧化碳排放裝置的試點工廠。 Feinberg 說,細菌獨特的賣點在于它是一種“智能”技術:KnipBio 細菌可以生產不含抗營養成分,但含有色素、益生元和益生菌化合物的蛋白質飼料。而且可以定制各種各樣的飼料/細菌/加工組合。 從中期結果來看,Novo Nutrients 公司的創始人 David Tze 相信細菌蛋白將具有核心競爭力。David Tze 說:“細菌每年生產 10 萬噸蛋白質的成本約為 1000 美元/噸。其價格介于大豆濃縮蛋白和 FMFO 之間,但產生的價值卻等于或優于 FMFO?!??圖.在肯尼亞 Limuru 的昆蟲農場,一名工作人員正在收獲黑蠅幼蟲。昆蟲消耗食物垃圾并將其轉化為蛋白質。拍攝:Emilie Filou

混合的原料


蛋白質替代品很可能是互補的,而不是相互競爭的。 Skretting 新聞發言人表示:“任何一種飼料均可含有 50 多種成分,包括蔬菜成分、人類食品工業的陸生動物副產品以及維生素和礦物質。因此,需要制定一個靈活的配方原則。當我們擁有足夠靈活度時,就可以自由地配制最優的飼料,而不受原料可及性的限制?!?為了推動新原料的社會接納度,Skretting 參與了 FEED-X 項目。FEED-X 是由世界自然基金會創立的企業孵化項目,旨在推廣新的替代品,加強其在水產養殖和其他動物飼料中的可行性。 Feinberg 說:“關注水產飼料制造商是解鎖新原料潛力的關鍵。不管是什么原料,價格都不便宜。這就是新技術的本質,但前提是必須征得烹飪師和消費者的認可?!?為了與消費者建立對話,2018 年 Protix 推出了 Friendly Fish(友好魚)項目,推廣用昆蟲代替水產飼料中的海洋成分喂養鮭魚、鱒魚和明蝦。 雖然 Friendly Fish(友好魚)還處于研發階段,但 Aarts 表示,引發一場關于食品衛生健康以及人們如何做出積極應對的討論非常重要(Protix 還創建了以活昆蟲為食的母雞所孵雞蛋的全新品牌,并且已在荷蘭超市進行售賣)。 這是一次值得深入探討的對話,因為許多業內人士認為 FMFO 仍占有一席之地。Skretting 發言人表示:“當海洋原料來源于魚類加工、可持續認證漁業和漁業改良項目的副產品時,無論從質量、組成還是可持續性來看,它們都是水產飼料的優質原料”。 相反,市場發展基金會 Hurley 提倡完全拋棄飼料,轉而采用新的方法,如多營養層次綜合水產養殖(Integrated Multi-trophic Aquaculture,IMTA)。這是一種混合養殖方式,某一物種的副產物是另一物種的食物,很像自然生態系統。 倡導循環經濟模式的蘇格蘭零廢棄物組織,正嘗試在法恩湖對鮭魚、各種貝類和藻類試運行 IMTA 系統,結果令人鼓舞。 Hurley 表示:“水產養殖業是一個極具探索性的行業,所以如果專注于一個替代品的研究,除了繼續沿著這條探索路線前進外,我們需要一種更具再生性的方法?!?nbsp;

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