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營養真的缺很大?!服用保健食品前請詳閱公開說明書—「PanSci TALK:保健食品怎麼挑?怎麼吃?」

衛生福利部食品藥物管理署_96
・2016/12/21 ・2455字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 517 ・六年級

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本文由衛生福利部食品藥物管理署委託,泛科學企劃執行

文/李秋容

編按:台灣的法規只有訂定「健康食品」的認證與標示規範,本文中提及的「保健食品」只是一般人慣用來稱呼「具有某種功效、但未通過驗證」的食品,並非法律名詞。

「有病治病,沒病強身。」選購保健食品時你心裡也是這麼想的嗎?到底保健食品該怎麼買?又是誰該買?買了又要怎麼吃?2016 年 11 月 29 日「PanSci TALK:保健食品怎麼挑?怎麼吃?」邀請到營養師林世航,聽他分享目前保健食品的使用狀況,以及大家在選擇時應該注意的部分。

PanSci TALK:保健食品怎麼挑?怎麼吃?

你到底該吃什麼?

「你為什麼要吃保健食品?」是因為要補身體?還是因為大家都在吃?在這個網路、社群軟體氾濫的時代,保健食品的資訊並不難取得,但眾說紛紜,到底什麼才是正確的呢?

根據台北市立聯合醫院營養部主任金惠民 2015 年公布的「全台飲食認知行為調查」,72% 的人「認為」自己營養均衡,70% 的人「認為」自己知道要吃什麼才能獲得所需營養;但實際統計的結果,有 99%的人根本不符合建議攝取量。[1]

「先提供給大家一個好記的原則:從『自己到底缺了什麼』開始。」林世航說。「許多現代人營養不均衡是事實,但是,營養不均衡並不代表一定要補充保健食品。我認為改善飲食才是治本,以堅果類為例,一個成人的每日建議量其實只要兩顆核桃就達標,稍微注意飲食的攝取,其實比吃保健食品來得簡單。」

越大罐真的越划算?

當然,事情不是只有吃與不吃這麼簡單,保健食品的「攝取量」也是令許多人不知所措的問題。

「標準攝取量到底是多少?」林世航建議,可以參考衛生福利部國民健康署頒佈的「國人膳食營養素參考攝取量(Dietary Reference Intakes, DRIs)」,其中包含了基本平均攝取量(Estimated Average Requirements, EAR)、建議膳食攝取量(Recommended Dietary Allowances, RDA)、足夠攝取量(Adequate Intakes, AI)和上限攝取量(Upper Level, UL)等項目。

基本平均攝取量(EAR)代表的是「50% 國人的攝取量需求」,亦即身體狀況較接近平均值的那一半人,但想要顧及另外 50%「離平均較遠」的國人之需求,就得要參照代表 97~98% 國人飲食需求的建議膳食攝取量(RDA),因此,建議膳食攝取量(RDA)可說是每人每日「最起碼」的攝取量標準。另外,上限攝取量(UL)則是可耐受的「最高攝取量」,食用超過此標準不一定有害,但絕對無益,還可能造成營養素毒性累積,使疾病風險提高。

以維生素為例:比起吃不夠,我們更常吃太多

林世航提到,台灣人在攝取保健食品上常遇到的並不是攝取不夠,而是過量,其中又屬維生素的使用最為氾濫。

「但為何會一個不小心就濫用了呢?」以維生素 A 為例,每人每天的建議攝取量約為 600 微克,上限攝取量為 3,000 微克,換算成日常食物,其實就是胡蘿蔔 28 公克、或是豬肝 16 公克,因此想要攝取足量並不難,倒是很有可能會攝取過量(點一份韭菜炒豬肝自己吃,就過量了啊!)。

「維生素 A 過量可能造成骨折病變(如骨折風險增加 64%,髖骨骨折的風險增加 14%),且會提高畸胎的盛行率。」林世航提醒,「不過,台灣人的維生素 A 攝取來源大多是毒性不高的類胡蘿蔔素,反而是補充品攝取過多、或擦抹含有 A 酸的產品,才容易因為過量產生問題。」

以維生素 A 為例,比起不足,我們更常見的狀況是攝取過量。圖/Jonathan Silverberg @ Flickr
以維生素 A 為例,比起不足,我們更常見的狀況是攝取過量。圖/Jonathan Silverberg @ Flickr

除了維生素 A,被視為具有美白功效和避免感冒的維生素 C 也是「必買清單」的常客。

但統計過去數十年約 30 個研究,可以發現,短期服用維生素 C 者,獲得感冒的風險整體其實只下降約 5% 而已(「是我的話,應該會選擇多運動來提升體力、預防感冒。」林世航補充);但若是「長期」服用,則能夠縮短感冒的整體過程(小孩子可縮短 13.2%,大人可縮短 7.7%),因此,想要感冒早點退散可不能臨時抱佛腳。最後,已經感冒才吃維生素 C,是沒有任何幫助的,無、效、喔!

事實上,維生素 C 的每人每日建議攝取量約是 100 毫克,換算成日常飲食約是芭樂半顆,或是奇異果一顆而已。但市面上的維生素 C 動輒數百到 1,000 毫克,而研究發現人體攝取約 400 毫克的維生素 C,體內的狀態就已達到飽和,多餘劑量會從尿中排出,所以吃多了也沒有用處!且維生素 C 攝取太多,可能會造成草酸濃度提高,因而增加腎結石風險,大家也要注意這點。

真正該吃的底加拉!

「所以我們到底缺什麼?」

林世航首先提到維生素 B1,根據 2005~2008 年國民營養調查指出,約有 33% 國人潛在性缺乏維生素 B1。維生素 B1 的每人每日建議攝取量為男性 1.2 毫克、女性 0.9 毫克,換算一下,一碗 200 克的白米飯中約含 0.15 毫克的維生素 B1,同樣重量的糙米飯則有 0.74 毫克,因此可以推測,維生素 B1 的缺乏現象或許和我們的飲食習慣有關。

另外,葉酸也不遑多讓,同一份調查結果顯示,國人的葉酸攝取量呈現走下波趨勢。至於維生素 E,每人每日建議量為 12 mg α-TE,但目前每人平均一天只吃了 50-80%。林世航說,以上幾種才是現代人普遍較缺乏,建議可以用補充品的形式補足劑量的保健食品。

糙米含有比白米更多的維生素 B1。圖/Rob & Dani @ Flickr
糙米含有比白米更多的維生素 B1。圖/Rob & Dani @ Flickr

選擇綜合型平衡劑量、搭配飲食和運動

「生病是食物的問題,還是你的飲食型態問題? 」林世航認為,食物的攝取還牽涉到劑量和頻率,「一年只吃一包薯條不會有高血脂問題,但你每天吃一包最後得了高血脂,那這是食物還是你的問題?」

保健食品只是具有保健功效,但絕對不是萬能丹,配合正確的飲食和運動,才能讓保健食品達到真正的功效;若一定要吃維生素,盡量買「綜合型」(例如綜合維他命)以免劑量過高。當然,真的生病了就應該吃真正的藥,切勿讓原本應該是輔助的保健食品延誤了治療時機,甚至是讓人放棄治療。


參考資料:

  • 金惠民,全台飲食認知行為調查。調查時間為 2015/02/05-2015/02/19,共 15 天,回收有效問卷共 657 份,針對民眾對於自身飲食的認知與一般日常飲食行為進行調查。
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衛生福利部食品藥物管理署_96
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衛生福利部食品藥物管理署依衛生福利部組織法第五條第二款規定成立,職司範疇包含食品、西藥、管制藥品、醫療器材、化粧品管理、政策及法規研擬等。 網站:http://www.fda.gov.tw/TC/index.aspx

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【水獺媽媽專欄:從日常學永續】食物浪費了怎麼辦?沒煮完的食物又要壞掉了!
PanSci_96
・2022/09/10 ・747字 ・閱讀時間約 1 分鐘

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爸爸媽媽總是常常告訴我們:「不要浪費食物」、「吃不完倒掉很可惜」,但是你可知道,售出的食物最浪費的地方在哪裡?餐廳?商店?家庭?

根據聯合國糧食及農業組織(簡稱 FAO)統計,2019 年賣給消費者的食物中,有 11% 的浪費在家庭,佔最大比例,其次是餐廳的 5%,最後是商店的 2%。

沒猜到吧?食物浪費最常發生的地方竟然在家裡!

在所有被浪費的食物中,家庭是最大宗的來源。圖/水獺媽媽提供

但明明餐桌上的食物都有吃完,到底「浪費」在哪裡呢?

回想一下自己有沒有過這樣的經驗,興致勃勃採購了新鮮食材放進到冰箱,結果它們的存在就默默被遺忘,直到過了保存期限才再度出現……。或是看到買二送一、第二件五折、大分量包裝的即食品或零食,然後就買了超出實際需要的食物,是不是很多人發生過這些事情呢?

食物買太多、煮太多、放太久,都有可能造成食物浪費。圖/水獺媽媽提供

不管是買太多、煮太多還是放太久,都形成了剩食,而剩食的下場,常常是被直接丟棄,我們當然不是故意買食物來扔掉,但是全球每天被丟棄的食物卻是非常可觀。

餐廳和商店則大都會量入為出,精準控制食材供需量,以避免成本浪費。相對的,我們也應該對家裡的吃有所規劃,才不會造成無謂的浪費。

減少剩食,從我們自身做起,除了儘量吃完食物,還要一起多留意烹煮的份量,幫忙檢查食物存量、適量地採購,這些都是我們日常中就可以做出的愛地球表現!

適量採買食物、定期整理冰箱,都可以有效減少剩食。圖/水獺媽媽提供
PanSci_96
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PanSci的編輯部帳號,會發自產內容跟各種消息喔。

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不想染疫,只要吃五種食物就好?沒那麼簡單!
科學新聞解剖室_96
・2022/08/28 ・5689字 ・閱讀時間約 11 分鐘

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  • 「科學新聞解剖室」案件編號 38
  • 文/黃俊儒、賴雁蓉、陳儀珈

案情

2020 年 1 月 21 日,自中央流行疫情指揮中心公布[1]台灣第一個新冠肺炎確診案例開始,疫情至今已延燒兩年多。過程中,我們歷經了兩個多月的全國疫情警戒第三級[2]、清零的舉國歡騰,但很遺憾,疫情仍未宣告結案。今年四月,新一波 Omicron 所開始造成的確診數節節攀升,再度拉扯我們的焦慮神經。在防疫政策逐漸從清零轉向共存,確診數連日破萬的今日,我們該如何避免成為確診者?如何提升免疫力與保護力?如何成為獨特的天選之人?等等,儼然成為最具話題性的議題。

隨著疫情拉長戰線,各種防疫知識、妙方、偏方與日俱增,解剖員就在不同的親友的 LINE 群組中看到這一則許多人都轉傳的熱門影音[3],扛著「不想染疫?名醫教你 5 招自救法:預防確診、快速康復」的響亮標題,頗有為無助大眾指點明燈的救世感。

影/YouTube

簡單明瞭的「5 招」自救法,實在為焦慮的民眾提供了一條明確又簡單的防疫大道,加上又是醫生現身說法,實在太安心了。但解剖員仔細觀看影片內容,仍不禁冒出幾個疑惑——如果這麼容易,為什麼確診數依舊居高不下?疫情指揮中心為何不參考作為全民指引呢?面對諸多疑慮,就和解剖員一起深入探查防疫的灰色地帶!

解剖

一、台灣的名醫快要跟孝子一樣多了!?

「不想染疫?名醫教你 5 招自救法:預防確診、快速康復」,瘟疫蔓延的年代,來自「名醫」的建議,或許足以作為許多民眾心中的慰藉。但是,到底符合什麼樣的資格,才可以算得上是「名醫」呢?只要是「有名」的醫生,都適合為疫情代言嗎?

這段期間,各大媒體無不熱衷談論、討論、辯論疫情的種種:要打哪個廠牌的疫苗?小孩要打疫苗嗎?要如何預防?疫情指揮中心的政策是否合宜?在媒體前侃侃而談的醫生們,儼然成為世人的救世主,但是也偶爾會發現,醫生之間的言論也有矛盾之處。那麼,我們要相信誰說的呢?

例如,胸腔外科蘇醫師在臉書上發表[4]:「當國外都在強調會重複感染,卻只有台灣在強調感染會有『無敵星星』」。對此,前台大感染科林氏璧醫師則協助緩頰澄清無敵星星的概念:「主要論點是「混合免疫」(Hybrid immunity),強調的是混合感染後產生的免疫力,對未來的任何變種病毒應該都更有免疫記憶、更能防重症,如此而已。」[5] 兩位都是很有名的醫師,觀點卻不盡相同,我們要相信誰呢?

再者,這麼複雜的疫情,哪一科的醫生最適合為新冠疫情發聲呢?胸腔科的醫師適合嗎?身心科的醫師呢?和疫情最直接相關的醫生專家應該是誰呢?「事實查核中心」的醫生專訪[6]中提到,就學理上,小兒感染科或許才是最熟悉疫苗的專家,他們替民眾施打過最多疫苗,因此最瞭解。但我們也常看到很多不是疫情控制相關領域的醫師抒發意見,大多數是善意提醒民眾應注意的事情,從各種角度來防堵疫情。

這倒也無妨,但可以確定的是,面對這麼複雜的百年一疫,所謂的「名醫」或是「專家」,都不是這麼容易的可以輕易地界定出來。

回過頭來看,影片中提出五招自救法的江醫師,算是「名醫」嗎?經過解剖員抽絲剝繭地搜尋後,發現江醫師在網路媒體平台[7]上寫著腎臟科專科醫師,長期研究保健食品、癌症預防、血管通路問題診斷及治療等,涉獵十分廣泛。除了醫生本業之外,江醫師同時也是一位很成功的健康食品經營者,所經營的公司[8]營運販售多樣健康食品和保健品。

此外,搜尋的過程中,也很意外地發現,江醫師經常於許多媒體中曝光,同時也是幾個社會新聞裡面的當事人[9]。所以,如果從媒體曝光的角度來看,江醫師確實「很有名」,但是誠如先前的討論,這樣的「有名」是不是可以轉換成足以針對疫情提供專業意見的「名醫」,這可能就待商榷了。台灣媒體界有個笑話,就是新聞報導中「女的都是正妹,男的都是肥宅,出車禍的都是孝子! 」

當新聞中的「名醫」快要跟「孝子」一樣多的時候,也是閱聽人需要小心判斷的時候。

二、維生素 D、魚油、藻油、蜂膠真的神奇好棒棒嗎?

在這一部訪談影片中,所謂的「5 招自救法」指的是維生素 D、魚油/藻油、蜂蜜/蜂膠、鋅、鹽水漱喉這五項。江醫師引經據典、旁徵博引了許多論文數據,還有看起來「很科學」、「很實證」的實驗統計結果,告訴觀眾哪些營養補充品真的可以有效預防重症,甚至減緩新冠疫情的症狀。

經過解剖員的查證,江醫師引用的醫學研究確實存在,不過這些研究結果真的如同影片中所描述的這麼篤定嗎?我們從最廣為人知的疫情營養補充品——維生素 D 開始說起。影片中,江醫師秀出了一篇統合分析(Meta-analysis)論文的數據,言之鑿鑿地告訴大家,攝取維生素 D 補充劑,不僅可以讓住院率降低一半,也可以讓插管率降低大約 26%,「它是有效的,可以幫忙避免轉成中症、轉成重症!」。

江醫師引用的數據。資料來源/Clinical Nutrition ESPEN

然而,面對一樣的圖表數據,原始論文的作者,卻遠遠沒有江醫師所演繹的這般篤定,文章[10]是這麼寫的:「維生素 D 『可能』和較低的插管率、較短的住院天數『有關』」,而且在最後指出:「需要更進一步的研究,才能確認這些數據之間真正的關係。」因此,不能說江醫師所引述的資料毫無根據,但是最主要的差別在於研究結果的篤定程度。當然,謹慎的醫學研究者會十分小心地推論及下結論,但是媒體訪談往往更在乎戲劇效果。

為了進一步瞭解這個問題,解剖員索性在許多醫學研究人員常檢索的 PubMed 期刊搜尋網站[11]中,搜尋維生素 D、鋅、茶葉、漱口水、蜂蜜/蜂膠、藻膠等經常被熱議的偏方關鍵詞。針對 2022 的期刊研究結果,可以發現不同研究主題的研究關注度有落差(篇數如下圖所示):維生素 D 及鋅的研究比較多,其他主題的研究則比較少。

再分析裡面的內容,例如可以發現學者們用過各式各樣的統計和研究法,探討維生素 D 在感染率、住院天數、重症率和死亡率上的關係。不過,這些論文的意見並不一致,多數可以區分為三種狀況:「正面,但有條件」、「有些狀況有效果,有些沒有」、「有點效果,但沒有顯著差異」,其中有不少論文認為維生素 D 跟某些數據有關,但也有不少研究認為無關。

更重要的是,維生素 D 對 COVID-19 在人體內的影響機制一點都不明朗。對此,美國國立衛生研究院(NIH)也在 COVID-19 的治療指引(COVID-19 Treatment Guidelines)[12],很明確地寫道:目前學界仍然沒有足夠的證據可以推薦或反對使用維生素 D 來預防或治療 COVID-19。

此外,江醫師在節目中大力推廣的魚油、鋅、蜂蜜和蜂膠,也多存在類似的狀況。其中,江醫師在「蜂蜜」的說明中指出蜂蜜裡面有雙氧水(過氧化氫的水溶液),吃了就可以幫你的鼻子和喉嚨消毒,而且蜂蜜含有的高良薑素、白楊素等成分,可以成功打斷病毒的複製。最棒的是,吃了「真正的」蜂蜜後,不會增加你的血糖!隨後,他也引用了一份巴基斯坦的論文,告訴閱聽眾,吃蜂蜜可以降低四分之一的死亡率。

依據解剖員的理解,雖然蜂蜜進入我們的體內後,的確會產生過氧化氫,但過氧化氫非常微量,跟可以拿來消毒用的雙氧水濃度相差甚遠,恐怕難以藉此殺死我們喉嚨中的病毒!而高良薑素、白楊素是否真的可以阻斷病毒複製?如同前述一樣,目前學界也同樣地無法有如此高度共識的認證。

再來,就是蜂蜜不會增加血糖的這個說法。蜂蜜與所有碳水化合物都一樣,不僅會提高血糖,而且對疾病管理和血糖控制並無好處,這是國健署都曾經公開澄清過的錯誤傳言[13]。此外,若真的按照江醫師所言,60 公斤的人每天要攝取 60 公克的蜂蜜,再加上平時所攝取的糖分,長期吃下來,可能要小心在成功抵擋病毒之前,就先變成一個大胖子囉!

蜂蜜不僅會提高血糖,對抵擋病毒、控制血糖也都沒有幫助。圖/Pixabay

從 2020 年 COVID-19 疫情爆發,直到這部受訪影片上線,隨著病毒不斷產生變異病毒株,各國的疫情瞬息萬變,對於步步謹慎的科學研究來說,兩年半的時間,真的太短了! 雖然疫情期間,COVID-19 的研究百花齊放,但在這麼短的時間內,科學家能做到的,也只能慢慢累積數據,還沒有辦法在各種細節上這麼快地得到共識。因此,科學家們發表論文時,用詞與結論通常也都不會非常斬釘截鐵。他們知道自己單一的研究論文面臨許多限制,沒有辦法直接成為科學界的代言人,更不可能藉此強烈主張某個行動或是食品有直接的療效。

若我們細細解剖江醫師所引用的文獻,會發現他是在尚且渾沌、並未凝聚共識的科學界中,挑出部分支持他論點的文獻,並宣稱這是有「科學研究支持」的補品。或許,江醫師是急著想要守護民眾的健康,也或許是媒體需要有一些節目效果,所以無法像專業醫學研究人員那般謹慎溫吞,但事實是,這些內容及態度確實不是目前醫學界的共識。

由於這「5 招自救法」並沒有什麼立即的危險性,所以一般民眾如果抱著「有病治病,無病強身」的態度姑且參考之,或許也無大礙。但如果可以審慎地瞭解這些自救法並沒有影片中這麼「絕對」與「篤定」的效果,對於我們判斷其他更為相關及迫切議題,都將會是有幫助的!

三、順便賣點東西又何妨?

其實解剖員很願意相信,在這一次疫情中,許多醫生積極地發言討論疫情,多是基於對社會的責任感。當然,如果在這樣的過程中,可以帶來一些實質的好處,應該也是不錯的選擇,畢竟此乃人之常情。

在這則影片中,江醫師搭配國外知名期刊的研究,逐一分享該研究大致上如何進行、該營養補充品在什麼時間點能發揮效果,善心地為大家整理出四項增強免疫力的保健補充品,外加一項非常容易執行的食鹽漱口方法。江醫師運用自己的專業,搜尋並整理出有效的保健產品,無非也是希望大家都不要染疫,能夠健健康康地挺過這場戰役。

只是,當解剖員循著江醫師的建議搜尋相關保健品時,一不小心地就滑進了主講醫生自營商店[14]的頁面,也意外地發現影片中提到的幾項保健抗病毒產品,例如魚油、蜂膠、維生素 D 等,都是商店裡面的熱銷產品,甚至有幾項產品在解剖員查閱時已售罄。在蜂膠產品頁面中,還貼心地提醒使用者在疫苗施打前後該如何補充,算是非常佛心。只是,這些看似不經意卻又密切的連結,不免讓解剖員感受到一股濃濃的置入性行銷味道。

江醫師販售多樣健康食品,無非也是希望大家都健康,卻不免有股置入性行銷的味道。圖/Pixabay

台灣人一直對於各種健康食品情有獨鍾,根據經濟部統計[15]資料:「隨人口結構高齡化,預防保健意識提升,機能性保健及營養補充食品需求漸增,帶動保健營養食品 109 年產值達 195 億元續創新高,年增 9.78%,連續 6 年正成長」。平時就穩定成長的狀況下,再碰上大疫情時代就更不得了,有「名醫」加持的保健方法當然無庸置疑地成為大家追逐的焦點,而這也成為疫情期間另類的一門好生意。

基於民眾面對病毒時的焦慮而進行恐懼行銷,向來就是生意人屢試不爽的商業模式。雖然保健商品不是一種會立即造成危險的消費,但是當媒體訪談的專家夾帶專業權威形象和過度篤定的口吻,引起行銷效果時,則不免造成某些衝動性消費,甚至不當地把保健跟防疫進行過度連結。雖然暫時不傷身,但如果經常這樣傷荷包,可能也不是一件好事喔!

總結

兩年多來的防疫期間,我們走過、路過在各種場合、各種媒體中最常聽到的防疫提醒,就是做好個人防疫。像是口號,也像是標語,雖然心累,但也的確是生活中無法切割的一部分。為了提高免疫力,買點保障、吃點保養品補足營養當然沒有什麼不好,但如果因為媒體透過名人的推波助瀾而導致心慌,使得從早到晚狂吞各種營養品,或搶購名人掛保證販售的商品,這就真的大可不必。

據此,本解剖室給予這系列新聞以下評價:

註解與參考資料

  1. 我國藉由登機檢疫即時發現首例中國大陸武漢移入之嚴重特殊傳染性肺炎個案 指揮中心提升中國大陸武漢之旅遊疫情建議至第三級警告
  2. 因應本土疫情持續嚴峻,指揮中心自 110 年 5 月 19 日至 5 月 28 日止提升全國疫情警戒至第三級,各地同步加嚴、加大防疫限制,嚴守社區防線
  3. 【健康】不想染疫?名醫教你 5 招自救法:預防確診、快速康復!ft. 江守山醫師|下班經濟學 254
  4. COVID 感染完會有無敵星星?
  5. 「無敵星星」真的威!何美鄉再提綜合免疫力神威:不要恐懼被 OMICRON 感染!
  6. 疫情謠言鋪天蓋地,專家如何突破同溫層傳遞正確醫學知識?上億點閱醫師部落客經營新媒體平台心法大公開。專訪林氏璧(感染科醫師)
  7. 江守山醫師
  8. 江醫師健康鋪子/魚鋪子
  9. 名醫江守山詐健保費被解雇 他不滿告新光醫院確定輸了
  10. Beran A, Mhanna M, Srour O, Ayesh H, Stewart JM, Hjouj M, Khokher W, Mhanna AS, Ghazaleh D, Khader Y, Sayeh W, Assaly R. (2022). Clinical significance of micronutrient supplements in patients with coronavirus disease 2019: A comprehensive systematic review and meta-analysis. Clinical Nutrition ESPEN , 48, 167-177. doi: 10.1016/j.clnesp.2021.12.033.
  11. PubMed
  12. Vitamin D|COVID-19 Treatment Guidelines
  13. 健康網》糖友吃蜂蜜不會影響血糖值? 國健署:錯
  14. 江醫師健康鋪子/魚鋪子
  15. 無畏疫情來襲,食品製造業 109 年第 1 季產值逆勢成長 2.41%
科學新聞解剖室_96
37 篇文章 ・ 11 位粉絲
「科學新聞解剖室」是由中正大學科學傳播教育研究室所成立的科學新聞監督平台,這個平台結合許多不同領域的科學解剖專家及義工,以台灣科學新聞最容易犯下的10種錯誤類型作為基礎,要讓「科學偽新聞」無所遁形。已出版《新時代判讀力:教你一眼看穿科學新聞的真偽》《新生活判讀力:別讓科學偽新聞誤導你的人生》(有關10種錯誤的內涵,請參見《別輕易相信!你必須知道的科學偽新聞》一書)。

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物理學家如何煮義大利麵?
胡中行_96
・2022/06/16 ・2509字 ・閱讀時間約 5 分鐘

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疫情期間學烹飪,再拍照上傳社群網站,是凡夫俗子的成果發表;將煮義大利麵的心得筆記,發表在《流體物理學》(Physics of Fluids)期刊上,[1]則是科學家的華麗炫技。

煮麵的動機

美國伊利諾大學Sameh Tawfick副教授的實驗室,專攻靈活可變形的纖維和有彈性的結構,所產生的「流體結構交互作用」(fluid structure interaction)。「過去幾年老是開玩笑,說義大利麵的黏著力與我們的研究息息相關」,他說團隊發覺分析麵條力學質地的轉變,「可以體現黏著力、力學質地和烹煮熟度的關聯。」[2]

以上研究動機有聽沒懂,無所謂。煮麵要緊。

煮麵的方法

當 COVID-19 疫情襲來,學生與博士後研究人員,開始在家中和實驗室裡煮義大利麵。[2]

他們在實驗室裡,用的不是鍋子和瓦斯爐等通俗的烹飪設備,而是燒杯加熱板[3]加熱板是一種有發熱平面的機器,比開放式的火源安全。[4]

依照一般食譜的建議,煮義大利麵的步驟,是先把麵條扔進大滾的鹽水中,等熟了再撈出來瀝乾。[5]不過,實驗的這個部份沒加鹽,大概是想把變數降到最低,後面再討論食鹽的作用。以滾水煮熟的麵條,在脫離水的時候,殘留的水份會在麵條之間形成「彎液面」,以「表面張力」把一根根的麵條黏在一起。[2, 3]

左圖/參考資料3

整個過程就像圖中所示,左側為二條(橙色)義大利麵條,被置在(粉色)加熱板上的燒杯內烹煮;中央是麵條離水;右邊則為局部放大圖,呈現義大利麵條之間的彎液面。

表面張力之所以會產生,是因為水分子與水分子之間,每個方向的引力本來都一樣,可以相互抵銷,然而到了水面就失衡了,因此有儲存能量的張力。 [6, 7]

右圖/參考資料3

表面張力:藍色的圓點代表水分子,橙色的箭頭則是引力。圖/參考資料7

傳統義大利麵講求的口感,叫做「al dente」,意思是「煮到內硬外軟」,恰到好處。從物理的角度來看,水份由麵條表面,逐漸擴散進入內部,所以首先軟化的當然是最外層。吸水的過程中,麵條體積會隨之膨脹。煮愈久,效果愈明顯。下圖是研究團隊在觀察義大利麵「吸濕膨脹」(hygroscopic swelling)時,進行的量化紀錄。[3]

圖片上方中間的麵條剖面,從圓心向外,由深至淺,有輕微的色彩變化。然而,水份達到飽和後的右上剖面,便不再有任何的顏色漸層,大概就是所謂煮過頭的狀態。[3]

至於縱向的吸濕膨脹,則展示在下方。以最左邊的生麵條為比例尺,對照用 100 度 C 的滾水,分別烹煮 12、18、24、30 分鐘後的膨脹變化。整體而言,麵條剖面周長增加的比例,大於長度的成長比例。這是基於內部沒有與水接觸的核心,限制了麵條縱向的延展。[3]

左圖/參考資料3

所以,到底要怎麼做,才能擁有al dente的口感?

研究團隊發現義大利麵條達到 al dente 前,其周長與長度分別的膨脹率相比,所得的比率是3.5比1。一旦超過了,就會軟爛。[2]此外,由於麵條煮愈久,離水時彼此相黏的部份就愈長。研究團隊認為,專業廚師也可以測量相黏長度,來推論起鍋時間,以後再將成熟的技術,推廣至普通民家…[3](原文口氣意外地認真。)總之,要知道煮好沒,不是用嘴試吃,也別拿錶計時,科學家的建議竟是用尺測量!

煮麵的鹽和光

明明義大利麵條的包裝上,都有建議的烹煮時間。為什麼科學家不直接告訴大家,煮多久能起鍋?原來如果照正常的煮法,在水中加食鹽,麵條的化學和力學特性都會起變化。比起用蒸餾水,鹽水不僅有助麵條膨脹,而且會增添嚼勁。[3]此外,Sameh Tawfick 副教授解釋,滾水中的鹽量,會改變達到 al dente 所需的時間。有鑑於此,他未來要探討食鹽,在義大利麵膨脹時所扮演的角色。[2]同時,這個研究正如一道照亮前程的光,或許會引領其他人,也來嘗試用簡單的方式,研究軟物質的特性。

參考資料:

  1. Hwang J., Ha J., Siu R., Kim Y. S., and Tawfick S. (2022) ‘Swelling, Softening, and Elastocapillary Adhesion of Cooked Pasta’, Physics of Fluids, 34 (042105)
  2. Physics Models Better Define What Makes Pasta Al Dente (Physics of Fluids, 2022)
  3. Hwang J., Ha J., Siu R., Kim Y. S., and Tawfick S. (2022) ‘Swelling, Softening and Elastocapillary Adhesion of Cooked Pasta’, arXiv
  4. Hot Plate Use and Safety in Laboratory (University of Wisconsin-Madison, 2013)
  5. Spaghetti and Meatballs (Gourmet Traveller, 2018)
  6. 第11章  有趣的界面現象(國立成功大學化學工程學系)
  7. Chemical Science Lesson Plan: Hydrogen Bonding and Surface Tension (University of Illinois, 2010)
  8. Enjoy better-cooked pasta with…physics and a ruler? (University of Illinois, 2022)

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胡中行_96
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曾任澳洲臨床試驗研究護理師,以及臺、澳劇場工作者。 西澳大學護理碩士、國立台北藝術大學戲劇學士(主修編劇)。邀稿請洽臉書「荒誕遊牧」,謝謝。