绿鳍马面鲀鱼皮特性及制革应用分析
作者: 胡琼 潘鲁莹 王晓然 孔青 边力 李凤辉 常青 刘长琳 陈四清 臧汝瑛
摘要 绿鳍马面鲀鱼皮作为加工副产品,通常被当作废弃物处理,不仅浪费资源还会污染环境。该研究认为,绿鳍马面鲀鱼皮拥有易完整剥离、来源稳定、外观独特、轻薄柔软、透气防水性好等优良制革特性,其中鱼皮平均约占体重的6.5%,100万t鱼可产生64 963 t鱼皮,1.42亿m2制革量,鱼皮革以100元/m2价格计算,价值高达142亿元。故绿鳍马面鲀鱼皮制革可开辟一个新产业,将鱼皮变废为宝,提高绿鳍马面鲀的附加值,对促进绿鳍马面鲀产业持续健康发展、保护环境具有重要的意义。
关键词 绿鳍马面鲀;鱼皮;制革前景;市场价值
中图分类号 TS254.9 文献标识码 A
文章编号 0517-6611(2023)22-0193-04
doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2023.22.044
Characteristics of Thamnaconus septentrionalis Skin and Its Applications in Leather Industry
HU Qiong PAN Lu-ying2,3,WANG Xiao-ran2 et al
(1.College of Marine Science and Fisheries,Jiangsu Ocean University,Lianyungang,Jiangsu 222005;2.Yellow Sea Fisheries Research Institute,Chinese Academy of Fishery Sciences,Qingdao,Shandong 266071;3.Ocean University of China,Qingdao,Shandong 266100)
Abstract The skin is a by-product during the current processing of Thamnaconus septentrionalis.Due to its low edible value,the skin is usually treated as waste,which causes resources consumption and environment pollution.Based on our investigation,the skin of T.septentrionalis has excellent tanning characteristics such as easy to peel off,stable supply,unique appearance,light weight,soft touch,good breathability and waterproofing.The fish skin accounts for approximately 6.5% of the body weight on average,1 million tons of fish can produce 64 963 tons skin,which could make 142 million square meters leather.These leather would create value up to 14.2 billion yuan base on the current price of fish leather,which is about 100 yuan/m2.The skin tanning of T.septentrionalis can open up a new industry,turn the fish skin into treasure,improve the added value of T.septentrionalis,and promote the sustainable and healthy development of T.septentrionalis fishery and protect the environment.
Key words Thamnaconus septentrionalis;Fish skin;Tanning prospects;Market value
鱼皮革、牛蛙革等都属特种皮革,它是以各种海水及淡水动物皮作为原料皮,经过现代工艺加工而制成的革。用鱼皮加工成的制品具有天然独特的美丽花纹,较之牛羊猪皮更能适应于如今时装以及市场变化的新潮流。目前加拿大、澳大利亚、美国等已经开始积极地研究开发鱼皮,以此来丰富原皮资源,而且在国际市场上颇受消费者的欢迎,并已受到世界各国皮革界的极大关注[1]。鱼皮有着质地柔软、外观独特、透气性强、防水性强、轻薄柔软、使用寿命长等优点,成为制造高档皮革的一个重要原料皮[2],可用来制作皮带、服装、手套、皮鞋、皮夹和装饰件等实用消费品[3]。
绿鳍马面鲀(Thamnaconus septentrionalis)属鲀形目、单角鲀科、马面鲀属[4],主要分布于我国的东海、黄海、渤海以及日本、朝鲜和非洲南部等海域[5],易捕捞,产量大,是我国重要的海洋经济鱼类之一,通常将其剥皮后食用及加工,因此又称剥皮鱼。绿鳍马面鲀富含多种人体必需氨基酸和鲜味氨基酸,营养丰富、无肌间刺[6],深受消费者喜爱,市场需求量大,目前我国正在开展大规模人工养殖,如此将会产生大量的鱼皮。由于绿鳍马面鲀鱼皮呈革质,质地较硬,食用价值低,“三去”后的绿鳍马面鲀鱼皮通常被作为废弃物处理。目前,国外对绿鳍马面鲀鱼皮的研究鲜有报道,国内的研究主要包括从中提取食用水溶性蛋白质[7]、制备明胶[8]、提取氨基酸[9]、提取洗涤剂雷米邦A[10]等。这些方法虽然均可以利用绿鳍马面鲀鱼皮,但是从中提取完有用的物质后,仍会有未利用的部分被丢弃,利用率低,而制革可以充分有效的利用鱼皮,它是鱼皮变废为宝的最优方案。关于绿鳍马面鲀鱼皮制革的开发,目前还处于空白阶段,所以利用绿鳍马面鲀鱼皮制革具有开创性意义。
1 国内外鱼皮革的研究开发现状
鱼皮制革国外已有较多研究,如Souza等[11]以尼罗罗非鱼鱼皮为研究对象,通过比较铬鞣、合成鞣、植物鞣、合成鞣和植物鞣4种鞣制工艺制成品的物理性能差异,最终得出铬鞣在伸长率、撕裂强度上均明显高于其他3组,更适合制作服装革;Cavali等[12]以巨骨舌鱼鱼皮为研究对象,比较植物单宁鞣制和铬盐鞣制这2种鞣制方法,结果表明,经植物单宁处理的皮革比经铬盐处理的皮革具有更好的抗撕裂性能和较低的抗拉伸断裂性能;Matiucci等[13]用植物单宁对尼罗罗非鱼鱼皮和鲑鱼鱼皮进行鞣制,并将最终得到的皮革进行抗张强度、伸长率和撕裂强度等物理机械分析。结果显示,鲑鱼皮革的伸长率略低于尼罗罗非鱼,但在抗张强度、撕裂强度上均优于尼罗罗非鱼皮革。Sasidharan等[14]以巴沙鱼鱼皮为原料皮,通过无铬鞣剂清洁工艺制备出了与动物皮革相当的鱼皮革,该工艺对其他增值皮革的生产具有一定的参考作用。
我国现代鱼皮制革技术研发期可以追溯到20世纪60年代中期。1995年由农业部水产司下达、中国水产科学研究院东海水产研究所承担的重点科研项目“淡水鱼鱼皮制革工艺研究”,以草鱼鱼皮为研究对象,将箱包革和鞋面革作为研究重点,在草鱼皮的制革工艺上进行探索[15];周建飞等[16]以鲑鱼皮作为原料,通过先醛预鞣再漂白的工艺,克服了传统工艺对胶原纤维的损害以及成革手感的影响,且制备成功的鲑鱼鞋面革在拉伸强度以及抗撕裂强度等各项物理化学指标中均已达到国家行业标准;王学川等[17]以草鱼皮作为原料皮,对其制革工艺、组织结构以及如何有效的保存鱼皮独特的美丽花纹等问题进行了探讨,并研究了鱼皮革的涂饰;冯见艳等[18]以鲷鲤鱼皮为原料皮,对其整饰工艺中如何保持鱼皮独特的天然鳞纹等问题进行了研究,制定了较为合理的鱼皮革涂饰工艺;徐达宇等[19]用大鲵皮制作出的箱包革等皮制品,不仅保存了大鲵皮的天然粒面,而且还使其拥有一定的轻柔度和丰满性,其力学性能已接近牛皮革;刘勋勋等[20]采用超声波的方法制备出了保鳞型的橡皮鱼皮革,该工艺不仅保护了橡皮鱼皮绒毛的结构,同时还提高了鱼皮革的性能;杨涛等[21]根据鲨鱼皮的组织特点,阐述了去鳞鲨鱼缩粒革和不去鳞鲨鱼砂绒革这2种有代表性的产品工艺。
20世纪
80年代我国已有鱼皮革服饰品的生产和销售,但是发展并不顺利,有的产品半途而废,有的厂家处于半停产状态,如天津水产研究所曾经研制过鱼皮革及其制品,但最后因销售途径、经费等原因未能继续下去[22]。20世纪90年代初期,我国的鱼皮制革技术日趋成熟,在制革的各项理化指标上,已经达到或超过了牛羊皮的指标,其轻软、薄透、结实耐用、自然纹路等特点,在皮革制品行业中备受关注[23]。由于受到鱼皮原料等因素的制约,鱼皮革及其服饰品产业规模不大,而绿鳍马面鲀鱼皮有望改善这一局面。
2 绿鳍马面鲀鱼皮特性与制革
2.1 鱼皮的分类与特征
鱼皮的种类可根据鱼类生活的水环境分为海水鱼皮与淡水鱼皮,也可根据是否覆盖鳞片分为有鳞鱼皮及无鳞鱼皮。大部分鱼皮组织构造基本相同,有鳞鱼皮由鱼鳞、表皮、真皮及皮下组织构成。表皮层由数层表皮细胞组成,真皮层由鳞面层与数层结缔组织组成,其中鳞片嵌入真皮层中,皮下组织主要由肌肉构成[24]。
鱼皮最显著的外观特征是其鳞面的结构。鱼鳞一般嵌入皮层的深度占鳞长度的1/4~2/3,并因鱼种不同而异。鱼皮部位不同,其鳞的大小、厚薄、嵌入皮内的深度也不同。鱼鳞和皮的连接牢度与鱼种及鱼鳞大小有关。鱼鳞与皮的联系主要是通过2种途径,一是通过鳞与鱼皮交界处的一层透明黏状弹性膜将两者粘连在一起,二是鱼鳞在鳞囊出口处的夹紧作用,而鳞的根部与皮板结合较弱,脱鳞可考虑借助各种作用消除或减弱上述2种连接作用因素。鱼皮厚度也有一定的部位差,一般是尾部较厚,背部次之,腹部最薄,但由于鱼皮本身面积并不大,因而部位厚度差不显著。
关于鱼皮的强度是很多人关心的问题,由于鱼皮又小又薄,会给人造成强度差的印象,但事实并非如此,这与鱼皮胶原纤维束特有的编织形态有关。鱼皮的强度主要由其网状编织层决定,鱼皮网状层不同于猪、牛、羊皮的编织方式。猪、牛、羊皮是三维立体的网状编织层,而鱼皮则主要为二维平面的网状编织层,各个网状单元相互叠加且它们之间主要靠一些纵向细小的胶原纤维束来联系,因此鱼皮可以一层层的撕开,正是由于这种特有的平面二维编织结构,具有特殊的横向撕裂强度[25],所以说鱼皮的强度堪比牛、羊皮。
2.2 绿鳍马面鲀鱼皮特性
绿鳍马面鲀鱼皮厚度为0.4~0.6 mm,鱼鳞细小呈细绒状,鳞与真皮结合较为牢固[26]。脱鳞后,鳞窝细小,其周身厚度一致,胶原纤维的含量及分布较均匀,张幅较小,制革剪裁时拼接方便,可利用率高,适合制作各种手套、包袋、票夹及其他小装饰品[27]。
绿鳍马面鲀鱼皮的真皮层以胶原为主,胶原纤维纤细,纤维的走向以横向为主,即真皮中大多数胶原纤维在粒面和肉面的方向上纵横编织,剥皮方便;从鱼身上剥下来的皮,其肉面平整光滑,不带有残肉(图1、图2、图3),较其他鱼少1道手工去除残肉的工序;真皮层中没有脂肪细胞和脂腺[28],鲜皮干燥快,易保存,这些都是绿鳍马面鲀鱼皮在制革方面的优点。
3 绿鳍马面鲀鱼皮制革前景与应用
3.1 绿鳍马面鲀鱼皮产量与开发潜力
3.1.1 鱼皮来源。市场购买不同规格冷冻或冰鲜的绿鳍马面鲀。
3.1.2 剥皮方法。采用人工剥皮的方法,在操作台上将解冻和冰鲜鱼先用剪刀从尾部沿着背脊线或腹底线剪至鱼的嘴部,然后切断鱼鳍与鱼皮的联系,从背部或腹部将皮与鱼体分开,保证鱼皮的完整性以提高鱼皮的成革率。
3.1.3 鱼皮产量测定。表1给出了不同样品鱼皮与鱼体重的对应数据,拟合方程为:y=0.060 2 x+0.921 5,R2=0.990 1,说明鱼体重与鱼皮重呈线性关系(图4)。计算鱼皮的得率为5.37%~8.11%,平均得率为6.50%左右。