瑞士洛桑聯邦理工學院的研究人員設計了一種磷回收系統，可直接從污水處理廠回收污泥，將污水送入高壓高溫分離器，使其結晶成易回收的固體及生產沼氣，以釕作為催化劑，可提升將近100％的轉化率，且產生的水可以直接送回供水系統。

面對氣候變遷與人口增長，糧食安全已成為全球重要議題。依據聯合國2018年「世界糧食安全和營養狀況」報告指出，因氣候異常對農業生產造成負面影響，全球飢餓狀況在過去3年不斷惡化，已回到10年前的水準。 　　再加上耕地有限、土壤因過度施作日益劣化下，如何透過生物科技讓農業生產技術更升級，不僅牽涉到農業從業人口的荷包，對許多國家來說，更上升至生存危機層級。而其中，對微生物的研究與應用，則被視為發展永續農業，得以兼顧環境友善與糧食安全的關鍵技術。 香蕉癌症黃葉病　微生物能有效降低罹病率 　　隨著氣候變遷加劇，寒流、風災及短時強降雨對農民生產造成很大的威脅。「如何運用與微生物的共生關係，幫助植物生長與抵抗環境逆境，已成為近年的主流。」中興大學生命科學院副院長黃介辰指出，近年來學界已開始運用微生物與植物的共生關係創造新系統，期能抵抗病原菌（生物性逆境）或環境逆境（乾旱、鹽害），以降低栽培風險或穩定產量，同時也為整體作物栽培環境帶來正面影響。以往的共生相關研究比較集中在根圈菌，而目前則逐漸轉向生活於植物體內的內生菌。 　　黃介辰說，目前學界已發現許多可幫助植物生長與抵抗逆境的植物內生性微生物，這類微生物有些亦具有可分解農藥、油污、重金屬，甚至是戴奧辛。如果能讓此類內生菌，接種到植物，或許除能改善植物生長外亦能同時處理土壤汙染、農藥殘留、毒物累積等問題，不僅一舉數得，也比現有其他改善土壤的方案來得更經濟實惠。 　　為此，黃介辰自2012年起，即透過植物防疫科技計畫，由中興大學與香蕉研究所共組團隊進行「植物內共生菌Burkholderia cenocepacia strain 869T2應用於健康蕉苗系統使其對香蕉黃葉病具保護效果」研究，並於2016年在學界科專計畫補助下，開啟「新世代健康種苗的開發：研發內生型植物保護劑以防治尖鐮胞菌萎凋病」研究。 　　這一系列的研究，發現將微生物接種於植株後，誘發了植物的免疫系統，除讓感病性的北蕉之黃葉病罹病率降低外，更可讓香蕉從平均230公分長高至260公分，且提前一個月收成。透過此番研究成果設立衍生企業，期能透過接種於香蕉的組織培養苗，而生產出較具抗病性之種苗，協助蕉農重拾「香蕉王國」榮光。黃介辰另說明，能防治尖鐮胞菌萎凋病的植物內生性微生物族群，除了可對抗香蕉的黃葉病，亦具改善草莓、金線蓮的萎凋病之防治潛力，極具廣泛應用的可行性。 從濕地找出抗鹽、耐旱菌種　防止乾旱造成農損 　　對比於過去以化學藥劑的防治方法，植物內生菌的抗病原理，就像是鼓勵人們多攝取益生菌，從而達到改善腸道環境的概念一樣，雖然不適用於急症，需要較久的時間才能看到效果，卻能降低對身體（土壤）的負擔，並從根本來加強免疫系統的健全。 　　「事實上，植物內生菌除了有抗病的菌種，在不同環境下生長的植物，自然會具備各種不同的功用。」黃介辰說，在考量臺灣土地面積有限，農業生產方式越來越朝集約式耕作，甚至因過度施肥導致土壤鹽鹼化的情況後，研究團隊開始尋找抗鹽害的植物內生菌。 　　在2017年農委會主管科技計畫的補助下，研究團隊開始從高美濕地去尋找抗鹽害的內生菌種，並在前導實驗中，從鹽澤植物「雲林莞草」中篩出內生菌 Bacillus sp. BP01-R1與Pseudomonas sp . BP02-R8，發現能有效提升阿拉伯芥抵抗鹽分逆境的能力。 　　此計畫以「氣候變遷下的新世代植物保護劑：研發以內共生菌拮抗環境逆境之植物保護劑」為題，首先針對溫室與田間的十字花科等高經濟作物，開發微生物肥料，也將實驗於洋香瓜、水稻及小白菜等作物，觀察接種內生菌於鹽害土壤環境的生長表現。 　　從抗病，轉戰抗鹽菌種，除了為長遠解決土壤鹽鹼化問題，更是著眼於農民長期以來面臨的氣候乾旱問題。 　　會缺水，主要因地形與水土保持不佳，讓臺灣長期處在全球缺水國家行列中，2018年即為全球排名第19的缺水國，在溫室效應催化下，水災與乾旱問題更成為「看天吃飯」的農民心中的痛。 「在植物的內在機轉中，抗鹽與耐旱其實是一體的兩面。」黃介辰以大宗外銷農產品的蘭花產業為例，蘭花苗在外銷至歐美的船運中，動輒要花兩、三個月，時常會造成耗損。而抗旱型的內生菌種，就能為蘭花產業帶來很大的產業加值作用。 生物多樣性　打造農業科技優勢 　　黃介辰說，微生物生態工程的奧妙，就在於它可為各種植物的需求，量身打造專屬的共生系統，所以除了抗病、抗鹽與耐旱，植物內生菌其實還有很大的研究開發空間，尤其臺灣位處亞熱帶與熱帶，生物的多樣性提供了先天的優勢。 　　「臺灣的農業科技在國際上其實有很高地位，相關學術論文被引用的比率也非常高，只可惜很少將此一優勢落實到產業裡。」黃介辰以只靠一株菌，就創造龐大商機的養樂多為例說明，再前瞻的研究、再縝密的專利佈局，如果沒有大格局的思考、沒有足夠資金以品牌築高競爭門檻，還是很難為臺灣產業帶來實質獲利。 　　除了植物內生菌外，研究主題包含微生物產氫—生質能源系統建構、利用合成生物學建構化學自營大腸桿菌以直接用煙道氣的二氧化碳生產有用物質等研究的黃介辰，談及所有研究的初衷，莫過於透過植物與微生物的力量建構碳循環系統，以降低環境中二氧化碳的負擔。 　　「最終目的是取代石化。」黃介辰語重心長說道。

生物性敷料能夠有效縮短傷口癒合時間或促進血管生長，美國Kerecis公司就使用鱈魚皮開發傷口敷料，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。

104年爆發的禽流感，重創國內鵝產業，這幾年，國內養鵝產業還在復原中。也因為禽流感持續威脅的壓力，讓養禽場業者體認到生物安全的重要性，對於農委會開發的養殖管理系統，也更感興趣。農委會畜產試驗所開發出一套兼具防疫、省工、友善的養鵝系統，業者配合使用半年後，認為效果良好，超乎預期，飼養規模達2萬隻種鵝的芳源畜牧場老闆吳祥斌開心地說，「這是一套可以賺大錢的系統」。 　　畜試所開啟科技智慧養鵝系統，這套系統在國際間應該也是先驅，因為沒有查到有類似的設備在畜牧業界上市。畜試所指出，「智慧型鵝產蛋辨識系統」的技術，包括了4個部分：智慧型水禽產蛋辨識監控系統、智慧產房、新式水禽腳環，以及寡蛋鵝辨識系統。 　　畜試所指出，過去臺灣養鵝年產值約20億元，104年的禽流感重創養鵝產業後，產值嚴重縮水，至106年產值恢復至15億元，防疫現已成業者相當重視的環節。畜試所研發推出的「智慧型鵝產蛋辨識系統」，可以減少人員進出鵝舍撿蛋次數，降低疫病傳播風險，評估效益可提升平飼種鵝產蛋數至53枚，增加6%以上的雛鵝產值，以每棟飼養4500隻鵝的鵝舍為例，至少增加168萬元雛鵝收入；同時，這套系統結合自動集蛋設備，有效減少人力成本。 　　負責系統研發的助理研究員林旻蓉說明這套系統的功能，就是減少疫病、提高產能，以及減少飼料浪費，以一棟4500隻鵝的鵝舍計算雛鵝產值可增加168萬，肉鵝增加840萬的產值，飼料費節省70萬元。這還是現況平均產蛋數在53枚的條件下，如果未來技術愈來愈好，提升至60枚，產值提升效果會更顯著。 　　芳源畜牧場是畜試所「智慧型鵝產蛋辨識系統」首名技轉業者，業者吳祥斌說明引進這套養鵝系統前後的差別，以前，他們種鵝場就是讓鵝在鵝舍裡生蛋，再人工去撿蛋，相對於現在使用這套系統，減少人員進出鵝群鵝舍，就減少疫病透過人員傳播的機會；同時，現在這套系統可以篩選出會生蛋的鵝，未來，「飼料效率好的、對疾病抵抗力佳的，我們都可以選出來，不僅是台灣最好的，也是世界最好的」。 　　畜試所解釋這套辨識系統的背景，產業可應用的科技養鵝系統是將無線射頻辨識技術（RFID）應用於平飼種鵝，辨識出寡產鵝，淘汰不會生的鵝，可以減少飼料浪費，並提升鵝群的產蛋效能。智慧型水禽產蛋辨識監控系統，以電子腳環、天線、UHF Reader、影像辨識系統、PLC內含2項發明專利、PLC  Converter、工業用電腦；智慧產房即依種鵝行為研發具產蛋辨識監控功能的產蛋籠，結合自動集蛋設備，減少撿蛋人力；新式水禽腳環可精準識別個別母鵝入籠資料，與產蛋資料配對判讀；寡產鵝辨識系統可依場主決策，決定是否留鵝，平板電腦上有每隻鵝的編號，若出現笑臉，代表依場主的選定決策可留鵝，出現哭臉則代表淘汰。 智慧型鵝產蛋辨識系統。 可依場主決策篩選出該留還是該淘汰的鵝。

城市的空氣污染一直是威脅居民呼吸道健康的潛在問題，提高城市的綠地覆蓋面積有利於提供乾淨的空氣，創造更加適宜的居住環境。而城市地區的土地利用度高，不容易於短期內規劃大面積的綠地供居民使用，因此德國凱撒斯勞滕工業大學(Technische Universität Kaiserslautern)便開發了一種新型綠色外牆技術- BryoSYSTEM，利用苔蘚終年常綠且可過濾細小灰塵的特性，進行城市牆面的綠化作業。 　　此技術的最小結構由一個約1公尺高，15公分寬，數幾公分深的混凝土元件組成，可以輕易地附著在建築物的牆壁上，而頂部有一個太陽能電池，底部有一個儲水槽，可安裝在地下以收集雨水。為了使苔蘚順利於表面生長，開發者於表面進行了特殊處理，且具有凹槽以確保水分均勻分佈，空氣中的苔蘚孢子可以直接在這樣的理想環境下附著與生長，使用者無需額外種植苔蘚植物。【延伸閱讀】受豬籠草啟發的創新塗料 　　苔癬的吸水性強，攔截與保存水分具有一套，也能夠隨著環境條件調控生理機制，與過去外牆綠化的經驗相比，較無須耗費過多成本進行密集性的維護。此外，BryoSYSTEM也有許多感測器，可監測濕度和其他環境參數，而資訊回傳後便可根據天氣條件調整所需營養，且更加符合未來的智慧城市概念。目前開發者已申請專利，這樣的類植生牆技術不僅有助於減少城市的空氣污染，還有助於提高生物多樣性、儲存雨水與減少噪音，具有發展潛力。

經由藻類轉化成AlgaPrime DHA，其含量約為魚油DHA的三倍，而剩下的甘蔗殘渣則可轉化為再生能源，提供工廠運作之用。如此便可化解地理位置、季節和氣候條件變化的限制，提供穩定的DHA來源，同時也更能保證蝦飼料的可追溯性和永續性。

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。

畜產養殖業是排放溫室氣體的主要產業之一，研究團隊發現乳牛瘤胃的主要微生物相與乳牛基因體之間呈現高度關聯，藉遺傳獲得的腸道微生物有能力影響個體各種生理代謝行為，若能改變腸胃道微生物相組成，便能減緩甲烷排放。

家禽產業隨著飼養技術與品種改良的突破，已能大幅提升飼料的換肉率，不過，只要飼育環境一不注意，這些生長速度快的改良雞種就容易生病，在國際禁用抗生素的趨勢下，以飼料添加物來增加動物抵抗力是重要的發展項目。宜蘭大學生物技術與動物科學系助理教授游玉祥研究團隊，發現特定比例的地衣芽孢桿菌發酵物具有抗菌胜肽，可有效抑制金黃色葡萄球菌、產氣莢膜梭菌，可望降低雞隻罹患壞死性腸炎的機會，研究成果已發表至國際期刊，目前進入田間試驗，尚未有上市時間表。 　　游玉祥說明，過去益生菌-芽孢桿菌屬已廣泛被應用於傳統大豆發酵食品，而與此親緣相近的地衣芽孢桿菌，也有研究發現可在腸道內生長，改善腸道免疫調節的功能，是相當有潛力替代商業使用抗生素的益生菌。 　　在中正農業科技社會公益基金會2年計畫經費的支持下，研究團隊已掌握地衣芽孢桿菌固態發酵的最適合比例，包含5%葡萄糖、10%大豆粕、3%酵母粉和50%的初始含水量，其中發酵4天和6天的發酵物，具有較高的孢子數，且具有耐熱、耐酸及耐膽鹼的能力，有作為動物飼料添加劑的潛力。游玉祥補充，益生菌要能作為添加劑，首先需要通過飼料製程的高溫考驗，進入到動物體內後，還得耐酸、耐膽鹼，才能真正定殖於腸道中，發揮功效。 　　另外，在抗菌試驗及實驗室的動物攻毒試驗中，地衣芽孢桿菌固態發酵物表現也相當亮眼，研究團隊推測是因為地衣芽孢菌固態發酵物中含有抗菌胜肽，讓它具有抑制金黃色葡萄球菌、產氣莢膜梭菌的能力，且餵食發酵物的白肉雞在進行產氣莢膜梭菌攻毒試驗中，腸道情況明顯優於未餵食的對照組。因此，游玉祥認為此項發酵物是很有機會替代動物預防疾病所使用的抗生素。此項研究成果已發表在動物科學領域的國際期刊上，今年也找到願意試驗的雞場進行田間試驗，但因試驗結果尚未出爐，游玉祥表示後續規劃尚需與研究團隊討論，未有上市時間表。

研究團隊對於熱帶地區23個國家進行生物多樣性與在地農業間關聯調查，結合地理資訊系統進行模擬分析，發現當地若保有較高的生物多樣性，越能減少由極端氣候帶來的經濟衝擊，有效地減少農民收入方面的損失。

荷蘭鹿特丹擁有全球首座水上漂浮牧場，配有自動化畜牧場機械裝置，並裝載太陽能板、雨水收集與淨化設備，能將城市產生的生物質予以回收和循環利用。被豢養的乳牛飼料多為城市地區的穀物廢棄物，生產的乳製品能提供給當地居民，為農業永續共盡一份心力。

你知道嗎？許多愛美人士每天敷在臉上的膠原蛋白主要萃取自豬皮，但是這些原料都是從國外進口，養豬產業為臺灣最大經濟動物產業，但為何無法提供給生技醫美業者？