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7月號 2018 Jul
專欄-台糖菌種庫 生物產業的重要根基
文/台糖公司研究所 鄭文玲
 
台糖建立菌種庫

台糖公司成立時即有與微生物應用相關的產業,早年的經典產品如「健素糖」、「酵母粉」與「酒精」等深植四、五年級生的記憶中。台灣糖業試驗所(現為台糖公司研究所)自1950年起即有食用酵母製造之研究,1960年起因應新營副產(酵母)加工廠業務,以及製糖副產物糖蜜之去化,研究所以糖蜜為原料開發酒精﹑離胺酸及酵母生產製程等微生物研究,其中離胺酸生產菌株經不斷改良培育,達到當時的國際水準,因此公司決定於1981年在新營副產加工廠建造四座60噸醱酵槽,隔年生產離胺酸濃醪,供豬飼料添加劑使用。後來隨著產業更迭,台糖公司調整經營型態,研究所除製糖副產相關研究外,亦開發與生技產業相關的果寡醣,生產酵素及冬蟲夏草菌絲體等保健產品,在市場高峰期曾為公司創造每年兩億元以上的營收。
 
台糖建立菌種庫 保存自有的生物資源

菌種是發展農業與生技產業的重要資源,國內雖有新竹食品工業發展研究所生物資源中心完善的菌種庫,但具工業生產價值的菌株並不對外公開,同樣台糖多年來自行選育的菌種也不適宜委外寄存,所以1999年產程開發系王國禧研究員(現任副總經理)提出建立及維護「台糖研究所菌種庫」的專案計畫,希望台糖能建立自有的生物資源保存中心。
 
台糖菌種庫計畫自1999年起由研究所自辦7年後,隨著生物科技事業部的成立,於2006年起改由生技事業部委辦至今。菌種庫維護計畫屬具有延續性的長期工作,除了例行的維護菌種,也配合公司各單位開發生物科技產品所需,搜集保存具發展潛力的菌株,並提昇研究所菌種保存及鑑定技術,避免具工業生產潛力的菌種外流,以維護公司研發的成果。另外,菌種庫維護計畫的工作也包含協助公司其他單位建立微生物檢測方法及製程的微生物危害管制分析。

 
菌種可保存長達10年以上

菌種庫維護計畫的重點工作之一是開發多項菌種長期保存法,如一般細菌、乳酸菌、酵母菌、放線菌、絲狀真菌、轉殖體及宿主等以冷凍乾燥法或低溫保存法保存於冷凍櫃。菇類、不適合凍乾保存之各類菌株及藻株等則以低溫保存法保存於冷凍櫃或液態氮桶中,再依研究需求不定期追蹤菌株活性,長期追蹤結果顯示包括好氧、兼性厭氧及厭氧乳酸菌、細菌、酵母菌、食藥用菇類等菌株,保存在台糖菌種庫中10年以上仍具活性。另外也配合事業部開發生物科技產品及做相關研究,搜集保存具發展潛力的菌株。目前台糖菌種庫保存435株菌株,包括食藥用菇類菌株107株、乳酸菌46株、微藻6株、其它菌株291株(包括細菌121株、酵母菌76株、真菌62株、宿主與質體32株)。 每種菌株至少保存10個複製,2種保存方法,其中多株為自行分離研發及選育之優良菌株。
 
菌種資料庫是利用電腦資料庫軟體管理菌種資料,分成一般細菌、乳酸菌、宿主與載體、酵母菌、真菌、食藥用真菌及藻類等七部分,以該軟體既有的資料表格式建立菌種庫之架構與欲管理之資料項目,並以管理資料之項目製成可供查詢之表單,以利快速查詢並印出所需資料。為求減少記憶體空間、運作快速,各菌種之菌落型態與微觀型態圖檔則不與資料表同存於一檔案中,待查詢或篩選後,才以內嵌物件的方式插入表單中,呈現完整資料。
 

菌株分離純化技術成熟 已供應超過384株菌

配合相關研究計畫,菌種庫也已建立菌株分離純化技術,有由野生菇菌類子實體分離樟芝、巴西蘑菇、波特貝勒菇等,亦有由台糖有機園區、市售商品分離放線菌、芽孢桿菌、乳酸菌等有益菌。分離純化的菌株均以所開發的保存方法,長期收存於菌種庫。
 
依據台糖公司生物科技事業部菌種保存使用標準操作書業務分工原則,台糖菌種庫負責菌種蒐集引進、種原保存、種原繼代保存、母株易地保存、菌種鑑定及製備工作子株。自2004年起菌種庫陸續供應生技事業部冬蟲夏草、靈芝、果寡醣酵素生產株、巴西磨菇、猴頭菇及食用酵母等工作子株及標準操作程序所需之表單。菌種庫亦提供公司各單位菌株,如生物科技事業部(醋酸菌、乳酸菌、牛樟芝);台南區處(舞茸、波特貝勒菇);畜殖事業部(乳酸菌、酵母菌、枯草桿菌)等研究或業務所需之菌株,另配合研究所各項研究計畫陸續供應過348株菌,使計畫得以順利進行。

 
建立多項微生物檢測方法 協助商品及製程管制微生物危害

菌種庫建立多項微生物檢測方法,包括以中華民國國家標準方法執行生菌數、大腸桿菌、大腸桿菌羣、酵母菌及真菌、乳酸菌等微生物檢測,也建立抑菌效能及化妝品挑戰試驗評估等分析方法,協助相關計畫的微生物管制及分析。2004年起陸續協助砂糖事業部、台糖福利會、天然資源小組及研究所等各單位分析糖錠、有機糖、甘蔗多酚、酵母粉、糖蜜、冰品飲料、冷凍有機蔬菜、發芽玄米等產品之微生物檢測;畜殖事業部飼料添加物的微生物拮抗分析;協助生物科技事業部及研究所等各單位醱酵製程的微生物危害管制、化妝品樣品的防腐效能測試、乳酸菌數含量分析等,有助一般食品、保健食品、化妝品及生技產品之推出。
 
菌種庫的建立及維護為生物產業重要根基,台糖菌種庫一直以來針對台糖公司產業需求,持續自行篩選改良或由外界蒐集具潛力的生物資源並建立菌種資料庫,提供穩定無汙染的生物資源,並協助商品及製程之微生物危害管制,提供製程改善參考,使製品符合規範。日後也會持續精進菌種保存及鑑定的相關技術,提供符合TQF食品廠所需之工作子株,以及相關菌種資料給公司有需求的單位,繼續扮演台糖發展業務的基石。


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