巨型乌贼（Dosidicus gigas）皮资源可持续利用途径：鱿鱼皮蛋白水解物与明胶的生产

《Intelligent Medicine》：Sustainable alternatives for jumbo squid (Dosidicus gigas) skin valorization: Production of squid skin protein hydrolysates and gelatin

　　

Sara Pérez-Davila|Carolina Hermida-Merino|Manuel M. Pi?eiro|Adrián Pedreira|Jesús Valcarcel|José Antonio Vázquez

废弃物回收与价值利用小组（REVAL），海洋研究所（IIM-CSIC），西班牙维戈市Eduardo Cabello街6号，邮编36208

摘要

巨型乌贼（Dosidicus gigas）的工业化加工会产生大量副产品，其中包括含有有用成分的皮肤，这些成分的用途不仅限于传统上的鱼粉生产。本研究旨在从巨型乌贼皮肤中获取并分析酶解产物及明胶的特性。这些酶解产物的蛋白质含量超过70%，消化率高达93%，金属含量也低于欧盟规定的标准。而明胶的蛋白质含量为86%，脂肪含量低，含有类似胶原蛋白的氨基酸，其凝胶强度为86.0 ± 5.7克Bloom值，适合用于软食品或生物医学领域。通过对明胶的凝胶渗透色谱分析，发现其中存在约82千道尔的肽段，且多分散性较大。热重分析显示，与含水量高但稳定性较低的湿态明胶相比，干燥明胶样品具有更高的热稳定性。傅里叶变换红外光谱分析则显示出胶原蛋白的酰胺键以及β折叠、α螺旋、β转角等二级结构，这表明I型胶原蛋白发生了变性。流变学研究则发现湿态明胶样品具有粘弹性特征（G′ > G′′）。这些结果证明了从巨型乌贼皮肤中提取高价值的蛋白质水解产物和明胶的可行性。

引言

随着人们对可持续且有益健康的食品来源需求不断增加，海鲜产业中那些未被充分利用的资源再次受到关注（Monteiro, Domingues, & Calado, 2024）。根据联合国粮农组织2022年发布的《世界渔业和水产养殖状况报告》，用于直接人类消费的渔业产品比例从20世纪60代的67%上升到了2020年的89%（1.57亿吨）。剩余的11%则用于非食品用途，其中81%用于生产鱼粉和鱼油，其余则用于观赏鱼贸易、宠物食品或制药领域。在此背景下，研发替代鱼粉的原料已成为当务之急。这种方法不仅能提升渔业副产品的附加值，还能通过利用这些资源中的功能性成分和生物活性物质，减少经济损失、降低环境影响，并改善消费者健康状况（FAO, 2011, FAO, 2022）。

尽管受到运输限制、难以进入全球市场，以及新冠疫情导致部分食品行业停业的影响，2020年金枪鱼、头足类、虾类和龙虾等高价值物种的捕捞量仍与五年前相比基本保持稳定或仅有轻微下降（FAO, 2022）。头足类是生长迅速的物种，其种群数量极易受环境条件影响，这也解释了其捕捞量波动的原因。不过，在过去二十年里，包括巨型乌贼（Dosidicus gigas）在内的三种主要乌贼物种的捕捞量一直保持在较高水平，2022年的总捕捞量达到了1,076,428吨，这一数值占当年所有软体动物捕捞量的17.5%，也足以证明巨型乌贼是东太平洋地区、中国和日本最具商业价值的乌贼物种（FAO, 2022; FAO, 2024）。在巨型乌贼的工业化加工过程中，会有75%的副产品产生，如乌贼的触手、鳍、头部、触须以及皮肤（Ezquerra-Brauer & Aubourg, 2019），这些副产品传统上被用于生产鱼粉，但实际上它们含有具有技术和营养价值的生物活性物质（López-Medina et al., 2025; Monteiro et al., 2024）。正因如此，近年来人们开始研究并开发新的工艺，将这些副产品转化为具有更高经济价值的材料。

除了可食用的肉身之外，巨型乌贼还含有多种有价值的化合物。例如，从乌贼的墨囊中提取的β-几丁质已被制成生物材料薄膜，可在食品包装、农业和伤口敷料等领域得到应用（Cabrera-Barjas et al., 2021）。从乌贼内脏中提取的油脂富含ω-3脂肪酸和虾青素等抗氧化剂，对结肠癌细胞具有很强的抗癌作用，有望被用于营养补充品或作为癌症治疗的辅助手段（Quispe-Fuentes et al., 2025）。最近，从乌贼肉身中提取的蛋白质水解物也表现出抗氧化和抗菌活性，因此有望成为天然的稳定剂和乳化剂，同时也可用于治疗与现代生活方式相关的糖尿病、肥胖症和高血压等疾病（López-Medina et al., 2025）。此外，从乌贼副产品中提取的明胶也被用作添加剂，用来制备具有更好物理性能、质地和抗氧化特性的水凝胶，可应用于生物医学和食品工业领域（Ramírez-Campas, Aubourg, Torres-Arreola, Plascencia-Jatomea, & Ezquerra-Brauer, 2025）。本研究的目的是对所获得的巨型乌贼皮肤蛋白质水解物和明胶进行初步的物理化学分析，为进一步开发它们的应用价值奠定基础。本研究旨在证明巨型乌贼皮肤是一种富含氨基酸、肽类和明胶等高价值蛋白质的可持续资源。

章节摘录

材料

研究用的巨型乌贼（Dosidicus gigas）是在秘鲁海岸（东南太平洋）捕获的，随后在船上进行了加工。这些乌贼的皮肤在工业化加工后被冷冻保存在-20℃环境中，由西班牙加利西亚地区的Nueva Pescanova S.L.公司提供。这些皮肤在被送到我们的实验室后（见补充材料中的图S1），仍在冷冻状态下被切割成大约5×5厘米的大小，然后继续保存在-20℃环境中，等待后续的分析和处理。

乌贼蛋白质水解物的制备

酶解反应是在一个5升的带夹套的容器中进行的

巨型乌贼皮肤的成分

首先对巨型乌贼皮肤进行了分析，以确定其基本的化学成分。其水分含量很高，达到86%，灰分含量较低，有机质含量为12.7%（见补充材料中的表S1）。在干燥状态下，灰分、总脂质和总蛋白质的含量分别为5%、6.1%和88.9%。虽然这些皮肤的含水量很高，这一特点会降低食品副产品加工的效率和可持续性，但其中

结论

本研究探讨了从海洋副产品，尤其是Dosidicus gigas的皮肤中高效提取蛋白质水解物和明胶的方法，强调了巨型乌贼皮肤作为一种富含多种有价值成分的未被充分利用资源的潜力。通过酶解反应，我们从乌贼皮肤中获得了高质量的蛋白质水解物。这些水解物在体外消化率高达93%，氨基酸组成也很均衡，这说明它们具有

CRediT作者贡献说明

Sara Pérez-Davila： 文章撰写——审阅与编辑，文章撰写——初稿，方法学，实验研究。Carolina Hermida-Merino： 文章撰写——审阅与编辑，文章撰写——初稿，方法学，实验研究。Manuel M. Pi?eiro： 方法学，实验研究。Adrián Pedreira： 方法学，实验研究。Jesús Valcarcel： 文章撰写——初稿，方法学，实验研究。José Antonio Vázquez： 文章撰写——审阅与编辑，文章撰写——初稿，数据可视化，项目监督，方法学。

资金支持

本研究得到了LIFE-REFISH项目的支持，该项目属于欧盟的LIFE计划，项目编号为101047323，属于LIFE21-ENV-ES-LIFE REFISH项目。此外，GPC项目也得到了加利西亚自治区的资助（项目编号GPC_IN607B 2024/010）。IIM-CSIC的研究人员还要感谢EU Interreg计划（IBEROS+）（项目编号0072_IBEROS_MAIS_1_E，属于Interreg-POCTEP 2021–2027项目）提供的资金支持。Carolina Hermida Merino还感谢西班牙马德里自治区通过2023–2026年的多年合作协议向她所在大学提供的资金援助。

利益冲突声明

作者声明自己不存在任何可能影响本文研究结果的已知利益冲突或个人关系。

致谢

我们想要感谢Araceli Mendui?a、Margarita Nogueira、Javier Fraguas和Ana Durán在技术方面给予的宝贵帮助。同时，作者们也要感谢CACTI机构（位于西班牙维戈大学）提供的技术支持。