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【Gene思書齋】飲食規則-我們該吃什麼?

Gene Ng_96
・2012/02/07 ・469字 ・閱讀時間少於 1 分鐘 ・SR值 495 ・六年級

other_cover_a   Food Rules

要介紹的這本書《飲食規則:83條日常實踐的簡單飲食方針》(Food Rules: An Eater’s Manual)基本上是《雜食者的兩難:速食、有機和野生食物的自然史》(The Omnivore’s Dilemma: A Natural History of Four Meals)和《食物無罪:揭穿營養學神話,找回吃的樂趣!》(In Defense of Food: An Eater’s Manifesto)的菁華濃縮版,是一本可以很快看完並且掌握重點的小書。

cover

剛出版的《雜食者的兩難》(大家出版)其實就是和在2008年台灣就出版了中文版《到底要吃什麼?–速食、有機和自然野生食物的真相》(久周出版)是同一本書,是The Omnivore’s Dilemma: A Natural History of Four Meals的重譯版。《雜食者的兩難》這個中文書名更忠於原意,看完這本書就了明瞭諸如美國牛肉的整個生產過程和政治及商業動機。

閱讀全文:
飲食規則-我們該吃什麼?

文章難易度
Gene Ng_96
295 篇文章 ・ 23 位粉絲
來自馬來西亞,畢業於台灣國立清華大學生命科學系學士暨碩士班,以及美國加州大學戴維斯分校(University of California at Davis)遺傳學博士班,從事果蠅演化遺傳學研究。曾於台灣中央研究院生物多樣性研究中心擔任博士後研究員,現任教於國立清華大學分子與細胞生物學研究所,從事鳥類的演化遺傳學、基因體學及演化發育生物學研究。過去曾長期擔任中文科學新聞網站「科景」(Sciscape.org)總編輯,現任台大科教中心CASE特約寫手Readmoo部落格【GENE思書軒】關鍵評論網專欄作家;個人部落格:The Sky of Gene;臉書粉絲頁:GENE思書齋

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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

國小高年級科普文,素養閱讀就從今天就開始!!

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
1006 篇文章 ・ 995 位粉絲
PanSci的編輯部帳號,會發自產內容跟各種消息喔。

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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

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
48 篇文章 ・ 16 位粉絲
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。

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假如核彈來襲,你需要逃多遠才能活下來?
Heidi_96
・2022/03/15 ・3486字 ・閱讀時間約 7 分鐘

核彈與它們的產地

1945 年 8 月,美軍在日本廣島和長崎投下 2 顆原子彈,造成數十萬人死亡,終結了第二次世界大戰,卻也對當地民眾的健康造成嚴重的長期影響[1]。此後,再也沒有任何國家或地區在戰爭中動用核武器,但這不代表核武器就此消失。據估計,全球各國現今約有 12,705 枚核彈頭庫存,而美國和俄羅斯擁有其中的 89.7%[2]

美國和俄羅斯擁有全世界 89.7% 的核彈頭庫存。圖/Federation of American Scientists

假如核彈來襲……

那麼,假設核武器再次登上戰爭舞台,究竟會發生什麼事呢?本篇文章將以 AsapSCIENCE 製作的科普動畫《What If We Have A Nuclear War?》為基礎,帶你瞭解核彈引爆前後的情況。

但首先,必須澄清沒有一種明確的方法可以估計核彈爆炸所帶來的影響,因為這取決於眾多因素,包括天候、時間點、地理環境、核彈設計,以及引爆地點(空中、地表、地下)。等等,先別急著跳回上一頁!即使沒有這些確切的條件,我們還是可以瞭解大致上的情況。

一、閃盲

約有 35% 的核爆能量是以熱輻射的形式釋放。熱輻射是一種電磁輻射,不需要介質就能傳遞能量,因此在真空中的傳播速度等同光速(3×108m/s)。就算不是處在真空環境,傳播速度也相當接近光速,而且溫度越高,速度就越快。

總而言之,在爆炸波抵達前幾秒,你就能感受到一陣極為強烈的光和熱。此時,如果你不巧在爆炸現場附近,這種程度的強光將造成閃盲(flash blindness),可以讓你在接下來的幾分鐘眼前一片漆黑,什麼都看不見。

所以,要距離爆炸多遠,才能避開這種暫時性失明呢?以一枚百萬噸級的核彈(廣島原子彈的 80 倍重,但是遠輕於多數現代核彈)為例:如果是在晴朗的白天,大概要躲到 21 公里以外;在晴朗的夜晚,甚至得躲到 85 公里以外,才能確保不受閃盲影響。

核爆發出的強光會造成暫時性失明。圖/《What If We Have A Nuclear War?

二、燒傷

上一段提到,熱輻射除了產生強光之外,還會產生極高溫的熱;也就是說,如果你真的不巧出現在核彈爆炸現場附近,除了閃盲以外,還有可能遭受不同程度的燒傷。

同樣以百萬噸級的核彈為例:待在爆炸中心方圓 11 公里內,將造成一級燒傷,只要再往前 1 公里,就會變成二級燒傷,而待在方圓 8 公里內的人,都將受三級燒傷所害。這種程度的燒傷能夠徹底破壞細胞,使皮膚呈現焦黑色。若沒有立刻施行急救,覆蓋全身超過 24% 面積的三級燒傷將導致死亡。

待在核彈爆炸中心方圓 11 公里內,將遭受不同程度的燒傷。圖/《What If We Have A Nuclear War?

然而,正如文章開頭所說,沒有一種明確的方法可以估計核彈爆炸所帶來的影響,所以這個數字僅供參考,實際情況將取決於天氣和你當下所穿的衣服,比如白色的衣服可以反射少許熱能,黑色的衣服則會吸收更多熱能。可是,對於處在爆炸中心的人來說,不管穿什麼顏色的衣服都不會有任何差別。

根據科學家估計,廣島核爆中心的溫度約有 30 萬 ºC,比一般火化爐的溫度高出 300 倍,足以讓人體在一瞬間就蒸發殆盡。

三、爆炸風

除了燒傷之外,爆炸風(blast)也是不可輕忽的殺手。核爆釋放的能量會產生衝擊波,而衝擊波會驅散空氣,造成氣壓急遽變化,粉碎沿途經過的建築物。

再次以百萬噸級的核彈為例:爆炸中心方圓 12 公里內的爆炸風時速約為 255 公里,可以對建築物外牆造成 180 公噸的力量;方圓 2 公里內的爆炸風時速是 756 公里,對建築物施加的壓力則是 4 倍,約為 720 公噸。理論上,大部分的人都會被倒塌的建築物活埋或砸死。

核爆產生的衝擊波會粉碎沿途經過的建築物。圖/《What If We Have A Nuclear War?

四、核輻射

假如你幸運地逃過閃盲、燒傷和爆炸風,下一個要擔心的就是核輻射。我們每天都會接觸到不同形式的輻射,包括你正在使用的手機或電腦,但這類「非游離輻射」的能量很小,不足以改變 DNA 結構。就算是醫學影像檢查,比如 X 光或斷層掃描,也都是低劑量的安全輻射,對人體的影響微乎其微。

問題是,核輻射可不一樣!雖然確切的輻射劑量取決於你所在的地點是否有建築物保護,而建築材料又是什麼,但無論如何,若暴露輻射劑量超過 6000 毫西弗(mSv),死亡率就高達 90%;即使只有 4500 毫西弗,也有 50% 的死亡率,而活下來的那 50% 必須和後遺症共存,因為輻射破壞了他們體內的 DNA 鍵結,不僅需要時間修復,也可能會有更高的罹癌率和基因突變率。

五、輻射塵

另一個與輻射有關的影響是「輻射塵」(fallout)。試想一枚核彈在地表附近爆炸,地表會發生什麼事?最明顯的就是衝擊波會造成彈坑,然後彈坑裡的沉積物(塵埃、泥土、砂石等等)會汽化到空中,形成你我熟悉的蕈狀雲。

蕈狀雲充滿具有放射性的輻射塵,在冷卻回到地表的過程中,可以飄到數百公里遠的地方,也可以順著爆炸產生的上升氣流融入雲層,再形成「黑雨」落下。好消息是輻射塵的衰變非常快,只要 2 星期,就能降到初始輻射劑量的 1%。

彈坑裡的沉積物汽化後形成蕈狀雲。圖/《What If We Have A Nuclear War?

不只是戰爭,也將伴隨氣候危機

那假如核彈不只有 1 枚,而是 100 枚呢?近期,有一項研究模擬印度和巴基斯坦開戰,引爆 100 枚和廣島原子彈尺寸相近的彈頭。結果顯示,重達 5 百萬噸的灰燼和輻射塵將進到大氣層,使全球氣溫下降,並且減少 9% 的年降雨量,連帶造成農作物欠收與饑荒。另一項研究顯示,若是真有這種投下 100 枚核彈的戰爭,全球約有 20 億人將因此陷入饑荒[3]

除此之外,核戰對地球的影響或許比我們想像的更深遠。2019 年發表的一項模擬研究發現,要是美國和俄羅斯動用所有核武資源開戰,輻射塵將在 2 週內覆蓋整個地球,使地球接收到的光照強度大幅下降,至少需要 3 年才能恢復到正常光照強度的 40%[4]。同年,還有另一項研究發現,在世界最深的馬里亞納海溝(Mariana Trench)裡,還有著來自冷戰時期核武試驗的輻射殘留物[5]

全球核武器發展與現況

1968 年至今,世界上多數國家都簽訂了《核武禁擴條約》(Treaty on the Non-Proliferation of Nuclear Weapons),其中包括美國和俄羅斯。這項條約禁止擁核國家轉讓或援助核武給非核國家,禁止非核國家製造核武,甚至推動核裁軍,全面停止核軍備競賽。

如果想瞭解全球核武器的發展與現況,可以進一步參考《原子科學家公報》(Bulletin of the Atomic Scientists)的 Nuclear Notebook

全球核彈頭庫存總量於 1986 年達到高峰(64,099 枚),直到 2017 年為 9,220 枚。圖/Bulletin of the Atomic Scientists

註解

  1. Hiroshima and Nagasaki: The Long Term Health Effects
  2. Status of World Nuclear Forces
  3. Helfand. (2013). Nuclear Famine: Two Billion People at Risk—Global Impacts of Limited Nuclear War on Agriculture, Food Supplies, and Human Nutrition. International Physicians for the Prevention of Nuclear War.
  4. Coupe, J., Bardeen, C. G., Robock, A., & Toon, O. B. (2019). Nuclear winter responses to nuclear war between the United States and Russia in the Whole Atmosphere Community Climate Model Version 4 and the Goddard Institute for Space Studies ModelE. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 124, 8522– 8543.
  5. Wang, N., Shen, C., Sun, W., Ding, P., Zhu, S., Yi, W., et al. (2019). Penetration of bomb 14C into the deepest ocean trench. Geophysical Research Letters, 46, 5413– 5419.

參考資料

Heidi_96
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PanSci 編輯部角落生物|外語系畢業,潛心於翻譯與教學,試圖淡化語言與知識的隔閡。