農漁村地方創生環境永續綠色化學應用實例

資料來源
60-05
文/施君翰、曾宗德、呂友銘、高偉傑

 前言


由於全球資源逐漸短缺,人類生產和消費活動對環境造成的影響日益明顯。 為了追求人類和環境的可持續發展,除了加強傳統的環保措施外,綠色生產和綠色消費的重要性也越來越高,由此產生的綠色貿易商機也成為不容忽視的新機遇。綠色貿易的廣義定義是「有利於環境和生態可持續發展的商品、服務、資源、權利等的跨國交易」,狹義的定義是綠色商品和服務的貿易。無論是一般民眾、企業或政府單位,綠色消費與綠色化學產品採購的進行大多仰賴綠色採購制度與標章系統的協助(行政院環境保護署毒物及化學物質局,2021)。

傳統上,農漁村地區是主要生產糧食和飼料的地區。如今農漁民也在將生物資源,如生物質和生物廢物轉化為生物能源,這創造了額外的收入。新型紡織材料,來自魚鱗的升級回收,已經製造出來。該材料由從魚鱗中提取的膠原蛋白肽氨基酸成分構成,用於通過超分子方法製造膠原蛋白改性聚酯(Hou et al., 2021)。新型改性聚酯的過程包括兩個步驟:從魚鱗中提取膠原蛋白肽和改性形成膠原蛋白聚酯。從養魚場回收的虱目魚魚鱗經過清洗、乾燥、冷凍乾燥、粉碎,然後使用從細菌菌株中獲得的酶(蛋白酶 7307-1)分解成短氨基酸 (Pan et al., 2010; Hou et al., 2021)。最後,過濾後獲得膠原蛋白肽(Hou et al., 2021)。

農漁村地區的農業產生了大量的各種生物物質,包括廢物和殘留物,在以下段落中將其概括為生物資源。已經有相當多實務研究成果可以從生物資源中生產的各種材料和化學品,它們有助於農漁村地區的價值創生價值創造(Koutinas et al., 2014; Go et al., 2019)。經濟的生物化不僅依賴於糧食、飼料或生物能源的生產,而且還依賴於生物資源潛力的整體利用。然而,有待證明的是,農漁村地區是否也運用在當地在物質上利用生物資源,這需要在預處理、轉化和下游獲得選擇的產品方面的知識經濟。2014 年大約13%的世界貿易源於農業、林業、食品、生物能源、生物技術和綠色化學產品等生物來源,僅歐洲生物經濟每年就產生數千億歐元的產值。就資源效率而言,建立生物經濟被認為是有益的,但這是否是對農漁村地區具有產業價值?過去幾十年開展的研究活動促進了生物資源的有效利用和經濟的綠色化學。 由於缺乏知識或技術,生物廢棄物經常未被充分利用。

 壹、大學走進農漁村產學研合作


近年來教育部積極補助大學善盡社會責任USR計畫、農委會食農教育與校園共創計畫及環保署綠色化學計畫,大學及研究機構可積極作為中介者為產業和農民創造合作機會,可根據不同農漁村的特性發展出各種不同特色的綠色化學產品創生研發。這些過程可以使用簡單的技術進行,例如農村昆蟲栽培,將各種生物資源直接轉化為生化定義的生物質,並有可能獲得經濟效益(Pleissner & Smetana, 2020)。特別是對於農村與漁村各自發展具特色的綠色化學產品研發,從生物資源到創生生物質的研發專利,創造未來產值。

 貳、農漁村地方創生農遊十項主張


農漁村與業界形成的思考與產品順應消費者需求,臺灣的農漁村及民間業者其實長期以來都有不少農漁村地方創生體驗式旅遊之行程。不過基於提供「綠色服務」的思潮與環境直至近年才漸漸形成,故目前具有前瞻性之業者、學界,組成環境永續綠色產業及綠色標章等等認證商品及體驗遊程,根據美國加州大學全球綠色旅遊研究中心對綠色旅遊定義為:業者透過綠色化學原則研發相關商品,而旅客以對環境衝擊最小的旅遊型態,秉持「節能減碳」的精神,享受「生態人文」的遊程體驗。本研究提出農漁村地方創生農遊下述十項主張:

一、食:有機友善當季-用餐以環保有機與當季農漁村在地食材為原則,餐具盡量避免使用塑膠製品,降低土地污染及減少運輸的耗費。

二、衣:輕便舒適-穿符合綠色標章輕便環保功能服裝,舒適透氣,以便行李減量,降低運送清洗,減少農漁村水資源過度使用清潔劑耗能。

三、住:使用綠色環保建材,綠色建築節能在地-住有環保節能概念,且優先使用在地建材及在地員工的符合綠色標章認證的農漁村民宿或旅館。

四、行:農漁村公共交通減碳-旅遊期間農漁村業者提供自行車或農遊客優先選擇大眾運輸、單車健行、低碳節能的交通工具。

五、育:推廣食農教育及食魚文化尊重自然友善種植教育-不去違反自然的旅遊地,以環保3R(Reduce、Reuse、Recycle)的精神。

六、樂:農漁村體驗點或遊程申請綠色旅遊標章-目前國際上主流的國際組織或大學機構開辦申請的相關標章讓農遊客走入山海城鄉、社區聚落、農場森林、田野濕地去關心環境生態及人文風情。

七、購:農漁村當地特產減少過度不適當的包裝-購買旅遊當地農特產及工藝紀念品,以增加當地業者收益,又可以減少運輸耗能。

八、回饋:農遊客到農漁村體驗後可以善盡社會責任,網路上填寫回饋單或公眾平台分享最環保的旅遊心得。

九、正義 : 於旅遊進行當中做到社會公義。旅遊無論類型與程度,總是耗費能資源的活動。藉由旅遊消費過程中進行碳補償例如植樹,或購買碳匯卷等,以做到補償性質之社會公義。

十、防疫農漁村生活 : 全球各種產業遭受新冠肺炎(COVID-19)衝擊,防疫觀念成為新主流。

依上述綠色旅遊十項主張原則,在綠色化學的觀念下發展農漁村旅遊。

 參、農漁村地方創生綠色化學應用


政府提出「地方創生」(振興地方經濟)口號,開始籌劃制定旨在啟動地方經濟活力和解決人口減少問題的綜合戰略計劃,推進吸引年輕人的魅力城鎮建設、提升人口、創造就業機會。政府未來輔導臺灣休閒農漁業走向產業六級化之概念,納入二級、三級產業,提高初級產業的主體性,形成1×2×3=6之效益,活用地方資源,展現農漁業新方向(施君翰等,2017)。農漁村地方創生綠色化學應用最主要符合四個步驟階段,萃取、轉譯、成果、反饋。本研究提出農村使用綠色化學產品,「防蚊蠟燭」萃取程序包括萃取剪枝廢棄的植物葉片製作精油的綠色化學程序;轉譯包括廢棄物再利用轉化成為防蚊利器的農創商品,最後運用層面為2級至4級(加工-農創產業)。另外漁村「虱目魚鱗膠原蛋白胜肽」萃取程序包括萃取要加工的魚鱗,處理程序相當繁瑣,必須先洗淨、乾燥、打碎,再加入酵素作分解;再經過純化,成為小分子胺基酸,淘汰不要的,取其要用,進行重組,成為胜肽。再將胜肽分別與不同原料進行「仿生高分子聚合反應」,這一套難以仿效的專利技術的綠色化學程序。轉譯包括廢棄物再利用轉化成為虱目魚鱗,以生物技術萃取出「膠原蛋白胜肽」,做成仿生纖維,再經由設計,製成時尚服飾的農創商品。目前臺灣最主流的紗線纖維的研發者,侯二仁站在紡織產業的最上游,憑著Umorfil品牌,創造出與整個產業鏈千絲萬縷的龐大商機。運用層面包括服飾包包及寢具。


圖1. 防蚊蠟燭


圖2. 以「虱目魚鱗膠原蛋白胜肽」萃取程序製成之圍巾

綠色化學在臺灣農漁村及產業界之推廣已行之有年,許多農企業也在各個場域發表相關綠色化學的相關知識與相關研究成果,本研究針對臺灣農漁村綠色環保經驗進行彙整陳述,了解「農漁村地方創生環境永續綠色化學應用」可以帶動臺灣農漁村產業優質化的目標。

 致謝


本文感謝環保署毒物及化學物質局補助計畫「110年度補(捐)助民間團體及學校綠色化學計畫-社區防疫新觀念-綠色化學好生活」給予的支持。


 參考文獻
行政院環境保護署毒物及化學物質局(2021)。何謂綠色化學。20210707檢索自https://www.tcsb.gov.tw/cp-305-2972-75e5e-1.html

施君翰(2017)。離島休閒漁業地方創生景點遊程熱點規劃與旅遊策略之研究。休憩管理研究。4(2):31-54。

Hou, EJ., Huang, CS., Lee, YC., Chu, HT. Upcycled aquaculture waste as textile ingredient for promoting circular economy (2021). SM&T. e00336.

Koutinas, AA., Vlysidis, A., Pleissner, D., Kopsahelis, N., Lopez Garcia, I., Kookos, IK., Papanikolaou, S., Kwan, TH., Lin, CS. (2014). Valorization of industrial waste and by-product streams via fermentation for the production of chemicals and biopolymers. Chem Soc Rev. 21;43(8):2587-627.

Go, LC., Fortela, D.L., Revellame, E., Zappi, M., Chirdon, W.M., Holmes, W., & Hernandez, R. (2019). Biobased chemical and energy recovered from waste microbial matrices. Current opinion in chemical engineering, 26, 65-71.

Pan, MH., Tsai, ML., Chen, WM., Hwang, A., Sun, PanB., Hwang, YR., Kuo, JM. (2010). Purification and characterization of a fish scale-degrading enzyme from a newly identified Vogesella sp. J Agric Food Chem. 8;58(23):12541-6.

Pleissner, D., Smetana, S. (2020). Estimation of the economy of heterotrophic microalgae- and insect-based food waste utilization processes. Waste Manag. 1;102:198-203.



施君翰
樹德科技大學休閒與觀光管理系 副教授
曾宗德
樹德科技大學通識教育學院暨餐旅與烘焙管理系 教授兼院長
呂友銘
臺南市七股區溪南休閒農業區 總幹事
高偉傑
社團法人臺灣休憩管理學會 祕書長兼設計師