利用3D列印仿生樂齡牛排消除食物不平權問題

筆者非常喜歡吃夜市牛排，牛排在鐵板上滋滋作響，放到燒紅的鐵盤上，再淋上蒜頭與黑胡椒混合的醬汁，是充滿視覺、聽覺、嗅覺、味覺與觸覺的五感饗宴。但牛排用印的可以吃？那是像紙張一樣咻咻印出來的嗎？還用人工智慧演算，真的假的？在新冠疫情衝擊下，牛肉的供應鏈仍在重建中，據富比士報導，牛肉的價格是過去30年來最貴的一刻，估計牛肉的通貨膨脹達33%。牛肉是營養豐富的食物，但也同時是生產過程中碳排放量最高的食物。據聯合國預測至2050年全球總人口將突破90億，如何兼顧聯合國SDG 2「零飢餓」指標開發植物基的牛排食品是全球食品工業的難題。食品3D列印可以在短時間內獲得想要的形狀與質地，被認為是有機會突破難關未來的食品技術，但由於蛋白質較難塑造堆疊，且難以仿造肌肉組織之故，國際之間極少有學者能開發3D列印牛排。

林詠凱教授早在2020年就預見這一個需求，並認為3D列印會是一個好方法，但有以下難題：(1)如何讓蛋白質／多醣／水的混合物能夠堆疊起來不崩塌？(2)如何提高解析度印出細緻的牛肉紋路？(3)風味是否能與牛排比擬？(4)合理的單價與成本？



林詠凱教授與蔡承融同學試著從大海裡找答案，在蛋白質選擇避開風味不佳的黃豆蛋白而選用風味特殊的豌豆蛋白及熱凝固性的卵清蛋白，使用了膠體三仙膠與褐藻酸鈉，使用一部分的昆布萃取物讓風味更加豐富。初步測試發現難上加難，膠體不是太稀薄就是太濃稠無法列印，每個晚上蔡同學都會列印一些樣品，為了怕浪費隔天就變成林教授的早餐，從這些錯誤的經驗中找到一個可行的方案，就是蛋白質應模仿肌肉控制在12～18%間，另外三仙膠與褐藻酸鈉的添加可增加安定性但不宜過量，最後他們選用了一種最佳化軟體(optimization software)去計算最佳的配方，這是一種輸入數據後讓人工智慧去選擇合宜參數的方法，圖形像是等高線圖與山丘，故被稱為反應區面法(response surface methodology, RSM)。結果很有趣的是人工牛排的硬度與彈性可以差距5倍之多，也就是能夠透過軟體計算去調整不同的質感來符合不同年齡族群的喜好與需求。

臺灣即將邁入超高齡社會，許多長者因牙口功能退化、吞嚥困難，無法享受美食也容易營養不良，運用3D列印技術打造合適老年人吃的蛋奶素仿生牛排，且仿生牛排所使用的材料成本低，可以改善全球農糧危機、減少動物無謂犧牲並減少畜牧產業對環境的衝擊，最重要的是讓貧窮的人在農糧危機中也能吃得起牛排，減少食物不平權的問題！

利用3D列印仿生樂齡牛排消除食物不平權問題

筆者非常喜歡吃夜市牛排，牛排在鐵板上滋滋作響，放到燒紅的鐵盤上，再淋上蒜頭與黑胡椒混合的醬汁，是充滿視覺、聽覺、嗅覺、味覺與觸覺的五感饗宴。但牛排用印的可以吃？那是像紙張一樣咻咻印出來的嗎？還用人工智慧演算，真的假的？在新冠疫情衝擊下，牛肉的供應鏈仍在重建中，據富比士報導，牛肉的價格是過去30年來最貴的一刻，估計牛肉的通貨膨脹達33%。牛肉是營養豐富的食物，但也同時是生產過程中碳排放量最高的食物。據聯合國預測至2050年全球總人口將突破90億，如何兼顧聯合國SDG 2「...

面對地球暖化所造成生態環境的持續惡化，紮實的科學知識能發揮重大的作用與影響，足以讓人類面對來自各面向的挑戰。聯合國於2015年宣布「2030永續發展目標」（Sustainable Development Goals, SDGs），總計制訂了17項核心目標，涵蓋169項細項目標與230項指標，受到世界各國的高度重視。綜觀近年來，無論是政府在政策制訂方面，各大企業在經營策略方針方面，乃至於教育層面的課程素養統整，無一不積極與永續發展目標接軌。

國立臺灣海洋大學對於環境永續的推動不遺餘力，以17項永續發展目標觀之，其中SDG 14「Life Below Water」（保育及永續利用海洋生態系，以確保生物多樣性並防止海洋環境劣化），是唯一針對海洋環境制訂的指標。海大是全國一般大學中唯一以「海洋」為研究專業特色的指標性大學，就海洋環境的永續發展而言，實為海大責無旁貸的任務與使命。112年2月海大正式設立一級行政單位「大學社會實踐與永續發展中心」，作為推動永續發展的專責單位，同時發行永續報告書，宣示落實永續發展的決心，也是校園永續行動的重要里程碑。

在校園景觀規劃中，雨水公園、風力發電機相關設施的設置等，代表海大對水資源循環利用和淨零碳排能源轉型議題的前瞻與關注。海大積極承擔大學社會責任，由校內跨院系教師協力組成五個計畫團隊，超過40位專任教師實際投入場域執行五件教育部「大學社會責任（University Social Responsibility, USR）實踐計畫」，六年來持續針對漁村、漁民、漁業在生產、生活、生態面向的需求與困境，結合專業知識與人文關懷，協助解決區域偏鄉漁村的問題。

根據CSR@天下的報導，在全臺29所大專院校中，每千人學生環境永續課程數，海大以超過十門位居全臺之冠。在CSR（企業社會責任）教育部分，以109學年度為例，海大共有72筆「環境」相關課程開課紀錄，而「永續」相關課程亦超過18筆，透過不同領域的環境永續課程，積極強化學生對永續議題的重視，是海大的重要目標。112學年度共同教育中心更進一步規劃推動「永續發展跨領域學分學程」，整合各學院研究教學能量，以完備的課程結構，聚焦17項聯合國永續發展目標，以議題為導向進行加深加廣的教學設計與創新。

此次《SDG 14的加減乘除：海洋生態的永續議題與實踐》專書的出版，可說是全國第一本針對SDG 14核心目標進行相關議題之教學研究成果的匯集。感謝李明安副校長戮力擘畫，整合帶領跨院17位師生結合研究專長，以深入淺出的方式，配合教學案例，將SDG 14核心目標的內涵與延伸，進行多面向的詮釋，並提綱挈領點撥影響關鍵。本書除了作為海大永續相關課程的教學用書外，亦期能帶給社會大眾對海洋生態環境議題有更多的思考與關懷。海洋生態保育，分秒必爭，刻不容緩。是為序。

知識紮根，永續海洋

國立臺灣海洋大學 校長

許泰文

面對地球暖化所造成生態環境的持續惡化，紮實的科學知識能發揮重大的作用與影響，足以讓人類面對來自各面向的挑戰。聯合國於2015年宣布「2030永續發展目標」（Sustainable Development Goals, SDGs），總計制訂了17項核心目標，涵蓋169項細項目標與230項指標，受到世界各國的高度重視。綜觀近年來，無論是政府在政策制訂方面，各大企業在經營策略方針方面，乃至於教育層面的課程素養統整，無一不積極與永續發展目標接軌。

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推薦序
Chapter 1　氣候變遷效應下的「漁」波盪漾(SDG 14)／李明安
Chapter 2　當科技遇見海洋生產(SDG 14 = 2 × 9 - 4)／廖柏凱
Chapter 3　餐桌、市場、課堂在養殖與撈捕間的SDGs 落實(SDG 14 = 3 × 4 + 2 = 12 + 2)／黃之暘
Chapter 4　知識、能力、技術在包容與公平中的教育落實(SDG 4)／張正杰
Chapter 5　從海洋環境保護看再生能源發展(SDG 14 = 7 + 7)／簡連貴
Chapter 6　如何透過海洋科技改善人類貧窮與食物不平權問題？SDG 10 = SDG 14 - (SDG 1 × SDG 2)2／林詠凱　徐德華　龔紘毅　黃章文
Chapter 7　以日漸沉沒的樂園「吐瓦魯」看責任消費及生產(SDG 12 + SDG 2)／蕭心怡　劉修銘
Chapter 8　全球暖化的孿生雙胞胎：海洋酸化(SDG 14 / SDG 13 + SDG 4 + SDG 2)／周文臣　呂學榮　梁婷淯　藍國瑋
Chapter 9　SDG 17加持落實SDG 14實現：海洋永續夥伴關係建立與攜手協力(SDG 17)／陳均龍
後記　潑彩一抹湛藍的未來：關於SDG 14的永續行動／李明安　謝玉玲
附錄　延伸閱讀　參考資料

推薦序
Chapter 1　氣候變遷效應下的「漁」波盪漾(SDG 14)／李明安
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Chapter 3　餐桌、市場、課堂在養殖與撈捕間的SDGs 落實(SDG 14 = 3 × 4 + 2 = 12 + 2)／黃之暘
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Chapter 5　從海洋環境保護看再生能源發展(SDG 14 = 7 + 7)／簡連貴
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