用人造衛星檢驗稻米的食味 日本超級公務員的努力

文 / 一流人      2017-08-26

用人造衛星檢驗稻米的食味 日本超級公務員的努力


顛覆不科學的前例 

為了維持神子原米的品質,我們自二○○六年起利用人造衛星檢驗稻米的食味。 

不少人非常驚訝:「竟然能用人造衛星檢驗稻米的食味嗎?」而這是美國栽種釀酒用的葡萄時,用來觀測土壤的寶貴技術。 

為什麼可以運用人造衛星辨識稻米的成分呢? 

過去都是以米檢(米穀檢查)來檢驗稻米。檢查時,將一根中空的不銹鋼管戳進裝米用的草袋裡再抽出來,藉此評鑑稻米品質的優劣。舉例來說,一千粒米中如果有三顆乳白粒,即鑑定為二等米。一等米一俵可賣一萬三千日圓,判定為二等米即落到九千日圓左右。品質更差的米則是一文不值,連等級都排不上,只能以賤價出售。然而,各位不覺得奇怪嗎?如果稻米裡有乳白粒,利用色選機(色彩選別機)剔除不就好了嗎? 剩下來的好米直接當成一等米出售即可。換句話說,並不是依照稻米本身的食味來判定好壞,而是只憑外觀來辨識一等米、二等米或等級外。可是,光靠外觀就能瞭解箇中滋味嗎? 

我當時詢問農家,究竟怎麼辨別稻米品質的優劣?他們告訴我,是用食味檢驗裝置加以辨識。他們也實際操作給我看,先將糙米放進透明盒子裡,置入檢驗儀器後,機器運作聲響起,不久即列印出一張小卡,標示水分值○%、蛋白質○%、直鏈澱粉 (Amylose)○%、脂肪酸○%,最後一項便是評分的分數。真的很有意思。但再測量一次,分數竟然不同。明明是同樣的米粒。 

「等等,這儀器是不是有問題啊?」 

過了幾個鐘頭再用同樣的米粒測量一次,結果又不一樣。這下真的覺得:「嗯,這儀器有問題吧。」我想瞭解檢驗裝置的迴路圖,於是打電話給製造商,向技術人員請教一些簡單的原理。 

廠商以傳真送來迴路圖,我便利用反射波加以測試。結果發現:「這也太奇怪了吧?只用反射波就能測出米粒的脂肪酸、蛋白質或直鏈澱粉數值的話,根本能拿到比諾貝爾獎還厲害的專利啊!」以反射波測試時,數值即因為電極不穩定而大受影響,誤差範圍甚至超過正負二○%。熟悉科學的朋友直言,這種東西稱不上是檢驗儀器,頂多是測試器罷了。而它竟然要價三百萬日圓,簡直跟詐欺沒兩樣。我怎麼看都覺得農家和JA受騙了。

當我問農家,送去檢驗的稻米究竟是從哪一塊田收成的?他回答道:

「我也不曉得到底是送哪裡的米去檢驗。」 

並不是所有田地都具備相同的日照、排水等條件,更何況神子原的梯田還有高低落差……,每一塊田種出來的米,食味當然也不同。可是,農家無法得知檢驗的到底是哪一塊田的米,還得七上八下地擔憂今年檢驗出來的分數高低。 

這一點也不合理,實在有違科學精神。既然如此,不如採用其他方式比較好吧? 

用人造衛星尋找美味的米 

於此同時,我有機會聯絡上在NASA(美國航空暨太空總署)艾姆斯研究中心 (Ames Research Center, ARC)工作的科學家朋友、理查˙海恩斯(Richard Haines)博士,跟他提起稻米食味檢驗儀器造假事件時,他對我說:

「日本為什麼不用人造衛星呢?」

我問道:「一般人可以隨意使用人造衛星嗎?」 

「在美國很常用啊,葡萄農家就用它來觀測土壤喔。」

竟然有這一回事?朋友的一番話使我茅塞頓開。既然美國常使用,日本應該也做得到啊。我立即著手查詢網路相關資訊。

人造衛星利用的是光譜分析。也就是從高達四五○公里的高空上,以肉眼看不到的近紅外線(接近可視光的紅外線)照射水田裡的稻子,同時種方式稱為非破壞檢測,不必破壞米粒就能檢驗其觀測稻子對近紅外線的反射率與吸收率,藉此推算出米粒所含的蛋白質比率。這中的內容,驗出來的數值也比食味檢驗儀器更詳盡。重點是不會有誤差。一次拍攝的範圍甚至達到一百平方公里,畫質為一像素六十公分×六十公分的高解析度,能夠以五個階段辨識蛋白質的含量。透過這種方式,一下子便能看出某一塊田地的稻米品質是好是壞。 

蛋白質含量高的米粒會使食味降低,吃起來不美味。一般來說,食味佳的蛋白質含量應該低於六%。若是有了這項檢測機制,便能在收割稻米之前瞭解蛋白質的含量,分出優質米與劣質米,或是將品質相同的米混在一起出貨。除此之外,如果能將各塊田地的稻米品質資訊建檔,這個資訊也能當作下個年度分配肥料的參考依據。 

我接著調查哪一家公司的人造衛星比較好,發現美國的衛星影像服務業者DigitalGlobe的捷鳥(Quickbird)衛星似乎不錯,而該公司的股東之一就是美國國防部。想要使用精確度最高的衛星,的確需要國防部的許可才行。畢竟連十日圓硬幣、二十五美分硬幣、誰跟誰見了面、哪輛車子要開往哪裡都能透過衛星看得一清二楚,不節制一點難免會造成困擾。美國設有國家偵察局(NRO),便常利用間諜衛星執行偵測任務。因此,北韓準備發射火箭的相關情報,美國全都經由人造衛星得知。但這是題外話了。 

看了對方送來的報價,竟然十分低廉。一平方公里只需○美元的價格,不禁讓我心中竊喜。一次的檢測價格換算成日圓大約是三十七萬,反觀日本,由於中間得透過好幾家公司,費用便高達三百萬日圓。如果進一步要求圖像分析,價格更是暴漲。 

不過,在與DigitalGlobe公司接洽過程中,我瞭解到一點,若是能自行研發分析軟體,就能在日本以十分之一以下的低廉價格檢測稻米的食味。 

話雖如此,三十七萬日圓對於財務困窘的我們而言,仍是一筆龐大負擔。我的做法是與DigitalGlobe公司在日本的窗口、日立解決方案公司(Hitachi Solutions)洽談:

「我們需要相關資料向客戶推銷,能不能請你拍攝神子原地區,讓我們看看精確度到底有多高?」

對方答應了。我便帶著神子原地區的水田觀測試拍照片資料前往新潟縣,向大力推銷:

「利用人造衛星檢測稻米的食味,結果會比目前的食味檢驗儀器更詳盡。如果由我們自己來檢測,成本甚至不到之前的十分之一。」

新潟縣立即接受我們的提議。由於神子原地區的資料是「試拍」,當然免費。簡直是一舉兩得。如果經費綽綽有餘,就不會想到這個點子。正因為沒錢,才不得不絞盡腦汁。 

本文節錄自:《獻米給教宗的男人》一書,高野誠鮮著,莊雅琇譯,時報出版。

圖片來源:pakutaso

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