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趨勢快訊
淡水藻類可能成為下一種對環境影響極小的超級食品
2025/08/11
小球藻 (Chlorella vulgaris) 是一種富含蛋白質、脂質、碳水化合物、維生素和礦物質的淡水微藻。與傳統農業需要大量土地和水資源不同,它可以在環境足跡極小的條件下栽培,因此對環境影響較小,可做為永續營養的來源之一。由於小球藻具有抗氧化特性、增強免疫力和排毒效果,因此被認為是一種極具潛力的保健產品成分,可以添加到食品中,以提高其營養價值。   然而,要實現大規模生產並提升消費者接受度,仍需改進培養技術、加工方法和風味調整,以提升產品品質。英國伯明翰大學的研究團隊建議,應開發新型培養系統以提高產量並降低成本,並透過機械研磨、酵素處理和超音波技術等來提升營養吸收率。此外,小球藻還具有碳捕捉與淨化廢水的環保優勢,使其符合環境永續發展目標,並可能對腫瘤、阿茲海默症和憂鬱症有潛在益處。隨著食品科技的進步和市場對健康及永續食品的需求增加,小球藻有潛力成為未來食品產業的重要角色之一。 【延伸閱讀】- 綠色浪潮來襲:花椰菜芽的健康益處
AI百工百業/AI投餵接棒老漁民經驗
2025/07/24
/* 隱藏容器,使用者看不到,爬蟲仍解析 itemprop */ .sr-only { position: absolute !important; width: 1px; height: 1px; padding: 0; margin: -1px; overflow: hidden; clip: rect(0,0,0,0); border: 0; }   臺灣水產養殖技術名聞國際。然而,在這片傳統產業的水域中,想讓魚隻養得好,投餵是關鍵技術,卻也往往是漁民最苦惱的日常。工研院智慧感測與系統科技中心副組長陳志仁指出,目前漁民在投餵上主要有三大痛點,首先是人力問題,人力老化與青農經驗斷層,使得投餵無人可承。第二是時間,漁民每天要花大量時間進行投餵工作,以工研院實地合作的鱸魚養殖場為例,鱸魚1日進食2餐,餵食一餐約需2.5至3小時,每天至少要花5小時投餵,天還沒亮就開始餵食,傍晚再餵一次,經年累月,費時耗力。最後則是成本,水產養殖高達5成成本來自飼料,如果投餵過量,不僅浪費飼料,還會汙染水池,造成魚隻健康問題;如果投得不夠,則會延緩魚隻成長速度,導致經濟效益降低,「投得剛剛好,才是漁民想要的。」   即使市面上已有定時定量的自動投餵設備,卻難以掌握魚群每天因氣候、水溫與水質而改變的食慾。「像人一樣,夏天食慾差,魚也會。」陳志仁笑說,這也是為什麼至今多數漁民仍仰賴人力現場餵食,因為只有親眼看到魚吃得快慢,才能決定下一把飼料該不該撒下。 將養殖經驗轉化為AI   過去市面上亦有其他智慧投餵裝置,主要以水面影像辨識魚群搶食產生的水花作為依據,但陳志仁指出,這樣的方式容易受到光線、水質與天候變化影響,尤其清晨、傍晚或水色混濁時,更難觀察到底棲魚類吃沉餌的情況,「這時,視覺幾乎派不上用場。」為突破這道瓶頸,工研院研發「AI精準投餵技術」,讓機器不只是定時撒料,而能聽懂魚的反應。採用水下感測為主、視覺辨識為輔的雙軌架構,透過工研院開發的水下感測器結合水面視覺感測器,當飼料落入水中,即時蒐集魚群爭食過程中產生的震動或聲音,交由AI分析魚的攝食活力,自動決定是否繼續投餵。   此技術不受光照、濁度、水溫與水質等外部因素干擾,無論是浮餌或沉餌魚種皆能適用,大幅降低判斷誤差。同時,視覺感測器還能協助漁民遠端即時觀察魚隻進食情形,確保投餵過程穩定安全,兼顧科技效率與人性掌控。更關鍵的是,這套系統不只「懂魚」,還能學會「懂人」。AI會根據不同漁民的操作習慣,建立個人化模型,將職人的直覺與經驗量化為演算法,打造出智慧化的投餵機器人,真正落實科技與漁業的深度整合。   目前,這項技術已針對石斑魚、鱸魚等多種主要經濟魚種建構AI模型,並具備跨物種調適能力,不僅能精準模擬人工餵食的節奏與反應,有效節省15%的飼料用量,減少約3至4成的人力時間投入,讓養殖管理更輕省、更高效。 與漁民並肩開發 讓技術更接地氣   這項技術從研發到推動落地花了兩年多時間,陳志仁表示,感測器和系統本就是團隊強項,研發過程最大挑戰,在於如何真正符合漁民使用需求,讓AI真正學習養殖現場經驗。為此,團隊花費不少時間實地蹲點,在天還沒亮時就下魚塭,與漁民一同蹲點觀察魚群投餵反應,並與各領域的漁民、養殖專家不斷討論,反覆優化演算法,克服不同魚種的行為特性,最終才能把漁民經驗轉化成AI投餵技術。   目前這套系統已應用在鱸魚、石斑魚、虱目魚、龍蝦等水產養殖場域,合作對象橫跨基隆水產試驗所、海洋大學、嘉義養殖協會、臺南漁電業者、屏東石斑魚業者,甚至還有位於高雄國內最大的鱸魚飼料商,幾乎全臺灣跑透透。團隊特意從農企業、養殖協會、產銷班切入,加速技術落地擴散。 從魚的吃住 打造智慧農業新典範   水產養殖只是智慧農業的其中一環,但AI的應用潛力正快速蔓延。根據產業觀察,AI在農業領域的年成長率已接近10%,在勞力密集型產業中,AI的價值將更加凸顯。「養殖最關鍵的兩件事:吃與住,」陳志仁說,吃的部分已由AI投餵技術處理,而住的部分也在進行中。   團隊已研發出AI水質監測與預測技術,能即時掌握池水狀況,甚至預判短期水質變化,協助養殖戶提前應對可能風險,降低損失。水產養殖比起農作物與畜牧,更難觀察與掌握,「魚生活在水裡,看不見也摸不到。」   也因此,更需要借助科技的「感知」與「判斷」能力來解決現場問題。希望能從這片難度更高的領域切入,打造智慧養殖的成功示範,未來不只要延續臺灣在養殖產業的優勢,更希望將智慧農業技術輸出國際,再次擦亮「養殖王國」的金字招牌。 【延伸閱讀】-為農業帶來「革命」!高齡化與後繼者不足……以機器人技術解決!「智慧農業」的最前線──北海道 🎓【知識Q&A】 Q:什麼是 AI 精準投餵技術?它如何解決漁民在投餵上的三大痛點? A:AI 精準投餵技術採用「水下感測 + 水面視覺」雙軌架構:當飼料落水,水下感測器即時捕捉魚群爭食的震動與聲音信號,AI 模型分析攝食活力,自動調整投餵決策。 透過此技術,漁民可解決: 人力斷層 — 自動化投餵替代人手; 時間耗費 — 機器全天候執行,節省 30–40% 投餵工時; 成本浪費 — 精準餵料減少 15% 飼料用量,避免過餵與水質汙染。 此外,系統會依照不同漁場與操作習慣,量化職人直覺,打造個人化投餵模型,實現科技與漁業的深度整合。
台灣牡蠣口感勝進口 人工附苗可望克服減產挑戰
2025/06/05
台灣牡蠣近幾年因氣候變遷與蟲害而減產,越南等進口牡蠣逐年增加。農業部水產試驗所透過科學儀器分析,證實台灣牡蠣口感比進口佳,未來可望透過人工附苗技轉,克服減產挑戰。   水試所今天發布新聞稿,為解析台灣在地蚵仔味,與國立台灣海洋大學合作,運用精密科學儀器,揭開本土牡蠣的美味密碼。水試所說,台灣西南沿海得天獨厚的水文條件適合牡蠣生長,其中以彰化、雲林、嘉義、台南等地區所養殖的牡蠣最具代表性。這些牡蠣在不同環境條件下孕育出獨特風味,口感肥美、鮮甜,與進口牡蠣相比,不僅碳足跡短、新鮮度佳,也更符合台灣消費者的飲食期待。   水試所與海洋大學透過氣相層析質譜儀(GC-MS)與液相層析儀(HPLC)等精密科學儀器,分析國產牡蠣的游離胺基酸、呈味核苷酸及肝醣等風味物質,發現牡蠣的鮮甜味與麩胺酸、天門冬酸、丙胺酸、甘胺酸等呈味胺基酸的含量密切相關,整體而言本土牡蠣在總呈味、鮮味及甜味胺基酸的表現多略高於進口境外牡蠣。另外,水試所發現,肝醣賦予牡蠣濃郁的口感,3至9月正值產季的本土蚵在肝醣的含量上也顯著高於進口境外牡蠣;而不同產地的牡蠣因為生長環境的差異,也反映在香氣上。透過蚵仔煎、蚵嗲等傳統飲食技藝加持,更可展現台灣牡蠣的多元魅力與獨特性。   農業部漁業署積極輔導國產牡蠣業者導入水產品溯源制度,讓消費者可以買到真正的國產牡蠣。 氣候變遷衝擊牡蠣產量,進口牡蠣競爭加劇   根據農業部統計,近幾年台灣牡蠣生產量下降,在民國107年前,每年都超過2萬公噸,最高曾達3.2萬公噸,112年降至約1.6萬公噸。水試所分析,台灣牡蠣減產與海水溫度上升等氣候變遷及蟲害、海洋環境受污染有關。 另外,便宜的進口牡蠣也構成競爭,109年進口量首度突破2000公噸,111年超過5000公噸,112年超過6000公噸,113年近7000公噸,進口牡蠣來源以越南最多,占進口量一半以上。 農業部長陳駿季日前在立法院答詢時說,台灣每年牡蠣消費需求約2萬至2.2萬噸,過去幾年因天然災害多,降低產量,才增加進口牡蠣。陳駿季提到,水試所已成功開發人工附苗,未來可有效降低養殖成本與穩定產量。 水試所說,人工附苗培育的牡蠣具較良好的抗病性,目前正試種中,並由漁民分析比較與天然苗的差異,之後也會由水試所將人工附苗技術移轉給民間。 【延伸閱讀】- 養殖漁業新突破!水試所成功培育世界首批人工養殖土魠魚 有望不用再靠捕撈
養殖漁業新突破!水試所成功培育世界首批人工養殖土魠魚 有望不用再靠捕撈
2025/04/24
水試所16日表示,除在112年5月成功取得土魠魚受精卵、培育魚苗至孵化後第50天後,已進一步掌握陸上養殖技術,育成超過600天、重達6公斤以上,土魠魚人工完全養殖指日可待。   農業部水產試驗所發布新聞指出,研究人員將持續飼養這批成魚,成為世界首批人工培育的土魠魚種魚,朝向完全養殖邁進;而研究成果已發表在國際期刊「國際水產養殖(Aquaculture International)」,展現台灣的土魠魚養殖技術提升。   針對整個技術研究迄今的歷程,水試所說,為提供捕撈以外的土魠魚漁獲來源,水試所於民國112年5月首創土魠魚苗人工孵化後,在養殖池中活存約50天的世界紀錄,後來因為魚苗游泳速度快,發生互相攻擊、衝撞池壁或跳池死亡等情況。   為此,水試所不斷嘗試,終於透過改良環境及餌料降低損失,魚苗已逐漸適應陸上養殖池環境,順利成長,在人工環境下存活超過600天、約1年7個月,體重已6、7公斤、體長70到80公分,並在魚隻樣本中發現精巢、卵巢的發育,顯示養殖池中的種魚培育是可能的。   水試所補充,康氏馬加鰆(Scomberomoruscommerson)俗稱土魠魚,肉質鮮美,受消費者喜愛,農曆年期間每尾售價可破新台幣萬元;但資源量從2002年的6600公噸,遞減到2023年的522公噸,所以多年前展開人工繁養殖研究。【延伸閱讀】-「台灣十大好魚」野生黑䱛變少 水試所獨步全球成功繁養即將量產
因應氣候變遷,科學家以輔助遷移方式協助海草復育
2025/03/31
聯合國環境規劃署(The United Nations Environment Programme)研究報告指出,全球72種海草中,有20多種族群正逐漸減少且每年損失7%的棲地。美國東岸最常見的鰻草(eelgrass)受到病害、農業廢水、藻華等問題影響,正在逐漸消失,據估計,100年來西大西洋鰻草已減少90%以上,伴隨全球暖化、海水溫度升高使鰻草逐漸走向滅絕的邊緣,因此科學家正致力於復育鰻草。   鰻草能夠保護海岸線、減緩海浪侵蝕速度、可透過過濾汙染物並儲存過多的營養物質來改善水質,同時也是海洋生物重要的棲息地,對於扇貝、牡蠣、鱈魚等重要水產有著舉足輕重的影響,此外,其碳吸收效率是熱帶雨林的35倍,封存了海洋中近18%的碳,顯示鰻草對於生態環境的重要性。鰻草適宜生長於水溫約60-68。F,當溫度達到77。F時將難以行光合作用、至82。F則達到臨界點無法存活,然而近年來東海岸夏季高峰期水溫已超過82。F且持續增加,於是科學家利用輔助遷移(assisted migration)的方式,嘗試復育鰻草族群。   輔助遷移意指將收集的種原種植於不同環境並觀察其反應,分辨具有目標性狀的種原,再將這些種原送至逐漸消失的棲地進行復育。美國北卡羅來納大學威爾明頓分校(University of North Carolina Wilmington)研究團隊由維吉尼亞州收集種原送至北卡州種植,觀察其生長情形,並分析來自60個棲地、800株鰻草的基因背景,探勘環境韌性相關的分子標誌,已初步找到溫度適應力相關的基因,將有助於更有效率及針對性的復育;波士頓大學(Boston University)研究團隊則在緬因州及麻薩諸塞州播種鰻草,目前仍在監測其發芽及生長狀況,將於明年進行基因體分析。【延伸閱讀】-農業經營海洋藍碳應用前景與展望:台灣契機
針對養殖漁業發展新碳捕捉方法,兼顧環保與經濟效益
2025/03/26
近期研究發現一種嶄新的碳捕捉模式,特別針對漁業等低氧水生環境,有望解決全球暖化問題,還具有可觀經濟效益,為當前的碳減排困境提供新解決方法。由於傳統減排方法已無法確保全球溫度上升可維持在巴黎協定設定的2℃以下,因此科學家開始轉向碳捕捉技術,美國康乃狄克大學與耶魯大學的研究人員合作開發出一個新模型,試圖從工業源頭直接捕捉排放的二氧化碳,透過在養殖漁場等低氧水環境中增強硫化亞鐵的形成,以此提高鹼度,預計每年至少可捕捉1億公噸的二氧化碳。   這個模型之所以選擇養殖漁場作為研究對象的原因,主要是因為這些環境直接受人為活動影響,既可實現碳捕捉,又能降低有毒硫化物濃度。研究發現,添加鐵元素會與累積的硫化氫發生反應,提高環境鹼度,增加碳酸鹽飽和度,加強對環境中二氧化碳的捕捉效果。這個模型在擁有大量養殖漁場的國家,如:中國和印尼,可發揮最大效益。以中國為例,利用這個模型,預計每年可從大氣中清除近1億公噸的二氧化碳,且這種方法還可降低養殖場中的硫化氫的毒性,減少魚類死亡率,提高養殖成功率和整體經濟效益。   與其他碳捕捉方法相比,這種方法的優勢在於可以達成長期的碳儲存,捕捉的碳可以儲存數千年之久,遠超過二氧化碳在大氣中的存在時間。雖然只是眾多碳捕捉方法中的一種,若能實際應用將可為養殖漁業的碳排放問題帶來重大改變。這項研究不僅為了全球暖化問題提供了新的解決思路,更展現了如何在應對氣候變遷的同時,促進漁業養殖的永續發展。透過這種新穎的碳捕捉模式,未來養殖漁業有望在確保產業經濟效益的同時,也可為地球環境做出正面的積極貢獻。【延伸閱讀】-在農田中「種植」火山岩可能會改變碳捕捉模式
海床沙漠化比垃圾更棘手!海大用廢建材做藻礁打造海洋牧場、救魚蝦蟹
2025/03/06
各界關注海洋廢棄物的危害,國立台灣海洋大學副教長冉繁華說,海床「沙漠化」的影響可能更久遠,就像森林沒有樹木,比山林有垃圾更棘手。海大聯手企業打造「循環資源海洋牧場」,希望在沙漠化海域建造海洋生物的「社會住宅」,讓海洋資源永續發展。   海大與鴻海科技集團2023年簽署產學合作備忘錄,共同創造海洋生態多樣性與循環資源永續利用。雙方透過與尊弘環保公司合作,將廢棄建材有系統的回收,再轉化成3D列印材料,做出適合不同物種生存的魚礁和藻礁,未來可用於營造水生動植物棲息與覓食的海洋牧場,實現經濟發展與環境永續共存共榮的目標。冉繁華說,因為長年底拖漁網作業,以及河川沖刷而下的泥沙增多,台灣西部沿海出現海床沙漠化的趨勢,棲地被破壞後,即使放流魚苗,要住那裡?要吃什麼?就像山上沒有樹要比垃圾變多可怕,因此有了打造海洋牧場的構想。 為了符合「循環資源」的要求,製作海洋牧場的魚礁和藻礁,都是經過海大溶出實驗,金屬含量符合法規,無法回收再利用的建材製作而成。研發團隊將海洋牧場示範模組,投放在海大水生動物實驗中心海水池,運用復育技術植株珊瑚與藻類,實驗發現均可附著在礁體基質且適應良好。海大海洋牧場和珊瑚、藻類團隊,在校內水生中心海洋牧場示範模組,成功營造藻類和珊瑚棲地,今年將以新北市美灩山的開放式九孔池,做為魚藻礁臨海實驗基地,評估人工礁體的聚魚效益,做為未來再前往水深10至20公尺的開放海域,打造海洋牧場參考。   政府近年在台灣西部海域設立風電場,農業部水產試驗所依在風機海域調查的生物資料,發現底棲性物種種類增加,風機基樁對魬鯛、黃鰭鯛、三線磯鱸及斑海鯰等底棲性魚種,有較佳的聚集效果,風電場因此成為冉繁華眼中設立海洋牧場的良好地點。冉繁華把在沙漠化海域打造海洋牧場,形容是興建社會住宅,期許有了房子,就會有魚進來住,有了食物,就可以繁衍後代,建構良好的生態系。冉繁華說,海洋牧場的效益不單單復育魚蝦蟹貝,平衡海中生態系,因為海洋牧場不只造房,也造林,所以也有碳費收益,採收藻類也有很多用途,海中生物會溢散到周邊海域,還可以推廣一支釣等低度捕撈漁業和休閒產業。【延伸閱讀】-洄遊吧 一場海洋永續革命
非洲南部的沙漠化,引起馬達加斯加藻華發生
2025/01/21
隨著全球暖化加劇,沙漠化逐漸嚴重,當大量富含營養的沙塵進入海洋時,將導致海洋藻類迅速生長並影響水色,希臘雅典大學與來自義大利、美國、西班牙、英國等地的科學家藉由分析衛星影像,發現南部非洲的乾旱導致馬達加斯加東南部的印度洋發生近27年來最嚴重的藻華現象(phytoplankton bloom)。 浮游植物(phytoplankton)是生活在水體中數以百萬計的微生物,據估計,地球上50%氧氣皆由浮游植物產生,同時也是海洋食物鏈的基礎,在全球的碳循環及漁業扮演至關重要的角色。當光照、營養物質、溫度等符合浮游植物生長條件時會大量繁殖,此現象稱為藻華,且因其含葉綠素會導致海洋表層水色變綠,藉由衛星影像可偵測藻華發生。,研究人員於2019及2020年在南半球馬達加斯加東南部的印度洋發現一次異常的藻華現象,從2019年11月開始、逐漸擴散至莫三比克海峽及馬達加斯加海岸,面積約2,000平方公里。   研究團隊藉拉格朗日分析方法(Lagrangian trajectories)分析,結果顯示由非洲西南部乾旱地區納米比亞(Namibia)、波扎那(Botswana)周遭的沙塵,隨風飄移了很長一段距離,這些富含養分的沙塵隨著強降雨沉積在馬達加斯加東南部,最終進入海洋導致藻華發生。此規模的藻華十分罕見,但隨著非洲南部氣溫上升、乾燥加劇且沙塵排放量增加,未來類似事件可能會變得更加普遍。 研究結果展現全球暖化、乾旱、霧霾排放與藻華之間的關聯,而此次的藻華事件對馬達加斯加東南海域海洋食物鏈的影響仍需近一步的調查,推測豐富的藻類將會使該地的浮游動物及魚類數量增加,偕同旺盛的光合作用,使二氧化碳大量被吸收、形成碳匯,相關證據仍待研究。【延伸閱讀】-神奇黏土成為改善藻華之關鍵
應用發光二極體提升龍虎斑兩吋苗育成率技術
2024/09/09
水產試驗所東部漁業生物研究中心 謝易叡、黃君毅、田伶任、何源興   台灣目前主要的水產養殖物種有石斑魚、午仔魚、白蝦、虱目魚以及台灣鯛等。現階段石斑魚養殖產業主要放養龍虎斑,又稱珍珠龍膽石斑,為龍膽石斑(鞍帶石斑)與老虎斑(棕點石斑)之雜交後代,其成長快速、抗病力強等特性頗受業者青睞,但魚苗殘食之特性導致業者遭受損失也是需要克服的一個困境。目前養殖業者在控制石斑魚殘食行為之作為,主要利用加強餵食頻率或依體型頻繁篩選規格相同之魚隻,但此兩種方式皆無法明顯的控制龍虎斑的殘食行為。   發光二極體(LED)做為照明設備已普遍使用於路燈、車燈及家用照明等,其具有節能省電、體積小及使用壽命長等特色,藉由內部材料的變換,使其可以發出不同波長的光線。在室內養殖環境中,維持日夜週期可有效增加魚苗的活存與成長,結合LED可發出單一波長之特性,可有效的改變水體光環境,照明效果也比以往傳統之鹵素燈或是螢光燈管好。   本技術與國立臺灣大學王永松副教授團隊合作,利用特定波長LED燈具作為石斑魚室內育苗場補充照明,調整養殖場域光波長、週期與強度,搭配產業目前現有之操作方式,可更有效率地降低魚苗殘食率,並提高其生長及免疫能力。【延伸閱讀】- 台灣石斑魚王國之未來,由育苗開始 — 白身階段就有神經壞死病毒與虹彩病毒感染 圖一、目前臺灣石斑養殖常見之龍虎斑 圖二、石斑魚苗之殘食現象 圖三、石斑魚育苗場規劃示意圖
日本山形大學應用下水道循環資源種米養魚與開發替代性肉品
2024/09/08
「BISTRO下水道計畫」,主要將下水道的汙水加以淨化處理,並把淨化過程中所產生的污泥製成堆肥,提供農地使用。根據該大學農學部的渡部教授表示:「此法與一般農田種植飼料用米相比較過後,其結果顯示,應用這項循環種植的方式,所產出的飼料用米富含更多氮素與蛋白質,且產量表現亮眼。加上過程中無使用化肥,成功降低15%生產成本」 。【延伸閱讀】- 到2025年化肥減量化行動方案   這項計畫涵蓋範圍甚廣,畜產方面則是利用飼料用米養豬,其他包含堆肥應用土壤再生等。另外,這項計畫與鶴岡市合作香魚養殖,同樣取之下水道處理水的營養成分,培養出優質藻類作為香魚飼料,讓香魚擁有幾近天然獨特香氣和風味。2023年春天以『鶴岡BISTRO香魚』為名商品化。   YAAS除以「BISTRO下水道計畫」外,推動食物自給圈(智慧農業圈)、即食米飯、自然共生稻作等項目,預計未來五年內至少推出三種山形大學品牌食品進入市場。 糧食、資源、經濟的區域循環計畫:「BISTRO下水道」 (山形大學/鶴岡市政府/JA鶴岡)   另外值得關注的是脫脂米糠開發替代肉。由於製作米糠油時會產生大量脫脂米糠,目前大多作爲肥料使用,然而如何擴大其用途一直是長期研究課題。過去研發團隊已與精米機製造商佐竹公司於2018年合作,成功開發從脫脂米糠中提取高濃度、高營養價值的米蛋白技術之經驗。   此外,由於米糠製的替代肉不含過敏原,且無基因改造,安全又可靠,與大豆替代肉具有相似的口感。對此,渡邊教授進一步表示:「米是日本唯一能夠保持100%自給率的農作物。在全球替代蛋白質的趨勢成長下,更能藉此在日本國內建立穩定蛋白質基礎供應機制,未來預計在2025年開始供應和銷售替代肉及營養食品」。【延伸閱讀】- 一場不只餐桌上的變革-食品科技重要性與未來趨勢 註1:山形大學2023年7月創建的農業食品系統先端研究中心(YAAS),主要以推動生產、加工、物流一條龍的在地農業(六級產業化)為主,結合IT應用、營養與機能性研究技術、品牌管理等校內的「綜合性知識」,以提高糧食自給率,建立循環型農業為目標。
友善環境!日本千葉獨家新型陸上養蝦專利養殖槽
2024/07/09
位於日本千葉縣鋸南町,一家以農業溫室陸上養殖蝦類的新創公司「Seaside Consulting」,應用熱能工程學,研發低成本水溫管理的新型蝦類養殖用水槽,並於2024年4月提出專利申請。 新型陸上養蝦專利養殖槽         這項設備以直徑5公尺、容量20立方公尺大小為圓筒型水槽模型,主要運用熱能工程學中的「輻射」、「傳導」、「對流」原理,促進熱能的高效運作。經由試算結果顯示,這項養殖設備的電力消耗僅為一般系統1/30。此外,陸上養殖用的溫室建置大多使用疏伐材,並搭配太陽能發電裝置,不僅可減少電力消耗,更為友善環境帶來最大效益。【延伸閱讀】- 【綠趨勢】 RWE和SolarDuck合作開發海上浮動太陽能電板         另一方面,Seaside Consulting與「中國科學院海洋研究所」共同研究,大量累積白蝦(中南美白對蝦)的養殖經驗, 2019年8月從泰國引進約20萬尾食用白蝦的幼蝦,成功在四年後產出一噸的蝦產量,並對外銷售至連鎖迴轉壽司專賣店,品質上受到市場高度評價。         Seaside Consulting的負責人平野先生表示這項技術除友善環境外,亦解決因農民高齡化而日益增加的廢耕農地等地方問題。加上應用太陽能技術,即使在寒冷地區,也能以低成本養殖溫暖水域的魚蝦貝類。這項技術的推動有助於提升國內水產自給率,緩解目前高度依賴國外進口的蝦類等水產品。         目前在日本,虎蝦(日本囊對蝦)養殖的主要產地為沖繩縣及鹿兒島縣,若這項技術能在鄰近千葉縣房總半島成功運作,預計不久的將來,千葉縣將可成為重要的虎蝦生產地之一。【延伸閱讀】- 越南蝦農運用新的手機應用程式優化養殖場域的管理
「台灣十大好魚」野生黑䱛變少 水試所獨步全球成功繁養即將量產
2024/07/04
位列「台灣十大好魚」之一的高經濟價值魚種黑䱛(黑加網魚),因肉質鮮嫩,又被稱是滋補身體的「月子魚」,農業部水產試驗所2前年培育出幼苗,再精進繁養殖技術,今天在屏東東港鎮海公園海岸放流魚苗;水試所總所長張錦宜說,今年3至5月種魚成功自行產卵,已長成逾10公分的幼魚,是世界首批在人工環境自然產卵培育長大的幼魚,即將進入量產。   黑䱛俗名黑口、黑加網,屬石首魚科一種,主要棲息水深140至200公尺之間,為台灣沿近海域常見魚種最最大體長可達45公分,它的經濟價值及食用價值極高,釣具類捕獲的狀態良好大型個體,甚至有每公斤近千元的價格,在屏東東港地區是耳熟能詳的產後或術後調理身體的滋補海鮮。   張錦宜說,水試所連續3年於沿近海域放流黑䱛魚苗,並啟動資源復育計畫,結合海洋漁業與養殖專業人員組成研究團隊,掌握黑䱛漁場及相關的生物學資訊,於深海漁場採集優質野生種魚減壓蓄養,今年3至5月於種魚池自行產卵,研究人員蒐集觀察受精狀況並孵化與培育,歷時3個月培育已長成至幼魚,該批放流幼魚為世界首批在人工環境下自然產卵所培育的魚苗,代表我國的黑䱛培育技術即將進入量產階段,邁入新的里程碑。   東港區漁會總幹事鄭鈺宸說,目前黑加網魚產地全年平均價約落在每公斤400至700元間,市價大尾每斤約1000元上下,東港拖網和蝦仔拖漁船每天各分下午、凌晨2時出海捕撈,清晨和下午返港在華僑市場販售當日魚貨,近年來台灣沿近海漁獲量明顯下降,東港漁民也反應捕撈到的數量不多,今天參與放流見證水試所獨步全球的培育成果,可增加東港在地漁業資源,改善漁民收入。   水產試驗所的資源復育計畫,以沿近海常見的高經濟價值魚種為目標逐年擬定培育方針,近年來已陸續完成包含黑䱛、康式馬加鰆(土魠)、鬼頭刀、密點少棘胡椒鯛及赤鯥等魚種,在人工環境下的繁養殖技術開發,並持續增加物種,期透過穩定的魚苗生產技術以支援海域放流,減緩野生環境下的漁撈壓力,增裕天然資源,並厚植我養殖潛能,提供國人優質魚類蛋白質來源,對海洋資源的永續利用提供正面意義。【延伸閱讀】- 導入新興技術之漁業科技可能發展
了解寄生蟲與特定細菌之間的複雜共生作用,促進養殖魚類健康管理
2024/06/29
鰓病(Gill diseases)是水產養殖的主要問題之一,造成的原因相當複雜,涉及水質、病原菌、微生物與宿主間的相互作用。針對這項疾病,西班牙高等科學研究委員會(CSIC)的水產養殖研究所針對金頭鯛(Sparus aurata)的鰓病進行研究,並獲得了重大成果。   鱗翅目病(Sparicotylosis)是地中海鯛魚養殖中最常見的問題,主要由Sparicotyle chrysophrii這種寄生蟲引起,寄生蟲會對宿主的鰓造成結構和功能方面的損害,產生缺氧、貧血及體重減輕等健康問題,進而影響宿主整體健康。目前尚未有安全、有效、環保且易於採用的治療措施。   研究人員在研究途中致力於了解鯛魚如何應對這種寄生蟲感染,以及鯛魚鰓內的微生物群在此過程中產生的影響。研究中使用了先進的分子技術-轉錄組學及蛋白質組學,研究微生物多樣性,並對血液、生物特徵及組織學等相關參數進行詳細測量與分析。接著發現,該種寄生蟲在強烈感染時與特定細菌同時存在有關,這些細菌通常是微生物群的其中一部份,與寄生蟲共存時會數量會明顯增殖並引起病理變化。   這項研究顯示,理解鯛魚健康問題時需要考慮動物在自然環境中不同因素間的複雜相互作用,只了解單一物種是不夠的。透過不同方法之結合,研究人員可藉此深入了解鯛魚對多種感染的複雜反應。這些發現不僅有助於了解水生生態系統相互作用的基礎知識,也為水產養殖 業在管理鯛魚種群健康上提供了寶貴資訊,促使往後更有效管理鯛魚健康。【延伸閱讀】- 運用機器學習演算法於魚類疾病預測
【增匯】科學家量化巴哈馬海草中的藍碳
2024/06/24
巴哈馬群島周邊海域擁有世界上41%已知的海草床,面積高達6.7萬至9.3萬平方公里,是全球最大的海草床,然而,巴哈馬海草床的碳匯量、有機碳等相關數據尚不清楚,因此,科學家們針對巴哈馬群島周圍的10個海草床進行採樣,收集不同長度的沉積岩芯,並乾燥每個岩芯的內容物,再去除無機物質以確認沉積物中的有機碳密度,利用碳氮比值和碳同位素作為示蹤劑,計算出沉積物中各個來源的有機碳含量,如海草、巨藻類、藍藻和浮游植物等,並對於較長的沉積物岩心進行鉛同位素分析,有助於確定沉積物年份並推算沉積物隨時間累積的速度。   研究結果顯示海草所貢獻的有機碳約佔總有機碳的四分之一,而其他來源如巨藻類、藍藻和浮游植物的貢獻也不容忽視,其中值得關注的是,密集且混合種植的海草床能夠儲存更多的碳。科學家初估這些廣闊的草原床每年累積約21億至29億公斤的碳,其低於全球紅樹林(22億至240億公斤)或鹽沼(130億公斤)封存的碳,造成碳儲量偏低的原因有三個,首先,海底沉積物中黏土含量較低,使得有機碳更難被捕獲並長期存留在生態系統中;其次,巴哈馬海域沉積物中磷營養素貧乏,造成海草生長緩慢,從而減少了可以沉積到海底的植物殘體數量;再者,自20世紀80年代以來,遊艇交通和旅遊業的增長擾動了海草生長,導致碳儲存量減少。儘管研究顯示巴哈馬海草床的碳匯量偏低,但此為重要的「藍碳熱點」以利因應氣候變遷,相關成果發表於《Communications Earth and Environment》期刊中。【延伸閱讀】- 農業經營海洋藍碳應用前景與展望:台灣契機
【循環】將海鮮廢料轉化為增值產品的環保方式
2024/06/23
透過減少、重複使用、回收和再利用等方式,達到永續生活的目的,然而,這些方式的處理過程可能需使用大量化學物質,間接導致環境破壞及資源浪費等問題,像是回收甲殼類等含甲殼素(Chitin)的海鮮廢料。   甲殼素為地球上第二豐富的生物聚合物(biological polymer),估計每年由昆蟲和甲殼類動物產生 1,000 億噸,僅次於植物產生的纖維素;甲殼素可用於多種用途,包括食品包裝、堆肥及化妝品等,但在分解過程中需使用強酸等刺激性化學物質,這些化學物質的腐蝕性可能會對環境產生負面影響,且需大量的水來中和,造成資源浪費等問題。因此,美國康乃狄克大學農業健康與自然資源學院(UConn's College of Agriculture, Health, and Natural Resources)的研究團隊為解決此問題,針對含甲殼素的海鮮廢棄物進行研究,找出永續回收並減少環境破壞及資源浪費的方式。   由於甲殼素為多醣體,需依靠腐蝕性化學物質進行分解,為此,研究團隊使用食物中天然的化學物質,蘋果酸(malic acid)、乳酸(lactic acid)、常用作食品添加劑的氯化膽鹼(choline chloride)及作為糖替代品的甘油(glycerol),組合形成一種黏稠溶液,稱為三混深共熔溶劑(ternary deep eutectic solvents, TDESs),此溶劑可將甲殼素與蛋白質和碳酸鈣等成分分離,並溶解不需要的成分,留下純化形式的甲殼素,此外,透過調整溶劑比例,可控制甲殼素的加工程度,「微調」最終產品的分子量,目前可製成300至100,000 公斤道爾頓(Dalton)的分子量。由於溶劑源自於食品,性質溫和不具強酸腐蝕性,因此不需使用大量的水中和即可安全處置,且至少可重複使用三次,使處理過程成本降低,並減少資源浪費及環境破壞等問題。   除研發回收海鮮廢料的環保方式外,研究團隊希望能將萃取出的甲殼素發揮最大效益,因此研究一種超聲波處理技術,於萃取過程中,將甲殼素轉化為奈米甲殼素,並假設這種奈米甲殼素的纖維能夠被作物或植物吸收,提高產量或在土壤中發揮生物刺激作用,藉此,或許可使海鮮廢料成為增值產品,且達到永續發展的目標。【延伸閱讀】- 【循環】蝦子廢棄物革命:釋放有效的抗氧化劑,促進健康與永續發展
【增匯】從陸地上的藻華捕獲碳
2024/06/12
總部位於英國倫敦的新創公司Brilliant Planet,在摩洛哥南部偏遠的沿海小鎮租用約6,100公頃土地,該小鎮北臨大西洋、南臨薩哈拉沙漠,並用此土地培養藻類。   Brilliant Planet公司創始人-Raffael Jovine是一位分子生物化學與生物物理學家,在生物工程擁有豐富經驗,其團隊在倫敦實驗室找尋能加速藻類生長的方法,首先找尋合適的藻類品種,透過多項試驗測試影響生長速度因素,如:池塘形狀、水溫、取水率等。此外,研究藻類細胞生理學與營養生理學,進而開發能夠預測藻類生長速度的模組,僅需30天可將試管中的藻類繁殖到相當於填滿77座奧運規模的游泳池。   此研究透過大量生產藻類從大氣中捕獲碳,且每單位面積所捕獲的碳比森林多30倍,將其轉化為穩定生物質並掩埋使其保存穩定數千年,藉此每年永久消除超過30億噸二氧化碳,且無需與森林、農田等生態系統競爭。【延伸閱讀】- 農業經營海洋藍碳應用前景與展望:台灣契機
【綠趨勢】良好的漁業管理就是良好的碳管理
2024/06/10
海洋為地球生態系統中重要的碳儲存庫,在吸收和儲存二氧化碳發揮至關重要的作用,透過其生物幫浦(biological pump)將溶解於海水中的二氧化碳轉化為顆粒狀的有機碳,並於上層海水中被分解再循環使用,而部分有機碳則會因重力沉降至深海中分解或長期埋藏於沉積物中。   近年來,發現魚類、海洋哺乳類、海鳥等海洋脊椎動物在轉移、儲存和釋放碳方面的作用,可能為生物幫浦的重要參與者,像是進行呼吸作用釋放的二氧化碳、排出或排泄含碳的物質沉入至深海等,皆為海洋碳循環重要的一部分。然而,近年來因氣候變遷及漁業補撈等活動,影響生物幫浦的正常運作,及海洋固碳和減緩氣候變遷的能力。   過度捕撈和氣候變遷是海洋面臨的兩大威脅。近幾十年來,人們捕撈海洋生物方式缺乏永續性,導致魚類資源遭到過度捕撈,而過度利用魚類資源的比例仍在持續上升,根據2019年的數據,有35.4%的魚類資源受到過度捕撈,與1974年10%相比,多出了25.4%,且據估計全球有11%的捕獲量被丟棄,此外,破壞性捕撈工具可能會對底棲環境和沉積物造成影響,如底拖網的拖曳可能會擾動海底表層,導致沉積物再懸浮、養分和污染物再礦化(remineralization),及對底棲生物造成傷害或影響棲息地等。因此,需要針對漁業進行良好及有效的管理,以防止過度捕撈並保護海洋生態系統。【延伸閱讀】- 智慧魚網「Game of Trawls」之開發將拯救數百萬海洋生物   良好的漁業管理可避免產能過剩、過度捕撈、破壞生物棲息地、海洋生態系統、非法捕撈等問題。根據漁業的不同,方法可能也不同,但過去研究發現,管理應採用生態系統方法,而不是以單一類群收穫量和生物量來評估。   彙整相關文獻資料顯示,良好的漁業管理須包含以下要素:(1) 使用參考點,以評估資源狀態、設定漁獲限制或確立可永續目標;(2) 檢視類群評估狀況;(3) 統計非法或未通報等漁獲量;(4) 利害關係人參與;(5) 將經濟和社會因素納入長期管理計畫;(6) 確保糧食安全與營養;(7) 取消有害漁業補貼(Harmful fisheries subsidies),減少對環境影響較大的捕撈方式,如底拖網,同時也可減少漁業的燃料使用,或許能藉此達到溫室氣體排放減量的目標。   未來應致力於實現有效的管理策略,結束過度捕撈,並恢復海洋生態系統。這些努力將確保魚類種群的健康和彈性,讓它們能夠更好地發揮自己的生態功能。魚類在維持生物幫浦和減少大氣二氧化碳,進而緩解氣候變遷的效益中扮演著關鍵的角色,因此,需要對漁業進行更嚴格的管理,防止過度捕撈,並保護海洋生態系統。   此外,必須鼓勵並推廣永續漁業的實踐,包括讓漁民使用對海洋生態系統影響較小的漁具和方法,並透過制定並執行政策和法規來限制破壞性的漁業活動,藉此保護海洋的碳儲存能力,並對抗氣候變遷的影響。
【循環】蝦子廢棄物革命:釋放有效的抗氧化劑,促進健康與永續發展
2024/04/24
蝦類以其高營養價值而廣受歡迎,蘊含豐富的蛋白質、氨基酸、omega-3 脂肪酸、礦物質和維生素,及對人體有益的甲殼素和胡蘿蔔素。然而,隨著蝦類消費量不斷上升,所產生的蝦頭、蝦殼和蝦尾等副產品也大量產生,佔加工廢棄物一半以上,為漁業加工業帶來環境壓力。因此,為減輕對環境的影響,希望能充分利用蝦類所產生富含營養成分的廢棄物(如含甲殼素、蛋白質的蝦殼),將其轉化為高附加值產品。   在2024年2月28日發表於《食品生產、加工和營養》期刊的一項新研究中,紐芬蘭紀念大學(Memorial University of Newfoundland)的研究人員在北極蝦(Pandalus borealis)中發現抗氧化活性化合物(Antioxidative compounds),為食品和製藥產業帶來重大突破,這項研究不僅強調了蝦類的營養價值,還發現具有潛在健康益處的新型化合物。   該研究首先探討利用不同溶劑從蝦類加工副產品中萃取抗氧化元素的效果,結果發現乙醇是萃取抗氧化元素的最佳溶劑,另發現在萃取蝦殼時,其總酚含量(Total phenolic content, TPC)和總類胡蘿蔔素含量(Total carotenoid content, TCC)相較其他副產品高,再進一步透過精細的層析法(chromatographic methods)和質譜法(mass spectrometry),發現蝦類含天然抗氧化劑酚類化合物及雜環化合物-二氫喹啉變體。   此發現不僅展現乙醇的萃取能力,同時也證實蝦類廢棄物本身蘊含豐富的抗氧化活性成份,發現了具有潛在抗炎、抗癌和抗衰老活性的新型化合物,突顯蝦類加工副產品中豐富但尚未被充分利用的抗氧化物質,為相關科學研究和健康應用開啟了新視野,並為海鮮加工業提供了永續利用廢棄物的方式。未來應持續對海鮮加工廢棄物進行更深入廣泛的研究,為未來營養保健和藥物開發等領域開拓嶄新的創新方向。【延伸閱讀】- 廢棄蟹殼於農業利用

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