【記者林芷彤報導】近年關於人體內微生物的研究逐漸深入，學界對其與健康的關聯有更多認識。國立陽明交通大學醫學系學生洪嘉和、分子醫學博士學位學程學生張世旻以及微生物及免疫學研究所教授黃雪莉，共同發表一篇探討硝酸鹽對人體共生菌生長與代謝影響的論文。該研究成果發表於美國微生物學會（American Society for Microbiology,ASM）出版的期刊《應用及環境生物學》（Applied and Environmental Microbiology,AEM)，獲得2024財團法人臺灣醫學發展基金會論文特優獎。 人類可透過飲食或唾液分泌獲得硝酸鹽，作為一種益生質，影響人體內細菌生長，與健康息息相關。本次研究聚焦於硝酸鹽與人體共生菌Veillonella（以下簡稱V菌）的交互作用。V菌廣泛存在人體口腔與腸道中，然而，這些環境中的乳酸含量偏低，使得V菌生長受到限制。過去研究已指出硝酸鹽能促進V菌的生長，但其具體作用機制仍有待深入探討。 此次研究證實，硝酸鹽能促進V菌在不同碳源環境下生長，洪嘉和說：「碳源可想像為細菌生長時，主要吃的食物。」研究團隊發現，即使在缺乏乳酸碳源的環境中，硝酸鹽仍能顯著提升V菌的生長量，推測是因為硝酸鹽促使V菌轉而利用其他替代性碳源進行代謝，克服乳酸不足的限制。 研究團隊透過細菌培養進一步發現，硝酸鹽還能使V菌將胺基酸轉化為對人體有益的物質。洪嘉和指出，硝酸鹽能幫助V菌有效利用谷胺酸，轉化為對人體有益的短鏈脂肪酸，有助調節代謝、維持神經系統健康。此外，其亦可將天門冬胺酸轉換為色胺酸，幫助神經傳遞與抗發炎，對保持人體健康狀態至關重要。不過該研究尚未利用人體進行實驗，因此實際效果仍待驗證。 談及未來展望，洪嘉和認為，本研究爲開發次世代益生菌（註）產品提供一個新穎的策略。黃雪莉補充，近年研究顯示，V菌與多種健康狀況相關，例如在精英運動員的腸道中，V菌數量明顯較高；但在自閉症兒童和高血壓女性體內相對偏低，因此補充V菌所帶來的潛在治療價值具深入探索的意義。國立成功大學微生物及免疫學研究所副教授陳振暐則建議，可透過小鼠實驗進一步驗證此次研究的結果。 註：新興益生菌概念。指的是在傳統益生菌（如乳酸桿菌）之外，過去未被認定為益生菌的菌種。這些菌種因與特定健康狀況存在直接或明確的關聯，而被視為具有潛在應用價值。

【記者陳卓希綜合報導】土地孕育糧食，而土地中的微生物是根源的養分。國立屏東科技大學生物科技系教授陳又嘉帶領學生組成「FUN轉農業」團隊，針對農民施肥成效不彰的現況，研發「光合益生菌（註1）培養包」，並獲選為教育部「U-start創新創業計畫」績優團隊。此培養包不僅能簡易養菌、助作物生長，還可修復變質的土壤。註1：又稱「光合菌」、「光營養細菌」，是能夠自主合成光能的微生物，廣泛分布自然界，能淨化水質、作為禽畜養分，以及修復受損土壤等。 屏科大生技系學生組成的「 FUN轉農業」團隊，現已創業成立公司，旨在開發有益微生物，並提供簡易的培養方式，希望增加農民對生物科技的接納程度。　圖／張軒綸提供屏科大生物資源所博士班學生張軒綸說到，過去農民習慣用化學肥料施肥，導致土壤酸化與鹽化，讓土地吸收力降低、作物產量不佳。而光合菌不僅可改善土地酸鹼化的問題，還可提供植物養分、降低化肥使用，他形容，作物與光合菌的關係如同人體食用益生菌，農民可利用好菌建立適合作物生長的土壤。而團隊研發的光合菌培養包操作簡單，只需將已調配好的菌種及發酵膠囊倒入水中，鎖蓋後在太陽下曬約一個禮拜即可使用，可望增加農民對生物科技的接納度。 只要將菌種及「發酵培養膠囊」加入20公升水中，放置一週即可培養出光合益生菌。圖為光合菌培養套組。　圖／張軒綸提供「希望讓菌種成為主要肥料提供者。」陳又嘉說，光合菌還能激發植物根部的生長素，團隊將產品於萬丹紅豆田實測八週，證實可增加10％收成，並減少30%的肥料使用，能有效加乘作物產值。他補充，農民常自行用便宜、易取得的糖蜜和豆粉等加工廢棄物來養菌，但此方法培育出的光合菌活性及純度不足，沒有顯著效果，且加工廢棄物無法被土地完全吸收，其殘渣會造成環境污染。 使用光合菌的作物（左）相較對照組（右），生長成效顯著。因光合菌能促進植物根部的生長素，對作物的生長及生產皆具加乘效果。　圖／張軒綸提供此外，光合菌分為「好氧」與「厭氧（註2）」兩菌種。市面上以好氧菌居多，農民使用時需進行繁複的前置作業，才能活化光合菌，且通常僅能活化六、七成。「很多農民忘記要活化，直接把休眠的菌灑在土地。」張軒綸解釋，未經活化的好氧菌無法發揮活性，對作物沒有輔助效果。而團隊產品利用厭氧光合菌，使菌一直維持在「活」的狀態，得以保留功效，並免除活化不完全的問題。註2：厭氧又稱「無氧活動」，厭氧微生物能在缺乏氧氣的環境中，進行生物分解等活動。好氧微生物則需在氧氣充足的情況才可活動。據行政院農業委員會統計，民國108年台灣農耕土地佔全台面積約22%，「希望微生物能取代化學的缺點。」陳又嘉表示，台灣因地狹人稠農業屬密集型態，維持地力至關重要，土地健康是循環耕作的關鍵。高雄市大寮區青年農民聯誼會副會長洪明偉補充，肥料經微生物輔助，效用可由原本的20％到50％，大幅提升至90％，而光合菌培養包可望有效減少化肥對土地的傷害，成為農民接受綠色農業的第一步。近年來青年返鄉務農人數提升，張軒綸談到，青農對微生物農業接受度最高，資深農民則仍有操作、成本上的擔憂。未來團隊會繼續研發其他菌種，盼減少化肥的使用，達到台灣農業與土地的平衡。另外，也會進一步將技術應用至動物飼養，善用光合菌可生成蛋白質的特性，普及生物科技在各領域的助益。 農地是糧食和經濟的基礎，屬密集型農業型態的台灣，更需重視土地的保護，找到人與土地共存的平衡，以防面臨資源耗盡。　圖／陳卓希攝