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2017/12/28
人體對某些食物會產生不良反應,包含搔癢、腹瀉、水腫等輕重不一的自體免疫症狀,因此需嚴格避免接觸過敏原。然而考量現今社會採買食物與在外用餐狀況,欲完全避免問題食物非常困難。故哈佛醫學院與麻省總醫院合作,開發了鑰匙圈大小的簡易檢測器iEAT (integrated exogeneous antigen testing),由袖珍型檢測器、電極片和一次性試劑盒等三個部分構成。其中檢測器可連接個人智慧型手機,可於現場檢測食物中的過敏原並上傳數據到雲端。   首先在試管中溶解一小塊食物,讓磁珠與過敏原結合,之後放一滴混合物在小電極片上並插入檢測器,10分鐘內iEAT可連通至用戶的智慧型手機,顯示過敏原是否存在與其濃度。此外,配合手機應用程式,用戶能夠編輯與儲存在不同的餐廳及包裝食物中檢測到的各種過敏原資訊;隨著程式中累積的資料量增加,會逐漸形成獨一無二的個人記錄,透過與他人的資訊分享,將可逐步篩選出較不引發過敏的餐廳或食物。【延伸閱讀】盈利預測系統可能可以協助降低印度農民因負債而導致自殺的狀況   該系統具有高靈敏度,可檢測出比美國聯邦標準低200倍的麩質濃度。除了協助消費者掌控個人的食品安全,該設備也可用於檢測標籤標示不清的食品,有助於醫生、食品行業和監管機構等加強食安管理。後續還能依需求調整設備以偵測其他過敏原或物質,幫助大腸桿菌或沙門氏菌等汙染物來源追蹤。   相關研究發表於2017年8月的ACS Nano
2017/12/26
橡木萎凋病(Oak wilt)是一種不易察覺的侵入性真菌病害,依美國農業部林務局的資料顯示,東部21個州都有橡樹萎凋病菌,而明尼蘇達州在2007年至2016年期間已有超過26.6萬棵橡樹受到感染。明尼蘇達入侵植物和害蟲中心(Minnesota Invasive Terrestrial Plants and Pests Center;MITPPC)主任表示:橡樹萎凋病是明尼蘇達州植物的第二大侵入性威脅疾病,僅次於荷蘭榆樹病。   橡樹不僅是野生動物的重要棲息地,也是木頭、家具、建築、家畜飼料等自然來源。目前估計去除感染樹木的成本高達6,000萬美元,每棵樹約400至500美元,且尚未計入對相關經濟活動的影響。現今檢測橡木萎凋病需通過肉眼觀察,且在感染後兩到三週才可能產生病徵以供診斷,但田間的橡木枯萎症狀可能與乾旱影響或昆蟲傷害混淆;而利用實驗室技術檢測病原需耗六小時到兩週,每個樣本花費達60—120美元。   位於明尼蘇達州的食品、農業與自然資源科學學院(University of Minnesota College of Food, Agricultural and Natural Resource Sciences;CFANS)的助理教授Abdennour Abbas和他的團隊開發了新技術,提供了較為經濟快速的診斷方法,從感染樹木中取得木片浸入第一種溶液中以提取DNA,並與第二種金奈米粒子溶液混合後,使用手持式光學偵測計進行檢測。該技術可在採樣30分鐘內檢測到橡木萎凋病,且每個樣本少於5美元。此外,該團隊正積極優化便攜式系統,希望可在不將樣本送到實驗室的情況下,於現場進行早期疾病檢測。【延伸閱讀】野番茄的細菌性潰瘍病抵抗力對商業番茄產業具有重要意義   未來該項技術將可針對不同細菌或真菌性之病害尋找其致病因子,以拓展其在植物病害檢測之產業應用潛力。   相關研究發表於2017年Scientific Reports與Chemical communications
2017/12/22
高粱收成後會先送到位於佩里的工廠處理,其中莖部汁液富含糖分,可由酵母菌和大腸桿菌直接發酵成乙醇;而殘渣則可另外加工做成糖類發酵的原料,經過酵素預處理及糖化後由大腸桿菌發酵得到乙醇。合併兩者計算,每英畝甜高粱能生產1,000加侖乙醇。
2017/12/20
葡萄容易受到真菌感染造成嚴重病害,目前每年花費數百萬美元成本於化學藥劑或其他方式以控制病害。然而使用化學藥劑會造成土地及環境汙染,且長期使用化學藥劑造成許多真菌性病原已產生抗藥性。故目前轉而尋找較為環保的替代方式,以增進食品安全與減低環境負擔。   相較於一般栽種之葡萄,野生葡萄表面富含更多天然酵母菌,酵母是真菌的一種,可用於葡萄酒或其他酒類之發酵,也可與有害微生物產生競爭效應,或抑制有害微生物生長。然而到目前為止,研究人員還是無法找到與使用化學藥劑一樣有效的酵母。   義大利米蘭大學調查了一些野生酵母菌株限制病原真菌於果實生長的能力,在這項研究中,研究人員從喬治亞州、意大利、羅馬尼亞和西班牙的野生葡萄,以及意大利的葡萄園種植的葡萄中分離和鑑定酵母菌,並測試從野生或養殖葡萄皮中分離出來的酵母是否能夠抑制Botrytis cinerea、Aspergillus carbonarius與Penicillium expansum等三種常見的病原性真菌。研究人員發現許多酵母菌分泌的酵素可以分解病原真菌細胞壁,或是分泌如乙酸或硫化氫等可殺死病原真菌的揮發性物質。此外,抑制效果最好的20個菌株中有18個來自野生葡萄,表示野生環境中具有相當高的微生物利用之潛力。【延伸閱讀】開發具抑制斑衣蠟蟬潛力的兩種真菌防治方法   相關研究發表於Frontiers in Microbiology雜誌,未來將會使用這些酵母菌株進行田間試驗,若效果良好將期望可作為葡萄園抗真菌病害的選擇之一。
2017/12/18
進行農場管理時,動物體重是日常健康監測的重要指標,但受到人力與時間限制,無法於短時間內重複進行個別動物的測量。故法國正努力研發更便宜、更方便的新型設備取代老式的秤重籠,以便進行這些例行性的動物體重測量。   在法國Romillé的IFIP實驗站與Advansee公司合作開發了一個原型裝置,該裝置由位於畜舍建築走廊的支架組成,其約長3公尺,寬1.80公尺,高1.80公尺,並於同一平面安裝5個Kinect相機,其安裝在中心處1個以及門廊角落4個,中心處的相機將會在最佳時刻控制所有相機同時進行拍攝,以完整地呈現動物影像,同時Kinect相機每秒可拍攝30張照片,並利用RX成像儀測量50頭豬(10-110公斤)的體積大小,且所有數據會傳送到電腦中進行計算,並將動物的體積轉化為體重。其目標是增加三維秤重之精確度,持續藉由改善演算法以減少體積估計值與實際測量結果之間的差距,以確切得知動物體重,因此目前正在嘗試將重量誤差縮小到5%內。【延伸閱讀】自動化3D攝影幫助及早發現豬咬尾   該計畫預計於2018年初結束,希望在優化3D測量準確性的同時也能降低成本,期望未來可幫助屠宰前的體重等級分類,或是結合動物身上的RFID(Radio Frequency Identification)晶片識別,並存檔於電腦之中進行其他應用,協助業者定期追蹤個別動物的重量變化與生長曲線。
2017/12/15
核酸增幅可應用之範圍廣泛,早期從生物體中分離核酸需使用專門設備,經由專業人員與多種液體處理後才可用於分子診斷或是基因型分類等需求,這種複雜性限制了實驗室以外的核酸萃取技術。澳洲的昆士蘭大學已開發出一種快速萃取生物體中核酸的試紙技術,可用於偏遠地區或實驗室以外的環境,加速解決開發中國家與已開發國家的農業、健康與環境問題。        團隊使用特殊的纖維素濾紙(cellulose-based filter paper)作為結合核酸的基底,經過短暫洗滌後能去除汙染物並保有足量的核酸作為擴增之用,且過程只需要30秒,優於傳統的試劑萃取法。目前可成功應用於植物葉片、血液和唾液中的核酸萃取,期待未來還可以結合恆溫擴增技術(isothermal amplification)與核酸可視化技術組成便攜型設備,於樣本取得時即時偵測受感染的動植物與病原性細菌與病毒,減少環境風險,並降低成本、設備限制和技術門檻,使分子診斷技術普及化。
2017/12/11
每年家禽業約產生600噸羽毛副產物,若能將其再利用可增加收益並減少環境汙染。其中一種再利用方式是作為飼料添加劑使用,由於羽毛主成分為蛋白質,添加於動物飼料中可補充所需蛋白質並降低飼料成本。但羽毛所含蛋白質中80-90%為角蛋白,角蛋白含有大量雙硫鍵與疏水性,不易被一般的蛋白質水解酵素分解;為了能讓羽毛中的蛋白可被添加到飼料中使用,需要先用化學或物理方式促進角蛋白水解。目前的處理方式是利用高溫蒸氣與化學處理,使得羽毛較容易被分解,但成本昂貴且會耗損部分必需胺基酸,因此巴西研究了利用微生物改善雞羽毛水解產物的技術,並對其所做的副產品作為飼料進行評估。   本研究的目的是使用枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis AMR)幫助雞羽毛分解,並評估該分解產物與擠壓生產之玉米粉混合物作為飼料的有效性。其中一組試驗為添加B. subtilis AMR到含有0.1g 酵母萃取物的100mL羽毛培養基,並且測試了數種緩衝液,包含檸檬酸緩衝液、磷酸緩衝液與甘胺酸緩衝液,將混和物培養8天;另外一組試驗為混和羽毛與磷酸緩衝液6天,另額外添加葡萄糖、蔗糖、玉米漿、酪蛋白與酵母萃取物,此兩組試驗每天進行發酵混和物樣本分析,檢查微生物生長、羽毛狀況、角蛋白分解活性與可溶性蛋白質含量。之後再添加B. subtilis AMR到1L的羽毛培養基中培養6天,使羽毛水解,再混和1公斤玉米粉與260毫升的水解羽毛擠出成形。【延伸閱讀】提升白鮭廢棄物利用價值的新加工系統   實驗發現在pH 8.0的環境下酵素活性和可溶性蛋白質的產量最高,而在羽毛培養基中加入蔗糖(0.5g / L)可使B. subtilis AMR的角蛋白溶解活性增加了1.3倍,是最佳的添加物。此外分析擠出物的物理與化學性質,顯示加入分解後的羽毛提高了灰分和總氮含量,並且可檢測到所有必需氨基酸,表示發酵過的羽毛蛋白質被分解成較小的分子,能促進生物利用度,而這些結果皆顯示此類羽毛水解產物具有作為動物飼料補充劑的潛在用途。
2017/12/08
為了改善豆渣的缺點,新加坡國立大學理學院的食品科學與技術研究組開發了使用微生物轉化豆渣的方法,以循環農業概念提升其對於人體的營養價值。
2017/12/06
養豬等畜牧業於生產過程中會產生大量含有氨與磷酸鹽的有機質廢水,造成周圍環境汙染與惡臭;常見的清潔方式為將廢物集中於特定區域內,利用微生物分解有機物與曝氣處理,製程有機堆肥。然而日本土地資源有限,養豬場集中的地區產生之有機廢棄物已超過當地可利用土地之負荷,因此需要更好的處理方法以減少人力與土地消耗。   沖繩科學技術大學院大學(Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University, OIST)使用了一種微生物燃料電池(Microbial fuel cells, MFCs),能幫助類似地點處理廢水問題,減少當地的廢棄物負擔。目前研究人員已開發出可長時間運行且不會故障的MFC,他們在Scientifica上發表的論文中表示,在使用MFC以前需要先培養或接種可進行分解功能的細菌,因此可以將含有細菌之汙泥鏟到MFC的陽極,此部分的細菌大量繁殖後可用於廢水處理。若陽極事先與汙泥中特定廢棄物接觸則MFC處理廢水的效果更好,且使用養豬場汙泥處理廢水的效果優於啤酒廠汙泥。【延伸閱讀】快速且可靠的微生物污染檢測技術   此電池開發的理想目標為:能夠長期使用且不需額外花心力維持運轉。故除了養豬場外,該單位還在其他地區的設置MFC做為測試,其中加利福尼亞的酒廠能用處理過的廢水進行灌溉,而沖繩的Awamori (泡盛)蒸餾廠已運行五年了,廢水處理後可達安全排放到下水道的程度。目前此MFC處理有機物的效率高達90%,但其中產生的磷酸鹽及氨含量豐富,這些營養物質釋放到水中容易造成優養化現象;故沖繩的畜牧研究中心(Okinawa Prefectural Livestock and Grassland Research Center)及環境科學中心(Okinawa Environment Science Center)在當地政府的資助下開發相關營養物質的解決方案,也許可作為有潛力的農業副產物肥料。Goryanin教授表示,廢水處理的最終目標是達到幫助無乾淨水源的國家獲得乾淨的飲用水,緩解全球的廢水負擔。
2017/12/06
臺灣養蜂業的問題與林地養蜂的建議 國立宜蘭大學生物技術與動物科學系 陳裕文 特聘教授 一、前言   蜜蜂 (honey bees) 是人們熟悉的小昆蟲,她是一種奇妙的社會性昆蟲,在地球上出現至少已有三千萬年。狹義的蜜蜂指的是蜜蜂屬 (Apis) 的昆蟲,在分類學上的地位屬於節肢動物門(Arachnida)、昆蟲綱 (Insecta)、膜翅目(Hymenoptera)、蜜蜂科 (Apidae)、蜜蜂亞科 (Apinae)、蜜蜂屬 (Apis)。蜜蜂屬的昆蟲全世界只有9種,而且其中8種只分佈於亞洲,統稱為亞洲蜂,例如我們熟知的東方蜂 (A. cerana) 即是其中之一;西洋蜂 (A. mellifera) 則廣泛分佈於歐洲與非洲,並且隨著人類的經濟性飼養,目前西洋蜂已經廣泛分佈於世界各地。台灣則有2種蜜蜂,東方蜂為本土種類,廣泛分佈在台灣全島的平原到3000公尺的高山,多為野生狀態,也有少數人為飼養;西洋蜂則是約100年前由日本人引入的外來種,也是目前台灣養蜂業普遍飼養的種類,飼養箱數約有200,000箱。     近年來歐美地區出現所謂的“蜂群崩解失調”症候群(colony collapse disorder,簡稱CCD),大量蜜蜂不明消失的現象,讓國際間的政府機構、科學家、農人與一般的社會人士,都關注這個熱門話題,也另類地突顯蜜蜂的重要性。根據世界糧農組織(FAO)的統計,2007年全世界飼養的蜂群數達7,260萬箱(FAO, 2009),相較於1961年蜂群數增加了64%;其中亞洲區的蜂群數增加最多達426%,非洲增加130%,南美洲增加86%,大洋洲也增加39%(FAO, 2009),但北美洲卻減少49.5%,歐洲也減少26.5%。很顯然地,已開發國家的養蜂技術雖然比較進步,但飼養蜂群數卻不增反減,顯示人類的經濟開發似乎不利於蜜蜂的生存,值得吾人省思。     然而,蜜蜂對人類的重要性卻日益增加。蜜蜂對農作物授粉的重要性日益增加,全球主要的115種農作物中,有52種需要蜜蜂授粉,才能達成果實生產與採收種子;其中有5種主要作物,如果沒有蜜蜂授粉,產量將減產超過90%;事實上,人類的食物有35%受益於蜜蜂授粉,估計全球蜜蜂授粉的經濟利益達2,120億美金/年,約佔全球農作物年產值9.5%。各位可以想像一下,蜜蜂消失後的世界,人類必然發生重大的生存危機。     從進化的角度,蜜蜂顯然非常成功,她爲植物授粉,在植物界扮演支配者的角色,這與人類在地球上扮演的角色非常相似;地球上約有80%的顯花植物靠昆蟲授粉,其中有85%靠蜜蜂授粉,種類數高達17萬種;如果沒有蜜蜂,約有4萬種植物將有滅絕的危機。這著實令人驚訝,全世界居然有4萬種以上的植物必須完全仰賴區區的9種蜜蜂為她們授粉,甚至在歐洲與非洲的大多數顯花植物,只依賴1種蜜蜂—西洋蜂來為她們授粉,這個數字說明蜜蜂幾乎壟斷了「傳遞花粉者」的市場,使得其他競爭者失去大部分的生存空間。 二、臺灣養蜂業的現況     根據105年農業統計年報的資料顯示,近年來臺灣養蜂戶數與飼養蜂群數,皆呈現增加的趨勢。105年養蜂戶數達943戶,飼養蜂群達184,254箱,平均每戶飼養195.4箱蜜蜂 (圖1),以上數據皆為近20年來的新高。台灣養蜂業主要的生產項目為蜂蜜與蜂王漿,以104年為例,蜂蜜生產高達11,726公噸(圖2),年產值約17億餘元;蜂王漿年產429噸,產值近7億元,由此可知,蜂蜜為臺灣養蜂業最主要的生產採收項目。但是,生產蜂王漿卻是臺灣養蜂業的重要特色,年產量居世界第二位,僅次於中國(年產約3,000噸)。     每年3-6月是台灣的主要流蜜期,依時序可採收柑橘蜜、荔枝蜜、龍眼蜜、百花蜜等。由於國人喜愛龍眼蜂蜜,它的單價最高,蜂農以採收龍眼蜜為優先考量。然而,蜂蜜的產地收購價格在2008-2013年間幾乎沒有變動,一直低於3美元/公斤以下,直到近2年才大幅提升,2015年產地收購價格已達到4.94美元/公斤(圖3)。再觀之進口蜂蜜的價格,2011年以前,單價都在0.9美元/公斤以下,2012年突破1美元/公斤,2015年更突破2美元/公斤;儘管進口蜂蜜於近年大幅上揚,但與本國蜂蜜仍有2 - 4倍的差價。值得玩味的是台灣出口蜂蜜的單價變化,在2013年以前,一直介於本國蜂蜜與進口蜂蜜的價格間,出口蜜單價高於進口蜜約0.5-1.0美元/公斤;2014年兩者差距縮小為0.36美元,2015年兩者單價反轉,進口價高於出口價達0.35美元,這個現象似乎不尋常。     三、臺灣養蜂業面臨的重要問題 飼養蜂群數快速增加,蜜粉源植物不足   臺灣養蜂戶多為具有養蜂淵源的養蜂世家,近年來由於政府積極鼓勵青年從農,養蜂業的工作雖繁重,但收益相對較高,使得養蜂戶數逐年攀升 (圖1),2016年已達943戶,飼養蜂群已超過18萬群,而且每戶平均飼養箱數已達195群,這些數據皆已創下20年新高! 此外,近年來業餘養蜂成為風潮,吾人可從臉書發現台灣至少有5個成員上千的臉書社團,因此,估計臺灣飼養的蜂群應該達20萬群以上。如果與2006年相比較,當時的飼養蜂群只有8萬群,10年期間蜂群數增幅達150%;然而,臺灣的可耕地面積卻不斷萎縮,導致蜜粉源資源嚴重不足,造成養蜂戶必須增加餵飼糖水而成本增高,也使得流蜜期的蜂蜜產量下滑。   吾人可比較2015年與2016年的統計數字 (圖1, 2),2016年飼養增加6萬2千群,但蜂蜜產量卻減少約4000噸;如果換算每箱採蜜量,可得2015年的單位採蜜量為96.1公斤/箱,2016年則嚴重下滑為42.7公斤/箱。當然,2016年的氣候異常也是導致蜂蜜減產的重要因素,但蜂群數大增也必然對蜂蜜產量造成很大的衝擊。 氣候異常導致蜂蜜嚴重歉收   蜂蜜為大自然的恩賜,因為每一種蜜源植物都有其特定開花的條件,且須有配合的環境條件,才會泌蜜。例如,台灣的龍眼花期通常在4月,除了前一期的冬季氣候條件,會影響春季花芽的分化;4月間也正值氣候變化劇烈的時節,連日陰雨會縮短龍眼花期,泌蜜產量減少;乾旱少雨,泌蜜量更會大減;龍眼花屬於高溫流蜜型,外界氣溫需達27℃以上才流蜜。因此,「風調雨順」龍眼蜜才有機會豐收!蜂蜜像酒類、茶類、咖啡等記錄風土出名的食材一樣,可以記錄和反應該年的氣候、花種特性、土壤狀況的產品。   吾人可以回顧一下,2016年1月臺灣出現霸王級的寒流,許多低海拔的小山都罕見地下雪,導致許多作物都出現嚴重的寒害,荔枝、龍眼樹當然也不能倖免,當年臺灣的荔枝蜜幾乎完全收不到,龍眼的花期也延後了1個月,產量也大幅銳減,台灣蜂農苦不堪言! 接著,2016-2017年的冬季出現暖冬現象,龍眼與荔枝的花況不佳,又於開花期出現連日的陰雨,開花期大幅縮短且流蜜量極差,導致2017年的蜂蜜產量又繼續探底,龍眼蜜的價格創下歷史天價,產地收購價達12-15萬元/桶,大約是10年前2-3倍價格,也使得泰國龍眼蜜混充臺灣龍眼蜜的狀況變得非常嚴重,因為泰國龍眼蜜的成本只有約1/2! 慣行農業對蜜蜂生態造成衝擊   臺灣飼養的蜂群主要分布於高雄、台南、彰化、台中、南投、雲林與嘉義等農業種植區,這些農地多以施用農藥與化學肥料的慣行農法為主。蜜蜂棲息於這些作物栽植區,讓作物得以授粉結果,但也讓蜜蜂面臨農藥的威脅,農地施用殺蟲劑造成大量蜜蜂急性中毒的案例屢見不鮮,例如2017年9月埔里地區爆發大批蜜蜂急性中毒死亡,禍首經苗栗農改場證實為檳榔園施用芬普尼 (fiponil) 殺蟲劑。此外,有些殺蟲劑雖然比較不具有急毒性,但卻可能導致蜜蜂的行為異常、發育不良、免疫力下降…等,讓蜂群的環境適應力下降,最終可能造成蜂群的滅亡,例如新尼古丁類的殺蟲劑---益達胺(imidacloprid),昆蟲賀爾蒙類型殺蟲劑—百利普芬(pyriproxyfen)引起蜜蜂幼蟲發育不良,最後導致蜂群滅亡。   雖然,農政單位不斷宣導避免於蜜粉源作物開花期施用農藥,但似乎效果不彰,幾乎所有的台灣蜂農都曾遭遇蜜蜂中毒的問題,蜂農只能無奈地趕緊遷移養蜂場,以避免損失擴大。尤其,近年來爆發荔枝椿象危害荔枝、龍眼、臺灣欒樹等重要蜜源植物,蜂農在流蜜期把強盛的蜂群移往荔枝、龍眼花區,卻因果農施藥防治荔枝椿象而引發蜂群大量死亡,使得多數蜂農將2017年蜂蜜歉收原因歸咎於荔枝椿象,引發不小的民怨。 採蜜期過度仰賴龍眼花期   龍眼蜂蜜的氣味芳香且濃郁,的確為國寶級的臺灣特色蜂蜜,深受國人喜愛,它的單價最高,蜂農以採收龍眼蜜為優先考量。然而,龍眼樹本身的經濟產值不高,多疏於管理而處於半野生狀態,她的栽種面積不斷縮減,又因荔枝椿象的危害而影響樹勢。再者,過量的蜂群追逐龍眼花蜜,再因氣候因素不佳,臺灣龍眼蜜豐收的年代似乎已成追憶!   筆者認為,只要是純蜂蜜都是好蜜,近年來純正百花蜜的價格也不錯,與其一窩蜂去追逐龍眼蜜,不如留在原蜂場採收當地的特色蜂蜜,不但可降低經營成本,也可以形塑地方特色。台灣號稱植物的天堂,林地保護良好,不施用農藥,可謂蜜蜂最佳的庇護所,此時推動林地養蜂政策,對臺灣蜂農猶如及時雨,蜂農多高度期待付諸實現。 蜂蜜摻假問題導致消費信心不足   蜂蜜摻假問題,已經困擾臺灣民眾超過30年,名列十大容易造假的食品之一。吾人分析臺灣蜂蜜市場價格,本國龍眼蜜受到外國進口龍眼蜜的低價(約1/2)競爭,亦即產地摻假導致國產蜂蜜的價格長期低迷,嚴重影響臺灣蜂農的權益。此外,大約1980年代開始,以人工轉化糖漿調和香精製成的人工合成蜜,大量出現在低價販售的銷售通路,其售價約只有一般蜂蜜的1/5,時至今日國人對假蜜的陰影仍餘悸猶存。2014年起,台灣蜂蜜產地收購價大幅提升至3.58美元/公斤,2015年更提升至4.94美元/公斤。但觀察這兩年本國蜂蜜的產量,並無明顯下降的現象,但平均單價卻提高近2倍!吾人以為主要原因有二,一為這2年台灣爆發諸多食安風暴,國人食安意識大幅提升,政府也大幅提高相關罰則,對摻假行為有一定的遏阻作用;再則,本團隊於2012-2013年建立穩定同位素C13技術,可以精確鑑別蜂蜜混摻C4糖的行為,導致收購商爭相收購天然蜜,也使得臺灣蜂農由原先弱勢的賣方地位,翻轉為惜售的強勢地位。由這項案例發現,開發進步的科學檢驗技術,的確可以快速撥亂返正,保障良善的生產業者與廣大的消費者。   然而,現階段臺灣的蜂蜜國家標準 (CNS1305) 顯然已不合時宜,其內容只是針對蜂蜜品質劣變的理化指標給予規範,但與蜂蜜是否摻偽是兩碼子的事,也就是說,符合CNS1305標準的蜂蜜,不一定是純蜂蜜!一般而言,吾人應該先檢驗蜂蜜是否摻偽,接著才進一步去檢驗是否品質劣化 (例如CNS1305)的問題。目前,世界各國多以穩定同位素C13技術作為蜂蜜摻假鑑別的依據,這個方法可以鑑別工廠混摻玉米高果糖漿與養蜂者因餵飼砂糖而導致糖蜜殘留的問題。但這項技術仍有盲點,他無法鑑別蜂蜜混摻大米糖漿、樹薯糖漿、甜菜糖漿等C3糖漿的行為。蜂蜜摻假的手段不斷演進,學界仍應精進摻偽鑑別技術,以保障食安,但現階段似乎仍不見政府投入經費研究。   此外,泰國進口龍眼蜜混充台灣龍眼蜜的產地混摻問題,近年來非常嚴重!歷年來,泰國蜂蜜均占臺灣進口蜂蜜總量80%以上,年進口量可達3000噸,有時甚至超過台灣本地的龍眼蜜產量。這些數量龐大的進口蜂蜜,品質難免良莠不齊,建議相關單位應做好品質把關,並應追蹤其流向,避免有心人士混摻為台灣龍眼蜜。此外,蜂蜜產地鑑別的技術,也亟待有效建立。 四、林地養蜂政策對臺灣養蜂業的助益   由於蜜蜂對地球生態具有高度的重要性,各國政府多已擬定保護蜜蜂或有利於養蜂業發展的政策,例如中國政府為蜜蜂開闢「綠色通道」,優惠蜜蜂運輸車輛可免收費通過高速公路的出入閘口;美國政府鼓勵蜂農於各地保護區飼養蜜蜂。臺灣林地歷經早期伐木時代的陰影,林地政策嚴禁於林地從事開墾行為,養蜂原本也被視為廣義的畜養行為,也在禁止之列。但台灣蜂農確實面臨經營危機,幸賴前林試所研究員趙榮台博士的重視,趙博士實際於2015年在台灣兩處林地進行1年的試驗,發現林地養蜂只要給予適當的規範,可以促進可觀的林下經濟,也成為台灣推動林地養蜂的重要基礎。筆者以為,林地養蜂對臺灣養蜂業的助益極大,歸納如下: 提供蜜蜂庇護所   臺灣農地由於普遍施用化學農藥,蜂農必須辛苦地四處尋找農藥施用量較低的地區,或要求果農在花季停止噴藥,以避免農藥污染、毒殺蜜蜂;森林地區沒有農藥污染的問題,而且台灣的森林植物多樣性極高,因此,森林蜜源植物的多樣性遠高於農業作物,實為蜜蜂最佳的庇護所。 可開發高品質的特色蜂產品   台灣森林擁有優越的自然環境,必然可開發多種特殊的蜜粉源植物,未來勢必成為高檔蜂產品。例如,趙榮台博士即發現南投蓮華池的殼斗科林木為優質蜜源,也發現嘉義鰲鼓的瓊崖海棠、白千層,可採收優質的單花蜜。此外,臺灣蜂農也發現霧社林班地可採收高品質的櫸木花粉,收購價格達1500元/公斤以上。 可開發有機森林蜜   由於蜜蜂的採集飛行半徑達3公里,現有的養蜂環境不可能擁有如此廣闊的有機農地用以生產有機蜂蜜,因此,臺灣尚未制定「有機養蜂規範」,市場上也就沒有「有機蜂蜜」。然而,臺灣林地多為未經人類開發的森林地,林地養蜂就具備有機生產的環境條件,只要飼養管理符合有機的要求,有機會開發為高價位的「有機森林蜜」。 提高養蜂收入   臺灣現階段約飼養20萬群蜜蜂,如果有10% (2萬群)轉移到林地養蜂,再以保守估計50公斤/群的年採蜜量,200元/公斤(約為台灣荔枝蜜價格),則年產值為2萬群*50公斤*200元=2億元台幣。這個數字還不包括採收特色蜂花粉的產值。再以臺灣專業養蜂戶平均飼養200群估算,則每戶收益高達200萬元以上,對養蜂戶有極大的吸引力。 五、林地養蜂可能面臨的問題 虎頭蜂危害劇烈   捕食蜜蜂、侵擾養蜂場的虎頭蜂包括黃腰虎頭蜂 (Vespa affinis)、擬大虎頭蜂 (V. analis)、黑絨虎頭蜂 (V. basalis)、姬虎頭蜂 (V. ducalis)、中華大虎頭蜂 (V. mandarinia)及黃跗虎頭蜂 (V. velutina)等6種,其中以黃腰虎頭蜂為最普遍,而以擬大虎頭蜂為最少見。虎頭蜂侵擾養蜂場的時間主要在6~12月,其中尤以8~10月為最頻繁。虎頭蜂出沒的種類與養蜂場的地理環境高度相關,平地蜂場以黃腰虎頭蜂為主,有時也有黃跗虎頭蜂的侵擾;接近山區林地者,則以中華大虎頭蜂與黃跗虎頭蜂為主;就危害程度而言,中華大虎頭蜂最嚴重,黃跗虎頭蜂次之,黃腰虎頭蜂多僅為騷擾蜂群。   2016-2017年臺灣出現暖冬氣候,導致2017年6月開始,臺灣山區或靠近山區的養蜂場,均陸續發生中華大虎頭蜂摧毀蜂群的案件。中華大虎頭蜂獨特的集體攻擊 (mass attack) 行為有別於其他虎頭蜂,當中華大虎頭蜂發現西洋蜂巢時,會殺死蜜蜂並攜帶回巢餵幼。經過幾次往覓食往返後,覓食的中華大虎頭蜂會在蜜蜂蜂窩上或附近摩擦腹部的魏氏腺 (van der Vecht gland) 作為記號,此時進入增援期 (recruitment phase)。經過標記動作後,中華大虎頭蜂的同伴便可循標記聚集在蜂窩附近,開始捕獵蜜蜂。當聚集的中華大虎頭蜂超過3隻以上時,覓食行為突然改變為集體攻擊的行為,進入屠殺期 (slaughter phase)。一隻中華大虎頭蜂每分鐘屠殺的蜜蜂高達40隻,在一群20-30隻中華大虎頭蜂的攻擊下,3小時即可以攻陷一個30,000隻蜜蜂的聚落,並佔據整個蜜蜂房,此一佔據期(occupation phase)可長達十天,其間中華大虎頭蜂陸續將蜜蜂的幼蟲及蛹攜回巢內哺育幼蟲。   因此,如於山區林地飼養蜂群,每年6-11月必然會面臨中華大虎頭蜂的嚴重威脅,蜂農如果不積極處理,大約1-2週時間,整個蜂群就可能因此瓦解。中華大虎頭蜂的問題,筆者認為是夏秋季節於林地養蜂最大的問題。 劇烈氣候的影響   近年來,臺灣出現劇烈氣候的頻率增加,尤其山區經常出現時雨量>100 mm的超大豪雨,導致山區發生嚴重土石流。再者,夏秋季節的颱風,也經常造成嚴重的災害。吾人可以想見,林地養蜂必然會面臨劇烈氣候的挑戰與影響,這可能發生蜂群因土石流而流失、樹木傾倒毀壞蜂箱、強風吹落蜂群、道路中斷無法管理蜂群….等問題。 蜜蜂病蟲害問題   臺灣養蜂業主要以飼養西洋蜂為主,西洋蜂群經人類長期馴養,許多重要病蟲害常導致蜂群極大的傷害。現階段在平地飼養的西洋蜂群,重要的病敵害有蜂蟹蟎(Varroa destructor)、美洲幼蟲病 (American foulbrood)、白堊病 (chalk brood) 與微粒子病 (nosema disease),另有許多病毒病。台灣山區的林班地仍屬於養蜂處女地,未來如大量飼養西洋蜂,應注意西洋蜂的流行病是否產生改變。   東方蜂為本土的蜜蜂種類,野生蜂群原本廣泛分布於台灣山林地區,也有許多業餘養蜂者人為飼養。東方蜂對台灣林地的適應力極佳,對於西洋蜂常見的流行病多具有抗病性,而且東方蜂蜜的單價約為西洋蜂蜜的2倍以上,實為林地養蜂的首選。但東方蜂容易發生逃蜂與盜蜂的行為,飼養難度很高,近年來台灣的東方蜂出現東方蜂囊雛病毒 (AcSBV)的危害嚴重,不但已摧毀90%人為飼養的東方蜂群,甚至野生的東方蜂群也已受到感染,儼然已成為嚴重的生態危機。 原生蜂類競爭問題   臺灣的蜜蜂資源,屬於蜜蜂亞科的社會性蜜蜂、熊蜂及無針蜂至少有12種,其他還有獨居性的訪花蜂,例如:木蜂亞科內的蘆蜂、小蘆蜂、木蜂、穴蜂類群的銀口蜂科 (Crabronidae) 、短柄泥蜂或牧蟻蜂科 (Pemphredonidae)….等。除了東方蜂與西洋蜂,我們對其它的花蜂的研究不多,尤其是獨居授粉蜂,由於不具經濟飼養價值,學術研究罕見,文獻上多僅為分類學的報告。吾人如果大量飼養西洋蜂於林班地,勢必對原生花蜂類產生一定的衝擊,值得注意。   此外,前已提及東方蜂雖為林地養蜂的理想飼養蜂種,但由於現階段家養的東方蜂群多已感染囊雛病,如果將之移往林班地飼養,勢必加速疾病快速蔓延於野生東方蜂群。因此,在囊雛病的問題未獲得妥適解決之前,必須嚴禁於林地飼養東方蜂。 留意有毒蜜源   中草藥雖為寶貴的天然資源,但有些中草藥含有一些特殊的生物鹼,可能引起嚴重的毒理反應。例如,某些中草藥已被證實含有Pyrrolizidine alkaloids (簡稱PAs) 物質,具有嚴重的毒性與致腫瘤性 (Kempf et al. 2010)。基本上,除了蜂花粉與蜂毒外,一般人甚少對蜂產品產生過敏現象,更遑論發生食用中毒的事件。然而,吾人實在無法掌控蜜蜂的採集行為,如果蜜蜂採集了有毒蜜粉源植物 (含有PAs),人類食用是否可能發生中毒?   在臺灣,尚未發生食用蜂產品中毒的事件;然而,在中國的確曾發生食用蜂蜜中毒死亡的事件! 1988年8月在貴州省銅仁市印江縣,即發生23起有毒蜂蜜食物中毒,共有86人食用野生東方蜂蜜,中毒53人,死亡9人。2015年7-8月,湖北省恩施州鶴峰縣、利川市又分別發生食用東方蜂蜜與西洋蜂蜜中毒事件,分別死亡4人與2人,根據李等(2017)的調查,此事件可能是蜜蜂採集雷公藤 (Tripterygium nepalensis) 與 昆明山海棠 (T. hypoglaucum)等有毒蜜源所導致。2016年12月,又於廣東省韶關市發生13人食用野生東方蜂蜜中毒,死亡1人;根據趙和羅(2017)的調查,此案件可能是蜜蜂採集大茶藥(Gelsemium elegans)蜜源,他們也於蜂蜜檢體中發現與大茶藥相關的植物鹼。   台灣林班地是否也有類似的有毒蜜源植物?分布與面積如何?吾人有必要進一步調查。 六、臺灣林地養蜂的建議 擬定妥適的林地養蜂規範   農委會雖已於2016年4月14日發布定「國內養蜂產銷班或團體申請臨時使用國有林班地放置蜂箱注意事項」,其內容主要因氣候因素或平地蜜源不足時,於當年四月一日至四月三十日提出申請,放置期間以當年六月一日至十二月三十一日為限,蜂農應於使用期限屆滿後十五日內將其放置於國有林班地之蜂箱等設備移除,並應將國有林班地回復原狀。   上述規範似乎界定林地養蜂僅是臨時性質,也排除了春季才是林班地最重要的流蜜季節,實有調整的必要! 此外,鑑於東方蜂的囊雛病問題,現階段建議不宜在林班地飼養東方蜂,以避免傳布於野生東方蜂群。 積極調查現有林地的蜜粉源植物資源   林地有良好的蜜粉源植物資源,才有本錢發展林地養蜂,現階段相關的資源調查亟待開展。根據筆者初步訪談國內蜂農的結果,整理下列常見的蜜粉源植物供參考: 台灣櫸(雞油):霧社林班地,每年夏季可採收品質極佳的櫸木花粉。 鴨腳木(鵝掌茶):每年秋冬季可採收風味特殊的蜂蜜。 烏桕:每年初夏(5-6月)可採收大量的烏臼蜜 柃木:全島平地至800公尺山區,花期1-4月,蜜源植物。 森氏紅淡比:台灣特有種喬木,北部低海拔(800公尺以下)山區,花期5-6月,蜜源植物,紅淡蜜為淺琥珀色,不易結晶,口感淡雅,品質極佳。 酸藤:台灣各地中低海拔200-900公尺,花期5-6月,蜜源植物。 桉樹:包括大葉桉、檸檬桉等,外來種,春秋開花,蜜源植物 白千層:外來種,平地廣泛種植,夏、秋季開花,蜜源植物 厚皮香:宜蘭、台北、台中、屏東、花蓮、台東,海拔 1,800 公尺左右山區闊葉林內。冬至早春開花,蜂蜜香氣濃郁。 鹽膚木:台灣低海拔山區均有分布,花期約9-10月,主要可採收蜂花粉。鹽膚木花粉的適口性極佳,筆者認為是台灣最好吃的蜂花粉,價格極高。 調整造林的樹種   現階段政府推薦的造林樹種,多以經濟性樹種為考量,但如烏心石、台灣肖楠、桃花心木、樟樹、楓香、楝樹、相思樹…等,都不是吸引蜜蜂的樹種,建議可種植前述的10種喬木。此外,台灣欒樹、櫻花、無患子、月橘、茄苳…等,也是蜜蜂喜愛的蜜源植物。 調查並監測授粉蜂的生態變化   台灣農政單位每年調查飼養的西洋蜂群數量,並登載於農業年報。然而,吾人並不知飼養與野生的東方蜂的數量,遑論其他授粉蜂的棲群變化。建議應對林地的授粉蜂棲群進行長期生態監測,畢竟,大量的西洋蜂移入林地,必然對原有的授粉蜂造成衝擊,吾人必須展開科學性的生態監測。 調查有毒蜜源植物的分布   有毒蜜源植物的確為林地養蜂的潛在危機,一旦發生必定對養蜂業發生毀滅性的衝擊,吾人必須審慎面對才行。建議應對擬開放飼養蜜蜂的林地,進行有毒蜜源植物的調查,並檢測林地採收的蜂蜜或蜂花粉等產品,監測其PAs的含量是否安全,以免發生憾事。 七、結論   養蜂是一項脆弱但重要的行業,她深受大環境的影響,卻關係著台灣農業與自然生態,有賴政府投入資源與扶植。現階段台灣飼養的西洋蜂群數雖大幅增加,但因面臨蜜粉資源不足與諸多環境因素而採蜜量嚴重下降的問題。台灣本土的東方蜂,也面臨東方蜂囊狀幼蟲病毒的嚴重感染,使得東方蜂群的數量銳減,這些都是臺灣養蜂業面臨的重要問題。林地開放養蜂政策,的確是美事,台灣蜂農期盼多年,筆者相信這項政策可對現今的台灣養蜂業注入活水,個人也非常期待。但這項工作要永續推廣經營,仍有許多必要的工作必須進行,例如蜜粉源植物資源調查、有毒蜜源的排除、授粉蜂的生態監測…等。林地開放養蜂,目前只是工作推動的第一步!此外,臺灣蜂蜜的市場秩序紊亂,摻假行為屢見不鮮,劣幣驅逐良幣的問題嚴重,亟待產官學界共同戮力解決。
2017/12/05
農業也可以很科技。科技部長陳良基穿起汗衫、扛起鋤頭與農委會今天共同召開記者會表示將從明年起推動「智慧科技於農業生產之應用」專案計畫,著重在環境、耕種及保鮮3大方向,並強調要實際應用在農漁畜業的現場,以解決當前或即將面臨的問題。  科技部擬編列4年20億預算推動「智慧科技於農業生產之應用」專案計畫,並搭配農委會16個農業改良場來實作,未來如有成果也會藉著農委會的力量推廣給更多農民使用。       「農村不是黃昏產業」,出生農村的陳良基表示,以以色列為例,雖然整個國家大部份區域都是沙漠,但每年卻可以輸出約40億的農產品,「靠的就是科技」,但目前台灣的農村還時常看到農民扛著鋤頭來耕作、爬龍眼樹摘龍眼等景像,但科技是可以協助這些事情的。  陳良基表示,因此與農委會共同提出「智慧科技於農業生產之應用」的專案計畫,並著重在「環境」如因應極端氣候的育種技術、「耕種」如機械手臂運用採收水果、「保鮮」則是如貯存技術等,希望讓台灣的農業邁向智慧化、高競爭力,進而發展成具國際競爭力的輸出產業。  科技部生科司司長莊偉哲補充,該專案計畫為一次核給4年,預計每年編列5億預算,該計畫不是生產論文、而是強調實作解決實際問題,而各團隊可以依本身需求提出適當的經費需求,並將陸續在台北、台中、台南及宜蘭等地辦理分區說明會。
2017/12/04
類金屬砷(As)屬於環境中穩定的有毒物,雖然無法完全被移除,但可以轉換為毒性較少/無毒的形式。其中砷在植物中的毒性取絕於濃度以及植物吸收的形式,因此由微生物進行砷的生物轉化對於植物吸收極為重要。本研究中主要探討木黴菌Trichoderma調節鷹嘴豆植物中砷毒性的作用,於溫室實驗中將鷹嘴豆植株種在砷酸鹽超標的土壤中,並使用對砷敏感度不同的兩種木黴菌株(M-35對As耐受性高, PPLF-28對As敏感)進行處理。實驗結果顯示,在兩種處理中砷濃度是相同的,但是有機砷與無機砷的含量卻有差異性。在耐受性高的木黴菌處理組中,無機砷iAs與有機砷As比率的轉變與植物生長和營養含量相關。通過分析根際微生物群落和莖解剖研究,耐受性高木黴菌處理組可明顯改善砷的環境壓力。【延伸閱讀】研究顯示殺菌劑可有效對抗西瓜蔓割病   與對照組和砷敏感性高木黴菌處理組相比,耐受高性木黴菌處理組中的非生物性壓力感應基因(MIPS、PGIP、CGG)的表現量下降,也表示耐受高性菌株具有增強植物對抗高砷環境的能力。故耐受性高的木黴菌具有幫助植物改善汙染環境的使用潛力。

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