水產品廢棄物之處理與應用
郭 俊 德
一、前 言
台灣四面環海，漁產資源豐富，魚獲物於民國 77 年已達 136 萬公噸，由於各國 200 海浬經濟水域之限制，使得水產資料的維護及利用更形重要。根據一般之食用習慣及加工方法，水產加工過程中產生多量之廢棄物，如魚頭、皮、骨、煮汁等，除少部分做為飼料外，大部廢棄不用，不但造成資源浪費，又帶來環境之污染。為提高資源利用及漁民所得，應加強研究及發展水產廢棄物之有效利用，除可提高漁獲物的附加價值外，並可遠到資源充分利用與維護環境衛生的目的。
二、魚介類之可食與不可食部分
一般我們僅利用魚介類可食肉質部分，在家庭調理或加工方面採肉後餘下頭部、骨、殼、鰭、尾、內臟、皮、鱗，或蒸煮之煮液，都成為非食用部分。魚貝類採肉後之廢棄物，約占全魚貝類之 1／3 至 1／2，估計國內每年水產廢棄物有 40 萬公噸 ( 如表 1. )，不但數量多卻分散於家庭或及加工廠。目前較集中在水產加工廠之水產廢棄物約有 4 ~ 5 萬公噸，其中部分丟棄，部分供作低度利用，如攪碎後餵鴨或製成低品質的魚粉及魚溶漿等，非常可惜。
表 1. 77 年度漁獲物中重要魚類之非食用廢棄率及廢棄量之統計
單位：公噸
| 重 要 魚 貝 類 | 年 產 量 | 不 可 食 比 率 % | 可能廢棄物量 |
| 鮪 類 | 174,425 | 35 | 61,049 |
| 蝦 類 | 115,888 | 50 | 57,944 |
| 鯊 類 | 41,426 | 60 | 24,856 |
| 鰹 類 | 58,339 | 40 | 23,336 |
| 烏 賊 類 | 227,243 | 45 | 102,259 |
| 虱 目 魚 | 39,859 | 45 | 17,937 |
| 狗 母 | 13,086 | 40 | 5,234 |
| 珯 類 | 13,897 | 45 | 6,254 |
| 鰻 類 | 51,602 | 32 | 16,513 |
| 白 帶 魚 | 29,907 | 50 | 14,954 |
| 黃 花 魚 | 22,806 | 50 | 11,403 |
| 鯉 類 | 31,206 | 70 | 21,844 |
| 𦴩 類 | 43,470 | 35 | 15,215 |
| 牡 蠣 | 28,451 | 76 | 21,623 |
| 旗 魚 類 | 24,585 | 35 | 8,605 |
| 鰆 類 | 14,372 | 40 | 5,749 |
| 蛤 類 | 19,703 | 70 | 13,792 |
| 鯛 類 | 15,241 | 55 | 8,383 |
| 金 線 魚 | 9,760 | 50 | 4,880 |
| 吳 郭 魚 | 55,561 | 45 - 70 | 25,000 ~ 38,893 |
| 合 計 | 466,832 ~ 480,723 |
三、水產品加工廢棄物之來源
目前水產品加工廢棄物之來源大致如下：
(一)油漬及水煮罐頭加工：有頭、鰭、內臟及蒸煮液等廢棄物。
(二)冷凍水產品加工之廢棄物：依處理方法不同則頭、內臟、骨、鰓等廢棄物量亦不同。
＊冷凍魚調理方法：
(a)半處理魚 ( Semi–dressed )：除去鰓及內臟者。
(b)全處理魚 ( dressed )：除去頭部及內臟。
(c)精處理魚 ( Pan–dressed )：除去頭部、內臟及鰭。
(d)魚肉片 ( Fillet )：將魚肉切成三片，去骨後之肉塊。
(e)圓盤狀魚肉片 ( Steak )：將半處理魚、全處理魚、精處理魚、魚肉片等用鋸橫切成厚約數公分的肉片。
(三)冷凍魚漿之製造，除頭、內臟、皮及骨外，水洗廢液中含有大量水溶性蛋白。
(四)乾製品加工中，除頭、尾、鰭及內臟外，煮液中含有多量溫水可溶性蛋白。
(五)魚粉加工過程中，煮液為廢棄物，含有多量溫水可溶性蛋白。
四、水產廢棄物之利用
目前國內較大宗水產廢棄物的實際利用如表 2。成品中以健康食品用魚油的價值較高，故如何將魷魚油由飼料級提升到健康品級，是值得努力研究的目標。此外，蝦殼中所含的幾丁質成分，可為凝結劑、固定化酵素載體、徐放劑、外科手術縫線等，應用範圍度及農業、工業與醫學界等，也是今後值得矚目的新材質。茲分別說明如下：
表 2. 目前國內主要水產廢棄物利用
| 原 料 | 用 途 及 成 品 |
| (1)鮪、鰹、鯖等罐頭或冷凍加工廢棄物 (2)鰻魚骨 (3)草蝦或海蝦頭及殼 (4)魷魚內臟 |
飼料用魚粉及魚溶精 健康食品用魚油膠囊及鰻骨粉 飼料用蝦殼粉、食品級調味料 飼料用魷魚及魷魚粉 |
表 三 鰻肉及其加工剩餘物主要成分分析
組成 (Constitutent )
樣品 sample |
水分 ( Moisture ) w. t. % |
灰分 ( Ash ) w. t. % |
蛋白質 ( Protein ) w. t. % |
脂肪 ( Lipid ) w. t. % |
占原料鰻之百分比 ( w. t. % in Eel ) |
生 鮮 鰻 肉 蒲 燒 鰻 肉 鰻 頭 鰻骨廢棄物 b 剔 肉 鰻 骨 內 臟 |
63.6 49.6 69.6 58.3 58.5 82.8 |
0.95 3.00 3.92 6.27 14.61 0.66 |
20.0 21.30 11.65 16.35 9.38 9.73 |
17.90 19.70 10.47 18.52 15.64 4.62 |
80 ~ 83 60 ~ 65 5 ~ 6 7 ~ 8 3.7 ~ 4.2 4 ~ 5 |
a. 蛋白質係以總氮量乘以 6.25 計算。
b. 鰻骨廢棄物包括加工後尚餘之附肉 ( 附肉約佔 47%，剔肉鰻骨則佔 53 % )
(一)鮪、鰹及鯖等罐頭或冷凍加工廢棄物之利用
罐頭或冷凍加工之廢棄物經蒸煮、壓榨後成三相分離：
(1)粗製魚油成品，以每公斤 20 元售與飼料廠；(2)汁液經濃縮供飼料添加用，但因不敷成本，目前大部排棄不用；(3)沈澱渣，混合原先之壓榨渣，再經乾燥粉碎成魚粉，價格每公斤約 20 元。
(二)冷凍鰻製品廢棄物之利用
77 年共生產 20,760 公噸烤鰻成品，依此推算則應生產約 400 噸之鰻頭及鰻骨廢棄物，目前大部分均做生飼料使用。
白燒及蒲燒為主要之加工鰻產品，加工中廢棄物約占原料鰻魚之 17 ~ 20%，其中內臟部份約占 4 ~ 5%，鰻頭約占 5 ~ 6%，鰻骨及尾部則約占 8%左右。由於鰻魚依高貴的養殖魚類，此等廢棄物若能作用有效利用，對鰻加工業收益及廢棄物處理應有相當助益。表 3 為鰻肉及其加工廢棄物之主要成分分析表。其中鰻頭部分之蛋白質約占 12%，脂肪為 10.5%左右；加工剩餘物中較重要的鰻骨，因尚含未去除乾淨之鰻肉部分，其蛋白質含量約 16.5%，而脂肪含量高達 18%以上。
(1)鰻骨油之製造法
鰻骨油之抽取，雖可用煮取法，有機溶劑萃取法及酵素處理法，然而，最方便之方法係煮取法；亦即以高溫濕式煎熬法行之，過程大致如圖一。鰻油中之 EPA 及 DHA 含量並不高，但據坊間非正式試用效果顯示，有很好之保健效果，故推測鰻油內極可能含有某些未解明之生理活生物質。
(2)鰻骨除可製成鰻骨粉外，亦可直接油炸製成休閒食品，日本人甚喜食用。
(3)內臟酵素
其中，蛋白水解酵素主要為胃蛋白鋛 ( Pepsin )、胰蛋白鋛 ( trypsin ) 及少量凝乳胰蛋白鋛 ( chymotrpsin )；在醣類水解酵素方面，則以α–澱粉液化鋛 ( α–amylase ) 為主要，其餘為 α–葡萄醣䊵鋛 ( α–glucosidase )、β–半乳醣䊵鋛 ( β–galactosidase )、乳醣鋛 ( lactase ) 及 α–藻醣( α–fucosidase )，因內臟占廢棄物之比例不高，且其他來源之原料豐富，並不值得利用。
綜合所述，鰻加工廢棄物之利用仍以鰻骨油最為重要，其附加價值亦高，其他如蛋白質利用，鰻頭、內臟之加工，鰻腸之冷凍加工，亦具經濟價值，而酵素之利用，除非有高價之特定酵素，目前酵素之活性測定顯示其利用價值不高。
(三)蝦加工廢棄物之利用
目前國內冷凍蝦加工廠 70 餘家 1 年約產生草蝦及海蝦之蝦頭、蝦殼廢棄物共約二萬公噸，由於其水分及蛋白質含量相當高，不易乾燥，容易腐敗，而造成環境污染。
蝦加工後廢棄物之一般利用如下：
(1)飼 料
大部分蝦廢棄物都經煮熟、乾燥、粉碎後做高鈣質飼料之混合飼料，不僅其處理費時、不衛生，而且利用價值低，又造成環境污染。若利用蝦類廢棄物直接煮沸、烘乾後磨成蝦粉，或在 PH 3.6、50℃下進行自家消化 4 小時後製得蝦溶漿，將此添加基本飼料中以飼養淡水蝦，結果添加組之蝦體重分別為未添加組之 1.2 倍與 1.4 倍，效果良好，但其利用層次與經濟價值仍不高。
(2)蛋白質與蛋白鋛之利用
草蝦頭之一般化學成分，如表 4 所示，除水分為 75%，其固形物成分以粗蛋白 ( 不含幾丁質 ) 約 60% 為主，其餘為幾丁質約 10%，粗脂肪約 6%，灰分約 16%，及無氮抽出物約 8%，故其完全利用，首先應考慮蛋白質之利用。
表 4 草 蝦 頭 之 一 般 化 學 分
| 水 分 | 粗蛋白質 ( 扣除幾丁質 ) |
幾 丁 質 | 粗 脂 肪 | 灰 分 | 無氮抽出物 | |
| % ( 輕 重 ) % ( 輕 重 ) |
75.0 - |
15.1 60.4 |
2.5 10.0 |
1.6 6.4 |
4.0 16.0 |
1.8 7.2 |
蝦頭 ( 其實為頭胸部，cephalothorax )，內含各種內臟，包括消化器官及卵組織等，故其蛋白質中含有各種消化酵素，尤以蛋白鋛最為重要。主要為 carboxy peptidase、chymotrypsin 及 trypsin，另有 catheps in 與 collagenase 活性之報告。但由經濟效觀點而言，由蝦頭分離蛋白鋛，其成本絕對不低於微生物製備者，故其經濟效益不高。然而若將蝦頭所含之蛋白鋛直接利用於蝦頭中殘留蛋白質之溶化回收，或用以製造蝦味調味料，則具有經濟可行性。
(3)蝦調味料
所謂蝦調味料係指將蝦頭蛋白質與其他可溶物一併加以利用，以製造具有蝦味的胺基酸、核酸複合調味料之產品已有部份工廠採下列流程產製高價之蝦調味料。
(4)蝦醬油之加工
有以利用蝦本身蛋白鋛或外加面液化蝦頭以製造蝦醬油之例。
(5)幾丁質產品之製造與利用
草蝦頭另一重要成分為幾丁質，其含量約為乾重之 10%。由於幾丁質及幾丁聚醣有下列重要用途，所以歐、美、日等國均大力研究利用此一生質。
(a)人造纖維工業方面：人造絲、薄膜等。
(b)醫藥方面：繃帶、紗布、外科縫線、人工透析膜、人工臟器、血管補綴劑、抗凝血劑、藥效延長劑、洽傷藥、治癌藥等。
(c)生化研究方面：酵素固定用擔體、層析用擔體、陰離子交換劑、金屬鉗合劑等、酵素 ( 溶菌素 ) 分離用擔體等。
(d)其他工業用：食品及其他工廠之廢水處理、香煙捲紙品質改良、織布助染劑、塑膠可塑劑、鋼鐵表面處理等。
(e)其他用途：化粧品添加料、隱形眼鏡、土壤改良劑等。
幾丁質及幾丁聚鋛之傳統製造方法如下：
因採用化學方法，使用大量強酸及強鹼，對環境可能造成污染。所以農委會委託成大醫院以基因重組方法培養出生產去乙醯基酵素 ( chitin descetylase ) 的微生物來製取幾丁聚醣，以利用蝦頭。
(6)蝦紅素之萃取
草蝦殼與頭中之柔軟組織含有約 50 ppm 之蝦紅素 ( astaxanthin ) 及其衍生物，由於其蝦紅素低，須先行考慮其經濟效益。
(四)魷魚內臟之利用
為解決魷魚內臟之處理問題，其最佳方法是再加工利用。由於內臟含油量高，且含有多量高度不飽和脂肪酸，是蝦及魚之良好飼料用油。內臟之消化液則含有草蝦促進攝餌之胺基酸。而且，魷內臟含有 EPA 及 DHA。
魷魚臟之比率，以赤魷為例佔15.92%，此等內臟多係魷魚絲加工廠之廢棄物，多混有皮、墨汁及鰭，其總比率約占 30.94%，各部分比率如表 5。內臟之一般成分如表 6，未經加工內臟之水分約占 53.53%，粗脂肪約占 36.09%。經加工後之內臟，因經水洗及其他部分摻入之影響，水分約占 62.69%，粗脂肪約占 20.99%，由此可知魷內臟之脂肪及水分含量甚高，若不加工處理，貯存時易造成腐敗及油燒現象。一般魷內臟加工如圖二。
表 5 赤 魷 各 部 份 的 比 率
| 體 部 | 內 臟 | 皮 | 墨 汁 | 頭與腳部 | 鰭 部 |
| 37 % | 15.92% | 1.89% | 1.28% | 32.05% | 9.09% |
表 6 魷 內 臟 之 一 般 成 分
| 原 料 ( % ) | 加工後副原料 ( % ) | |
| 水
分 粗 蛋 白 粗 脂 肪 灰 分 |
53.53 16.54 36.09 1.25 |
62.69 14.51 20.97 1.31 |
魷魚內臟之一般利用如下：
(1)水產飼料添加物
目前有數家小型業者專門收購魷魚內臟，經簡易處理分離後加工成魷魚油及魷魚粉，可供為水產飼料添加物，每公斤售價約為 18 ~ 20 元。
(2)魷魚油
從魷魚內臟製得之粗製魷魚油含 EPA 約 10 ~ 12%，EPA 是 w–3 脂肪酸，可能具有延緩血小板凝集時間及降血脂肪和膽固醇之功效。目前在國際市場上含 EPA 25% 以上，尚未製成膠囊之魚油價格，每公斤約為 1,500 元。行政院農委會委託台大食科所製得之 w–3 脂肪酸 ( EPA 加 DHA ) ( 其加工流程如圖三 )，共 90% 以上，大致技術已可移轉給工業界。
(3)魷醬油
利用魷內臟中很強的蛋白鋛，於適溫下進行自家消化溶解後，將魷油分離，脫油之消化液再作為醬油之原料。
(五)其 他
包括魚皮明膠之加工、魚骨粉及軟骨素之製造。
五、處理水產品廢棄物之困難
(一)收集不易
水產加工廠之廢棄物較集中，收集最易，但由於國內水產加工廠規模較小，而且分散各地，常造成收集困難，也使得廢棄物之有效利用遲遲未經展開。本人認為似可採取以下措施予以改善。
(1)日本徹底解決廢棄物及污染問題之辦法，是成立水產加工區 ( 如燒津加工區 )，集中工廠，故可集中廢棄物，一則解決公害問題，另則有效利用廢棄物。但在國內欲比照進行，因牽涉到土地、投資意願及公害問題，恐非短期可以實現。
(2)漁獲物先送到加工廠清理包裝後再出售，則廢棄物可集中於加工廠，唯國人喜買整尾魚，因此，如要改變此種觀念，仍需政策及推廣工作之配合。
(3)依前東京水產大學教授富山哲夫博士之建議，在各市場中設魚廢棄物收集桶，內裝 pH 4.5 之酸液，零售攤上之魚內臟廢棄物丟入桶內，由工廠按時收集。
(二)成 本
廢棄物之收集及運送之費用，常比廢棄物之售價還高。再者，由於供需法則，平常廢棄物價格便宜，一但廢棄物可經濟有效利用，則廢棄物原料將因奇貨可居價錢將升高。
(三)政 策
愈嚴格執行環保政策，加工業者將愈認真考慮處理加工廢棄物 ( 或抽取有用物資 )，不但可減少罰款，而且可從廢棄物中得到收入。換句話說，廢棄物之加工利用不能只考慮成本 ( 常不敷成本 )，但至少可少罰。另外如何誘導業者利用廢棄物加工生產 ( 如低利貸款等 )，也是必須因素。
(四)科 技
廢棄物分散各地如何保鮮，運輸以及如何發現高經濟價值成分、萃取及商業化生產，都是科技上應加強之地方。另外改進加工過程以減少廢棄物量，也是應努力之方向。
六、結 語
廢棄物，副產物或主要加工原料之別，常是一線之隔，如果目前大家所稱之廢棄物如能有效利用，則其身價一夜之間將不同，再也不被稱為廢棄物。水產廢棄物之利用，不但可充分利用國內有限之水產資源，而且可舒解環境污染問題。
( 摘自農情半月刊第 189 期 )
飼料營養雜誌第七冊合訂本
1990年第1期至1990年第6期
九○年．第二期 ( 102 ~ 112 )
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