全球一年浪費10.5億噸食物！臭氧緩釋袋、抑菌氣體與保鮮卡如何延長食品保存期？
撰文＝編輯部
消費者愈來愈重視潔淨標示與成分簡化，食品製造商卻不能因此放棄保存技術。若缺乏有效控制，食品可能因微生物生長、腐敗或過期而提前退出供應鏈。這項矛盾促使食品科技新創尋找不同解法，將保存功能從食品配方移到包裝、倉儲及食品周邊環境，發展所謂「非接觸式（touchless）」保存技術。
目前相關技術包括臭氧分子籠、細菌來源揮發性化合物，以及宣稱可利用環境電磁波運作的保鮮卡。這些方案並非全面取代防腐劑、冷藏或氣調包裝，而是在不直接將防腐成分加入配方的前提下，延緩微生物生長、食品成熟與腐敗。
聯合國環境規劃署（UNEP）《Food Waste Index Report 2024》指出，2022年全球家庭、餐飲服務及零售端共浪費約10.5億噸食品，相當於消費端可取得食物的19％；其中家庭占60％、餐飲服務占28％、零售占12％。聯合國糧食及農業組織（FAO）另估計，全球約13.2％食品在採收後至進入零售端前，便於儲存、運輸、批發及加工等環節損失。
如何延長保存期限、減少供應鏈損耗，又不增加食品配方中的防腐成分，因而成為食品科技新創爭相投入的市場。
保存功能移到食品周邊 非接觸式技術尋找新解方
傳統食品保存可透過添加防腐劑、調整酸鹼值、降低水活性及加熱、冷藏等加工方式，控制微生物生長與食品變質。非接觸式保存則將作用位置移到食品包裝、儲存空間或周邊環境，避免直接把保存成分加入配方。
不同新創採取的技術路線並不相同。有的利用氣體化合物抑制微生物，有的將臭氧封存在固態載體中，也有產品透過特殊媒介與環境中的電磁波作用。BioBlends、Onza及Natures Frequencies便分別從不同方向切入這項市場。
Onza將臭氧封進分子籠 大型設備縮小成包裝緩釋袋
Onza以臭氧（ozone）作為技術核心。臭氧是食品產業熟悉的抗微生物物質，依美國《聯邦法規彙編》21 CFR 173.368，可在規定條件下以氣態或水相形式，用於食品處理、儲存及加工。
Onza首席科學長Stephen Goldman指出，臭氧具有強氧化能力，可破壞細菌、酵母菌及黴菌。傳統應用通常需要大型臭氧產生設備，並仰賴氧氣與電力供應；臭氧氣體的反應速度快，通常存在約10～20分鐘後便會與其他物質反應而消失，因此不易攜帶至田間或不同作業地點使用。
Onza開發的技術會將臭氧封存在稱為「clathrates」的分子籠中。Goldman表示，分子籠由鹽或糖形成，可將臭氧保存在晶體結構中，使用時再逐步釋放。
Onza將臭氧氣體封存在晶體基質中，開發可放入食品包裝的緩釋袋。（圖片來源：Onza官網）
封存後的臭氧可以大量供應並與水混合，用於田間或食品工廠的清洗作業；也能裝入小型袋包，附著在盛裝蔬果的透明盒或袋裝包裝內。
現有吸附墊多以吸收水分或乙烯的方式減緩食品變質。Onza表示，臭氧緩釋袋除了吸收濕氣，也能抑制微生物及乙烯作用，進一步延緩果實成熟與腐敗。
藍莓最長保鮮20天 Onza準備將產能再放大100至200倍
Onza公布的藍莓試驗顯示，臭氧緩釋技術可讓藍莓依消費者可接受標準維持新鮮最長20天，採後損失最多降低40％，果實的色澤與硬度也能維持較長時間。
Onza已將製造規模提高至初始原型的20倍，目前正與數家大型企業進行試驗。為了因應預期需求，Onza計畫在後續數月將製造能力再提高100至200倍。
Onza仍須進一步確認產品在不同食品、包裝及保存條件下的效果，並處理製造成本、量產能力與包裝整合等問題，才能進入更大規模的食品供應鏈。
不需外接電源 Natures Frequencies把保鮮系統做成一張卡
Natures Frequencies採取另一條技術路線，將保鮮功能製成「The Food Freshness Card」。這張保鮮卡可以放在儲藏室、冰箱、運輸車輛或零售貨架，不必直接接觸食品，便能作用於周邊的蔬果及麵包。
Natures Frequencies表示，Food Freshness Card已取得3項美國專利及14項國際獎項，包括Edison Award金獎。產品開發者RJ Hassler指出，保鮮卡使用特殊全像媒介（holographic medium），透過不同頻率的縱向電磁波減緩黴菌及細菌生長。
Food Freshness Card不需要外接電源。Natures Frequencies將其運作方式類比為RFID晶片，透過周遭環境中的電磁波運作，可直接部署在冷藏、運輸或零售空間，作用範圍則依卡片尺寸而異。
Natures Frequencies推出的The Food Freshness Card，可放置於冰箱、倉儲、運輸車輛或零售貨架周邊。（圖片來源：Natures Frequencies官網）
保鮮卡導入商用廚房3個月未見腐敗 超市損耗率降低26％至40％
Natures Frequencies公布的案例顯示，美國Bridgewater State University在商用廚房設置36張Food Freshness Card後，3個月內未記錄到食品腐敗。導入前，該廚房平均每月約有500美元的食品損失。
Natures Frequencies另表示，Food Freshness Card導入連鎖超市後，食品損耗率降低約26％至40％。使用者通常可在數個月內回收導入成本，每張保鮮卡的設計壽命約為3年。
Food Freshness Card不需要調整食品配方或重新加工，可以直接設置於既有物流、倉儲及零售空間。這項特性有助於降低大型廚房與零售通路改動原有作業流程的幅度。
BioBlends利用細菌揮發性化合物 優先切入烘焙食品防黴
阿根廷食品科技新創BioBlends利用細菌產生的揮發性有機化合物（volatile organic compounds, VOCs），在不將防腐劑加入配方的情況下控制污染微生物，延長食品保存期限。
BioBlends目前以烘焙食品作為主要應用目標。部分麵包及烘焙產品含水量較高，容易受到黴菌污染。BioBlends正測試將揮發性化合物應用於氣調包裝、噴灑系統及活性包裝，也評估在產品冷卻階段進行短時間氣體處理。
BioBlends表示，特定烘焙產品在實驗室中曾維持55天未發黴。不過，微生物污染只是影響保存期限的因素之一，產品仍可能因水分流失而變硬。目前BioBlends公布的效果主要集中於黴菌控制，細菌則是未來可能拓展的研究方向。
BioBlends也獲選為Global Food Tech Awards美洲區賽事亞軍，目前已與大型烘焙食品製造商簽署合作意向書，並推進付費試驗、商業合約及法規路徑規劃。
從氣體到電磁波 保存技術從食品配方延伸至周邊環境
Onza、Natures Frequencies及BioBlends採取不同技術路線，卻都將保存功能移出食品配方。
Onza把臭氧封存在分子籠中，再透過包裝或清洗系統釋放；BioBlends利用細菌產生的揮發性化合物控制烘焙食品的黴菌問題；Natures Frequencies則把保鮮功能製成卡片，放置在儲存及運輸環境中使用。
這些技術共同回應食品產業的2項需求：延長產品生命週期，以及減少食品配方中消費者不熟悉的成分。食品保存技術的應用範圍也因此從配方與加工階段，進一步延伸至包裝、倉儲、運輸及零售環境。
非接觸保存仍須面對法規、量產與效果一致性
非接觸式保存技術有機會兼顧成分簡化與降低食品損耗。食品製造商若不必修改原有配方，也能減少產品調整幅度，並降低技術導入對風味與質地的影響。
然而，保存成分沒有直接加入食品配方，不代表產品可以免除法規審查。不同技術可能涉及食品添加物、加工助劑、活性包裝、食品接觸材料及環境處理設備等規範，各市場也可能採取不同管理方式。
Onza仍在進行大型企業試驗及擴充產能，BioBlends處於烘焙食品試驗與商業合作初期，Natures Frequencies公布的成效則以個別場域的應用案例為主。3項技術若要擴大應用，仍須確認在不同食品與供應鏈環境中的效果，並考量法規、部署成本及量產能力。
全球食品損失與浪費仍然可觀，消費者也持續關注食品標示與配方內容。將保存功能移出食品配方，提供食品產業另一條延長保存期限的開發方向。隨著企業試驗與量產規模擴大，這些技術能否從個別案例進一步成為供應鏈解方，將是下一階段的發展重點。
審稿編輯：林玉婷
參考資料
▶Food Navigator：Can ‘touchless’ preservation extend shelf life without adding ingredients?