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生技神話與農業生物技術研究

國立中興大學生物系統工程研究室 陳加忠

 

I、             前言

生物技術在二十世紀未被認為是台灣產業的未來希望,因此政府成立各種研究專案以推動此生物技術產業。農業生物技術也是各項生技產業之一環。對其他產業而言,例如醫學生技、環保生技,生技都是其產業中一部份。但是農業生物技術有其特殊性,已被視為農業起死回生的萬能丹、救命丸。目前農業界兩大口號即是生技農業與觀光農業。各農業縣市競相提出農業科學園區以從事生技農業。教育界各農業科系也紛紛更改系名,以更接近生物技術。研究人員也不斷競提生技研究計劃,以公家經費兼併他人公司為經營主題之花卉貿易公司也可自稱花卉生技公司,因此農業生物技術已被提昇成神話,只要與生技沾到關係一切問題即可解決。

       試想一幅漫畫來描述農業生技與傳統農業研究之關係。一條舊船(傳統農業研究群),船身老舊處處破洞而進水,船員已年邁怠惰而又喜歡自稱天下第一。面臨一陣一陣的大浪(WTO之國際競爭),船身開始沈沒。此時遠方開來一隻救生艇(生物技術),用來搭載船上部份乘客,不料船上有太多人認為此小艇為唯一生路而紛紛跳下,救生艇不能承受如此多的負重而沉沒,原來舊船也因照應人手不足沉沒大海。

 

II、          國內農業生技之進展

生物技術的定義在學術界已十分明確,只是在農業之領域,對於生物技術另有解釋。各方人馬為了沾光,紛紛自行加以重新定義。例如傳統農業認為農業之處理對象如五穀、雜糧至動物等都是生物,因此傳統農業即是生物技術產業。國科會農業生物技術研究計畫所規畫七大領域中,則以產業對象標定生物技術。只要合乎其標定產業名稱,不論其研究內容是否與生物技術相關,均可包括於生物技術之範疇。例如文心蘭為其領域內之產業,因此關於文心蘭之開花生理研究與耐熱品種選育,都是生物技術。因為金線蓮為列舉內之產業,因此金線蓮栽培方式改進也是生物技術。山藥為列舉內產業,原來食品科技中利用擠壓技術處理山藥也算是生物技術。農業生物技術之解釋與定義是如此方便,難怪農業生技可被視為農業傳統產業脫胎換骨的另一個方便門。國內農業外銷產值最高為蘭花,因為其種苗來自組織培養苗,為生物技術之沿伸應用產業,因此許多企業紛紛成立生技公司從事蘭花生產。而此蘭花產業是目前為一有商業規模,有產值的生技產業。

 

87年7月農業技術開始成了顯學。經過熱熱鬧鬧的數年,農業生物技術不論舉辦許多次成果發表會,發表多少篇論文,在產業界仍看不到農業生物技術之應用。一方面,生技的研究與產業之實用技術仍是未有交集。在國內農業的相關產業中除了蘭花,仍然看不到生物技術之應用。而關於蘭花之組織培養技術是民間業者自行發展的結果與研究界並不相干。研究界值得肯定有具體貢獻是病毒之檢定。種植蘭花能夠外銷賺錢仍是傳統蘭園,而不是生技公司。“農業生物技術”,只是學術界研究題目,只有口號,沒有具體技術,沒有產值,沒有在產業上落實應用。此中的問題出自何處?

 

III、       歐州成功之案例

歐州農業生技應用成功之案例中有草藥製作,有蝴蝶蘭生產,而兩者有共同特點,這些都是具有競爭能力的產業,其生物技術是一個整體產業的一環,而所有生產流程完全系統化、工程化。

6月15日工商時報中標題“中草藥進軍國際 先作好科學化”,對德國Dr. Willmar Scheabe Pharmaceuticals 藥廠其銀杏葉抽取物 Tebontne之生產流程有評細報導。原料銀杏係種子播種,自栽培採收管理、選別、清洗、乾燥、倉儲等流程均已以工業式生產,而且以品管原理以管制生產進度。原料在加工之前,有定性與定量檢測,使得原料之品質齊一。在歐州,蘭花最大之生產公司為荷蘭Floricultura公司,以蘭花組培苗生產以供應下游顧客小、中苗,此公司已建立一套標準作業流程,每年測試250個品種,只有合乎標準量產程序才投入生產。為了使品質一致,生產流程容易掌握,組培苗生產以分生苗PLB為主。自組培苗移出後在溫室內部以環控設備將溫室內部控制於一定的微氣候。在栽培管理中灌溉與施肥更是加以精確控制。

    上述兩個成功的例子其共同特點可再加以討論如下:

一、產業本身有高競爭性,例如草藥為人類醫療用品,蘭花是花卉中售價最高的作物。

二、整體產業已系統化,以工業界標準作業流程進行生物性原料之生產。而在生產過程中引入生物技術為關鍵技術。銀杏生產中為有效成份之萃取。蝴蝶蘭生產中為分生苗量產技術。

三、生產過程之標準化、工程化。雖然生產的對象為生物,但是在製程中要求標準化,每個流程可量化管理。可以以工業品管方式以管制生產進度。

 

IV、       國內農業生技神話

生物技術在二十一世紀初是如此引入注目,因此產業研究人員幾乎將其神格化,一切產業問題只要引進生技即可起死回生。研究領域只要加上生物技術即可永續長存。然後數年來未見農業生技研究之結果應用於產業,其中的問題是什麼?基本面的考量中,如果研究只是以生技為招牌,而無生物技術之本質,如同許多科系加上生技字眼,但是師資與課程仍不變,這是利用此名稱而不是具有真實的生技本質。應用面的考量中,如果研究的內容真正是屬於生物技術,為何研究的成果無法結合於產業?根本的原因仍是上述三個問題:與生物技術結合的產業有無競爭力?生物技術是否為產業的一部份而可提昇產業?生物技術能否產量,可以進行工業式之生產管理。

與生物技術結合的產業有無競爭力?以花卉中菊花為例,國內亞熱帶氣候只有冬天適合此作物。而菊花容易栽培,種植無特殊技術。耗費人力而售價不高。此花卉先天條件上在國際市場已無競爭力,只有填補一些溫帶國家冬天之貨源不足,無法終年生產。因此此作物以生物技術進行育種,仍然無法提昇競爭力,對產業無多助益。

在整體系統的結合方面,金線蓮就是一個實例。金線蓮在品種選拔,在耐病品系篩選,在組織培養苗生產技術,與在量產栽培技術改進方面,民間已有數十年的研究。民間產業面臨的問題在於有效成分的萃取與藥效研究。只有經過此科學化的研究,金線蓮才能由中藥材轉變為植物性藥材。國內研究界此方面的研究內容卻尾隨民間已完成之結果,因此此研究是否走偏了?

在生產流程的標準化與工業化方面,微生物製劑是典型的例子。自大自然界選拔的有益菌如何量產?如何大規模施用?如何保存?自微生物篩選至大量生產,台灣在此此仍未連結。中間階段仍然有很大的差距。

 

V、          生物技術與量產工程

生物技術是屬於產業中一種技術,在二十世紀下半段由於科學的發遧,人類對生命的瞭解,對生命掌握都有飛躍的進步,因此將此生物技術應用於產業。生物技術可以協助產業,可以促進產業進步,可以提昇競爭力,但是生物技術並非萬能丹。例如菊花可以以生物技術進行品種改良,但是生產成本仍然高居不下,對其售價提昇之空間有限。生物技術與產業結合的過程,一定要進行工業化管理,能夠量產、能夠科學化,有一致性,可重覆性的生產管理。而且生物技術要能夠協助產業,前提為此產業要有競爭能力,藉由生物技術配合量產工程使技術成為商品。

 

IV、結語:神話、美夢、或提昇產業

在二十一世紀,台灣農業的產值、生產力、競爭力與其他產業愈離愈遠,冰凍三尺非一日之寒,此種低競爭力是多年的惡因造成的惡果。

   國科會與農委會已投入大批經費於生物技術。農業生技研究如火如荼的進行。農業科系也不斷的更名。而這些研究,這些更名有否成效?在進入WTO之後,農業所受的挑戰即是在考驗著這些生技研究有無成果。

由國外成功的例子可以看到農業生物技術並不是單獨存在,不是單獨成為一種生技產業。而是要以系統性、全盤性的考量,要以量產工程技術將生物技術與產業生產相結合。

由於農業生物技術被宣揚神蹟。因此可將生物技術廣義解釋與傳統農業相同。因為可以“為研究而研究”,因此研究領域可以無所不包。因為先標稱屬於此生技之產業名稱,因此與標稱產業相配合的育種、加工、栽培都廣納於生物技術。研究失去了重點,失去了完整性,忽略了配合量產工程的重要性。

    神話何以神話,因為那是不能實現的美夢,可以給人編夢,但是無法解決問題。在WTO衝擊下,農業生產面臨之討戰也考驗農業生物技術是神話還是真正可解決農業問題?難道農業研究界之未來命運將如漫畫所預言,救生艇與大船都沉沒於海底!