撰稿人：黃閔裕 / 臺灣穀物產業發展協會秘書處助理
前言：
玉米是世界主要作物之一，其全球年產量約為 11 億噸，可作為工業原料、動物營養及主食等應用。然而，玉米植株中僅有5%為可食用的穀粒，其餘95%皆為生產加工過程中所產生的農業副產物，例如玉米芯、玉米莖及玉米殼等，其中玉米秸稈的全球年產量約為 16.6 億噸，佔全球農業廢棄物總量的27.2%。這類副產物大多被丟棄或焚燒而造成環境汙染，對循環經濟的運作造成極大阻礙。為減少浪費並最大化其商業價值，需先了解現有的玉米副產物種類以及其特性與用途：
| 玉米副產物 | 特性與用途 |
| 玉米鬚 | 1. 傳統醫學上被用於抗發炎、利尿及血壓調節。 2. 可製程玉米鬚茶，作為泌尿道感染、腎臟疾病、痛風和關節炎等傳統草藥療法。 |
| 玉米芯 | 1. 可作為糖醛的生產原料。 2. 熱值高，可作為燃料用途。 3. 具多孔結構，可作為金屬及木材的拋光劑；可作為牲畜墊料與天然過濾吸附劑。 |
| 玉米莖 | 1. 可用作護根物以保留土壤水分並防止土壤侵蝕。 2. 為牲畜飼料的主要成分，可減少對商業飼料的依賴。 3. 可作為有機堆肥及土壤改良劑以提升土壤肥力。 |
| 青割玉米 | 儲藏期間具有良好發酵性，可作為反芻動物飼料使用。 |
| 玉米秸稈 | 1. 可用於土壤改良劑和生物肥料，提供氮、鉀、磷及生物農藥等。 2. 作為家畜墊料使用，作為畜牧床材的永續替代方案。 |
| 玉米殼 | 1. 對DNA及蛋白質有抗氧化特性。 2. 堅固耐用可應用於編織用途能作為可生物分解的食品包裝材料，減少對合成材料的依賴。 |
| 玉米葉 | 極具纖維萃取潛力，每公頃土地約可萃取出 120 公斤纖維 |
| 玉米麩質粉 | 廣泛被添加於家禽、牛隻及水產養殖的飼料中 |
| 玉米灰 | 具有隔熱特性，在永續建築領域具備作為輔助水泥材料的潛力。 |
副產物之生物活性化合物萃取方法：
為提升玉米副產物的資源效率及再利用率，需進一步萃取其中的酚類、多醣類和纖維等生物活性化合物。然而，傳統溶劑萃取法不僅耗時且耗能，更可能導致成品受到汙染，而難以在工業上普及應用。為達到安全高效且符合潔淨標章的需求，相關綠色萃取技術已被廣泛應用，以下為各種綠色萃取技術的介紹：
超音波輔助萃取 (UAE)
- 原理機制： 利用高頻超音波在溶劑中產生「空穴作用」，透過微氣泡膨脹破裂產生瞬間高溫、高壓與強烈剪切力，有效擊碎植物細胞壁。
- 優勢特色： 大幅縮短萃取時間、減少溶劑用量，且具備極高的選擇性與萃取效率。
微波輔助萃取 (MAE)
- 原理機制： 利用微波能量直接穿透樣品並加熱溶劑，使活性成分快速從樣品基質中分離。
- 優勢特色： 穿透力極強，能在低耗能、短時間內高效萃取，以降低對活性成分的破壞。
超臨界流體萃取 (SFE)
- 原理機制： 利用突破臨界壓力與溫度的流體，使其同時兼具氣體的「高擴散性」與液體的「強溶解力」。
- 優勢特色： 能深層滲透組織中，萃取速度極快，且沒有高溫熱降解風險，適用於熱敏感物質。
高壓輔助萃取 (HPE)
- 原理機制： 施加極高壓力來直接提升溶劑的質量傳遞速率、細胞滲透率與代謝物擴散率。
- 優勢特色： 可直接於室溫下進行，能耗低、耗時短，能完整保留高品質的天然萃取物。
玉米副產物之應用：
玉米副產物在經由綠色萃取技術處理後，便可在展現多樣化的應用並提高商業價值，進一步推動循環經濟以及永續發展。這些玉米副產品不僅能夠轉化成高價值產品，也能大幅降低對石油與人造材料的依賴姓，並有助於減少溫室氣體的排放。目前，玉米副產品在各大領域的應用如下：
生物塑膠：
玉米農業廢棄物因含有纖維素、半纖維素和木質素等成分，為生產生物塑膠的理想原料。例如玉米莖纖維與低密度聚乙烯復合時，能提升機械強度並維持生物分解性，在6至12個月內可完全分解，且碳足跡較石油塑膠更低，從而減少對石油塑膠的依賴性並提升農業廢棄物的價值。然而，相關加工方式仍難以增加產量及提升品質，需開發更高效率的轉化技術，以提升生物塑膠的經濟可行性。
生物燃料：
玉米秸稈因產量龐大，已成為生產第二代生質酒精的首選原料。其製程主要透過預處理、酵素水解、發酵及蒸餾四個階段進行轉化。相較於傳統汽油，玉米生質酒精的溫室氣體排放量更低，不僅能提供龐大的再生燃料產能，還能避免廢棄物露天焚燒造成的環境汙染。然而，昂貴的水解酵素及龐大體積的運輸困難，使其生產成本仍高於傳統穀物酒精，未來需發展整合型生物煉製技術，藉由共同生產其他高價值副產品或與現有廠房結合，以全面提升生物燃料的經濟可行性與永續性。
藥物傳遞：
玉米廢棄物富含多種高價值化合物，在藥物遞送系統中具備作為「活性成分」或「載體與賦形劑」的應用潛力。研究顯示，透過特定的加工與乾燥技術（如冷凍乾燥），能顯著提升活性成分的含量以及包覆效率；而以玉米纖維膠與玉米澱粉結合為賦形劑時，則具有低溶解度、高膨脹率及抗胃腸消化的穩定特性，能藉由調整添加濃度來控制藥物的釋放速率，達成優異的緩釋效果。然而，該應用仍需進一步探討遞送系統、操作條件、載體種類，以及活性物質與載體的精確比例。
纖維生產：
植物莖稈具備優異的物理與機械特性，能透過鹼處理、酸處理、高溫水萃取、矽烷處理及微生物發酵等多種技術轉化為高價值的天然纖維。研究指出，不同的萃取機制會生產出不同特性與產率的纖維素。例如，鹼處理能破壞木質素並溶解半纖維素，大幅提升水溶性膳食纖維的產率，並修飾纖維表面結構提升其吸水與吸油能力；高溫水萃取能有效釋放纖維素與果膠；矽烷處理能去除多餘的非纖維素雜質，以提升抗拉強度與機械彈性。因此，纖維產品能透過改變萃取方法與條件，以達到理想物理化學性質、機械強度、熱穩定性及表面型態。
結論：
玉米副產物的再利用，是推動循環經濟的重要關建。透過現代綠色萃取製程，能有效將這些副產物轉化為生物活性化合物、生物塑膠與生物燃料，成為石油資源的永續替代品。然而，目前仍需克服相關技術限制，並提升農業價值鏈對循環經濟的意識，從而透過整合科研、經濟、政策以落實減緩氣候變遷、促進農村發展與綠色創新等永續價值的發展目標。
文獻來源：
Maqsood, S., Navaf, M., Kumar, P., Yücetepe, A., Thuy, N. N. T., Ozkan, G., … & Esatbeyoglu, T. (2025). Sustainable utilization of corn waste and their role toward the circular economy. Journal of Agriculture and Food Research, 102165. https://doi.org/10.1016/j.jafr.2025.102165