全臺首座農食副產物高值化碳中和示範工廠

京冠生技5R策略 讓廢物新生再逢春 打造碳權生態圈【會員限定,5/14前限期開放】

撰文記者 李林璦
日期2023-05-23
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京冠生技董事長楊青山致力推動「無廢再生」,目標是希望亞洲第一家「自主淨零」的農業生技公司就在臺灣誕生!(攝影/吳培安)

「廢棄物都只是錯置的資源!」京冠生技致力於將農食副產物的剩餘價值發揚光大,舉凡咖啡渣、綠豆皮、黃豆渣都能轉廢為寶,並成為經濟動物的機能性飼料原料與添加劑,目前正在著手準備申請臺灣第一支經濟動物或寵物用植物新藥藥證。京冠致力打造碳權生態圈,正籌備斥資5億元新臺幣,結合AIoT智慧碳管理系統,建造臺灣首座農食副產物高值化碳中和示範工廠(二廠)及多元生態綠色工廠(三廠)。希望成為亞洲第一家「自主淨零」的農業生技公司。

撰文/李林璦


2022年9月,京冠生技董事長楊青山獲得《台灣循環經濟獎》中的英雄獎。京冠生技成為臺灣循環經濟產業中不可或缺的要角。

京冠致力於將農食副產物的剩餘價值發揚光大,舉凡咖啡渣、綠豆皮、黃豆渣都能轉廢為寶,並成為經濟動物的機能性飼料原料與添加劑,例如,將黃豆渣、咖啡渣發酵產物添加在雞或豬的飼料中,在精準營養與預防醫學上能夠促進動物腸胃道健康、促進其生長。

「這是『One Health健康共榮圈』,也就是預防醫學,應該及早從環境、行為下手,讓人、動物、環境都更加健康。」楊青山說。

他指出,臺灣人全年喝掉超過28.5億杯咖啡,而一顆咖啡豆有高達99.8%都成為咖啡渣,這些咖啡渣經常直接被丟棄掩埋,其所釋放出的甲烷,吸收熱量的能力比二氧化碳還強上25倍,加劇對氣候變遷的威脅。

此外,臺灣每年進口250萬噸大豆,估計全年豆渣產量多達42萬公噸,「這些農食副產物並不是垃圾,而是錯置的資源!」楊青山說。

楊青山進一步表示,「過去講的環保3R包含,Reduce (減廢)、Reuse (再利用)、Recycle (回收),這只是基本原則,但已經不足以應付當前的氣候與環境危機,更重要的精神是加上Redefine (重新定義)以及Redesign (重新設計),形成5R策略,將廢棄物變黃金,以創意與技術讓其產生最大的價值。」

京冠致力推動「無廢再生」,目標是希望亞洲第一家「自主淨零」的農業生技公司,就在臺灣!

惜食為起點  一顆綠豆讓京冠轉型升級

2001年楊青山創立京冠生技,被問起京冠創立的起點,聲音總是鏗鏘有力的楊青山,眼中也不免閃著柔情回憶道,「起心動念是源於母親『惜食』的教育理念,從小媽媽就會把蘿蔔皮洗乾淨、削下來做成非常好吃的涼拌菜,這味道也成為孩提時代最難以忘懷的記憶!」

楊青山將母親教誨牢記於心,一直認為天然的食物背後有許多隱藏的價值,只是缺乏大家用心去挖掘、發揮。

京冠成立之初,主要以代理進口各國飼料添加劑為主,但在產品銷售起飛之時,原廠卻收回代理權,楊青山也順勢將公司轉型,成為自主研發型的生物技術公司。

而這一大轉彎,是因為楊青山看到綠豆皮背後的新價值。他說,綠豆皮以往都是拿來做枕頭、作為牛飼料,但實際上,綠豆最有效的成份就在皮裡面。楊青山開始思考,該如何將這些以往不被重視的邊角料,創造出新價值與新應用,並建構出與眾不同的門檻。

2007年,京冠一邊建立研發團隊,一邊攜手食品工業發展研究所,共同運用藥用真菌以及固態發酵技術,將生產冬粉過程中的廢棄物──綠豆殼轉廢為寶。 

「綠豆皮發酵的靈感是源自古籍中記載的綠豆篁,具有保肝、解毒與消炎的功效,在古法中,是將綠豆與甘草、黃連等多種中藥材裝入竹子中空的管節中,密封讓綠豆發酵,再將竹節泡入童子尿中後,以溪水沖洗、日曬,總製程長達18個月。」

京冠花了4年研發,2010年,成功運用生物技術、微生物發酵特殊製程,開發出綠豆皮發酵產物──綠豆皮醇,並經急性肝炎、慢性肝炎、B型肝炎以及酒精性肝炎等動物試驗證實,具有護肝的效果,且比傳統的綠豆篁效果更加突出。

接著在誤打誤撞下,又發現綠豆皮發酵物竟對傷口癒合也有效果。原來,京冠每年都會舉辦員工烤肉大會,不巧有人燙傷,研發人員就突發奇想嘗試將綠豆皮發酵物塗抹傷口,發現竟然有效。

這一個意外發現,讓楊青山及研發團隊十分興奮,立即與屏科大和生技中心進行研究合作,進行在外傷傷口、糖尿病傷口的動物試驗,均驗證綠豆皮發酵物能促進傷口癒合。

同時還和屏科大合作開發固態發酵的工業化製程及設備。

歷經十年磨劍,於2019年取得糖尿病傷口修復植物新藥專利證書。

此外,團隊在實驗過程中還發現綠豆皮醇具有調節免疫能力,於是進一步與臺大合作進行抗病毒機轉和雞胚胎攻毒試驗,發現其中活性成分──牡荊素(vitexin)、異牡荊素(Isovitexin),在細胞試驗中能有效抑制禽流感、新城病毒、冠狀病毒等各項家禽重要病毒,可干擾病毒在宿主細胞的感染、複製與釋放的各項機制,並能輔助疫苗達成更佳保護效果,更進一步改善雞胚胎病變。

此一研發,也於2020年取得臺灣抗病毒醫藥組合物的專利,近日,又再取得日本抗病毒專利。楊青山透露,京冠已經著手準備申請臺灣第一支經濟動物或寵物用的植物新藥藥證!

3BM研發模式  訂出農廢物轉生SOP

從綠豆皮發酵研發到量產一路走來,京冠從中汲取經驗淬鍊出一套研發模式──「3BM」。不論是咖啡渣、豆渣、茶渣、中藥渣、檸檬皮、蘿蔔皮,都可以透過「3BM」的SOP,讓其變身再造。

他說明,第一個BM是原料選用農食業副產物作為生質材料(Biomaterials);第二個BM則是仿生(Biomimicry),京冠透過模擬微生物的生態環境,開發出仿生固態發酵專利技術,以逆境刺激微生物在農食副產物上進行生物轉化;第三個BM是生醫(Biomedicine),農食副產物經過生物轉化後產出活性成分,在進一步進行定性、定量與科學化驗證,例如代謝體分析、作用機制分析、腸道菌相分析等等。

由於每一種不同原料對應的發酵菌株都不同,楊青山打趣說,像是咖啡渣,我們測試了10多種藥用真菌,但只有一種菌可以跟咖啡渣「談戀愛」。

咖啡渣發酵物經過臺大進行黴漿菌的攻毒試驗,發現不論是細胞試驗或是動物試驗都能抑制肺炎黴漿菌造成的發炎反應,讓TNF-α和IL-6等發炎指標均下降,該研究成果已發表在《Molecules》上,目前,正進一步與屏科大獸醫系團隊進行抗菌的機制探討。

他解釋,功效性實驗做完後,會去確認有效成份和機制的關連性為何,再進行一次確認性動物與田間實驗來回驗證,制訂出生產過程中的QA/QC標準及有效成份,精準地在發酵過程中找出如何讓有效成份產量最大化的方法。

不過,楊青山也指出,由於京冠使用農食副產物進行高值化開發,原料的量是一大重點,若是廢棄物的量不夠大,就無法支撐後續各種應用的研發;此外,在循環經濟中,原料流與品質的管控更是重要,因此,不僅須慎選廢棄物回收廠商,還必須訂定嚴格的原料驗收標準。


不論是咖啡渣、豆渣、茶渣、中藥渣、檸檬皮、蘿蔔皮,京冠都可以透過一套「3BM」的研發模式SOP,挖掘農食廢棄物的隱藏價值,讓其變身再造。(攝影/吳培安)

研發佔比達40%  解決畜牧業育成率痛點

目前,京冠正針對預防醫學、精準營養兩大議題進行產品線研發。

楊青山指出,全球畜牧業的痛點在於「育成率」,當動物染疫,如禽流感、非洲豬瘟,動物死亡率越高,育成率就越低,飼養成本也就越高。

京冠已經將綠豆皮醇產品「戒炎令」,應用於維護動物腸胃健康,提高雞隻產蛋率、幫助豬隻胎兒正常發育與生長、調節免疫力,降低生病風險。

而咖啡渣為原料製作而成的機能性飼料添加劑「酒肽郎神麴」,則可以抑制壞菌,幫助動物腸道建立好菌、降低抗生素依賴。

在精準營養方面,正在開發豆渣製成的功能性飼料「益豆肽」,提高蛋白質消化率,以及茶渣製成的「小纖肉」,具天然抗氧化效果,與纖維酵素產生協同作用,促進腸胃道健康,精準地提供動物所需營養。

楊青山表示,自轉型為研發型公司以來,京冠投入的研發預算佔每年公司預算高達35~40%,公司有逾4位博士及超過10位碩士,專利遍及臺灣、日本共達10件、國內外學術期刊論文發表逾14篇。

每當被股東問起,為何農食作物研究要做得這麼詳細?楊青山回答「要走上世界的舞台,若沒有發表具分量的文獻、清晰明確的機制來扎根得又深又廣,會很難與其他世界級公司競爭;此外,這樣的研究基礎還可以成為未來發展植物新藥、保健食品的基石。」

「機制清晰在推廣銷售方面也十分有幫助」,楊青山進一步說,當數據齊備時,客戶能夠直接地瞭解產品成分、機制、用量,不用花時間摸索開發,讓京冠能在短時間內獲得客戶的信任。

臺灣前十大主要動物飼料廠,如大成長城、卜蜂、國興、統一、嘉吉、福懋、農生、福壽等,都是京冠的客戶,也布局至泰國、馬來西亞、菲律賓、新加坡、日本、越南及韓國等地。

現在,京冠業務有90%以上以經濟動物機能性飼料為主,在人類食品、化妝品、機能性保健食品或是植物新藥方面,是先透過京冠的3BM模式、逆境固態發酵技術挖掘農食廢棄物的隱藏價值,高值化後,再提供給下游廠商原料或是進行技轉。

例如,京冠將關東煮蘿蔔的外皮經1個月的發酵,製成媲美發酵20年的老蘿蔔乾,已交棒給知名食品廠商開發成老蘿蔔即食湯包。

將咖啡店的咖啡渣製成發酵萃取液後,添加至環保清潔產品;將檸檬皮變成動物機能飼料添加物裡的養分等;透過上下游生態系合作,讓農廢再生成為人們生活中的寶物。


京冠董事長楊青山獲得2022年第三屆「臺灣循環經濟獎-英雄獎」,也是唯一的生物技術開發公司。(圖/京冠提供)


全臺首座農食副產物高值化碳中和示範工廠  打造碳權生態圈

2017年,政府將「新農業」與「循環經濟」納入政策,形成「5+2產業創新計劃」後,就持續推動以友善環境、加速資源循環為核心的產業轉型。其中,京冠生技是其中的翹楚,董事長楊青山獲得2022年第三屆「臺灣循環經濟獎-英雄獎」,也是唯一的生物技術開發公司。

目前,京冠已針對16項產品進行環境足跡查證,並在一廠的綠豆皮高值化製程中採用綠電、改善產線規格、集中餘料運輸等措施,來減少整體能源耗損量,且已達到降低廢水量40%的成就。

今年10月,京冠斥資5億元新臺幣建造的「農食副產物高值化碳中和示範工廠」,即將落成。該廠與全球前五大的電子公司合作,結合AIoT智慧管理系統,將是臺灣首座農食副產物高值化碳中和示範工廠。

楊青山表示,臺灣每年進口250萬噸大豆,估計全年豆渣產量多達42萬公噸,而豆渣可透過京冠的固態發酵技術成為功能性動物飼料。

因此,為了讓豆渣在生產製造過程中,同時實現循環經濟淨零,有許多設備就必須與合作廠商共同設計。

該工廠透過植物性廢渣回收、低溫餘熱發電(ORC)技術、與養藻捕碳等設計,建構廠房二氧化碳、熱、及水循環智慧化、自動化生產模組,預計每年可處理高達5萬噸的農食副產物、回收生產136萬度綠電與3.5萬噸蒸餾水,不只可自用、也可回饋給合作的上游食品與下游畜牧業者。

整個示範工廠可以達到幾乎沒有排放,從空氣、水蒸氣到二氧化碳,全都回收並再創造其價值。

「這不只達成自主淨零,更能夠形成碳權生態圈,將碳權買賣成為創新商業模式,協助上、下游廠商共享碳足跡資訊、打造綠色生產品牌形象,進一步推動臺灣農食產業鏈的淨零碳排經濟新模式。」楊青山說。

楊青山指出,豆渣高值化碳中和先導示範工廠,不只生產高營養價值動物飼料原料與保健產品,也是系統化模組設備「廠中廠」模式的前導試驗,主要是為了驗證循環經濟的商業模式是否可行。因此,產量雖不大,但可透過示範廠讓世界更多人瞭解循環經濟的重要性與前景。

目前,京冠正在募資,預計在今年底或明年初,將啟動第三廠――綠色工廠的建置計畫。

此外,京冠生技也正在與循環台灣基金會合作,將在臺大、中興、屏科大等學校舉辦循環經濟工作坊,讓學生們初步了解與重視該議題。

楊青山期望,「循環經濟是系統性的問題,並非靠一個人就可以解決,需要仰賴產、官、學、研形成共識,打造縱向與橫向的生態系。」


全臺首座農食副產物高值化碳中和示範工廠透過植物性廢渣回收、低溫餘熱發電(ORC)技術、與養藻捕碳等設計,建構廠房二氧化碳、熱、及水循環智慧化、自動化生產模組,預計每年可處理高達5萬噸的農食副產物、回收生產136萬度綠電與3.5萬噸蒸餾水。(圖/京冠提供)

>>本文刊登於《環球生技月刊》Vol. 105