大 麒 麟 菜 介 紹 及 養 殖 海 大 水 產 養 殖 系 陳 衍 昌 台 灣 位 於 亞 熱 帶, 四 周 環 海, 季 節 分 明 且 雨 量 豐 富, 在 氣 候 上 具 有 光 照 充 足 及 溫 度 適 宜 的 特 性, 使 台 灣 周 圍 海 域 之 海 洋 生 態 豐 富 且 多 樣, 而 海 藻 在 海 洋 生 態 上 扮 演 著 重 要 的 生 產 者 角 色, 除 了 能 夠 行 光 合 作 用 製 造 氧 氣 外, 藻 類 是 重 要 的 海 洋 食 物 來 源, 大 型 藻 類 更 是 許 多 海 洋 生 物 的 棲 息 場 所 ; 然 而 近 年 因 人 為 破 壞 以 及 環 境 污 染 使 全 球 氣 候 改 變, 海 洋 環 境 惡 化 的 情 況 下, 海 洋 天 然 藻 類 資 源 持 續 減 少, 故 開 發 快 速 的 藻 類 養 殖 為 現 今 水 產 養 殖 方 面 頗 具 重 要 性 的 一 環 海 藻 養 殖 在 可 持 續 性 地 海 水 養 殖 的 發 展 具 有 重 要 地 位, 並 代 表 了 另 一 種 漁 民 的 替 代 生 計 (Ask & Azanza 2002; Oliveira & Paula 2003; Bindu & Levine 2011; Bixler & Porse 2011) 近 幾 十 年 來 全 球 生 產 的 重 要 的 經 濟 海 藻 已 經 顯 著 增 加, 在 1990 年 從 380 萬 噸 到,2010 年 的 1900 萬 噸 在 2008 年, 養 殖 藻 類 的 總 價 值 約 合 44 億 美 元, 並 在 2010 年 增 加 至 57 億 美 元 (FAO 2012) 在 這 些 海 藻, 大 多 屬 大 麒 麟 菜 類, 也 被 稱 為 eucheumatoid 藻 類, 全 世 界 均 以 培 養 此 類 藻 種 作 為 卡 拉 膠 (carrageenan) 的 主 要 來 源 (Doty 1985, Areces 1995; Ask et al. 2003; Hayashi et al. 2010) 因 此, 大 麒 麟 菜 是 世 界 上 最 重 要 的 栽 培 海 藻 (Ask & Azanza 2002; Aguilan et al. 2003; Hayashi et al. 2007, 2010; Bindu & Levine 2011; Bixler & Porse 2011) 大 麒 麟 菜 的 栽 培 始 於 20 世 紀 70 年 代 的 菲 律 賓, 大 麒 麟 菜 目 前 已 引 進 至 20 多 個 國 家 做 為 海 水 養 殖 的 目 的 (Doty & Alvarez 1975; Doty 1985; Areces 1995; Ask & Azanza 2002; Ask et al. 2003) 然 而 台 灣 至 今 仍 無 大 麒 麟 菜 被 養 殖 的 研 究 被 報 導 Kappaphycus alvarezii (Syn. K.cottonii.) 大 麒 麟 菜 ( 藻 ) 是 生 長 在 南 亞 的 熱 帶 海 域 之 大 型 紅 藻, 經 由 提 煉 可 獲 得 稱 為 卡 帕 型 卡 拉 膠 (κ Carrageenan) 的 膠 質, 為 重 要 的 商 業 性 藻 膠 資 源 來 源 (Bixler and Porse, 2011), 卡 拉 膠 目 前 被 廣 泛 使 用 在 各 種 產 品 如 飲 品 食 品 化 妝 品 凝 膠 填 充 劑 潤 滑 油 等, 用 途 相 當 廣 泛, 極 具 商 業 價 值, 詳 細 介 紹 如 下 : 卡 拉 膠 常 被 作 為 凝 固 劑 增 稠 劑, 乳 化 劑, 懸 浮 劑, 澄 清 劑, 穩 定 劑 和 持 水 劑 在 食 品 和 其 他 工 業 得 到 廣 泛 的 使 用 卡 拉 膠 亦 是 食 品 添 加 劑 的 一 種 根 據 牛 頓 流 體 力 學 : 卡 拉 膠 具 有 一 個 特 別 的 優 勢, 它 是 觸 變 的 它 們 在 剪 應 力 下 會 變 稀 並 且 一 旦 剪 應 力 移 除, 將 恢 復 黏 性 這 意 味 著 它 們 可 以 被 容 易 地 傳 輸, 但 可 在 傳 輸 後 恢 復 黏 性 下 面 是 卡 拉 膠 應 用 的 一 些 例 子 : 軟 糖 冰 淇 淋 奶 昔 調 味 醬 - 作 為 增 加 粘 性 的 凝 膠 劑, 代 替 瓊 脂 啤 酒 - 作 為 清 除 絮 狀 物 的 澄 清 劑 1
肉 醬 和 肉 製 品 - 替 代 脂 肪 來 增 加 持 水 性 和 體 積 的 持 水 劑 牙 膏 - 防 止 成 分 分 離 的 穩 定 劑 消 防 泡 沫 - 產 生 泡 沫 的 增 稠 劑 香 波 / 洗 髮 水 和 化 妝 乳 膏 - 增 稠 劑 空 氣 清 新 劑 - 膠 凝 劑 鞋 油 - 作 為 增 加 黏 性 的 膠 凝 劑 生 物 工 藝 學 - 固 定 細 胞 核 酶 的 凝 膠 卡 拉 膠 生 產 的 原 材 料 大 麒 麟 菜, 其 最 大 的 來 源 生 產 地 是 菲 律 賓, 中 國 福 建 省 的 石 獅 市 是 其 成 品 卡 拉 膠 最 大 的 生 產 基 地, 其 中 又 以 新 明 協 力 中 億 環 球 等 公 司 最 具 代 表 性 菲 律 賓 栽 培 的 海 藻 約 佔 世 界 供 應 量 的 80% 最 常 用 的 是 大 麒 麟 菜 的 兩 個 品 種 耳 突 麒 麟 菜 (Kappaphycus cottonii=k. alvarezii) 和 異 枝 麒 麟 菜 (K. spinosum), 這 兩 個 品 種 提 供 世 界 總 生 產 量 的 四 分 之 三 大 麒 麟 菜 是 吊 養 在 海 平 面 下 兩 公 尺 的 地 方 的 通 常, 海 藻 生 長 在 拴 在 竹 浮 子 的 尼 龍 繩 上, 約 三 個 月 後, 每 株 可 長 達 1 公 斤 時 就 可 以 採 收 了 收 穫 的 海 藻 經 過 晾 曬, 打 包, 就 可 以 送 到 卡 拉 膠 加 工 廠 在 加 工 廠, 海 藻 被 粉 碎, 以 篩 子 來 除 去 雜 質 ( 如 沙 子 ), 然 後 徹 底 清 洗 接 著 經 過 離 心 過 濾 的 方 式 除 去 卡 拉 膠 中 的 粗 纖 維 這 時 的 卡 拉 膠 溶 液 還 要 以 蒸 發 來 進 行 濃 縮 最 後 進 行 乾 燥 和 研 磨 7 8 噸 曬 乾 的 大 麒 麟 菜 ( 每 噸 約 為 300-400 美 元 ) 可 以 萃 取 出 1 噸 的 卡 拉 膠 以 下 是 卡 拉 膠 的 構 型 : 大 麒 麟 菜 除 了 是 卡 拉 膠 的 重 要 來 源, 它 本 身 亦 是 一 種 極 受 歡 迎 的 食 品, 大 麒 麟 菜 在 食 品 界 又 被 稱 為 海 燕 窩, 含 豐 富 膠 質 酵 素 礦 物 質 及 維 他 命 2
海 燕 窩 在 古 時 已 被 視 為 長 生 不 老 的 吉 祥 藥, 在 本 草 綱 目 中 亦 有 記 載 海 燕 窩 在 日 本 韓 國 及 台 灣 均 頗 為 流 行, 被 視 為 天 然 保 健 食 材 海 燕 窩 的 膠 質 對 皮 膚 及 腸 道 的 健 康 均 有 益 處, 具 備 改 善 黯 淡 膚 色 黑 班 皺 紋 和 排 毒 ( 清 宿 便 ) 的 功 效, 更 有 助 抑 制 暗 瘡 海 燕 窩 的 酵 素, 則 兼 具 殺 菌 抗 炎 淨 化 血 液 及 活 化 細 胞 的 功 效 海 燕 窩 屬 水 溶 性, 纖 維 質 含 量 高, 能 夠 幫 助 排 出 宿 便 ; 而 其 豐 富 的 礦 物 質, 包 括 鈣 鐵 磷 鎂 鉀 硒 和 錳 等, 能 減 緩 骨 骼 方 面 的 毛 病, 對 長 者 尤 為 有 益 大 麒 麟 菜 簡 介 分 類 地 位 植 物 界 Kingdom Plantae 紅 藻 門 Phylum Rhodophyta 紅 藻 綱 Class Rhodophyceae 真 紅 藻 亞 綱 Subclass Florideophyceae 杉 藻 目 Order Solieriaceae 紅 翎 菜 科 Family Solieriaceae 卡 帕 藻 屬 Genus Kappaphycus 長 心 卡 帕 藻 Kappaphycus alvarezii 型 態 特 徵 大 麒 麟 菜 的 藻 體 型 態 為 多 肉 藻 體, 質 地 鮮 脆, 成 圓 柱 型 樹 突 狀, 直 立 叢 生 最 長 可 達 2 米, 藻 枝 寬 2.5 公 分 以 上, 藻 體 表 面 具 數 目 龐 大 之 白 色 生 長 點 新 生 的 分 支 呈 現 白 濁 ; 藻 體 滑 潤 具 膠 質, 且 具 多 種 顏 色, 如 紅 綠 ( 黃 或 褐 ) ( 如 下 圖 ) 3
圖 片 來 源 : 海 大 水 產 養 殖 系 藻 類 應 用 生 理 實 驗 室 ( 附 設 藻 類 養 殖 場 ) 主 要 生 態 分 佈 及 生 活 習 性 大 麒 麟 菜 主 要 生 長 於 溫 暖 的 熱 帶 海 域, 如 馬 來 西 亞 印 尼 菲 律 賓 等 地 區 沿 海 其 生 長 喜 愛 高 溫,26 32 C 是 其 生 長 的 最 佳 溫 度, 另 外 大 麒 麟 菜 可 以 接 受 大 量 的 光 照, 對 於 其 生 長 上 光 照 及 溫 度 是 相 對 明 顯 的 限 制 因 子 另 外 其 還 有 無 性 的 斷 殖 生 長, 斷 面 可 再 度 癒 合 且 分 支 的 特 性, 新 個 體 可 快 速 成 長, 生 物 量 增 加 速 度 極 快, 目 前 熱 帶 國 家 沿 海 皆 可 見 其 竹 筏 式 養 殖 大 麒 麟 菜 生 殖 方 式 屬 於 紅 藻 門 的 大 麒 麟 菜 其 自 然 生 殖 方 式 為 配 子 體 及 四 分 孢 子 體 型 態 相 似 的 同 型 世 代 交 替 ( 多 管 藻 型 Polysiphonous type), 其 生 活 史 中 包 含 三 種 藻 體 型 態 : 四 分 孢 子 體 (2N) 果 孢 子 體 (2N) 及 配 子 體 (N), 在 四 分 孢 子 體 上 形 成 四 分 孢 子 囊, 其 進 行 減 數 分 裂 後 釋 出 四 分 孢 子, 發 育 成 為 雌 或 雄 配 子 體, 雄 配 子 體 上 可 進 一 步 發 育 出 不 動 精 子 囊 枝, 而 雌 配 子 體 可 發 育 出 位 在 末 端 由 四 個 細 胞 組 成 的 具 果 孢 (Carpogonium=egg) 之 果 孢 枝 待 不 動 精 子 囊 枝 釋 出 不 動 精 子 藉 由 果 孢 上 的 授 精 絲 (Trichogyne) 授 精 果 孢 後, 成 為 結 合 子 (Zygote), 受 精 核 會 被 傳 輸 到 鄰 近 的 果 孢 枝 上 的 助 細 胞 (Auxiliary cells) 並 發 育 為 果 孢 子 體 而 寄 生 於 雌 配 子 體 上, 再 由 果 孢 子 體 釋 出 果 孢 子 並 發 育 為 四 分 孢 子 體, 完 成 生 活 史 在 夏 天 以 及 秋 天 時 大 麒 麟 菜 四 分 孢 子 體 的 表 皮 細 胞 會 特 化 為 四 分 孢 子 囊, 之 後 釋 出 四 分 孢 子 後 發 育 為 配 子 體 苗, 但 卻 無 發 現 配 子 體 上 的 精 囊 及 果 孢 子 囊 等 構 造, 且 四 分 孢 子 體 所 釋 出 的 四 分 孢 子 有 極 高 的 死 亡 率, 故 目 前 大 麒 麟 菜 之 詳 細 生 活 史 尚 欠 詳 細 的 有 性 生 殖 生 活 史 證 據 目 前 養 殖 之 大 麒 麟 菜 均 以 無 性 之 斷 殖 法 培 養 大 麒 麟 菜 的 養 殖 大 麒 麟 菜 具 有 生 長 快 速 的 特 性 以 及 可 提 煉 高 經 濟 價 值 之 κ 型 卡 拉 膠, 大 麒 麟 菜 在 熱 帶 國 家 沿 海 被 大 量 養 殖, 如 印 度 就 有 九 個 沿 海 地 區 有 相 關 的 養 殖 活 動 在 進 行 (Kotiya, A.S., et al. 2011), 其 他 如 菲 律 賓 馬 來 西 亞 4
墨 西 哥 (Julieta Munoz et al. 2004) 巴 西 等 地 均 有 養 殖 養 殖 形 式 有 海 上 竹 筏 式 養 殖 或 是 淺 海 的 棚 架 式 養 殖, 均 有 不 錯 的 成 效 印 度 Timil Nadu 養 殖 的 研 究 紀 錄 到, 養 殖 戶 以 竹 筏 式 養 殖,45 天 為 一 收 成 周 期, 收 成 後 部 分 的 大 麒 麟 菜 可 直 接 切 割 做 為 種 苗, 每 一 筏 平 均 可 收 成 240 260 公 斤 的 藻 體 在 這 45 天 的 養 殖 中 可 由 原 先 150 克 成 長 至 500 克 到 1000 克, 大 約 為 六 倍 之 成 長 重 量, 收 成 後 的 大 麒 麟 菜 會 風 乾 為 成 品, 帶 水 濕 重 約 為 成 品 乾 重 之 十 倍 (Johnson and Gopakumar 2011) 本 實 驗 室 初 期 (2012 2014) 的 養 殖 紀 錄 則 是 由 50 克 的 斷 殖 苗 在 45 天 後 收 成, 每 株 的 成 長 均 超 過 1 公 斤 以 上 之 生 物 量 ( 如 下 圖 :) 圖 片 來 源 : 海 大 水 產 養 殖 系 藻 類 應 用 生 理 實 驗 室 ( 附 設 藻 類 養 殖 場 ) 大 麒 麟 菜 具 有 生 長 快 速 的 特 性, 印 度 學 者 研 究 曾 紀 錄 到 在 養 殖 30 天 中, 起 始 重 125 克 之 藻 體 日 增 重 可 達 6.11 ± 0.04% 的 日 生 長 速 率 (Kotiya, A.S. et al. 2011), 相 當 具 有 生 產 優 勢 目 前 熱 帶 地 區 國 家 如 菲 律 賓 印 度 馬 來 西 亞 中 國 夏 威 夷 等 熱 帶 沿 海 地 區, 在 沿 岸 皆 有 養 殖 大 麒 麟 菜 因 應 其 巨 大 的 用 量, 有 效 率 且 最 快 速 的 養 殖 勢 必 為 未 來 此 項 產 業 重 要 的 探 討 課 題 由 於 大 麒 麟 菜 屬 於 熱 帶 品 種 海 藻, 因 此 屬 於 亞 熱 帶 的 台 灣, 從 未 有 此 藻 被 成 功 養 殖 之 報 導, 本 實 驗 室 是 首 次 在 台 灣 成 功 養 殖 大 麒 麟 菜, 本 研 究 先 前 的 初 步 養 殖 克 服 了 大 麒 麟 菜 不 適 應 台 灣 秋 冬 低 溫 的 逆 境, 將 其 進 行 保 種, 並 進 而 在 春 夏 時 期, 成 功 地 大 量 養 殖 在 初 步 的 養 殖 過 程 中 除 溫 度 及 光 照 外, 發 現 藻 類 掛 養 設 備 及 水 流 攪 動 對 其 生 長 ( 生 物 量 ) 有 重 大 之 影 響, 因 5
此 擬 針 對 掛 養 設 備 及 水 流 攪 動 等 因 素, 據 以 改 良 傳 統 的 大 麒 麟 菜 養 殖 方 式, 並 研 發 秋 冬 季 最 適 大 麒 麟 菜 的 保 種 方 式 本 實 驗 室 將 確 定 大 麒 麟 菜 在 台 灣 的 大 量 養 殖 模 式, 並 進 而 嚐 試 培 養 出 能 耐 低 溫 且 藻 體 大 型 化 ( 或 提 高 生 物 量 ) 之 適 合 亞 熱 帶 台 灣 養 殖 的 大 麒 麟 菜 本 研 究 屬 於 新 創 研 究, 能 提 供 漁 民 新 的 經 濟 藻 類 栽 培 事 業, 可 以 提 供 食 品 業, 化 粧 業 及 工 業 等, 優 質 且 穩 定 的 卡 拉 膠 之 材 料 來 源 海 大 水 產 養 殖 系 藻 類 應 用 生 理 實 驗 室 附 設 藻 類 養 殖 場 6