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趨勢快訊
用於檢視牛奶殺菌成果的小型生物感測器
2019/02/15
牛奶中蛋白質、碳水化合物、脂肪、維生素和礦物質含量豐富,是現代人生活中不可或缺的食物來源與食品原料之一;然而牛奶中豐富的水分與營養成分也是最適合微生物生長的溫床,新鮮的牛奶若無經過適當的殺菌程序與保存環境,便容易迅速酸敗,且可能引發消費者食物中毒等症狀。   一般消費者於市面上所購買的牛奶通常經過巴氏殺菌法(pasteurization)進行消毒,這是一種透過較低溫度、短時間的加熱處理,殺滅食品中部分微生物的方法,並盡可能保留生乳中的營養物質與風味。然而這樣的處理方式只能減少微生物的數量,完成處理的產品須於低溫中保存,並盡快食用完畢。【延伸閱讀】氣味感測器搭配NFC守護民眾食品安全   檢測牛奶中的鹼性磷酸酶(Alkaline Phosphatase, ALP)活性,可以驗證巴氏殺菌法作業的效果,也是現今最常使用檢測項目之一,但傳統檢測須在實驗室經過多種步驟才能完成,不易被現場所用。為解決這個問題,印度理工學院(Indian institute of technology)開發出以紙張為基底,並可快速感測ALP小型生物感測器,內含對ALP具有專一性的生物探針,只要13分鐘就可產生藍綠色訊號,方便現場人員直接以肉眼觀察辨識。此款生物感測器的ALP的檢測範圍為10-1000 U /mL,且已成功用於檢測乳品原料樣本,團隊也另外設計出簡易的檢測套組,以提升現場檢測的應用性。
高油酸花生可以增加蛋黃顏色
2019/02/12
美國農業部農業研究局的研究人員發現,在蛋雞飼料中添加高油酸花生可以增加蛋黃顏色和脂肪酸含量。   雞蛋中含有豐富的營養,包含人類所需的胺基酸、維生素、脂肪等,為了生產品質良好的雞蛋,部分農民會在飼料中添加花生粕和花生以增進蛋雞的蛋白質攝取。花生粕為花生壓榨煉油後所剩餘的副產物,使用一般花生製成的花生粕可提供雞之豐富的植物性蛋白質,但近年來高油酸(oleic acid)花生品種越來越多,產量也逐漸增加,目前尚未有文獻探討飼料中添加高油酸花生對蛋雞的影響,故美國農業研究局著手進行研究。【延伸閱讀】南洋理工大學科學家將超硬花粉轉化為柔性材料   研究團隊以白色來亨雞(White Leghorn layer hens)進行試驗,探討採用高油酸花生飲食10週後對蛋雞生產和雞蛋品質的影響,每週記錄雞隻體重、飼料重量,並分析雞蛋品質、營養成分和致敏性,結果顯示這種餵養方式並不會影響母雞產蛋表現和雞蛋品質。除此之外,高油酸花生飲食使得蛋黃顏色較深,蛋黃中所含的脂肪酸和β-胡蘿蔔素也更多。   過去,部分農民為了提升蛋黃中β-胡蘿蔔素等抗氧化維生素的含量,會在飼料中添加類胡蘿蔔素補充劑、番茄粉、萬壽菊等成分,但此舉也會增加營運成本。因此這項研究提供了高油酸花生及其副產物額外的利用方式,且生產的蛋不與花生抗體產生反應,可有效減少消費者過敏的疑慮,並提高畜禽產業的使用意願。
數位化綿羊育種新技術
2019/01/30
遺傳改良是畜牧業提高生產力的方式之一,然而隨著經營時間延長,動物族群逐漸擴大,管理者的育種計畫也漸趨複雜,追蹤個別動物的種系與遺傳關係也越來越難。澳洲的養羊產業興盛,也是世界上主要的羊毛、羊肉生產國,羊隻數量眾多,更加需要進行系統化的管理。   MateSel是一個由新英格蘭大學(University of New England, UNE)教授Brian Kinghorn開發的電腦程式,已被美國養豬業使用,能同時保持動物的遺傳多樣性和提高遺傳育種的收益。現在澳洲的綿羊產業也逐漸投入MateSel的使用,並通過Sheep Genetics Australia進行管理,利用最全面的綿羊遺傳數據庫和評估服務,促進澳洲綿羊產業的品質保證。   西澳農民Dave Vandenberghe是第一年進入MateSel計畫,他的每一隻綿羊都經過DNA測試以確定親代血統來源,有助於防止配種時的近親繁殖。每個新剪毛的羊隻都有一個電子標籤,上面完整記錄澳大利亞綿羊繁殖價值(Australian Sheep Breeding Values, ASBVs),其中包含出生體重、剪下羊毛量和眼睛肌肉深度等性狀,可用以選擇性繁殖所需後代;加上所使用的電子繪圖工具、電子耳標、電腦軟體和數據分析,Vandenberghe花費了約25美元改善羊群遺傳特性。【延伸閱讀】計算林木的耗水量並應用於精確灌溉系統   Vandenberghe表示,此計劃在西澳的美利諾羊(Merino)育種者中並不是非常受歡迎,但考量到綿羊和羊毛價格的上漲,農民可能會因此重新投資,尤其是同時養殖多種動物的混和農場更可因此簡化作業,順利將種羊進行分組以促進配對育種順利性。
確定雞蛋性別的新方法
2019/01/14
目前在家禽市場當中,母雞所生產肉品與蛋品佔據較高的比例,公雞既無產蛋效能,肉質也不如母雞軟嫩,市場價值較低,因此有許多公雞常在出生後沒多久受到屠宰。基於人道主義考量,部分地區使用二氧化碳窒息或快速絞碎機的方式,在雞隻尚未感受到痛苦前即死亡,再經過加工製成飼料、肥料等作為其他用途。   德國是世界上極為重視動物福利的國家之一,然而,僅在德國每年就有超過4,500萬隻雄性小雞受到屠宰,且全球每年約淘汰掉60億隻小雞。目前絕大部分的地區還是以小雞孵化後以人工判別生殖器差異的方式區分性別,但此項作業需要累積長期經驗,若是可開發出快速檢驗性別的相關技術,在小雞成型前就先區分出雄性蛋,就能減少人力和孵化設備負擔,並雄性蛋孵化前進行處理。   經過四年的研究,德國Seleggt公司開發出一套技術,可以在受精後9天確定小雞的性別。首先將蛋從培養箱中取出,利用感測器檢查雞蛋是否受精,在受精蛋殼上利用雷射燒出直徑小於0.3毫米的洞,以非侵入性方式取出少量尿囊素(allantois)液體,若受精卵為雌性,液體中便含有雌酮硫酸鹽(一種雌性激素),再將其置於專利標記物中,就可以根據顏色變化對蛋進行分類。【延伸閱讀】利用微型追蹤器提高龍蝦在供應鏈中的生存率   在Seleggt團隊取得突破後,後續透過機器設備設置與優化以便在孵化場使用,現已與荷蘭公司HatchTech合作製造了測試機型,而第一批雞蛋現正分發給德國超市Rewe,未來以此技術區分性別的蛋在銷售前會印上“respeggt”標章,並計劃在整個歐洲推行此種模式。
甜菜渣有助於減少公豬臭
2019/01/02
畜牧動物的肉品是人類獲取蛋白質的主要來源之一,但公豬、公羊等雄性動物於性成熟後可能因費洛蒙衍生的氣味而使人產生程度不一的厭惡感。俗稱的「公豬臭(boar taint)」就是由於公豬的成熟睪丸所生產的雄烯酮(androstenone)與腸道中酪胺酸(tyrosine)分解產生的氣味物質混合所造成。因此,目前大部分的公豬,除為育種或特別用途,通常都會在仔豬時期就被閹割或直接屠宰,減少公豬臭對肉品的影響。   然而使用手術進行動物閹割會損害其動物福利,隨著社會價值觀的變化,人們逐漸重視經濟動物於額外人為手術中所受的痛苦,歐盟早於2010年就討論公豬的閹割問題與替代方案且發布了相關宣言,內容指出參與的組織需自2012年1月1日起於閹割公豬時進行麻醉或鎮痛,減少豬隻的不適感,並自2018年1月1日前放棄閹割豬隻的行為。   除了手術處理外,部分地區也會採用變換飼料或遺傳篩選的方式以降低公豬身上的味道。以往在飼料中使用菊糖(inulin),可降低公豬在運送至市場前肉品發臭的比率,但添加菊糖所需的成本較高,因此亟需尋找替代品。荷蘭飼料公司Vitelia則採用甜菜渣(beet pulp)作為飼料添加物,幫助減少公豬異味,試驗成果非常成功,且瘦肉率和腸道健康狀況也有所改善。【延伸閱讀】高油酸花生可以增加蛋黃顏色   該公司測試了4組飼料,分別含有100%的穀物、甜菜漿、菊糖與標準飲食。在兩個農場共2,200頭豬中,追蹤約500-600隻動物,在交付至屠宰場前一週向動物提供了不同的複合飼料,並進行分析。試驗結果發現,添加甜菜渣的飼料可以減少近60%的公豬臭,且生產者證實動物情緒變得更加穩定,有助於產生更多瘦肉。   目前添加甜菜渣會導致每頭豬價格上漲約3歐元,若無額外動機,生產者通常不太願意變換原有的飼料配方。未來或許可朝向提升豬隻健康或其他多種功能性開發,以提升市場興趣。
創新加工包裝技術,提升家禽肉品保質期
2018/12/13
近年來,由於經濟發展與人民生活水準的提高,對於食品的衛生與健康越加注重,使得冷鏈物流成為生鮮供應鏈管理的重要因素。生鮮肉品因蛋白質與脂肪含量豐富,若遭受微生物汙染,則容易在運輸過程中大量滋長,造成產品腐壞及損失。   Atmospheric cold plasma (ACP)是一種新興的非高溫滅菌方法,利用在空氣中的短時間高壓放電產生離子等活性物質,藉此殺死產品表面的致病微生物。據美國農業部農業研究局(USDA-ARS)最新的研究報告顯示,使用75kV的高電壓在密封的家禽包裝中產生臭氧和其他具殺菌特性的離子氣體,處理無骨去皮雞胸肉3分鐘,能夠使冷藏的肉品保質期增加一倍。【延伸閱讀】利用自動化技術發展循環農業,大幅改善食品安全   該系統可以使肉品於低溫儲藏時,曲狀桿菌(Campylobacter)減少90%以上,且冷藏5天後沙門氏菌(Salmonella)減少60%;且適用於任何尺寸和類型的包裝,處理後也無任何化學殘留物。然而,臭氧的形成可能導致肉品於顏色看起來較淡,使得外觀上產生改變。   雖然ACP擁有以上優勢,但也需要較昂貴的設備投資,而相關成本勢必會轉嫁到消費者所購買的產品價格,因此目前尚未普及於一般食品加工業的常規應用。未來隨著消費者對家禽生鮮產品品質要求與物流庫存量提高,相關包裝滅菌技術發展將會越來越普遍。   相關研究由美國USPOULTRY基金會資助。
以近紅外光譜儀即時監測牧草之營養狀態
2018/11/30
草原生態系主要分布於溫帶地區,約占陸域面積的40%,部分地區為放牧業主要的經營場域。由於放養牲畜主要以草本植物為主要進食來源,草原品質與數量將對產乳量及牲畜肉質產生重大影響,為此即時掌控草本植物的生長狀況並改善牧場經營管理方式,以提供經濟效益高且營養價值高的牧草,將是發展永續健全放牧業的重要關鍵之一。英國諾丁漢大學生物科學院(School of Biosciences, University of Nottingham, UK)的研究發現,草原植物的生長高度或許是影響放牧產業的關鍵。   研究團隊先將草原類型分成6類,每類皆紀錄(1)草原類型、(2)土壤型態、(3)優勢植群組成、(4)施肥狀況及(5)牲畜種類共5種因子。有別於傳統現場採集樣本,送至實驗室以昂貴儀器檢測且曠時廢日的做法,研究團隊改以相對快速且經濟的近紅外光譜儀(near-infrared spectroscopy, NIRS)進行現場採集並即時分析,檢測植物體中影響牲畜健康相當重要的指標,例如粗蛋白(crude protein)、酸洗纖維(acid detergent fiber, ADF)、中洗纖維(neutral detergent fiber, NDF)、水溶性碳水化合物(water soluble carbohydrate, WSC)、灰分(ash)、可消化有機質(digestible organic matter, DOMD),這些均為反芻動物營養學中影響消化與吸收的重要影響因子。近紅外光譜儀能分析植物體吸收與反射特定波段量多寡的差異,藉此推論植物體內營養組成比例。研究發現植株高及植被覆蓋率是整個草原是否適合放牧的主要因素。研究顯示若株高低於7公分,植物體大多僅剩營養組成比例較低的組織,這將使動物的營養吸收受限。【延伸閱讀】美國康乃爾大學推出最新的葡萄品種—Everest Seedless   該研究於今年11月發表在<Frontiers in Sustainable Food Systems>期刊。這項研究成果與實驗方法可供牧場經營管理參考之用,除確保畜產供應不虞匱乏外,更達到牧場永續經營之目的。
確保來源安全安心!萃取機能性雞肝水解物照顧寵物健康
2018/11/15
電宰雞隻過程留下的雞肝與下雜料,過去大多做為飼料中的蛋白質來源,現在經研究證實雞肝在透過水解後的萃取物,可幫助減緩寵物代謝症候群,對於寵物保健市場來說,前景可期。   根據行政院農委會統計,106年度推估全台有177.7萬家犬、73.3萬家貓,飼養犬貓的家戶數不斷上升,而寵物市場年產值也上看300億元新台幣,包括食衣住行與寵物健康,市場也趨向更精緻、更專業化的服務。   由於當前有許多人把寵物當成家人來對待,衣食供應精緻無虞,肥胖加上住宅密集缺乏運動的情況下,許多寵物也開始和人一樣飽受到代謝症候群的困擾,被脂肪肝、心血管疾病、糖尿病、高血壓等威脅,這也使得寵物的保健食品市場也開始受到廣泛的重視。 為雞肝創造高附加價值   在食品加工、保健營養與動物研究領域學有專精,國立臺灣大學動物科學技術學系陳億乘教授八年前在屠宰場觀察到一個現象:當時,白肉雞在屠宰後所剩下的內臟等下雜料,主要都是當成寵物飼料的蛋白質來源。   「我常想,這些在標準化養殖與屠宰的白肉雞下雜料,品質穩定、來源安心,如果只是做為飼料,坦白說有點可惜。」國內白肉雞的飼養期在31至35天,重量達到2公斤左右即可上市,因為經過育種改良後,基因好、營養豐富,生長速度快,品質優;而一個愛物惜物念頭的翻轉,也開啟了他對雞肝的研究。   因此,從99年開始,陳億乘教授開始從飼養到屠宰過程標準化、取樣來源安全衛生的白肉雞身上獲得雞肝進行實驗,思考如何透過水解過程,讓蛋白質含量高達72%的雞肝高值化,讓它成為保健食品的一項原料來源。   而後他又輾轉觀察到龐大的寵物商機中,其中衍生出來對寵物保健食品的需求,因此讓他思考並開啟了「探討機能性雞肝水解物降低伴侶動物代謝症候群疾病可行性」研究。 以安心來源、優質技術,支持寵物健康   由於當時的保健食品原料大多是植物性,市場上以動物為來源的保健品多為雞精、蜆精等,陳億乘教授指出:「其實雞肝中含有一些稀有的元素,例如:硒、錳等,都是幫助抗氧化的優質成分,加上國內雞禽飼養技術進步、屠宰過程嚴謹,讓白肉雞的肝臟來源更加令人安心。」   決心投入研究後,陳億乘教授帶領由1位博士後研究員、1位博士生、5位研究生組成的7人團隊,在行政院農業委員會科技處、畜牧處家禽生產科,行政院科技部,以及財團法人農業科技研究院等相關計畫的支持下,陸續添購基礎實驗設備,投入研究透過水解過程去除雞肝的異味、降低膽固醇跟油脂,著手開始動物研究。   在實驗過程中,經由蛋白酶水解得到的白肉雞雞肝水解物,游離胺基酸含量顯著上升,尤其是支鏈胺基酸與牛磺酸含量高;另外,機能性雙胜肽含量也會增加。顯示機能性雞肝水解物確實可以減緩哺乳類動物在高脂餵食下體脂肪的堆積與血脂濃度上升,進而降低血清中脂質氧化,避免心血管疾病發生,同時也減緩心臟、肝臟、腎臟因長期高脂飲食下導致的傷害。   「因此,我們推測機能性雞肝水解物對哺乳類寵物,如:狗、貓,具有減緩高脂飲食下導致脂肪肝形成與抗發炎功效。」陳億乘教授也從中看見萃取機能性雞肝水解物在寵物保健食品領域能創造商機與價值,在106年開始,他也積極透過專利的申請,尋找將技術商業化的機會。   幸運的是,國內已有寵物相關業者看好這項研究成果,開始在保健產品中添加機能性雞肝水解物,測試市場水溫。「我們最終的目標是希望能建立自有品牌,讓實驗室的研究能真正商品化,創造價值。」 加值運用,創造未來無限可能   綜觀海內外保健市場趨勢,陳億乘教授也分享觀察:「其實,哺乳類肝臟水解物在日本,已經成為許多抗疲勞保健食品的添加成分之一。」   主要是因為這些水解物當中含有豐富的必需胺基酸,其中又以纈胺酸、白胺酸、異白胺酸等支鏈胺基酸,被證實有促進醣類代謝、透過增加脂肪酸氧化緩解胰島素阻抗等情形,因此能被廣泛運用在保健食品中。   展望未來,「這項研究現今除了運用在寵物保健食品上,未來也有機會成為人類保健食品的來源,真正實現物盡其用,讓安全平價的雞肝,也能持續創造高附加價值。」陳億乘教授如是說。 相關資訊  想更進一步了解此專案研發成果細節,請逕洽財團法人農業科技研究院陳小姐,電話:03-5185092,信箱1032201@mail.atri.org.tw
基因編輯可減少病毒對養豬業的威脅
2018/11/07
傳染性胃腸炎(Transmissible gastroenteritis)是高度傳染性的豬腸道病毒性疾病,由傳染性胃腸炎病毒(Transmissible gastroenteritis virus, TGEV)感染,主要病徵為嘔吐及下痢,造成嚴重脫水與腸細胞壞死,且2週齡以下的仔豬死亡率接近100%。由於TGEV屬於豬隻冠狀病毒的一種,新的冠狀病毒疾病的爆發是美國養豬業最關心的問題之一,需要透過科學技術找出解決良方。   過去的文獻指出,豬隻身上的ANPEP酶(amino peptidase N)會作為病毒感染時的受體,因此英國種畜公司Genus plc與美國密蘇里大學(University of Missouri)合作,通過CRISPR/Cas9基因編輯改造了負責製造ANPEP酶的基因,成功培育出對TGEV具有遺傳抗性的豬。【延伸閱讀】新興基因編輯技術使豬隻免於藍耳病之苦   此研究還嘗試確認編輯ANPEP是否會對豬流行性腹瀉病毒(Porcine epidemic diarrhea virus, PEDV)產生抗性,PEDV在2013年爆發時造成近700萬頭豬死亡。雖然缺乏ANPEP酶的豬仍會感染PEDV,但未來的研究或許可找出抵抗此種病毒的方式。   2015年時該團隊就以基因編輯培育出對豬呼吸與繁殖症候群(Pig Reprodutive and Respiratory Syndrome, PRRS)病毒產生抗性的豬隻,目標將這種生產抗病毒豬的方法商業化,改善動物健康和福祉,並減少畜牧業生產損失。目前Genus plc目前正在尋求FDA(美國食品藥品監督管理局)批准使用基因編輯技術根除PRRS病毒的威脅。
協助控制牛隻疾病的新型疫苗
2018/10/25
在非洲撒哈拉沙漠以南地區,絲狀黴漿菌(Mycoplasma mycoides subsp. Mycoides,Mmm)感染山羊、乳牛等許多畜牧動物,導致傳染性牛胸膜肺炎(contagious bovine pleuropneumonia或稱lung plague)等疾病產生。目前此疾病依然難以控制,每年造成超過6,000萬美元的損失,並影響2,400萬生產者的生計。雖然受感染的動物可使用抗生素治療,但這些動物多數為非法來源,在惡劣的環境中容易導致治療無效和抗生素耐藥性等問題。   迄今為止,市場上只有一種活性減毒疫苗可以控制lung plague,將疫苗注射到牛的尾部,數週後就會開始產生相應的抗體。雖然疫苗效果很好,但其對溫度較為敏感,在非洲這種高溫地區,容易使得疫苗弱化或是變性,並可能導致接種後的動物產生發炎和潰瘍等免疫反應。   為尋求更好的解決方式,加拿大薩克其萬大學(University of Saskatchewan)通過加拿大國際糧食安全研究基金(Canadian International Food Security Research Fund,CIFSRF)申請並獲得了國際發展研究中心(International Development Research Centre,IDRC)和加拿大全球事務部(Global Affairs Canada)的資助,與肯亞的研究人員合作以開發新的疫苗。   不同於使用傳統疫苗開發方式,研究團隊使用反向疫苗學(reverse vaccinology)開發新型疫苗,利用程式分析細菌基因並找出最可能導致牛產生免疫反應的抗原,再製備與純化所選蛋白質,與佐劑混合測試。在鑑定的66種Mmm蛋白中,有四種可保護牛隻免受侵害。【延伸閱讀】血液檢驗將有利於促進乳牛健康   這種新型疫苗使用肯亞各種Mmm菌株的蛋白質抗原,生產成本更低,且於室溫更加穩定,現今已獲得肯亞疫苗生產商的許可並進行生產,預計將進行田間試驗。反向疫苗學已被用於目前市場上的人類腦膜炎球菌疫苗,未來也可用於開發其他重要動物疾病的疫苗,抵抗結核病菌、黴漿菌、大腸桿菌的感染。
野草變黃金,張力天研發咸豐草飼料對抗惱人球蟲病
2018/10/22
臺灣每年平均飼養3億多隻雞,其中會讓雞隻下痢、出血的球蟲病,因為病原體會存在糞便中難以清除,容易造成雞場雞隻重覆感染與腸道病原菌二次性感染,雞農常會使用抗生素、抗球蟲藥物進行防治,卻衍生出藥物殘留與抗藥性病原等問題,這幾年雞蛋屢被驗出不該使用的乃卡巴精便是一例。   中興大學獸醫學系特聘教授張力天發現可食性植生素咸豐草,可改善雞隻免疫系統,具有對抗球蟲病的功效,不僅如此,也可改善雞隻腸道菌相,改善蛋雞生產環境。目前市面上已有兩款飼料添加物上市,他努力讓這系列產品推向國際市場。  全球因球蟲病,產業年損20億   科技部去年推動「前瞻農業科技──新世代農業生物保護劑之開發」,希望解決產業問題,以推動安全健康農業。長年鑽研中草藥醫學研究及抗原蟲飼料添加物研發的中興大學獸醫學系特聘教授張力天,共提出「改善雞、豬腸道菌相的新穎性優質飼料」與「抗植物病原菌的綜效性微生物製劑」等三項研究計畫,希望開發可食性的植物性飼料添加物,取代抗生素濫用現象,改善禽畜產業的疾病問題。   十多年前,張力天因參與中研院農業生物科技研究中心研究員楊文欽團隊,透過動物實驗的研究,發現咸豐草具有改善糖尿病代謝疾病與抗食因性細菌的潛能,循著此線張力天和楊文欽進一步發現咸豐草應用在雞隻上,具有抗雞隻球蟲病的潛力,因此合力研發配方,在五年前奪得第十屆國家新創獎。   據農委會統計,臺灣去年飼養約3.3億隻雞,其中蛋雞約有1千7百萬隻,年產75億顆雞蛋。為了供應市場雞肉、蛋大量需求,雞隻長期被密集飼養,環境容易傳播病原菌,像雞隻球蟲病就是養雞產業非常普遍的一種疾病。   球蟲病一年四季都可能發生,其傳染途徑是當球蟲卵囊在適合的溫度、濕度和充足的氧氣下芽孢化後被雞隻食入,雞就會感染球蟲病。具感染力的卵囊在雞的腸道中釋放出芽胞子侵入破壞腸道上皮細胞,造成雞隻脫水、下痢、出血。小雞最快可在七天內死亡。而這些被感染的雞排出的糞便將帶有卵囊,卵囊再度芽孢化後還可繼續傳播,在環境中生生不息。   不僅如此,張力天指出球蟲病和瘧疾很像,在它還沒被殺滅前,會一直留在雞隻的腸道寄生,雞的腸道因為受傷,吃進去的飼料吸收效果都不好,間接影響飼料換肉率。每年全球家禽因球蟲病約損失20億美元。為了抵抗這疾病,雞農和蛋農通常會使用抗生素、抗球蟲藥物進行防治,但也衍生後續雞蛋殘留藥物、球蟲病產生抗藥性等問題。   放眼國際,張力天說,歐盟、東南亞、美國近年已陸續表態將禁用抗生素,而歐盟更直接明定2021年後不准在飼料裡投入化學性的驅蟲藥(緩衝期有三年),顯見研發非化學性的咸豐草製劑,將有助於未來全球家禽市場的發展。  透過侵入分解病原體,咸豐草讓雞更健康   臺灣常見的咸豐草主要有三種,分別是大花咸豐草、小花咸豐草和黃花咸豐草,而大花咸豐草是多年生草本植物。從外觀上判別,黃花咸豐草只有中間黃色管狀花,小花咸豐草和大花咸豐草黃花周圍則有白色的舌狀花瓣,但大花咸豐草的舌狀花瓣會比小花咸豐草還長。   經過多年研究,張力天發現,實驗動物吃下咸豐草飼料配方後,免疫系統的巨噬細胞會分泌酵素物質,把病原菌分解掉,讓細菌的散佈機制被瓦解,而不致發生發炎反應影響動物健康。   「簡單來說,它不是直接殺滅病原體,而是影響病原體侵入的方式來控制疾病。」張力天強調,由於球蟲菌株非常多種,他們針對不同球蟲菌株、甚至是有抗藥性的球蟲菌株做測試,發現咸豐草都有辦法抑制。   此外,張力天說,雞隻吃了咸豐草飼料配方還可改善腸道菌,使腸道菌壞菌減少;也可以改善飼育咸豐草飼料蛋雞的生產環境,減少因運輸保存過程產生的劣蛋、 汙染蛋比率。   張力天更做了咸豐草飼料配方產品的穩定性研究,「我們做了兩年的品管,從原料、加工、成品到倉儲都進行把關,平均每一個月進行抽樣檢查,發現在儲存和運輸上,這配方在4℃、室溫、40℃、高溫90℃和瞬間高溫130℃都沒問題,基本上每一個製程步驟都很完備。」   現階段和張力天合作,使用咸豐草飼料配方的蛋雞平均一年有20萬隻,白肉雞則約是10萬隻。看準2024年全球近130億美元的抗球蟲藥物及疫苗市場,張力天預計在今年底募資、成立公司,並首先鎖定東南亞市場,他希望這項抗球蟲的咸豐草飼料配方不僅能被臺灣產業界廣泛使用,更能走向國際,造福全球的家禽市場。 【相關資訊】 想更進一步了解此專案研發成果細節,請逕洽財團法人農業科技研究院黃小姐,電話:03-5185151,信箱:1112047@mail.atri.org.tw
血液檢驗將有利於促進乳牛健康
2018/10/16
microRNA(小分子核醣核酸)是真核生物中廣泛存在的短片段核糖核酸分子,可調節其他基因的表達,影響動物繁殖、代謝和免疫等功能,部分microRNA的表達具有組織特異性,可在血液檢查時作為疾病發生的潛在生物標誌。   長期以來,人類為了獲得更多產量,對乳牛的遺傳特性進行選擇,高產量乳牛是現今市場主流;然而,高產乳量除了需要耗費更多飼料外,也連帶使得牛隻容易患有乳腺炎、子宮感染或其他疾病。英國高達三分之一的乳牛受到疾病或繁殖障礙的影響,除了隱含的動物福利問題,也間接提升酪農成本。   英國愛丁堡大學(University of Edinburgh)和蘇格蘭農村學院(Scotland's Rural College,SRUC)研究發現,血漿中的microRNA 含量會隨著乳牛年齡、產乳量、乳腺炎指數、生育能力等產生變化。目前血液中microRNA含量已可以在實驗室中分析,用於評估組織變化,應用於人類疾病的診斷,或許可以使用簡單的血液檢測來預測乳牛的健康和生產力,將有利於乳製品行業並改善動物福利。【延伸閱讀】利用新型細胞株快速診斷非洲豬瘟   此項計畫由SRUC資助,相關研究發表於<Scientific Reports>,然而資料庫中的乳牛資訊較少,需要借助人類研究標靶做為參考,未來將持續開發改善動物福利和農場作業的應用性。
區塊鏈於放養雞產業之應用
2018/10/02
1984年中國的家禽業向資本市場開放,建立了工業化的大規模養殖模式。肉雞因生長快速而受到青睞,並很快成為速食業的首選,但每年爆發的禽流感和過量使用抗生素的報導都讓消費者存有疑慮。此外,2013年的禽流感疫情導致家禽業損失高達400億元,使得中國政府擴大了對食品安全的監管措施,且隨著消費者越加注重從農場到餐桌的食安問題,中國家禽業正在引入高科技技術幫助創新。   中安科技於2017年6月推出GoGo Chicken計畫,主要通過數位科技與區塊鏈提升家禽產業鏈的透明度。GoGo Chicken將自由放養的家禽與監控技術結合,每隻雞腳踝上都戴著一條腳環,可用以計算每日踩踏步數、年齡甚至死亡時間,預先購買雞肉的消費者可以透過應用程式查看所有詳細資訊。現今養雞業繁殖的肉雞通常於40天左右就可屠宰,但GoGo Chicken計劃中的雞隻可存活166天,風味比普通肉雞更好。   中國是世界上最大的肉類消費國之一,佔2016年全球消費量的28%。消費者為了追求更好的食品安全保障,逐漸捨棄在傳統市場購買雞肉的作法,轉而尋求於國際超市或是當地農民直接購買商品。由於看見背後的潛在利潤,許多中國的科技公司也已將觸手伸進肉類和家禽產業,例如京東集團在2016年推出了一個稱為Running Chicken的類似計畫,同樣使用區塊鏈,而網易公司投入有機黑豬飼養也已進行八年多。然而,中國目前沒有任何全國性官方的自由放養或有機產品認證,表示消費者需要自行驗證供應商聲明是否真實。總體而言,中國家禽業的轉變與20世紀80年代的歐洲相似,只是此趨勢是受到食安影響,而非考量於環境與道德問題。【延伸閱讀】可擴散至全球海洋產業的數據生態系統   GoGo Chicken的另一個目標是幫助提高農村收入,中國中西部地區受到地形影響,農地大多破碎,不易進行大規模的一致性生產,但透過良好的放養管理模式,或許能在保護環境的同時提升村民收入。目前負責GoGo Chicken的中安科技子公司連模科技已在貴州、安徽、山東和河南省招募了合作農場,並進一步擴展到西南部山區,預計到2020年將招募3,000個農場,提升綠色養殖的永續性。
Holstein UK推出牛資料庫以增進可追溯性與遺傳價值
2018/09/27
英國食品供應鏈的標準在全球擁有高度公信力,也保障了消費者信心,受到各種食安問題的影響,未來消費者對食品可追溯性的期望將會逐漸提升;而英國乳品行業也需要透過各項措施以促進未來的產業發展,包含牛奶成分要求、健康監測、農場保障、培訓和流動性以及身體狀況評分等。   Holstein UK的ARC(Approved Registered Cattle)計劃於英國乳品日(9/12)啟動,預計將建置一個完整的資料庫,提供登記在herd-book中動物的真實資訊,協助增進全球動物可追溯性與相關知識。此部分將與動物耳牌公司Caisley合作,為會員提供簡單且防篡改的組織取樣系統(tissue sampling system),並與動物血統、健康測試、乳品記錄、分類和基因數據相對應,可用於基因評估和親緣鑑定項目,提升品種遺傳價值。   另外ARC也對已登記譜系的牛隻後代開放,通過繳交組織採樣與親子資訊,可以將這些動物登記到單獨的數據庫中。而Holstein UK也能直接把數據傳送給British Cattle Movement Service (BCMS),便於其簽發牛護照,減少人員重複輸入數據的狀況。此計劃使消費者和加工者可確保動物飼養品質,並完整保留動物屠宰前的可追溯性,動物的DNA和親緣資訊也提升了供應鏈價值;酪農也能更準確地進行動物登記,優化配種決策以加速遺傳進展。【延伸閱讀】選擇氣候友善食材不僅可保護地球,也能促進健康與減少醫療支出   此計劃將有助於鞏固供應鏈整合,未來目標是推廣至所有其他乳牛和肉牛品種。
乳牛養殖價值計算,增進選種效率
2018/09/21
有鑑於人們對高脂肪乳品的需求增加,高脂肪品種價值將逐漸上升,如何選育高產量的牛隻作為未來生產所用,是非常重要的課題。然而,只有母牛才能夠泌乳,若只根據母牛表現出的遺傳特徵進行選種,則需耗費大量的時間與經濟成本,因此育種與選種技術對酪農而言是個極高的門檻。   為此,紐西蘭公司DairyNZ推出了「育種價值指數(Breeding Worth,BW)」評估技術,希望能夠根據各項指標協助選出高產、高脂肪量的乳牛品種。計算方法是將BW與經濟價值結合,由經濟價值反映乳牛各項表型特徵的價值,其中包含乳蛋白、乳脂、乳量、活體重、生育力、身體狀況評分、存活率和體細胞分數(somatic cell score)等八個遺傳表型特徵,將這些數值與基礎參考數值進行比較,就能評判牛隻的遺傳特性是否更具經濟價值。   牛奶的價格通常與乳脂和乳蛋白價值相關,當市場中乳脂和乳蛋白價格發生變動,就可能使得BW發生變化。在過去三季中,脂肪相對於蛋白質的價值一直在增加,預估此趨勢將持續。DairyNZ預估2019年乳脂的經濟價值為每公斤3.45美元,比今年的每公斤2.85美元上漲60分;而牛奶蛋白的經濟價值下降1.72美元,從6.06美元/公斤降至4.34美元/公斤,連帶使得高脂肪公牛的BW將增加,而高蛋白公牛的BW將下降。【延伸閱讀】牛飲用的水槽可能是大腸桿菌汙染關鍵   透過市場價格變動的趨勢,也影響了乳牛品種的BW,在前兩百名BW牛隻數值中,有70%是娟珊牛(Jersey),5%是霍爾斯坦牛(Holstein-friesian),剩下25%則是雜交種;平均而言,娟珊牛增加了23美元,而霍爾斯坦牛減少了28美元。酪農可利用BW挑選公牛進行人工授精,也可決定保留或購買那些母牛進行繁殖。
利用模型預測牛奶保存時的酸敗過程
2018/09/10
多數消費者在選擇鮮乳或乳製品前都會先觀看外包裝之製造日期與保存期限作為飲用及存放的依據,一般而言,鮮乳於加工過程中會經巴斯德滅菌法(Pasteurization),將內部的生菌數降到可食用之安全值;而我國依殺菌方式將市面上販售之牛乳區分為長時間低溫殺菌或高溫短時間殺菌之鮮乳及超高溫滅菌之保久乳。   雖然牛乳殺菌消毒的過程可殺死大部分的細菌,但卻無法完全消滅如芽孢桿菌屬(Bacillus)、類芽孢桿菌屬(Paenibacillus)及Viridibacillus屬等孢子生成菌(spore-forming bacteria),這些細菌面對逆境時會產生內孢子(endospore)進行休眠,等待逆境結束再持續繁殖。而滅菌後的冷藏保存可抑制大部分微生物生長,然而部分耐冷孢子生成菌(Psychrotolerant spore-former)能於低溫環境大量繁殖,可能因此造成牛乳酸敗,飲用後引發腸胃不適。   美國康乃爾大學食品科學系(Department of Food Science, Cornell University)的Buehler博士指出,這些芽孢桿菌或類芽孢桿菌可普遍存在於牧草、土壤、牛隻排泄物甚至擠乳器械等乳品加工的環節中,加工過程除了透過微孔過濾(microfiltration)的減低生菌數之外,控制加工及儲存環境溫度也是減緩細菌複製生長的關鍵。   在康乃爾大學牛乳品質改善計畫(Milk Quality Improvement Program)中,Buehler博士所屬的團隊透過觀察芽孢桿菌目(Bacillales)細菌在6°C的30天生長曲線,並以此建立蒙地卡羅模擬模型(Monte Carlo simulation model),用以推估細菌在不同殺菌處理與保存溫度下的生長狀態,並以此推算牛乳的酸敗速率,而經過實際實驗可驗證該模型的準確性。【延伸閱讀】新型雙功能塗料可防止細菌交叉污染新鮮農產品   另外,該團隊利用模型預測經過高溫短時間殺菌的1.9公升的牛乳分別於6°C與4°C保存三週後的結果,保存在6°C環境中有的牛乳有66%產生酸敗(生菌數大於20,000 cfu/mL),冷藏4°C的鮮乳則僅有9%產生酸敗,顯示低溫儲藏更能延長保存期限。   Wiedmann教授認為,在未來5到8年內,消費者將可能不會在牛奶盒上找到有效期限,而是透過商品上的條碼以了解生產履歷內的真正食用期限。未來也能將溫度指示計放在包裝上,監控物流或保存過程中的溫度,精確地預測貨架期(Shelf life),這項模型的建構將有助於消費者及物流業者個別或批次監控鮮乳確切的保存期限。
使用智慧型手機對牛隻進行秤重
2018/09/06
監測牛隻重量與其健康管理息息相關,傳統上須將動物個別驅趕至固定式或移動式的磅秤,然而大規模畜牧業因其管理動物數量眾多,不易於短時間內反覆量測體重,且其中所耗費的人力與時間成本較高,動物於秤重過程受到人為干擾,容易使其出現緊迫或高壓反應,進而影響心理與生理健康狀態,人員於作業過程也可能面臨受傷風險。   匈牙利公司Agroninja則考量到智慧型手機的便利性,推出新的智慧型手機應用程式-Beefie,利用機器學習與智慧影像判讀技術對牛隻體重進行計算。只要在距離牛隻2-6公尺處利用安卓(Android) 5.1以上作業系統的智慧型手機拍攝動物側面照片,並依其指示輸入品種、性別、年齡和體型等參數,就能得到程式估算的牛隻體重;搭配輸入個別牛隻編號,程式就會記錄測量結果,並透過電子郵件傳送至管理者信箱,因此離線狀態也可讀取已儲存之牛隻體重資訊。【延伸閱讀】強化水體品質、提升檢測技術、發展綠能設施將健全漁業現代化發展   了解動物身體狀況有助於改善飼料配方、治療追蹤和確認授精之關鍵,結合手持式技術有利於縮短時間成本,也能將動物留在原本的畜舍,排除例行性健康檢查時的緊迫感。因此應用程式會進行一段時間的拍攝,就算動物正處於非靜止狀態,使用者也能挑選出較為清楚的照片作為計算使用,並保有95%準確度。
新興基因編輯技術使豬隻免於藍耳病之苦
2018/08/10
豬繁殖和呼吸障礙綜合症(porcine reproductive and respiratory syndrome, PRRS)俗稱藍耳病(blue-ear disease),是由藍耳病毒(porcine reproductive and respiratory syndrome virus, PRRSV)感染豬的巨噬細胞(macrophage)所引起的病症。豬隻體內局部的巨噬細胞會先受到感染,爾後再慢慢擴散至鄰近的淋巴腺,最後擴及肺部組織,造成呼吸道感染,母豬會因此患有嚴重的繁殖障礙,新生的豬仔若因染上此病,則會得到嚴重的肺炎。由於患病的豬隻通常伴隨著耳朵呈現藍色的病徵,因此俗稱藍耳病。藍耳病在美國及歐洲每年造成的經濟損失高達二十五億美元,創下單一病毒造成經濟動物最大損失的紀錄,若能使豬隻免於感染,將大幅的減少經濟損失。   藍耳病毒感染豬巨噬細胞是非常專一的過程,藍耳病毒感染巨噬細胞的過程中會透過受體媒介形式之胞吞作用(receptor-mediated endocytosis),被細胞膜上特定的受器蛋白CD163成功辨識後將藍耳病毒攝入胞內,病毒在胞內啟動複製程序並影響宿主細胞的代謝,導致宿主細胞的凋亡,複製成功後便透過同樣的方法感染下一個巨噬細胞,完成藍耳病毒的生活史。由此可知:藍耳病毒若無法專一辨識膜上受器蛋白CD163,將無法成功的感染宿主細胞。   英國愛丁堡大學羅斯林研究所(University of Edinburgh's Roslin Institute)的研究團隊利用有別於傳統將外來物種的基因轉殖到目標物種的基因改造(genetically modified)技術,以CRISPR/Cas9新興的基因編輯(gene editing)技術,將目標物種的基因CD163進行編輯,在不影響受器蛋白的主要功能下,研究團隊僅編輯一小段與藍耳病毒辨識有關的CD163序列,這樣的做法使研究的豬隻全數免於藍耳病之苦。雖然這技術被認為有別於基改技術且十分有效,但由於目前歐盟嚴格禁止基改農畜產品進入消費市場,因此應用這項技術進行編輯的豬肉是否有違法之虞,恐成為未來討論的重點。另外,基因編輯技術的農畜產品能否安全地被人們所食用,還有待後續實驗做進一步釐清。【延伸閱讀】中國利用基因編輯技術開發亨丁頓舞蹈症豬模型   本研究由英國生物科技及生命科學委員會動物衛生研究協會(BBSRC Animal Health Research Club)資助下完成研究,發表於知名病毒學期刊<Journal of Virology>。

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