2016國際豆類年，為什麼要排擠大豆？

本文與 美商德州博藝社科技 HEART 合作，泛科學企劃執行。

提到台灣令人焦慮的交通，多數人會想到都市裡的壅塞車潮，但真正致命的「塞車」，其實正悄悄發生在我們體內的動脈之中。

這場無聲的危機，主角是被稱為「壞膽固醇」的低密度脂蛋白（ Low-Density Lipoprotein，簡稱 LDL ）。它原本是血液中運送膽固醇的貨車角色，但當 LDL 顆粒數量失控，卻會開始在血管壁上「違規堆積」，讓「生命幹道」的血管日益狹窄，進而引發心肌梗塞或腦中風等嚴重後果。

科學家們還發現一個令人困惑的現象：即使 LDL 數值「看起來很漂亮」，心血管疾病卻依然找上門來！這究竟是怎麼一回事？沿用數十年的健康標準是否早已不敷使用？

膽固醇的「好壞」之分：一場體內的攻防戰

膽固醇是否越少越好？答案是否定的。事實上，我們體內攜帶膽固醇的脂蛋白主要分為兩種：高密度脂蛋白（High-Density Lipoprotein，簡稱 HDL）和低密度脂蛋白（ LDL ）。

想像一下您的血管是一條高速公路。HDL 就像是「清潔車隊」，負責將壞膽固醇（ LDL ）運來的多餘油脂垃圾清走。而 LDL 則像是在血管裡亂丟垃圾的「破壞者」。如果您的 HDL 清潔車隊數量太少，清不過來，垃圾便會堆積如山，最終導致血管堵塞，甚至引發心臟病或中風。

因此，過去數十年來，醫生建議男性 HDL 數值至少應達到 40 mg/dL，女性則需更高，達到 50 mg/dL（ mg/dL 是健檢報告上的標準單位，代表每 100 毫升血液中膽固醇的毫克數）。女性的標準較嚴格，是因為更年期後]pacg心血管保護力會大幅下降，需要更多的「清道夫」來維持血管健康。

相對地，LDL 則建議控制在 130 mg/dL 以下，以減緩垃圾堆積的速度。總膽固醇的理想數值則應控制在 200 mg/dL 以內。這些看似枯燥的數字，實則反映了體內一場血管清潔隊與垃圾山之間的攻防戰。

那麼，為何同為脂蛋白，HDL 被稱為「好」的，而 LDL 卻是「壞」的呢？這並非簡單的貼標籤。我們吃下肚或肝臟製造的脂肪，會透過血液運送到全身，這些在血液中流動的脂肪即為「血脂」，主要成分包含三酸甘油酯和膽固醇。三酸甘油酯是身體儲存能量的重要形式，而膽固醇更是細胞膜、荷爾蒙、維生素D和膽汁不可或缺的原料。

這些血脂對身體運作至關重要，本身並非有害物質。然而，由於脂質是油溶性的，無法直接在血液裡自由流動。因此，在血管或淋巴管裡，脂質需要跟「載脂蛋白」這種特殊的蛋白質結合，變成可以親近水的「脂蛋白」，才能順利在全身循環運輸。

肝臟是生產這些「運輸用蛋白質」的主要工廠，製造出多種蛋白質來運載脂肪。其中，低密度脂蛋白載運大量膽固醇，將其精準送往各組織器官。這也是為什麼低密度脂蛋白膽固醇的縮寫是 LDL-C (全稱是 Low-Density Lipoprotein Cholesterol )。

當血液中 LDL-C 過高時，部分 LDL 可能會被「氧化」變質。這些變質或過量的 LDL 容易在血管壁上引發一連串發炎反應，最終形成粥狀硬化斑塊，導致血管阻塞。因此，LDL-C 被冠上「壞膽固醇」的稱號，因為它與心腦血管疾病的風險密切相關。

高密度脂蛋白（HDL） 則恰好相反。其組成近半為蛋白質，膽固醇比例較少，因此有許多「空位」可供載運。HDL-C 就像血管裡的「清道夫」，負責清除血管壁上多餘的膽固醇，並將其運回肝臟代謝處理。正因為如此，HDL-C 被視為「好膽固醇」。

過去數十年來，醫學界主流觀點認為 LDL-C 越低越好。許多降血脂藥物，如史他汀類（Statins）以及近年發展的 PCSK9 抑制劑，其主要目標皆是降低血液中的 LDL-C 濃度。

然而，科學家們在臨床上發現，儘管許多人的 LDL-C 數值控制得很好，甚至很低，卻仍舊發生中風或心肌梗塞！難道我們對膽固醇的認知，一開始就抓錯了重點？

傳統判讀失準？LDL-C 達標仍難逃心血管危機

早在 2009 年，美國心臟協會與加州大學洛杉磯分校（UCLA）進行了一項大型的回溯性研究。研究團隊分析了 2000 年至 2006 年間，全美超過 13 萬名心臟病住院患者的數據，並記錄了他們入院時的血脂數值。

結果發現，在那些沒有心血管疾病或糖尿病史的患者中，竟有高達 72.1% 的人，其入院時的 LDL-C 數值低於當時建議的 130 mg/dL「安全標準」！即使對於已有心臟病史的患者，也有半數人的 LDL-C 數值低於 100 mg/dL。

這項研究明確指出，依照當時的指引標準，絕大多數首次心臟病發作的患者，其 LDL-C 數值其實都在「可接受範圍」內。這意味著，單純依賴 LDL-C 數值，並無法有效預防心臟病發作。

科學家們為此感到相當棘手。傳統僅檢測 LDL-C 總量的方式，可能就像只計算路上有多少貨車，卻沒有注意到有些貨車的「駕駛行為」其實非常危險一樣，沒辦法完全揪出真正的問題根源！因此，科學家們決定進一步深入檢視這些「駕駛」，找出誰才是真正的麻煩製造者。

LDL 家族的「頭號戰犯」：L5 型低密度脂蛋白

為了精準揪出 LDL 裡，誰才是最危險的分子，科學家們投入大量心力。他們發現，LDL 這個「壞膽固醇」家族並非均質，其成員有大小、密度之分，甚至帶有不同的電荷，如同各式型號的貨車與脾性各異的「駕駛」。

早在 1979 年，已有科學家提出某些帶有較強「負電性」的 LDL 分子可能與動脈粥狀硬化有關。這些帶負電的 LDL 就像特別容易「黏」在血管壁上的頑固污漬。

台灣留美科學家陳珠璜教授、楊朝諭教授及其團隊在這方面取得突破性的貢獻。他們利用一種叫做「陰離子交換層析法」的精密技術，像是用一個特殊的「電荷篩子」，依照 LDL 粒子所帶負電荷的多寡，成功將 LDL 分離成 L1 到 L5 五個主要的亞群。其中 L1 帶負電荷最少，相對溫和；而 L5 則帶有最多負電荷，電負性最強，最容易在血管中暴衝的「路怒症駕駛」。

2003 年，陳教授團隊首次從心肌梗塞患者血液中，分離並確認了 L5 的存在。他們後續多年的研究進一步證實，在急性心肌梗塞或糖尿病等高風險族群的血液中，L5 的濃度會顯著升高。

L5 的蛋白質結構很不一樣，不僅天生帶有超強負電性，還可能與其他不同的蛋白質結合，或經過「醣基化」修飾，就像在自己外面額外裝上了一些醣類分子。這些特殊的結構和性質，使 L5 成為血管中的「頭號戰犯」。

當 L5 出現時，它並非僅僅路過，而是會直接「搞破壞」：首先，L5 會直接損傷內皮細胞，讓細胞凋亡，甚至讓血管壁的通透性增加，如同在血管壁上鑿洞。接著，L5 會刺激血管壁產生發炎反應。血管壁受傷、發炎後，血液中的免疫細胞便會前來「救災」。

然而，這些免疫細胞在吞噬過多包括 L5 在內的壞東西後，會堆積在血管壁上，逐漸形成硬化斑塊，使血管日益狹窄，這便是我們常聽到的「動脈粥狀硬化」。若這些不穩定的斑塊破裂，可能引發急性血栓，直接堵死血管！若發生在供應心臟血液的冠狀動脈，就會造成心肌梗塞；若發生在腦部血管，則會導致腦中風。

L5：心血管風險評估新指標

現在，我們已明確指出 L5 才是 LDL 家族中真正的「破壞之王」。因此，是時候調整我們對膽固醇數值的看法了。現在，除了關注 LDL-C 的「總量」，我們更應該留意血液中 L5 佔所有 LDL 的「百分比」，即 L5%。

陳珠璜教授也將這項 L5 檢測觀念，從世界知名的德州心臟中心帶回台灣，並創辦了美商德州博藝社科技（HEART）。HEART 在台灣研發出嶄新科技，並在美國、歐盟、英國、加拿大、台灣取得專利許可，日本也正在申請中，希望能讓更多台灣民眾受惠於這項更精準的檢測服務。

一般來說，如果您的 L5% 數值小於 2%，通常代表心血管風險較低。但若 L5% 大於 5%，您就屬於高風險族群，建議進一步進行影像學檢查。特別是當 L5% 大於 8% 時，務必提高警覺，這可能預示著心血管疾病即將發作，或已在悄悄進展中。

對於已有心肌梗塞或中風病史的患者，定期監測 L5% 更是評估疾病復發風險的重要指標。此外，糖尿病、高血壓、高血脂、代謝症候群，以及長期吸菸者，L5% 檢測也能提供額外且有價值的風險評估參考。

隨著醫療科技逐步邁向「精準醫療」的時代，無論是癌症還是心血管疾病的防治，都不再只是單純依賴傳統的身高、體重等指標，而是進一步透過更精密的生物標記，例如特定的蛋白質或代謝物，來更準確地捕捉疾病發生前的徵兆。

您是否曾檢測過 L5% 數值，或是對這項新興的健康指標感到好奇呢？

豆類作物可以作為綠肥（green manure），這在農業上已經廣被應用了。事實上，中國在漢朝時便已經發展出複雜的輪作系統，將土地分成三份，第一年夏天第一塊地種黍、第二塊地種小米、第三塊地種大豆；每一塊地以黍→小麥→大豆→小米的順序輪作，田地的養分會因為有大豆加入輪作而不至於缺氮，而每年都可以有小米、黍、大豆、小麥可吃（參 1）。

不過，近代的綠肥，卻是將豆類作物（pulse crop，泛指一年生的豆科植物，參 2）種在田地裡，在開花後、結子前將它們的莖與葉割下後，將莖葉耕入土中或是留在土壤表面作為覆蓋。等到次年在田地裡種植其他非豆類作物時，去年的豆類作物便「化做春泥更護花」了！

在這樣的操作下，所選擇的豆類作物便不一定要是大豆、蠶豆這類可以食用的豆類作物了；只要是豆科一年生的植物都可以採用。

可是，這樣的操作，在種植綠肥的那段時間，農夫是沒有收入的。難道綠肥真的就只能夠當作肥料使用嗎？與漢朝的老法子相比，究竟是把豆類拿來輪作好，還是直接當作綠肥好呢？

加拿大農業及農業食品部萊斯布里奇研究中心（Agriculture and Agri-Food Canada Lethbridge Research Centre）的研究團隊，比較將豌豆（Pisum sativum）、蠶豆與野豌豆（chickling vetch，Lathyrus sativus）作為綠肥，或是列入輪作系統，兩種不同的操作對於往後數年土壤中氮與碳含量變化的影響（參 3）。

研究發現，以豆類植物作為綠肥時，超過百分之八十的氮與碳都在第一年釋放到土壤中了。第三年以後，只有百分之三到五的氮與碳釋放出來。相對的，當我們把豆類植物列入輪作系統時，雖然第一年釋放的氮與碳較少（百分之七十的碳、百分之六十三的氮），但是到了第三年，還是有不少的氮與碳（氮百分之十三到十六，碳百分之九到十八）釋放到土壤裡。而且，比較豌豆與蠶豆發現，輪作能提供的碳與氮，相較於綠肥要多一倍。

除此之外，豌豆、蠶豆與野豌豆裡面，固氮效果最好的是蠶豆與野豌豆；尤其當把蠶豆納入輪作時，能固定的氮量更高。考慮到蠶豆是很好的食物（對蠶豆症患者除外），研究團隊建議可以把蠶豆納入輪作系統，而非只充作綠肥使用。如此一來，農夫可以有蠶豆作為收成的一部分，比單純將豆類作物當作綠肥的收益更高；且蠶豆在種植後數年，都會持續釋放出氮與碳，農夫也可以調整肥料的使用量，降低成本；再加上輪作可以使得單一作物的害蟲無法持續繁殖，真的是一舉數得唷！

我們不知道為何古人選擇輪作而非綠肥，畢竟古代的中國人並沒有將實驗數據一一整理留下的習慣；不過，看到加拿大的研究團隊的成果，不論古人是湊巧也好、是實驗後刻意的選擇也好，看來老祖宗們還真的走了一條經濟又方便的路呢！

參考文獻

1. T.R. Sinclair,C.J. Sinclair. 2010. Bread, Beer and the Seeds of Change：Agriculture’s Imprint on World History. ISBN：9781845937058
2. Wikipedia. Pulse (legume).
3. Newton Z. Lupwayi and Yoong K. Soon. 2015. Carbon and Nitrogen Release from Legume Crop Residues for Three Subsequent Crops. Soil Science Society of America Journal. 79 (6): 1650 DOI: 10.2136/sssaj2015.05.0198

編按：「紅豆！大紅豆！（芋頭！）ㄘㄨㄚˋㄘㄨㄚˋㄘㄨㄚˋ，你要加什麼料？」各種豆類不只是吃銼冰的好配料，它們默默成為我們生活中無比重要的一部分。 2016 年是國際豆類年，臺灣大學科學教育發展中心（CASE）針對各種常見豆類的基因體密碼作介紹，讓我們能更了解其中的「豆」知識。

本文原出自臺灣大學科學教育發展中心，其他單位需經同意始可轉載。

新的一年，小編也開始構思新的主題，不過在這之前，還有好多的晚餐桌科普可以和大家聊聊，今天就從黃豆開始吧！

紅豆生南國，那黃豆生哪國？

中國人「吃豆腐」的歷史可追溯到漢朝年間，因此我們對黃豆一點都不陌生，而且黃豆營養價值極高、富含油脂、蛋白質，也是素食者主要的蛋白質來源，但是大家知道嗎？雖然紅豆和黃豆不同國，不過黃豆和毛豆可是同一國呢！其實毛豆就是只有八分成熟的黃豆！毛豆成熟後會變小、脫水變硬成為黃豆。

小編知道這個資訊時，也著實嚇了一跳，後來查過資料後，發現不止黃豆，甚至黑豆也同屬食用大豆，在未成熟的時候，豆莢呈綠色帶有毛，也就是毛豆哦！大家不妨也上網搜尋一下，毛豆的營養和黃豆（也就是大豆）有什麼不同呢？

熱牛奶的白色薄膜哪兒來？

無論是喝黃豆製的豆漿，或是喝熱牛奶時，嘴唇常常會碰到一層薄薄軟軟的薄膜，有的人特別愛吃這層薄膜〜但薄膜究竟是哪裡來的呢？

或許大家知道牛奶中含有豐富的蛋白質，但牛奶中所含的蛋白質有許多種類，他們的組成及分子大小都不相同。加熱時，牛奶中的各種成分分子包括蛋白質，會激烈的流動，其中分子較小較輕的蛋白質紛紛浮上表層，遇到比牛奶冷的空氣後迅速冷卻凝固，而結合形成了一層薄膜。當然囉！大豆裡一樣有豐富的植物蛋白，就和牛奶一樣，加熱後也會在表層形成薄膜。

哎呀！這個小常識好像該改成「早餐桌上」的科普話題、或是「宵夜」科普話題啊！因為熱牛奶和豆漿總是早餐和宵夜的常客。小編還沒寫新的系列，先偷偷收錄在晚餐桌分享給大家。

芝麻小事？「鈣」重要！

前面說到牛奶，裡面的營養，第一個就想到「鈣」。鈣質也是對人體很重要的元素哦！除了骨骼牙齒的發育，對於神經和肌肉也很重要，缺鈣時可能會有骨質疏鬆、神經緊張、肌肉痙攣(也就是抽筋)等現象。

除了多喝牛奶，還有什麼食物能幫助我們攝取鈣質呢？

其實不只動物類食物如牛奶、大骨中含有鈣質，許多植物包括食用的豆類或種子中也都富含鈣質，舉個例子來說，100公克的芝麻中約含400毫克的鈣，含量非常高呢！

大家還有沒有什麼「補鈣良方」呢？譬如說小魚乾、莧菜……等等。

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聯合國農糧署（FAO）訂 2016 年是「國際豆類年」。對居住在東亞地區的我們來說，提到豆類，第一個想到的就是大豆（黃豆，Glycine max）。不過，根據農糧署的網站資料，所謂的「豆類」（pulses）包含了所有在收穫後用作乾粒糧食的一年生豆科植物（leguminous crops），包括扁豆（lentils，濱豆、兵豆，學名 Lens culinaris）、蠶豆（broad bean，學名 Vicia faba）、豌豆（peas，學名 Pisum sativum）與鷹嘴豆（chickpeas，學名 Cicer arietinum）等。

至於大豆呢？由於在國外大豆通常用來榨油，反而不在農糧署對豆類的定義中了。 大豆不是豆類？對於早上起來一杯豆漿、中午跟晚上的菜餚裡免不了會有豆腐、豆干、豆芽，茶點裡少不了一盤毛豆的我們來說，把大豆排除在外實在覺得非常「不蘇湖」！畢竟，黃豆對於東亞民族來說，可不是只用來榨油的呢。

黃豆發源於中國，可能在新石器時代便開始被食用了。秦漢之前大豆主要是以「豆飯藿羹」（豆粒飯與豆葉羹）的方式食用，到漢朝開始以豆製醬、做豆腐等等，使大豆成為華人生活不可或缺的好伙伴。光是包裝豆米漿在台灣一年就有 40 至 50 億元的市場，這還沒有把路邊攤、餐車以及連鎖早餐店的部分算進去呢！光是看臺灣去年進口多少大豆（271 萬多公噸）就可以理解，大豆對我們的重要性了。

成熟的大豆可以磨豆漿、發芽後作為蔬菜（黃豆芽）食用，豆漿凝固後的豆腐與豆皮，又可以製出五花八門的黃豆加工品：豆干、豆包、豆雞、豆腸……八分熟的大豆豆莢是零嘴（毛豆）、發酵豆製品是味噌、醬油、納豆，對東亞民族如此重要的黃豆，到了歐美，竟然只用來榨油跟以及工業使用，真的令人長嘆三聲啊！

不過，陪伴著我們一路走來的豆科作物可不只有大豆。在台灣，冬天一盅熱氣騰騰的紅豆（Vigna angularis）湯暖暖肚子，夏天一碗冰鎮綠豆（Vigna radiata）湯消暑解渴，真的是十分愜意的享受；如果不管農糧署的定義，光是可以端上桌當作蔬菜的豆科植物，就包括了菜豆（敏豆，學名 Phaseolus vulgaris）、豇豆（學名 Vigna unguiculata），當然還有豌豆與綠豆芽囉！至於蠶豆在台灣主要是油炸後當作零嘴，當作蔬菜反而少見。同樣在台灣被當作零嘴的豆科植物還有落花生（Arachis hypogaea），另外花生還可以榨油。

當作主食的豆類作物，除了黃豆以外，在台灣的阿美、排灣、卑南、泰雅等原住民族食用的樹豆（pigeon pea，Cajanus cajan）也是其中之一。樹豆原產於印度，為多年生植物。它除了可以與米一起煮以外，也可以磨粉、煮湯、榨油、做豆腐、豆醬、孵豆芽作為蔬菜食用。不過，樹豆吃多了容易脹氣，所以也被稱為「放屁豆」。花蓮縣光復鄉的原名「馬太鞍」（Fata’an）在阿美族語意即為樹豆，據說是早期阿美族在此棲息時，隨處可見樹豆樹，因而將其作為地名。

提到豆類，可絕對不能錯過用作綠肥的豆類作物們。最早對於綠肥的記載出自於西晉郭義恭的《廣志》：「苕草，色青黃，紫花，十二月稻下種之，蔓延殷盛，可以美田，葉可食。」苕草（苕子，學名 Vicia villosa）即是豆科植物。到了南北朝時，綠豆與紅豆也列入綠肥的行列；另外紫雲英（Astragalus sinicus）、黃花羽扇豆（魯冰花，Lupinus luteus）、太陽麻（Crotalaria juncea）也都是作為綠肥的豆科植物喔！豆科植物之所以能用作綠肥，是因為它們會與根瘤菌（Rhizobium）共生形成根瘤，根瘤菌能夠抓取空氣中的氮（N₂）產生氨，提供給植物使用。由於農作物最常缺少的就是氮肥，在哈伯法（Haber-Bosch Process）尚未發明之前，農夫除了使用糞肥以外，就只能依靠豆科植物的綠肥來提升土壤中的氮素含量了。 如果以為豆科植物只在農業上有貢獻，那就錯了。大名鼎鼎的豌豆，就在十九世紀時幫助了孟德爾發現了遺傳學；而大豆在早期光敏素的研究上，也有相當大的貢獻呢！

為什麼在「國際豆類年」裡面，要把大豆排除在外呢？可能是因為歐美人士沒有吃大豆製品的習慣吧！大豆在十八世紀才傳入歐洲與美國，由於未加工的大豆並不容易消化，雖然他們知道大豆營養豐富，但在缺乏加工技術的情況下，使得他們一開始只把大豆拿來當作地被植物、榨油與餵養牲畜。即便是大豆油，也要到 1920 年代，由於棉籽象鼻蟲肆虐、造成棉子油來源不繼之後，大豆油才逐漸受到重視。因此，雖然美國、巴西與阿根廷是世界三大大豆生產國，但他們卻鮮少將大豆作為糧食使用，也就難怪聯合國農糧署要把大豆排除在「國際豆類年」的行列之外了！不過，對於身為東亞民族一員的我們，講豆類卻不提大豆，怎麼說都覺得怪怪的，不是嗎？

參考文獻：

1. 彭世獎著。2012。中國作物栽培簡史。中國農業出版社。ISBN：9787109169258
2. Bill Laws著，王建鎧譯。2014。改變歷史的50種植物。積木文化。ISBN：9789865865351
3. 郭信厚著。2011。臺灣經濟作物圖鑑。貓頭鷹。ISBN：9789861208695

編按：「紅豆！大紅豆！（芋頭！）ㄘㄨㄚˋㄘㄨㄚˋㄘㄨㄚˋ，你要加什麼料？」各種豆類不只是吃銼冰的好配料，它們默默成為我們生活中無比重要的一部分。 2016 年是國際豆類年，臺灣大學科學教育發展中心（CASE）針對各種常見豆類的基因體密碼作介紹，讓我們能更了解其中的「豆」知識。

本文原出自臺灣大學科學教育發展中心，其他單位需經同意始可轉載。