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海洋保育

化學指紋追溯海產品原產地,讓海鮮更「透明」

海產品。photo credit:佳瑋 劉

海編說:根據統計全球販售的魚類中有五分之一是來自非法捕撈,而其中最常見的就是將價值較低的漁獲標價成價值高的物種。因此水產養殖管理委員會(ASC)運用這些元素的濃度來為所有海鮮創建單獨的指紋,稱為微量元素指紋辨識(TEF)並藉由此項技術打擊全球海鮮詐欺。跟著布魯一起來了解這項特別的技術!<全文轉載自 中外對話海洋:化學指紋讓海鮮更 “ 透明 ” >

無論是養殖還是野生捕撈的海鮮,要完整地追蹤從源頭到餐桌的過程是一個極具挑戰的問題。海產供應鏈非常複雜,往往涉及多個國家和數十家公司,導致該產業嚴重缺乏透明度,弄虛作假行為層出不窮。而海產品是全球交易量最大的商品之一。農組織數據顯示,2020 年全球漁業及水產養殖的水生動物總產量達 1.78 億噸,到 2030 年,這一數字將增加至 2.02 億噸。海產品是全球約 30 億人的主要蛋白質來源。

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photo credit:mali maeder

但全球販售的魚類中有五分之一來自非法捕撈,以 2009 年的貨幣價值計算,非法捕撈的年產值高達 235 億美元(經通貨膨脹調整後約 420 億美元)。最常見的海鮮詐欺就是虛假標識,即將價值較低的物種標記為價值較高的物種,例如將黃鰭鮪標記為藍鰭鮪魚。

《衛報》2021 年 3 月的分析顯示,從餐廳、魚販和超市收集的 9,000 種海鮮中,有近 40% 存在貼錯標籤的問題。分析總結了 44 項海鮮研究,其中 2018 年的一項研究發現英國和加拿大的標籤錯誤率最高(55%),其次是美國(38%)。

海產品全供應鏈可追溯

海產品產業面臨的壓力越來越大,要求其實現全供應鏈的可追溯。水產養殖管理委員會(Aquaculture Stewardship Council,簡稱 ASC)供應鏈保障負責人溫蒂·班塔(Wendy Banta)表示,「提高透明度就相當於加強問責和提高保障:能夠追蹤海鮮的來源,意味著公司的可持續聲明可以實際驗證。」

ASC 是一個負責制定可持續養​​殖海鮮協議的非營利組織,為了提高可追溯性,海鮮產業越來越多地借助技術來查證海鮮的來源並檢測其捕撈方式是否可持續和合法。例如,科學家和監管機構可以透過分析海鮮外殼、骨骼和軟組織中的天然化學標記物來追蹤樣本的來源。

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photo credit:Shukhrat Umarov

中外對話海洋就這些技術進展請教了海洋管理委員會(Marine Stewardship Council,簡稱 MSC)的首席科學家凱瑟琳·隆戈(Catherine Longo)。她說:「改善海鮮供應鏈取證方法的最大優勢是可以精準、快速、有效地識別詐欺風險,包括物種替代,以及偽造原產地。」MSC 是一個為全球永續漁業制定標準的非營利組織。

海產品微量元素指紋識別

硒、鉀、鋅等「微量元素」在水、土壤和空氣中無所不在,而它們也微量存在於每個生命體的軟組織中。我們可以用這些元素的濃度來為所有海鮮創建單獨的指紋,此方法稱為微量元素指紋辨識(trace elemental fingerprinting,簡稱 TEF)。一項研究發現,用其確定紫貽貝和軟組織捕撈地點的準確率達到百分之百。因此,TEF 可用於核實海鮮的原產地申明。海產品生產商和 ASC 等非營利組織已經開始使用TEF和機器學習來打擊詐欺者,並提高供應鏈透明度。班塔解釋說:「ASC 的辦法是把元素分析和高級數學模型結合起來,這樣就能更好地區分來自不同地理區域的樣本,確定性也更高。」

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photo credit:Francesco Ungaro

過去 10 年,TEF 一直用作取證工具,用來鑑別水果、蜂蜜和肉類等多種食品的真偽。最近的研究表明,TEF 在核實海鮮,尤其是養殖蝦的產地方面有著巨大潛力。2021 年,ASC 在越南(全球最大的產蝦國之一)的一個試點計畫中測試了這項技術,發現 TEF 可以將未標記的樣本與其原產地正確地匹配到一起,該組織表示其準確率達到了 95%。

化學指紋識別

另一個可以和 TEF 一起用於打擊全球海鮮詐欺和非法捕撈的工具是「化學指紋識別」。技術利用的是同位素:質量略有不同的元素變體,不同的質量讓每種同位素都有自己的物理性質,在水循環中會產生不同的反應。

由海洋生態學家(Zoe Doubleday)領導的南澳大利亞大學科學家團隊正在開發化學指紋識別。道布爾迪稱,如果是為了將一個蝦類族群與另一個族群區分開來,那 TEF 效果很好。但動物的新陳代謝、在一天中所處的時間等其他因素也會改變魚類和海鮮中的微量元素濃度。因此,與化學指紋辨識相比,微量元素指紋在辨識物種原產地的穩定性和一致性都較低。

道布迪和她的團隊正在開發氧同位素化學指紋辨識法。這些天然化學標記物存在於貝殼和骨骼中,在許多不同的海洋動物中都很相似。氧同位素由海洋的成分和溫度,而不是動物的生物學特徵決定,因此有助於確定動物的來源。

「生活在同一個海灣的章魚、蛤蜊和魚,它們的化學值都是一樣的。」道布爾迪解釋說:「我們已經開發了一種適用於許多不同海鮮物種的技術,以及一種更加通用的標記,從而嘗試(確定)真實的地理位置。」

隨著科技的發展,監管成本和難度都在降低,冒險進行海鮮詐欺就不值得了-凱瑟琳隆戈(Catherine Longo)

科學家使用的方法是提取不同海鮮物種外殼和骨骼中碳酸鈣吸收的氧同位素,然後用光譜儀分析同位素的化學和地理來源。同時,團隊繪製了一張全球海洋化學地圖,這樣他們就可以把同位素數據和具體的位置配對起來。

道布爾迪表示,這種方法非常適合用來追蹤生活在不同緯度和溫度的動物。研究人員利用化學指紋技術,透過計算,可以推斷出魚類、頭足類動物(如魷魚和章魚)以及貝類是來自東南亞熱帶水域,還是來自澳洲南部較冷的水域。他們記錄的位置準確率高達 90%。

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photo credit:Kindel Media

道布爾迪說:「日本和我在澳洲南部的居住地處在差不多的緯度上,因此這兩地的物種會有相似的價值,我們正在研究一種受地質學影響的新標記,它可以幫助我們完善(此類結果),顯然有很多動物生活在相似的緯度上。」

化學指紋利用氧同位素,因此更適合檢測各種不同的海鮮:「使用氧同位素,分析的是元素的比率,而不是數量。」

科學家可以透過分析特定樣本中某種元素的輕重同位素比,來確定樣本來源。這個比率因氣候、地點和環境條件而異。「它由許多物理定律決定,而微量元素指紋法只能檢測該元素的濃度。」道布迪補充道。

規模化的科學解決方案

道布爾迪稱,比方說政府機構可以用化學指紋技術對加工階段的海鮮進行審查;在這一階段貝殼通常都被丟棄,很容易對它們進行存檔。

MSC 的一位發言人也這麼告訴中外對話海洋,稱化學指紋識別是一項重要的工具,可以將檢測範圍進一步擴大到有限物種之外,這樣該技術就可以用來對整個市場進行監測。

2021 年,MSC 的隆戈參與撰寫的一篇研究報告分析了化學指紋技術檢測魚類捕撈地點的能力。MSC 發言人稱,該報告顯示,這些技術有著巨大的潛力,可以投入更廣泛的應用。目前,缺乏實證研究來證實該技術檢測更多水生物種和水域的準確性,從而阻礙了這項技術的發展。

這項技術還剛起步,距離實際應用還有很長的路要走。南澳大學團隊接下來要做的是測試未知來源的樣本,同時科學家也將繼續繪製全球海洋化學地圖。

班塔說,目前還不清楚化學指紋等工具是否容易受到海洋化學和溫度變化的影響,有幾個變數和未知數,其中之一就是長期的氣候變遷。MSC 也同意有必要繼續追蹤那些決定產品特徵的化學元素的變化,來確保檢測的準確性。

道布爾迪提醒說,這項技術並非打擊海鮮詐欺的萬靈藥,沒有哪一種方法可以解決所有問題,需要多策並舉。」其他工具包括 DNA 追蹤、區塊鏈技術(用來提高供應鏈透明度)以及船上電子監控設備。「如果有資源將多種方法結合起來推測原產地,那麼確定性會更高。」道布迪總結道。

隆戈說:「提高供應鏈運營和產品溯源的數位化程度,能對詐欺產生很強的威懾力。隨著技術的發展,監管成本和難度都在降低,冒險進行海鮮詐欺就不值得了。」

全文轉載自:中外對話海洋-化學指紋讓海鮮更 “ 透明 ”,作者:伊莎貝爾·格利森,發布日期:2023-11-07

責任編輯:Jenny Tsai

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我是布魯陳,平常喜歡帶著大相機下海找生物 如果你有海洋議題歡迎找我聊聊,約我吃飯更歡迎!

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