林耀東、黃振文、吳俊霖、譚發瑞、翁誌煌、曾靖樺、陳映辰

肉品儲運過程無法有效即時監控鮮度及安全，造成全球2仟億美元/年損失。飼養過程畜產其溫室氣體排放佔全球排放量18%。因此，如何即時有效監控肉品在儲運過程之鮮度以減少肉品損耗，除有經濟效益外，亦對淨零碳排莫大助益。生鮮畜禽肉因微生物造成脂質氧化酸敗並滋生沙門氏菌屬等，傳統肉品質監控，除需採樣後送實驗室分析肉品化學/微生物性質，耗費七日以上。生鮮畜禽肉品代謝活動和微生物作用產生肉質改變及逸散揮發性鹼性氮 (TVB-N) 化合物，將改變肉品/漁業水產pH值及包裝頂部空間pH值，因此pH值為肉品品質 (鮮度) 重要指標。肉品pH值測定包括pH計插入肉品測量及比色法。傳統肉品鮮度pH指示劑如溴酚綠和溴酚藍由於其高毒性，對人體健康具有潛在風險。而進階版比色法使用色差儀或UV-Vis光譜儀，雖較傳統實驗分析方法快速，但需專業人員操作，且pH解析度僅達個位數，未能達肉品鮮度所需辨識至小數第一位。因此開發具有簡便、有效、安全、快速且對pH敏感之特性的肉品智能即時鮮度指示劑為當務之急。全球水果加工後之果皮殘渣需丟棄部分高達20 – 50% (13,251萬公噸/年)，水果殘渣廢棄物富含酚類化合物具有pH成色變化、抗氧化和抗菌能力，若添加食物包裝材如薄膜，除可延長食品保鮮期及特性，酚類化合物 (花青素) 在不同pH值環境下會展現不同顏色。因此智能食品包裝材加入水果殘渣萃取之花青素等，除可增強抗菌能力外，並可依據顏色變化即時監控生鮮肉品品質。本研究為全球首創以漁業廢棄物蝦蟹殼衍生之幾丁聚醣及農業水果殘渣廢棄物 (檸檬、百香果、紅龍果、樹葡萄產量近14萬公噸/年) 萃取其果皮之酚類化合物，開發肉品智能即時鮮度指示劑，並搭配人工智慧技術即時辨識肉品pH微觀變化。研究顯示智能鮮度指示劑將依據肉品pH值而變化其成色。人工智慧Autoencoder因可以學習非線性變換，可將不同pH成色數據資料呈現分群現象，其pH值辨識解析度達小數第一位。因此高值化智能環境友善肉品即時鮮度指示劑搭配人工智慧技術相較於傳統UV-Vis辨識分析技術具有即時、精準、便利、低成本、高解析度等優點，並配合農漁業廢棄物高值化，達到循環經濟目的。全球鮮度指示劑市場2022年時已達1.26億美元，並預期於未來2032年翻倍上漲至2.43億美元。本技術亦可加值1.4佰萬公噸/年水果殘渣廢棄物、且因即時監控肉品鮮度減少2,180億美元/年肉品耗損，進而減少畜產飼養過程溫室氣體排放約1,629佰萬公噸/年，並提升食品安全、加速農漁業廢棄物高值化，符合淨零碳排永續環境目標。此外未來本技術可應用醫智慧型醫療敷料。