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趨勢快訊
趨勢快訊
2018/01/31
近年來隨著健康意識抬頭,人們逐漸調整飲食與生活習慣,以預防糖尿病、肥胖、癌症或高血脂等症狀發生。由於穀物中含有豐富澱粉,而攝取過多精緻化穀物不益於身體健康,故澳洲的聯邦科學與工業研究組織(Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation;CSIRO) 與政府農業部投資的Grains Research and Development Corporation及法國公司Limagrain Céréales Ingrédients合作,希望增加小麥含有的抗性澱粉含量,食用後能夠減緩人體吸收效率,使得血糖不再急遽上升。   抗性澱粉(Resistant starch,RS)是一種膳食纖維,在腸道中不易被分解,需要更長的時間消化;相對而言血糖上升也較緩慢,故能減少脂肪堆積速度。然而,大部分加工澱粉食品中的抗性澱粉含量較低,若能了解基因性狀對穀物中抗性澱粉合成的影響,就能幫助基因或傳統育種選拔得到更適合現代人食用的產品。   先前文獻指出,抗性澱粉與直鏈澱粉(amylose)含量呈現正相關,而降低澱粉分支酵素(starch branching enzyme;SBE)會對不同穀物的產生的澱粉結構占有輕重不一的影響。而本研究則往前推進一步,選擇現有小麥品種Sunstate和Chara進行雜交,發現降低澱粉分支酵素中的SBEIIa和SBEIIb表現,可以幫助提高小麥中的直鏈澱粉含量;且由於SBEIIa和SBEIIb在染色體上距離非常接近,分析不同小麥中分離出的SBEIIa和SBEIIb基因中SNP (single nucleotide polymorphism,單核苷酸多態性)與遺傳缺失的序列,可幫助了解基因與抗性澱粉含量的關聯。此研究首次使得小麥的直鏈澱粉含量突破80%,而抗性澱粉占總澱粉的35%以上。【延伸閱讀】穿戴式酵母貼片偵測輻射傷害   在澳洲目前正準備種子生產、產品測試及申請許可,預計到2019年可將產品上架,讓消費者選購高纖維麵粉製成的產品。   相關研究報告發表於Plant Biotechnology Journal
2018/01/30
豬皮是豬隻屠宰後的副產品,除了供直接食用、製造皮革與明膠外,國立中興大學動物科學系林亮全教授因應銀髮族保健的需求,對豬皮進行加值應用,低溫萃取豬皮的水解膠原蛋白胜肽,成為平民版維骨力,幫助銀髮族改善關節炎。 在臺灣,豬皮經屠宰處理有兩種狀態,一是經由燙毛、脫毛後,豬皮全供消費者食用,幾乎無廢棄;另一則是電動屠宰場將豬皮以整張剝除後,用於製作皮革,並把修整、裁邊剩下的零碎豬皮,加工提煉出明膠。 豬皮明膠有很多用途,能製作膠囊、點心、化妝品⋯⋯等,但近年用量銳減。「現在吃素人口多,而且回教國家也不能使用豬皮做成的食品、用品。」熟悉肉品屠宰業的林亮全教授指出,豬皮受到需求降低的影響,大多被絞碎製成滷肉飯的原料。 萃取膠原蛋白,豬皮變身保健潛力股 不過在林亮全教授眼中,豬皮的應用可不能這樣被埋沒。他利用低溫萃取技術,取出豬皮的膠原蛋白,再以酵素水解,經冷凍乾燥後製成 膠原蛋白胜肽。 這樣的膠原蛋白胜肽,可以有效減緩退化性關節炎。林亮全教授為了證實豬皮的水解膠原蛋白胜肽,也能跟目前國內銀髮族食用的維骨力,具備相同的保健優點,進行老鼠實驗。 他的研究團隊在老鼠身上注射藥劑,讓老鼠罹患退化性關節炎後,然後餵食豬皮的水解膠原蛋白胜肽,並為老鼠照了X光片,發現老鼠的骨骼獲得修復、改善。 這項研究已得到國家發明專利,實驗證明豬皮萃取的膠原蛋白水解物,能有效減緩退化性關節炎的病程,而且副作用極低,具有發展保健食品的潛力。同時,還能為豬隻屠宰後的豬皮副產物,提高附加價值,增加業界收益並降低豬皮廢棄物的汙染。 「平民版維骨力」成本便宜、成分天然 林亮全教授以「平民版維骨力」形容他研發的豬皮水解膠原蛋白胜肽,「豬皮成本便宜,水解膠原蛋白胜肽的成分也純天然。」他指出,坊間維骨力的成分為蝦蟹殼類,容易造成人體過敏,豬皮可避免此困擾,且其中所含的葡萄糖胺,也能促進膠原蛋白的製造,「那不就直接吃這款膠原蛋白水解物就更好!」 針對改善關節退化的部分,林亮全教授亦將維骨力及豬皮水解膠原蛋白胜肽一起進行實驗,結果顯示維骨力持續吃3個月左右,可以改善退化性關節炎,然而豬皮水解膠原蛋白持續吃1個月,即有明顯改善效果。 供應全球75億人口的農業,利用科技創新加值,不僅提高技術含金量,成為國際金融專家推崇的投資金磚,讓傳統的農業樣態增加科技產業的發展內涵,吸引全球市場關注。 臺灣擁有深厚的農業技術研發與應用基礎,行政院農業委員會啟動「推動農業科技產業全球運籌計畫」,鏈結國內產學研的研發能量,一起攜手引導農業科技產業進行創新、產生新價值。 林亮全教授研發改善退化性關節炎的豬皮水解膠原蛋白胜肽,即是「推動農業科技產業全球運籌計畫」的成果亮點之一。目前他將「以豬皮的膠原蛋白水解物製作改善退化性關節炎產物之方法」技術,以50萬元授權金額,移轉予嘉頂生技股份有限公司(簡稱嘉頂生技)。 嘉頂生技的母公司是國內最大專業豬肉生產商的嘉一香食品公司,嘉一香從上游的飼料、到豬隻屠宰及加工製成食品,採用一貫化作業,擁有來源充足的豬皮用於製作水解膠原蛋白胜肽。 而這款「平民版維骨力」產品預計於兩年內上市,先以臺灣為銷售的主市場。未來也可針對貓、狗等伴侶動物的保健食品市場,開發相關產品,改善毛小孩的退化性關節炎。 豬隻全利用,發展銀髮商機 林亮全教授投入豬隻副產品的創新研發運用,瞄準人口老化帶來的銀髮商機,研發保健食品,改善老人生理退化帶來的不便。他笑稱,豬從頭到腳的利用,都能發展銀髮商機,讓豬隻屠宰後,所有部分都能被利用。 在他的研究當中,利用豬與雞屠宰後剩下的豬腦、豬眼、豬膽、豬肝、雞血⋯⋯等廢棄物,開發許多令人驚豔的產品。例如,雞骨的骨髓能提煉製作抗高血壓製劑,並已獲得專利,而製劑含有接近10%的精胺酸,還能改善男性陽痿。 從豬眼睛的水晶體抽取玻尿酸,與使用雞冠以有機溶劑萃取相比,雖然量少,但分子量較高、無溶劑殘留,可注射關節,改善退化性關節炎;銷售日本的烏骨雞,自切除不要的頭與腳萃取出黑色素,可用於抗氧化、防曬的化妝品原料;自豬肝萃取的水解胜肽,被人體攝食後,可促進腸胃道分泌膽囊收縮素、胜肽YY,增加飽食感、幫助降低進食量。 另外,林亮全教授正在研究豬膽,開發能改善酒精脂肪肝、三酸甘油脂、高血壓的製劑;將雞隻屠殺後剝掉不要的沙囊膜,找出修復胃潰瘍、皮膚的有效成分。 「我希望做到全豬、全雞的利用,屠宰後沒有廢棄物,而豬、雞所有副產物都有對人類健康更好、更有價值的用途。」林亮全教授語重心長地表示。 經過加值創新,讓農業副產品、廢棄物已從汙染環境的問題,轉變成創造價值與利潤的經濟解方,提升臺灣農業競爭力、開拓新商機。 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
2018/01/29
由於石化能源短時間內無法再生,近年來替代性能源與生質能源開發已成為各國發展重點,其中生質乙醇主要來源為發酵含糖量高的作物而得,燃燒後只生成水與二氧化碳,除了不易造成空氣汙染,二氧化碳排放也較石化燃料少。然而,乙醇易燃、燃燒熱較低且容易與水混合而腐蝕機器引擎,而異丁醇蒸氣壓較高、運輸方便、每單位燃燒所得能量更多,故許多科學家致力生產化學性質更穩定的異丁醇做為乙醇替代品。   已知乙醇與甲醇透過催化劑與高溫鹼性條件下可進行Guerbet反應脫水生成高級醇,但因催化劑不耐水,常造成催化效率不佳,且原料需使用無水乙醇,增加生產成本。而英國布里斯托爾大學(University of Bristol)使用預催化劑trans-[RuCl2(dppm)2]能增加此系統對水的耐受性,且使用氫氧化物催化劑,在78%的選擇性下異丁醇產率為36%;故能夠用於含水量高的粗發酵液原料。研究小組也測試使用酒精性飲料作為乙醇來源,在85%的選擇性下異丁醇產率為29%。【延伸閱讀】微生物能轉換酸乳清廢液為生物燃料   此外,丁醇早已是化學工業中的基本材料,用途廣泛,未來若能成功結合乙醇的釀造技術,將能擴大工業上生產生質丁醇的規模,提升其作為石化燃料替代品的重要性並降低丁醇的生產成本,也有助於化工產業的丁醇原料取得。
2018/01/26
英國哈珀亞當斯大學發現,在牛飼料中添加微藻也可以增加牛奶中的長鏈Omega-3脂肪酸含量,提升奶酪、優格等以牛奶為基底的乳製品中所含的營養,同時也降低了產品中飽和脂肪酸的含量。
2018/01/25
石斑魚屬於高經濟魚種,但因石斑魚容易感染致命性疾病,也讓相關業者頭痛不已,農委會水產試驗所海水繁養殖研究中心主任葉信利帶領研究團隊從民國99年投入石斑魚模場技術建立,期望能夠解決疾病問題,近兩年團隊還引入智慧化管理、開發新魚種完全養殖技術,試圖為不穩定的石斑魚市場開拓出一條新路。 透過模場建置,期望達到三防目標   民國98年行政院核定「石斑魚產值倍增計畫」,從制度、研發、行銷等面向都有一定程度的規劃,當時臺灣石斑魚產業蓬勃發展,但疾病問題也隨著產業發展逐漸嚴重。水試所在民國99年投入石斑魚模場的技術建立,為了解決疾病問題,水試所提出要朝向整場輸出的方向發展,便著手進行研究。   民國103年開始,行政院農業委員會推動「推動農業科技產業全球運籌計畫」,輔導各單位在面對全球市場劇烈變遷時,能夠促進農業產業創新,因應市場變化。因此農委會水產試驗所海水繁養殖研究中心團隊便負責執行「石斑魚養殖模廠技術之建立」計畫,更進一步朝強化建構生物安全設施、健康種魚篩選、乾淨餌料生產、白身苗生產以及中間育成標準化作業流程等技術,來推動石斑魚模場產業化,達到整場輸出目的。   葉信利表示,當時提出計畫規模是現今模場兩倍大,後來因經費問題僅建設一半,但是仍保有當時規劃的育苗、中間育成、養成等設施。希望透過模場改善石斑魚的生產品質、降低氣候變遷的影響以及水平感染的機會,達到防寒、防熱、防疫三個目標。 杜絕石斑魚垂直感染,從種魚篩選做起   研究團隊這幾年監測模場溫度,發現室內外溫度差異可達攝氏4~6度,寒流來襲時,室內溫度可維持在攝氏16~18度,105年霸王寒流來襲,模場石斑魚完全沒受到任何影響。面對室內場可能會帶來的高溫影響,團隊成員笑著說,模場建置時,防熱其實是相當關注的焦點,因此室內場中有架設多組抽風扇協助夏季的溫度調節。   但環境溫度控制對團隊來說並不是最大的困難點,由於石斑魚會經由垂直及水平感染病毒,每個生產環節操作都顯得很重要。葉信利表示,垂直感染的關鍵是來自於種魚帶原,以龍膽石斑來說,民國89年海水繁養殖研究中心就開始為場內的龍膽石斑植入晶片、檢測是否有帶原等,只要發現有帶原病毒就會捨棄該尾石斑魚,透過16年養殖管理以及從育苗系統檢測子代是否帶原等方式,來篩選健康種魚。 水質、餌料、人員進出都是水平感染途徑   垂直感染需要長期對種魚監控,防止種魚帶原病毒。但水平感染途徑相當多元,只要「接觸」就有機會影響石斑魚,因此研究團隊針對石斑魚開發乾淨餌料生產系統,篩選不帶原的橈腳類、輪蟲進行養殖,並使用益生菌及光合菌進行生物培養,目前一批次餌料生物可供應50萬至100萬尾石斑魚苗食用。   與石斑魚息息相關的另一部分就是水質問題,過去水質可透過臭氧、UV、電解水、化學藥劑等方式進行處理,研究團隊發現,近年機械成本降低,電解水是具有經濟效益且穩定的處理方式。目前場內電解水設備1小時可處理100噸用水,而全場僅需1200噸的用水量,葉信利指出,實際檢測電解水後,發現裡面不會有其他生物及病原,水質也有符合標準。   最容易被大家忽略的水平感染途徑就是人員進出,病原可能會隨著人員進出而入模場中,因此人員進入模場前會先經過獨立空間消毒,以降低甚至是摒除不必要的風險。葉信利說,透過多項環境控制,石斑魚育苗率可以達到7~10%,是平均育苗率(1~3%)的3倍。 開發新型魚種,提升產業競爭力   葉信利指出,過去石斑魚相當興盛的年代,也有許多業者以生產為目的進行模場建設,但是經濟效益不如想像中好。若以一條龍生產模式進行估算,會發現到魚苗及中間育成階段具有市場競爭力,但是於養成階段則容易受到市場售價影響。   近年臺灣石斑魚價格起伏不定,研發新魚種養殖技術已是當務之急,目前研究團隊建立新興石斑魚種褐石斑完全養殖技術,葉信利表示,褐石斑在日本是屬於高價石斑但產量少,經過團隊測試後發現褐石斑可以在攝氏5~32度間活存,屬於可以面對氣候變遷的魚種,但因生長速度緩慢需要透過育種克服,目前已利用雜交技術希望培養出耐低溫、長得快的石斑魚種,期望能站穩繁殖腳步來開拓新市場。 引入智慧化管理,未來模場將應用高經濟魚種   石斑魚模場正在試驗自動化、智慧化管理,透過置入水中的監測儀器可隨時了解養殖池水的狀況進而降低風險,另外也利用水中攝影機觀察石斑魚攝食狀況,減少不必要的餌料消耗。葉信利表示,引入智慧化管理會提高成本,但是能節省人力、穩定水質,產生的效益很可觀,但智慧化與傳統管理的平衡點還需要再經過測試與計算。   石斑魚模場也在近年的石斑魚價格不穩定狀況中,逐漸轉向海水魚模場的形式,葉信利說,除了石斑魚外,像是笛鯛、東星斑等都是高經濟魚種,模場可因應不同的海水魚種進行修正。目前研究團隊打算從智慧化管理過程中蒐集大數據,計算運用智慧化管理進入模場後能達到的實際效益,期望一兩年後能夠有結果,之後就會著手建立相關資料及生產模式,納入更多高經濟海水魚種來加以運用。   【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
2018/01/24
蛋白質為人體必要的營養來源之一,傳統畜牧業與漁業提供了絕大部分的動物性蛋白質,蛋白質飼料來源則歸功於豆類與玉米等作物;然而現今全球人口數量持續上升,使得蛋白質需求量逐漸提高, 一般的肉類生產系統會消耗大量的能量、水與土地資源,因此找尋節能且有效的飼料替代物為當務之急。   巴西為禽類蛋白質的主要出口國之一,先前的肉雞生產評估顯示,飼料生產時的間接用水占產業總用水量的99%。雖然家禽生產肉類的效率比牛羊等畜牧動物高,但其衍生之環境汙染與自然資源的消耗都會限制產業的擴大範圍。故研究人員嘗試用昆蟲作為替代性飼料的蛋白質來源,希望幫助減少生產時的能量損耗,以提高經營家禽產業的永續性。   巴西的里約熱內盧聯邦大學(Universidade Federal do Rio de Janeiro;UFRJ)選擇利用黑水虻(Black Soldier Fly Larvae;BSFL)加工成昆蟲粕,並與原家禽生產系統所使用的豆粕進行比較,以能值(Emergy)評估系統中的能量損耗和使用效率,並以焦耳(seJ)表示。此系統涉及三個步驟,包含a)建構系統中的能量利用流程圖,並設定主要組成部分與邊界;b)在能值評估表中記錄數據;c)計算能值指數後討論結果。   研究人員發現,使用昆蟲粕(insect meal;IM)的轉換效率為78,408sej/J,而豆粕(soybean meal;SBM)則為191,899sej/J,顯示昆蟲粕的能值轉換率(transformity: emergy per energy of the product)較豆粕提高144.74%,可再生性(renewability)提高了45.64%。此外,使用昆蟲粕的環境負荷率(Environmental Loading Ratio;ELR)較豆粕減少1.91到1.04,而能值可持續性指數(emergy sustainable index;ESI)從0.86提高到0.96,家禽產量亦有增加。 相關實驗計算結果代表BSFL昆蟲粕能有效提高巴西家禽產業生產的永續性,雖然目前尚有法規與商業規模的生產限制,但隨著資源越趨稀少,昆蟲飼料技術具有未來家禽業之高度應用潛力。【延伸閱讀】昆蟲添加劑可能作為對抗家禽傷寒的工具   相關研究成果發表於Journal of Cleaner Production
2018/01/23
我國具有深厚的農業科技研發及應用之基礎,但能量散佈在產者、研究機構、大學校院,為增強國際貿易競爭力,必須透過整合加強各方合作模式,以建構產業價值鏈。 因此,農委會於2014年啟動「推動農業科技產業全球運籌」計畫,並由財團法人農業科技研究院(以下簡稱農科院)擔任跨領域產業化平台,協助整合上中下游研發能量,以增強業界技術面補強、整合研發及加值的國際化發展。 在這當中,生物農藥研發與商品化,被列為重點之一,因為與化學農藥相比,生物農藥,遠較於傳統化學農藥人體危險性較少,無農藥殘留問題,病蟲害專一性較高,可以針對病蟲害有效控制。 生物農藥產品受農藥管理法之規範,仍需要進行農藥登記申請,為了加速生物農藥產業化,如何簡化申請流程及加速研究成果商品化,成為本計畫重點目標。 開設快速通道  加速生物農藥商品化 在2014年到2017年,農業藥物毒物試驗所(以下簡稱藥毒所)與農委會科技處及動植物防疫檢疫局合作推動生物農藥產業化(整合型計畫),與農委會過去推動生物農藥商品化或者技轉不同的是,此計畫加速生物農藥流程,擴大增加GLP動物(毒理)試驗以及GLP理化試驗的接案量能。 GLP動物(毒理)試驗與GLP理化試驗的試驗項目為生物農藥對於口服、肺急毒性/致病性試驗,以及生物農藥的理化性質試驗,根據法規,這些試驗需要經過認證的GLP實驗室進行檢驗,在計畫推出前,國內雖有幾家大型農藥公司擁有這樣的實驗室,但學研單位希望能有一個第三方公正單位的GLP實驗室接受委託檢驗。 以往學研單位依賴向藥毒所申請生物農藥委託試驗,由於案件眾多,加上試驗進行需要時間,經常都是要排案等待,因此商品化時程易拖延,為解決這樣的問題,藥毒所針對學研單位開闢一間接受專案的試驗室,除了先進行書面預先審查服務外,並加速毒理、理化試驗的進行,增加審查速率,尤其生物農藥的書面審查採隨到隨審,儘管這是一條快軌,但GLP毒理試驗仍有積案排隊之情況,因此全球運籌計畫積極輔導農科院成立符合法規認證的GLP實驗室,以增加試驗量能以供學研單位申請,農科院在2016年10月中旬開始接案,讓有急需的單位能夠加速完成試驗。 全球運籌計畫  打響名號  成功技轉 這全程4年的計畫裡,已加速生物農藥商品化量能及委託試驗處理速度,讓臺灣開發生物農藥產品之學研單位可以投入,計畫為促成生物農藥順利登記上市,係以研究計畫成果成熟度較高的菌種為重點(例如液化澱粉芽孢桿菌),陸續於第2年開始才納入蟲害及生物性除草製劑等重點產品缺口之研究,在第3年,開始進行綜合防治測試,把先前2年研發中但尚未商品化的生物農藥納入害物綜合管理(IPM)體系,利用各單位彼此合作與協助田間試驗找出菌株的新用途。 液化澱粉芽孢桿菌是這次計畫的主軸與亮點,透過這個計畫商品化平台取得成功打響名號,統籌計畫主持人藥毒所生物藥劑組謝奉家組長說:「以前有人說液化澱粉芽孢桿菌是枯草桿菌的亞種,1967年後,在科學的新技術已經可以把它們分開。」他舉例說明,藥毒所的菌種庫,有數千支菌株,並會將其進行編號,再列出功效表,評估菌株是否有機會研發成商品,這些從不同地方篩出的菌株,有些是有可能被界定出是同一菌種,謝奉家說:「就像是杜賓狗,不同血緣還是不太一樣,也就是說儘管菌株都是液化澱粉芽孢桿菌種,但不同菌株的效果還是有差異。」 在2014年嘉農公司與統籌計畫中的高雄農改場進行生物農藥產學合作計畫,業者共同參與微生物製劑的研發過程,並評估未來商品化的可能性,以及潛在市場,最後成功地技術移轉液化澱粉芽孢桿菌PMB01,後續也投入相當多的人力與資金,進行農藥許可證的申請、量化生產以及推廣銷售。嘉農公司協理楊宜璋博士表示,加入這樣的計畫,能使業者更了解目前的政策規劃和研究單位的主要研發方向,並且可以從農民及植保製劑提供者的角度,回饋問題及農民的用藥情形。 解決資料準備不全問題  盼經驗模式的延續 謝奉家說:「有廠商跟我們說,在這項整合計畫之前,有些老師常拿著一瓶菌就去找廠商談技轉授權,廠商很有興趣地花了15萬、30萬拿到一瓶新菌株,但後續進行農藥登記時,發現製作登記文件困難重重,例如毒理、理化試驗、發酵量產、田間試驗等必需資料,導致廠商要花更多時間和金錢去處理,進行申請流程時,甚至會遇到困難而卡關,也是至今業界普遍抱怨的意見。」 一般而言,廠商若在申請生物農藥登記遇到困難,廠商可以向藥毒所單一窗口提出個案諮商,與藥毒所的所長或其他一級主管、組長、審查人員約時間諮商,獲得生物農藥申請上之充分資訊,減少個案送件所遇到的問題,以減少人力資源與時間的耗費。另外,廠商亦可選擇等待學研單位經由此商品化計畫管道,備妥相關試驗資料後,再與學研單位進行技轉,雖然賣給廠商菌株的價錢會提高至數百萬等級,不過廠商的購買意願卻不減反增,因為比起單純技轉菌株卻無相關的完整試驗文件,廠商更願意用金錢來換取登記時所需要時間,雖然購買菌株的成本增加,但廠商認為可以買到在預期時間內完成商業化的保證。 謝組長表示,藥毒所將努力繼續向農委會爭取計畫平台可以延續服務,這次計畫成果唯一缺憾就是多元性不夠,菌株來源有限,八株中有六株都是同一類的菌,因此在未來若有機會將朝向針對難防治、更多樣性新菌株研究。 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
2018/01/23
我國具有深厚的農業科技研發及應用之基礎,但能量散佈在產者、研究機構、大學校院,為增強國際貿易競爭力,必須透過整合加強各方合作模式,以建構產業價值鏈。 因此,農委會於2014年啟動「推動農業科技產業全球運籌」計畫,並由財團法人農業科技研究院(以下簡稱農科院)擔任跨領域產業化平台,協助整合上中下游研發能量,以增強業界技術面補強、整合研發及加值的國際化發展。 在這當中,生物農藥研發與商品化,被列為重點之一,因為與化學農藥相比,生物農藥,遠較於傳統化學農藥人體危險性較少,無農藥殘留問題,病蟲害專一性較高,可以針對病蟲害有效控制。 生物農藥產品受農藥管理法之規範,仍需要進行農藥登記申請,為了加速生物農藥產業化,如何簡化申請流程及加速研究成果商品化,成為本計畫重點目標。  開設快速通道  加速生物農藥商品化  在2014年到2017年,農業藥物毒物試驗所(以下簡稱藥毒所)與農委會科技處及動植物防疫檢疫局合作推動生物農藥產業化(整合型計畫),與農委會過去推動生物農藥商品化或者技轉不同的是,此計畫加速生物農藥流程,擴大增加GLP動物(毒理)試驗以及GLP理化試驗的接案量能。  GLP動物(毒理)試驗與GLP理化試驗的試驗項目為生物農藥對於口服、肺急毒性/致病性試驗,以及生物農藥的理化性質試驗,根據法規,這些試驗需要經過認證的GLP實驗室進行檢驗,在計畫推出前,國內雖有幾家大型農藥公司擁有這樣的實驗室,但學研單位希望能有一個第三方公正單位的GLP實驗室接受委託檢驗。     以往學研單位依賴向藥毒所申請生物農藥委託試驗,由於案件眾多,加上試驗進行需要時間,經常都是要排案等待,因此商品化時程易拖延,為解決這樣的問題,藥毒所針對學研單位開闢一間接受專案的試驗室,除了先進行書面預先審查服務外,並加速毒理、理化試驗的進行,增加審查速率,尤其生物農藥的書面審查採隨到隨審,儘管這是一條快軌,但GLP毒理試驗仍有積案排隊之情況,因此全球運籌計畫積極輔導農科院成立符合法規認證的GLP實驗室,以增加試驗量能以供學研單位申請,農科院在2016年10月中旬開始接案,讓有急需的單位能夠加速完成試驗。  全球運籌計畫  打響名號  成功技轉  這全程4年的計畫裡,已加速生物農藥商品化量能及委託試驗處理速度,讓臺灣開發生物農藥產品之學研單位可以投入,計畫為促成生物農藥順利登記上市,係以研究計畫成果成熟度較高的菌種為重點(例如液化澱粉芽孢桿菌),陸續於第2年開始才納入蟲害及生物性除草製劑等重點產品缺口之研究,在第3年,開始進行綜合防治測試,把先前2年研發中但尚未商品化的生物農藥納入害物綜合管理(IPM)體系,利用各單位彼此合作與協助田間試驗找出菌株的新用途。  液化澱粉芽孢桿菌是這次計畫的主軸與亮點,透過這個計畫商品化平台取得成功打響名號,統籌計畫主持人藥毒所生物藥劑組謝奉家組長說:「以前有人說液化澱粉芽孢桿菌是枯草桿菌的亞種,1967年後,在科學的新技術已經可以把它們分開。」他舉例說明,藥毒所的菌種庫,有數千支菌株,並會將其進行編號,再列出功效表,評估菌株是否有機會研發成商品,這些從不同地方篩出的菌株,有些是有可能被界定出是同一菌種,謝奉家說:「就像是杜賓狗,不同血緣還是不太一樣,也就是說儘管菌株都是液化澱粉芽孢桿菌種,但不同菌株的效果還是有差異。」  在2014年嘉農公司與統籌計畫中的高雄農改場進行生物農藥產學合作計畫,業者共同參與微生物製劑的研發過程,並評估未來商品化的可能性,以及潛在市場,最後成功地技術移轉液化澱粉芽孢桿菌PMB01,後續也投入相當多的人力與資金,進行農藥許可證的申請、量化生產以及推廣銷售。嘉農公司協理楊宜璋博士表示,加入這樣的計畫,能使業者更了解目前的政策規劃和研究單位的主要研發方向,並且可以從農民及植保製劑提供者的角度,回饋問題及農民的用藥情形。  解決資料準備不全問題  盼經驗模式的延續  謝奉家說:「有廠商跟我們說,在這項整合計畫之前,有些老師常拿著一瓶菌就去找廠商談技轉授權,廠商很有興趣地花了15萬、30萬拿到一瓶新菌株,但後續進行農藥登記時,發現製作登記文件困難重重,例如毒理、理化試驗、發酵量產、田間試驗等必需資料,導致廠商要花更多時間和金錢去處理,進行申請流程時,甚至會遇到困難而卡關,也是至今業界普遍抱怨的意見。」  一般而言,廠商若在申請生物農藥登記遇到困難,廠商可以向藥毒所單一窗口提出個案諮商,與藥毒所的所長或其他一級主管、組長、審查人員約時間諮商,獲得生物農藥申請上之充分資訊,減少個案送件所遇到的問題,以減少人力資源與時間的耗費。另外,廠商亦可選擇等待學研單位經由此商品化計畫管道,備妥相關試驗資料後,再與學研單位進行技轉,雖然賣給廠商菌株的價錢會提高至數百萬等級,不過廠商的購買意願卻不減反增,因為比起單純技轉菌株卻無相關的完整試驗文件,廠商更願意用金錢來換取登記時所需要時間,雖然購買菌株的成本增加,但廠商認為可以買到在預期時間內完成商業化的保證。 謝組長表示,藥毒所將努力繼續向農委會爭取計畫平台可以延續服務,這次計畫成果唯一缺憾就是多元性不夠,菌株來源有限,八株中有六株都是同一類的菌,因此在未來若有機會將朝向針對難防治、更多樣性新菌株研究。 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。
2018/01/22
屍胺(Cadaverine;CV)是一種具有腐臭氣味的化合物,在動物身體組織腐爛時因蛋白質中的離胺酸(Lysine)脫去CO2而產生,高濃度屍胺會呈漿狀甚至結晶狀,能於空氣中發煙並具有一定毒性。生肉、生魚或其他海鮮放置一段時間後會逐漸腐敗,在腐敗初期由於內部所含屍胺甚少,因此無法經由外觀或氣味辨識;雖然可藉由烹煮殺死食物中的細菌,但屍胺等腐敗胺類卻無法消除,導致食用後的食物中毒與過敏現象。目前屍胺可利用酵素免疫分析法(Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay;ELISA)、高壓液相層析法(High Performance Liquid Chromatography;HPLC)、比色法等方法偵測,但各國並無相關腐敗胺類的統一規範。   由於一般使用的偵測法需要高度的專業性與實驗室儀器,無法提供監測食品安全的即時性,故韓國首爾大學(Seoul National University)開發了功能性生物電子鼻(oriented nanodisc (ND)-functionalized bioelectronic nose (ONBN))能用來檢測生鮮食品樣本中的屍胺。其中的生物性受體來自於斑馬魚中對屍胺敏感性高的受體膜蛋白TAAR13c (trace-amine-associated receptor 13c),將相關基因放入大腸桿菌中製造大量蛋白,純化後放入nanodiscs,藉由nanodiscs穩定膜蛋白結構與生理功能,之後再結合奈米碳管薄膜場效電晶體(carbon nanotube-based field effect transistors)形成高靈敏度的生物電子鼻。【延伸閱讀】牛肉經分解而得的多肽可以減少苦味   雖然早前已有研究指出斑馬魚中含有對屍胺具高度親合性的受體,但遲遲無法突破完整分離與穩定此受體膜蛋白之技術,故此技術可視為機械與生物功能性結合的相關案例之一;雖然初步測試只有檢測食品新鮮度,但未來電子鼻或許可應用至偵測食品防腐劑含量或甚至發現屍體,幫助警方辦案及救災使用。   相關研究發表於美國化學學會的ACS Nano
2018/01/19
1千多年前,中國就已經有馴養金魚作為觀賞用途,隨著科技進步,觀賞水族的範疇已經不僅限在過去認知的金魚,也拓及到蝦類、貝類,甚至是頭足類。 但近年來大家逐漸重視觀賞水族生物的原生棲地保育問題、能否適應水族缸內的生活環境,以及這些生物有沒有經濟價值,各個專家學者開始投入提升觀賞魚產業技術的研究,期望能夠建構觀賞物種的繁養殖技術、開發相關水族飼料,甚至是打造新型觀賞水族設備,強化物種品系等。 開拓觀賞魚市場,提升產業競爭力 行政院農業委員會透過「推動農業科技產業全球運籌計畫」,提升我國農業競爭力、建立國際品牌並開拓新商機,因此漁業署藉由該計畫與國立臺灣海洋大學、國立屏東科技大學、國立臺灣大學及國立高雄海洋科技大學等學校合作,期望能夠進一步提升觀賞魚的產業技術,甚至去開發具有市場潛力物種的繁養殖技術。 另外為因應目前大多數人都有智慧型手機的狀況,該計畫團隊結合物聯網與雲端技術,打造免換水智慧魚缸,除了讓消費者能夠隨時用手機掌握自家寵物狀況外,也透過自動化設備調整魚缸水質,降低觀賞水族新手飼養門檻。 一機搞定自家小魚的生活環境 要在家中或是辦公桌上養一缸魚,聽起來很簡單但是又好像很困難,依照生物特性的差異,有些觀賞魚或是觀賞蝦對於水質環境、溫度較為敏感,一不注意可能就會全數死亡。 由朱元南、張麗君與陸振岡等專家學者開發的智慧水族套缸,顛覆以往飼養觀賞生物需要準備水族缸、過濾器、燈,甚至冬天還需要準備加溫設備等狀況,他們將這些必要的器材合為一,打造目前最小的可控溫免換水自動化智慧水族套缸。 為了要能夠讓消費者可以應用於辦公室、住家等區域,該團隊發現市場現有的中小型套缸未結合冷水機、投餌機等功能、而且過濾功能差異大,再加上燈具常有過熱問題,因此團隊從上述問題點下手,進行套缸設備器材開發。 開發過程中,團隊試圖將養殖觀賞生物這件事變得更輕鬆與簡單,於是他們創造出懶人式海水與淡水套缸,這樣的小型套缸可全年養殖珊瑚、觀賞蝦與水草,免除過去需要勞心勞力照顧生物的過程。 除解決現有的問題外,團隊還著手進行套缸的節能材料開發、導入水質監控系統、建構水體自淨與水中微生物處理技術,並結合時下最熱門的物聯網系統,期望能夠達到節能、智慧化管理,讓消費者可以用手機就能監控水族缸狀況,觀察生物的活動情況。 水中生物長得好,基礎研究不能少 有些人養觀賞水族是為了調劑身心,但有更多觀賞水族玩家希望這些生物能展現出亮眼的顏色或是體態,因此飼料研發與繁養殖技術的增進顯得更為重要,像是沈士新、黃之暘、劉俊宏、黃沂訓、葉信平、吳宗孟、劉擎華、施彤煒、鄭安倉等多位專家,就針對多種觀賞生物進行研究。 這些團隊引進與開發具市場需求觀賞水族的相關技術,針對觀賞水族的繁養殖、體色、性別調控、飼料、量產進行研究,如:海馬是近年大家所喜好的養殖生物,但海馬的價格與體色是呈現正向關係,因此團隊就針對海馬體色調控技術進行試驗研究,期望能增加海馬價格。 值得一提的是,這些團隊注意到海水觀賞魚有超過90%以上都是依賴野生捕撈,長期的商業行為嚴重影響特定族群,也造成生態環境的損耗,甚至有可能會有族群大量減少的情況發生,因此團隊也著力在海水觀賞魚的繁養殖研究,像是今年就有嘗試進行棕紅小丑魚的種魚配對,期望能夠減少野外撈捕的問題。 滿足消費者的需求,觀賞水族能有更多樣貌 面對消費市場轉向小型、精緻等方向發展,提升繁養殖技術取代野生捕撈已經成為趨勢,目前大和米蝦和長額米蝦這兩種工作蝦的量產技術已在黃沂訓團隊的努力下開發成功,但觀賞水族總以多變的花紋與體色取勝,因此黃沂訓、黃章文團隊嘗試將大和米蝦進行突變誘導,試圖將沒有顏色的工作蝦變成具有繽紛色彩的觀賞蝦,如此將能提高十倍甚至百倍的價值,然而突變試驗最快要在第三代才能顯現出體色差異,因此須等到能生產穩定顏色的品系後,才會進行量產。 【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
2018/01/18
在全球氣候變遷與環境汙染的影響下,農業生產面臨重大挑戰,然而全球人口數量仍持續上漲,為了在維護糧食安全、因應氣候變遷、維護天然資源利用之永續性與生產利潤上達成理想平衡,智慧型農業為未來發展之重要目標,期望藉由有效資源分配與利用,提升傳統農業的生產效率。   在偵測植物用水方面,美國愛荷華州立大學(Iowa State University)開發了用於植物的穿戴式裝置,能夠及時提供植物的水分運輸數據給研究人員與農民。此裝置的材料來源為奈米等級大小的石墨烯(graphene),並使用聚二甲基矽氧烷(polydimethylsiloxane;PDMS)與3D列印幫助精確建構不同形狀的石墨烯元件,將其轉印到膠帶上,此技術可產出微小且靈敏的感應器,寬度只有頭髮的二十分之一。【延伸閱讀】火腿的核磁共振攝影   石墨烯雖薄但堅硬,具有良好的導電性,能用於一般的可穿戴式裝置與感受細微的壓力變化,例如偵測手部運動的智慧手套;而且石墨烯還對水蒸氣非常敏感,此感應器由氧化石墨烯製成,貼在植物上能經由水蒸氣改變材料的導電率,可用以精準測量葉片蒸散作用的效率。此外,製造感應器的成本低廉,且測試後確定不影響植株生產或作物生產;未來經由適當修改後或許還可應用於偵測植物疾病或藥劑影響,且此概念或可運用於醫學診斷之感應器或環境監測方面,潛力無限。
2018/01/17
許多開花植物需要依靠動物傳播花粉,幫助交配繁殖下一代,而大部分的授粉動物通常是蜜蜂等昆蟲。為了吸引昆蟲來訪,開花植物會以氣味、顏色等信號影響昆蟲的感官,使得媒介昆蟲接近並記住相似的花朵位置。而媒介昆蟲經過演化會一步步調整覓食行為,有利於其在環境中找到更正確的花卉,提高植物的繁殖率,植物族群上升也更有益於蜂群壯大。有鑑於過度施藥、汙染、全球氣候變遷等因素,授粉昆蟲數量急遽減少,因此了解植物誘引媒介昆蟲的方式非常重要。   花朵的溫度差異可能來自於植株代謝產熱或太陽輻射,經由色素分布的差異性與花朵結構影響,不同物種在同樣條件下的升溫具有高低之分。授粉昆蟲利用不同的感官條件辨識不同花卉,而大黃蜂(bumblebees)、蜜蜂(honeybees)和無針蜂(stingless bees)能夠根據溫度差異來區分花朵。【延伸閱讀】單一化種植可能使得蜜蜂難以對抗疾病與逆境   英國的布里斯托大學(University of Bristol)研究指出,透過熱成像顯示花朵內不同區域的溫度差異後,以人造花模擬花朵溫度能觀察到大黃蜂準確區分人造花中溫度不同的區域,並準確地停留在人造花中央,如同在鮮花中一般;因此認為花朵溫度的特異性可能協助授粉動物辨識不同物種的鮮花。此外花朵的溫度與花蜜也可以幫助動物保暖,鼓勵動物在較冷的環境中仍能搜尋和採集花蜜。未來將會加強了解植株內溫度分布的差異如何吸引蜂群,以及氣候變化對蜂群的額外影響。

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