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「藍色食物」是什麼概念?——水產食品為何是更營養且環保的選擇?

Evelyn 食品技師_96
・2021/11/07 ・3541字 ・閱讀時間約 7 分鐘

藍色食物在世界上愈來愈重要

2020 年新冠肺炎疫情蔓延全球,聯合國世界糧食計劃署 (World Food Program; WFP) 指出,疫情造成糧食缺乏的人口倍增,由 2019 年的 1.35 億人暴增至 2.7 億人。封城防疫措施打亂全球供應鏈,貿易保護主義抬頭與食物運輸、加工中斷,使得全球糧食危機惡化。

除了各國衝突及經濟衰退之外,糧食系統佔了所有溫室氣體排放量的四分之一,氣候變異使全球生物多樣性逐漸喪失。故世界各國普遍認識到現今糧食系統需要轉型,如何建立健康、公平且具永續性的糧食系統逐漸受到重視。

今年年中,藍色食物評估 (Blue Food Assessment;BFA) 正式成立,由全球超過 25 個科學機構中 100 多名科學家聯合倡議,旨在研究「藍色食物」在未來糧食系統中所扮演之重要角色,提供相關政策資訊並推動變革,以促進健康、公平及具永續性的糧食系統。

疫情造成糧食缺乏的人口倍增兩倍。圖/Pixabay

什麼是藍色食物?

藍色食物,即水產 (海鮮) 食品,包括在淡水和海洋環境中培育或捕獲的水生動物、植物和藻類。其具多樣化、高營養價值、環境永續性,以及符合公平交易原則等特性,在糧食系統中相較於陸生食物更具極大的潛力。

各式各樣的水產食品。 圖/Pixabay

水產食品成分資料庫 (Aquatic Foods Composition Database; AFCD) 分析將近 4,000 種水生動物食品所含之數百種營養素,結果如下圖「水生動物食品與陸生動物食品的營養多樣性」比較所示,藍色 (水生動物) 或綠色 (陸生動物) 方塊的顏色愈深,代表每 100 克食物所含之營養素愈高,包括礦物質 (鈣、鐵、銅、鋅)、維生素 (A、B12) 與脂肪酸 (DHA 和 EPA)。

圖由上至下為按食物營養豐富度 (food nutrient richness) 排序,評估標準為每 100 克食物所含之各種營養素濃度與該營養素每日建議攝取量[註1]之比值,可見營養豐富的動物源性食品的前 7 類都是藍色食物,包括遠洋魚類、二枚貝類和鮭魚等。

圖一:水生動物食品與陸生動物食品的營養多樣性比較。圖/Nature

藍色食物,營養價值超群

相較於陸生動物食品,藍色食物更具備許多優勢與潛力,分析如下。

ㄧ、藍色食物是補充不飽和脂肪酸的優質來源

在魚脂肪中,特別是脂肪含量較高的鰻魚、秋刀魚、鯖魚、鮭魚或鮪魚等,含有大量不飽和脂肪酸,以二十碳五烯酸 (eicosapentaenoic acid; EPA) 和二十二碳六烯酸 (docosahexaenoic acid; DHA) 最受大眾注目,EPA 是前列腺素 (prostaglandin) 的前驅物之一,有抑制血漿凝固的作用;DHA 是大腦、視網膜及神經中含量最高的脂肪酸。

同時這些不飽和脂肪酸可降低血液中中性脂肪的含量及膽固醇濃度,對降低罹患心血管疾病的風險可能有助益。然而他們身為必需脂肪酸,人體無法自行合成,須額外靠飲食攝取。雖然陸生動物的脂肪含量高,卻以飽和脂肪酸居多,而藍色食物的脂肪含量較低卻含豐富的不飽和脂肪酸,是他們得天獨厚的優勢。

鮭魚、鰻魚、秋刀魚、鯖魚或鮪魚等,含有大量對健康有益的不飽和脂肪酸。圖/Pixabay

二、藍色食物具填補營養不良缺口的潛力

全球大約有 30% 的人口 (約 23 億人) 的飲食中至少缺乏一種微量營養素 (如鐵、鋅、鈣、碘、維生素 A、B12 或 D 等),大多集中在收入不高的開發中國家,如位於非洲的查德、尚比亞和史瓦濟蘭;位於亞洲的印度、印尼和越南;位於美洲的巴西和墨西哥等。尤其兒童、婦女及老人影響更為顯著,每年約有 100 萬人因此而死亡。

藍色食物除了富含上述的不飽和脂肪酸之外,蛋白質與微量營養素也十分可觀。魚類蛋白質約 18~20%,其組成與家畜類相似,為完全蛋白質[註2];所有藍色食物含豐富的維生素 B1、B2 及菸鹼酸,高脂含量的魚為維生素 A、D 的良好來源,另外魚類所含的鈣、磷、鐵也很豐富,海水魚更含有碘,牡蠣則為碘、銅及鋅的良好來源。故同樣吃 100 克的陸生動物食品,吃 100 克的水生動物食品可獲取更多的營養素,相較之下藍色食物更具有效填補營養缺口之潛力。

三、藍色食物可減少肉類及其加工食品的攝入量

根據 BFA 圖二的研究,模擬 2030 年紅肉、家禽、雞蛋和乳製品等各蛋白質來源食物的消費狀況,圖內量化的值為「各類食物消費量於生產量高時之百分比」與「各類食物消費量於基本生產量時之百分比」的差,差若大於零,表示在高產量情景下消費量更高,差若小於零則反之。

可觀察到中國、印度、菲律賓、美國和加拿大等北半球地區,藍色食物消費量會隨產量增加而增加;而紅肉、家禽、雞蛋和乳製品等產量雖然增加但消費量卻無隨之增加,南半球地區藍色食物消費量的影響則不顯著。故藍色食物可減少紅肉或不太健康的加工肉類之消費,間接降低罹患高血壓、中風、心臟病、糖尿病、直腸癌或乳腺癌的風險。

圖二:(a) 水生食物消費、(b) 紅肉消費(牛羊豬)、(c) 家禽類消費、(d)蛋類消費、(e)乳製品消費(牛奶、奶油等製品)、(f)非水生動物食品消費;大於 0 代表產量越高、消費量越大;小於 2 萬 5 千平方公里的國家用「點」來表示;歐盟國家在圖內共享同樣的值。圖/Nature

藍色食物,能解決「營養不公平」的問題?

過去大部分的學者對藍色食物的營養價值常採取較狹隘的方法分析,會侷限於單一物種的熱量及蛋白質含量,沒有考慮到其必需的微量營養素與脂肪酸具有高生體可用率 (bioavailability)[註3]

雖然 BFA 已分析了藍色食物在微量營養素和脂肪酸對人類的許多益處,但研究仍有限,因只探討到魚肉的營養價值,其他像是魚油或魚皮等其他部位的營養價值仍待補充,所以實際上藍色食物所擁有的高營養價值潛力可能是被低估的。

研究也指出,藍色食物的產量增加可使價格約降低 26%,連帶使消費量增加,藍色食物消費量增加能大幅提高弱勢地區的婦女及女孩的營養素攝入量,不但為「營養公平」提供了一項可行的解決方法之外,還能減少弱勢地區微量營養素攝入不足的情況。

藍色食物的生產方式,對環境更加友善

在永續性最重要的環境議題方面,小型遠洋捕撈漁業、二枚貝類或海藻生產的溫室氣體排放量低於家禽和其他陸生動物食品。在水產養殖業中,傳統飼料是使用大豆生產,種植大豆需要砍伐森林,若改採高科技循環系統,由藻類或微生物製成的新型飼料,生產一磅魚所需的飼料量,可以減少原本高達 54% 的溫室氣體排放量。

故可將市場轉移到碳足跡較低的系統和物種去運作,使藍色食物對環境永續性發揮更大的收益。若遇到氣候變遷、流行病盛行或其他問題的時候,藍色食物更具有提供糧食安全和糧食系統恢復能力的重要可能性。

小型遠洋捕撈漁業、二枚貝類的溫室氣體排放量低於陸生動物食品。 圖/Pixabay

在全球的未來,藍色食物勢在必行

藍色食物,不管是物種或營養素皆具有高度多樣化、營養價值高、公平且經濟,更重要的是對環境友善具永續性。

一直以來,人們只針對肉類與植物飲食進行爭辯,而藍色食物這個巨大潛力股,在葷素之爭中徹底被忽視。

當然藍色食物不是靈丹妙藥,每個糧食系統都會面臨挑戰。但若全球要建立促進健康、公平及具永續性的糧食系統,勢必需要藍色食物的一大助力。

註解

  • 註 1:每日建議攝取量 (recommended dietary allowance; RDA) 表示可滿足 97-98% 的健康人群每天所需要的營養素量。
  • 註 2:蛋白質是由 20 種胺基酸組成,其中 11 種是非必需胺基酸,9 種是必需胺基酸,完全蛋白質指的就是含有「完整」9 種必需胺基酸的蛋白質,大部分都是來自動物。
  • 註 3:生體可用率 (bioavailability):在營養學上,表示食物與營養補充品中所含營養素的吸收程度;在藥物動力學上,指藥品有效成分由製劑中吸收進入全身血液循環或作用部位之速率 (rate) 與程度 (extent) 之指標。

參考資料

  • 1. 顏嘉南,2020。新冠疫情導致全球糧食危機惡化。中時新聞網,檢自https://www.chinatimes.com/realtimenews/20201007006321-260410?chdtv (Oct 26, 2021)
  • 2. 黃佳慧,2017。全球糧食安全的進展與挑戰。行政院農業委員會。臺北。
  • 3. Golden, C. D., Koehn, J. Z., Shepon, A., Passarelli, S., Free, C. M., Viana, D. F., Matthey, H., Eurich, J. G., Gephart, J. A. Fluet-Chouinard, E., Nyboer, E. A., Lynch, A. J., Kjellevold, M., Bromage, S., Charlebois, P., Barange, M., Vannuccini, S., Cao, L., Kleisner, K. M., Rimm, E. B., Danaei, G., DeSisto, C., Kelahan, H., Fiorella, K. J., Little, D. C., Allison, E. H., Fanzo, J. and Thilsted, S. H. Aquatic foods to nourish nations. Nature. 2021. 1-6.
  • 4. 施明智,2013。食物學原理 (第三版)。新北市:藝軒圖書出版社。
  • 5. 藍色食物評估 (The Blue Food Assessment) 官方網站:https://bluefood.earth

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Evelyn 食品技師_96
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國立大學食品科學研究所畢業,現為一名食品技師兼食品研發專員,對食品科學充滿熱忱。有鑒於近年發生許多食安風暴,大眾對於食品安全的關注越來越高,網路上卻充斥著不實資訊或謠言。希望能貢獻微薄之力寫些文章,讓更多人有機會認識食品科學的正確資訊!想獲得更多食品營養資訊可追蹤作者的粉絲專頁 https://www.facebook.com/profile.php?id=100066016756421


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揭開人體的基因密碼!——「基因定序」是實現精準醫療的關鍵工具

科技魅癮_96
・2021/11/16 ・1998字 ・閱讀時間約 4 分鐘

為什麼有些人吃不胖,有些人沒抽菸卻得肺癌,有些人只是吃個感冒藥就全身皮膚紅腫發癢?這一切都跟我們的基因有關!無論是想探究生命的起源、物種間的差異,乃至於罹患疾病、用藥的風險,都必須從了解基因密碼著手,而揭開基因密碼的關鍵工具就是「基因定序」技術。

揭開基因密碼的關鍵工具就是「基因定序」技術。圖/科技魅癮提供

基因定序對人類生命健康的意義

在歷史上,DNA 解碼從 1953 年的華生(James Watson)與克里克(Francis Crick)兩位科學家確立 DNA 的雙螺旋結構,闡述 DNA 是以 4 個鹼基(A、T、C、G)的配對方式來傳遞遺傳訊息,並逐步發展出許多新的研究工具;1990 年,美國政府推動人類基因體計畫,接著英國、日本、法國、德國、中國、印度等陸續加入,到了 2003 年,人體基因體密碼全數解碼完成,不僅是人類探索生命的重大里程碑,也成為推動醫學、生命科學領域大躍進的關鍵。原本這項計畫預計在 2005 年才能完成,卻因為基因定序技術的突飛猛進,使得科學家得以提前完成這項壯舉。

提到基因定序技術的發展,早期科學家只能測量 DNA 跟 RNA 的結構單位,但無法排序;直到 1977 年,科學家桑格(Frederick Sanger)發明了第一代的基因定序技術,以生物化學的方式,讓 DNA 形成不同長度的片段,以判讀測量物的基因序列,成為日後定序技術的基礎。為了因應更快速、資料量更大的基因定序需求,出現了次世代定序技術(NGS),將 DNA 打成碎片,並擴增碎片到可偵測的濃度,再透過電腦大量讀取資料並拼裝序列。不僅更快速,且成本更低,讓科學家得以在短時間內讀取數百萬個鹼基對,解碼許多物種的基因序列、追蹤病毒的變化行蹤,也能用於疾病的檢測、預防及個人化醫療等等。

在疾病檢測方面,儘管目前 NGS 並不能找出全部遺傳性疾病的原因,但對於改善個體健康仍有積極的意義,例如:若透過基因檢測,得知將來罹患糖尿病機率比別人高,就可以透過健康諮詢,改變飲食習慣、生活型態等,降低發病機率。又如癌症基因檢測,可分為遺傳性的癌症檢測及癌症組織檢測:前者可偵測是否有單一基因的變異,導致罹癌風險增加;後者則針對是否有藥物易感性的基因變異,做為臨床用藥的參考,也是目前精準醫療的重要應用項目之一。再者,基因檢測後續的生物資訊分析,包含基因序列的註解、變異位點的篩選及人工智慧評估變異點與疾病之間的關聯性等,對臨床醫療工作都有極大的助益。

基因定序有助於精準醫療的實現。圖/科技魅癮提供

建立屬於臺灣華人的基因庫

每個人的基因背景都不同,而不同族群之間更存在著基因差異,使得歐美國家基因庫的資料,幾乎不能直接應用於亞洲人身上,這也是我國自 2012 年發起「臺灣人體生物資料庫」(Taiwan biobank),希望建立臺灣人乃至亞洲人的基因資料庫的主因。而 2018 年起,中央研究院與全臺各大醫院共同發起的「臺灣精準醫療計畫」(TPMI),希望建立臺灣華人專屬的基因數據庫,促進臺灣民眾常見疾病的研究,並開發專屬華人的基因型鑑定晶片,促進我國精準醫療及生醫產業的發展。

目前招募了 20 萬名臺灣人,這些民眾在入組時沒有被診斷為癌症患者,超過 99% 是來自中國不同省分的漢族移民人口,其中少數是臺灣原住民。這是東亞血統個體最大且可公開獲得的遺傳數據庫,其中,漢族的全部遺傳變異中,有 21.2% 的人攜帶遺傳疾病的隱性基因;3.1% 的人有癌症易感基因,比一般人罹癌風險更高;87.3% 的人有藥物過敏的基因標誌。這些訊息對臨床診斷與治療都相當具實用性,例如:若患者具有某些藥物不良反應的特殊基因型,醫生在開藥時就能使用替代藥物,避免病人服藥後產生嚴重的不良反應。

基因時代大挑戰:個資保護與遺傳諮詢

雖然高科技與大數據分析的應用在生醫領域相當熱門,但有醫師對於研究結果能否運用在臨床上,存在著道德倫理的考量,例如:研究用途的資料是否能放在病歷中?個人資料是否受到法規保護?而且技術上各醫院之間的資料如何串流?這些都需要資通訊科技(ICT)產業的協助,而醫師本身相關知識的訓練也需與時俱進。對醫院端而言,建議患者做基因檢測是因為出現症狀,希望找到原因,但是如何解釋以及病歷上如何註解,則是另一項重要議題。

從人性觀點來看,在技術更迭演進的同時,對於受測者及其家人的心理支持及社會資源是否相應產生?回到了解病因的初衷,在知道自己體內可能有遺傳疾病的基因變異時,家庭成員之間的情感衝擊如何解決、是否有對應的治療方式等,都是值得深思的議題,也是目前遺傳諮詢門診中會詳細解說的部分。科技的初衷是為了讓人類的生活變得更好,因此,基因檢測如何搭配專業的遺傳諮詢系統,以及法規如何在科學發展與個資保護之間取得平衡,將是下一個基因時代的挑戰。

更多內容,請見「科技魅癮」:https://charmingscitech.pse.is/3q66cw

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《科技魅癮》的前身為1973年初登場的《科學發展》月刊,每期都精選1個國際關注的科技議題,邀請1位國內資深學者擔任客座編輯,並訪談多位來自相關領域的科研菁英,探討該領域在臺灣及全球的研發現況及未來發展,盼可藉此增進國內研發能量。 擋不住的魅力,戒不了的讀癮,盡在《科技魅癮》