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美國農學界呼籲:正視學術與農田的鴻溝,是科學家不可承受之輕

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小農場的冷鏈救星?美國研發可移動式大型冷藏櫃

小農場的冷鏈救星?美國研發可移動式大型冷藏櫃 編譯 柴幗馨/編輯 林韋佑

農產業的儲藏設備對規模較小的生產者往往是巨大成本負擔,美國儲運設備公司正在設法解決這樣的困境。不只是臺灣,美國電子商務的興起改變了農產品的運銷模式,消費者在上午手指一點下訂單,下午就能收到新鮮的蔬果,這種被稱為「New Fresh Paradigm’ (NFP)」類似臺灣的4h送達服務逐漸成為農民經營農場的必要手段。

擁有20年設備工程背景的ColdPICK公司發明了適合小型生產者的冷藏技術系統,團隊設計出一台可移動式的的冷藏車,農友可以駕駛這台「冰箱車」到果園,將收穫的蔬果進行低溫處理,由於車子具高度移動性,因此這台「移動式冰箱」可同時跟著農友至不同田區進行收穫的工作。



ColdPICK公司經理人Gregory Smith表示:「『可移動式低溫處理設備』是未來電子商務不可或缺的基本配備,隨著農產品通路的多樣化發展,我們預計這項設備在市場的需求會越來越多」。

ColdPICK產品技術原理是藉由調控蔬果的呼吸作用效率達到保鮮的效果,因此針對莓果類、南瓜、甜椒、豌豆這些採收後容易萎凋的作物,以環控系統減緩作物的呼吸作用是技術的關鍵,此外像是葉菜類作物則能搭配低溫真空技術達到防止衰敗的及延長保存時間的目的。

根據調查顯示美國德州與洛杉磯這兩個州的農業相關電子商務正快速發展中, 隨著消費習慣的改變,未來5至7年內將會有高達7成的農產品經由網路訂購搭配物流公司直接送達消費者手中,換言之會「蔬果網購」的產值將取代部分通路與實體店面的營收量。

Gregory Smith強調:傳統的冷鏈方法已經不適用於現今電子商務農產品的運送方式,新的發明能夠確保蔬果的保鮮期食品安全,讓消費者能快速的購入最新鮮的農產品。


資料來源:

資料來源: Fresh Plaza   Mobile chill technology ready for its moment


水嫩新發現!科學家找到讓植物保持水潤的神奇分子

水嫩新發現!科學家找到讓植物保持水潤的神奇分子 編譯 柴幗馨

名古屋大學的研究團隊發現一種控制植物葉片氣孔開關的化學分子,只要將這種分子噴灑在玫瑰或是燕麥的葉片上,就能夠防止植物在過度乾旱的逆境下失水過多而產生萎凋的現象。

未來科學家會更深入的分析特殊分子防止萎凋的機制,並將其應用在花卉產業,減少花卉產業中因運送過程中產生的耗損問題。




「氣孔」是植物與環境交換氣體的重要工具,植株進行光合作用時需要打開葉片上的氣孔讓二氧化碳分子進入葉片組織內,經過生化反應將二氧化碳轉換為葡萄糖分子成為細胞生長發育的能量來源。

此外氣孔也有調節水分蒸散的功用,當植物面臨乾旱逆境時,控制器孔開闔的保衛細胞會關閉氣孔以減少水分蒸散。

葉片表皮細胞的有一種照光就會被活化的蛋白質-向光素,而植物就是藉由向光素來傳遞「關閉氣孔」的訊號;一旦向光素接收到藍光照射便會啟動「開啟氣孔」的生理機制,加速蒸散作用消耗植株體內水分。



圖說:促進氣孔打開的向光素蛋白(黃色)被藍光活化之後,會促進保衛細胞(綠色橢圓形)上的鉀離子轉運蛋白(橘色)吸收鉀離子,使得保衛細胞鉀離子升高因此發生吸水膨脹的現象,導致氣孔打開。而SCL1與SCL2具有抑制向關素傳遞「打開氣孔訊息」的作用,讓植物氣孔維持關閉的狀態。


日本名古屋大學轉化分子生物研究所的團隊從2萬多個化學分子中找到了11種影響氣孔開闔的神奇分子!
其中被命名為SCL1與SCL2的2種分子具有干擾氣孔打開機制的效果,經過5年的試驗研究,團隊證實將SCL1與SCL2分子噴灑在玫瑰與燕麥的葉片表面,會抑制向光素開啟氣孔的生理機制,使得葉片表面的氣孔保持關閉的狀態。

科學家進一步分析兩種化學分子抑制氣孔打開的原因,化學試驗結果顯示,施用SCL1與SCL2分子在植株葉片後,抑制了保衛細胞吸收鉀離子的效率。

由於氣孔打開之前,必須吸收更多的鉀離子使保衛細胞吸水膨脹,進而導致氣孔張開。SCL1與SCL2抑制了保衛細胞吸收鉀離子的能力,因此氣孔順利無法打開。

在植物在氣孔關閉的狀態下,水分蒸散效率也變低,因此能維持植株體內的水分含量達到「保持水潤」的效果。

團隊也將更進一步的將這兩種分子製作成植物保鮮的噴劑,研究主持人木下博士表示:「這項研究不但能應用在日本傳統花道文化產業,開發出能減緩葉片萎凋的製劑,也有機會運用在花卉保鮮技術,降低花卉在運輸過程中的損耗。」
資料來源: 每日科學 April, …

新採收後處理技術可望延長香蕉的保存期限

新採收後處理技術可望延長香蕉的保存期限 編譯 張瑞玶/編輯 林韋佑

園藝科學家發現將採收後的香蕉,浸泡於溶血磷脂酸乙醇胺(lysophosphatidylethanolamine, LPE)溶液中,能延長香蕉的保存期限。

埃及南谷大學(South Valley University)的科學家Zienab F. R. Ahmed以及威斯康辛大學麥迪遜分校(University of Wisconsin-Madison)的Jiwan P. Palta,在HortScience上的最新研究成果指出,於採後使用天然磷脂進行採收後處理,可以延長香蕉的保存期限,提高水果的適銷性。

香蕉,是世界上最受歡迎的熱帶水果之一。儘管香蕉是市場上很受歡迎的水果,但對於生產者與消費者而言,香蕉相對較短的保存期限,卻是銷售與購買上的一大挑戰。


一般來說,農民會在香蕉處於成熟階段-即香蕉外皮呈現成熟綠色時進行採收,並在運輸與銷售之前,再使用乙烯處理催化香蕉成熟。研究團隊測試了香蕉在採收後,浸泡LPE溶液來探討改善與延長保存期限的可行性。


研究團隊將成熟的香蕉(約外皮顏色75%呈現綠色的香蕉)浸入500ppm LPE溶液中30分鐘,並於室溫下觀察5天。每次處理皆使用50根大小均勻的香蕉,對照組則是來自同一束但未經處理的香蕉。

研究成果顯示,經過5天的室溫觀察,使用LPE處理的香蕉與對照組相比較,其外皮質地更加堅硬與厚實。此外,經由LPE處理的香蕉,不僅延遲了澱粉分解速率,並同時延緩了香蕉果皮組織上褐色斑點的形成。

根據實驗室過去的研究,數種水果在收穫前或收穫後使用溶血磷脂酸乙醇胺(LPE)溶液處理,均能延緩衰老,並延長水果的保存期限。將香蕉在浸泡在LPE溶液之中,會讓香蕉於外皮表面上形成一層完整的薄膜,而這個薄膜即能抑制香蕉的呼吸、水分蒸發及營養分流失,並減緩香蕉果實組織中澱粉與細胞壁的分解,以達成延長保存期限的目的。

香蕉通常會在受到乙烯處理後的4到5天內成熟,接著農民就會在香蕉成熟並呈現黃色時出售。一旦香蕉外皮開始變黃,經過1至3天,香蕉品質就會變得不適合銷售。這項研究讓香蕉保存期限延長多1至2天,將有助於提高香蕉的市場價值。


資料來源: 每日科學 Oct 2015 New treatment extends shelf life of bananas


甜度計落伍了,新型非破壞性芒果品質檢測儀問世

甜度計Out! 科協公司進軍非破壞性檢測儀器市場 編譯 柴幗馨
/編輯 林韋佑

不用剝開芒果也知道有多甜,新型芒果品質檢測儀問世!

全球第一個「非破壞性芒果品質檢測儀」問世,新型儀器F-751利用光學偵測原理以在不傷害果肉的取樣方法,就能分析芒果果品的乾物重及甜度等影響風味的品質參數,其非侵入性檢測方法可望造福更多芒果果農。


F-751被譽為「劃時代芒果檢測儀」,儀器開發商美國科協儀器公司的總裁Leonard Felix在2018年8月30日第七屆厄瓜多國際芒果會議上公開展示這項令人驚豔的新發明,該公司甚至表示:「F-751將改變芒果運銷鏈的現有模式,讓農企業能更有效率的評估果品成熟時間點與預測產能。」



F-751芒果品質檢測儀利用光學與光譜分析技術,以特定波長光源照射在果品表面上,並蒐集光質與果品交互作用後的資料以評估芒果甜度與品質。

比起傳統侵入式的探針檢測方法,F-751不須破壞果品就能知道品質好壞,有效減少果品的損失造福芒果農民。這項技術原理也被證實可預測其他熱帶果品的收穫時間,例如酪梨、奇異果、蘋果與梨子等。

美國科協儀器是全球知名的儀器開發公司,其位在華盛頓州的子公司-The Camas 擁有25年的經營歷史,亦是專營果品科技儀器生產商,市面上商品化的催熟設施、儲藏設施、乃是氣體偵測儀器等都是其經營的主要項目,此次發表的F-751是該單位與澳洲昆士蘭大學的合作成果。

F-751內建果品品質圖譜資料庫,全球第一個水果品質檢測應用程式指日可待。不只開發硬體,科協儀器宣布一項「水果圖譜資訊計畫」,將F-751所蒐集的數據以資料科學技術進行視覺化處理,讓使用者能快速理解儀器數據代表的生理意涵。這項計畫不僅能提高農企業購買F-751的意願,精準預測成熟期的優勢也能提供農民作為生產規劃的參考。更多儀器介紹請見官網:www.felixinstruments.com



資料來源: Fresh Plaza Next generation Mango Quality Meter available

蘋果黑星病解方,品種搭配採收後處理有望向病害說再見

蘋果黑星病解方,品種搭配採收後處理有望向病害說再見 編譯 張瑞玶 /編輯 林韋佑

蜜脆蘋果Honeycrisp是美國最受歡迎的品種,但其抗病能力較差,因此仍不是市場上的主流品種。但根據伊利諾大學的蘋果專家表示:「未來新的抗病蘋果品種,將超越像蜜脆蘋果的受歡迎程度。」



伊利諾大學園藝學系副教授Mosbah Kushad說:「每個消費者都喜歡蜜脆蘋果,但是這個品種其實很難種」。蜜脆蘋果時常發生在某一年盛產,然後隔一年卻沒有收成的狀況;此外蜜脆蘋果也可能無法長期維持果實新鮮度,也是一種容易受到病害影響的品種。

蘋果比起其他的水果,特別容易受到各種病蟲害攻擊,尤其是蘋果黑星病,又可以稱作蘋果瘡痂病(apple scab)。這是一種由真菌引起的病害,特別難以處理。此種病害若蔓延,很有可能會使得蘋果產量損失高達80%。


這個蘋果的育種計劃是由伊利諾大學(University of Illinois),羅格斯大學(Rutgers University)以及普渡大學(Purdue University)的專家學者,一同參與的抗瘡痂蘋果合作育種計劃。

Kushad與幾位合作的專家學者在食品品質(Food Quality)期刊中發表了一篇新研究,針對抗瘡痂蘋果品種,包含GoldRush,WineCrisp,CrimsonCrisp以及Pixie Crunch等四個新品種,研究各新品種在標準的採後儲存處理後,是否能依然保持其品質之表現。同時,將這四種新的蘋果品種的抗病性能與容易受到瘡痂病害的金冠蘋果(Golden Delicious)進行比較。

研究人員將抗瘡痂蘋果以1-甲基環丙烯(1-MCP)氣體處理,此處理步驟又稱為「氣調」,即以氣體控制蔬果成熟速率。

1-MCP是一種常用於工業中的氣體,主要用來抑制乙烯產生,並且減緩儲存中的水果熟成的速率。 試驗顯示1-MCP能顯著減緩蘋果熟成,並讓儲存70天與140天的果實時仍然保持新鮮,這有助於蘋果在儲藏時仍能維持營養與品質。

抗瘡痂品種的蘋果在食用品質,如果肉硬度,含糖量與酸度等方面,與金冠蘋果相比較之下,不論是在新鮮採收或是進行儲存後,新品種的蘋果品質都與金冠蘋果相同,甚至更好。其中,有兩種抗瘡痂品種,GoldRush與CrimsonCrisp,即使在140天的保存之後,仍具有顯著且更高的抗氧化能力。

此外,雖然每一個品種對於1-MCP處理具有不…

神奇作物「解毒劑」: 解密天然殺菌劑- 鏈黴菌

神奇作物「解毒劑」: 解密天然殺菌劑- 鏈黴菌 編譯 張瑞玶/編輯 林韋佑

「鏈黴菌(Streptomyces)」是在野生植物、作物以及自然環境中都能找到的細菌,特別是在土壤表層以及植物根部等位置常常都能發現鏈黴菌。台灣農民常聽到的「蔡18菌(谷特菌」商品其中就有鏈黴菌的成分!

除了農業使用,鏈黴菌也是人類製作抗生素的主要材料,肺結核病使用的抗生素藥劑就是來自於鏈黴菌。除了醫療使用外,近年來越來越多研究報告指出鏈黴菌能夠抑制作物有害病菌的生長,未來鏈黴菌很有機會成為對環境友善農藥(例如殺蟲劑與殺菌劑)的天然替代品。


「以人工方式合成生物具有的化學分子,並研發讓人類使用的合成技術」這門學問稱做「合成生物學(Synthetic Biology)」,合成生物學與農業跨領域日新月異的發展,也讓作物家能夠進一步的探究,如何將醫學研究中的鏈黴菌應用於農業領域。

研究顯示:微生物不僅有助於促進植物根系的生長,並且還能夠有效地控制土壤中植物害蟲的數量。跨國農業集團-法國De Sangosse公司正投入一項生物農藥研究計畫,其計畫經理Thomas Rey與法國科學家在2016年與植物科學家合作發表了一篇鏈黴菌作為天然殺菌劑的分析報告,文章被刊登於植物趨勢期刊(Trends in Plant Science)。

報告指出:「鏈黴菌是一種獨特的土壤微生物,並且能夠多種具有生物活性的分子物質,不僅能夠保持植物根系的健康,還能促進植物生長。」

鏈黴菌還具有保護植株與解毒的神奇功效,當土壤中的致病菌釋放對作物有害的毒素時,鏈黴菌能產生對保護作物的「解毒劑分子」-  一種能夠保護作物健康的活性物質,讓作物免於真菌病害。鏈黴菌的特殊功效,反映出其具有能夠幫助農民以永續方式來保護作物的潛力。

運用鏈黴菌作為保護植株的概念雖然簡單明瞭,然而,植物周圍的土壤富含多樣性的微生物。科學家仍需要找尋各種且更精確的方式來探討:土壤中多樣性的微生物與植物的交互作用,以及微生物所釋放的代謝物對植物生長的影響,並明確釐清微生物與環境互動中的各種細節問題,才能夠真正的幫助人類將知識準確地轉移至因為接觸鏈黴菌而受益的作物之上。

然而在研究鏈黴菌的農業應用時,Rey與他的團隊也做出重要提醒:鏈黴菌應用在農業時,要小心避免發生生物安全問題。畢竟鏈黴菌是抗生素的成分之一,進行研究時更需防止作物致病菌產生抗生素的機會。更得防堵抗性菌株再度釋放…

甲殼素當肥料,聽科學家解密甲殼素好用的原因!

甲殼素當肥料,聽科學家解密甲殼素好用的原因! 編譯 張瑞玶/編輯 林韋佑

傳統農業使用的氮肥,不僅對水資源與空氣都可能造成污染,同時還會造成土壤降解並導致全球暖化。因此,尋找與開發更有效且對於環境友善的有機肥料,是農業永續發展該面對的重要課題。運用天然且可生物分解之生物聚合物,像是有機肥料,將可能成為無機氮肥的永續替代品,減少無機氮肥對環境帶來的危害。


為了實際解決這個問題,西班牙植物生物技術與基因組學研究中心(Centre for plant Biotechnology and Genomics, CBGP ,UPM-INIA),與來自西班牙馬德里理工大學(Universidad Politécnica de Madrid, UPM)以及德國漢堡大學(University of Hamburg)的研究人員,共同合作開發出一種新技術,生產由甲殼類動物與昆蟲的外骨骼幾丁質中所獲得的生物化合物,製作成可生物降解的材料並加入有機肥料之中。


以肥料的形式進行實際測試的研究成果發現,包含甲殼類動物與昆蟲外骨骼幾丁質的有機肥料,將有助於刺激多種森林植物與草本植物的生長,土壤中的氮與碳的總含量更是增加了多達10%,也提高植物的根系生長勢。

此種生物化合物材料具有許多優點,除了可以進行生物降解、不溶於水,對於人體健康無害以外,也不會污染環境。

由於此種新型生物肥料並不會因為蒸發或淋洗而消失,因此,在達成同樣的成效之下,使用量可低於其他種類的化合物。此外,還能有效地恢復因過度採收而損壞土壤之生物多樣性。而在成本考量方面,比使用其他有機肥料的成本便宜多達10%。

根據上述關於此種新型有機生物肥料的特色介紹,與傳統肥料相比較,含有甲殼類動物與昆蟲的外骨骼幾丁質的具有生物分解能力之有機肥料,因製造方式相對簡單以及具有價格相對低的優勢,這將促使此種新材料有潛力成為農業肥料領域以及相對應市場願意使用的永續肥料之替代品。

資料來源: 每日科學 Oct 7, 2015   New biofertilizer made from exoskeletons of crustaceans, insects