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发表于 2013-03-25 14:48 | Tags 标签:,

五花八门的保健品市场中,充斥的往往是被吹到天花乱坠,实验数据和临床统计其实欠奉的“传说中的不老药”。而这其中,鱼油属于少数几种有较明确的数据支持的对身体有益的产品之一,它的有效成分主要是其中蕴含的DHA(二十二碳六烯酸)、EPA(二十碳五烯酸)等几种多不饱和脂肪酸。

鱼儿们只是“大自然的搬运工”

然而,随着鱼油的市场需求越来越多,一些潜在的问题逐渐开始变得突出。

首当其冲的,是日益匮乏的自然资源。

我们不妨做个简单的计算:一般约二十公斤深海鱼类可以提取出一公斤鱼油,而这一公斤鱼油中大概有30-120g是DHA。也就是说,你手中的一小瓶鱼油,按剂量一般只够吃一个月,但保守估计也需要二十公斤以上的金枪鱼、三文鱼或者鲸鱼或者其他深海鱼类。可现在大西洋蓝鳍金枪鱼濒临灭绝,其他多种金枪鱼先后拉响警报,多种鲸鱼数量锐减……

【世界自然基金会呼吁保护大西洋蓝鳍的海报,如果我是熊猫,你会更关心我吗?】

当各种海洋资源在人类巨大的消费能力下都显得捉襟见肘时,吃鱼油实在是有点儿“费”鱼啊!

好在后来的研究发现,鱼儿们并不是DHA和EPA的生产者,它们只不过是“大自然的搬运工”。真正通过自己体内的装配车间合成DHA和EPA的,是海洋生态系统的生产者们——海洋微藻。上面几种用来提取鱼油的海洋鱼类,不过是在大鱼吃小鱼,小鱼吃虾米,虾米吃水藻的多层摄食关系中或多或少的为自己屯了点私货而已。

一般而言,鱼油中的多不饱和脂肪酸比例较低。同样以上面计算用的DHA为例,在鱼油中的含量不过3-12%之间,也就是鱼体重的0.6-2.4%。而在某些高产藻体内,它可占到油脂含量的40%,折合藻体干重的16.48%。

直接种藻提油

知道了这一点,我们大可不必费力捉鱼来搜刮它们辛苦囤积的二手货,直接种藻提油岂不更加方便。这种油,被称为“藻油”。

【图片出处:www.wired.com】

不过从藻身上刮油,就不能像鱼那样把鱼头剁下来,摘出脂肪部分再分离纯化出鱼油了。藻里面的DHA虽然多,但微藻个头小数量大,要弄出油来倒有些麻烦。

第一步是大规模的种植藻类。不同种类、不同培养条件下长出的藻类成分大不相同,藻油的含量、藻油中DHA和EPA的比例都有很大差异。目前一般是在生长条件可控的发酵罐中养殖特定的纯种藻。简单而言,就是配好了专门针对某种藻类口味的培养液,(目前常见的几种用于生产富含DHA或EPA的藻类多是甲藻或硅藻,)将少量的这种藻液接种进去,给以特定的温度、光照、溶解氧含量、扰动,藻类会自然增殖,待到长到可以收获的密度,将藻与培养液分离开,用来提取。

接下来的步骤,类似于从花生或葵花籽里来提取植物油的方法了。我们可以用没有溶剂的物理压榨法,也可以用更便宜简单但可能引起溶剂残留的有机溶剂法,甚至还可以高科技的用超临界的二氧化碳流体来做溶剂,在常温高压下获得没有溶剂残留的藻油。

“藻油”的优势

除了以养殖代替捕捞这一优势,藻油的生产过程还可能以低成本分离DHA和EPA。因为EPA具有类激素效应,孕妇、儿童等特殊群体要避免摄入,所以如果可能的话人们更倾向于将两种物质分开。鱼油中DHA和EPA的比例通常都保持在1:3左右,而这两种多不饱和脂肪酸结构类似分离提纯过程要求高,本身性质又不稳定,提纯损失较大。

对于藻油这个问题却很好解决,不同种藻类合成的DHA和EPA含量有很大差异,甚至有一些只合成DHA,或是合成大量EPA和少量DHA,这就使得这两种物质的分离可以在纯种养殖的过程中实现。

另外,藻油中含有其他污染物的风险比鱼油小。能够生产鱼油的鱼类通常是海洋生态系统食物链的上层消费者,伴随着它们积累DHA、EPA的过程,同时还会有相当一部分POPs(持久性有机污染物,比如多氯联苯PCBs)也积累在脂肪组织中。

在食物链中存在这样一个生物放大的现象,即生产者或低级消费者从环境中摄入的POPs会随着它们被高层的摄食者捕食的过程而进入高一级的食物链,这个过程中因为POPs本身难以被降解代谢排出生物体,又是易溶于脂肪的不亲水有机物,所以在食物链高层的生物体内这些POPs会层层增多,远高于环境中的浓度。

不幸的是,鱼油正来源于POPs易于储存的脂肪组织,因此鱼油的生产者通常需要筛选原料鱼,或者加上去除多种POPs的生产工艺。与之类似的是,鱼体内也经常富集了铅汞等重金属,需要在提取鱼油的时候进行处理。这并不是说吃鱼油不安全,只是说获得这种安全产品的过程又要加一道工序。

而藻类,因为是生产者,在食物链的最底端,即使环境中存在一些污染,在它们体内也非常有限,不必对此进行专门的处理。

和鱼油相比,藻油具有很多优势,但目前提取的方法还是比传统鱼油复杂,所以两者可能在市场上并驾齐驱相当一段时间。除此之外,又有人发现某些真菌也能自主合成DHA,进而提出可以发酵养殖真菌提取DHA,但目前还没有大规模生产。

用藻类生产生物柴油

其实,从藻类提取资源并不是近几年才开始的事情,螺旋藻在被吹成人们心中的营养“圣品”之前,早已经因为较丰富的蛋白含量被当作饲料添加剂使用了,利用红藻或褐藻等大型藻类提取藻胶或琼脂糖也是非常成熟的工艺。

除此之外,最近特别引人注目的还有用藻类生产生物柴油的技术开发。从上世纪七十年代开始,就有人着眼于研究从微藻体内提取柴油的技术,但一度因为成本居高不下而被搁置,直到最近,因为能源价格的飙升和气候变化问题,微藻提取生物柴油重新成为热门研究方向。

早期制作生物柴油的原料是各种产油作物,但因为日益严重的人口膨胀与资源紧缺,这样获得的生物柴油成本居高不下,而且还可能间接威胁到贫穷地区的粮食战略等,产油作物慢慢淡出了这个领域。

不过,当藻类同样富含脂肪酸这一现象被注意到后,研究人员便钟情于用这些生长在广袤大洋,通常不被视为资源的生物来生产柴油。经过筛选和驯化,目前已经获得几种含油量可以达到细胞干重的70%以上的藻种,它们有望用于大规模生产中。

类似于提取供食用的藻油,生物柴油的制作过程同样包括养殖、收集、榨取,然后对藻油进行提取炼制,就可以获得生物柴油。因为藻类合成的脂肪酸中较少芳香烃和硫元素,生物柴油燃烧过程中释放的大气污染物要少于石油炼制的柴油。

理论上说,它的另外一大优势是这样获得的生物柴油在使用过程中是不增加碳排放的,因为燃烧释放出的二氧化碳正是藻类在生长过程中从大气中固定的二氧化碳,如果大规模使用这种生物柴油,可能会缓解人为增排二氧化碳造成的全球变暖局面。当然,这只是理论状态,实际上,因为目前生物柴油的提取过程没有很高效的方法,成本也还很高,这一生产的过程本身消耗大量能源,也会释放不少二氧化碳,使它对气候变化的贡献大打折扣。

居高不下的成本导致目前养殖藻类提取生物柴油还不能投入大规模生产,于是有人开始研究联产DHA和生物柴油的方法。如果能有好的方法将不饱和脂肪酸DHA、EPA等和可以用作生物柴油的饱和十六碳、十八碳脂肪酸分开(DHA是二十二碳),纯化的DHA、EPA就可以卖到很高的价钱,也许能弥补生物柴油成本与收益之间的空缺。

说到底,推动产品工艺改进的根本动力还是降低成本或提高收益,在DHA的养殖大竞赛中,甚至有研究人员培育出了可以刮完油扔回培养液中继续长的藻。这不由得让人想起一则老笑话,说把猪挂网兜里养,吃哪块肉割哪块,割完还长……看来,人类对微藻的开发还有很大的潜力。

扩展阅读

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海藻产油不是梦

关于本文

本文已发表于《瞭望东方周刊》

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17 Responses to “种出鱼油来”

  1. zzz说道:

    ”又有人发现某些真菌也能自主合成DHA,进而提出可以发酵养殖真菌提取DHA,但目前还没有大规模生产。“

    我们正在干这个~

    • 刘大炜说道:

      这个耳闻过

    • andy说道:

      你们是哪个公司的? 可否留个联系方式 方便交流下。 我们公司12月份有个关于 多不饱和脂肪酸的行业学术会议,针对市场、技术、应用三大板块做一个学术交流, 希望能和你探讨目前的行业情况。谢谢~

    • andy说道:

      你们是哪个公司的? 可否留个联系方式 方便交流下。 我们公司12月份有个关于 多不饱和脂肪酸的行业学术会议,针对市场、技术、应用三大板块做一个学术交流, 希望能和你探讨目前的行业情况。谢谢~

  2. Vicko说道:

    目标明确,这样的研究热点,应该有望很快突破

  3. 刘猛说道:

    鲸鱼怎么是鱼呢?

    • 麒麟半仙说道:

      ”但保守估计也需要二十公斤以上的金枪鱼、三文鱼或者鲸鱼等深海鱼类“,作者是把鲸鱼当成深海鱼类了 吗?
      鲸不是鱼怎么可以和鱼类混为一谈,本身“鲸鱼”这种说法就不应该在科学类文章中出现。

  4. watson说道:

    柴油没问题
    营养品嘛。。。。品牌很重要,国内。。。。

  5. 科学家说道:

    我们实验室就做这个的

    • 爪子毛说道:

      用隐甲还是裂壶?

    • andy说道:

      你们是哪个公司的? 可否留个联系方式 方便交流下。 我们公司12月份有个关于 多不饱和脂肪酸的行业学术会议,针对市场、技术、应用三大板块做一个学术交流, 希望能和你探讨目前的行业情况。谢谢~

  6. 张勇说道:

    亚麻籽油陆地上的“脑黄金”,以内蒙古大草原的优质亚麻籽为原料,采用低温物理压榨工艺精制而成。亚麻籽油含90%以上不饱和脂肪酸,其中Ω-3系列不饱和脂肪酸——α-亚麻酸的含量为45%左右。Ω-3多不饱和脂肪酸则能够消除血栓形成因子和炎症因子,修复受损的细胞膜——冷榨亚麻籽油中的活性功能因子即是Ω-3多不饱和脂肪酸中的α-亚麻酸。 α-亚麻酸在进入人体后,通过生物合成途径,进一步转化为具有健脑益智作用的另外两种重要的Ω-3型多不饱和脂肪酸 —— EPA和DHA。

    • 晴空说道:

      缺点是容易氧化、变性。买了一瓶亚麻油,一年后瓶口结了厚厚一层白色沉淀物,一股“哈喇”味。

  7. Illusiwind说道:

    "或者鲸鱼等深海鱼类"
    还不改啊……

  8. 郑之用说道:

    现在社会上大肆宣传“酵素”,其健身防治病功能神乎其神,哪位能从科学角度阐述一下?万分感谢!

    • 爪子毛说道:

      酵素也就是酶,是广泛存在于各种生物体内的各种功能性蛋白,比如帮助消化的消化蛋白的蛋白酶、帮助分解脂肪的脂肪酶等等。台湾、香港地区多使用酵素一词,大陆相关学科多使用酶这个字来称呼。其实没啥特别的,药店里买一瓶帮助消化的多酶片里面就都是“酵素”

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