2016國際豆類年，為什麼要排擠大豆？

本文與 BRITA 合作，泛科學企劃執行。

你確定你喝的水真的乾淨嗎？

如果你回到兩百年前，試圖喝一口當時世界上最大城市的飲用水，可能會立刻放下杯子——那水的顏色帶點黃褐，氣味刺鼻，甚至還飄著肉眼可見的雜質。十九世紀倫敦泰晤士河的水，被戲稱為「流動的污水」，當時的人們雖然知道水不乾淨，但卻無力改變，導致霍亂和傷寒等疾病肆虐。

幸運的是，現代自來水處理系統已經讓我們喝不到這種「肉眼可見」的污染物，但問題可還沒徹底解決。面對 21 世紀的飲水挑戰，哪些技術真正有效？

濾水技術：從霍亂危機到高效濾芯

19 世紀的歐洲因為城市人口膨脹與工業發展，面臨了前所未有的水污染挑戰。當時多數城市的供水系統仍然依賴河流、湖泊，甚至未經處理的地下水，導致傳染病肆虐。

1854 年，英國醫生約翰·斯諾（John Snow）透過流行病學調查，發現倫敦某口公共水井與霍亂爆發直接相關，這是歷史上首次確立「飲水與疾病傳播的關聯」。這項發現徹底改變了各國政府對供水系統的態度，促使公衛政策改革，加速了濾水與消毒技術的發展。到了 20 世紀初，英國、美國等國開始在自來水中加入氯消毒，成功降低霍亂、傷寒等水媒傳染病的發生率，這一技術迅速普及，成為現代供水安全的基石。    

 19 世紀末的台灣同樣深受傳染病困擾，尤其是鼠疫肆虐。1895 年割讓給日本後，惡劣的衛生條件成為殖民政府最棘手的問題之一。1896 年，後藤新平出任民政長官，他本人曾參與東京自來水與下水道系統的規劃建設，對公共衛生系統有深厚理解。為改善台灣水源與防疫問題，他邀請了曾參與東京水道工程的英籍技師 W.K. 巴爾頓（William Kinnimond Burton） 來台，規劃現代化的供水設施。在雙方合作下，台灣陸續建立起結合過濾、消毒、儲水與送水功能的設施。到 1917 年，全台已有 16 座現代水廠，有效改善公共衛生，為台灣城市化奠定關鍵基礎。

進入 20 世紀，人們已經可以喝到看起來乾淨的水，但問題真的解決了嗎？ 科學家如今發現，水裡仍然可能殘留奈米塑膠、重金屬、農藥、藥物代謝物，甚至微量的內分泌干擾物，這些看不見、嚐不出的隱形污染，正在成為21世紀的飲水挑戰。也因此，濾水技術迎來了一波科技革新，活性碳吸附、離子交換樹脂、微濾、逆滲透（RO）等技術相繼問世，各有其專長：

• 活性碳吸附：去除氯氣、異味與部分有機污染物

• 離子交換樹脂：軟化水質，去除鈣鎂離子，減少水垢

• 微濾技術、逆滲透（RO）技術：攔截細菌與部分微生物，過濾重金屬與污染物等

這些技術相互搭配，能夠大幅提升飲水安全，然而，無論技術如何進步，濾芯始終是濾水設備的核心。一個設計優良的濾芯，決定了水質能否真正被淨化，而現代濾水器的競爭，正是圍繞著「如何打造更高效、更耐用、更智能的濾芯」展開的。於是，最關鍵的問題就在於到底該如何確保濾芯的效能？

濾芯的壽命與更換頻率：濾水效能的關鍵時刻濾芯，雖然是濾水器中看不見的內部構件，卻是決定水質純淨度的核心。以德國濾水品牌 BRITA 為例，其濾芯技術結合椰殼活性碳和離子交換樹脂，能有效去除水中的氯、除草劑、殺蟲劑及藥物殘留等化學物質，並過濾鉛、銅等重金屬，同時軟化水質，提升口感。

然而，隨著市場需求的增長，非原廠濾芯也悄然湧現，這不僅影響濾水效果，更可能帶來健康風險。據消費者反映，同一網路賣場內便可輕易購得真假 BRITA 濾芯，顯示問題日益嚴重。為確保飲水安全，建議消費者僅在實體官方授權通路或網路官方直營旗艦店購買濾芯，避免誤用來路不明的濾芯產品讓自己的身體當過濾器。

辨識濾芯其實並不難——正品 BRITA 濾芯的紙盒下方應有「台灣碧然德」的進口商貼紙，正面則可看到 BRITA 商標，以及「4週換放芯喝」的標誌。塑膠袋外包裝上同樣印有 BRITA 商標。濾芯本體的上方會有兩個浮雕的 BRITA 字樣，並且沒有拉環設計，底部則標示著創新科技過濾結構。購買時仔細留意這些細節，才能確保濾芯發揮最佳過濾效果，讓每一口水都能保證潔淨安全。

不過，即便是正品濾芯，其效能也非永久不變。隨著使用時間增加，濾芯的孔隙會逐漸被污染物堵塞，導致過濾效果減弱，濾水速度也可能變慢。而且，濾芯在拆封後便接觸到空氣，潮濕的環境可能會成為細菌滋生的溫床。如果長期不更換濾芯，不僅會影響過濾效能，還可能讓積累的微小污染物反過來影響水質，形成「過濾器悖論」（Filter Paradox）：本應淨化水質的裝置，反而成為污染源。為此，BRITA 建議每四週更換一次濾芯，以維持穩定的濾水效果。

為了解決使用者容易忽略更換時機的問題，BRITA 推出了三大智慧提醒機制，確保濾芯不會因過期使用而影響水質：

1. Memo 或 LED 智慧濾芯指示燈：即時監測濾芯狀況，顯示剩餘效能，讓使用者掌握最佳更換時間。

2. QR Code 掃碼電子日曆提醒：掃描包裝外盒上的 QR Code 記錄濾芯的使用時間，自動提醒何時該更換，減少遺漏。

3. LINE 官方帳號自動通知：透過 LINE 推送更換提醒，確保用戶不會因忙碌而錯過更換時機。

在濾水技術日新月異的今天，濾芯已不僅僅是過濾裝置，更是智慧監控的一部分。如何挑選最適合自己需求的濾水設備，成為了健康生活的關鍵。

濾水技術：不僅是進步，更是守護未來

人類對潔淨飲用水的追求，從未停止。19世紀，隨著城市化與工業化發展，水污染問題加劇並引發霍亂等疾病，促使濾水技術迅速發展。20世紀，氯消毒技術普及，進一步保障了水質安全。隨著科技進步，現代濾水技術透過活性碳、離子交換等技術，去除水中的污染物，讓每一口水更加潔淨與安全。

今天，消費者不再單純依賴公共供水系統，而是能根據自身需求選擇適合的濾水設備。例如，BRITA 提供的「純淨全效型濾芯」與「去水垢專家濾芯」可針對不同需求，從去除餘氯、過濾重金屬到改善水質硬度等問題，去水垢專家濾芯的去水垢能力較純淨全效型濾芯提升50%，並通過 SGS 檢測，通過國家標準水質檢測「可生飲」，讓消費者能安心直飲。

然而，隨著環境污染問題的加劇，真正的挑戰在於如何減少水污染，並確保每個人都能擁有乾淨水源。科技不僅是解決問題的工具，更應該成為守護未來的承諾。濾水器不僅是家用設備，它象徵著人類與自然的對話，提醒我們水的純淨不僅是技術的勝利，更是社會的責任和對未來世代的承諾。

*符合濾(淨)水器飲用水水質檢測技術規範所列9項「金屬元素」及15項「揮發性有機物」測試
*僅限使用合格自來水源，且住宅之儲水設備至少每6-12個月標準清洗且無受汙染之虞

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。

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。

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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