文/林宏宗、郭宏遠 農業部種苗改良繁殖場
作物採種是一個特殊的行業,種子(苗)培育為農業生產的重要基礎根基,有句流傳千年的農民種田諺語說:「苗壯三分收,苗弱一半丟」。可見得種苗品質之優劣,對於日後作物收成的重要性。
農業部種苗改良繁殖場(簡稱種苗場)兼負我國政府的種子(苗)研發生產的任務,一顆種子,孕育著無限的希望,播下優質的種子,才能滋養這片大地所有生靈,生命得以延續。優良種子來自於優良親本繁殖而來,採種將種子視為農業正產品,採種後的副產物則視為廢棄物,為了呼應全球淨零趨勢,農業部提出2040淨零排放目標及「減量」、「增匯」、「循環」及「綠趨勢」四大策略,其中「減量」及「增匯」提出相關技術開發將能源去碳化、調整產業結構及社會生活型態等進行溫室氣體減量,種苗場為了呼應淨零排放目標,也積極投入了採種副產物循環再利用的行列。
以番茄採種為例,每公頃平均生產採種果實及副產物約24,510公斤,採種後番茄伴隨副產物之廢棄數量相當可觀(圖1),例如果皮、果渣及作物之莖蔓等。據統計,在一顆番茄中僅有1~2%的種子利用需求,其餘99%皆成廢棄物或以堆肥方式處理。有鑒於此,種苗場利用番茄採種後的剩餘果實殘渣,開發番茄營養成分技術添加至飼料中飼養家禽,期能減少農業廢棄物,及增加相關副產物之效益。
番茄供家禽飼養營養之成分
早期引進臺灣之番茄栽培品種特性多為鮮食大果,另有少部分為加工用番茄之栽植,目前市場上則以小果番茄栽培較為普遍。依據文獻報告,番茄富含茄紅素等類蘿蔔素可以用作為抗氧化劑,蛋禽飼養飼糧中添加番茄粉可以增加產蛋率等性能,包含有增進蛋顏黃色,蛋殼厚度以及增加蛋禽產蛋率等效益。
番茄含有大量類胡蘿蔔素,除了茄紅素之外,還有β-胡蘿蔔素及其他類蘿蔔素,已知類胡蘿蔔素可以當成著色劑使用,消費者在選蛋品時,常會選擇蛋黃顏色偏深黃色(或橘色),蛋禽飼養業者為了迎合大眾以及提高價格,會在飼料中添加胡蘿蔔素、蝦紅素等脂溶性色素,這些天然色素對飼養家禽蛋黃的著色及營養相當重要。因此,可以將番茄副產物如果皮渣、果肉添加於飼料中,且有維持飼養禽畜健康之效益。
番茄採種產生之副產物
番茄採種副產物從何而來?從事農業生產宜選擇適合栽種方式,番茄採種時為了維持種子產量,及減少病蟲對作物之危害,多使用50目網室栽培以及以四幹整枝方式栽培作物(圖2),番茄採種過程中副產物的來源於整枝固蔓時之修剪,使番茄母株維持適量的掛果數,另一個來源則是番茄種子調製時漂洗種子時伴隨果而來之皮渣、果肉等來源,這些都是番茄採種產生之副產物。因此,採種過程中收集這些剩餘副產物,加值再利用以製成家禽飼料添加物使用,並使番茄副產物減少可循環再利用。
番茄副產物循環再利用方式
將採收後番茄洗滌乾淨,檢查果實後放置果實破碎機絞碎(圖3),取出主要的番茄種子為採種之用,目前番茄副產物再利用所需使用機械設備有:
- 果實破碎機:用以取出番茄種子及果皮與果肉分離。
- 乾燥機:調整含水率至10%以下。
- 粉碎機:將乾燥後果皮及果肉粉碎至顆粒狀以利蛋雞取食。
- 真空包裝機:將顆粒狀番茄粉以1公斤包裝保存使用。
乾燥時脫水的方式與品質有相當的關係,以低溫乾燥50℃是較適合處理的方式,調整含水率10~12%。乾燥後果乾再予以磨碎處理及減少體積,方便保存,番茄粉調製完成後可以添加至飼料中飼養家禽。此外,調配剩餘之番茄粉需以冷凍保存才不易變質,需要時再取出回溫使用。
番茄副產物之乾燥方式
番茄果實為漿果,水分含量約占85~95%,由於番茄採收後仍有呼吸作用持續進行,因此,儲藏時如果保存不當,容易遭受微生物汙染導致腐敗廢棄。利用乾燥或脫水方來處理園產品,藉由去除水分以減少微生物滋生,是為保存食物的重要方法之一,並達到減輕重量、縮小體積及方便儲藏運輸等功能。
有關乾燥番茄技術,試驗結果目前處理100公斤番茄剩餘副產物,低溫50℃乾燥後(圖4)剩餘番茄粉成品約有3~5公斤(圖5),可供飼養家禽再利用,番茄副產物乾燥有營養成分增加之效益,在飼料添加物試驗中,蛋雞飼養飼料以添加5%效果最佳。
番茄採種後,果皮及果肉殘渣、莖桿等副產物,由於含水率高容易腐敗且不耐儲藏而使其成為成農業廢棄物,是為潛在環境污汙源,種苗場開發利用番茄富含之類胡蘿蔔素成分之飼料添加物,據以辦理推廣養雞場試驗,提供家禽飼養業者一種新型配方飼料,此外,本計畫於屏東科技大學進行小規模養雞場進行相關試驗(圖6),並評估飼料適口性試驗以及雞蛋品質提升等相關試驗。
計畫經過1年多的飼養,成效良好,飼養的蛋雞18周齡開始產蛋,餵食飼料添加番茄粉可維持至90周齡仍可產蛋,產蛋率最高時是96%,大幅提升雞蛋品質。此外,在試驗初期即發現有添加番茄粉的雞蛋,蛋黃顏色與對照組顏色較為深色(圖7),蛋殼也變得較厚(圖8),不易破損等效益,試驗期間各項生產數據穩定維持,足以驗證計畫之可行性(圖9)。最後,蛋雞所排泄糞尿收集利用製作成堆肥,回歸至番茄作物生產,提供生長之養分,如此循環不已,朝向零廢棄物前進。
資源循環利用讓農業更永續
有鑑於農作物果實體積數量龐大,含水率高且保存不易,將朝向採種副產物利用製成飼料添加物再利用方式,並推廣至產業加以利用,加值循環相關業者,在農作物價錢低檔時期,循環再利用業者啟動以用低價或無償回收機制,避免可用資源變成廢棄物。
種苗場投入執行番茄採種生產減廢技術多年,期許能在循環農業中貢獻一份心力,並期待更多的作物相關產業能夠加入農業淨零的行列,共同創造具韌性及永續的農業,深入探討循環利用資源之奧妙所在,及辦理食農教育推廣等活動落實在地生產利用,期能拋磚引玉,啟動農業循環再利用與產業共同創造雙贏。