觀光的科學與技術:引言
觀光是一種服務導向的產業,如何利用現代科學與技術,讓觀光服務帶來滿意、熱情,甚至感動,已成為重要的課題。本期專題報導提出了一些更能提升觀光體驗的工具或做法。
標籤: 技術
觀光是一種服務導向的產業,如何利用現代科學與技術,讓觀光服務帶來滿意、熱情,甚至感動,已成為重要的課題。本期專題報導提出了一些更能提升觀光體驗的工具或做法。
2012年,臺灣的出國人數累計達到1,023萬人次,而來臺旅客累計達731萬人次,都創歷史新高,代表著臺灣觀光業的蓬勃發展。而觀光是一種服務導向的產業,如何利用現代科學與技術,讓觀光服務帶來滿意、熱情,甚至感動,已成為重要的課題。本期專題報導提出了一些更能提升觀光體驗的工具或做法。
目前針對旅客的滿意度評估大多使用顧客意見卡,而〈測一測你的旅遊滿意度〉點出目前常見的顧客意見卡的缺失,並從設計與管理配套兩大面向討論與提供建議。
另外,伴隨資訊科技的發展,觀光產業也開始採用相關技術來改善服務品質與加強服務效率。例如旅客出國旅行前往機場搭機時,經常花費許多時間劃位登機與等候,且無法依據個人意願挑選到適合的座位,因此業者利用資訊科技逐漸導入自助式報到櫃臺與線上預辦登機服務,以免除劃位登機等候與客艙座位無法預先選擇的困擾。這自助式報到櫃臺與線上預辦登機服務的概念,也會在〈預辦登機與自助報到服務〉中討論。
而出國旅遊時得大排長龍等候海關人員查驗通關的景象,也可經由自動查驗通關系統,讓旅客能自助、快速、便捷地通關,使查驗時間由平均30秒大幅縮短至12秒。這自動查驗通關系統包含了生物辨識技術、晶片護照查驗技術等高科技的運用,〈便捷的自動查驗通關系統〉討論了這些高科技的運用所帶來的隱私問題,並提出建議。
交通部觀光局近期的「國人旅遊調查狀況」顯示,國內遊客的旅遊資訊來自於「電腦網路」的占了36.6%。透過網友們彼此分享旅遊經驗,直接影響了網友的看法和決定,使得旅遊網路服務與平臺提供了更多的生產力、效率和影響力。網際網路已成為國人蒐集旅遊資訊的重要來源之一,〈觀光的「玩」美體驗〉會深入探討網際網路與觀光的關係。
此外,〈應用雲端技術觀光旅遊〉說明近年來雲端科技與智慧型手機的發展,如何使旅行者在旅遊時便利了許多。旅遊應用軟體的開發(如交通部觀光局推出的「旅行臺灣」應用軟體),可透過智慧型手機把旅客的需求傳送到雲端系統,待運算結果出來後再回傳至手機,旅客就能收到想得知的訊息。因此,搜尋旅遊當地旅館、餐廳、遊樂區、旅遊地圖等的資訊,變得容易且即時,使得大家都能輕鬆成為經驗豐富的旅遊達人。
觀光旅遊已經正式邁入資訊科技的時代,透過智慧型手機、雲端運算與網際網路,遊客可以即時獲取資訊,享受旅遊的樂趣,更可消弭以往因旅遊資訊缺乏所造成的缺憾,旅遊業者也可利用資訊科技開創出高效率與品質的服務。希望藉由本期專題報導的分享,可讓讀者更了解目前科技演變在觀光發展上應用的趨勢。
全球暖化與溫室效應是全人類共同面臨的環境問題,也影響餐飲業的永續發展。綠色餐廳的出現、從自身做起的環保風潮等,都是為了保護環境、減少碳排放所產生的進步。
近年來國人民生消費用於外食的比重日趨增加,行政院主計處統計資料顯示,民國100年平均每戶消費支出是72.9萬元,餐廳及旅館就占了其中的10.2%,顯示我國消費者已開始追求生活品質的提升。
根據這份資料又發現,環保、樂活、綠色、碳足跡等詞語近年來廣為消費者聽聞或掛在嘴邊,目的都是為了提升消費品質,促使餐廳提供健康的餐食。而綠色餐廳的出現、從自身做起的環保風潮等,都是國內為了保護環境、減少碳排放所產生的進步現況。
飲食產業者對活絡臺灣經濟具有相當重要的貢獻,然而在經濟發展的同時,其對生態環境的影響不容忽視。觀光局在2012年對國外來臺旅客調查顯示,觀光客的主要活動之一是品嘗臺灣在地美食,由此可知餐飲業在觀光產業中確實扮演著重要的角色。
然而,如何在餐飲產業的利潤和永續經營的天平上保持平衡,已成為當今產學界共同關注的焦點。當全世界都在尋求永續之路時,我國的餐飲產業應如何面對能源及環境變遷的衝擊,無疑是政府、業者及全民急需解決的要務。
以往「綠色」一詞較難與餐飲業者掛上等號,但根據臺灣數位時代2012年所舉辦「綠色品牌大調查」的結果,在各大產業中,餐旅類都占據前五名,可見餐飲業中綠色的意識已逐漸抬頭。
目前業者大多了解餐飲業在能源、水資源、廢棄物等問題上,其實是較難做到完全綠化,因為需要花費一大筆成本去改變現況,因此有些業者從較方便執行的食材上著手。正巧目前許多農產業者考量到消費者的需求轉變與環境的惡化,開始種植有機食材或無農藥的蔬果。對於餐廳業者而言,只需選擇好的當地食材,就已是往綠色餐廳的方向跨出一小步了,這種做法是較容易被接受的。
綠色餐廳的定義及評量指標
「綠色餐廳」(green restaurant)一詞是1994年由Lorenzini所提出的,他指出「綠色餐廳」是一種對環境友善,並以有效利用能源的概念建造、設計、營運並處理廢棄物的餐廳。從上述描述中,可以得知綠色餐廳從外觀的建築整體設計到內部的廚房器材,甚至廢棄物、廚餘的處理等,都要有「綠化」的概念。另外,美國非營利組織也於1990年創立了「綠色餐廳協會」,強調能源節約與物資善用,以及推行綠色餐廳認證。
綠色餐廳協會的認證制度提供了一個便利好用的評量系統,來獎勵重視環保議題的餐廳,認證標準包括:能源、水、廢棄物、即棄性用品、減少化學物及汙染、永續食物、永續裝潢與建材七大類別。透過這樣一個完整的認證制度,餐廳得以營造一種完善的綠色餐廳的品牌形象。
國內也有各種公權單位所推行的綠色餐廳評鑑指標,雖不像美國的非營利組織擁有多年的歷史與完善的評鑑類別及項目,但塑造及鼓勵綠色餐廳的目的是一樣的。例如2012年高雄市所推行的綠色友善餐廳,目的是為了透過健康(安全)農業發展方向,結合消費者、餐廳業者、生產單位等共同塑造一種綠色飲食文化,以響應低碳飲食,支持在地安全食材。
筆者在參考美國的綠色餐廳認證標準指標,以及訪談臺灣餐飲環保和節能減碳的學者專家後,萃取出我國餐飲業節能減碳評估指標的架構,包括「能源」、「有效用水」、「永續食物」、「廢棄物」、「永續性家具與建材」5大構面,共35個指標。
國際趨勢與臺灣現況比較
世界各國在餐飲領域都優先制定環境、環保、能源與綠色標準,如美國綠色餐廳協會的綠色餐廳認證就把標準指標分為七大類別。英國超市巨頭Tesco在其自有品牌產品上推出計算過的碳標籤,許多代表政府的機構也制定了食物計算資訊,以協助消費者選擇低碳食品。香港環境保護署也制定飲食業環保措施指南,詳盡介紹推動環保的重要性,以及各種餐廳實用的環保措施。我國政府在推動這綠色計畫時,希望由全民日常生活做起,最終達到全民活動。
餐廳所排放的汙水大多含有過量的油脂,會造成嚴重的水汙染問題。要有效控制水汙染,應減少用水及適當處理廚餘和廢油,如用熱水預先清洗碗碟、減少使用洗潔精、避免使用過量的食油、分隔處理廚餘和廢油。其次是安裝及使用截油槽,使其能有效分離汙水中的油脂,讓較輕的油脂浮於水面,較重的物質則留在截油槽內。
在餐飲業方面,我國環保署與便利商店協商不主動供應免洗筷,為垃圾減量與節能減碳努力;並提供食物里程概念,即餐品應強調運用當地新鮮食材入饌,以減少不必要的運送程序及車程。
觀之美國所訂定的「綠色餐廳」計畫,與其他國家含我國(如高雄市農業局)所推出的仍有些許不同。例如美國是考慮餐廳「綠色」的全部面向,其他國家則考慮單面向或僅有「食材」部分,可見世界各國在綠色餐廳及評鑑制度上都有再努力的空間。
綠色餐廳典範與夢想發展
在地食材、生產履歷、降低食物里程數等,都是臺灣各餐廳希望執行的目標,因為可以降低成本,並且選擇健康食材為消費者把關,也可提升或建立餐廳的綠色形象。
連續兩年蟬聯綠色品牌大調查第一名的某連鎖漢堡店,從一開始的品牌形象就是打著安心、健康。食材的選擇採用契作農場方式以挑選符合規格者,為了減少食物里程,又推出生產履歷,目的都是使消費者了解食材是來自健康且安全的的產地。
在廢棄物方面,則執行:內用餐具以取代一次性使用的紙杯或塑膠杯、設置各種規格的回收設施及標誌以達到有效資源回收、以回收的廢食用油為原料製成洗衣專用皂絲、把一般的塑膠容器全面改為可自然分解材質的容器等。
由上述措施可以顯現這連鎖漢堡店對於廢棄物的處理確有其用心的軌跡,但可惜的是,在能源、水資源、建材等方面的努力,則比較沒有像食材選購與廢棄物處理那麼突出,這是未來可努力的方向。
另一個知名且在綠色品牌調查上也有好成績的是某連鎖咖啡店,這企業在2011所推出的綠色門市,主打的就是綠色建築。位在內湖的第一家綠色門市甚至獲得2000年美國綠建築(USGBC)的綠建築評分認證,領先能源與環境設計(leadership in energy and environmental design, LEED),這綠建築的評鑑目的在推動建築物具有永續性的設計與建造。
以LEED綠建築的規範建造的內湖門市,從建築的整體設計到室內裝潢的規畫,雖然耗費的時間比一般的門市長,但門市內能源與水資源的使用比起其他的節省了30%。另外,設計有「雨水回收系統」,回收的雨水則做為植栽灌溉及水池之用。這樣的綠色概念店,一般的餐飲業者可能較不易仿傚規劃,因為整體規劃所需耗費的成本較多,時間也較長。
另一家執行綠色餐飲的餐廳,是走高檔食材的火鍋餐廳,其食材都是由自家企業的農場所供給,且由自家餐廳製作。由於這個集團由自家的農場生產有機蔬菜,以提供新鮮在地食材給集團餐廳,使提倡且重視自然原味食材的消費者能夠充分享受其餐點。
執行綠色餐廳的好處
餐廳執行綠色計畫,不僅可保護環境,提升消費者心目中的企業形象,對餐廳本身也會帶來不少好處。如某漢堡企業因對環境垃圾處理的用心,如導入內用可重複使用的馬克杯、湯杯及玻璃杯,而實際減少了25%的垃圾處理費;設置各種規格的回收設施及標誌,又使一般垃圾可減量達50%;另把塑膠容器全面改採天然玉米提煉的聚乳酸(PLA)材質,更是減少了碳排放、營運成本等,這些都是執行綠色行動帶來的利益。
從某連鎖咖啡店綠色門市的角度來看執行綠色餐廳的好處,可能就在於能源與水資源上變得較節省。綠建築比一般建築節省能源30%、透過「雨水回收系統」也可把回收的雨水用來灌溉花草植物。
小小動作就能使環境改善前進一大步,不只是餐廳企業應執行綠色環保行動,一般消費者也應從採買有機食材、使用環保購物袋或使用有節能節水標章的洗碗機等生活用品做起,確實執行綠色行為。餐廳業者若進行綠色計畫,是對消費者環保、健康的社會責任盡一份心力,上述典範餐廳各種綠色作為可以提供其他業者仿傚及參考。
餐廳品牌形象的建立是其企業的代表象徵,應從管理者做起,建立與培養綠色知識,進一步對員工進行環境綠色及環保的教育訓練,以及採購綠色食材,最後就是餐廳整體環境及設備的改善。消費者對綠色、環保知識也應有一定的認識,懂得選擇對環境友善的食材、用品,才能夠達成生態永續,給予下一代更高品質的生活。
國際上已有許多環保旅館成功的例子,除了長期能降低成本之外,業者還能落實企業的社會責任,提升企業形象與消費者的認同,對旅館本身與社會大眾都有利無害。
旅館的環保責任
隨著能源與自然資源匱乏的危機,各界逐漸關注節能減碳的議題與實行情況。儘管近年來觀光旅遊業的蓬勃帶動了許多地區的經濟發展,卻暴露出其高耗能、汙染與過度浪費自然資源的問題。旅館是觀光旅遊業的一個重要伙伴,因此環境責任議題對旅館業來說也是一項不可忽視的挑戰。
為了滿足旅客在食物和住宿方面的需求,旅館在營運及提供服務時確實會對環境造成顯著的影響,如大量消耗能源、水、非再生資源等,也造成大量的溫室氣體排放。
舉例來說,大量的固體廢棄物是旅館目前面臨的重要環境議題,旅館營運所產生的固體廢棄物比一般家庭高出許多。美國綠色旅館指南指出,一間旅館在一周內所消耗並產生的廢棄物,比一百個美國家庭一年消耗的還多。此外,經濟部能源局也指出,我國國際觀光旅館因24小時營業的特性,加上耗能設備密度高,因此平均單位面積耗能高達246.6 kWH/m2.y。由此可知,在全球旅館數量不斷上升的同時,上述挑戰代表著旅館業應該為造成全球暖化擔負起更多的企業責任。
根據2009年世界旅遊觀光協會的統計,旅館業雖然已逐漸意識到節能減碳的重要性,但是大部分的中、小型旅館,尤其是開發中國家的旅館業,並未具備足夠的知識與技術來改善本身的環境管理績效。
我國環保署在2008年底制定「旅館業環保標章規格標準」,希望透過環保旅館措施及認證標章的宣導,提升旅館業者相關的知識與技術,讓他們有明確可行的標準可供遵循,一同為地球環境的永續發展盡一份心力。
什麼是環保旅館
環保旅館又稱為綠色旅館、生態友善旅館或永續旅館。美國綠色旅館協會把綠色旅館定義為「對環境友善的旅館建築物,旅館管理者積極推動省水、節能、減少廢棄物計畫,不僅能節省支出,並有助於保護我們唯一的地球」。
國際上早已有許多綠色旅館的組織及規範,如1995年美國的「綠色標籤」、1997年英國的「綠色觀光業計畫」、1998年的「北美綠葉旅館評等計畫」、2004年加拿大的「綠鑰匙評等計畫」、「歐盟環保標章旅客住宿服務業計畫」等。此外,許多旅館業也採用ISO 14001 與LEED (ladership in energy & environmental design)綠建築等環境認證計畫,希望獲得國際環保團體的認可與支持。
綜合各國環保旅館的標準,可看出其基本原則是省能源、省水、低汙染、減少廢棄物及回收可再利用的資源,並強調旅館應降低營運對環境的衝擊。
由於我國對環保旅館的推動比歐美先進國家晚,因此環保署在推行環保旅館標章的過程中,初期著重於鼓勵旅館業者減少廢棄物,降低床單、毛巾的更換率,提升資源回收的效率等。此外,相關的審核標準還包括企業環境管理監控,節能、節水措施,綠色採購,危害物質管理等七大面向,這些面向與相關細節都要符合環保署制定的標準,才能獲得環保旅館的認證標章。
為了普及這項認證並降低申請通過的困難度,環保署於2012年修訂了環保旅館的標準,把認可程度分為金、銀、銅三級,並把民宿納入評核的範圍。如此一來,旅館可依據其本身的營運狀況申請不同等級的標章,藉以刺激更多的業者參與,投入環保旅館的行列。
落實綠色措施
環保旅館需要靠業者、員工及旅客共同的參與及配合,方能達成環境管理積效的目標。環保旅館的綠色措施,基本上可分為內部與外部措施。
內部措施是指旅館高層對環保改善的決心、環境管理監控、館內節能減碳設備與設施的增添及改善,包括旅館應對員工進行環保及節能減碳的教育訓練,貫徹並檢討改善節能與省水政策、危害性物質管理、垃圾分類、資源回收與汙染防治等,較不直接影響到旅客的活動與所享受的服務。
外部措施則是指旅館需要旅客一起配合的環保措施。旅客在入住環保旅館時,顯而易見的外部措施包括不主動提供可拋棄的一次性備品,如牙刷、牙膏、浴帽、紙拖鞋等,而改採可再利用或避免一次性的用品,如把紙杯更換成玻璃杯,沐浴用品則改以填裝式或壁掛式的容器提供。在省水與節能裝置部分,使用水流量較低的蓮蓬頭、省水馬桶,以及客房採用連動式鑰匙等。此外,為了響應低碳飲食,旅館餐廳優先選用在地食材,以減少食材運送過程中所產生的碳排放,也能帶動當地農業的發展並回饋社區。
在旅館對旅客的宣導方面,業者除了在訂房時鼓勵客人自備盥洗用具外,在房間內也設置環保標語或宣導卡,希望旅客在入住期間,不需每天更換床單或浴室布巾,以減少廢水及廢棄物的產生,並藉以教育消費者節能減碳的觀念。
另外,環保旅館也鼓勵客人搭乘大眾運輸工具旅遊,或由旅館提供在地交通轉運站的接駁車服務,甚至在休閒設施方面增加腳踏車租借服務,或規劃步行導覽行程,以減少旅客在旅遊過程中產生的碳排放量。
環保旅館實例
成為環保旅館所需投入的成本,一開始雖然可能高於非環保旅館,但長遠而言,整體營運成本卻能降低,更重要的是能夠減輕對環境所造成的汙染與破壞。國際上已有許多環保旅館成功的例子,除了能長期降低成本之外,業者還能落實企業的社會責任,提升企業形象與消費者的認同,對旅館本身與社會大眾都有利無害。
以美國加州的Gaia Napa Valley Hotel為例,這旅館由我國的僑民所創辦,是全世界第一間獲得LEED黃金級認證的環保旅館,常獲得各界及媒體的報導。
Gaia依環保訴求打造,包括建材僅使用來自500英里以內的商業木材,避免砍伐天然林木,以減少長程運輸所消耗的能源與製造的汙染。旅館從大廳至客房採用可回收材質的地毯、磁磚,以及低揮發性物質的油漆。另外,男廁的小便斗不用自來水沖洗,改用消臭塊除異味,並採用高效率的省水馬桶,比一般省水馬桶更節省水資源。在廢水處理方面,設置淨水回收系統,淨化後的廢水可用來澆花等。在節能方面,更充分利用加州陽光充足的特性,旅館內的光源採用特殊設計的太陽燈管,還可儲存太陽能供夜間使用。
Gaia儘管在建築設施上需砸下較多的資金,但規劃完整的節能設計有助於省下許多水電費,啟用7個月後就開始轉虧為盈,同時受到許多旅客的支持,成功打破了一般人對環保建築高花費且成本難以回收的刻板印象。
環保旅館的挑戰
儘管環保旅館有助於降低資源消耗及對環境的衝擊,但對強調顧客至上的旅館業而言,推行節能減碳時所遭遇的困境是顯而易見的。例如,光是不主動提供拋棄式盥洗用品,就已使得許多旅客感到自己的權益受損。且越具規模的飯店,尤其是旅客的環保意識較低時,實行環保措施時所需要承擔的抱怨和風險越多。因此,旅館業者往往在推行環保措施時,會遭遇到消費者期望、經營管理、獲利及環保之間的矛盾與挑戰。
另一方面,要打造一座環保旅館並不容易,相關設備與設施在設計初期就需全面的規畫,才能收到最佳的成效。例如,旅館是否要選用綠建材及淨水、儲能設施,這些較昂貴的建造成本容易讓業者打退堂鼓。
在消費者端,加強大眾的環境教育是支持環保旅館不容忽視的一環。若旅客及旅館員工缺乏環保意識,旅館在推行節能減碳的措施或環保活動時,可能收不到預期的成效。如此一來,旅館投入環保的意願自然會降低。相對地,若越來越多的旅客在旅遊住宿時能更加重視環境永續的概念,選擇並持續支持環保旅館,或身體力行環保行動,應能促使更多的旅館願意從事綠色環保措施。
同心協力救地球
當觀光旅遊業促使世界各地的人們頻繁往來與文化交流的同時,也挾著強大的經濟力成為許多國家政府關注的焦點。然而,全球化及觀光旅遊的發展對自然環境的破壞、加上能源不足的問題是全人類即刻需面對的問題。
節能減碳無庸置疑是旅館業善盡社會責任的重要任務,業者、員工、消費者、政府、社區、供應商、監督單位等利害關係人須共同為打造一個具永續、活力、美好的觀光環境而努力,而環保旅館的推廣就是一個實踐永續觀光的好開端。
我們常用「色香味俱佳」來讚賞一道佳餚,顯示菜餚是一個多重感官評價的產品。怎麼讓菜餚更適口、保留更多營養、色澤更誘人、風味更佳,都必須從食物製作的科學內涵著手。
廚藝是一門應用的學問,展現與結合了精練純熟的技術、上山下海的食材知識、令人低迴品味的飲食文化、如詩如畫的餐飲美學,更少不了食物製備過程中掌控精準的物理化學變化。怎麼讓菜餚更適口、保留更多營養、色澤更誘人、風味更佳,都必須從食物與製作的科學內涵著手。
廚藝與感官的饗宴
我們常用「色香味俱佳」來讚賞一道佳餚,顯示菜餚是一個多重感官評價的產品,也說明了美食並非單用嘴巴品嘗的。除了色香味之外,「觸覺」也是令食客滿足的另一個感官條件。而較少被提及的「聽覺」,在某些時刻也能展現出吸引人的功能,例如鐵板上滋滋作響的食材與醬料、咬下酥炸雞腿的清脆斷裂聲等,都是用餐時的聽覺享受。
就味覺來說,酸、甜、苦、鹹是食物的四原味,就像色彩學中紅、黃、藍三原色。但菜餚與食品往往難以用單純的四原味來描述,而是雜陳的複合味。且除了四原味外,還有第5種味道「鮮味」,明顯存在於味精(麩胺酸鈉)、鯷魚、乳酪中。
在眾多味覺中,人類對於苦味最敏感,對於甜味最喜愛,鹹味則是一般烹飪調味的主味。味道會互相影響,產生對比、相乘、抑制等作用。例如,在熬煮紅豆湯時,添加少量食鹽能夠凸顯甜味,並讓紅豆湯不死甜。辣味和澀味則是與觸覺較相關的味道。辣味與痛覺相似,具刺激食欲的效果,辣椒素、胡椒鹼、肉桂醛、生薑醇等是常見的辣味物質。澀味則是澀味物質與舌頭黏膜蛋白質形成強烈的不可逆結合,使舌頭有收斂的感覺,最常見的就是紅酒、茶葉中的丹寧。
就視覺而言,食物的色彩直接影響我們對風味的感受,像草莓冰淇淋的顏色越深,我們越覺得草莓的風味濃郁。人們也習慣透過顏色判斷食物、菜餚的種類,在各種顏色中,紅色、橙色與黃色讓人聯想到成熟的水果,最能刺激人們的食欲,綠色、藍色等冷色系則反之。
由於色彩視覺的重要性,許多廚藝的目的在於保留或增進色澤。例如,蔬菜中的葉綠素接觸酸性物質像草酸、醋酸,會使顏色變為灰綠,因此煮菜時可用大量的水來中和蔬菜裡的酸度。而炒菜不加蓋可使揮發性酸逸失,高溫短時的加色方式也可減少加熱時葉綠色的變化,以保持菜色的鮮綠,給人可口的感覺。
就觸覺而言,溫度與質地是一道菜餚給人的觸覺感。環境溫度與食物溫度常用來互補,如在溼冷的天氣中,一碗熱湯能夠撫慰人心;燠熱的午後,冰涼爽脆的沙拉可喚起食欲。溫度也與味覺相互影響,如冰鎮會抑制甜味,回溫的生菜使人有不新鮮的感覺。因此,一位優秀細心的主廚注重每一道菜餚的最適溫度,以及器皿是否需加熱或冰涼處理。
食物的質地如同味道般百變,光以油炸菜餚而言,就有酥脆、脆硬、酥軟等不同口感。在餐點設計時,往往會運用不同的質地做搭配,以達到食用者口感的最佳平衡與變化。如具有咬勁的肋眼牛排會搭配綿密柔滑的馬鈴薯泥,以及鮮嫩的豌豆粒。或是一碗柔滑清淡的粥品搭配一條酥脆的油條,觸覺上就能有互補的效果。
就嗅覺來說,當人們經過糕餅剛出爐的店鋪或燒烤店時,常會受到香味的刺激而感到飢腸轆轆。入口前的嗅覺可稱為香氣或氣味,入口後氣味與味道合稱為風味。菜餚中大部分風味是取決於香味,雖然大自然中的香味物質相當多,但在烹調過程中會流失大量的香味,因此在製作菜餚時,會運用許多具有強烈氣味的香料增加風味,包括香辛料、藥草等。
香辛料的來源廣泛,包括植物的果實(如辣椒)、種子(如胡椒)、樹皮(如肉桂)、花(如番紅花)、根莖(如大蒜)、豆莢(如香草)等。芹菜、肉桂、胡椒、荳蔻、香菜等也可以增添食物的芳香味。另外,香料也具有矯臭、脫臭的效果,像風味濃烈的羊肉常搭配丁香、孜然、小茴香,來修正羊肉可能的羶味。
食物的物理變化
廚房好比是一個食物實驗室,不論家庭廚房或商業廚房,運作時,都在進行無數的物理與化學變化,才能把樸實的原料食材轉為一道道令人驚嘆的美味。
食物的物理變化是指使食物的形體產生改變,但未產生出新的物質。例如,把牛乳乾燥成水分含量5%以下的粉末,經過這種從液體到粉末形態的改變,牛奶就可以在室溫中儲存,儲存空間也變小。
廚房裡常見的應用如在烹煮一道豬肉料理時,可透過切片、切絲或拍打等機械式的嫩化方式,甚至以嫩化機做針戳與刀割割斷豬肉的肌肉纖維及結締組織,使肉片較軟嫩。同樣一塊豬肉,切絲、切片、切丁或切塊都會影響烹煮後的口感,也會影響豬肉吸收調味料與醬汁的程度。因此,對廚師來說,考量一塊肉的部位與烹調方法來決定肉應如何切割,也是一門重要學問。
另外一個食物物理變化的例子,是日本料理中有一道「一夜干」的菜餚,源於日本漁民保存鮮魚的方式之一。就是把捕獲的鮮魚處理乾淨後浸泡在鹽水中,再風乾一個晚上,透過高鹽脫水的方式來抑制細菌,並因風乾使魚肉鮮味更加濃縮。
食物的化學變化
比起食物的物理變化,烹飪過程中更常出現各種化學變化。
食物的酵素在食物變化與烹飪中常扮演重要的角色。例如,廚師希望豬肉或牛肉更加柔嫩時,常用蛋白質分解酵素做為塗抹、醃製或注射的材料,其中使用較多的是木瓜酵素與鳳梨酵素。酵素嫩化的過程中,會先作用於肌肉表面的肌纖維膜,再水解肌動凝蛋白,最後才分解肌肉纖維。
然而,酵素的變化也可能產生不受歡迎的情況。例如,某些蔬果如蘋果、梨子、香蕉、馬鈴薯的酵素性褐變,當這類蔬果中的多酚氧化酶遇到氧氣時會發生變化。簡單的抑制酵素褐變方法,如把切割後的蔬果包裝密封或浸在鹽水中以隔絕氧氣,或添加維生素C以抑制酵素的活性。
以單純的食材—糖—而言,能產生的化學變化就相當多元。如糖在高溫或以酸鹼處理時會變為棕色,稱為焦糖反應。焦糖反應常做為菜餚或食品的著色劑,以及增加芳香氣味,如焦糖布丁、醬油所使用的醬色等。
澱粉類食物的化學變化相當複雜。例如,麵粉經過乾熱炒熟炒香產生糊精化作用,成為古早味點心「麵茶」。臺灣小吃中的肉羹、魚羹與蚵仔煎則是運用了澱粉的糊化作用,把澱粉做為餐點的增稠劑。
雖然澱粉糊化似乎是很簡單的烹調步驟,但是操作不當,糊化的效果會大打折扣。糊化作用需要把澱粉均勻散布在水中,充分溶解後才再加熱使其糊化,澱粉水太濃或太稀時,糊化效果都不佳。加熱溫度對於糊化效果也有很大的影響,根莖類澱粉如太白粉若加熱到沸騰,反而會變稀,穀類澱粉如麵粉則要煮至近沸騰。由此可知,精準掌握食材特性有助於烹飪的成功率。
雞蛋具廣泛用途,是廚房中不可或缺的基本食材。光就早餐來說,就有荷包蛋、炒蛋、帶殼水煮蛋、不帶殼水煮蛋、蛋捲等形式。因雞蛋具有增稠性、凝固性、成形性、起泡性等特質,因此產生了許多進一步的應用與變化。
雞蛋的凝固是由於蛋白質受熱變性的結果,蛋白在62度時就開始變性,但蛋黃的凝固溫度較高,65度才開始變性。雞蛋在烹調過程中遇酸會使凝固溫度降低,加糖則使凝固溫度提高。這就是為什麼在煮不帶殼的水煮蛋時,會在水中加一點醋的緣故。
雞蛋的起泡性則是蛋糕膨鬆充滿空氣的重要原因,當蛋白打至氣泡穩定可站立的程度時,就能提供蛋糕所需的結構強度,也就是使膨鬆蛋糕切面充滿小氣孔的基礎。
廚房的魔術秀
你能想像一杯調酒變成一顆如小乒乓球的固體,在入口後固態隨即變成氣體,散發出調酒的香氣與味道?這種風行已久的分子料理在餐飲業似乎還是充滿爭議,許多批評者認為這樣的料理太過造假與糟蹋食物,也有人質疑其安全性。
然而,這種結合化學實驗般的料理也有擁護者。英國著名分子料理餐廳「肥鴨餐廳」,除了拿下《米其林餐廳指南》三顆星,也被著名的《世界最佳餐廳》雜誌評選為世界最佳餐廳之一。肥鴨餐廳主廚Heston Blumenthal認為分子廚藝對他而言,就是傳統廚藝的衍生。的確,在分子料理的手法中,一些料理就是運用了食物的焦糖化現象、梅納化反應等基礎變化,把食品科學發揮得淋漓盡致。
例如,以液態氮製冰並非近年才發明的技術,早在1907年的倫敦皇家學院,就以這種材料來製冰。法國化學家Hervé This提倡以液態氮取代傳統的冰淇淋機,使冰淇淋的冰晶更細緻,因而口感更柔滑濃郁。液態氮是一種如水一般的透明液體,其液化溫度接近攝氏零下200度,因此在室溫下就會沸騰氣化。利用這一原理,廚師把冰淇淋原料置於容器中後,倒入適量的液態氮,再緩緩攪拌讓其沉在容器底部。如此一來,室溫氣化的氣泡就會被冰淇淋原料包留住。
許多食材都可以轉變形態,以慕斯的形體呈現。製作慕斯的工具包括氣壓奶油瓶與氮氣瓶,當以奶油槍把氮氣打入鮮奶油中時,鮮奶油中的脂肪會開始結晶,有助於穩定鮮奶油的狀態。氣壓奶油瓶需先填裝氣彈,把氣體打入盛裝在裡面的材料中,因而可製作出慕斯的效果。因此,不論是甜的或鹹的食材,先製作成不含顆粒的滑順液體或泥狀物,與鮮奶油充分結合成為濃稠的乳化物,再使用奶油槍使脂肪包覆住空氣並結晶,就是一道口感輕盈的幕斯料理。
利用晶球化作用可以產生入口爆漿的特殊口感與食用趣味,像球與膠囊般的小圓球,卻內含各種滋味的液體。這種製作方式是把液體如果汁或湯汁做為備料,把液體緩緩加入海藻酸鈉後攪拌均勻,每100公克液體材料加入1公克的海藻酸鈉,海藻酸鈉溶液可置入球狀模型冷凍成形,再把球狀液體浸在鈣離子溶液中至少1分鐘,海藻酸鈉與鈣離子接觸會結合成膠狀物,而形成一顆顆以薄膜包覆液體的球狀物。海藻酸鈉液體也可裝在注射器中,以推擠注射器的方式把小顆狀的液體滴入鈣離子溶液內,形成具特殊風味的小珍珠。
每天形形色色的食物環繞著我們,享受美味的同時,所接觸的這些餐飲衛生與否,您知道嗎?讓餐飲衛生成為我們每天最需關注的課題吧!
食物中毒知多少
何謂食物中毒?吃了東西,拉肚子?其實食物中毒的判定有一定的程序。根據美國疾病管制局的定義,因食用相同的食品導致二人或二人以上產生相同症狀,並由可疑檢體或環境檢體分離出相同類型的致病原因,就稱為一件食物中毒。但因攝食肉毒桿菌或急性化學性食物中毒,即使只有一人也稱為一件食物中毒。
造成食物中毒的原因相當複雜,包括細菌、病毒、天然毒素、化學物質等,也可能包括物理性的異物如小石頭、頭髮等的入侵。一般發病潛伏期,細菌型的是1~2天,毒素型是數分鐘至數小時,視食入汙染食物多少而定。
食物中毒菌
臺灣地區夏季炎熱、高溫多溼,是許多微生物繁殖的季節,一旦保存不當,就可能造成食物的腐敗。一般造成食物中毒的常見原因,是「生、熟食交叉汙染」、「熱處理不足」及「烹調完食物放置在室溫環境中過久」,這些都是夏日易造成食物中毒的原因。易感染食物造成中毒的微生物如下:
腸炎弧菌 腸炎弧菌在許多沿海國家,如臺灣、日本、東南亞各國、英國、荷蘭及美國,都是常見的食物中毒致病菌。臺灣四面環海,海鮮及水產品相當普及,因此腸炎弧菌是臺灣細菌性食物中毒的第一名。腸炎弧菌的汙染主要是夏日炎熱致使菌種繁殖,且經交叉汙染所造成。海鮮器皿、刀具、抹布等受到過菌種汙染,若未再經過妥善的清潔,就可能造成汙染。
金黃色葡萄球菌 金黃色葡萄球菌是國內僅次於腸炎弧菌的食物中毒菌,常在肉製品、乳製品、生菜沙拉中出現。這種細菌主要存在於人體的皮膚、毛髮、鼻腔及化膿傷口中,汙染是因為個人的衛生不佳所致。這球菌具有毒素,雖經高溫也不易去除,惟有注意個人衛生,才是預防之道。
仙人掌桿菌 易造成仙人掌桿菌中毒的食物是中式食品及米飯製品,主因是烹調後未立即食用。臺灣便當常以米飯為主食,若未能在2小時內食用完畢,且未熱存於攝氏65度以上,就易引起中毒。因此民眾購買便當後應立即食用,業者也應注意熱食的保存。
沙門氏菌 沙門氏菌廣泛存在於動物界中,可藉由人、貓、狗、蟑螂、老鼠等途徑汙染,主要是食入受汙染的肉品、蛋品、乳品等高蛋白食物,一般藉由高溫就可殺滅。
肉毒桿菌 肉毒桿菌不同於一般微生物般好氧,因此存在於厭氧的環境中,諸如罐頭食品、真空包裝、醃製食品等都易造成這種病菌的繁殖,且致死率高。民國99年至100年間,臺灣地區多起肉毒桿菌中毒的主因都是食品的真空包裝不良,因此民眾應選擇優良廠商所製造的真空包裝食品、罐頭食品及醃製產品,食材應掌握新鮮、煮熟的原則。
諾羅病毒 每年的10月至12月間是諾羅病毒感染的高峰期,主要造成流行性腸胃炎,是目前最常引起病毒性腸胃炎的病毒之一。它的傳染力及散播力非常快速且廣泛,而且病毒顆粒非常少量就可致病。人類是唯一的帶病毒者,透過糞口途徑傳染,例如接觸到病患的嘔吐物、排泄物或病患曾接觸過的物體表面,吃到或喝到汙染的食物或飲料。易受汙染的食品有即食食品、沙拉、三明治、冰品、水果、生鮮魚貝類等。洗手是減少病毒感染的最佳方式,如廁後、進食或者準備食物之前都應徹底洗手,飲用水、食物也要煮沸煮熟。
化學物質的中毒
化學物質的中毒可分成天然及人工合成的物質中毒。天然物質常存在於海產類的產品中,類過敏食物中毒是魚肉解凍後遭受汙染,產生大量組織胺所致。此外,常見的有河豚毒素及熱帶性海魚毒,在日本,河豚需有合格廚師才可販售,且魚類須購自信用廠商。人工合成的化學毒物方面,若攝食量不多,可能造成慢性中毒;一旦攝入過多,則會產生急速中毒現象。
在食品添加物使用方面,業者使用添加物須標明,民眾也要選擇合法及食品標示明確的廠商,才可免於中毒。在農藥中毒的預防上,應多選用當季蔬菜,外觀漂亮的蔬菜不一定可靠,需多元化採購,時常更換廠牌則可減少風險,蔬菜應使用大量清水清洗,多選用有吉園圃標誌的。此外,清潔劑使用須正確,消毒劑須放置於安全處,必要時需上鎖管理,分裝須標示清楚,避免以食物容器盛裝。
物理性的危害
一般最常見的物理性危害是異物掉入,異物包含頭髮、指甲、戒指、玻璃等。預防方法是對員工實行教育訓練,採購時須注意包裝完整,食物製備時要小心異物掉入,廚房照明宜加掛燈罩,餐飲從業人員應戴口罩、頭罩,不可戴飾物,並使用金屬探測器檢測產品。
預防食物中毒的方法
預防食物中毒須注意養成良好的個人衛生習慣,調理前徹底洗淨雙手,若有傷口或身體不適,應暫時離開與食品接觸的工作崗位。食材要新鮮,所有農、畜、水產品等食品原料及調味料添加物儘量保持新鮮,且須購自合法廠商。此外,要避免交互汙染,尤其是生、熟食要分開處理。且所有食物須保持熱食恆熱、冷食恆冷的原則,超過攝氏70度以上細菌易被殺滅,7度以下可抑制細菌生長,-18度以下細菌不能繁殖。
食物應徹底清洗,調理及貯存場所、器具、容器都應保持清潔。工作人員衛生習慣良好,且工作過程謹慎小心,則可避免疏忽造成的食物中毒。隨時注意可能發生食物中毒危害的因子,多一分準備會減少一分災害。
應有正確的衛生規範
良好的個人衛生習慣與環境衛生,是預防食物汙染與食物中毒最有效的方法,餐飲從業人員都應遵守下列規範:注意保持手、頭髮、指甲、衣服的整潔,不可配戴飾物,避免工作時抽煙或咀嚼食物;穿戴乾淨的工作服、工作帽及口罩,工作前、使用廁所後、手摸口鼻及頭髮後都須用肥皂確實洗淨雙手;接觸生食後都應洗手;咳嗽、打噴嚏時應遮掩並避免向著食物,且須洗手。
洗淨雙手是製備餐飲前最重要的步驟,製備前、製備中及製備後都須注意衛生要求。
製備前 選購品質新鮮、包裝完整且標示清楚的食材。前處理過程尤須注意避免交叉汙染,買菜時就應把熟食和海鮮、肉類分開放置,在廚房裡準備兩套刀和砧板,分別處理生、熟食。接觸生的肉類、海鮮後,都要用溫熱水和肥皂把手、砧板、碗盤洗乾淨,絕對不可把煮熟的食物放在裝過生肉類或生海鮮,且尚未洗乾淨的容器或碗盤裡。
清洗順序是乾貨→蔬菜→肉類→海鮮,從較乾淨食材清洗至汙染可能性較高的食材。另外,不要在室溫下解凍食品,可以把需解凍的食品在前一夜放在冷藏室中解凍,也可用流動冷水或微波爐解凍。需要醃泡調理時,也在調味後就置入冰箱中泡製,且需妥善包裝。
製備中 每種食物都須烹煮到適當的溫度,一般食材的加熱溫度最好達攝氏74度,且持續15秒。烹調烤肉及牛排時、內部溫度至少須達65度,整隻家禽則要煮到85度,絞肉烹調溫度須達72度。再加熱的醬汁、湯料和肉汁一定要煮到沸騰。剩菜需熱透,溫度至少達75度以上。惟有加熱完全才可避免微生物滋長的危險。
製備後 食物若需熱存,須在60度以上,若需冷存,應在兩小時或更短時間內放入冰箱,需要冷凍的食品應以每餐的分量分別包裝。用較小容器分別盛裝剩菜或需冷藏的食品,以便能在冰箱中迅速冷卻。冰箱不可塞得太滿,應保持適當空隙,並至少每星期清洗一次,以確保食品安全。
認識餐飲衛生評鑑
在工商業的社會中,「外食」已經成為許多人主要的飲食方式。據餐飲業估計,全臺灣每天中午有近900萬人依賴外食,你我可能都是外食族的一員。如何選擇衛生的餐廳,吃得安心,成為你我最關心的問題。特別是臺灣屬於多溼的亞熱帶區,入夏後氣溫常飆達攝氏30度以上,各種微生物易繁殖,食品也容易腐敗變質,若不特別注意飲食衛生,易發生食品中毒。
在歐美的餐廳評鑑方式中,較知名的有米其林(Michelin)、查家(ZAGA)等,主要的評鑑項目包括菜色、服務、衛生等項目。在臺灣,衛生署食品藥物管理局為了強化餐飲業者衛生自主管理,參酌國外做法也設立餐飲業的分級管理制度,以餐飲業推行的良好衛生規範(good hygiene practice, GHP)為評核的法規依據。
GHP是食品(餐飲)業製造、加工、調配、包裝、運送、貯存、販售或使用食品添加物的作業場所、設施及品保制度都須確保衛生、安全與品質。目前仍以觀光旅館及宴席餐廳為主,其他餐飲業者可自願參加。餐廳經評核小組針對烹調作業場所、員工個人衛生、廁所衛生及用餐場所現場評核後,給與「優」及「良」級,獲認證的餐廳可把標章貼在門口,使民眾能更清楚地了解餐廳衛生的優劣情形,實施至今已有3年。102年度更評鑑早餐店,以確保民眾從一早開始就可吃得安心。
目前衛生局例行性稽核轄區內的餐飲業者都須符合GHP規範,然而優良餐廳評鑑是建構在GHP上,通過的標準較例行性稽核嚴格,期以提升餐飲衛生品質,保障民眾健康,同時增加業者的營收,達到民眾與業者雙贏的局面。
此外,危害分析重要管制點(hazard analysis and critical control point, HACCP)是世界各國公認食品衛生最具成效、最具預防性的自主管理系統。衛生署自2009年8月起開辦「餐飲業 HACCP 衛生評鑑制度」,以確保食品從農場到餐桌全程品保監控的制度。餐食製造業,例如營養午餐製造供應商,目前已強制實施。此外,餐飲服務業,例如國際觀光旅館,也持續推廣中。希望藉由這些衛生稽核制度,提升餐飲業者的餐飲衛生自我管理能力,使民眾真正吃得衛生與安全。
深度閱讀
餐旅關乎民生大計中的食宿問題,不僅要滿足人們的基本生理與安全需求,而且提升到滿足社交需求、尊重需求與自我實踐的需求。本期專題報導和讀者分享餐旅的科學與技術。
人們的彼此關心從「吃飽沒?」到「好吃嘸?」,從「有地方落腳?」到「住得好嗎?」怎麼吃?怎麼住?才能吃住得開心、放心,滿足、舒適,又健康?餐旅關乎民生大計中的食宿問題,演變至今,不僅要滿足人們的基本生理與安全需求,而且提升到滿足社交需求、尊重需求與自我實踐的需求。本期專題報導邀約了幾位學者專家分別從餐旅管理、餐飲管理、旅館管理、廚藝、餐飲衛生等面向,和讀者分享餐旅的科學與技術。
餐旅領域運用科技創造出新產品,使產品與服務品質日新月異,以呼應消費者的五感體驗,在滿足口腹之欲、享受旅宿時,是否符合健康、樂活、環保?抑或造成身體或環境的負擔,成為文明病受害者或環境破壞者?衛生署公布的2012年臺灣民眾十大死因,前三名分別是惡性腫瘤(癌症)、心臟病、腦血管疾病,另與飲食相關的疾病有糖尿病、高血壓性疾病、慢性肝病及肝硬化、腎臟病等,值得令人反思我們吃得健康嗎?
再則依據國際能源總署 IEA ∕ OECD 2012 年公布的二氧化碳排放量統計資料,我國 2010 年排放總量全球排名第 20,每人平均排放量全球排名第 19。以業別分析,服務業有增加的趨勢,而餐旅產業正是當前最為蓬勃發展的服務業。現代人環保意識高漲,節能減碳已成為地球人的責任,餐旅領域也要檢視所提供的餐飲旅宿服務合乎環保原則嗎?
為了讓身體與環境保持最佳狀態,本期專題報導由奏出健康舒適的餐旅交響樂出發,在餐飲方面追求臺灣餐飲的綠色夢想,透視餐飲衛生;在旅宿方面,從住宿的過程中體現環保與減碳;在廚藝方面,體驗百變的廚房世界。希望透過這些深入淺出的文章,讀者可以了解餐旅不僅包含人文藝術,更包含了許多科學的知識與技術;也透過這些文章幫助大家的餐飲旅宿生活更為健康,體驗應用科學所帶來的幸福感,為環保救地球盡一份心力。
過濾技術在生活與產業發展中扮演極為重要的角色,卻非顯而易見。一般人一想到過濾,可能就會先想到生活中常見的濾水器、除濕機、空氣濾清機等,其實過濾涵蓋的層面不止如此,要把海水變淡水需要用到過濾,要從靈芝中萃取有效的微量元素也需要用到過濾,一雙好走的鞋子其關鍵也常在特殊白膠配方的過濾濃縮技術,就連台灣常見的洗腎也是醫療上過濾技術的應用,更不用說目前深受女性歡迎的膠原蛋白,從原料到產品的製作過程就需5~6道的過濾技術。可見,過濾技術是如何默默地影響我們的生活,進而牽動產業的發展
過濾技術在生活與產業發展中扮演極為重要的角色,卻非顯而易見。一般人一想到過濾,可能就會先想到生活中常見的濾水器、除濕機、空氣濾清機等,其實過濾涵蓋的層面不止如此,要把海水變淡水需要用到過濾,要從靈芝中萃取有效的微量元素也需要用到過濾,一雙好走的鞋子其關鍵也常在特殊白膠配方的過濾濃縮技術,就連台灣常見的洗腎也是醫療上過濾技術的應用,更不用說目前深受女性歡迎的膠原蛋白,從原料到產品的製作過程就需5~6道的過濾技術。可見,過濾技術是如何默默地影響我們的生活,進而牽動產業的發展。
共同成立過濾聯盟
多年來,淡江大學化材系、臺灣大學化工系以及中原大學化工系持續接獲企業的委託,希望能協助克服產品研發及測試時碰到的問題。考量到業界長期缺乏整合性的技術諮詢窗口,再加上亟欲將相關的核心技術帶進業界,並創造企業彼此技術支援的動力,在淡大能源與光電材料研究中心、臺大粉粒體實驗室及中原薄膜研發中心的強力支援下,2013年2月共同成立了先進過濾技術產學聯盟。
三方的分工方式是由淡大化材系負責化工製程的過濾程序開發、臺大化工系負責過濾模組的設計與開發、中原化工系則執行過濾材料的鑑定,彼此在運作上採取儀器設備與資源共享、人員專長互相支援的方式,以過濾技術資源共享平台的角色提供產業界技術支援。同時,該聯盟也邀集到工業技術研究院與紡織產業綜合研究所,補足較缺乏的氣體過濾技術,可以說是從產學合作、專利開發、技術移轉、學術交流與技術訓練等5個層面,提升台灣整體產業的過濾技術。
該聯盟主持人,同時也是淡大化材系教授黃國楨說:「過濾的範圍其實廣泛到不會有一個專門名之的過濾產業,因為幾乎每個產業都會用到過濾技術。」
「過濾」需要一個多孔性的介質,這個介質可以是奈米纖維、濾布、薄膜,將有些物質擋住,另一些物質通過,以達到分離的目的。一般說來,過濾技術可大致分為氣體過濾、液體過濾與薄膜過濾3種,各有不同原理。像是氣體過濾最常見的就是空氣過濾,而液體過濾則常用於分離液體中的懸浮顆粒,薄膜過濾則適用於分離1微米以下的小物質,例如分子、蛋白質甚至奈米顆粒等。
過濾應用領域五花八門
也因為過濾技術應用範圍非常廣泛,目前加入該聯盟的13名業界會員,其所專注的領域也五花八門,有生產工業用濾心、濾殼及濾袋的旭然國際,也有從事界面化學與特用化學品的台界化學、代理量測儀器的瑞儀、處理廢水廢氣的太和環境、專精化學濾材的鼎榮、製造空氣濾網的漢克林、銷售各種汞浦的太儀、提供血液透析領域膜材的釩泰、專做實驗室真空過濾的洛科儀器及長春人造樹脂廠、台灣區不織布工業同業公會等。
儘管每位成員的領域大相逕庭,但共同之處卻是都需要過濾技術。以聯盟成員、同時也是台灣唯一的明膠廠傑樂生技為例,專門生產明膠與膠原蛋白的傑樂生技在產品製造的過程中,先要將魚皮、豬皮等原料熬煮,第1道過濾就需用到濾布、助濾劑來分離一般雜質,取得混濁的液體後,加入凝聚劑把其中的顆粒凝聚成為澄清的明膠水溶液。為了去除味道,再用活性碳填充床除味得到無色無味的明膠溶液,之後還需要用到薄膜過濾將溶液濃縮,最後再乾燥製成錠劑或粉末,且製程中有必要的話,還需再使用薄膜過濾純化某些分子,這整個過程需要用到5~6道的過濾技術。
另外,專門從事接著填縫劑的國森企業也是聯盟的成員,該公司因應客戶的需求提供特殊配方的白膠(黏著劑),用途廣泛,包括新舊建物填縫、運動鞋及車內皮革黏著等。為了生產白膠,國森過去多以加熱乾燥方式濃縮製作,卻極為耗能增加成本,而若改用薄膜濃縮過濾技術,則可以使製造成本大幅下降、提升競爭力。
競爭激烈中取得台灣優勢
儘管人類生活對於過濾的需求大幅增長,但市場卻還未出現獨占的現象。黃教授說:「目前全球還未出現一個公司獨佔過濾市場,像是薄膜過濾最大的奇異(GE)、陶氏化學(Dow Chemical)、PALL等公司,占有率頂多只有20%,因此競爭格外激烈。」
而向來極具競爭力的台灣產業,在過濾應用領域中也正默默耕耘自有品牌,黃教授說:「以聯盟會員之一的旭然國際為例,已經以自有濾材品牌Filtrafine在國際間打出知名度。不過,以前旭然都是進口薄膜來製作濾心,但目前該聯盟已與其合作開發台灣研發自製的薄膜濾心,希望從原料到產品的技術,都能由台灣廠商自行掌握。」
因此,該聯盟成立的目標便是透過研究開發的合作模式,協助輔導產業提升國際競爭力,幫助企業產品增值。但除了提升產業能見度、增進技術應用之外,該聯盟也努力提升台灣過濾技術在學術上的地位,並已經取得2016年4月世界過濾會議(WFC12)的主辦殊榮。
「先進過濾技術產學聯盟在早期其實是台灣化學工程學會底下的過濾技術研究小組,於2013年針對產業需求所組成的,聯盟成立雖然只有短短兩年的時間,但該小組卻早在1992年便已成立,成員也多由臺大、淡大及中原三間大學化工、化材系老師組成,並在2007年成功申請進入世界過濾組織。」黃教授解釋道。
目前世界過濾組織有13個會員國,亞洲地區只有台灣、日本、中國3個會員國,足見台灣在全球過濾技術舞台已有舉足輕重的地位。黃教授也表示,爭取到2016世界過濾會議,除了可以建立台灣在過濾領域的國際學術權威外,還可以培養年輕學者多參與學術活動,並提供台灣薄膜分離與相關產業在國際展覽會場曝光的平台。未來也將成立臺灣過濾與分離學會,從事國際學術交流、提升本領域的學術水準和加強與產業交流的機會。
註:黃國楨教授研究團隊獲科技部102年度「產學技術聯盟合作計畫」補助(計畫名稱:先進過濾技術產學聯盟推展計畫,執行期間:2013/02/01~2014/01/31)。科技部推動「產學技術聯盟合作計畫」之目的,係為促使大專校院及學術研究機構有效運用研發能量,以其已建立之核心技術與相關之上中下游業界建構技術合作聯盟,以協助產業界提昇競爭能力及產品價值。
對於大範圍的三度燒傷患者,如何解決很有限的供皮區問題?1975年J.G. Rheinwald和H. Green成功研發體外培養角質細胞和擴增的技術,以無血清培養基中添加氨基酸、維生素、生長因子、激素、微量元素和抗氧化劑等,一定程度地促進細胞增殖、延緩角質細胞衰老,並使之在體外多倍擴增
對於大範圍的三度燒傷患者,如何解決很有限的供皮區問題?1975年J. G. Rheinwald和H. Green成功研發體外培養角質細胞和擴增的技術,以無血清培養基中添加氨基酸、維生素、生長因子、激素、微量元素和抗氧化劑等,一定程度地促進細胞增殖、延緩角質細胞衰老,並使之在體外多倍擴增。
這種利用生物活性物質,以體外培養的方法,再造或修復組織或器官的技術,稱為組織工程學或再生醫學。醫學界稱再生醫學為治療醫學與預防醫學之外的第3類醫學,其主要應用是滿足個人需求的客製化醫療、組織工程、幹細胞和醫療美容等。
基於體外培養角質細胞擴增技術,過程困難而耗時,加上生物醫學科技發達造成再生醫學的進展,於是科學家研發出噴塗培養單角化細胞(spraying cultured single keratinocytes, CSK)技術。不同於前述的傳統方法,利用切下的皮片培養表皮組織的自體移植(cultured epidermal autograft, CEA)。
2011年美國J. Gerlach教授和澳洲F. Wood醫師合作研發噴霧植皮(Spray-On Skin Cells),將傷患自身的一小塊健康皮膚放入有酵素的溶液中,皮膚的真皮-表皮交界處會分解,再以手術刮下表皮和真皮層後,令其組織細胞等懸浮混合於溶液中。再使用注射器或皮膚細胞噴槍(skin-cell spray gun,2008年研發)吸取細胞液直接噴於傷口上,使傷口痊癒。手術只需70~90分鐘,約2週復原。但是噴霧植皮只能幫助表皮細胞分裂再生,對於3度燒燙傷患者,仍須配合傳統植皮和皮瓣移植。
英國醫療設備公司(Avita Medical Limited)應用自體皮膚角質細胞移植(transplantation of autologous cultured keratinocytes)原理,研發出自體皮膚細胞噴霧移植(autologous skin cell spray-transplantation)技術-ReCell Spray,先取出傷患約郵票般大小、深及真皮層的健康皮膚組織,利用胰蛋白酶,經實驗室優化後呈最佳狀態,約半小時後萃取出懸浮液,內含有角質細胞-促進上皮新生、纖維母細胞-合成胞外基質和膠原蛋白、蘭格罕式細胞-免疫調控和黑色素細胞-製造黑色素;以及細胞激素、伴護蛋白、生長因子-促進微血管新生和成纖維細胞增生、構成肉芽組織生長進而促使表皮再生。其優點是減少取皮的次數、擴大範圍使用於供皮區面積的80 倍傷口、和傷口復原較快速。
2014 年James Dyson Awards國際發明獎由加拿大多倫多大學的兩位博士生Arianna McAllister和Lian Leng改革3D列印技術發明生物列印機的技術和材料,製造出PrintAlive產品,列印出接近真實皮膚的人工皮。材料是以患者本身的角質細胞和纖維母細胞作為線材,經實驗室分析、複製後,和作為支架的生物聚合物混和,合成活性凝膠(active gel)。角質細胞是皮膚表皮層最外層的細胞,纖維母細胞是真皮層結締組織中最多的細胞,藉此模擬創建皮膚的表皮層和真皮層。使用技術不是傳統的以層層疊印方式製皮,利用微流體匣片技術(microfluidic cartridge-based technology),墨匣盒內有兩個微小分隔匣道,裡面分別注入表皮細胞液和真皮細胞液,印刷時,兩種液體液體會融合成膠狀,模擬組織的階層式架構(hierarchical architectures),精確列印出人工皮層的厚度、細胞的組成和立體排列構造,彷彿有活性的自體皮層繃帶,非常適合燒燙傷口復原。
PrintAlive的優點有:(1)活性凝膠可以短時間快速大量製造,不需數週時間培養。(2)使用患者自體細胞可降低排斥的風險。(3)減少所需的取皮細胞量約 75%,因為精確快速的3D列印技術,可精準有效分配原料,集中於傷口較深處,而非均匀地填充。甚至希望將來技術突破能列印出有毛囊和汗腺的皮膚層。
為有效治療重度燒燙傷患者,科學家研究幹細胞噴霧(stem cells spray)。幹細胞療法是目前最有效的細胞療法(cell therapy),細胞療法是將自體或同種異體的細胞,透過局部傳送或組織融合移植,以恢復缺陷或受傷組織的功能或活力。所謂幹細胞是具有分裂增生與分化能力的細胞,依分化能力可分為全能分化性、超多能分化性、多能分化性、寡能分化性4種。依發育過程可分為胚胎幹細胞和成體幹細胞。成體幹細胞數量少、幾乎都呈休止狀態,須被活化才能分裂和分化。幹細胞噴霧取自傷患自體的真皮的皮膚幹細胞,又分為間質性、造血性和神經性幹細胞。另一來源是取自傷患骨髓腔中的骨髓液,其中有1%是造血幹細胞,可分化出血液細胞;其中有0.001% ~ 0.01%是間質幹細胞,利用特殊的技術培養後可分化成骨骼、軟骨、肌肉、血管和脂肪等。
2012年獲諾貝爾獎日本山中伸彌(Shinya Yamanaka)教授,利用已分化的成體皮膚纖維母細胞引入4種轉錄因子後,重新編程為具有超多能分化性幹細胞,又稱誘導式超多能幹細胞,將來能夠分化產生所有類型的細胞。藉由自體的成體皮膚細胞培養出幹細胞,可解決幹細胞來源的爭議與異體植皮的排斥問題。(本文由科技部補助「學習在雲端-揭開科學與科技的神秘面紗」執行團隊撰稿)
責任編輯:盧妍竹
審校:張惠博