拯救蛋鸡阿尔伯塔大学科学家用废母鸡

商业蛋鸡通常需要一个产蛋周期产蛋,然后由于产蛋能力和蛋质量下降而被淘汰;这些母鸡变成了“废”,命名为废母鸡。

自(IEC)以来,全球鸡蛋产量一直呈稳步增长趋势。从年的万吨增长到年的万吨,年增长率超过2.4%(图1A)。年中国鸡蛋产量亿颗,占世界鸡蛋产量的近三分之一,其次是欧盟(EU)(亿)、美国(亿)、印度(亿);排名前10位的国家生产了亿枚鸡蛋,占全球鸡蛋产量的76%。

鉴于商业蛋鸡每年生产个鸡蛋并持续一个产蛋周期(约1年),年全球废弃母鸡的数量估计为45亿只;

A-年全球鸡蛋产量。B年全球主要生产者鸡蛋产量的世界市场份额。C年全球主要生产者的鸡蛋产量(十亿)和蛋鸡产量(百万)。鸡蛋产量来自国际鸡蛋委员会;废弃母鸡的数量是根据每年个鸡蛋/母鸡的产蛋能力计算的。D几个层种的体重表现。

消费者对食用过的母鸡作为食物的接受程度因国家而异。在中国等世界某些地区,吃过的母鸡是餐桌食物的常规组成部分。在韩国、印度和泰国以及巴西,它们可以加工成各种产品,例如鸡汤、零食和加工肉制品。然而,在西方世界,由于肉产量低且由于其肉中的胶原蛋白含量高而韧性不可接受,因此通常不加工或接受废母鸡用作食品。脆性和微小骨头碎片的存在进一步增加了工业肉类生产的成本和技术难度。

相反,大多数用过的母鸡在农场或加工厂中被安乐死,然后埋葬、堆肥、焚烧或制成油和蛋白质粉作为动物饲料或宠物食品。通过填埋和焚烧处理用过的母鸡会引起动物福利和环境问题。此外,农民有责任支付运输和处置费用。考虑到这些问题,找到更可行、更环保的方法来处理废母鸡,同时为鸡蛋行业带来剩余价值是至关重要的。尽管在一些国家被视为废物或副产品,但废母鸡富含动物蛋白和脂肪,是开发增值产品的合适生物分子。

近日美国alberta(阿尔伯塔大学)大学研究者HongbingFan及JianpingWu,发表于BioresourcesandBioprocessingvolume杂志,题为废弃蛋鸡作为功能性食品和生物材料的常规使用和可持续增值:综述,介绍了废弃蛋鸡的多种增值化应用,包括生物材料。

废母鸡的常规用途:

食品

在中国,老鸡是家庭厨房和餐厅中很受欢迎的餐桌菜肴,如炖鸡或红烧鸡。在其他亚洲国家,特别是在印度,用过的母鸡被进一步加工成各种产品或零食,例如香肠、炸肉排、肉干、kachori、金块、肉饼和提卡等。由于专门生蛋的鸡肉的韧性令人反感,因此研究了额外的嫩化。许多研究报告了使用天然嫩化剂来改善用过的鸡肉的质地、嫩度和感官特性,例如生姜提取物、木瓜叶、菠萝皮粉和猕猴桃蛋白酶,尽管取得了一定的成功。

此外,用过的鸡肉也是鱼糜制品的原料。据报道,用过的母鸡鱼糜比肉鸡鱼糜具有更好的热凝胶性能,但其凝胶质量在储存过程中以更快的速度劣化。因此,应使用冷冻保护剂来延缓废母鸡鱼糜凝胶特性的恶化,例如蔗糖、山梨糖醇、磷酸盐等。除了作为餐桌菜肴或作为肉类产品的主要成分外,用过的鸡肉还可以作为次要成分加入其他食品中。

动物饲料和宠物食品

许多用过的母鸡被送去加工成油或蛋白质粉作为动物饲料或宠物食品。除了被屠宰和切成块外,从经济角度来看,整只废母鸡更可行。例如,从孵化到6周龄的商品肉鸡可以接受提炼的全用过的母鸡粉作为蛋白质和营养来源;用提炼过的母鸡粉代替高达12%的肉鸡日粮不会引起肉质的感官不满。在常规玉米基础日粮中加入5-10%的用过的母鸡粉可改善蛋鸡的早期蜕皮性能,而不会显着改变鸡蛋质量和可接受性。此外,由羽毛、骨头和结缔组织制成的用过的母鸡硬组织粉可以维持山羊体内的氮代谢,类似于传统的蛋白质来源。已经报道了更多将用过的母鸡粉用于家禽、牲畜、反刍动物和水产养殖饲料的试验,同时改善动物营养和最终产品质量。

堆肥

堆肥分解有机物质用于农业土壤改良,使土壤富含氮、磷、钾和其他植物生长所必需的营养物质。自年代以来,在美国,家禽生产者广泛实施了对羽毛和用过的母鸡尸体(通常使用稻草和木片等碳源)等家禽废物进行堆肥,这比造成地下水和空气质量问题的掩埋和焚烧更有利。与粪肥相比,堆肥的恶臭和养分流失更少,并且引入的大肠杆菌和沙门氏菌等病原微生物更少或没有。

从废母鸡中提取粗蛋白质和脂肪

在被开发为增值产品之前,需要从废母鸡中提取蛋白质和脂肪。可以使用有机溶剂如氯仿和甲醇混合物提取脂肪,然后蒸发下层;借助微波技术,可在10分钟内回收超过95%的脂肪。此外,Safder等人。采用超临界二氧化碳从废弃母鸡中提取脂肪,在50MPa/70°C条件下,提取率达37%(干基),回收率达91.4%。从整只废母鸡中提取的脂肪分别由约28%的饱和脂肪酸(SFA)、50%的单不饱和脂肪酸(MUFA)和22%的多不饱和脂肪酸(PUFA)组成,而来自胸肉的脂肪则含有38分别为%SFA、33%MUFA和29%PUFA;SFA、MUFA和PUFA分别以棕榈酸、油酸和亚油酸为主。Pea-Saldarriaga等人还报告了鸡胗和腹部脂肪中SFA(30%)、MUFA(41%)和PUFA(24%)的相似比例,以及每个类别中的主要脂肪酸。

废母鸡的增值用途:

开发用于增值应用的废母鸡的研究仍处于起步阶段,主要集中在蛋白质和脂质,它们在废母鸡干物质中占主导地位。已经进行或正在进行许多试验,以将用过的母鸡蛋白转化为具有健康益处的生物活性肽,主要是肌肉蛋白和胶原蛋白。开发更多的废母鸡增值用途符合农业副产品增值的全球趋势。

此外,废母鸡也可用作生物材料。合成材料的大量使用引发了对环境安全和可持续性的担忧。鉴于合成材料的原材料过度依赖化石资源,容易受到全球政策和政治变化的影响,生物基材料近年来引起了研究人员和工业观察家的极大兴趣。使用基于生物分子的生物材料的明显优势包括它们的可生物降解性、成本效益和广泛的可用性。1.木材粘合剂、生物塑料和水凝胶(肌原纤维蛋白和胶原蛋白)

王和吴首次报道了基于废母鸡蛋白的木材粘合剂的制备。用十二烷基硫酸钠(SDS)(0.5-5%)或尿素(1-8M)对粗用过的母鸡肌肉蛋白提取物进行改性,优化的掺入率为3%SDS和3M尿素。使用任何一种改性剂都可以增强蛋白质的去折叠,暴露更多与木材相互作用的二级结构,从而加强蛋白质-木材的结合。制备的粘合剂适用于干燥和潮湿环境。肌原纤维蛋白也被用于制备用于食品包装的生物纳米复合薄膜,其中添加了甘油作为增塑剂,壳聚糖作为交联剂,纳米粘土作为纳米增强材料;同样,用过的母鸡胶原蛋白已被用于制备用于组织工程的水凝胶,这促进了人类真皮成纤维细胞的增殖,展示了潜在的伤口愈合应用。

2.增塑剂、聚合物前体和生物纳米复合材料(脂质)

用过的母鸡具有高含量的脂质,代表被用作生物材料的另一个主要成分。例如,通过将废母鸡衍生的甘油三酯进行酯交换制备的脂肪酸甲酯通过乙烯分解生成线性α-烯烃,这是合成聚乙烯、羰基合成醇和聚α-烯烃的原料。萨夫德等人从废母鸡中提取脂质,然后通过环氧化将其转化为生物环氧树脂,用于生产生物增塑剂。相同的研究人员还使用脂质和纳米粘土制备了生物纳米复合材料,其表现出比纯均聚物更高的热稳定性和阻燃性。

3.羽毛/角蛋白(吸附剂)

羽毛一般约占鸟类体重的5-7%,由90-92%的蛋白质组成,主要是角蛋白。角蛋白是高度特化的纤维蛋白,不溶于水、有机溶剂、弱酸和弱碱。由于氢键、盐键和二硫键的丰富,它还可以抵抗胃蛋白酶和胰蛋白酶等常见酶的蛋白水解降解;只有破坏这些相互作用,才能使角蛋白膨胀并暴露氨基酸并使其提取可行。羽毛角蛋白在使用前主要经过化学(如强酸或强碱、氧化剂或还原剂)或生物(如微生物和酶水解)处理。母鸡羽毛已被开发为废水吸附剂。由于缺乏关于羽毛来源的详细信息,关于基于母鸡羽毛的生物材料的直接证据有限,然而,羽毛角蛋白已被用于生物燃料生产以及生物材料和生物医学应用,如木材粘合剂、生物塑料和水凝胶等。

结论和观点:

每年,全球蛋业生产数十亿只废母鸡。各国在将废母鸡概念化为食品方面的根本差异形成了处置和加工废母鸡的不同策略。在亚洲,废母鸡在中国菜中很受欢迎,在印度可作为各种肉制品或小吃。而在西方社会,它们被认为是鸡蛋行业的废物,不用于食品用途,而是主要通过填埋处理或制成动物饲料或宠物食品。正在探索新兴的可持续利用,以实现废弃母鸡的价值用途,包括功能性食品成分(例如明胶、LMW胶原蛋白肽、生物活性肽)和基于蛋白质/脂质的聚合生物材料(例如粘合剂、生物塑料、生物纳米复合材料、水凝胶、吸附剂,ETC。);未来的方向可能会继续集中在这两个研究领域。废母鸡的传统和新兴用途如图所示。

废母鸡的常规和增值用途概述尽管在许多西方国家的家禽和食品部门是一种浪费,但在一些亚洲和非洲国家等其他文化中,废母鸡通常被食用。因此,可能会建立一个潜在的桥梁,将生的废母鸡尸体或炖鸡和汤等产品从供应方出口到需求方。事实上,许多欠发达国家面临不同程度的饥饿、营养不良和粮食不安全以及优质蛋白质摄入不足的问题。将用过的母鸡加工成食品用途,而不是通过填埋或作为饲料或宠物食品处理,更可持续和环保;正如联合国年可持续发展目标所呼吁的那样,它还增加了粮食供应。




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