兩年前的荔枝至今鮮紅欲滴！興大義守團隊將農廢變身微奈米抗菌資材，抗菌砧板更推上全球
稿源：2020-01-07/上下游/林怡均
「保色技術出現之前，楊貴妃跟現在美國人吃到的荔枝都是黑的。」中興大學園藝學系教授林慧玲剝開鮮紅欲滴的荔枝，細緻果香撲鼻而來，酸中帶甜的滋味在口中散開，而這竟然是兩年前採下的荔枝！靠著農漁業廢棄資材中的「甲殼素」成功保存了原有的風味，她說：「這不是我的功勞，而是團隊的成果。」
林慧玲口中的團隊是由中興大學及義守大學教授所組成，擁有農業、材料等專業背景的教授跨領域，將常見農漁業廢棄物如蝦殼、牡蠣殼等再利用，而團隊的中興大學土壤環境科學系教授林耀東，將廢棄物製作成抗菌砧板，為國產抗菌材料打開一扇窗。此農業廢棄物的研發成果「微奈米天然資材於農產品生產與保鮮之循環經濟應用」，在去年12月榮獲第16屆國家新創精進獎。
跨校跨領域成立團隊，共同鎖定蝦蟹殼類廢棄物
「平常開完會後會聊一下，看大家都在幹嘛，不知不覺就串在一起了。」林耀東笑了笑，仔細看看團隊陣容，有來自中興大學園藝系教授林慧玲、中興大學植病系教授黃振文、中興大學園藝試驗場場長謝慶昌、中興大學物理系系主任何孟書，以及義守大學土木與生態系主任翁誌煌。
「中興大學以農立校，學校的重心都圍繞著農業。」鑽研蔬果採收後處理技術三十餘年的林慧玲表示，校內大部分研究計畫都著重在如何解決現有農業問題，「即便不是農學院，也是要幫忙提供技術支援。」這也間接說明了團隊內非農業背景老師所扮演的角色。
研發團隊這次鎖定目標為農漁業廢棄物，特別是蝦蟹殼類，林耀東指出，全球每年會產生六百萬至八百萬噸的殼類廢棄物，但每公噸的處理費用則需兩千至四千五百元新台幣不等，若能再行高值化利用，每年可節省約25億元處理費。
傳統處理方式產值不高，蝦蟹殼粉微奈米化可抗菌
現行對蝦蟹殼類廢棄物的處理方式約有四大類：燃燒、掩埋、製作肥料與其他，林耀東說明，燃燒及掩埋的缺點是容易導致空氣及水土污染，而製作堆肥的成本高、售價低，其他用途如製作育苗栽培介質或飼料等，製作成本更高，但去化程度有限。
研發團隊發現，蝦蟹殼類廢棄物中所萃取出的幾丁聚醣具有抗菌特性，而經微奈米化改質後的牡蠣殼除了抗菌，還有防霉效果。林耀東表示：利用抗菌特性，這些廢棄物便可成為高值化抗菌材料，每年的商業價值估計約40億。
研發團隊還指出，每年超過五億人次在國際間流動，高危險性病菌容易跨國傳播，而全球人口老化速度驚人，預估在2020年全球65歲以上人口會超過21.1%，未來醫療需求會大增，而研發環境友善的抗菌資材更是迫在眉睫。
人口流動細菌快速傳播，抗菌材料成藍海市場
台灣抗菌劑95%是國外進口，國內目前雖能製造環境、醫療等抗菌民生用品，但抗菌用品關鍵的抗菌劑、載體及抗菌母粒技術與材料都被歐美日等國家所掌握。林耀東表示，抗菌材料的市場價值，自2014年以來的98.6億美元持續成長，預估今年會達到161.7億美元。
林耀東預測，抗菌材料市場最大藍海是亞洲及非洲地區，「因為人口多、流動量大，細菌的傳播更快速，會慢慢出現需求。」因此，研發團隊利用國內的農漁業廢棄物研發抗菌塑膠，他估計，國內農漁業廢棄物的抗菌材料產值至少2000億新台幣。
「砧板的菌落密度是馬桶的20倍」抗菌砧板技轉，準備進入全球
「廚房料理台跟馬桶，你覺得哪個比較髒？」林耀東提問後停頓幾秒，並以數據揭曉答案。「廚房水槽的菌落密度是砧板的一萬倍，而砧板的菌落密度是馬桶的20倍。」他與團隊開發出新穎抗菌砧板，以民生用品開始進入全球市場，並為國產抗菌材料開啟一道門。
「蝦蟹殼類廢棄物裡有幾丁聚醣可以抗菌，做成微奈米等級抗菌效果更好。」林耀東說明，微奈米技術的功能在於增加接觸面積，「同樣是長寬高都一公尺的立方體，切割成無數奈米大小的立方體，總表面積會比足球場還大，抗菌效果更好！」
林耀東表示，以農漁業廢棄物製作砧板的好處，在於可以提高農漁業廢棄物的附加價值，增加農漁民收入，而且材料的生物相容性高、成本低廉，將廢棄物再做更有效的利用。「砧板只是其中之一，抗菌塑膠還可以用在塗料和醫療資材。」
此抗菌技術已和山暉實業股份有限公司進行技轉，該公司業務為塑膠砧板模具設計研發和包材，年產840萬片砧板，約佔全球三成產量，銷售據點分佈於美國、歐洲、日本及東南亞，而在北美的主要通路為WalMart、COSTCO。林耀東表示：「這是國產抗菌砧板進入國際的舞台，未來能為台灣農漁業創造更多產值。」
荔枝採收後失水褐化，楊貴妃也吃不到紅荔枝
蝦蟹殼除了有能夠抗菌的幾丁聚醣，還有甲殼素，市面上甲殼素大多應用於保健食品，研發團隊中林慧玲與謝慶昌，則以甲殼素開發荔枝保色防失水鍍成技術，使荔枝即便在冷凍狀態下，也能維持表皮紅潤顏色及保水，可延長荔枝的銷售時間。
「之前日本人來臺灣看到紅色的荔枝，都會大吃一驚。」林慧玲說明，過去荔枝採收後，外皮會漸漸失水、氧化而呈現褐色，國內菜市場、水果行販售荔枝時，都要不斷地潑水保濕，但出口到國外的荔枝必須經過長時間的運送、高溫蒸熱檢疫，真正上市普遍都會呈現乾癟的褐色。
她打趣的說：「別說是現在國外荔枝又黑又小，唐朝時的荔枝只有海南島的生長條件符合，採收後透過驛站換馬，即便馬跑得再快，沒有保色跟冷藏技術，送到長安的楊貴妃手裡肯定也不是紅的。」
甲殼素幫荔枝保色防失水，冷凍兩年像現摘
「這是兩年前試驗時冷凍的荔枝，吃看看吧！」林慧玲剝開色澤紅潤的荔枝，邊吃邊說明原理：荔枝的褐化原因是表皮花青素的分解，將甲殼素施用於荔枝表皮，可以維持花青素的化學結構，讓荔枝外皮保持紅潤，此外施用後也在果皮上形成一層保護膜，可保濕、防止失水。
剝開荔枝果皮後，內在果肉飽滿而充滿水份，入口香甜多汁，彷彿是剛從樹上摘下，「這是食品級的高濃度甲殼素，完全無毒，即便冷凍，也能讓荔枝保持在最佳狀態。」林慧玲表示，開發後已比照出口檢疫流程測試，高溫蒸熱後使用甲殼素作保色防失水技術，荔枝仍可保持紅潤。
日本人以為黑荔枝才是熟的，成本貿易商可接受
共同研發人之一的謝慶昌教授表示，此保色技術主要用於外銷，內銷市場比較用不到，因為荔枝產季一到，國人吃得非常快，幾乎不曾聽到國內荔枝滯銷問題。
「日本人看到紅荔枝會怕，因為他們認為黑色才是成熟的。」謝慶昌說明，此技術事實上已經應用了兩年，主要用在荔枝出口檢疫後，由於經過高溫蒸煮的荔枝外皮會變黑，經過甲殼素的保色鍍水便可變回紅色，但日本人因為只見過黑色外皮的荔枝，看到紅色外皮的荔枝以為是添加了人工色素等，反而非常害怕，花了一段時間觀念才漸漸改變。
謝慶昌表示，目前接洽的都是貿易商，因為農民會以內銷為主打，貿易商才會遇到檢疫時熱處理需要保色的問題，而此保色鍍水技術成本不高，貿易商都表示可以接受。
荔枝一年多一年少，技術在未來出口時可派上用場
「中南部荔枝產區都有來問，但去年沒什麼荔枝。」林慧玲苦笑道，目前接洽到台中、高雄、屏東等荔枝產區詢問技術，甚至有許多出口業者前來洽詢，但今年荔枝產量不佳，尚未正式運用於出口，未來有若運用於荔枝的外銷出口，可以維持荔枝的賣相，並延長架上的展售期。
「荔枝有產期規律，去年少不見得明年少。」謝慶昌說明，這兩年荔枝雖然很少，但荔枝的生長有一定規律，通常是一年多一年少，「果樹也是需要休息的。」他認為，今年冬天的真正低溫尚未到來，產量還很難說，但對於產量是樂觀的。
「農漁業廢棄物資材可以做的事情很多，我們還在持續研究可以怎麼應用。」林耀東表示，能抗菌的幾丁聚醣的抗菌原理目前仍在分析中，而廢棄物中如甲殼素等其他成分，也應用於農業資材中，而目前研發的抗菌材料，可供應在地產業製成抗菌劑及抗菌載體，讓農漁業廢棄物創造新價值。
圖說：兩年前採收的荔枝，以食品級甲殼素保存至今(攝影_林怡均)
圖說：蝦殼、牡蠣製作而成的砧板(攝影_林怡均)
照片圖說：農業廢棄資材，內含蝦殼、牡蠣殼粉等(攝影_林怡均)
