千年飲食文化齊聚一堂 微生物發酵正夯
環境永續 小小細菌立大功
善用微生物製作發酵食品 可大量減少碳足跡及暖化 2026年市場規模衝757億美元
微生物發酵食品從古至今，都與人們的生活習習相關，無論是日常醬油的醬香、啤酒的微醺，或是烘焙麵包的膨鬆氣孔及香氣，抑或臭豆腐及酸菜誘人的風味香勁，民眾都已沈浸在微生物發酵創建的美味世界中，享受微小但關鍵的微生物所帶來的豐富飲食樂趣。
微生物發酵食品是人類最早食用的加工食品之一，透過微生物，結合發酵技術與不同的飲食文化，可以讓米穀、乳製品、蔬果及魚肉等原料，產生細膩且具差異性的口感及風味，同時延長保鮮。相關產品不論是酒、醋、醬油、饅頭、麵包、發酵乳、起司或時下流行的康普茶等，微生物發酵食品自古存在，並在加工食品中扮演重要角色。
時至今日，人們借力食品發酵技術及精準數據等創新科技，使麵包店、餐廳、酒吧等餐飲業推出更多元的餐點與口味，滿足消費者對飲食風味與健康的追求；借勢Facebook、Instagram等社群媒體對烘焙、啤酒或康普茶等發酵食品的體驗分享及時尚追求，使全球對從微生物發酵而來的產品充滿想像與期待，巿場發展更為蓬勃。
根據Global Info Research研究指出，2020年全球發酵食品市場規模為523億美元，較2016年425億美元成長23%，預估到2026年可達757億美元。其中，亞太地區占全球發酵食品市場的36%；而台灣發酵食品產業在整體亞太巿場中扮演關鍵角色且市場持續活絡。
微生物發酵製程就像精細的微型生產工廠，透過科技對微生物菌種、培養環境及發酵技術等細節掌握與調控，可讓酵母菌或乳酸菌等微生物精準作業，開創食品多元且獨特的口感及風味。
此外，消費者及通路等巿場對相關產品的期待與喜好，加上相關發酵技術可延伸至生技藥品等多層次面向，驅動微生物發酵技術的深化且擴展應用領域。看好微生物食品發展趨勢，經濟部技術處在近年亦以科技專案研發本土烘焙酵母開發及應用技術、啤酒風味發酵技術等，提升食品層次，讓麵包及啤酒呈現獨特口感風味。
隨著全球永續議題熱度竄升，環境永續及食品潔淨高值化亦是科技對未來食品解題的重點，而微生物發酵則是其中的重要著力點。如運用酵母菌或菇菌類等真菌開發替代蛋白，可較動物蛋白減少九成的碳足跡，同時能確保原料供應源源不絕。又如透過微生物讓酒粕、乳清或農產食品副產物可再加值利用，能夠減少食物浪費，使食物進入循環經濟。
再者，應用微生物產物本身即繞富風味的特質，可減少食品額外添加物，讓人們享用食物最真實的面貌。又或是應用微生物開發替代肉品的植物肉風味及油脂等新興食材，為全球暖化提供解方。加上全球對微生物組成與個人健康的關聯性逐步解構，未來個人化營養保健等健康管理，預期可更精準提供個人食品需求與健康服務，以帶動整體市場成長。
扣合全球微生物發展趨勢商機，各環節皆強化科技對微生物特性的掌控，創造並生產符合美味、營養、健康且永續等價值的替代食材，將持續改變未來的飲食型態。在技術處投入下，也有國際級微生物研究能量及生物資源中心等科技基礎及發展實力，台灣食品業在政府與民間努力下深具發展潛力，未來相關技術若能串接國內外烘焙、啤酒等加工食品或餐飲業，開發各式潔淨且具特色風味的關鍵食材、設備及服務，將可推進台灣食品業轉型升級、躍升國際。
（作者陳麗婷；經濟部技術處產業技術基磐研究與知識服務計畫成員）
菌種研發升級 搶健康商機
我們所生存的環境存在成千上萬種微生物，從出生那刻與空氣接觸，就與微生物密不可分與之共同生活，進而形成人類微生物組（Human microbiome）。人體內微生物總數根據粗估約有數十兆個，與人體全身細胞數量相當，其中大部分微生物存在於腸道中，腸道菌重量可達公斤級以上，加上腸道菌可提供宿主養分、調控腸道細胞發育、誘導免疫系統發展，甚至影響宿主生理代謝調節、精神與認知功能等，故腸道菌也常被視為人體隱形器官。
人體腸道菌群的結構組成和數量會受到遺傳基因、飲食習慣、生活環境、甚至出生方式等因素所影響，其中飲食習慣對腸道菌變化影響程度最大，例如多紅肉、高油脂及低纖維的「狩獵型飲食」容易因過量攝取動物性脂肪，打造出有利於壞菌但抑制好菌生長的環境，導致腸道菌相失衡；近年流行的「地中海飲食」為原型粗食、高纖高鈣少紅肉的飲食結構，有助維持腸道菌相多樣性，可穩定代謝機能及拮抗致病菌以維持健康。這幾年經濟部技術處投入食品菌種研發，以菌種升級健康力，發展國內食品製造業。
特別是隨著工作型態改變，台灣外食方便快速、省時省力且選擇多樣化，成為多數人的飲食主流。而外食較難兼顧飲食均衡性，易導致腸道菌相失衡，進而影響身體機能及健康狀態，使消化、免疫或代謝系統運作失常，甚至造成精神心理狀態異常。因此需藉由額外攝取發酵食物或膳食補充劑，以改善體內微生物群，幫助改善或維持正常腸道菌相。
據統計，台灣膳食補充劑市場規模最大為乳酸菌產品，常用於調節腸道菌群結構的乳酸菌相關保健食品大致依作用機制分為三類：益生元、益生菌、後生元。
益生元是提供養分幫助益生菌生長、維持益生菌活性且不易被人體消化的物質；後生元包括非活菌菌體及其發酵機能產物。此兩類物質皆能選擇性刺激腸內益菌繁殖、促進益生菌生長且抑制壞菌滋生，後生元還具有類似益生菌的功效活性，可直接影響消化道菌群的結構差異，快速調整腸道機能，與益生菌結合食用可有加乘效果。食品所近年也建立微膠囊技術平台，協助廠商開發出的後生元粉末劑型，高度保留益生菌發酵機能產物，打破以往益生菌產品劑型需低溫運用的限制，盼能在競爭激烈的益生菌市場中，為廠商開闢藍海新局。
益生菌是指有益於宿主健康的微生物，直接補充活性益生菌為最常見方式，如：優酪乳、乳酸菌粉等。然而益生菌需挑對菌種且需要通過胃酸考驗到達腸道定殖，才能發揮功效，所以經由食物攝取的益生菌效益較易受限。
以乳酸菌為例，目前台灣使用的乳酸菌菌株多以進口為主，本土菌株所占比例較低，近年技術處以科技專案助食品所開發益生菌膳食補充劑，並著重於本土乳酸菌種庫探勘，藉以篩選出具安全性、環境耐受性和機能性的可商品化專利菌株。
且產品設計從單純只強調益生菌菌株本身功效，逐漸轉向開發多元整合型產品，透過發酵調控技術，提升益生菌活菌數及機能產物含量，再結合新穎性配方開發技術，將膳食纖維導入劑型設計平台，完整保留發酵機能活性物質，協助廠商開發機能成份組合的多功能性產品，已廣泛應用於食品、保健食品、飼料和原料等領域。以技術創新升級菌種，不僅提升人體健康力，也與產業應用接軌，成功拓展應用範疇。
（作者吳安琪、賴進此；經濟部技術處生物資源之創新加值與服務優化計畫團隊成員）
掌握關鍵酵母 開創新藍海
台灣烘培及釀造食品在國際競賽中屢次獲獎、產業熱絡，相關產品產值破千億元。在烘培及釀造食品的背後，存在的關鍵要角就是「酵母」。隨著傳統手作、天然發酵的產品開發思維受到消費者青睞，如何應用「酵母」來為產品創造賣點，已成為新產品開發的重點之一。
台灣的烘焙及釀造產業鏈在中下游的製程及產品開發方面極具實力，但產業鏈上游的酵母自主率很低，經濟部技術處發現，台灣每年由國外進口約4,000公噸酵母，超過國內酵母用量的八成。國外酵母產品雖然包括液態酵母、壓縮酵母、活性乾酵母及速發酵母等多種，但受限於國際運輸及保存性，進口酵母以活性乾酵母及速發酵母為主；而國產酵母則以壓縮酵母為主，僅少數業者使用自行培養的液態酵母。
活性乾酵母及速發酵母這類酵母產品，為加速酵母與水的結合、加速酵母的發酵，縮短麵包製作時間，會添加乳化劑如山梨醇酐單硬脂酸酯。標榜無添加乳化劑的烘培業者，常因此中招，遭到客訴。訴求由麵粉、水果自行引種的天然酵母，雖然符合「無添加」，但製備時間長、不易控制、菌種不明、易酸敗汙染等風險。
為發展國產酵母，政府以科技專案長期支持國內微生物、細胞等生物材料收集與保存，做為國內發展生物經濟的基石。在民生食品領域，以「酵母」這個食品產業應用最廣的微生物為開發主軸，委由食品所建立全球第一個針對烘焙酵母的蛋白質指紋質譜及特性資料庫，可快速鑑別出安全的酵母，並找出產業界能運用於烘培或精釀啤酒的特色酵母。
收集開發本土酵母方面，發展方向包括：（1）非基改：食品以外應用的酵母，已廣泛應用到基因改造酵母，但食品領域應用仍偏好以天然分離或傳統育種方式取得之酵母為主；（2）有機：有機風潮引領有機酵母的需求，即酵母的生產原料採用全有機原料；（3）少添加物：少添加的消費趨勢，促使液態酵母及新鮮酵母重新受到市場青睞；（4）多元功能與特色：酵母特性的研發一直備受關注，以烘焙酵母為例，著重在探討麵糰中菌相變化及酵母菌株對產品風味之影響、延長上架銷售期、保持發酵特性、篩選優良風味特性、增加其對烘焙壓力（如抗凍融、抗高糖、抗氧化及乾燥環境）之耐性等，開發更具風味特色或營養價值之優質酵母。
酵母是最平凡、最生活化的微生物，如烘焙蒸炊製品（麵包、包子、饅頭等）、釀造食品（醋、醬油、味噌等）、飲品（酒、發酵茶飲）或調味品等，均依賴酵母製成。目前已開發台灣水果烘焙酵母、抗凍酵母、機能性啤酒酵母、特殊風味（花香、香料、水果）啤酒酵母等特色酵母，並應用自帶風味物質的酵母，發展出具玫瑰、丁香、鳳梨等風味精釀啤酒產品。
為讓本土酵母的應用落實，也協助業界建立本土酵母產線，生產純淨、自然、無添加的有機液態酵母。將本土酵母應用於包子、饅頭、麵包、花果醋、康普茶、巧克力等多樣化產品。另外還結合本土酵母及乳酸菌的複合菌共發酵技術，已應用於協助中式老麵、西式魯邦液的製程優化，改善傳統準備時間長、耗人力、不易標準化大量生產、品質不穩等問題，可節省20%人力成本，產品破損率減少50%。
隨天然、健康、少添加的消費趨勢興起，消費者排斥人工添加物，慎選材料是食品產業界的共識。酵母除提供製造麵包及啤酒的基本功能外，其豐富的機能性代謝物，可在不使用人工添加物情況下，改善產品的質地、風味及口感。掌握關鍵酵母，烘焙食品及啤酒商機無限。
（作者陳彥霖；經濟部技術處生物資源之創新加值與服務優化計畫成員）
本文同步刊登於2022/04/10經濟日報A10產業追蹤