光華雜誌採訪-專欄 :友善動物之循環經濟

8 月 19, 2022 | 新聞採訪

農業委員會苗栗區農業改良場(以下稱「苗改場」)工作人員拉上黑色厚重的窗簾,將一格一格的雌蛾、雄蛾送入「洞房」,原本滿室飛散的蛾鱗粉,塵埃落定,這是苗改良場每年在春、秋之際進行繼代更新工作,目前保育了136 個家蠶種原品系。

雖然家蠶產業自1980年代在台灣已趨沒落,但隨著生物科技的發展,蠶絲可以做為高端生醫產品的原料,而原本被蠶農視為廢棄物的蠶蛹,其實是高蛋白質的營養源,可以被再利用,成為機能寵物飼料的來源。

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工作人員協助同品種的雌蛾與雄蛾交配,以利種原保育。

破繭而出

苗改場蠶蜂課副研究員廖久薰指出,為因應全球糧食危機,昆蟲蛋白是動物性蛋白的替代選項之一,而蠶蛹更是高蛋白的營養源,不只佔了50~60%的粗蛋白,粗脂肪酸比例也高達30~33%,其中α-亞麻酸(Omega 3脂肪酸的一種)約佔總脂肪酸36%,韓國人把蠶蛹當下酒菜,泰國人將蠶蛹做成零食。

但在台灣,對取蠶絲的蠶農來說,只要蠶繭,不要蠶蛹,被視為廢棄物的蠶蛹,頂多做成堆肥。

蠶蛹除了營養外,研究家蠶十多年的廖久薰指出,蠶寶寶遇到生存危機時,基於生物的本能,會產生「特殊免疫機制」,分泌一種「抗菌胜肽」,抵禦外來微生物的攻擊,研究時使用多種刺激,讓蠶寶寶到了蠶蛹階段,可以產生高量抗菌物質。經肉雞與小鼠試驗後發現,這抗菌物質能抑制有害的大腸桿菌及產氣芽孢梭菌繁殖,有助減少腸道壞菌滋生,作成飼料添加物,可以比擬抗生素的效果,促進動物健康。

苗改場累積數十年培育家蠶的經驗,從自家的家蠶種原庫,以四種家蠶雜交,選育的「國富農豐」推廣品種,搭配餵食台桑2號與台桑3號桑樹的桑葉,桑葉又軟又香,可以增加蠶寶寶的食欲,讓蠶寶寶體型重達5.5克,是其他家蠶的一倍大;自然蠶繭也比較大,重達0.3~0.5克。

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原本被蠶農視為廢棄物的蠶蛹,是高蛋白質的營養源。

永續美味

由於蠶寶寶非有機桑葉不吃,蠶蛹是永續循環的良好動物蛋白質來源之一,因此苗改場配合農委會的「動物產業保健及安全防護科技創新計畫」,自2018年投入研究蠶蛹做為動物飼料添加物的可行性。由於肉雞食量大,國內蠶蛹供應量可能不夠,苗改場後來轉而開發伴侶動物飼料,尤其適合食量不大又挑食的貓咪,所開發出蠶蛹貓罐頭,2021年完成技轉。

技轉廠商寶研生技經理劉于禎指出,蠶蛹貓罐頭剛推出時,飼主擔心可能看到蟲體等疑慮,但經解釋「貓罐罐」外觀與一般貓食無異,首次以「貪貪」為品牌名募資,成效即達630%,上市一年來,營業額已成長三倍。

蠶蛹主要是做為貓罐頭的保健元素,為了讓挑食的貓咪接受度高,研發人員更必須在配方調配上下功夫,例如加入滴雞精與虱目魚精增加香味,對重嗅覺的貓咪來說就是美味。由於虱目魚脂肪量高,魚味濃,保留新鮮魚肉的味道,成為具有台灣特色的虱目魚貓罐頭。

有飼主反映,高達八成的貓咪可以接受蠶蛹貓罐頭,回購率高達九成,但還是有二成的貓咪只是看了一眼,或是吃了一口就走開了。

研發人員彭成瑜指出,英國已有使用黑水虻等蟲體蛋白質做為貓、狗乾糧,但用蠶蛹作貓罐頭,台灣應是全球首例,對於愛貓的飼主來說,有保健功效的機能性主食,例如加入益生菌、蠶蛹等寵物飼料,會愈來愈受歡迎。

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使用凍乾技術將蠶蛹、魚肉等材料作成鮮鬆,可以保留鮮味。

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機能性的蠶蛹貓飼料適合食量不大的貓咪。(莊坤儒攝)

廢渣變身

綠豆殼、黃豆渣、咖啡渣,這些在我們眼中是「廢棄物」的農餘,在科技的「發酵」下,蛻變為動物機能飼料,甚至進一步華麗轉身為抗病毒的植物新藥。

位於屏東內埔的京冠生物科技負責人楊青山,2008年起在一波綠豆篁中藥保健的流行中,發現產品末端所剩下的綠豆殼,只做為牛飼料的原料很可惜,遂與食品工業研究所合作,以二年時間,從40多種菌中,找出最適合固態發酵的菌種,研發出能夠干擾動物細胞感染或複製病毒的飼料添加劑,可以促進經濟動物的健康。

像起士、醬油、紅酒都是經由固態發酵的食品,但要把綠豆殼經由固態發酵,並且確認有保健的成份,楊青山投入了許多「學費」。

根據明代醫學家李時珍的《本草綱目》記載,綠豆具有利尿消腫、解毒之功效,但在科技發達的現在,更需把實驗室中確認的有效成份,轉化到製程中,萃取出最高的有效成份,做到定性、定量,才有規模經濟可言。楊青山說,第一年單單固態發酵的設備,就重新打掉,花了4,000多萬元重新設計,作出如「深栗」色粉狀的機能性飼料添加劑,進行細胞、動物試驗,均取得有說服力的數據後,才在2010年以「VIVA戒炎令」名稱上市。

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京冠生技負責人楊青山認為,豆渣、綠豆殼這些農餘副產物,是循環經濟可以進行高附加價值應用的新材料。

外銷揚名

研發部副研發長畢家甄指出,發酵後的綠豆殼,經萃取的植生素,其活性成分的化學結構類似雌激素,由於蛋雞產道易發炎,根據田間試驗成果顯示,VIVA飼料添加劑有益免疫系統,有助產蛋率。

許多畜農反映,「VIVA」用在豬、雞飼料中,可以減少牲畜感冒、呼吸道的疾病,尤其在冬季效果更加明顯,讓國內前十大飼料廠都成為客戶。2018年京冠開拓外銷市場,成功拿到全球最大卜蜂飼料廠的訂單,楊青山說:「一開始,位於泰國卜蜂總公司的高層表示對台灣的產品很沒有信心,但因為我們有紮實的實驗數據與學術研究支持,創下以最短時間拿到泰國卜蜂訂單的紀錄。」讓卜蜂對台灣的飼料產品刮目相看。

打國際市場有一段辛酸的過程,在人生地不熟的地方,遇到最大的問題就是登記,還有找通路不易。但京冠陸續成功進軍越南、馬來西亞、菲律賓等外銷市場,2021年打開日、韓市場,2021年外銷比例已佔所有營業額近七成。

楊青山說,去年美國開始發生禽流感疫情,面臨沒有雞肉可吃的窘境,2020年拿到對抗禽流感專利的「戒炎令」,正好派上用場,由於有學術研究的數據支持,推廣難題反而是由於美國人不知道什麼是「綠豆篁」,業務人員得花很大心力去解釋。

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永續原料

除了綠豆殼,經過固態發酵與萃取技術的咖啡渣,作為動物飼料添加劑,經過學術研究證實,可發揮抗菌的效果,有助於經濟動物的呼吸道健康,目前正在申請專利中。楊青山認為,從精準營養與動物預防醫學的角度,提升育成率的植物性保健飼料,可以成為用藥、疫苗之外的第三支柱。

目前全球蛋白質原料嚴重缺乏,台灣飼料原料更是90%以上依賴進口,加上氣候變遷、疫情造成運輸成本增加等因素,更使玉米、黃豆等飼料原料價格高漲,影響豬肉、雞肉、雞蛋等動物性蛋白的供應。

以豆渣為例,經過固態發酵處理後,豆粉化成小分子蛋白,更容易消化吸收,可以作出魚鬆香味的飼料,即可以取代動物性蛋白,對喜歡酸、甜味道的豬來說,是美味佳餚,而且是很好的蛋白質來源。經濟動物吃得好,也能讓人類獲取更佳的蛋白質。

綠豆殼、咖啡渣可以做為機能性飼料添加劑;茶渣、豆渣是功能性飼料的原料。楊青山以有力的語氣強調:「豆渣、綠豆殼這些農餘副產物,對我們來說都不是廢棄物,而是循環經濟可以進行高附加價值應用的新材料;亦是響應政府目前的大糧倉計畫最好的解決方案。」

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京冠生技以研發為核心能力,讓農餘副產物成為功能性飼料的原料。

循環經濟典範

而楊青山所說的「高價應用」,以一公斤成本約0.2元的豆渣來說,作成機能性飼料原料的價值,至少提升100倍。

目前年營業額已破億的京冠一廠,一年只能處理1,200噸的農食副產物,為了擴大產能,二廠已於六月六日舉行動土典禮,預計年底落成後,一年可以處理6,000噸的廢渣。明年興建的三廠,預計處理5萬噸的廢渣。「這兩個新廠都以碳中和的趨勢來規劃,」楊青山指出,以5萬噸的廢渣來計算,在乾燥過程中,可以產生3.5萬噸的水蒸氣,回收後,可以同時產生136萬度的電力與冷凝成3.5萬噸的蒸餾水。電力可以回饋做整廠生產的電力,蒸餾水可以用來養魚,資源可以充分回收再生。

這個模組化的設備可以如貨櫃屋般,直接放到豆渣、咖啡渣的產地,減少碳足跡,節省農餘廢棄物運輸、處理的成本。「農餘對我們來說不只不是廢棄物,而是碳權長遠規劃的原料。」楊青山胸有成竹地說。

京冠生技統計,16年來投入綠豆殼的研究經費達1億8,000萬元。副研發長畢家甄透露,全公司連同生產的員工在內,碩博士的比例高達五成,以研發為核心實力,讓京冠生技與台灣大學產學合作,確認綠豆皮醇的抗病毒機制,這項研究成果2020年發表在《Frontiers in Pharmacology》醫學期刊上,同時與生物技術開發中心合作,開發傷口修復的植物新藥,已拿到台灣專利,美、日專利則正在申請中。

正如楊青山所說:「用技術與創意穿透大地廢棄物,以新的商業創新模式,呈現生命的價值。」這也是循環經濟的真義,不只企業能夠獲利,地球才能永續。

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綠豆殼、豆渣、咖啡渣作成機能性飼料的功能包,就像人類吃綜合維他命的概念。

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