日高校研究 再生水種稻釀酒/《新聞中的教室》
增田副教授及參與計畫的實驗室學生。圖/SCOP募資平台

日高校研究 再生水種稻釀酒/《新聞中的教室》

【文╱陳韻涵輯】

俄羅斯入侵烏克蘭對全球供應鏈的影響持續,日本化學肥料的價格在俄烏開戰後居高不下。日本「秋田高專」副教授增田周平(Shuhei Masuda)和他的學生從2022年開始,利用淨化過的「汙水再生水」種植稻米,再採收成熟的稻米來釀造清酒。44歲的增田表示,處理過後的汙水再生水含有農作物需要的關鍵養分,且能減少化學肥料使用量,減輕農民負擔,若能成功製成商品販售,便能打造循環農業,販售盈餘回饋地方經濟,堪稱一舉數得。

●看原理╱汙水多礦物質 比農用水營養

增田表示,中世紀以來,農民利用糞便當作肥料種植作物,他於是想到,家用廢水與工業汙水經細菌分解、處理後排入河流和海洋也是一種浪費,倒不如將經過生物處理與消毒淨化的家用與工業汙水重新引進農田,灌溉稻米等作物。

農業大量使用外國進口的化學肥料,汙水中對農作物有益的氮磷鉀等成分未經充分利用就排放,導致溪流、河川、湖泊與海洋出現藍藻與赤潮的現象。藍藻(Spirulina)是一種螺旋狀的多細胞水生藻類,又稱作螺旋藻。赤潮是一種水質優養化(eutrophication)的現象,在江河、湖泊和水庫中的優養化現象稱作「藻華」,而在海上就叫「赤潮」。赤潮或稱紅潮,通常出現在海水交換不良的潮間帶,因為通常會滋生渦鞭毛藻或雙鞭毛藻等單細胞的紅褐色藻類而得名赤潮。

增田解釋,有鑑於此,處理過的汙水比一般的農業用水具備更多莊稼所需的氮、磷、鉀等營養礦物質。在工業汙染問題方面,汙水處理後排出的水、肥料與熱氣被稱作「汙水資源」,此議題近年備受關注。除了再生汙水外,全日本都在設法再次利用農業汙水處理期間排放的熱能與二氧化碳。

●量產化╱租田提升水質 種稻釀成清酒

2020年,增田向農民承租20平方公尺的稻田,在不使用化學肥料的情況下,以再生水種植釀清酒用的稻米「秋田酒小町」。秋田酒小町的顆粒大,蒸米後表面具彈性且不乾柴,且因產糖量多而適合製麴並做成吟釀酒。

增田與實驗室學生在課堂上討論淨化汙水灌溉,減少化學肥料使用的可能性,並從溫室、盆裝淨化的方式,研究如何提升再生水的品質,用以培育精良的秋田酒小町。

秋田高専的學生透過田野實作,每周定期到田裡檢查農作生長狀況並蒐集相關研究數據。一名學生說:「向來覺得汙水骯髒且不衛生,卻意外發現若汙水處理得當,對莊稼的營養價值其實很高。」

2021年,增田擴大承租的3500平方公尺的農田,並利用農田附近工廠的廢水,經淨化處理過後,重新把汙水再生水導回農田。增田團隊在不使用任何化學肥料的情況下種植秋田酒小町,收穫後送交食品安全檢驗,結果顯示符合各項食安與衛生標準。

經過3年模擬水田試驗,增田團隊移往示範田種植,2021年收穫1.4公噸品質比2020年更好的秋田酒小町。確認秋田酒小町品質無虞後,增田實驗室與秋田縣當地歷史悠久的「出羽鶴」(Dewatsuru)釀酒廠合作,使用清澈的天然水釀造限量的純米大吟釀清酒「醉思源」,名稱靈感來自「飲水思源」。

●看永續╱水資源循環用 振興地方經濟

增田表示,利用汙水再生水栽培水稻的大規模示範稻田,不僅能種植安全無虞的稻米,且能以循環水當作肥料發揮灌溉與施肥的作用,稻米收成後經過拋光、釀造生產清酒,清酒販售所得可回饋地方社區,形成本地資源循環農業。

增田的努力獲得日本專家高度肯定,獲獎無數,包括國土交通省循環下水道創新獎、下水道協會的勵志獎、土木工程師學會東北支部的技術開發獎、青年研究報告獎,以及研究獎勵獎等。

秋田高專這項計畫不僅有助水資源持續管理和使用,還能確保可持續生產和消費,從而達到振興與復甦地方經濟的目的,一併落實聯合國宣布的「2030永續發展目標」(Sustainable Development Goals,簡稱SDGs)。SDGs是一項國際行動,涵蓋淨水及衛生、保護資源、可負擔潔淨能源、永續城鄉、責任消費與生產、保育陸域生態、保育海洋生態,以及多元夥伴關係等17項核心目標,下設169項小目標與230項指標,指引全球共同努力、邁向永續發展。

●看結果╱募資踴躍超標 商品未達標準

秋田高專當初透過「SCOP眾籌平台」向群眾募資,原定目標金額為100萬日元(約台幣23萬元),沒想到獲得踴躍回響,共吸引296人贊助支持,募款總額達216萬8000日圓(約台幣49萬8640元)。這296名贊助者全都是20歲以上的成人,因為日本法律禁止20歲以下的未成年人飲酒,因此這項計畫只接受20歲以上的贊助人。

然而,「醉思源」的釀造過程出現清酒酵母不活躍的狀況,酒廠延長發酵時間並試圖加速發酵,結果蛋白質變成氨基酸的程度超乎預期,導致清酒口味不符預期標準。酒廠人員推測,可能是稻米分解過程出問題,或是出現麴菌酵素以外的微生物作用,詳細原因仍待調查。

儘管此次用再生水種稻釀酒的計畫未能成功,出羽鶴釀酒廠準備以秋田清酒小町釀造、精米比例50%的純米大吟釀清酒裝瓶,取代原先未達標的清酒口感。瓶身會貼上已製作完成的「醉思源」標籤,預計6月中旬開始出貨,感謝先前贊助此計畫的296人。

增田表示,此次挑戰雖然化為幻影,但仍會以失敗的經驗當作跳板,期許成員重新以再生水種植更適合釀造清酒的稻米,努力達成真正的「醉思源」釀造目標。

【2023-05-08/聯合報/R10版/R11好讀周報新識力】