魚鱗粉衍生產品製造技術

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魚鱗粉衍生產品製造技術
魚鱗粉可作為髮色改善劑(日本專利,特開平10-155428)、抗骨粗鬆症劑(日本專利,特開平10-231250)、角質層的代謝促進劑及皮膚老化的防止劑(日本專利,特開2000-247894)等健康食品或機能性食品用之素材。然而,魚鱗粉製程中之關鍵技術在於粉碎,一般而言,魚鱗粉碎處理後大都呈現棉絮狀,例如在日本專利 P2004-59568A號所揭示之方法,其魚鱗粉之粒徑大都在8~2 mm (56.4﹪)之間;<1mm亦僅18.8﹪。本技術將魚鱗從清洗、加熱、乾燥、粉碎至生產出魚鱗粉,不僅操作容易、方法簡便且機械成本低,具有產業之應用性,而該方法所製備之魚鱗粉末可在常溫混碎,且粒徑<0. 25mm達100﹪,實屬於創新試驗之技術。又,由魚鱗至魚鱗粉末之產出,每公斤的製造成本約200元,而市售的魚鱗粉每公斤售價約仟元以上,其經濟效益約可提升5倍以上,頗具經濟效益。
還記得嗎?買魚時,當魚販刮起四處飛濺的魚鱗時,基於本能,媽媽們會離得遠遠的,深怕魚鱗黏在身上,因為記憶中,老人家曾告誡我們:「小心喔!魚鱗黏在皮膚上不易去除。」魚市裡,吆喝
聲此起彼落,不遠的角落處靜靜堆放著臭氣薰天的魚鱗。魚販們不敢直接把魚鱗沖進水溝,怕堵塞水管,刮魚鱗時得對準垃圾袋。這些既臭又不起眼的魚鱗,誰也沒預料到竟然會帶著千萬身價,為水產
生技產業投下一枚震撼彈。現在就來掀起魚鱗的神祕面紗,告訴你它的傳奇。
身價不斐的魚鱗
大多數魚類的皮膚上,有一層由鈣質組成的堅韌外骨骼,那就是鱗片或鱗片的衍生物。魚鱗約占魚體總重的1∼5%,是一種多功能的組織,具有偽裝、維持魚體外形、保護和避免微生物侵害以抵抗疾病等的作用。然而為適應環境的差異,有的魚魚鱗明顯易見,如草魚、鰱魚等;有的魚卻只在某部分皮膚的表層上顯現魚鱗,如鱘魚;有的魚鱗非常細且被黏液裹住,一般不易發現,如黃鱔;有的魚鱗則已退化,如鯰魚等。在一般觀念裡沒有價值且不易處理的魚鱗,主成分中含有45%的膠原蛋白和55%的氫氧基磷灰石。膠原蛋白是一種非水溶性、纖維狀含醣蛋白質,分子量約為283,000 Da,長約300奈米,直徑約1.5奈米,含有由3條多肽鏈緊密結合所形成的3股螺旋結構,是構成組織的重要蛋白質。膠原蛋白約占人體蛋白總量的1/3,主要分布於結締組織中,是構成骨骼、軟骨、血管、皮膚等的基質。身體內的膠原蛋白可由真皮層的纖維母細胞合成增生,但隨著年齡增加及自由基的產生,膠原蛋白的結構會發生變化並漸漸流失。一般而言,正常人體內每年會流失約1%的膠原蛋白,因而使皮膚的外觀產生鬆弛、皺紋等老化現象。氫氧基磷灰石是一種磷酸鈣化合物,也是人體
或動物骨骼及牙齒的主要無機成分,在骨骼中約占60∼70%,而在牙齒結構的琺瑯質和象牙質中,也
分別占有90%和70%。氫氧基磷灰石對骨骼有良好的生物親和力,對牙齒有再石灰化的功能,因具有
良好的生物活性,在臨床上廣被應用在骨科及牙科用的生醫材料上,例如人工骨頭、人工牙齒、硬骨補綴、人工關節等。「環保」、「綠色」等概念,在21世紀的環保產業—資源的有效利用—中被廣泛討論。而資源的有效利用,使得膠原蛋白更受矚目。原因是經常被視為廢棄物的魚鱗、魚皮、魚骨等,都可以做為膠原蛋白的原料而回收再利用,由此產生新價值的「環保產業」,在膠原蛋白業界獲得極佳的回響。在水產廢棄物的有效利用中,以魚鱗的附加價值最高,也是值得開發的海洋性機能保健新素材。
魚鱗的有效利用可概分為3項:魚鱗粉 把魚鱗粉碎製成的魚鱗粉,因成分中含有天然、健康的膠原蛋白和氫氧基磷灰石,經研究證實對於人類或動物不會產生排斥反應,具有生物相容性、食用安全性,且無副作用。在日本已把魚鱗粉當作健康輔助食品,依功能性與專利類別可區分為:角質層代謝促進劑及之一。
不過在研究人員的努力下,行政院農委會水產試驗所已把魚鱗粉的粒徑粉碎至0.074mm,技術性優於日本專利(P2004-59568A)所製得的魚鱗粉(僅18.8%粒徑小於1mm)。或許將來國內可見魚鱗粉應用做為保健食品、營養輔助食品、保健飼料及除溼、芳香劑等的素材。
魚鱗膠原胜肽 膠原蛋白是維持皮膚與肌肉彈性的主成分,但是最主要的魅力還是「抗老化」的神奇效能,可有效地改善肌膚彈性、細紋及毛孔細緻等問題。目前市售抗老化的醫美保養品中幾乎都加入膠原蛋白,以增加皮膚皮膚老化防止劑的機能性食品和動物飼料(特開2000-247894);抗骨質疏鬆症劑(特開平10-231250);毛髮髮質和光澤改善的健康食品(特開平10-155428);壓力舒緩的機能保健食品(特開2005-306761)。由此可見魚鱗粉具有美肌、抗骨質疏鬆症、緩和關節炎、治酸痛、改善髮色、舒緩壓力等功能。把魚鱗製成魚鱗粉,主要關鍵技術是「去蕪存菁」和「微細化工程」。魚鱗對魚體有保護的功能,但也隱含養殖藥物的殘留或重金屬汙染的疑慮。因此「去蕪存菁」關鍵技術在於如何利用科學的方法,使魚鱗中的機能成分在無殘留藥物或重金屬的條件下,保留下來且不含魚腥味。另外,一般乾燥粉碎的魚鱗大都呈棉絮狀,難以製成粉末狀,「粉碎工程」就是利用關鍵技術把魚鱗片製成粉末。這兩項工程無法有效施行,可能是目前魚鱗粉的利用尚未在國內打開知名度的原因真皮層膠原蛋白的含量,使皮膚緊緻、有彈性,並減少皺紋及縮小毛細孔,「讓人可以更靠近一點」。
目前國內美容保養品市場所使用的膠原蛋白,除少數廠商宣稱有製造能力外,約90%來自國外,潛在著供貨的不穩定性。此外,市售膠原蛋白原料大都從牛豬羊、禽鳥類等動物組織萃取。但自從爆發狂牛症、口蹄疫及禽流感後,生技廠商轉向研究從其他生物中萃取膠原蛋白,而魚鱗中含有45%的膠原蛋白,使魚鱗成為膠原蛋白市場的超偶(super idol)。然而膠原蛋白的3股螺旋多肽鏈結構並無法直接穿越皮膚屏障,做為保養品時只有保溼的功能,並不能活化真皮層的纖維母細胞,進而促進膠原蛋白的合成增生,使皮膚「ㄉㄨㄞ、ㄉㄨㄞ」有彈性。因此膠原蛋白必須奈米化、借助載體,或經由適度水解成短鏈胜肽,才能順利穿越皮膚屏障到達真皮層。膠原蛋白可經由酵素或酸、鹼作用而形成蛋白水解物,包含二肽、三肽、寡胜肽(2∼20個胺基酸)及多胜肽(20∼50個胺基酸)。人體內因欠缺膠原蛋白分解酵素,膠原蛋白難被消化酵素所分解,以往常被認為是一種低營養價值的蛋白質,由此顯見膠原蛋白與蛋白分解酵素的專一性。但以市售膠原蛋白分解酵素每公斤高達9,800元的行情,水解魚鱗製備膠原胜肽既不符合環保概念,也因製造成本過高而喪失經濟價值。因此如何挑選適合的酵素,是左右產品品質及回收率的關鍵因素。此外,膠原胜肽的分子量大小會影響經皮吸收的速率。一般而言,胜肽的分子量越小,穿越皮膚屏障的速率越快,越能活化真皮層的纖維母細胞,進而促進膠原蛋白的生合成。經皮吸收試驗已證實,利用螢光標識的魚鱗膠原胜肽可穿透裸鼠皮到達真皮層,並呈現出多皺摺、捲曲狀的分子構形。文獻指出, 經由人體試驗發現口服膠原胜肽可提高真皮層纖維母細胞的密度,促進膠原纖維直徑及密度的增加,進而改善膚質。動物試驗也發現,餵食膠原胜肽可提升大鼠皮膚的代謝速率,增加皮膚保溼屏障機能和促進彈力,減輕關節炎症狀與預防骨質疏鬆。由這些研究可發現,魚鱗膠原胜肽不僅可製成肌膚保養品,也可廣泛應用於機能性保健食品中。魚鱗氫氧基磷灰石 氫氧基磷灰石是魚鱗萃取膠原蛋白後剩下的主成分,由於它對骨骼有良好的生物親和力,對牙齒有再石灰化的功能,有良好的生物活性,在臨床上可應用做為骨科及牙科用的生醫材料,同時也獲得每公斤高達175萬的身價。此外,氫氧基磷灰石也是純天然、溫和、物理性的去角質劑,可去除老廢角質使皮膚光滑,且不會破壞皮膚酸鹼值,很適合用在沐浴乳、潔膚皂中,也可做為保健牙膏中的研磨劑,以去除牙齒表面色素、白斑、牙菌斑等物質。原本不起眼的加工副產物—魚鱗,如今成了「神奇寶貝」,不僅魚鱗粉可做為健康輔助食品,自魚鱗萃取的膠原蛋白可廣泛應用在美容保養品、保健食品、醫學與生醫材料上,氫氧基磷灰石也可做為強化骨質或牙齒的醫療輔助品原料。在台灣,每年約產生3∼4萬公噸的魚鱗,把它做全面而有效的利用,不僅可達到減廢的目的,也能充分發揮點鱗成金的實質效益。

重億城堡

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