背景說明

根據聯合國估計在2050年世界人口將超過90億。畜牧提供人類肉類糧食安全，而動物福利、公共衛生、友善環境、及消費者意識是生產過程中必需考慮的議題。現代化密集養殖雖可提昇生產效率，供應人類大量蛋白質食物，解決部分糧食安全問題。但飼養密度過高，易增加感染風險，造成經濟損失。在土地固定狀況下，禽畜傳統飼養方式受限於當前飼養生產管理技術下，難以增加產能，且不易疾病控制。加上從業人口年齡老化、勞動力不足與養殖資訊收集不完整，不利保有完整生產紀錄。臺灣位處亞熱帶，冬季面臨禽流感等疾病，夏季高溫多濕引發動物熱緊迫、病原菌滋生與飼料腐敗快的問題。禽畜排泄物造成惡臭和疾病傳播、汙染環境與造成公衛與環保問題。

在後疫情時代，畜牧業和水產養殖業受到非常大的衝擊，包括極端氣候、養殖成本(飼料、設備和人工)上漲，造成全球畜牧產品供應緊張。美國蛋種雞因禽流感發生供應短缺問題，台美日雞蛋供應短缺，蛋價高漲又買不到的困境。過去抗生素在畜牧使用，造成抗藥性細菌產生和抗藥性傳播，衝擊動物和人類健康。2022年禽流感不僅侵犯家禽，對人類健康造成威脅。上述事件讓世人再度看到(野生)動物和人的健康息息相關。永續、循環、自然的農業和畜牧業對環境生態和人類健康至關重要。根據世界農糧組織與世界動物衛生組織統計，全球畜牧產值高達1.6兆美元，台灣畜牧產值約1630億台幣。飼料約有4300億美元，飼料添加物約佔300億美元。

現代化飼養方式朝向密閉溫控與自動化監控的智能化方式飼養禽畜，可以增加產能(產量及品質)、節省人力、密閉減少疾病傳染，溫控減少冷熱緊迫與病原菌滋生與飼料腐敗快與飼養數據收集較完整。此外，人工智能(AI)廣泛應用智慧化禽畜飼養，可提供疾病診斷、預警甚至治療的功能。AI也有利於建構飼養管理標準模式，協助農民掌控養殖風險，包含禽畜生產與管理數位化與智慧化、養殖環境（環境化學物質與病原菌）採樣、感測與監控、禽畜生理數據自動感測監控與生長/生殖效能最佳化、提升禽畜健康與病原菌防治策略、智慧裝置於禽畜生飼養之人工智慧物聯網(IOT)應用和巨量資料(Big data)儲存、分析與數位化。所以，AI適合用於以高度自動化的禽畜生產管理。細菌是密集養殖模式下最常見的感染和二級感染，預防性添加化學性抗生素可以減少經濟動物和水產動物的疾病與增加生長效能，但會產生藥物殘留與抗藥性病原菌，導致食品安全與公共衛生問題。國內外許多報告指出高比例抗藥性病原菌和抗藥性普遍存在畜牧場。更重要的是抗藥性病原菌和抗藥性會透過動物傳染給人，在經人傳人放大，造成公衛和健康問題。未來養殖新趨勢著重食物安全(禁用化學抗生素)和友善環境。因此，使用無抗養殖在畜牧業成為世界趨勢。目前抗生素替代物質共有8項，包括益生菌、益生質、有機酸、植生素、酵素、噬菌體、疫苗(抗體)和抗菌肽。益生菌可以競爭(和抑制)病原菌病，並分泌酵素增加飼料效率。益生質可以增加益生菌生長。有機酸可以抑制病原菌病並增加蛋白質分解。酵素可以促進飼料分解，增強營養成分再利用率，或減少發炎促進生長效能。噬菌體可以專一地殺死特殊病原菌。抗菌肽可以廣泛性殺死病原菌，透過破壞細菌的細胞膜。疫苗和其產生抗體可以預防傳染疾病。台灣在動物疫苗、益生菌和植生素研發和商品化，初見成效。如何善用AI和抗生素替代物質是一項挑戰。

植生素(phytogenics)主要來自藥用植物單一化合物或混合物。然而，植生素包括藥用植物和其成分在動物疾病防治和健康維護，可能有藥理作用，若能善加應用，可以製成動物機能性飼料添加物和動物藥等高附加價值商品。藥用植物優點是可防治不同動物疾病且無抗生素殘留，其含許多植化物而具有多靶點特性與抗藥性問題低，而其缺點為它們作用機制、藥理與毒理複雜，驗證不易。超過1200種植物被記載有抗微生物功能，只有極少數被研究與商品化。事實上，植生素一項有潛力的飼料添加物，功能涵蓋抗微生物活性、改善生長效能、腸菌項穩定、改善免疫系統、抗發炎活性、抗氧化性能、增加胰臟酵素分泌、減少氨與生物胺產生、改善腸道構造、與有機酸協同作用、改善飼料適口性和干擾病菌全體感應等功能。因此，植生素作為新型飼料添加物，可以促進動物健康、增加動物生長與改善畜禽產品品質，已成為研究亮點。台灣常見植生素也廣泛應用動物於建物健康。例如，含多種植物配方的植生素如鮮克球、龍殺球和球霸可以防治雞隻球蟲症和白冠病。以豬隻下痢為例，數十種不同植物被報導抑制細菌活性，然而，有效成分、作用機制與安全性常不清楚或需要證實。植生素腸穩健廣泛用於動物腸道感染。植生素的科學證據需支持它們的效果、作用機制及安全性，有利於商品化。植生素是屬於植物的二次代謝產物，主要的生物活性成分，包括萜類、醛類、酮類、醇類、酚類、酯類等，可以防治動物疾病、維護動物健康和確保糧食安全。例如在過去幾十年中，有 68種的植物和其化合物已經被科學性地研究其抗微生物的活性或作用，包括表苦參（豆科），青風藤（防己科），高麗白頭翁（毛茛科），大果榆（榆科），蒿草（菊科），山皂角（豆科），苦楝（楝科），胡椒（胡椒科），大蕁麻（蕁麻科），青蒿（菊科），水芹（十字花科），小茴香（繖形科），巴戟天（茜草科），沒藥（橄欖科），辣木（辣木科），牛至（唇形科），月桂（樟科），薰衣草（唇形科），香蕉（芭蕉科），龍葵（茄科），薄荷（唇形科），苦楝（楝科），野蒜（石蒜科），薑黃（薑科），葡萄（葡萄科），橡樹（殼鬥科），五倍子（漆樹科）和訶子（使君子科）。由於植化物複雜，其作用機制方式不同。例如，青蒿是透過氧化壓力來抑制微生物；帶有毒性的苦蔘、使君子和大果榆可以殺死微生物 ;羅勒及生薑精油有助於尼羅羅非魚(吳郭魚)的生長與抵抗無乳鏈球菌。。此外，植物精油會影響細胞膜脂的流動性、降低細胞膜脂質層的相變温度、提高K+的渗透，導致細胞膜特性改變而抑制細菌、真菌的生長，以及抗病毒特性，因此，可以應用於醫學、食品保鮮、植物保護、水產養殖等領域。然而，大部分上述藥用植物的抗微生物機制與作用都還在起步階段，需進一步科學性研究。此外，除有效成分與作用機制清楚外，需考慮其安全性，最好為安全可食性食物(無毒性問題)。若能開發為機能性飼料添加劑或動物藥，除增加農民收入外，更可活化農地，成為農業新藍海作物與產業。也可幫助農業、畜牧業和農業生技業者，創造多贏局面。

台灣畜牧業面臨許多問題，包括極端氣候、成本增加、疾病增加、抗生素減用/禁用和養殖技術落後等複雜問題，本研討會希望結合產官學研發能量，利用AI來提升養殖技術、減少極端氣候衝擊和降低生產成本。利用AI搭配植生素等抗生素替代物質，可防治動物疾病(增加動物福利)、促進生長/生殖效能、減少抗生素使用(增加肉品安全)和增加農民利潤。若能吸取國際產業專家經驗，加強全球和特別是東南亞佈局，並配合政府南向政策，解決畜牧業的挑戰，精進我國畜牧和水產養殖業，將有助於我國畜牧業和水產養殖的技術提升和產業發展。