農業溫室氣體排放中畜牧產業占約3至4成,主要又來自牛隻打嗝、放屁所排放的甲烷,國際研究發現以藻類海門冬作牛隻飼料添加,可減少9成甲烷排放,但海門冬野生族群分布零散且有季節性消長,採集產量不穩定。農業部水產試驗所成功開發全臺首創海門冬陸上人工養殖量產技術,經體外瘤胃發酵試驗,添加1%劑量海門冬對甲烷抑制率逼近100%,可望搶食全球反芻動物減碳市場大餅。
甲烷是畜牧產業牛隻主要排放溫室氣體,暖化潛勢可達二氧化碳的84倍,換算每頭牛一年排放溫室氣體約達10公噸二氧化碳當量(CO2e)。牛隻排放的甲烷來自其瘤胃的微生物分解草料產生氫氣與二氧化碳,甲烷菌再利用甲基輔酶M還原酶(MCR)將氫氣與二氧化碳合成甲烷,國際研究發現海門冬富含天然活性物質「溴仿」,會搶先與MCR結合,避免甲烷合成。
水試所自2020年起投入海門冬人工養殖技術開發,歷經6年成功建立量產技術,今(26)日發布研發成果,並由水試所所長張錦宜與高科生技公司董事長羅仁隆簽約技術移轉。張錦宜表示,1平方公尺面積放置4個100公升海門冬四分孢子體生產器的減碳效能,相當於1萬平方公尺的森林公園;全球反芻動物減碳市場推估2030年規模達40億美元,全球已有7間新創公司掌握海門冬生產技術,臺灣可望有第8間公司搶食減碳大餅。
水試所今日舉辦記者會發布海門冬人工養殖技術研發成果。(攝影/游昇俯)
水試所所長張錦宜(左)與高科生技公司董事長羅仁隆(右)簽約技術移轉。(攝影/游昇俯)
水試所東港養殖研究中心助理研究員許自研表示,臺灣鄰近海域包括恆春半島、小琉球、澎湖等地都有海門冬族群,但野生族群有明顯季節性消長,相當於成人階段的海門冬「配子體」在夏季幾乎消失,僅剩如青少年階段的「四分孢子體」,難以採集;並且因配子體難以在人工環境下培養,水試所因此轉從四分孢子體人工養殖著手,但也因此發現四分孢子體有效成分溴化物是配子體的2倍,有助開發利用。
因海門冬種原存在其他種類雜藻,放大培養時會逐漸威脅到海門冬的生長優勢,往往放大到15公升規模便因雜藻爆發,海門冬競爭不過便倒藻死亡,水試所透過純化培養汰除雜藻,才逐步克服量產困難,並進而從室內培養成功擴大到戶外生產。
海門冬四分孢子體乾燥藻體。(攝影/游昇俯)
水試所嘗試透過體外瘤胃發酵試驗,比較臺灣周遭海域野生海門冬與人工養殖海門冬對甲烷的抑制效果,在添加0.5%劑量下,人工養殖海門冬抑制率高達98.3%,勝於野生海門冬91.24%;且在添加1%劑量下,人工養殖海門冬抑制率更達99.82%。
我國法規明定反芻動物飼料可添加海藻,海門冬未來有望應用於飼料添加,開發低碳鮮乳、低碳牛肉等產品。水試所著手動物試驗以低劑量0.15%海門冬添加餵飼乳牛,連續餵飼進入第5周,牛隻打嗝噯氣所排放甲烷已降低6成。水試所水產加工組副研究員林幼君表示,試驗每周採樣生乳檢測,餵飼海門冬牛隻牛乳成分品質不變,且經核磁共振分析,生乳中也檢測不到海門冬的溴化物殘留。
體外瘤胃發酵試驗設備。(攝影/游昇俯)