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Resourceful Utilization of Cephalopod By-Products: Sepiomelanin and Squid Ink

Explore the high oil content in cephalopod by-products, such as squid viscera, and the versatile applications of squid ink in food and pharmaceutical industries.

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Resourceful Utilization of Cephalopod By-Products: Sepiomelanin and Squid Ink

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Presentation Transcript

  1. By-products from cephalopod- sepiomelanin 頭足類副產物- 墨魚汁

  2. I.來源1. 魷魚內臟我國為僅次於日本之魷魚生產大國， 每年之魷魚產量達十萬公噸以上(1) 魷魚內臟之比率以赤魷為例佔15.92%，內臟多為魷 魚絲加工廠之廢棄物，混有皮、墨 汁及鰭，總比率約占30.94%

  3. 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1 赤魷各部份的比率

  4. (2) 魷魚內臟成分 a. 一般成分 * 未經加工內臟之水分約占53.53%， 粗脂肪約占36.09% * 加工後之內臟，經過水洗及其他部分 摻入之影響，水分約占62.69%，粗 脂肪約占20.99% (表2) b. 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 (rusting)現象

  5. 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 表2 魷內臟之一般成分

  6. c. 資源利用性 * 內臟含油量高 -- 頭足類(魷魚)內臟含油量高 -- 含有多量高度不飽和脂肪酸(EPA 及DHA)，是蝦及魚之良好飼料用 油 * 內臟之消化液 含有草蝦促進攝餌之胺基酸

  7. * 墨汁(squid ink) -- 阿根廷魷的墨汁成包括水(75%)、色 素(15.5%)、蛋白質(6.3%)、脂質 (3.0%)及醣類(0.2%)等 -- 可製備食品防腐劑(food preservatives) 、調味料、染料，以及促進胃液分泌 作用等機能性食品 (3) 一般魷內臟加工如圖二

  8. a. 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。 b. 魷魚油 * 從魷魚內臟製得之粗製魷魚油含EPA約 10~12% * EPA是ω–3脂肪酸，具有延緩血小板凝集時 間及降血脂肪和膽固醇之功效 * 加工流程如圖三

  9. c. 魷醬油 * 利用魷內臟中很強的蛋白酶，於適溫下 進行自家消化 * 液化後將魷油分離，脫油之消化液再作 為醬油之原料

  10. 2.其他 (1) 烏賊(Squid)及章魚(octopus) 等軟體動物 (2) 烏賊墨汁主成分為黑色素(melanin)的一種 烏賊墨汁所含酸性多醣與peptide之複合物 (complex of acidic polysaccharide and peptide) (3) 為烏賊或章魚作為逃離外敵的一種武器 於躲避海裡敵人侵襲之際，會藉由所吐墨 汁之障掩而順便開溜

  11. Fig. Sepiomelanin particle are built up from DHI (5,6-dihydroxy- indole) and DHICA as showed or formed by cyclodopa and decarboxy cyclodopa units.

  12. Fig. Melanins as derivatives of acetylene-black

  13. II.墨魚汁 1. 墨魚汁的利用性 (1) 己往僅於一些區域被利用於調味料及 鹽醃食品 (2) 目前已廣被使用於麵條、法國麵包、 披薩、饅頭、煎餅等食品 (3) 具抗腫瘤效果，可開發機能性食品 日本葉綠素株式會社亦著眼於烏賊墨 汁之有用性，於1987年開發品名為 AIKASUMI BLACK之烏賊色素粉末

  14. 2.墨魚汁的基本性質 (1) 烏賊墨汁之化學組成 a. 頭足類之墨汁主成分為sepiomelanin( 黑色素的一種) b. 存於烏賊墨囊中(ink sacs of the cuttlefish)，為蛋白質結合於 Eumelanin所形成的一種elanoprotein

  15. Fig. Sepiomelanin oligomers degradation products

  16. (2) 不溶於水、油脂、以及大部分的有機 溶劑 (3) 對酸鹼、熱以及光等非常安定 於食品殺菌加工過程中尚未有因而退 色之情形發生

  17. 3.烏賊墨汁之製法 以下就以松江等人於1995年所發表之「 烏賊墨汁之新機能研究」，以及佐藤於 1995年所發表之「烏賊墨汁之開發與 利用」說明

  18. (1) 大型的烏賊墨囊供做原料 由歐洲烏賊(Sepia officinalis L.)以及紫烏賊 (Omma-strephes bartrami Leusuel)等烏賊墨囊 取出墨汁 a. 墨囊大小依烏賊種類不同而有所差異 * 小管(全長約20公分)之類的小型烏賊之墨囊 重在1公克以下 * MONGO烏賊(全長約60公分)的則重達20-50 公克。

  19. b. 冷凍墨汁 * 將取自墨囊之墨汁於食鹽水中攪拌(混 濁)、靜置、除去上清液後，以濕潤狀 態冷凍保存之 * 以Mongo烏賊的情形是由一公斤墨汁 可取得約230公克之冷凍品

  20. * 產地加工 -- 送回日本加工需考量烏賊的鮮度保持 以及人事費用的問題 -- 取墨汁過程是在烏賊解體加工所在地 (如菲律賓)進行，然後再將所得墨汁 冷凍品輸回日本，於經解凍之後作為 二次加工之原料

  21. (2) 各種烏賊墨汁產品之製程 * 冷凍墨汁→解凍→水洗→離心除去廢 液→加入75%乙醇再洗淨→離心除去廢 液 * 所得沉澱物再依下列三種不同步驟來進 行產品之製造

  22. a. AIKA BLACK * process 以含檸檬酸之50%乙醇洗淨沉澱物 ↓ 離心除去上清液 ↓ 加入50%乙醇予以洗淨並且除去廢液 ↓ 沉澱物乾燥、粉碎 ↓ 篩選及品質檢查 ↓ 產品

  23. * application -- 當初開發此產品是期望作為食用印刷 墨汁 因而採用獨自之純化(洗淨)法而製成無 味與無臭之產品(表6) -- 此產品因價格較高之故，所能使用之 範圍亦因而受限

  24. b. IKASUMI POWDER * process 以75%乙醇洗淨、離心所得沉澱物 ↓ 沉澱物乾燥、粉碎 ↓ 篩選及品質檢查 ↓ 產品

  25. * application -- 使用於一般食品 留點烏賊特有風味反而更受喜愛，對 於烏賊墨汁產品的純度要求亦就不須 如同AIKA BLACK那樣的高了 -- 純度及成本較低

  26. c. SEPIA IC * process 以75%乙醇洗淨、離心所得沉澱物 ↓ 加入還原澱粉糖化物(水飴)混合 ↓ 磨碎 ↓ 濃度調整 ↓ 品質檢查 ↓ 產品

  27. * application -- SEPIA IC為液狀產品 粉末產品於使用之際因易飛散而周遭環境 造成污染 -- 含烏賊墨汁量為IKASUMI POWDER之30% -- 因已被微粒化之故，色濃度約為IKASUMI POWDER之1.2倍 烏賊墨汁本身屬不溶性，色澤隨著粒子的 微細化而加深 -- 烏賊墨汁粒子容易凝集 主成分為蛋白質且具彈力之故，乾燥粉碎 時很難將其微粒化

  28. Fig. Sepia particles

  29. Fig. The particle may assume the fullerene or a graphitie form.

  30. (3) 烏賊墨汁產品之使用 a. 烏賊墨汁不溶於水及油脂 於使用於食品之際須要有所顧慮 b. 若用來作為色素時，此不溶性質反而使其 具有非常容易使用之優點 * 由於食品大都含有水分，低染著性之水溶 性色素因而容易發生滲出、色流等問題 * 使用於油分多之食品的油溶性色素亦會有 同樣情形發生 * 烏賊墨汁則無上述這些缺點

  31. 4. 墨汁之機能性成分 (1) 烏賊墨汁所含抗腫瘤物質 (2) 烏賊墨汁所含溶菌酵素 (3) 烏賊墨汁所含抗菌劑

  32. (1) 烏賊墨汁所含抗腫瘤物質 由紅烏賊墨囊之稀鹼萃取物經透析及純 化後，發現對於老鼠具有抗癌、抗炎作 用之物質 a. 烏賊墨汁之成分 * SMI 分子量在25萬以上之高分子物質 * SMII 分子量約39,000之低分子物質

  33. b. 對老鼠所具有之生理作用 * SMI及SMII皆因能抑制胃液的分泌而 其抗潰瘍作用 * SMII對於浮腫具有抑制作用--抗炎作用 * 能吸收對於人體或其他動物皮膚有害 之紫外線

  34. c. 墨汁之純化及成分分析 將烏賊墨汁(45.1公克)之脫脂乾燥粉末(10公 克)，經由DEAE-Sephacel陰離子交換樹脂及 sephacryl S-300膠體，分離成三個fraction * SIPGO2-A(27mg) 醣類、蛋白質、色素比例為7:3:3，屬於酸 性多醣與peptide形成之複合體(complex of acidic polysaccharide and peptide) * SIPGO2-B(l02mg) * SIPGO2-C(39mg)

  35. d. 抗腫瘤機能 將三種不同SIPGO2 fraction接種於小白鼠 腹腔內的Meth A癌細胞(圖二)

  36. * SlPGO2-A區分對腫瘤之治癒率可高達 64% (表七) * 對於腫瘤細胞幾乎不會有直接毒性 因此判斷此複合物之所以具有抗腫瘤活 性，主要因其能夠增強巨噬細胞的活性

  37. e. SlPGO2-A抗腫瘤機制 * SIPGO2-A之成分與構造 -- process 利用酵素將其水解 ↓ 水可溶物以乙醇沉澱回收 ↓ 透析 ↓ 粗的新穎酸性多醣(19mg) ↓ 以DEAE-sephadex A-50陰離子交換層析 ↓ Sephacryl S-300及Sephadex G-15膠體層析 ↓ 分離出ILX-A(2.2mg) ILX-B(8.7mg)、及ILX-C(4.2mg)三種成分

  38. -- 分子量 i. ILX-A為5萬 ii. ILX-B為5-8萬 iii. ILX-C為8萬 -- 酸性多醣與peptide所形成之複合體構造 為了探討此一酸性多醣與peptide所形成 之複合體構造，利用酸水解及化學修飾 等的各種化學法，鑑定出此種複合醣之 部分構造

  39. i. 含單糖: N-乙醯半乳糖胺(N-acetyl-galactos- amine)、葡萄糖醛酸(glucuronic acid)、半乳 糖(galactose) 海藻糖(fucose)、以及木糖(xylose)等，其序列亦已鑑定出來ii. 其中糖鏈的木糖(xylose)與peptide chain的serine或threonine以糖苷鍵(O-glycosidic chain)的方式結合(圖五)。iii. 由於單以多醣進行抗腫瘤試驗時並無效果(表七)，因而推論peptide fraction與抗腫瘤 活性有相關性

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