文、圖／賴祥玉 宜蘭大學研究助理
陳淑德 宜蘭大學食品科學系教授
米飯是臺灣人餐桌上最熟悉的主食，但從稻穀收成、倉儲、加工到上架販售的漫長過程中，卻始終面臨米象、穀蠹等米蟲危害，不僅造成糧食損失，也影響消費者對食品安全的信心。過去仰賴化學燻蒸、低溫冷藏或真空包裝等方式，各有成本與限制。近年來，國內研究團隊導入「射頻技術」，利用電磁波精準加熱害蟲，在不使用化學藥劑、不影響米飯品質與口感的前提下，有效消除米蟲，為稻米保鮮、食品安全及永續農業提供兼顧效率與環保的新解方。
水稻是全臺第一大作物，種植面積24萬公頃、年產值新臺幣360～390億元。然而，稻米在經歷儲放、加工碾製、成品包裝及零售過程中，時常面臨米穀害蟲的無情侵擾。最常見且對經濟影響甚鉅者，便是俗稱米蟲的米象（Sitophilus oryzae L. ）與穀蠹。
米象的破壞力強大，進入繁衍期的雌性成蟲會以銳利口器，將外觀完整的米粒咬出深孔，並在米粒內部產下極微小蟲卵，隨後分泌特殊膠狀物質封閉洞口，從米粒外觀上極難察覺。臺灣高溫悶熱的夏季會加速米粒內的蟲卵孵化，使得小包裝米銷售時面臨高退貨率，也讓農民與糧商承受數千萬元的經濟損失，亦引發食安疑慮。
過去產業為防治米穀害蟲，嘗試多種方法但均受限。市面上常見的真空包裝或氣體置換法，雖能暫時抑制蟲害生長並延長保存期限，但隱藏在米粒內部的蟲卵並未真正死亡，因運輸或上架展示造成包裝破損、接觸到空氣，蟲卵便可能迅速孵化成蟲。在大型倉儲管理上，糧商常仰賴10℃以下低溫冷卻來抑制害蟲活動，不僅耗費龐大電力與冷鏈物流成本，且低溫環境僅能讓蟲卵休眠，米粒在出庫回溫時，易因劇烈溫差產生表面結露與回潮變質。
產業傳統高度依賴的化學藥劑燻蒸法（如使用溴化甲烷、磷化氫等），雖殺蟲效果顯著，卻存在化學毒性殘留、害蟲產生抗藥性及破壞臭氧層等環境危害疑慮。隨著食安法規日益嚴格，產業需要安全且無化學殘留的物理防蟲技術。
射頻技術低頻電磁波 穿透力強能加熱均勻
科學家於是轉向相對安全無毒的物理加熱法。發熱原理在食品科學上被稱為「介電加熱」(Dielectric heating)，日常的微波，或近年備受矚目的射頻技術，都是利用發射電磁波，讓食物內部的水分子極高速度旋轉摩擦，分子間的劇烈摩擦會讓食物從內部產生熱能，有別於傳統熱風烘烤必須從外慢慢加熱，介電加熱能大幅縮短加熱時間。
不過，市售微波爐的電磁波波長極短、穿透力薄弱，往往只能穿透物體表面幾公分，因此若微波體積較厚的冷藏食品時，常遭遇「外燙內冰」的狀況。若將同樣技術直接加熱一大袋厚實的量產包裝米，結果將是外層米粒燒焦變色，躲在中心的米蟲卻毫髮無傷。因此常見微波技術僅能將米粒平鋪成極薄的一層慢慢處理，無法應付整袋包裝好的大宗米糧。
為解決穿透力不足的致命傷，宜蘭大學食品科學系教授陳淑德，自美國華盛頓州立大學生物系統工程系教授唐炬明的實驗室，引進了「射頻」技術（Radio Frequency）。射頻使用專屬低頻電磁波，其波長長度高於微波，穿透力更是微波的數十倍以上，實際應用中時，厚實的包裝米被平放在2片金屬電極板間，射頻電磁波能完整穿透真空塑膠袋，讓整包米粒由內而外均勻受熱。
射頻電磁波對水分特別敏感，經乾燥的食用米內部水分含量已極低，但躲藏在米粒深處的米象成蟲與微小蟲卵，活體內含水率卻高達7成。當射頻設備啟動，害蟲體內的水分子，使其吸收能量發熱的速度遠超周圍乾燥米粒，極短時間內急速升溫殺死害蟲，但米粒本身只會微微變溫。該機制毋需任何化學藥劑燻蒸處理、也不需拆封包裝，能精準且無死角地將害蟲一網打盡。
經國內外十多年驗證 技術已成為國際趨勢
早在2003～2007年間，國外已將射頻技術應用於帶殼核桃、蘋果等農產品的採後檢疫殺蟲作業，並證實其加熱均勻度與能源效率皆優於傳統熱力處理。在稻米除蟲領域，2007年學者Zhao等人曾嘗試2450MHz的高頻微波處理稻米，確認溫度達55℃以上可殺滅米象與蟲卵；但受限於穿透力過淺，在處理量產包裝米時面臨難以突破的瓶頸。
陳淑德將射頻技術引進臺灣，並致力於克服本土量產包裝米的技術障礙。2013～2015年期間，陳淑德與團隊研究生黃志成採用最大輸出功率5kW、頻率40.68 MHz的射頻設備，發現上下電極板的間隙是影響升溫速率的關鍵。實驗數據顯示：將電極板間隙精準設定為5.5公分，把厚度達3.8～4.1公分的2公斤真空包裝精白米或糙米置入其中，僅需60～70秒就能把整袋厚重的米由內而外均勻升溫至6 0℃以上，米象與穀蠹致死率亦達100%。
2015年學者李育祈與農業試驗所應用動物組副研究員姚美吉合作，將射頻技術延伸至米穀粉加工。將電極板間距調整為16公分、加熱120秒，便可完全消滅4.5公斤米穀粉中的米象；若時間延長至300秒更有100%微生物徹底滅菌效果。此外，糙米與米糠因保留富含天然油脂的糠層，內部含有活躍脂解酶易產生游離脂肪酸、產生油耗味；射頻加熱快速升溫的特性，能在殺蟲時讓活躍脂解酶失去活性，大幅抑制生成脂肪酸，提升糙米化學安定性。
宜蘭大學也與各國展開雙向學術交流，研究團隊曾赴泰國清邁大學農學院交流射頻技術現況。國外知名學者如美國喬治亞大學農業與環境科學學院食品科學與科技系教授孔凡賓，以及印度中央農業大學的師生團隊，都曾到訪臺灣參觀最先進的連續式射頻設備。
為確認「利用物理技術在短時間內將米加熱，是否會對稻米本身的營養成分、煮熟後的口感造成負面影響？」陳淑德的研究團隊亦針對處理後的米粒，進行理化性質檢測與大規模感官盲測。
射頻不影響口感 安全且保證美味
精密儀器分析顯示，與完全未經處理的新鮮控制組相比， 經過6 0 秒射頻加熱處理的精白米與糙米，其內部水分含量、蛋白質百分比，及直接影響米飯烹煮後軟硬口感的直鏈澱粉（Amylose）含量均無顯著差異。換言之，射頻處理不會改變米粒的天然色澤，並能完美保留稻米原有的質地與豐富風味，消費者毋須擔心射頻除蟲技術影響米飯品質。
在感官品評方面，研究採用嚴謹的7分制嗜好性品評問卷，邀請受過專業訓練的專家及超過百位一般消費者參與雙盲測試。統計分析顯示，消費者在品嚐時根本無法分辨出處理米與新鮮未處理米之間的差異，兩者在米飯的外觀、獨特香味、咀嚼口味、黏性、硬度及整體綜合表現的分數完全不相上下。
射頻除蟲技術確保品質無虞，更帶來實質便利性：常溫保存穩定性且解放冰箱空間。科學界採用嚴苛加速老化實驗證實，經射頻處理的真空包裝米，因內部蟲卵已失去活性，即使在室溫存放180天，或置於37℃高溫下進行60天的加速測試（模擬在冷藏環境儲存數年狀態)，各項品質指標仍與未經處理的新鮮稻米高度吻合、未出現明顯走味。導入射頻技術及設備能大幅降低糧商對高耗能冷鏈倉儲依賴，從源頭直接阻斷產地到終端因長蟲而導致的大量退貨與糧食報廢，契合現代社會追求節能減碳、減少食物浪費的綠色永續趨勢。
