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趨勢快訊
研究發現住在綠地周邊的女性較不易產生過重或肥胖等健康問題
2020/01/10
根據西班牙巴塞隆納全球健康研究院(Barcelona Institute for Global Health,簡稱ISGlobal)最新的研究指出,生活在綠地(green space)方圓300公尺以內的女性族群,其得到過重(overweight)與肥胖(obesity)的風險將相對較低。   研究團隊一共蒐集2008-2013年間,橫跨西班牙7個省級行政區的人口資料,自西班牙多病例對照資料庫(multi-case control Spain,簡稱MCC-Spain)中隨機取得2,354位年齡介於20-85歲之間的研究對象。研究首先將受測者居住地進行座標化(geocode),以居住方圓300公尺內能否接觸都市綠化區做為重要指標,再依據歐洲環境署(European Environment Agency,簡稱EEA)所提供的Urban Atlas地理圖層,以及衛星光學遙測所取得之標準化植被指數(normalised difference vegetation index,簡稱NDVI,又譯常態化差異植生指標)換算都市綠地整體範圍。研究團隊透過問卷調查與健康檢查等方式,調查受測者的居住史、生活方式(含運動習慣、閒暇時間等)、身高、體重、腰臀比(waist-hip ratio)、血液樣本、唾液樣本等數值並加以記錄,以受測者的身體質量指數(body mass index,簡稱BMI)與腰臀比判斷受測者是否有過重或肥胖等健康問題。   研究結果發現在女性族群中,表示過重或肥胖的指標與缺乏接觸公園(park)、花園(garden)等都市綠地之間有強烈的關聯性,然而這現象並未發現在男性受測族群中。研究團隊初步推論該現象可能與兩性在綠地資源利用差異化有關,而這樣的現象仍有待更進一步研究方可確認。   研究團隊在取自唾液與血液樣本中所萃取的DNA遺傳分子標記中也發現,過重/肥胖與特定遺傳分子標記之間具有關聯性。此外研究團隊也發現,具有特定遺傳傾向(genetic predisposition)的族群,可能在基因-環境交互作用(gene-environment interaction)下,導致過重或肥胖的發生,顯示接觸都市綠地與人體健康之間的關聯性。【延伸閱讀】藉多重文獻研究多方印證都市綠化與健康長壽之間的關聯性   研究團隊的發現在於強調都市綠地對居住在都會區居民健康的重要性,可提供加強身體活動(physical activity)、降低都市噪音、減少心理壓力(psychological stress)等多種維持身心健康的好處,是現代化都會生活中不可或缺的重要建設。   該研究主要由西班牙加泰隆尼亞衛生部(Department of Health, Catalan Government)資助。詳細研究成果已發表在<International Journal of Hygiene and Environmental Health>
大花紫玉盤對抗胰腺癌細胞的應用潛力
2020/01/03
胰臟癌(pancreatic cancer)是歐盟第三大與癌症相關的死亡原因,比乳腺癌還多,患者平均存活時間少於6個月,5年生存率也是所有癌症中最低的,例如英國每年約有10,000名患者死於胰腺癌,日本約有23,000人。由於胰臟癌初期幾乎沒有任何症狀,許多患者因此錯過了早期治療的機會,直到後期癌細胞轉移到其他器官時才就醫。         因為胰臟癌細胞生長較普通細胞快速,當腫瘤的發展速度超過了血管提供營養的速度時,就會使得細胞面對營養不足的環境。在營養不足的情況下,普通細胞容易死亡,但胰臟癌細胞卻可以改變其新陳代謝以挺過這種嚴峻的環境考驗,故開發消除癌細胞之飢餓耐受性的新藥物,也是發展抗癌藥物的一種策略。因植物在長期演化上產生許多特殊的天然化合物,具有無窮的應用潛力,部分研究人員就將新藥開發的希望放在自然界中的天然化合物,而熱帶植物大花紫玉盤(Uvaria grandiflora)體內含有Grandifloracin,屬於anti-austerity agent,已被證實可以消除癌細胞耐受飢餓狀況的能力。【延伸閱讀】兒茶素奈米載體具應用在癌症治療上的潛力         英國巴斯大學(University of Bath)與日本富山大學(University of Toyama) 研究人員則合成數個結構類似於Grandifloracin的產物,透過nutrient‐deprived medium實驗與人類胰腺癌細胞株PANC-1進行評估,其中兩個產物效果更好。儘管此項研究距離人體試驗還有五年多的時間,但研究人員認為這些分子有望成為治療胰臟癌的新型藥物,和相關的試驗與合成過程則可做為後續研究之參考。相關研究發表於<ChemMedChem>。
新型態牛結核卡介苗的研製可望預防牛結核病感染與傳播危機
2019/12/25
牛結核病(bovine tuberculosis,簡稱BTB)是種由牛分枝桿菌(Mycobacterium bovis)感染牛隻肺部組織所引起的疾病,也是我國法定的人畜共通傳染病,人們可藉由人畜間飛沫或誤食到污染、未經殺菌的乳製品及肉類等途徑感染到牛結核病。為避免感染牛結核病,人類會在出生後不久,透過施打卡介苗(Bacillus Calmette-Guérin vaccine,又稱BCG疫苗)預防結核桿菌的感染。然而在牛隻預防上,以往針對牛隻所開發的卡介苗在疾病預防的效果不佳,加上疫苗接種後的牛隻仍有可能在牛結核菌素檢驗(tuberculin skin test-purified protein derivative,簡稱PPD)上呈現陽性反應,干擾牛結核病檢驗的判讀,恐進一步影響防疫與病害防治。   英國薩里大學(University of Surrey)的研究團隊針對牛卡介苗的接種效力與判讀問題,開發出新一代疫苗,經研究證實可預防小牛(cattle)受牛結核病感染,並且不影響牛結核菌素檢驗的數據判讀。研究團隊試圖建構與卡介疫苗株(BCG vaccine strain)相似,但不會引起病徵的新疫苗株。研究團隊將卡介疫苗株基因體上生產特定免疫蛋白(immunogenic protein)的基因剔除,重新建構BCG-minus strain,成為新疫苗株。該疫苗株除了給小牛帶來保護力外,接種BCG-minus strain疫苗的小牛也能在結核菌素檢驗中呈現陰性反應,大幅提升檢測準確度。【延伸閱讀】協助控制牛隻疾病的新型疫苗   研究團隊希望未來能將相關研發成果推廣到畜產相關產業,提高動物健康且預防人畜共通傳染病發生的可能性。   該研究由英國生物技術暨生物科學研究委員會(Biotechnology and Biological Sciences Research Council,簡稱BBSRC)、印度生物科技部(Department of Biotechnology, India)、比爾與梅琳達·蓋茲基金會(Bill & Melinda Gates Foundation)等單位資助。詳細研究成果已發表在<Scientific Reports>。
藉多重文獻研究多方印證都市綠化與健康長壽之間的關聯性
2019/12/16
綠地(green space,又譯綠色空間)除了環境美化功能及生態功能外,許多研究亦指出綠地的功能、空間大小與早死(premature mortality rate)、心血管相關疾病之間的關聯性,足以顯見綠地或是公園之類綠化的設計在人口稠密的現代化都市規劃中的重要性。為了更全面地瞭解綠化對鄰近居民在健康方面的影響,西班牙巴塞隆納全球健康研究院(Barcelona Institute for Global Health,簡稱ISGlobal)與美國科羅拉多州立大學(Colorado State University)、聯合國世界衛生組織(World Health Organization,簡稱世衛組織WHO)聯手對前人文獻研究蒐集研究,自9,298份研究數據中,篩選出9份長期且具指標意義的研究成果進行分析,一共分析來自加拿大、美國、西班牙、義大利、澳洲、瑞士及中國等7國,以整合分析(meta-analysis)的方式解構都市綠化對鄰近居民在健康方面的貢獻。【延伸閱讀】降低城市草坪除草頻率的益處   研究團隊以多年且長期觀察的研究進行探討。首先透過衛星遙測取得地表光學數值,藉由分析可見光與近紅外光的數值與差值推導出「常態化差異植生指標」(Normalised Difference Vegetation Index,簡稱NDVI,又譯標準化植被指數),以此推估綠地覆蓋面積;另外,研究團隊也計算人們歷年接觸綠地的頻度,統計來自7國共8,324,652位居民的早死發生率,做為人群健康的量化指標。在經過整合分析的研究後認為,環境綠化程度與早死發生率相關。綜合相關文獻研究結論後可發現,環境綠化程度越高,早死發生率越低。研究顯示,在方圓500公尺的居住範圍內,每當常態化差異植生指標(NDVI)增加0.1,早死發生率便下降4%,這樣的趨勢足以顯示居住周邊綠化對於居民健康的重要性。   研究團隊藉由大規模且全面的分析,揭示生活環境綠化在健康方面的重要性。該研究成果也做為聯合國世衛組織評估全球未來健康影響評估(Health Impact Assessment,簡稱HIA)的重要參考文獻。研究團隊也認為,都會區綠化除了提升大眾健康外,也增加生物多樣性,並減緩氣候變遷所造成的衝擊。   該研究由聯合國世衛組織資助,詳細研究成果已發表在<The Lancet Planetary Health>。
動物實驗證實啤酒花機能性成分可幫助減緩代謝症候群及調整身體腸道菌相組成
2019/12/03
啤酒花(hops, Humulus lupulus,又稱蛇麻)是啤酒生產加工過程中提升風味的添加物,此外也有防腐抗菌、延長保存期限等效果。啤酒花除了做為啤酒釀造的添加物外,其所含的機能性成分經美國奧勒岡州立大學(Oregon State University)研究團隊進行的動物實驗證實,其具有改善代謝症候群(metabolic syndrome,簡稱MetS),以及調整膽汁酸鹼值與改變腸道菌相(microbiome,或稱菌叢)組成的能力。   奧勒岡州立大學的研究團隊在早期的研究中發現啤酒花中主要的成分──黃腐醇(xanthohumol,簡稱XN)及其2種氫化衍伸物──α,β‐dihydro‐XN (DXN)與tetrahydro‐XN (TXN)均可改善代謝症候群,降低心血管疾病及第二型糖尿病的危險因子。研究團隊推論改善的生理機制係因腸道菌相組成改變、膽汁酸鹼度改變、腸道屏障(gut barrier)功能改善、減少發炎反應等。研究團隊為了驗證上述推論,以小鼠(mouse)進行動物實驗,將小鼠分為餵食高脂飲食(high-fat diet)處理組,以及餵食高脂飲食並參雜XN、DXN、TXN等機能性成分組進行比較。   研究團隊利用基因定序技術,對小鼠糞便所含的微生物種類以微生物常用的分子標記──16S核醣體RNA (16S rRNA)基因片段進行序列檢測,此外,也一併檢測不同組織在腸道屏障功能、發炎反應、膽汁代謝功能相關基因的表現程度。另外,也檢測小鼠糞便樣本所含膽汁的酸鹼值。研究發現,啤酒花的機能性成分可有效地改變腸道菌相組成與膽汁性質,改善肥胖及其他與代謝症候群相關的疾病問題。【延伸閱讀】含有薑黃素的奈米載體可緩解高眼壓引發的視網膜神經節細胞損傷   藉由初步的驗證,研究團隊從動物實驗中證實啤酒花的機能性效果。在未來研究方面,研究團隊將深入釐清啤酒花機能性成分的生理機轉及腸道菌相組成對動物帶來的影響。   該研究由美國國家衛生研究院(National Institutes of Health)、萊納斯·鮑林研究所(Linus Pauling Institute)等機構資助。相關研究成果已發表在<Molecular Nutrition & Food Research>。
日本九州大學研發蠶蛋白藥品,開創昆蟲新產業
2019/11/26
九州大學與福岡市一家新創公司合作生產藥品原料,共同致力於利用蠶生產的蛋白質,進行如疫苗等的藥物開發。並在2019年5月23日向媒體公布了大學內部飼養約450種類的蠶的研究場域,並試圖從人類幾千年前飼養的牲畜昆蟲之中,獲得對生物有益的物質,不僅僅只應用在紗線上,而是希望能夠透過這樣的研究,將研究工作與新創產業鏈結。   在當天公開的「蠶生物資源研究中心」設施內,則擺放了不少大型竹篩,裡頭所飼養的蠶為數眾多,總數至少有22萬隻以上。自明治44年開始,九州大學為了基因研究而持續著蠶的飼養工作,至今仍保存著相關的交配記錄。學校相關人員表示:「可以毫不誇張地說,九州大學對於蠶的研究是處於世界領先地位。」領導這項研究的農業研究所的日下部宜宏教授和他的同事發現,經過多年交配的結果,找出體內產生大量蛋白質並可用於疫苗製造的蠶。   在流行性感冒等傳染病預防中,普遍上會使用毒性較弱的病毒作為疫苗。根據日下教授的研究,將含有病毒基因的物質注入蠶的體內後,會產生一種叫做VLP(類病毒粒子)的蛋白質,這種蛋白質結構相似於體內的病毒。相較於傳統疫苗,VLP的疫苗能夠在人體中引起免疫反應來預防疾病,而且在體內不會有病毒擴散風險,對於增進疫苗的安全性有著非常大的幫助。   2018年4月九州大學成立了「昆蟲科學與新創產業研究中心」,為大學研究產業化奠定了基礎。同時,51歲的大和健太(51歲)在九州大學商學院學習,他創立了一家新創公司「KAICO」,試圖將研究付諸實踐。由福岡金融集團旗下的「FFG風險投資業務合作夥伴」所管理的基金目前已經對此項目投資4,000萬日元。去年12月以來,KAICO一直與日下先生等人合作,開始販售蠶蛋白的研究試劑。希望能夠在5年後開始進行動物試驗,8至10年之後就可以針對人體用藥開始進行開發。【延伸閱讀】銅元素具有促進豬隻生長的潛力   大和先生說道:「這是一種能夠透過借用自然力量來製造藥物的技術,是非常有價值的商業項目。」日下教授則表示:「我想在防治傳染病方面作出貢獻。建立一個當大規模傳染病發生時,還能夠大量生產疫苗的系統。」   九州大學同時也是「國家生物資源技術專案」的基地,該專案主要工作目標為收集、儲存並且有效利用生物資源。其中,昆蟲的收藏數量更是日本之首,居世界第12位,是昆蟲相關研究的先驅。日後,九州大學也將持續善用累積100多年的蠶研究,投入新興產業的創生,成為世界的領頭羊。
研究進一步證實咖啡因可提升男女運動員的運動能力
2019/11/08
咖啡因(caffeine)是咖啡飲料中主要的機能性成分,除具有提神效果外,咖啡因還具有運動增補劑(ergogenic aid)的功能。雖然咖啡因對人體的效果已被廣泛研究,然而以往研究多以無水咖啡因(anhydrous caffeine)的形態及男性為主的特定受測族群進行探討,缺少其他咖啡因型式及不同族群的比較資料,恐無法全盤探討咖啡因對人體的影響。英國考文垂大學(Coventry University)研究團隊的最新研究有別於以往的主流研究,改以咖啡本體做為研究標的,並加入成年女性族群做為研究對象,觀察男、女族群在飲用咖啡後的運動表現。   研究團隊首先分別邀請男女各19名,共38位自願者參與研究,自願者被要求在受測前12小時禁止飲用含咖啡的物質,接著分成純咖啡組(依每公斤體重給予3毫克比例的咖啡因)、純水組(控制組)、安慰劑組共3組飲品進行實驗,自願者在攝入一定量的飲品後便開始後續5公里的自行車計時挑戰,比較不同組別在挑戰賽中的運動表現。研究團隊發現,咖啡組不分性別,完成挑戰的時間相較於安慰劑組及純水組,分別快9秒及6秒,而純水組與安慰劑組相比下並無差別。【延伸閱讀】日本九州大學研發蠶蛋白藥品,開創昆蟲新產業   藉由實驗結果發現,不論受測者的性別為何,在飲用含有咖啡因的咖啡後,均提升5公里自行車計時挑戰方面的能力。這也顯示攝入一定劑量的咖啡因,將有助於提高人們在運動方面的表現。   該研究由咖啡科學資訊學會(Institute for Scientific Information on Coffee)提供研究經費,相關研究成果已發表在<Nutrients>。
無人機及衛星遙測在公衛醫療方面的應用
2019/11/05
無人機(drone)與衛星遙測(remote sensing)技術在生態資源調查方面的應用甚廣,這些技術主要協助人們從事遠端資料蒐集,方便後續在生態資源經營、國土管理等方面。美國華盛頓大學(University of Washington)與史丹佛大學(Stanford University)的研究團隊則利用無人機與衛星遙測技術進行環境調查,並以此預測可能的疾病傳播熱點,希望藉此杜絕寄生蟲對當地居民的危害。   研究團隊主要探討發生在西非塞內加爾(Senegal)地區的血吸蟲病(schistosomiasis),目前已知塞內加爾地區有近2億人受感染,是在當地廣為流行的疾病。血吸蟲病的症狀為血尿、血便、腹部疼痛、臟器損傷等,雖然這些症狀可經由藥物治療痊癒,但是一旦接觸到血吸蟲棲息地或接觸攜帶血吸蟲的蝸牛,則有可能又再次經歷二度感染。有鑑於此,研究團隊希望能藉由廣泛的調查蝸牛族群的分布情況,以此推測當地可能的血吸蟲傳染熱點。   然而,研究團隊在調查初期發現,由於蝸牛族群是呈現塊狀(patchy)分布,並隨時間改變其族群的棲息位置及大小,因此不適用在傳染熱點評估方面,為此,與其尋找蝸牛個體或族群,研究團隊根據蝸牛的棲息特性,轉而搜尋蝸牛賴以棲息的浮水植物。有了浮水植物做為判斷依據,研究團隊便可在無人載具或衛星遙測影像輔助下,判識水中的浮水植物,並藉此推測蝸牛可能的族群量。研究團隊再結合水域附近蝸牛的密度、村落大小、村落地點等資訊,模擬出可能受血吸蟲感染的潛在地區。【延伸閱讀】讓AR眼鏡告訴你非洲菊是否可以採收   在該研究中,研究團隊首先利用蝸牛及其棲息植物之間的關聯性,建構出可能的疾病傳播模式,再以無人載具等技術判斷當地蝸牛的族群量,將有助於區域防疫管理及公共衛生的推廣。研究團隊希望能在未來更進一步地以機器學習(machine learning)的方式,自動判斷影像中的浮水植物,並藉由公開的公衛資訊,達成區域性公共防疫的目的。   該研究由美國國家衛生研究院(National Institutes of Health)、美國國家科學基金會(National Science Foundation)、史丹佛大學(Stanford University)、密西根大學(University of Michigan)等公私立機構資助。詳細研究成果已發表在<Proceedings of the National Academy of Sciences>。
最新研究發現馬鈴薯與市售能量果膠均可供運動員發揮最佳效果
2019/10/30
許多自行車愛好者會選擇以市售能量果膠(carbohydrate gel,或稱energy gel)做為長時間無間斷運動的能量補充來源。能量果膠可保持血液中血糖的濃度,並讓運動員發揮最佳的水準。除了市售能量果膠外,來自美國伊利諾大學(University of Illinois)的最新研究發現,常見的馬鈴薯泥竟然也有相同的效果。   美國伊利諾大學的研究團隊為了驗證馬鈴薯的效果,分別招募12位身體健康且熱愛自行車運動的自願參與者進行一場實驗。研究團隊再將這12位受測者隨機分成三組,進行運動能量補充方面的研究。這三組則分別給予純水、市售能量果膠及可提供等量碳水化合物的馬鈴薯進行實驗處理,並在正式實驗前一天給予適當的休息後,便接著2小時的自行車計時挑戰賽(time trial)。在參與挑戰後,研究團隊緊接著測量受測者的血糖、身體核心體溫、運動強度、胃排空(gastric emptying)、腸胃道症狀(gastrointestinal symptoms)等身體數值。除此之外,研究團隊也檢測受測者體內乳酸堆積的濃度,做為運動強度的重要指標。【延伸閱讀】臺灣特有種土肉桂 改善糖尿病研究分析   根據分析結果,研究對發現以市售能量果膠與馬鈴薯為能量補充來源的受測者,具有相同的表現效果。進一步研究後發現,在運動中以每小時攝取60公克重的能量果膠或馬鈴薯,將可獲得最佳效果。血漿中的血糖濃度在能量果膠與馬鈴薯的處理下也同樣上升,為受測者提供運動所需的能量;在能量果膠與馬鈴薯處理的組別也較純水處理組擁有較快的心跳與騎車速度。雖然在實驗初期,以馬鈴薯處理的受測者反映出明顯的腸胃道不適、胃脹氣(flatulence)等症狀,然而研究團隊推論這可能係因馬鈴薯體積較大的緣故,且後期症狀變改善不少。雖然如此,研究團隊依舊認為馬鈴薯具有取代市售能量果膠的潛力,成為取代加工商品的原形食物(whole food)。
新型化學合成法可有效率地人工合成構造複雜的銀杏次級代謝物
2019/10/28
銀杏(ginkgo, Ginkgo biloba)被認為是植物活化石之一,根據考古資料推論,其近緣種化石約莫存在於距今2.7億年前。學界推論,銀杏這類的物種因其發展出許多具演化優勢的機能性次級代謝物,也因此能適應極端的地質事件並繁衍至今。在有效的機能性成分中,白果內酯(bilobalide)便為其中一種已知可驅蟲且對人體無害的化合物。近期美國斯克里普斯研究所(Scripps Research)的最新研究也開發出一系列能有效合成出白果內酯與類似結構的方法,這方法或許將可做為新藥與綠色殺蟲劑(green insecticide)開發的關鍵技術。   雖然銀杏樹可生合成具有殺蟲效果的化合物,但這些化合物中除了白果內酯外,亦含有其他對人體而言有毒的成分,需進一步純化後方可進行應用。為此,開發一套人工合成白果內酯的技術,將有助於提升後續醫療與農業方面的進展。然而,既有的流程因白果內酯的化學結構複雜的因素而導致其難以被合成。最近克里普斯研究所的研究團隊已開發展出一套新的方法用以合成白果內酯。   研究團隊的新方法可節省許多時間與材料。這方法也同樣為白果內酯與類似化合物的合成創造出新的有機合成法,可更有效地應用在生產殺蟲劑與藥物合成等方面。研究團隊計畫在未來利用新方法製作出其他與白果內酯結構類似的化合物,並研究結構類似物的各種性質。【延伸閱讀】快速測定鮭魚腐敗的新方法   該研究由美國國家衛生研究院(National Institutes of Health,簡稱NIH)、公益財團法人上原紀念生命科學財團(原文:公益財団法人上原記念生命科学財団;英譯:Uehara Memorial Foundation)等研究機構資助。相關研究成果已發表在<Nature>。
研究證實咖啡加工的副產物萃取物富含許多機能性成分
2019/10/17
咖啡豆在進行加工烘焙處理的過程中,會去除掉外皮(husk)及豆膜(或稱銀皮,silverskin)等物質,最終將這些用不到的物質作為廢棄物丟棄。一項由美國伊利諾大學(University of Illinois)的研究團隊針對咖啡加工廢棄物進行研究後發現,包裹咖啡豆的外皮及豆膜可能具有抗發炎的成分,可用於緩解慢性疾病或避免肥胖等。   由於脂肪生成、肥胖與發炎反應之間具有關聯性,目前已知發炎反應會增加細胞氧化壓力並影響葡萄糖的吸收效率,成為許多慢性疾病發生的主因。若能藉由找出可緩解肥胖發生的機能性化合物,成功地減緩脂肪生成或避免發炎反應的進行,或許能有效地控制慢性疾病的發生。   研究團隊利用水作為溶劑,萃取咖啡外皮與豆膜等咖啡加工後所剩的食品加工副產物進行萃取,再將萃取後的液體以小鼠(mouse)的脂肪細胞(adipocyte)與巨噬細胞(macrophage)進行驗證,分別觀察細胞的脂肪生成與發炎反應等生理變化。研究團隊發現,萃取液中部分酚類化合物可促進脂肪分解(lipolysis)作用的進行,避免脂肪在脂肪細胞中過度堆積,此外,酚類化合物可促進棕色脂肪細胞(brown-like adipocyte)的生成。相較於一般脂肪細胞,棕色脂肪細胞因具有較多的粒線體,因此可有效地將身體累積的養分代謝轉換成為能量,避免多餘的脂肪堆積在體內,進而避免細胞發炎反應的發生。【延伸閱讀】喝綠茶可能有助於改善食物過敏症狀   研究團隊發現,咖啡廢棄物萃取液所含的兩種酚類化合物──原兒茶酸(protocatechuic acid)與沒食子酸(gallic acid)除可緩解發炎反應外,亦可改變葡萄糖的吸收模式、降低胰島素耐受性。研究結果顯示,這些具生物活性成分的化合物或許可在未來作為健康飲食的一環,成為預防第二型糖尿病、心血管疾病、肥胖等慢性疾病的最佳飲食策略。   透過加工廢棄物的萃取處理、生化分析與動物實驗等研究,研究團隊在加工副產物中找到多種具有機能性成分的酚類化合物,除了為人類健康帶來新的發現外,透過廢棄物的再利用,將廢棄物變成具有高附加價值的農業/加工副產物,將使得咖啡產業更加循環永續。   該研究由美國農業部國家食品與農業研究院(United States Department of Agriculture-National Institute of Food and Agriculture,簡稱USDA-NIFA)、西班牙經濟部(Ministry of Economy and Competitiveness)等單位資助,相關研究成果已發表在<Food and Chemical Toxic>。
最新研究發現可對抗克痢黴素抗藥性細菌之新興化合物
2019/09/26
由印度科學及工業研究委員會微生物技術研究所(Council of Scientific & Industrial Research-Institute of Microbial Technology,簡稱CSIR-IMTECH)的研究團隊自土壤中分離到的新興化合物,可望殺死對最後一線抗生素—克痢黴素(colistin,又稱粘桿菌素)產生抗藥性的克雷伯氏肺炎菌(Klebsiella pneumoniae)與大腸桿菌(Escherichia coli)等革蘭氏陰性(Gram-negative)菌。合成該化合物的細菌屬於類芽孢桿菌屬(Paenibacillus sp.),經證實可在體外及小鼠為模式的動物實驗中,有效地殺死對克痢黴素產生抗性的細菌。研究團隊發現,該化合物相較於克痢黴素在使用上較安全,且經動物研究發現不會對小鼠腎臟造成損傷。   目前在印度醫療院所以外的區域已發現產生克痢黴素抗性之細菌的案例正急遽成長,由於抗生素的濫用產生嚴重的醫療問題。根據研究指出,若感染到抗克痢黴素的細菌,將有高達80%的死亡率。   根據蛋白質胺基酸組成與其他研究,研究團隊發現此化合物屬於tridecaptin家族的新變種(variant)化合物,該化合物被重新命名為tridecaptin M。而由於tridecaptin與克痢黴素屬於不同化學組成的抗生素,因此不會與tridecaptin家族的化合物產生交叉抗性。   研究團隊在抗藥性研究上,發現該化合物不易使細菌產生抗藥性,此化合物能夠於極低濃度下4至8小時,仍保有活性,產生制菌及抑菌效果。同時,研究團隊也驗證致病細菌不會對tridecaptin M產生後天抗性(acquired resistance),並可以極少用量便達到與克痢黴素同樣的抗菌效果。   在作用機轉上,與克痢黴素的殺菌機制不同,tridecaptin M會在細菌細胞膜上產生通透性高的孔洞,干擾膜上的離子交換,間接造成細菌無法進行能量生合成,使其因缺乏能量生長而死亡。研究也證實,可在tridecaptin M與克痢黴素搭配使用下,減少整體抗生素的用量。【延伸閱讀】存在於高粱根中的類黃酮可能具抗霜作用   經動物實驗也證實,施打高劑量tridecaptin M進入小鼠體內,並無發現腎臟產生任何損傷。顯示該藥是屬於較安全的用藥。   該研究由印度生物科技部(Department of Biotechnology)所屬的科學及工業研究委員會微生物技術研究所提供經費資助,相關研究成果已發表在<Antimicrobial Agents and Chemotherapy>。
食用的臺灣原生海木耳 可望成為高階保健食品原料
2019/07/23
海木耳在日本被稱為長壽菜,當中富含多種營養素,農委會水產試驗所在2012年開發海木耳養殖技術,也有廠商將海木耳做成飲品供一般消費者食用。近年國際許多研究1指出,海藻具有抗病毒、抗發炎、抗腫瘤······等保健功效,國立臺灣海洋大學食品科學系特聘教授吳彰哲,看準臺灣原生的大型紅藻海木耳已發展出養殖技術,深入研究海木耳的功能性,甚至結合抗登革病毒、抗肺癌研究,開發降低藻腥與去除重金屬的技術,期望開拓高價藻類產品市場。 國內藻類發展興盛 多集中在微藻   近年國內外有多筆研究文獻1指出,海藻具有抗病毒、抗發炎、抗腫瘤、抗血栓、提高免疫力等保健功效,國內正積極發展藻類保健食品,期望能拓展市場,目前多數藻類保健食品原料來源為微藻,如藍藻、綠藻等,由於國內微藻產業發展興盛,臺灣還曾一度成為全球綠藻出口大國。   雖然微藻產業表現傑出,但國內針對大型藻類的相關研究卻明顯不足,大型藻類的高附加價值產品製造技術多掌握在他國手上,而藻類原料也多從國外進口,如麒麟菜、鹿角菜膠等。   吳彰哲發現,國內較少鼓勵養殖藻類,翻開過去相關統計資料,能看到早期養殖藻類多為餵食九孔的龍鬚菜,當九孔產業沒落後,藻類生產則以野生採集為主。   農委會去年推動農業生物經濟產業國際化與永續發展計畫方案,期盼能透過研究人員的專業,因應人口老化、醫療成本過高及食品安全等問題,推動健康農業及相關產業發展,吳彰哲透過「海木耳機能性成分及其加工製程之開發與產業化應用」,精進國內大型藻類加工技術,及拓展藻類產業的市場。 尋找海中藻種開發 量產成為選擇關鍵   吳彰哲表示,過去臺灣海峽共記錄到360多種以上藻種,但應該還有很多藻種,有些藻種作為民眾食用,像南部有種藍綠藻被稱為情人的眼淚,這是種雨後才會長出的可食用藻,也有人稱作雨來菇。   不過要選擇可研發成高價商品的藻種,第一步得先考量是否能量產原料,吳彰哲指出,若藻種不能養殖,端靠野生採集會造成生態問題。   吳彰哲表示,過去水試所發現小琉球有生產一種大型紅藻,因為外觀類似陸地上種植的木耳,被稱為海木耳(Sarcodia suieae sp. nov.),民眾多採集海木耳熱炒食用,因此開發海木耳養殖技術,甚至也技轉給廠商生產,可用於食用或保健食品原料。   「海木耳成為臺灣新興養殖藻類,且相關生物活性研究與專利較少」,吳彰哲認為,海木耳有發展空間,決定投入海木耳機能性研究,開發相關加工技術。他表示,現在臺灣有海木耳養殖技術,就能投入功能性研究,嘗試發展產業應用,以達到生物經濟,若無法養殖,縱使開發成功都會面臨產量問題。 投入抗登革病毒、抗肺癌研究   吳彰哲指出,以目前大型紅藻發展來說,可分為兩大體系,可萃取出卡拉膠用於食品、工業的紅藻,如麒麟菜,另一種則是能萃取洋菜膠,如江蘺,以功能性來說,卡拉膠的功能性比較多,而洋菜膠的營養較少、功能性也較少,海木耳屬於卡拉膠體系。   吳彰哲研究團隊在測試海木耳生物活性過程中發現一些功能性成分,由於過去吳彰哲研究室曾進行過抗登革病毒、抗肺癌等相關研究,便思考海木耳與過去研究能否兩相結合。   吳彰哲表示,過去研究發現肺癌致死率很高,雖然已有藥物可治療但多有副作用,想找到用食品的方式嘗試預防跟治療肺癌,過去曾有研究發現褐藻醣膠具有這樣的功能性成分,「那海木耳是否也有這樣的功能?」   吳彰哲於是透過一連串細胞實驗與動物實驗,確認海木耳具有相似的功能性。他表示,從小型實驗鼠的代謝過程評估,可知海木耳的功能性成分是否能作用到指定位置,也能從中驗證萃取出的功能性成分純度是否足夠,初步結果發現,海木耳在抗登革病毒感染及抗肺癌細胞實驗皆有正向結果。 降低藻腥與去除重金屬 才能有效提高藻類附加價值   不過要將海木耳作為保健食品原料得先去除藻腥與重金屬,吳彰哲指出,藻類通常會有一股腥味,消費者其實不喜歡那種味道,因此有開發生物性方式螯合分解藻腥。   另外藻類是種會對抗逆境的生物,若生長海域受到重金屬汙染,藻類體內也會蓄積重金屬,要將藻類做成食品原料就必須要符合各國重金屬規範,於是也著手開發一些生物性方式過濾、螯合藻類含有的重金屬,「要能讓消費者願意吃,也要符合法規標準。」   吳彰哲認為,藻就像一個金字塔,把最頂端類似藥品成分的物質提取出來後,剩下可作為食品用途,最後殘餘的藻渣還能作為肥料跟飼料,用途相當寬廣,若只談藻類功能性,坊間也有公司僅靠單一藻類研發的保健食品,年營收達8億以上,會思考可否透過其他藻類的開發創造另一個生物經濟,依循前人的腳步開拓市場。   吳彰哲強調,目前藻類市場尚未飽和,其他藻類若經過功能性驗證,再加上好的加工技術將能開拓出更大的市場,有非常多的東西等著去研究及發展。 【研究文獻參考1】 Hsu, H. Y., Lin, T. Y., Wu, Y. C., Tsao, S. M., Hwang, P. A., Shih, Y. W., Hsu, J., 2014. Fucoidan inhibition of lung cancer in vivo and in vitro: Role of the Smurf2-dependent ubiquitin proteasome pathway in TGFβ receptor degradation. Oncotarget, 5(17), 7870. Shih, M. F., Cherng, J. Y., 2008. Potential protective effect of fresh grown unicellular green algae component (resilient factor) against PMA-and UVB-induced MMP1 expression in skin fibroblasts. European Journal of Dermatology, 18(3), 303-307. Fan, Y., Lin, M., Luo, A., Chun, Z., Luo, A., 2014. Characterization and Antitumor Activity of a Polysaccharide from Sarcodia ceylonensis. Molecules. 19, 10863-10876. Hidari, K.I., Takahashi, N., Arihara, M., Nagaoka, M., Morita, K., Suzuki, T., 2008. Structure and anti-dengue virus activity of sulfated polysaccharide from a marine alga. Biochemical and biophysical research communications. 376, 91-95. Chiu, Y. H., Chan, Y. L., Tsai, L. W., Li, T. L., Wu, C. J., 2012. Prevention of human enterovirus 71 infection by kappa carrageenan. Antiviral Research. 95, 128-134. Chiu, Y. H., Chan, Y. L., Li, T. L., Wu, C. J., 2012. Inhibition of Japanese encephalitis virus infection by the sulfated polysaccharide extracts from Ulva lactuca. Marine Biotechnology. 14, 468-478. Kazłowski, B., Chiu, Y. H., Kazłowska, K., Pan, C. L., Wu, C. J., 2012. Prevention of Japanese encephalitis virus infections by low-degree-polymerization sulfated saccharides from Gracilaria sp. and Monostroma nitidum. Food Chemistry. 133, 866-874.
鱈魚皮敷料可促進動物傷口癒合
2019/07/12
在日常生活中,許多時候難免會發生燒燙傷的相關意外,除了盡快採取正確的降溫與清創方式,使用合適的傷口敷料更是保護傷口與加速癒合的最佳選擇。敷料材質眾多,除了紗布、泡棉式、凝膠式敷料,現在更有製造生物性敷料的成功技術。   生物性敷料來源繁多,包含豬、牛等動物,能夠有效縮短傷口癒合時間或促進血管生長,至今也累積非常多的臨床使用案例,製造與應用上均達到一定的成熟度。然而,基於宗教或個人因素,採用畜牧原料製造的傷口敷料不一定適用於這些病患,因此現在也有許多廠商開發以魚類原料生產的新興技術,以期符合多樣化的市場需求。   例如美國Kerecis公司就使用鱈魚皮(cod fish skins)開發傷口敷料,由於魚皮富含天然的Omega-3多元不飽和脂肪酸,具有抗發炎的特性,有利於皮膚組織的再生及癒合。目前相關技術已取得專利,可作為處理人類和動物燒燙傷的醫療用品,而密西根州立大學動物醫院則使用這種敷料治療一隻遭受火災的羅威納犬。在這則案例中,敷料使得傷口恢復情形良好,不只能夠減少鎮定劑用量,敷料還能隨著傷口恢復而逐漸吸收至體內。【延伸閱讀】甜菜渣有助於減少公豬臭   獸醫Brea Sandness表示,早先也有使用吳郭魚(tilapia)製作敷料並用於照護傷口的案例,但這類敷料的表現更像是促進皮膚癒合的有機覆蓋物,與鱈魚皮敷料仍不盡相同。透過案例的交流討論,鱈魚皮敷料未來或許會成為獸醫領域中使用的高效治療工具。
微生物生技當道 畜產副產品成寵物救星
2019/07/08
臺灣人酷愛豬肉,每年食用豬肉就佔總肉類大半,2017年獲世界動物衛生組織(OIE)認定為「施打疫苗口蹄疫非疫區」,2018年7月「拔針」(不再施打口蹄疫疫苗)後,臺灣豬肉可望重回外銷市場。不過,豬隻屠宰分切肉品過程中產出的廢棄物處理,也成為臺灣養豬產業最迫在眉睫的課題之一。   依據統計,臺灣每年屠宰的豬隻750萬至800萬頭,部分雜碎部位,因衛生考量較少被食用,每年產生不少廢棄物。 生物科技精煉,為畜產副產品提高經濟價值   「在生物科技運用下,內臟的經濟價值甚至超過肉品,讓肉品反而成為副產品。」東海大學畜產與生物科技學系系主任謝長奇教授說道。   謝長奇以澳洲為例,長年為牛肉前三大輸出國的澳洲,因西方人不吃內臟,在牛隻副產品的研究已久,且成果斐然,不但讓廢棄物比例降低,目前牛隻副產品的價格甚至比牛肉來得高,堪稱「循環經濟」最佳範例。 不同內臟部位要先經水解,做初步萃取。   本身主攻免疫調節與代謝症候群研究,在中國醫藥大學任教時即主持「健康食品功能性評估實驗室」時,謝長奇即曾以冬蟲夏草、一條根及人參等中草藥為素材與眾多藥廠合作產學合作案,擁有微生物發酵、中草藥保健與融合瘤單株抗體的快速製作等多項專利生技。 萃取物以多種酵素和微生物做細胞培養,待後續作抗癌研究。   謝長奇指出,由於在中藥炮製時,發現如能運用酵素水解或微生物發酵,可有效將傳統中草藥的有毒物質代謝掉,因此在轉任東海大學畜產與生物科技學系後,即思索如何將此一研究運用在畜產上。 融合癌細胞與可偵測的螢光劑,測試不同酵素或微生物對病毒的作用。 以專利提高競爭門檻,增加廠商合作意願   「關於豬血、豬皮的研究十幾年來已經很多,豬皮除可修復人體軟組織,還可製作膠原蛋白胜肽,豬血甚至不用分解就有血清抗體、血球蛋白,進一步分解則可得到降血壓的胜肽。但關於豬隻內臟的研究卻很少。」謝長奇說,內臟裡其實有很多結構蛋白,但因這些豐富的純化蛋白質從研究到生產線,其實有著重重限制,因此少有人願意投入。   限制之一,是部分內臟因主代謝,含有較多重金屬,在萃取後重金屬比例更高。   「為了代謝掉這些重金屬,我們嘗試過用酵素和微生物分解,後來選擇後者。」謝長奇說明,這是因為酵素不但單價高,可切的蛋白質位點也較單一,透過微生物分解的方式雖然過程繁複,但因可透過專利製造廠商的競爭門檻,可提高廠商合作意願。 透過老鼠器官切片,觀察發炎及損壞狀況。   也因為這個特質,讓豬隻副產品的另一限制——保存與運送過程有嚴格要求,在謝長奇的奔走下,成功串連同為東海校友企業的津谷食品,願意空出一條生產線及倉儲設備,解決原料的處理與保存。   「但這項研究能持續,還是有賴於農委會的『推動農業生物經濟產業國際化與永續發展計畫』的補助。」謝長奇說,由於近年來小分子寡肽應用在相關疾病的預防與治療上有長足的發展,促成東海與農科院的「豬隻結締組織膠原蛋白水解產物之多元機能胜肽開發」計畫,以不同微生物或酵素降解,進行小分子寡肽之產製,將之應用在減肥、減脂、降血糖、預防脂肪肝、抗肝炎肝纖維化、免疫調節、抗發炎與抗過敏等多元性機能。 連結研究最後一哩,嫁接學生職涯平臺   從實驗室到生產線,豬隻副產品要面對的最大鴻溝,仍在於消費者的刻板印象。   謝長奇分享,過去眾多產學合作案以人參、牛樟芝、冬蟲夏草為原料,並非是因為眾多對人體有益的成分只能從這些珍貴素材中取得,從2011年與國科會合作的「開發微生物發酵金線連之新穎代謝產物的生物活性及其應用」,就可知大自然中每種生物都蘊藏著許多寶貴的成分。   但為了在廠商之先,就想到該研究在面對消費者時會遇到的問題,謝長奇除了將未來應用首先鎖定在寵物市場,更多次前往日本參訪寵物相關協會與證照機制,更積極促成「財團法人臺灣寵物產業發展協會」,串連臺日兩方,導入證照機制,提供寵物行業相關人員能力提昇與職涯輔導管道,進而讓整體產業與國際接軌。   「身為一名教師,對學生的就業是有責任的。」謝長奇語重心長。   而目前這項研究,除了已完成豬肺、氣管、豬脾等副產品的抗生素、重金屬無殘留檢測,並與信元製藥、漢馨科技陸續建置酵素水解寡肽與微生物發酵產物製備的相關建置。   「在經過動物實驗後,預計可在2019年年中產品化。」謝長奇從終端消費者的思考出發,透過了解產業與消費者的需求,引導學生的研究,走向更實務的方向。
【副產品加值再利用】 廢棄菱角殼變身黑元寶 迎戰高齡社會老化問題
2019/06/24
每到秋風颯爽的時節,便迎來菱角的盛產期,一直以來,臺南官田栽種菱角產量全國居冠,每到秋天更呈現出一片農忙樂田園景緻,使「菱香舟影」景緻成為新南瀛八景之一。   隨著科技進步,農民更以先進冷涷技術,保留著當季菱角鮮甜,無論何時來官田都可品嘗道地美味的菱角養生風味餐,菱角雖然美味,剝去外殼每年卻會產生近三千七百公噸的廢棄菱角殼,為了解決菱角殼去處,目前官田當地將菱角殼廢物再利用,變成菱角殼生物炭,用來改善土壤、淨化農田水質。由於菱角生物炭在製作過程也能產生竹醋液或木醋液等附加價值產物,可用於病蟲害防除、土壤改良、堆肥等農業用途,甚還可萃取菱角殼的多酚類化合物及異黃酮,生產美妝保養品….讓菱角從外到內都能發揮價值。 高齡老化海嘯來臨   菱角殼抽取物發掘抗老曙光   臺灣已於107年邁入高齡社會,根據國家發展委員會的調查,預計人口負成長將於未來3~10年間發生(2021~2028年人口總增加率轉負);進一步依臺灣失智協會估算,民國106年12月臺灣失智人口逾27萬人,而85歲以上的高齡長者約莫有一半患有廣義失智症。   人越長壽,不可避免地將會伴隨著這類會影響生活品質的認知行為退化疾病,像是常見的阿茲海默症及帕金森氏症,摒除掉年齡及家族性遺傳原因外,「為改善高齡所帶來的退化疾病問題,我們嘗試從菱角殼抽取物找出解決方法。」臺北醫學大學生藥學研究所教授侯文琪說。   由侯文琪教授與臺北醫學大學王靜瓊教授及嘉義大學陳立耿教授所組成的研究團隊,從去(2017)年1月起參與「農委會生物經濟重點產業之關鍵技術強化計劃」,團隊使用官田廢棄菱角殼為原料,經由不同萃取方式取得抽取物與其他區分物,再配合酵素與細胞體外試驗進行活性篩選。「眾所周知,自由基是造成老化的殺手,舉凡各種慢性疾病如:癌症、心臟病、糖尿病、中風、關節炎、老人痴呆、免疫系統失調…等,約有近百種疾病的好發都與自由基破壞人體正常細胞有關;至於乙醯膽鹼酯酶抑制劑,則是目前阿茲海默症的臨床用藥,而經體外試驗的結果顯示菱角殼各抽取物具有濃度相關乙醯膽鹼酯酶抑制活性、自由基清除之ORAC抗氧化活性外,各抽取物對於抑制半乳糖/牛血清白蛋白模式醣化反應活性強。也就是說從菱角殼抽取物體外試驗結果,可以繼續進行改善認知行為退化疾病的體內動物模式評估。」   團隊也針對菱角殼抽取物進行動物試驗。經由實驗結果發現,同樣以廢棄物菱角殼為原料,以東莨菪鹼(scopolamine)誘導類似阿茲海默症小鼠動物進行餵食試驗,利用水迷宮或被動迴避試驗評估學習與記憶改善功效。「結果顯示,介入組相對於未介入之誘導組,顯著性延長東莨菪鹼誘導類阿茲海默症小鼠在明室停留時間,或是顯著性增加東莨菪鹼誘導類阿茲海默症小鼠平台象限停留時間、與進出平台象限次數。也就是說,菱角殼抽取物能有效改善東莨菪鹼誘導類阿茲海默症小鼠的學習與記憶功效。」侯文琪說明。 邀請企業參與  透過技轉讓菱角成為保健黑金   對於研究成果,侯文琪表示在本草綱目有提到烏菱殼可做為治療泄痢之用,而本草綱目拾遺,提到菱殼燒灰(或進行燒存性)混以香油或麻油,外敷可治腫毒或頭面黃水瘡。顯示菱角殼具有內服外用之功效。大陸地區出版的中華本草,說明菱殼可以煎湯內服(用量為15~30克,大劑量可到60克)。惟,目前我國法規無明確規範菱角殼是否為可食用原料。未來若能進一步確認菱角殼的原料規範與安全性,將可提昇菱角副產品大量再利用與產品加值性,進而增加區域農民收益。「菱角殼粉也可以用於食品添加,像是菱角殼粉蛋捲、菱角殼粉糕、菱角殼粉添加於蛋黃酥等之外,我們十分歡迎有興趣的企業一起參與,無論在食品,或是保健食品範疇,將來可透過技轉進一步開發改善認知行為退化性疾病的保健食品,為防治高齡社會盡份心力!」   過去,農友在採收菱角,取出菱角仁後,不是將菱角殼丟棄在田邊露天燃燒,就是委由垃圾車清運,而藉由循環經濟的概念,將菱角殼再利用,不僅能進一步翻轉菱殼農廢的印象,也讓菱角成為具發展潛力的農田黑金。
吃白米別怕血糖升高!水稻專家找出低升糖水稻品系
2019/06/06
水稻熱量高且屬於高升糖食物,稻米吃下肚,被人體消化後,體內血糖容易會快速上升,對糖尿病患者來說,只能少量食用。國立中興大學農藝學系教授王強生看到部分族群困擾,4年前投入開發低升糖水稻品種,希望能找出糖尿病患者與減重族群都能盡情享用的稻米,目前研究團隊已經找到幾個低升糖水稻品種,經小鼠試驗結果,保守估計食用後的升糖指數狀況能有顯著的改善,預計在明年初提出植物品種權申請,通過後將可商業化種植、量產。 糖尿病患者也能好好吃白米飯   全球有60%人口以稻米為主食,米粒的主要成分為澱粉,人體食用稻米後,米粒最終會被消化成葡萄糖,成為熱量來源之一,但日常生活食用的稻米屬於高升糖(GI>55)食物,糖尿病患者及減重族群無法盡情享用。   對糖尿病患者來說,血糖不穩定就會影響到健康,有沒有可能從大量水稻品種篩選出不會快速升糖的稻米呢?王強生表示,投入開發低升糖水稻,就是希望能讓不能吃米的族群,如糖尿病患者,可以享用吃米食的樂趣。   農委會去年推動農業生物經濟產業國際化與永續發展計畫方案,期望能結合專家的研究能力,為人口老化、醫療成本過高及食品安全等問題,推動健康農業,因此王強生與國立嘉義大學生化科技學系暨研究所教授廖慧芬等多個單位一起合作「低升糖水稻品種之開發」,篩選低升糖(低GI值)或高抗性澱粉(resistance starch, RS)水稻品系,開發「低糖健康米」品種,作為糖尿病患者及減重消費者族群的米食品種。 改良自臺農67號 升糖狀況能顯著降低   全球食米市場內,有80%人口食用秈稻,臺灣早期也是以食用秈稻為主,不過目前國內以食用稉稻為大宗,王強生笑著說,要先做符合國內人民需要水稻,因此先從自己建立的臺農67號突變庫中篩選符合需求的水稻,未來會再發展秈稻的低升糖水稻品種。   王強生口中說著的臺農67號突變庫,正是過去他在農業試驗所的研究成果,當中有多達3000種以上水稻純系。他苦笑著說,這是血汗堆積出來的成果,因為水稻本來就屬於高升糖食物,篩選低升糖水稻其實很困難,是因為有大量水稻純系,才能生產很多米做分析。   研究團隊一共篩選了2000多種水稻,才篩到少數幾個低升糖水稻。王強生說,預備篩選試驗就做了3年,得透過生化技術,運用酵素模擬人體咀嚼稻米後的消化模式,像是胃消化、腸道吸收等,從中測定澱粉被酵素分解的能力,不能被分解的為抗性澱粉,得要高抗性才是低升糖水稻品種,每種水稻都做了3次以上的實驗,依據小鼠試驗結果保守估計,食用後的升糖狀況能顯著降低。 咀嚼次數都分析進去   研究團隊好不容易篩選出幾種低升糖水稻,但關鍵實驗才正要開始,王強生表示,具有高抗性澱粉的水稻,意味著稻米進入食道以後的消化率比較差,吃起來的口感偏硬,風味也比一般水稻差,因此適口性必須被考量進實驗內,挑選大家可以接受的品種,不然研發出低升糖水稻,難吃依舊沒有商業價值。   除了篩品種、挑口感外,王強生強調,連咀嚼次數都得詳細分析,「多咬幾下稻米,情況就不一樣」,由於食物消化狀況與人體嘴巴咀嚼情形有關,得要找到模擬嘴巴咀嚼的儀器,重複分析咀嚼次數,最後才能將實驗成果提出。   目前研究團隊已經掌握幾個低升糖水稻品種,並完成相關的動物實驗,確定這些品系具備低升糖潛力,下一步則會開始進行人體試驗,觀察人體食用後的血糖狀況。 最快今年提出品種權申請 農民種植無障礙   王強生表示,這次研究的低升糖水稻品種有考量市場接受度,當然農民種植情況也有考量進去,不管是土壤、培肥管理、溫度都與現在的臺農67號種植方式無差別,實驗沒有特別測定低升糖水稻對於抵抗病蟲害是否有特別傑出,但以這幾年種植經驗來看,沒有特別差異。   「預計今年就可以提出低升糖水稻的植物品種權申請,如果通過很快就能上市」,王強生表示,目前有進行小規模量產,也有許多農民有興趣合作,不過礙於品種權尚未申請、通過,暫時無法與農民合作,但已規劃好未來的商業模式,將從秧苗管理、契作下手,控制品種源頭,維護農民好的生產品質。 【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
藉由分析高濕潤性非侵入型生物感測器監測與蒐集皮膚表面汗水以獲得人體保健資訊
2019/05/13
藉由測量人體體液的各種生化指標,便能直接或間接獲知人體大致的生理狀態,進而評估人體健康資訊。一般常用來作為測量的生物體液(biofluid,又譯生物流體)包括血液、汗液、腦脊髓液等,在這些體液中,汗水可不需透過侵入性的方式直接在皮膚表面取得。由於汗液做為人體代謝產物的一環,加上其容易取得的特性,因此適合開發成為連續性資料蒐集、監控與數據分析的材料。中國大陸北京科技大學(University of Science and Technology Beijing)的研究團隊近期便開發出連續監測與分析汗液成分的新型態穿戴裝置。   該穿戴裝置又被研究團隊稱作生物感應繃帶(biosensor bandage),主要由聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate,簡稱PET,俗稱寶特瓶)薄膜表面加上一層高疏水性的二氧化矽塗層,製成防水性佳、高可撓性(flexible)的穿戴材料。在這個疏水性介面上,額外嵌入4個親水性佳、濕潤性高(superwettable)的孔洞(well)。最後再分別於高親水性的孔洞中加入對葡萄糖、鈣離子、氯離子及pH等成分敏感的物質作為指示劑與呈色染劑。透過直接觀察、紀錄孔洞顏色的變化,並由專為行動裝置端開發的顏色分析app,便可即時解析汗水成分組成在當下的生理狀態。   研究團隊藉由發展監測皮膚汗水成分的生物感應繃帶,並配合特殊的手機app分析下,便可知曉汗液內特定成分的濃度,藉此推估人體在當下的代謝情況與健康狀態。研究團隊目前仍設法在現有的成果中提升其產品敏感度,以便未來能將該研發成果進一步導入市場,成為個人保健醫療的明星商品。【延伸閱讀】智慧型感測器幫助及早發現羊跛腳   該研究受中國國家自然科學基金委員會(National Natural Science Foundation of China)、北京市自然科學基金委員會(Beijing Natural Science Foundation)等多個單位補助,研究成果已發表在<Analytical Chemistry>。

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