生活與應用科學科(二)科

本研究從112年12月開始，利用土壤科學及科技的方式來嘗試解決學校種菜的難題，像：作物長得不好及澆水困擾。本研究結果如下：菜園各區的土壤質地均為砂質壤土；土壤酸鹼度均略高於參考值為鹼性；土壤有機質大部分都小於3%；土壤鈣、鎂含量大部分都大於參考值。利用自製的設備得到菜園各區的土壤體積含水量與溼度感測器感測值的關係公式及對照表，可當成智慧化澆水系統設定使用，自動感測改良作法比手動感測作法更方便，所測得的關係式R2值更高達0.9672；自製的智慧澆水系統可以跟農改場推廣的樂農系統有一樣的澆水功能，其澆水參數需配 合作物及土壤質地來微調整；在土壤有機質較高的區域種植福山萵苣，搭配足夠的施肥及澆水，可使福山萵苣長得較好。

本研究以「紅麴發酵」為主題，旨在利用紅麴製作天然抗氧化與抑菌產品，展示綠色環保理念。通過多個實驗，系統地驗證了不同稻米、不同水量、不同溫度對紅麴抗氧化和抑菌效果的影響。研究採用碘滴定法檢視紅麴發酵過程中抗氧化效果的變化，並與市售紅麴保健食品進行分子生物學和細菌學對比測試。 研究結果顯示：1.圓糯米100g經蒸煮冷卻後，加入含11g的紅麴米水100g、0.05g白麴粉和200g水攪拌後，在35℃發酵7天可製得最佳紅麴，其抗氧化與抑菌力均優於市售產品；2.委外進行毒物檢測，確認無有毒物質。3.順利製作成保濕化妝水和果凍面膜等美容化妝品，這種創新性的環保技術展示了紅麴在健康食品和美容產品中的廣泛應用潛力，突顯了實用性和可持續發展優勢。

本研究挑戰以草食性動物的便便短纖維混合影印紙的絲狀纖維，製作永續綠色經濟紙張。首先向FaceBook兔子社群的社員請益兔子的習性、飲食習慣、生理狀態，驗證與修正自己飼養兔子的經驗，並以酸鹼中和法、吸附法和煮沸法處理兔子便便，從牠的便便中發現短纖維與回收影印紙絲狀纖維的差異，於是以紙纖維的特性補足便便短纖維的功能，分別以成分比例、打漿時間與方式、著紙1工具、壓製方式和乾紙溫度等五個實驗，製作便便紙。以拉伸測試與吸水速度探究便便短纖維和紙纖維纏繞模式，據以驗證製紙變因對纖維纏繞的影響，進而提出影響便便紙製成的因素，提出兔紙的應用與改良建議。

塑膠垃圾汙染日益嚴重，為了替環境盡一份心力，我們決定研究芒草膜。使用洋菜 凍脫水製成芒草膜，在混入芒草草席，再進行拉力、吸水和燃燒能力物理測試及土壤掩埋分解測試。發現自製芒草膜可以達到一定方便性；經土壤掩埋一個月後即可完全分解。 我們依據自製芒草膜各種特性考量，選出最佳比例：煮30分鐘芒草+洋菜溶液芒草膜用手繩編法三條將其製成塑膠袋，證實自製芒草膜可以達到一定程度的功能和便利性，燃燒後可大幅減少灰燼剩餘質量；經土壤掩埋後亦可在自然環境下完全分解，達環保目的。

影響泡芙空心的因素有澱粉糊化和筋性、配方水分和油脂含量及烤溫。本研究發現奶油、水、麵粉和蛋液最佳比例為1： 2： 1.67：1.75。麵糰糊化後應降溫至60℃以下再分次加入蛋液，4份食材蛋液量200克的麵糊拉伸力可刮起呈倒三角形(約4公分)為最佳狀態。澱粉蛋白質成分越多麵糊吸水量越高，低筋麵粉泡芙中空狀態最佳，高筋麵粉泡芙支撐度最高；油脂越多泡芙中空高度越小，支撐度越大。增加蛋液量的泡芙支撐度最佳。麵粉和蓬萊米粉比例4:1的泡芙中空高度最大；三種米穀粉以蓬萊米粉泡芙中空高度最佳，可取代麵粉製作空心泡芙，其奶油、水、米粉和蛋液最佳比例為1：2：1.67：2.37。麵粉和色粉比例為49：1的泡芙中空高度較佳。需分兩階段烤程讓泡芙上色均勻。

為探究雞蛋新鮮度與貯藏天數的相關性，來確定新鮮度指標顯著變化的時間點，藉以建立新鮮度與貯藏時間的可靠度模型。實驗採用洗選與否的雞蛋，分別於常溫(20±5°C)及冷藏(4~7°C)環境進行貯藏試驗。進而模擬長期冷鏈貯藏運輸對蛋品質的影響，並分析蛋品質，包括：重量、比重、氣室面積、蛋黃直徑與高度、蛋白高度、pH 值。歸納出豪氏單位(Haugh unit, HU)以及蛋黃指數(Yolk index, YI)，並計算各測定項目間之相關性。結果顯示，為期4週的冷鏈運輸，不論雞蛋水洗與否，蛋品質皆能達到美國農業部(USDA)訂定標準AA級。雞蛋抵台後且全程經低溫貯藏9週之後，品質仍能達到A級。本研究建立的雞蛋新鮮度與貯藏環境、時間的相關性模型將作為評估雞蛋新鮮度。

當地夏天的河岸碼頭常堆積了很多死魚，造成環境很大的惡臭問題。我們實地探勘和查考資料後，製造模型進行微型實驗，模擬了不同季節的風向、風速和浪的大小，以及墩式碼頭基樁不同的形狀對於死魚堆積的影響。 我們用 1/200的比例尺依照實境設計了模型河道，然後設計不同形狀的碼頭基樁模型。微型實驗中發現，矽膠小魚堆積與水流侵蝕和泥沙堆積有密切切關係，而碼頭基樁的截面形狀是「水滴流線型」或「雙尖流線型」，水流侵蝕效果最好，能有效減少65%的矽膠小魚堆積率。此外，採用被動式的雨水沖刷設計，把圓柱體後方的負壓區改成正壓區，也能有效減少22的矽膠小魚堆積率。我們的設計不僅符合環保，而且還能節省成本，能有效解決河岸碼頭死魚堆積的問題。