科學家和業內專家正在借助化學指紋技術提高海鮮供應鏈的透明度。
本文轉載自中外對話海洋；Isabelle Gerretsen報導
無論是養殖的還是野生捕撈的海產品，要想完整地追蹤其從源頭到餐桌的過程是一個極具挑戰的問題。海產品供應鏈非常複雜，往往涉及多個國家和數十家公司，導致該行業嚴重缺乏透明度， 弄虛作假行為層出不窮。
海產品是全球交易量最大的商品之一。糧農組織數據顯示，2020年全球漁業和水產養殖的水生動物總產量達1.78億噸，到2030年，這一數字將增至2.02億噸。海產品是全球約30億人的主要蛋白質來源。
但全球出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為420億美元）。最常見的海產品欺詐就是虛假標識，即將價值較低的物種標記為價值較高的物種，例如將黃鰭金槍魚（黃鰭鮪魚）標記為藍鰭金槍魚（南方黑鮪）。
《衛報》2021年3月的一份分析顯示，從餐館、魚販和超市收集的9000種海產品中，有近40%存在貼錯標籤的問題。該分析匯總了44項海產品研究，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%）。
全供應鏈可追溯
海產品行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：能夠追蹤海產品的來源意味著公司的可持續聲明可以得到實際驗證。」ASC是一個負責制定可持續養殖海產品協議的非營利組織。
為了提高可追溯性，海產品行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通過分析海產品外殼、骨骼和軟組織中的天然化學標記物來追蹤樣本的來源。
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：「改進海產品供應鏈取證方法的最大優勢是可以精准、快速、有效地識別欺詐風險，包括物種替代，以及偽造原產地。」 MSC是一個為全球可持續漁業制定標準的非營利組織。
微量元素指紋識別
硒、鉀、鋅等「微量元素」在水、土壤和空氣中無處不在，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產品創建單獨的指紋。這一方法被稱為微量元素指紋識別（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可用於覈實海產品的原產地申明。海產品生產商和ASC等非營利組織已經開始使用TEF和機器學習來打擊欺詐者，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。」
「過去10年，TEF一直用作取證工具，用來鑒別水果、蜂蜜和肉類等多種食品的真偽。最近的研究表明，TEF在覈實海產品，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）的一個試點項目中測試了這項技術，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產品欺詐和非法捕撈的工具是「化學指紋識別」。該技術利用的是同位素：質量略有不同的元素變體，不同的質量讓每一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。
由海洋生態學家佐伊·道布爾迪（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種群與另一個種群區分開來，那麼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產品中的微量元素濃度。因此，與化學指紋識別相比，微量元素指紋在識別物種原產地方面的穩定性和一致性都較低。
道布爾迪和她的團隊正在開發氧同位素化學指紋識別法。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產品物種的技術，以及一種更加通用的標記，從而嘗試（確定）真實的地理位置。」
隨著技術的發展，監管成本和難度都在降低，冒險進行海鮮欺詐就不值得了。
凱瑟琳·隆戈（Catherine Longo）
科學家們使用的方法是提取不同海產品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，該團隊繪制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匹配起來。
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，通過計算，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，還是來自澳大利亞南部較冷的水域。他們記錄的位置準確率高達90%。
「顯然有很多動物生活在相似的緯度上。」道布爾迪說：「日本和我在澳大利亞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）。」
化學指紋利用氧同位素，因此更加適合檢測各種不同的海產品：「使用氧同位素，分析的是元素的比率，而不是數量。」科學家可以通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。「它由很多物理定律決定，而微量元素指紋法只能檢測該元素的濃度。」道布爾迪補充道。
規模化的科學解決方案
道布爾迪指出，比方說政府機構可以用化學指紋技術對加工階段的海產品進行審查；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，可以投入更加廣泛的應用」。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。
這項技術還剛剛起步，距離實際應用還有很長的路要走。南澳大利亞大學團隊接下來要做的是測試未知來源的樣本，同時科學家們還將繼續繪制全球海洋化學地圖。
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，「有幾個變量和未知數，其中之一就是長期的氣候變化。」MSC也同意：「有必要繼續跟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產品欺詐的萬靈藥：「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跟蹤、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。」道布爾迪總結道。隆戈說：「提高供應鏈運營和產品溯源的數字化程度，能對欺詐產生很強的威懾力。隨著技術的發展，監管成本和難度都在降低，冒險進行海鮮欺詐就不值得了。」
