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生技與食品科技

日 期：2011 年 經濟部技術處 產業技術白皮書

出 處：產業篇 標題肆

主題分類：民生福祉領域 第五章

文章內容

一、生物資源之產業化與開發應用技術

（一）技術研發目標

生物資源(Biological Resource)為生物產業重要基礎，影響範圍包括製藥、新興生技、醫療器材、

醫療保健服務、食品、農業、資源環保、材料化工，甚至是電機資訊領域。近年全球生技產業的成長，

帶動台灣生技產業的蓬勃發展，此潮流亦伴隨著對生物資源之強烈需求。生物資源潛力無限，產業化

服務體系為生物產業加值之驅動力，在生物經濟年代中，生物科技服務最終目標是為生物產業創造價

值。本技術總目標為建立具產業化服務體系之生物資源銀行(Biobank)，提供全方位之生物資源應用服

務，並運用新興科技，拓展生物資源，建立關鍵製程與技術，落實生物資源的產業化應用，協助業界

創造價值並提升競爭力。技術研發目標朝向生物資源之管理、服務、收集拓展與研發應用四個層面，

分述如下。

在生物資源銀行之管理面-落實國際認證與數位化，針對生物資源管理系統層面，本技術系統性

導入多項品質管理系統，以國際標準驗證產品之品質及服務能力。繼 ISO9001 品質管理與 ISO/IEC

17025 實驗室技術檢測認證外，2011 年度將規劃推動 ISO Guide 34 參考物質生產實驗室的認證，將

生物材料之生產管理能力推升至國際最高標準。在生物資源品質層面上，因應國際上生物條碼的發展

趨勢與提升生物資源品質，將全面建立核醣體 DNA (rDNA, ribosomal DNA)複核資料管理系統，運用

rDNA 複核技術建立品管資料庫，提供生物資源長期保存之身分標記，確認提供生物資源之正確性，

並可運用於業界之產品研發、專利申請、糾紛仲裁及智慧財產權(IPR, Intellectual Property Rights)之

保護。本技術並導入電子商務與營運管理概念，建立數位行銷模式推廣生物資源之創新價值。2011

年規劃建立重要產業用生物資源(包括菇菌、放線菌與細菌)之 rDNA 複核資料庫，並以主題式數位行

銷模式推動牛樟芝、紅麴菌種及酒類菌種等生物資源。

在生物資源銀行之服務面-優質多元化與客製化，本技術建構產業化服務體系，提供全方位之生

物資源應用服務，以生物資源銀行為營運基石，整合資源、技術、智權管理提供整合型的客製化產業

服務，並將資訊管理技術導入生物資源銀行的營運管理，提高經營績效加強顧客關係管理。2011 年

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建構以顧客為中心之生物資源物流服務體系，建立以顧客需求之收集管理，發展諮詢服務之數位流程

系統。此外，並建立生物資源產業應用模式，運用智權技術提升產業價值，針對生物材料、加值型生

物資源、生物資源衍生物及原型商品等生物資源相關標的，利用既有模式之檢討及商業應用模式之模

組歸納，完成商業應用模組之智慧財產權及契約配套設計。所產出之商業應用模組，未來將結合需求

調查及商業策略分析，以應用於後續生物資源產業應用模式的建立與推動。

在生物資源銀行之收集面-兼顧多樣化與本土特殊性，以本土多樣化與的新興微生物資源與細胞

資源為研發標的。台灣地理環境特殊，擁有豐富的生物資源，極具開發潛力，而國際上生物多樣性公

約(Convention on Biological Diversity)的規範，強調生物資源屬地主義，更突顯出開發本土生物資源

的特殊利基。本技術將利用食品所在微生物資源收集及保存之基礎能量及優勢，探勘收集保存台灣本

土各類生物資源，在微生物資源方面，2011 年將收集探索本土植物內生真菌(Endophytic Fungi)、藍

綠藻(Cyanobacteria)及原住民發酵用微生物，並建構本土海洋細菌發酵庫以開發具潛力之耐鹽微生物

菌株。在細胞資源方面，幹細胞技術之發展與應用，已成為細胞科技之主流，本技術研發將運用新興

細胞科技，開發新型幹細胞株，建立具有台灣特色之新型幹細胞株，包括台灣族群及具有特定疾病之

幹細胞，可做為醫藥產業應用之資材。

在生物資源銀行之應用面-創新資源價值並整合上中下游能量，運用新科技探勘平台發掘生物資

源產業化之標的，以提升資源價值，並針對特殊開發標的，開發生物資源產品。本技術針對本土特有

微生物資源及其代謝物進行系統性之功效探勘，2011 年將以植物內生真菌及海洋細菌等本土資源為

主進行研究，針對特定的生物活性標的進行分析，將涵蓋免疫調節能力、性荷爾蒙調節，代謝荷爾蒙

調節，及致癌基因活性分析等項目。在生物資源產品開發方面，有鑑於國內保健產品需求持續成長，

開發 保健 原料 具有 利基 ，本 技術 以微 生物 保建 配料 為開 發標 的， 目前 研發 主要 聚焦 於微 藻

(Microalgae)、乳酸菌及真菌資源之應用，開發具有特定功能訴求之產品，並進行配方技術之開發。

綜觀而言，本技術推動生物資源銀行優質產業化服務體系，以落實研發成果產業化。建立生物資

源商業應用模組，運用智權技術提升產業價值，持續探勘可產業化之生物資源標的，以縮短產業化研

發時程。在下游端投入製程技術的研發支援，整合上中下游技術與產品開發，建構完整的生產鏈，對

生技應用之相關製品及產業價值提供更多元化策略，推動產業發展。

（二）技術發展藍圖

在生物資源銀行之管理面，藉由國際品質認證與數位化資訊落實優質化管理。繼通過國際 ISO

9001 與 ISO/IEC 17025 品質系統之認證外，規劃推動 ISO Guide 34 參考物質生產實驗室的認證，並

建立生物資源 rDNA 複核資料庫系統，逐年持續複核產業用微生物資源。此外，導入資訊管理技術協

助生物資源銀行的營運管理，建立顧客需求導向之數位服務體系，並以生物智財管理技術建立生物資

源產業應用模式以活絡生物資源之產業應用，創造產業價值。

在生物資源銀行之服務面，以主動、持續及多元之卓越服務，建構全程資訊化之服務體系，利用

電子化與知識化提升生物資源與資訊服務，建立顧客需求導向之數位服務體系與生物資源產業應用模

式，運用智權技術提升產業價值，以成功經驗建立推動生物資源產業應用模式，協助業界提升產品價

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值與擴大產業整體效益。

在生物資源銀行的收集與拓展面，以台灣特殊環境、特定類群微生物為目標，逐年分離本土特有

微生物，以其中新種、新天然物為主要探索對象，將這些生物資源建置成多樣化的發酵庫，方便產業

界利用以發掘其價值。技術研發標的為 1.新興微生物資源：本土植物內生菌、綠能相關微生物及原住

民特殊發酵用微生物資源；2.新興細胞資源：將運用最新再程序化等技術建立具有特定遺傳疾病相關

之誘導型多能性幹細胞(iPS Cell, Induced Pluripotent Stem Cell)；3.新興產業開發用發酵庫：運用所

收藏之本土及新興生物資源，增加發酵庫的多樣性與獨特性，以利後續篩選開發生物資源的價值。

在生物資源銀行之開發與應用面，建構與整合活性篩選系統，並結合化學分析技術，將對本土特

有微生物資源及其代謝物進行系統性之功效探勘，開發潛力化合物與潛力菌株，藉由整合性分析平台

逐步提升拓展生物資源之價值，從微生物的掌握、發酵庫的開發、功能性平台的建立、潛力菌株的發

掘及新功效化合物的開發與生產，多元化探索其產業應用潛力。在生物資源產品及其製程之開發方

面，應用特有生物資源，透過菌株分離、篩選與發酵製程之建立或結合配方技術之探究，開發具有特

定訴求的產品。本技術研發主要聚焦於微藻、乳酸菌及真菌資源之應用，開發具有特定功能訴求之產

品，並進行配方技術之開發。發展標的為 1.傳統發酵用菌種之加值應用如天然保鮮劑之開發；2.保健

配料的創新加值應用如藻類保健素材之開發；3.新穎性配方技術之開發與應用-將以研發膠質載體

(Colloid Carrier)系統為主，藉由劑型的開發強化機能性成分的保存穩定性，提升保健原料的便利性。

資料來源：食品所整理，2011 年 8 月。

圖 2-4-5-1-1 生物資源之產業化與開發應用技術發展藍圖

（三）產業效益

本技術將聚焦特有生物資源之探索加值，以生物資源銀行促進生物經濟發展。豐富的保存資源包

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括萬餘株來自特殊環境生態之台灣本土分離株，包括藍錠染料、耐滲透壓、嗜高溫真菌、污水、淡水

溪流、海水環境、溫泉等特殊環境菌株，以及水稻、蝴蝶蘭、草蝦等台灣重要物種基因庫。2011 年

更將著重內生真菌資源庫的建置、新興構築遺傳疾病之 iPS 細胞，做為生技產業發展的有利後盾。所

建置的台灣幹細胞庫，是台灣參與國際幹細胞組織之重要窗口和服務平台，與世界先進國家共同加入

治療疾病、藥物開發和細胞發育上之研究應用，提供國內生物資源產業更多樣化、更完整之研發能量。

食品所生物資源中心為資源探勘者與利用者間的重要橋梁，每年提供產學研界所需生物資源材料

約 5,000 批，占台灣生物資源流通量 90%以上，減少生技產業研發資源之流通成本。長期與國際菌種

聯盟(WFCC, World Federation for Culture Collections)密切互動，掌握生物資源產業之國際發展趨

勢，2000 年導入 ISO9001 品質管理系統後，並為提升實驗室檢測技術能力，導入 ISO/IEC 17025，

而於 2007 年獲得全國認證基金會(TAF, Taiwan Accreditation Foundation)認證。專業檢測報告將可直

接獲得相關之國際實驗室認證聯盟相互承認，提供國際認證規格之加值服務。2008~2010 年底止已發

出 84 份認證報告，協助廠商拓展國際市場，減少重複檢測試驗成本，縮短產品上市時程，具體提升

產業競爭力。

本技術建構產業化服務體系，從資源提供、引進、保存到產業之各式服務平台，串聯產業鏈上中

下游與銜接研發應用，提供產業完整的支援服務系統。持續且多元化的支援生物產業升級，一直是傳

統產業轉型加值的重要力量，更帶動現今抗菌產業、機能性產業與保健食品產業等新興市場。而產業

化服務體系提供多元生物資源與平台服務，更貼近中小型規模廠商的需要，滿足新興科技產業小規模

起步，高專業性，卻又分秒必爭的競爭型態，可具體縮短業者從研發進入市場的成本、時間及營運風

險，有效協助台灣廠商走向世界，增加產品市場競爭能力。例如從基本的生物資源的引進與提供，使

生技創業公司方便獲得研發資材，產品品質的分析檢測、從業人員的教育訓練、產品與資源的備份庫

存等各種多元化客製化的服務，從便利的大環境加速產業界產品符合國際品質要求，而能加快推出產

品並縮短走向國際市場的時程。

運用具特色之本土生物資源，結合資源篩選優勢及客製化研發服務概念，以產業應用為導向，開

創生物資源價值，目前已建立多樣化醫藥開發用發酵庫、除與產學研合作外，更主導開發發酵庫的利

用與應用市場，並進行上中下游生物資源產業垂直整合，從微生物的掌握、發酵庫的開發、功能性平

台的建立、潛力菌株的發掘及新功效化合物的開發與生產，形成完整生技與新藥產業價值鏈，將台灣

生技與新藥產業之發展推向新的里程碑。將具產業價值的標的物包裝為產品後，可縮短生技新藥業者

進入先導性藥物所需的時間、節省研發成本，提升產業的全球競爭力。

而新開發的保健食品素材移轉業者後，可減少業者的研發成本，並大幅降低產業界的風險，縮短

產品進入市場的時程。例如開發具有特殊功效的微藻機能性素材，將可增加微藻產品的安全性及吸引

力，提升微藻類之附加價值，可應用於優質保健食品或美妝產品之開發；開發以微生物生產白藜蘆醇

(Resveratrol)，為國內產業界提供生產白藜蘆醇新技術，將有助於業界開拓此一廣大市場；新穎性配

方技術之開發與應用，藉由膠質載體系統技術的開發，可增進乳酸菌或其他保健配料的穩定性，協助

業者切入日益成長的保健配料市場。

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二、改善代謝症候群保健食品開發技術

（一）技術研發目標

根據行政院衛生署國民健康局的判定標準，20 歲以上成人於腹部肥胖(男> 90 公分、女> 80 公

分)、血壓上升(≥ 130/85 mmHg)、高密度脂蛋白膽固醇過低(男< 40 mg/dl、女< 50 mg/dl)、空腹血糖

值上升(≥ 100 mg/dl)及三酸甘油酯上升(> 150 mg/dl)五項危險因子中，有三項以上顯示異常值時，即

可判定為代謝症候群(Metabolic Syndrome)。代謝症候群容易導致心血管疾病、糖尿病及高血壓等的

罹病率與死亡率的上升。

根據 1993~1996 年及 2005~2008 年的兩次國民營養變遷調查，18 歲以上男性的代謝症候群盛

行率從 13%大幅上升到 25%，女性也從 26%增加到 31%。代謝症候群所衍生的腦血管疾病、心臟病、

糖尿病、高血壓等，更是年年名列台灣十大死因，以代謝症候群為首的慢性疾病，基本上宜由預防著

手，而非事後的醫療。隨著高齡社會的來臨及預期可能攀升的健康醫療支出，食用具有保健功能的食

品將有助於由預防的角度來減少醫療費用的支出，因此如何經由日常生活食品/食材所提供的自我保健

功能，從而使其發生率儘可能的降低，即是本技術研發的重點。目前台灣取得健康食品認證的 194 品

項產品，其中高達 79 項與代謝症候群相關(調節血脂 65 項、調節血糖 7 項、調節血壓 1 項、不易形

成體脂肪 6 項)。根據 ITIS 估算，2010 年代謝症候群保健食品(Functional Food)台灣巿場約為新台幣

331 億元。隨代謝症候群問題的增加，國內保健食品消費趨勢成長，加上近年台灣保健食品外銷東南

亞、中國大陸、香港、美國及日本等巿場已有實質的成長，未來台灣在代謝症候群保健食品巿場的發

展空間及巿場潛力不容小覷。

本技術利用國內大宗物資、食品加工副產物或特有原料等，應用生物轉換、物性修飾等技術，進

行篩選、加工與應用，針對導致代謝症候群的重要危險因子及其主要衍生疾病，進行特定保健原料、

食材及功能產品的開發；此外，亦將機能性配料應用於餐飲服務系統，發展客製化機能性餐食。本技

術之重要研發目標敘述如下。

在開發具有特定代謝症候群保健功能的產品部分，胰島素抗性(Insulin Resistance)與肥胖被認為

是導致代謝症候群發生的最重要危險因子，當代謝症候群的危險因子叢集發生時，風險升高率最大的

就是心血管疾病。本技術針對心血管保健(Coronary Heart Disease Preventing)、改善胰島素抗性以

及減重三方向，進行具有特定保健功能產品的研發。在心血管保健食品開發部分，目標包括開發具有

改善心血管功能的非油脂類產品及機能性油脂新原料，前者選擇國內產業可承接之大宗物資如大豆、

米糠、芝麻、醬油粕等為切入點，配合體外篩選平台及體內功效驗證，因應市場需求，開發能即時導

入市場之具差異化產品；後者則建立降低飽和脂肪酸含量、提升功效性的製程技術，以期建立自主的

保健素材來源。在改善胰島素抗性保健食品部分，利用食品所長期以來所建立的微生物庫資源，結合

如柳丁皮、柿子皮等農副產物，進行生物轉化、萃製等，分別由降低發炎反應及減少脂質毒性

(Lipotoxicity)兩方向，進行具有改善胰島素抗性之保健微生物發酵品的開發。在減重及腹脂調降食品

及配料部分，以榨油副產物脫脂大豆為原料，利用發酵技術，建立具有促進抑制食慾功能的膽囊收縮

素 (CCK, Cholecystokinin)胜肽前驅物以及具有血管收縮素轉化酵素抑制劑 (ACEI, Angiotensin

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Converting Enzyme Inhibitor)活性的胜肽生產製程技術，並配合開發其於餐食的應用，進行人體試食

評估。

在開發食物纖維及抗解澱粉等保健素材部分，纖維以及抗解澱粉(Resistant Starch)都具有降低飯

後血糖上升幅度、減輕胰島素負擔的功能，長期食用並有助於降低心血管疾病等發生的風險機率。惟

目前抗解澱粉價格相當昂貴，國內也無抗解澱粉產業，本技術將協助國內澱粉及素食產業，建立製備

抗解澱粉之技術能力，將低廉之澱粉原料，改變成高價的保健原料，並配合建立提升米麵類主食產品

中抗解澱粉含量的加工技術，開發適合國人飲食習慣的產品。此外，素材再加工是台灣廠商切入國際

保健素材產業的最大利基，本技術亦利用國內食品工業副產物為原料，利用擠壓反應及微細化技術，

建立食物纖維再加工改質技術，並配合調粉技術，改善其口感及產品加工性，以生產高品質食物纖維。

在開發健康餐飲服務系統部分，台灣外食產業市場規模高達新台幣 5,500 億元，其中健康化與精

緻高質化為餐飲發展的二大主流。本技術開發含益生質/益生菌餐飲食材，創新餐飲服務產品，結合模

組化餐飲服務系統與纖維健康餐食服務系統，建構個人化機能餐飲服務系統及連鎖餐飲服務模式，供

應具差異性之優質餐飲服務產品。此相關技術技轉食品製造業，將可促進食品產業與餐飲服務產業串

聯合作。

除此之外，透過共用載體，並可發展出強化功能的食品，例如將含抗解澱粉的食材及纖維食材共

同加進含飽足感機能胜肽(Functional Peptide)前驅物的減重餐食中，以達到同時減重、調節血脂或血

糖的功效。未來並將應用於餐飲技術，發展客製化的機能性餐食。

（二）技術發展藍圖

在開發具有特定代謝症候群保健功能的產品方面，針對心血管保健食品之開發，除延續之前由豆

榖類及植物萃取物配料篩選的結果，配製同時具有心血管保健功能以及良好口味之食品型態的複方產

品，2011 年的另兩項重點為建立醬油粕去醣基異黃酮製備技術，及以酵素方式降低機能性油脂飽和

脂肪酸含量之製程技術。在改善胰島素抗性保健食品之開發方面，2011 年將繼續進行微生物與原料

組合測試，以肝細胞、巨噬細胞脂質毒性細胞模式篩選微生物發酵物，做為 2012 年產品開發的基礎。

在減重及腹脂調降食品及配料之研發部分，2011 年將對先前證實具有促進人體 CCK 產生功效之大豆

胜肽前驅物進行精緻化區分，然後開發相關主食類產品，評估其餐後誘發 CCK 上升的效應；在大豆

ACEI 胜肽產品方面，則將進行 3~6 個月的中長期人體減重實驗，評估其對於腹脂調降的影響。

在開發食物纖維及抗解澱粉等保健素材方面，在抗解澱粉及其加工產品之研發方面，2011 年將

以果膠修飾專利方法，建立製備抗解澱粉的加工製程技術，並將建立含高抗解澱粉含量之麵類主食產

品的加工技術，完成其升糖指數的評估。在纖維高質化技術研發與創新應用部分，則將透過擠壓模具

的設計與開發，搭配超微粉碎改質技術，生產不影響食品感官品質，且具有體外降低脂質吸收功效的

高纖原料。

在開發健康餐飲服務系統方面，2011 年將選擇富含功能性寡醣等益生質之蔬果及市售原料，進

行配方設計，運用乳化與調理技術進行餐飲半成品之開發。另將結合服務體驗洞察與顧客需求分析，

以網路互動式平台，建立個人化機能餐飲需求篩選平台。

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在 2012~2015 年，擬將由食品面向，即由油脂、碳水化合物、蛋白質三大營養，以及農副產物

來進行具有降低或改善代謝症候群的保健食品的開發。在保健油脂方面，擬利用富含 DHA 之藻油為

原料，建立其富集、量產技術，協助國內業者建立 DHA 保健油脂生產技術，不再受制於國外廠商。

在碳水化合物方面，將一方面以抗解澱粉為載體，拓展其應用，協助國內業者開發市場，另一方面則

建立功能性寡糖(Functional Oligosaccharides)的製造技術。榨油後之脫脂大豆有著過度加熱的缺點，

未來擬以全大豆為原料，進行低糖化大豆蛋白/胜肽及周邊機能性副產物的製程開發。隨著國際糧食原

物料供給的緊縮，充分利用農副產品已是未來必要的趨勢，擬將應用物理、酵素萃取及修飾加值等製

備技術，開發具有改善代謝症候群的保健食品，不僅可以提高其附加價值，提升競爭力，且能降低環

境污染。要使健康管理能夠成功，勢必與餐飲結合，因此擬利用食材改質及重組技術，協助食品製造

業者在健康餐飲服務價值鏈中，提供下游餐飲業者更多功能性的食材，成為供應健康素材的服務者，

創造製造業服務化的價值。

資料來源：食品所整理，2011 年 8 月。

圖 2-4-5-2-1 改善代謝症候群保健食品開發技術發展藍圖

（三）產業效益

根據 ITIS 在 2009 年食品產業年鑑的調查指出，台灣保健食品有高達 70%以上的保健素材由國

外進口，且業者多屬中小企業，缺乏充足資金針對特定素材長期投入研發，因此產品差異化不大、生

命週期短，更無法建立與養成具自主性的研發技術平台。本技術針對產業價值鏈各個階段中有競爭利

基的項目，在原料的篩選、研發/技術的創新、配料/配方/製程的產品化、技術及製造的商品化等，投

入研發資源進行開發，以求提升產業價值鏈各階段的附加價值及效益。以原料篩選階段為例，在心血

管保健食品之開發及減重及腹脂調降食品及配料之研發方面，兩者不僅建立相關保健食品的配方、製

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程與技術，且都將進口的大宗物資大豆的各種副產物或廢棄物的附加價值予以有效提升；或利用國內

食品加工業富含生物纖維之副產物製造保健配料，提高保健機能性以及口感，具有取代進口品的產業

效益；配合保健食品效能評估及諮詢工服加值平台的建構，提供產業界研發產品過程所需產品試製、

配方篩選、功能測試等服務，有利於廠商測試市場及評估投資效益，因此將可協助業者掌握關鍵素材

及技術，促成廠商進行新產品的投資，創造差異化、多元化功效的產品。此外，業者深耕及建立保健

食品的技術平台，將進而有利於機械或生技業等周邊產業的發展。另一方面，本技術充分利用國內食

品加工業各種副產物或廢棄物生產具有保健機能之產品，不僅提高原物料資源的附加價值，且能達到

綠色節能的效益。

近年來，國人罹患代謝症候群的盛行率及死亡率不斷攀升，導致醫療費用上漲。依據千禧之愛健

康基金會 2010 年的調查報告，國人代謝症候群相關的醫療費用高達新台幣 910 億元。因此研發具有

改善代謝症候群功效的保健食品，降低其發生率，將可減少龐大醫療費用的開銷，且有助於增進中老

年人的健康，減緩病情發展，提升生活品質。

三、食品與生技製程設備研發技術

（一）技術研發目標

台灣食品與生技相關產業多著重於加工製程與技術之研發與創新，鮮少針對製程設備進行研究開

發。然而食品機械與包裝材料為食品產業重要之周邊產業，有必要促成各產業間的相輔相成，例如藉

由機械產業之發展勢必能扶持食品產業更加茁壯。綜觀全球食品機械發展趨勢，從要求食品機械衛生

安全到制訂食品機械衛生設計(Hygienic Design of Food Machinery)標準，各國無不戮力改善食品機

械衛生層級，以避免受微生物汙染的食品危害人類。以發展較先進之歐美國家為例，除了大環境之食

品機械產業經濟規模大，食品機械業更擁有跨領域技術人才，具有整廠輸出製程設備技術與能力，其

市場則跨足全球。針對台灣食品機械產業發展策略，應可從食品工業與機械業跨領域整合、建立機械

設計核心技術、開發具技術差異化及更高衛生標準之系統、結合官學研資源、扶持中小企業與擴大市

場規模等著手。過去幾年來，政府致力於扶持食品機械產業，以大量資金與人力投入相關製程與設備

的研發，並導入機械衛生設計和製程整合的概念，優先使具微生物危害較高之液態食品充填機械廠商

建構符合衛生安全設計，並結合食品製程管制點監控的理念，強化飲料熱充填系統之衛生設計，使符

合低酸性罐頭食品規範，另將技術應用於延長架售期(ESL, Extended Shelf Life)等級之冷藏乳品充填

系統，將食品機械融入衛生安全設計，有效解決食品製程生物汙染問題，目前仍持續進行其他類別食

品與生技製程設備衛生設計之研發。

在小容量無菌充填系統研發方面，國外液態食品無菌充填系統製造大廠其技術發展和設備開發較

偏重大容量、高產能之乳品和飲料設備，但目前因應保健機能飲品之產品發展型態，小容量玻璃瓶無

菌充填系統的市場浮現與需求大增。然而，市面上小玻璃瓶裝保健飲品之加工方法受限於製程技術、

包裝形式和充填設備，僅有熱充填之製程技術，侷限產品特性於酸性或酸化之產品。因此研發以小容

量無菌充填系統的製程整合技術相當重要，譬如低酸性保健飲品若能利用超高溫瞬間殺菌並結合無菌

充填技術進行生產，將可以保留產品營養成分並提高其價值。

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在微波輔助萃取系統開發與製程整合方面，除了藉由製程與設備的研發以保留更多保健產品中既

有的機能性成分，全球市場對於保健素材的創新開發與相關萃取技術、設備之需求亦與日俱增。近年

來針對微波加工製程與設備研究結果可知，微波因為加熱快速的特性，因此可廣泛的應用在食品的乾

燥、殺菌/殺蟲、烘焙及萃取等，且能減少對熱敏感與機能成分的破壞，使產品之色澤與風味均維持較

佳狀態。反之以傳統萃取方法而言，除了萃取時間長，還須考量萃取溶劑殘留、劑量等問題。因此若

結合微波技術應用於食品成分或機能成分之萃取，促使細胞內壓力增大而破碎，讓胞內物質流出，或

以微波加速溶劑升溫，提高萃取率，其節省溶劑與縮短萃取時間等特性，可使微波輔助萃取

(Microwave-assisted Extraction)製程與設備具競爭力。

在抗菌材料之研發與應用方面，機械設備中除金屬材料外，還有一定的非金屬材料，如塑膠、橡

膠、陶瓷等其他材料。當這些材料與食品、藥品等原料直接接觸時，若材料本身受到汙物附著、老化

或造成有毒物質的溶出，則會對食品或藥物安全具有威脅性。因此食品機械設備中的非金屬材料除了

必須具備緩衝、阻隔或密封等本身所被賦與的性能外，還要滿足衛生安全性。然而國內橡/塑膠產業雖

已發展數十年，生產操作卻注重於勞力投入，在研發高附加價值產品上亦受限人才缺乏與技術研發能

力，致使國際競爭力低落，甚至使得產業外移。倘若導入抗菌技術之功能性材料的研發，使國內橡/

塑膠產業切入關鍵性零組件的開發與生產，並訂定材料衛生標準與規格，除可使機械衛生層級提升，

並提高材料與食品機械之附加價值，另外可促進國內材料、機械、食品等產業之上中下游充分進行連

結與整合。

在高壓殺菌技術之建立方面，由於現今社會對於食品的需求不僅要安全、衛生、可口，擁有美觀

與引起人們食慾外觀的食品更是大受觀迎。各種新型態包裝與非熱加工技術的崛起與應用，足以說明

社會對於食品需求的變化趨勢。高壓殺菌技術最初於 1990 年由日本應用於果醬及果凍的加工，其作

用方式為將食品置於高壓力下而達到滅菌的效果，可分為批次式與連續式二種作用型態針對生鮮原料

或食品進行處理，但尚未完全達到低成本與高速處理之要求，且對於水分低或在高壓下易碎裂之食品

則較不適用。高壓殺菌技術目前多應用於肉品、水產品與水果之加工，由於其不僅可使食品殺菌以延

長保存期限，更能符合現代人對於食品所需之天然、新鮮、少添加物之需求，比起一般熱加工與殺菌

技術可保留較佳風味與營養價值。國外已有部分研究機構與公司擁有相關技術，但針對此技術不完善

部分仍持續改良中。未來期望以高壓殺菌技術結合逐漸成熟之自行研發的無菌充填系統，進行保健機

能飲品之加工與生產，並利用反應動力學試驗平台，確保保健飲品中機能成分經熱加工與儲藏期後之

留存量，使產品較傳統生產方法擁有更優越的品質，其加工技術層次的差異化潛力則成為開拓國際市

場之利基。

（二）技術發展藍圖

國內食品機械產業極需與食品產業跨領域進行整合，整體技術包含小容量無菌充填系統研發、微

波輔助萃取系統開發與製程整合、機械系統中之關鍵材料研發、高壓殺菌技術建立。短期內規劃建立

小容量無菌充填系統整合與關鍵模組設計技術、無菌加工產品製程與品質評估技術、微生物異常分析

與品質管理技術，以及微波輔助萃取與真空乾燥整合設備研發、系統效能驗證與製程整合技術。中期

則進行無菌充填系統所需之功能性材料研發與微波輔助生合成設備研發、系統效能驗證與製程整合技

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術。此外，亦建立指標微生物於高酸性產品模式系統下之高壓殺菌動力學參數，做為新型態加工與殺

菌方式之基礎理論。長期而言，期望能運用創新食品加工技術，研發結合食品製程之機械設備，並以

食品機械之創新與整合，帶動加工製程之合理化。

在小容量無菌充填系統研發方面，建立小容量玻璃瓶容器密封模組之雛形裝置與容器密封性測試

方法，並結合微生物驗證技術，設計可連續滅菌且產能達 3,000 瓶/小時之容器封合雛形裝置。同時利

用化學殺菌劑殺菌效果預測技術，設計可達五個對數衰減期(LCR, Log Cycle Reduction)的殺菌條

件，訂定符合產品特性與容器材質之滅菌程序、管制點量測方法、感測裝置、監測參數和範圍與管制

標準的自動化監測程序，協助食品機械產業建立共通之技術標準，使充填機能達到三次試運轉下發生

十萬分之一以下不良率的驗證程序。而製程條件對保健機能成分破壞則可以批次式與連續式反應動力

學試驗平台，及根據巴斯德滅菌、高溫短時間或超高溫瞬間滅菌之無菌製程，以及熱充填製程進行機

能成分反應動力學參數 D 值(D Value)1與 z 值(z Value)2等數據之獲得，進而調整產品重要成分之起始

添加量與殺菌製程條件，以協助含機能成分產品之最適化製程設計與產品量產技術之建立。

在微波輔助萃取系統開發與製程整合方面，微波輔助萃取為近幾年新興的萃取技術，可廣泛運用

於食品、製藥、美容、保養等產業領域。由於傳統加熱法係利用傳導方式將熱源經容器傳遞至溶液中，

再藉由溶液的熱對流讓熱分布均勻，使溶液溫度升高。而微波加熱係以物質吸收微波能源生熱的方

式，直接對目標物質加熱，不經由容器傳遞熱能，故加熱效率較傳統加熱法更高，能源的使用也更為

節省。目前國內業者尚無相關設備生產與製造能力，大部分是參考國外設計自行調整以規避其專利布

局，因此所生產之設備通常穩定性差及應用性狹隘。本技術整合微波輔助萃取及真空濃縮/乾燥系統，

利用數值模擬技術進行微波共振腔最佳化配置設計，搭配真空套件及冷凝系統可進行微波輔助低溫濃

縮，對待萃物中之熱敏感性及黏稠狀機能成分如超氧歧化酶(SOD, Superoxide Dismutase)、多醣等

進行萃取與濃縮製程技術整合，建立較佳化之製程條件，同時以成分分析數據做為製程中品質管控參

數。

在新興技術研發方面，以新興科技於食品產業之應用為前瞻性研發重點，進行無菌充填系統中所

使用之材料衛生標準與規格之訂定、關鍵功能性材料之研發，以及非熱加工高壓殺菌技術的建立。1.

抗菌材料之研發與應用-食品機械設備用材料由於除了需符合衛生標準外，更需忍受生產與清洗過程

中高溫、酸、鹼以及氧化等條件，並不可與食品產生作用，此非一般工業用材料所能達成。而材料於

長時間使用下會老化、進而失去原有的物性與密封性，導致產品受到材料或微生物污染的威脅性提

高。因此藉由建立抗菌材料於食品系統之適用性評估與驗證技術，以利開發出與食品系統相容，又能

提高製程設備衛生安全性之抗菌技術，將抗菌功能導入於食品機械設備與包裝材料中，提升食品機械

設備的衛生性、可靠性，並維持產品的品質。同時針對機械設備系統中不同機構使用之元件，建立標

準與規格，並研發功能性材料配方，除可提升系統整體之衛生安全性外，同時可帶動食品周邊材料產

業之技術提升；2.高壓殺菌技術之建立-以高壓殺菌技術應用於食品產業，可藉其延長架售期並降低產

品成分受熱破壞等優點，生產高品質產品。首先應建立指標微生物於低酸性產品模式系統下的高壓殺

1 D值(D Value)：在恆定溫度下微生物減少90%所需要的時間(單位：分鐘)。 2 z值(z Value)：微生物D值減少90%所需要的溫度(單位：℃)。

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菌動力學參數，藉此評估高壓之壓力與作用時間對於指標微生物之耐壓性與菌數之變化，並推算出之

D 值與 z 值。同時建立高壓加工處理前後產品之外觀、質地與保存期等品質評估技術。期藉由高壓加

工製程品質管控技術，做為相關產品製程開發與量產商品化的品質依據。

資料來源：食品所整理，2011 年 8 月。

圖 2-4-5-3-1 食品與生技製程設備研發技術發展藍圖

（三）產業效益

2010 年食品機械產業之產值為新台幣 59 億元，而台灣整體機械產值為 4,015 億元，食品機械產

值僅占整體機械產值 1.2%。如何強化食品機械產業生產結構、提高量產能力、速度、技術與降低成

本等競爭優勢，實為應思量之處。藉由小容量無菌充填系統整合與關鍵模組設計技術的建立，以及提

供系統衛生驗證平台，使關鍵零組件之衛生設計層次升級，並促進國內充填系統機械的產值增加。同

時協助國內食品機械業建立自主研發能力，使設備品質提升，替代昂貴的進口設備，擴大台灣市場規

模，預計可為食品機械業創造年產值 2 億元。以食品級機械設備抗菌橡/塑膠材料的研發，可達到降

低設備清洗頻率、時間與生產成本，並提升食品加工設備的潔淨度、衛生安全與耗材耐久性。藉由抗

菌材料的導入以提高食品機械售價，預計可創造 5,000 萬元產值。

社會發展趨勢漸邁向高齡化、小家庭，以勞動人口而言，不僅工時長、女性就業率也大幅攀升，

造成精神緊張、肥胖、失眠等文明病，對於健康食品、膳食補充品等需求日益增加，而高營養價值、

小型包裝、變化多之產品型態也因應而生。2010 年食品貿易成長超過 10%，新產品朝健康與保健趨

勢發展，台灣保健飲品市場亦受看好。2009 年台灣保健食品市場規模約有新台幣 762 億元，其中飲

品型態約占七成，除了有雞精、蜆精等傳統保健飲品外，新加入以青年族群增強體力為訴求之人蔘飲

品，及添加膠原蛋白、木寡糖、珍珠粉與輔 Q10 等機能性素材之女性美容保健飲品，且多為小容量

包裝型態。高價值的小容量保健機能飲品市場規模逐漸擴大，然而，目前國內保健食品產業面臨製程

條件對保健機能成分破壞大等問題，且易受到溫度、pH 值、溶氧量、光線等影響而造成成分衰變現

象。為提升保健產品之品質，關鍵即在於了解並重視保健食品在加工過程及儲藏期間品質之變化。以

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反應動力學試驗平台可提供保健機能成分變化之參數，有助於業者應用於產品製程之改良、確保產品

中機能成分於架售期內與標示含量相符，藉此可提升保健機能飲品之產品範圍、品質和加工技術層

次，達到提高保健機能成分含量及價值之目的，進而帶動保健機能飲品之年產值增加 10 億元。

全球市場對於機能性素材需求日益提高，目前台灣保健素材約有七成進口自國外，機能性素材與

成分廣泛應用於保健食品產業，尤其是保健食品與飲料，不但易於做為載體，更為其提高附加價值，

其型態也獲得消費者較大之接受度。然而現有之機能素材萃取製程與設備對一些黏稠性與熱不穩定原

料容易造成破壞，因此藉由微波輔助萃取及真空濃縮/乾燥技術可較傳統萃取技術縮短約 40%製程時

間，減少 10~30%能源成本，並可克服產品在萃取及濃縮/乾燥過程熱傳不均等現象，提升產品的外觀、

品質與價值，改善業界現有萃取製程技術的不足和生產設備效率低等問題，每年約可節省新台幣 2 億

元以上之成本損耗，同時可為食品機械業產業創造 2 億元以上之產值。目前除歐美國家積極研發微波

技術之外，亞洲地區如日本、中國大陸等亦紛紛投入資源進行結合微波與其他傳統熱源的乾燥技術。

國內各界對微波加熱或應用技術研發較少，近年來食品所已建立多項微波輔助加熱之製程與設備整合

專利技術，並應用於微波輔助油炸、熱風乾燥及萃取等製程，而部分業界亦已具有生產設備開發的能

量。國內中草藥與保養產品市場每年約有 600 億元的市場，因此若能使用微波輔助萃取菇蕈副產品之

機能性成分，廢物利用並做為食品或保養品添加劑，不僅可達到綠色環保之目的，更能降低生產成本、

提高其附加價值，並可藉此機會做為食品與機械業跨足生技、製藥領域之發展跳板。藉由提升國內食

品產業技術與跨領域整合食品與機械產業，促使食品工業轉型、健康產業之創新發展與投資，使食品

與機械產業在國內及周邊國家市場的技術競爭能量升級，進而推動產業國際化。

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