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食物放涼了才能冰? 剩菜冰了會流失營養?關於生鮮食品保存的六大迷思──「PanSci TALK:生鮮食品該如何保存」

衛生福利部食品藥物管理署_96
・2017/07/20 ・3847字 ・閱讀時間約 8 分鐘 ・SR值 528 ・七年級

本文由衛生福利部食品藥物管理署委託,泛科學企劃執行

文字記錄/馬嘉駿

「阿嬤,這是去年的肉粽耶,還能吃嗎?」「免煩惱啦,食物放冰箱都嘛不會壞。」阿嬤等等!食物放冰箱,真的就不會滋生細菌嗎?並且,所有食物都適合放冰箱嗎?

食安系列講座第二場「PanSci TALK:生鮮食品該如何保存?」在陳邦元老師介紹過微生物與食品的關係之後,第二位講者 ── 好食課食育團隊的林世航營養師,整理出六大常見生鮮食品保存迷思,並帶著大家一一破解。

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來自好食課食育團隊、現在是台大食科所博士候選人的林世航營養師。圖/By PanSci

細菌怎麼活:肥湯姆六大準則

我們重視食品的加工過程、有沒有化學添加物、是否殘留農藥,卻常常忽略食物中的微生物污染。然而根據統計,臺灣食物中毒案件的可判明病因物質中,有高達八成是「細菌」造成,遠高於化學物質或天然毒性。

在食安系列的第一場講座「食安基本功」中陳宏彰老師曾提過,人們不是不想做,只是一次微生物檢驗要花上三天,食品 ── 尤其是生鮮食品 ── 早就壞了。那麼到底要如何注意這個隱藏的危險呢?所謂知己知彼、百戰百勝,要先摸清食品危害菌的底細,才能藉此調整食品保存方式。

「關於細菌,我們要先了解一個概念:食品危害菌不等於食品腐敗菌。」林世航營養師解釋,「乳酸菌、酵母菌、醋酸菌等微生物會讓食物臭酸腐敗,卻不影響人類身體;然而食品危害菌如沙門氏桿菌、仙人掌桿菌……等,儘管不會造成食物酸敗,卻能引發腹瀉嘔吐、食物中毒,甚至感染死亡。」

根據細菌生存條件,食品界有一套「肥湯姆六大準則」(FATTOM):

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  • Food(食物):食物本身即為細菌營養所需來源
  • Acidity(酸度):食品危害菌適合生長 pH 值約為 4.6-7.5
  • Temperature(溫度):食品危害菌適合生長溫度為 5℃ 至攝氏 60℃。尤其在 20℃ 至 50℃ 間會快速生長
  • Time(時間):快速降溫、升溫,以減少細菌生長時間
  • Oxygen(氧氣):大部分危害菌為好氧性,少部分如肉毒桿菌為厭氧性
  • Moisture(濕度):水活性越高的食物,愈容易滋長細菌

請記好這六個關鍵項目,接下來林世航營養師會帶著大家用肥湯姆準則一一檢視民眾在「生鮮食品保存」上的六大迷思。

迷思一:溫體肉好棒棒?

圖/By webandi @ Pixabay

臺灣大部分消費者仍習慣買溫體肉,認為溫體肉更新鮮、口感較佳,價格也較低。「但說實話,就我自己購買肉品的經驗來說,溫體肉真的不是很乾淨。」林世航營養師說。

「溫體」肉,想必最令人介意的就是 FATTOM 的第一個 T,「溫度」了。下圖是冷藏冷凍肉與溫體肉滋生細菌的實驗數據,虛線為冷藏冷凍肉、實線為溫體肉,在 15.5℃ 的條件下,溫體肉的細菌數每平方公分達到「1,000,000」隻,每平方公分肉面的細菌數是冷藏冷凍肉的 104 倍。

實線為溫體肉、虛線為冷藏冷凍肉,不過提醒大家,臺灣現在的室溫可不是 15.5 ℃ 啊。圖/By 林世航營養師簡報

如果仍然想買溫體肉回家,除了注意溫度與保存期限的關係,林世航還建議大家以四個步驟處理:外部清洗、分切後再冷凍、每次只拿要吃的量解凍、煮熟。「『肉品煮熟』的定義是食品(肉)中心溫度達 72℃ / 160℉,才能消除大部分危害菌。你可能看過一些餐廳烹煮肉類時會將溫度針直接插入肉品中央,就是在確認中心溫度是否加熱至安全標準。」

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迷思二:剩菜涼了才能冰?

圖/By Alexas_Fotos @ Pixabay, CC0 Public Domain

常聽長輩說「吃完飯的剩菜要放涼了才能冰,否則冰箱會壞掉」,但就生鮮食品保存的角度而言,放涼再冰真的恰當嗎?

據肥湯姆六大準則的「時間」,食物當然是越快冰越好,快速降溫才能減少細菌的生長時間。然而一碗熱湯放進冰箱,冰箱內部溫度升高,使冰箱冷媒和用電消耗量提高,會不會造成冰箱損壞?對此林世航營養師說,「取決於每台冰箱的狀況,首先,各位可以看看自家冰箱是變頻或定頻。」

「變頻與定頻冰箱差異在於壓縮機,若冰箱內部溫度升高,變頻壓縮機即會高頻運轉,直到低溫後才低頻運轉。而定頻壓縮機則是溫度提高時啟動,達低溫時關閉。就製冷效率來說,變頻因為能夠根據溫度變化進行轉速調整,可以精準控制溫度,而壓縮機不會開開關關,冰箱較不易故障。」

若真的有冰箱製冷效率不佳、恐連帶影響原本保存之其他食物的疑慮,林世航營養師建議,可以將食物降溫到 50~60℃ 左右,大概是用手觸摸會感覺溫熱的程度,再拿進冰箱保存。「食品危害菌的合適溫度區間約為 5~60℃,其中又以 20~50℃ 為快速生長的溫度區間,真的想要放涼再冰,也盡量注意別讓食物溫度降至這個區間。」

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迷思三:冰箱門邊溫度最高,蛋和牛奶不要放這裡?

冰箱門常開關,所以門邊溫度容易升高,易腐敗食物就不要放在這個位置嗎?事實上,冰箱結構不同也會影響冰箱內部各處溫度的差異。「直冷式冰箱」由上方的蒸發器製冷,透過自然對流方式降低溫度,因此內部溫度較不平均;「風冷式冰箱」則藉由風扇將空氣導入冷凝器,再吹入冰箱內部不斷循環,冷藏溫度較為平均。「現在許多冰箱在設計上下了功夫,循環冷房效果很好,出風口、內壁與冰箱門的溫度差異其實不大。」

圖/By 林世航營養師簡報

若你很介意,當然也可以為此調動儲存位置,不過林世航營養師更建議大家注意以下幾點:冰箱不要塞太滿,影響了內部的冷空氣循環、冰箱門開的時間不要過久,以及定期清理冰箱內部黴斑與除霜,才能讓冰箱發揮正常運轉功效。

迷思四:隔夜菜不能吃,易產生致癌物?

你可能也曾經看過「隔夜菜容易產生亞硝酸鹽,亞硝酸鹽有致癌風險」的警語,但這背後有科學根據嗎?林世航營養師澄清,亞硝酸鹽本身不致癌,亞硝酸根與二級胺結合才會形成致癌物「亞硝胺」,而這樣的機率很小。(二級胺多出現在已經腐壞的食品中,但你不太會食用已經發臭、長黴斑的肉品對吧?)

「以香腸為例,一名成人要連續每天食用 7 公斤,才會到達人體每日可接受安全攝取量(Acceptable Daily Intake ,簡稱 ADI),7 公斤的香腸實在不容易,因此無須過度擔心。」另外,他也提醒大家,致癌是多點激發,並不會吃了某單一食物就罹癌,「我寧願多吃蔬菜、多運動、多曬太陽,也不想要放棄美味的香腸。」林世航營養師打趣地比喻。

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而近日也有愈來愈多亞硝酸鹽「除罪化」的研究,發現硝酸鹽類代謝後的一氧化氮,或和特定脂肪酸結合的物質,可以降低心血管疾病風險。「妥善保存的隔夜菜絕對可以吃,不要浪費食物。」

圖/By 林世航營養師簡報,製表:食力媒體

迷思五:罐頭不加防腐劑?罐頭開封後要不要冷藏?

「沒錯,罐頭裡面沒有防腐劑。」臺灣法規規定,罐頭與泡麵不可添加防腐劑,罐頭的製程依序為脫氧、密封、殺菌,使罐頭成為無菌或是相當低菌量的狀態。因此,罐頭一旦開封,就失去了密封與無菌的狀態。林世航營養師表示,罐頭水活性高又營養,開封後便成為很容易生長食品危害菌的食材,若在室溫條件下,細菌更會快速滋長。「如果要保存罐頭食品,開封後,一定要冷藏。」

迷思六:剩菜冰了會流失營養?

「先講結論的話,大部分的營養素都不會因為短期冰存而『大量』流失。」林世航營養師說。他舉出一份研究血液中維生素 D 含量與存放條件關係的研究報告結果,將血液在 4℃ 擺放一天或是 -20℃ 擺放一天與七天,三者中維生素 D 含量皆與原先檢測值無差異。不過,也有另一份研究發現,食品中的維生素 C 在加熱、冷藏的過程中會些微流失。

圖/By 林世航營養師簡報

然而林世航營養師也提出一個疑問:「為什麼要追求剩菜中的營養素?」一般人保存與食用剩菜的目的在於避免浪費食物,未能完整攝取的營養素可以透過其他方式吸收,例如上述維生素 C 的成年人每日最低建議攝取量為 100 毫克,能輕易從一顆奇異果、半顆芭樂或十顆聖女番茄中取得,或許只要不致病,我們不用那麼在乎剩菜的營養價值。

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為什麼要在剩菜中追求營養素呢?新鮮食物中的維生素 C 含量參考。圖/By 林世航營養師簡報

重點總結:適量烹煮、當餐吃完

在分享之後,主持人提問:身為營養師,平日飲食會更加小心翼翼嗎?「含糖量高的手搖杯是有少喝一點,但那或許是因為我平常待在實驗室,食科所離飲料店太遠了(笑)。」林世航想了想回答,「其實,我無法想像沒有炸薯條、可樂,如果每天只能吃燙青菜,那還叫做生活嗎?」他強調,均衡飲食不是嚴格限制自己只能吃極少調味的蔬果,而是好好認識食物背後的營養、製作過程、保存方式與安全等知識,才能在健康的同時也保持生活品質。

最後,林世航營養師總結,從食品衛生安全的角度來看,生鮮食品的保存重點在於「適量購買、小份量烹煮、當餐吃完」,才不致在保存過程中產生微生物污染的風險,也能相較完整攝取食物營養。

講座現場大合照。圖/By PanSci
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文章難易度
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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「融合蛋白」如何全方位圍剿狡猾癌細胞
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2025/11/07 ・5944字 ・閱讀時間約 12 分鐘

本文與 TRPMA 台灣研發型生技新藥發展協會合作,泛科學企劃執行

我們知道癌症是台灣人健康的頭號公敵。 為此,我們花了很多時間介紹最新、最有效的抗癌方法之一:免疫療法

免疫療法中最重要的技術就是抗體藥物。科學家會人工製造一批抗體去標記癌細胞。它們就像戰場上的偵察無人機,能精準鎖定你體內的敵人——癌細胞,為它們打上標記,然後引導你的免疫系統展開攻擊。

這跟化療、放射線治療那種閉著眼睛拿機槍亂掃不同。免疫療法是重新叫醒你的免疫系統,為身體「上buff (增益) 」來抗癌,副作用較低,因此備受好評。

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但尷尬的是,經過幾年的臨床考驗,科學家發現:光靠抗體對抗癌症,竟然已經不夠用了。

事情是這樣的,臨床上醫生與科學家逐漸發現:這個抗體標記,不是容易損壞,就是癌細胞同時設有多個陷阱關卡,只靠叫醒免疫細胞,還是難以發揮戰力。

但好消息是,我們的生技工程也大幅進步了。科學家開始思考:如果這台偵察無人機只有「標記」這一招不夠用,為什麼不幫它升級,讓它多學幾招呢?

這個能讓免疫藥物(偵察無人機)大進化的訓練器,就是今天的主角—融合蛋白(fusion protein)

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融合蛋白(fusion protein)/ 圖片來源:wikipedia

融合蛋白是什麼?

免疫療法遇到的問題,我們可以這樣理解:想像你的身體是一座國家,病毒、細菌、腫瘤就是入侵者;而抗體,就是我們派出的「偵察無人機」。

當我們透過注射放出這支無人機群進到體內,它能迅速辨識敵人、緊抓不放,並呼叫其他免疫單位(友軍)一同解決威脅。過去 20 年,最強的偵查機型叫做「單株抗體」。1998年,生技公司基因泰克(Genentech)推出的藥物赫賽汀(Herceptin),就是一款針對 HER2 蛋白的單株抗體,目標是治療乳癌。

這支無人機群為什麼能對抗癌症?這要歸功於它「Y」字形的小小抗體分子,構造看似簡單,卻蘊藏巧思:

  • 「Y」 字形上面的兩隻「叉叉」是敵人偵測器,能找到敵人身上的抗原特徵,並黏上去,稱為抗體結合區「Fab 區域」。
  • 「Y」 字形的「尾巴」就是我們說的「標籤」,它能通知免疫系統啟動攻擊,稱為結晶區域片段「Fc 區域」。具體來說,當免疫細胞在體內巡邏,免疫細胞上的 Fc 受體 (FcR) 會和 Fc區域結合,進而認出病原體或感染細胞,接著展開清除。

更厲害的是,這個 Fc 區域標籤還能加裝不同功能。一般來說,人體內多餘的分子,會被定期清除。例如,細胞內會有溶酶體不斷分解多餘的物質,或是血液經過肝臟時會被代謝、分解。那麼,人造抗體對身體來說,屬於外來的東西,自然也會被清除。

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而 Fc區域會與細胞內體上的Fc受體結合,告訴細胞「別分解我」的訊號,阻止溶酶體的作用。又或是單純把標籤做的超大,例如接上一段長長的蛋白質,或是聚乙二醇鏈,讓整個抗體分子的大小,大於腎臟過濾孔的大小,難以被腎臟過濾,進而延長抗體在體內的存活時間。

偵測器(Fab)加上標籤(Fc)的結構,使抗體成為最早、也最成功的「天然設計藥物」。然而,當抗體在臨床上逐漸普及,一個又一個的問題開始浮現。抗體的強項在於「精準鎖定」,但這同時也是它的限制。

「Y」 字形上面的兩隻「叉叉」是敵人偵測器,能找到敵人身上的抗原特徵,並黏上去,稱為抗體結合區「Fab 區域」/ 圖片來源:shutterstock

第一個問題:抗體只能打「魔王」,無法毀掉「魔窟」。 

抗體一定要有一個明確的「標的物」才能發揮作用。這讓它在針對「腫瘤」或「癌細胞本身」時非常有效,因為敵人身上有明顯標記。但癌細胞的形成與惡化,是細胞在「生長、分裂、死亡、免疫逃脫」這些訊號通路上被長期誤導的結果。抗體雖然勇猛,卻只能針對已經帶有特定分子的癌細胞魔王,無法摧毀那個孕育魔王的系統魔窟。這時,我們真正欠缺的是能「調整」、「模擬」或「干擾」這些錯誤訊號的藥物。

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第二個問題:開發產線的限制。

抗體的開發,得經過複雜的細胞培養與純化程序。每次改變結構或目標,幾乎都要重新開發整個系統。這就像你無法要求一台偵測紅外線的無人機,明天立刻改去偵測核輻射。高昂的成本與漫長的開發時間,讓新產線難以靈活創新。

為了讓免疫藥物能走向多功能與容易快速製造、測試的道路,科學家急需一個更工業化的藥物設計方式。雖然我們追求的是工業化的設計,巧合的是,真正的突破靈感,仍然來自大自然。

在自然界中,基因有時會彼此「融合」成全新的組合,讓生物獲得額外功能。例如細菌,它們常仰賴一連串的酶來完成代謝,中間產物要在細胞裡來回傳遞。但後來,其中幾個酶的基因彼此融合,而且不只是基因層級的合併,產出的酶本身也變成同一條長長的蛋白質。

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結果,反應效率大幅提升。因為中間產物不必再「跑出去找下一個酶」,而是直接在同一條生產線上完成。對細菌來說,能更快處理養分、用更少能量維持生存,自然形成適應上的優勢,這樣的融合基因也就被演化保留下來。

科學家從中得到關鍵啟發:如果我們也能把兩種有用的蛋白質,「人工融合」在一起,是否就能創造出更強大的新分子?於是,融合蛋白(fusion protein)就出現了。

以假亂真:融合蛋白的HIV反制戰

融合蛋白的概念其實很直覺:把兩種以上、功能不同的蛋白質,用基因工程的方式「接起來」,讓它們成為同一個分子。 

1990 年,融合蛋白 CD4 免疫黏附素(CD4 immunoadhesin)誕生。這項設計,是為了對付令人類聞風喪膽的 HIV 病毒。

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我們知道 T 細胞是人體中一種非常重要的白血球。在這些 T 細胞中,大約有六到七成表面帶有一個叫做「CD4」的輔助受體。CD4 會和另一個受體 TCR 一起合作,幫助 T 細胞辨識其他細胞表面的抗原片段,等於是 T 細胞用來辨認壞人的「探測器」。表面擁有 CD4 受體的淋巴球,就稱為 CD4 淋巴球。

麻煩的來了。 HIV 病毒反將一軍,竟然把 T 細胞的 CD4 探測器,當成了自己辨識獵物的「標記」。沒錯,對 HIV 病毒來說,免疫細胞就是它的獵物。HIV 的表面有一種叫做 gp120 的蛋白,會主動去抓住 T 細胞上的 CD4 受體。

一旦成功結合,就會啟動一連串反應,讓病毒外殼與細胞膜融合。HIV 進入細胞內後會不斷複製並破壞免疫細胞,導致免疫系統逐漸崩潰。

為了逆轉這場悲劇,融合蛋白 CD4 免疫黏附素登場了。它的結構跟抗體類似,由由兩個不同段落所組成:一端是 CD4 假受體,另一端則是剛才提到、抗體上常見的 Fc 區域。當 CD4 免疫黏附素進入體內,它表面的 CD4 假受體會主動和 HIV 的 gp120 結合。

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厲害了吧。 病毒以為自己抓到了目標細胞,其實只是被騙去抓了一個假的 CD4。這樣 gp120 抓不到 CD4 淋巴球上的真 CD4,自然就無法傷害身體。

而另一端的 Fc 區域則有兩個重要作用:一是延長融合蛋白在體內的存活時間;二是理論上能掛上「這裡有敵人!」的標籤,這種機制稱為抗體依賴性細胞毒殺(ADCC)或免疫吞噬作用(ADCP)。當免疫細胞的 Fc 受體與 Fc 區域結合,就能促使免疫細胞清除被黏住的病毒顆粒。

不過,這裡有個關鍵細節。

在實際設計中,CD4免疫黏附素的 Fc 片段通常會關閉「吸引免疫細胞」的這個技能。原因是:HIV 專門攻擊的就是免疫細胞本身,許多病毒甚至已經藏在 CD4 細胞裡。若 Fc 區域過於活躍,反而可能引發強烈的發炎反應,甚至讓免疫系統錯把帶有病毒碎片的健康細胞也一併攻擊,這樣副作用太大。因此,CD4 免疫黏附素的 Fc 區域會加入特定突變,讓它只保留延長藥物壽命的功能,而不會與淋巴球的 Fc 受體結合,以避免誘發免疫反應。

從 DNA 藍圖到生物積木:融合蛋白的設計巧思

融合蛋白雖然潛力強大,但要製造出來可一點都不簡單。它並不是用膠水把兩段蛋白質黏在一起就好。「融合」這件事,得從最根本的設計圖,也就是 DNA 序列就開始規劃。

我們體內的大部分蛋白質,都是細胞照著 DNA 上的指令一步步合成的。所以,如果科學家想把蛋白 A 和蛋白 B 接在一起,就得先把這兩段基因找出來,然後再「拼」成一段新的 DNA。

不過,如果你只是單純把兩段基因硬接起來,那失敗就是必然的。因為兩個蛋白會互相「打架」,導致摺疊錯亂、功能全毀。

這時就需要一個小幫手:連接子(linker)。它的作用就像中間的彈性膠帶,讓兩邊的蛋白質能自由轉動、互不干擾。最常見的設計,是用多個甘胺酸(G)和絲胺酸(S)組成的柔性小蛋白鏈。

設計好這段 DNA 之後,就能把它放進細胞裡,讓細胞幫忙「代工」製造出這個融合蛋白。接著,科學家會用層析、電泳等方法把它純化出來,再一一檢查它有沒有摺疊正確、功能是否完整。

如果一切順利,這個人工設計的融合分子,就能像自然界的蛋白一樣穩定運作,一個全新的「人造分子兵器」就此誕生。

CD4免疫黏附素問世之後,融合蛋白逐漸成為生物製藥的重要平台之一。而且現在的融合蛋白,早就不只是「假受體+Fc 區域」這麼單純。它已經跳脫模仿抗體,成為真正能自由組裝、自由設計的生物積木。

CD4免疫黏附素問世之後,融合蛋白逐漸成為生物製藥的重要平台之一 / 圖片來源:wikipedia

融合蛋白的強項,就在於它能「自由組裝」。

以抗體為骨架,科學家可以接上任何想要的功能模組,創造出全新的藥物型態。一般的抗體只能「抓」(標記特定靶點);但融合蛋白不只會抓,還能「阻斷」、「傳遞」、甚至「調控」訊號。在功能模組的加持下,它在藥物設計上,幾乎像是一個分子級的鋼鐵蜘蛛人裝甲。

一般來說,當我們選擇使用融合蛋白時,通常會期待它能發揮幾種關鍵效果:

  1. 療效協同: 一款藥上面就能同時針對多個靶點作用,有機會提升治療反應率與持續時間,達到「一藥多效」的臨床價值。
  2. 減少用藥: 原本需要兩到三種單株抗體聯合使用的療法,也許只要一種融合蛋白就能搞定。這不僅能減少給藥次數,對病人來說,也有機會因為用藥減少而降低治療成本。
  3. 降低毒性風險: 經過良好設計的融合蛋白,可以做到更精準的「局部活化」,讓藥物只在目標區域發揮作用,減少副作用。

到目前為止,我們了解了融合蛋白是如何製造的,也知道它的潛力有多大。

那麼,目前實際成效到底如何呢?

一箭雙鵰:拆解癌細胞的「偽裝」與「內奸」

2016 年,德國默克(Merck KGaA)展開了一項全新的臨床試驗。 主角是一款突破性的雙功能融合蛋白──Bintrafusp Alfa。這款藥物的厲害之處在於,它能同時封鎖 PD-L1 和 TGF-β 兩條免疫抑制路徑。等於一邊拆掉癌細胞的偽裝,一邊解除它的防護罩。

PD-L1,我們或許不陌生,它就像是癌細胞身上的「偽裝良民證」。當 PD-L1 和免疫細胞上的 PD-1 受體結合時,就會讓免疫系統誤以為「這細胞是自己人」,於是放過它。我們的策略,就是用一個抗體或抗體樣蛋白黏上去,把這張「偽裝良民證」封住,讓免疫系統能重新啟動。

但光拆掉偽裝還不夠,因為癌細胞還有另一位強大的盟友—一個起初是我軍,後來卻被癌細胞收買、滲透的「內奸」。它就是,轉化生長因子-β,縮寫 TGF-β。

先說清楚,TGF-β 原本是體內的秩序管理者,掌管著細胞的生長、分化、凋亡,還負責調節免疫反應。在正常細胞或癌症早期,它會和細胞表面的 TGFBR2 受體結合,啟動一連串訊號,抑制細胞分裂、減緩腫瘤生長。

但當癌症發展到後期,TGF-β 跟 TGFBR2 受體之間的合作開始出問題。癌細胞表面的 TGFBR2 受體可能突變或消失,導致 TGF-β 不但失去了原本的抑制作用,反而轉向幫癌細胞做事

它會讓細胞骨架(actin cytoskeleton)重新排列,讓細胞變長、變軟、更有彈性,還能長出像觸手的「偽足」(lamellipodia、filopodia),一步步往外移動、鑽進組織,甚至進入血管、展開全身轉移。

更糟的是,這時「黑化」的 TGF-β 還會壓抑免疫系統,讓 T 細胞和自然殺手細胞變得不再有攻擊力,同時刺激新血管生成,幫腫瘤打通營養補給線。

為了對抗這個內奸,默克在 Bintrafusp Alfa 的結構裡,加上了一個「TGF-β 陷阱(trap)」。就像 1989 年的 CD4 免疫黏附素用「假受體」去騙 HIV 一樣,這個融合蛋白在體內循環時,會用它身上的「陷阱」去捕捉並中和游離的 TGF-β。這讓 TGF-β 無法再跟腫瘤細胞或免疫細胞表面的天然受體結合,從而鬆開了那副壓抑免疫系統的腳鐐。

為了對抗這個內奸,默克在 Bintrafusp Alfa 的結構裡,加上了一個「TGF-β 陷阱(trap)」/ 情境圖來源:shutterstock

告別單一解方:融合蛋白的「全方位圍剿」戰

但,故事還沒完。我們之前提過,癌細胞之所以難纏,在於它會發展出各種「免疫逃脫」策略。

而近年我們發現,癌細胞的「偽良民證」至少就有兩張:一張是 PD-L1;另一張是 CD-47。CD47 是癌細胞向巨噬細胞展示的「別吃我」訊號,當它與免疫細胞上的 SIRPα 結合時,就會抑制吞噬反應。

為此,總部位於台北的漢康生技,決定打造能同時對付 PD-L1、CD-47,乃至 TGF-β 的三功能生物藥 HCB301。

雖然三功能融合蛋白聽起來只是「再接一段蛋白」而已,但實際上極不簡單。截至目前,全球都還沒有任何三功能抗體或融合蛋白批准上市,在臨床階段的生物候選藥,也只佔了整個生物藥市場的 1.6%。

漢康生技透過自己開發的 FBDB 平台技術,製作出了三功能的生物藥 HCB301,目前第一期臨床試驗已經在美國、中國批准執行。

免疫療法絕對是幫我們突破癌症的關鍵。但我們也知道癌症非常頑強,還有好幾道關卡我們無法攻克。既然單株抗體在戰場上顯得單薄,我們就透過融合蛋白,創造出擁有多種功能模組的「升級版無人機」。

融合蛋白強的不是個別的偵查或阻敵能力,而是一組可以「客製化組裝」的平台,用以應付癌細胞所有的逃脫策略。

Catch Me If You Can?融合蛋白的回答是:「We Can.」

未來癌症的治療戰場,也將從尋找「唯一解」,轉變成如何「全方位圍剿」癌細胞,避免任何的逃脫。

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解密機器人如何學會思考、觸摸與變形
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2025/09/09 ・6820字 ・閱讀時間約 14 分鐘

本文與 Perplexity 合作,泛科學企劃執行

「Hello. I am… a robot.」

在我們的記憶裡,機器人的聲音就該是冰冷、單調,不帶一絲情感 。它們的動作僵硬,肢體不協調,像一個沒有靈魂的傀儡,甚至啟發我們創造了機械舞來模仿那獨特的笨拙可愛。但是,現今的機器人發展不再只會跳舞或模仿人聲,而是已經能獨立完成一場膽囊切除手術。

就在2025年,美國一間實驗室發表了一項成果:一台名為「SRT-H」的機器人(階層式手術機器人Transformer),在沒有人類醫師介入的情況下,成功自主完成了一場完整的豬膽囊切除手術。SRT-H 正是靠著從錯誤中學習的能力,最終在八個不同的離體膽囊上,達成了 100% 的自主手術成功率。

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這項成就的意義重大,因為過去機器人手術的自動化,大多集中在像是縫合這樣的單一「任務」上。然而,這一場完整的手術,是一個包含數十個步驟、需要連貫策略與動態調整的複雜「程序」。這是機器人首次在包含 17 個步驟的完整膽囊切除術中,實現了「步驟層次的自主性」。

這就引出了一個讓我們既興奮又不安的核心問題:我們究竟錯過了什麼?機器人是如何在我們看不見的角落,悄悄完成了從「機械傀儡」到「外科醫生」的驚人演化?

這趟思想探險,將為你解密 SRT-H 以及其他五款同樣具備革命性突破的機器人。你將看到,它們正以前所未有的方式,發展出生物般的觸覺、理解複雜指令、學會團隊合作,甚至開始自我修復與演化,成為一種真正的「準生命體」 。

所以,你準備好迎接這個機器人的新紀元了嗎?

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只靠模仿還不夠?手術機器人還需要學會「犯錯」與「糾正」

那麼,SRT-H 這位機器人的外科大腦,究竟藏著什麼秘密?答案就在它創新的「階層式框架」設計裡 。

你可以想像,SRT-H 的腦中,住著一個分工明確的兩人團隊,就像是漫畫界的傳奇師徒—黑傑克與皮諾可 。

  • 第一位,是動口不動手的總指揮「黑傑克」: 它不下達具體的動作指令,而是在更高維度的「語言空間」中進行策略規劃 。它發出的命令,是像「抓住膽管」或「放置止血夾」這樣的高層次任務指令 。
  • 第二位,是靈巧的助手「皮諾可」: 它負責接收黑傑克的語言指令,並將這些抽象的命令,轉化為機器手臂毫釐不差的精準運動軌跡 。

但最厲害的還不是這個分工,而是它們的學習方式。SRT-H 研究團隊收集了 17 個小時、共 16,000 條由人類專家操作示範的軌跡數據來訓練它 。但這還只是開始,研究人員在訓練過程中,會刻意讓它犯錯,並向它示範如何從抓取失敗、角度不佳等糟糕的狀態中恢復過來 。這種獨特的訓練方法,被稱為「糾正性示範」 。

SRT-H 研究團隊收集了 17 個小時、共 16,000 條由人類專家操作示範的軌跡數據來訓練它 。 / 圖片來源:shutterstock

這項訓練,讓 SRT-H 學會了一項外科手術中最關鍵的技能:當它發現執行搞砸了,它能即時識別偏差,並發出如「重試抓取」或「向左調整」等「糾正性指令」 。這套內建的錯誤恢復機制至關重要。當研究人員拿掉這個糾正能力後,機器人在遇到困難時,要不是完全失敗,就是陷入無效的重複行為中 。

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正是靠著這種從錯誤中學習、自我修正的能力,SRT-H 最終在八次不同的手術中,達成了 100% 的自主手術成功率 。

SRT-H 證明了機器人開始學會「思考」與「糾錯」。但一個聰明的大腦,足以應付更混亂、更無法預測的真實世界嗎?例如在亞馬遜的倉庫裡,機器人不只需要思考,更需要實際「會做事」。

要能精準地與環境互動,光靠視覺或聽覺是不夠的。為了讓機器人能直接接觸並處理日常生活中各式各樣的物體,它就必須擁有生物般的「觸覺」能力。

解密 Vulcan 如何學會「觸摸」

讓我們把場景切換到亞馬遜的物流中心。過去,這裡的倉儲機器人(如 Kiva 系統)就像放大版的掃地機器人,核心行動邏輯是極力「避免」與周遭環境發生任何物理接觸,只負責搬運整個貨架,再由人類員工挑出包裹。

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但 2025 年5月,亞馬遜展示了他們最新的觸覺機器人 Vulcan。在亞馬遜的物流中心裡,商品被存放在由彈性帶固定的織物儲物格中,而 Vulcan 的任務是必須主動接觸、甚至「撥開」彈性織網,再從堆放雜亂的儲物格中,精準取出單一包裹,且不能造成任何損壞。

2025 年5月,亞馬遜展示了他們最新的觸覺機器人 Vulcan / 圖片引用:https://www.aboutamazon.com/news

Vulcan 的核心突破,就在於它在「拿取」這個動作上,學會了生物般的「觸覺」。它靈活的機械手臂末端工具(EOAT, End-Of-Arm Tool),不僅配備了攝影機,還搭載了能測量六個自由度的力與力矩感測器。六個自由度包含上下、左右、前後的推力,和三個維度的旋轉力矩。這就像你的手指,裡頭分布著非常多的受器,不只能感測壓力、還能感受物體橫向拉扯、運動等感觸。

EOAT 也擁有相同精確的「觸覺」,能夠在用力過大之前即時調整力道。這讓 Vulcan 能感知推動一個枕頭和一個硬紙盒所需的力量不同,從而動態調整行為,避免損壞貨物。

其實,這更接近我們人類與世界互動的真實方式。當你想拿起桌上的一枚硬幣時,你的大腦並不會先計算出精準的空間座標。實際上,你會先把手伸到大概的位置,讓指尖輕觸桌面,再沿著桌面滑動,直到「感覺」到硬幣的邊緣,最後才根據觸覺決定何時彎曲手指、要用多大的力量抓起這枚硬幣。Vulcan 正是在學習這種「視覺+觸覺」的混合策略,先用攝影機判斷大致的空間,再用觸覺回饋完成最後精細的操作。

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靠著這項能力,Vulcan 已經能處理亞馬遜倉庫中約 75% 的品項,並被優先部署來處理最高和最低層的貨架——這些位置是最容易導致人類員工職業傷害的位置。這也讓自動化的意義,從單純的「替代人力」,轉向了更具建設性的「增強人力」。

SRT-H 在手術室中展現了「專家級的腦」,Vulcan 在倉庫中演化出「專家級的手」。但你發現了嗎?它們都還是「專家」,一個只會開刀,一個只會揀貨。雖然這種「專家型」設計能有效規模化、解決痛點並降低成本,但機器人的終極目標,是像人類一樣成為「通才」,讓單一機器人,能在人類環境中執行多種不同任務。

如何教一台機器人「舉一反三」?

你問,機器人能成為像我們一樣的「通才」嗎?過去不行,但現在,這個目標可能很快就會實現了。這正是 NVIDIA 的 GR00T 和 Google DeepMind 的 RT-X 等專案的核心目標。

過去,我們教機器人只會一個指令、一個動作。但現在,科學家們換了一種全新的教學思路:停止教機器人完整的「任務」,而是開始教它們基礎的「技能基元」(skill primitives),這就像是動作的模組。

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例如,有負責走路的「移動」(Locomotion) 基元,和負責抓取的「操作」(Manipulation) 基元。AI 模型會透過強化學習 (Reinforcement Learning) 等方法,學習如何組合這些「技能基元」來達成新目標。

舉個例子,當 AI 接收到「從冰箱拿一罐汽水給我」這個新任務時,它會自動將其拆解為一系列已知技能的組合:首先「移動」到冰箱前、接著「操作」抓住把手、拉開門、掃描罐子、抓住罐子、取出罐子。AI T 正在學會如何將這些單一的技能「融合」在一起。有了這樣的基礎後,就可以開始來大量訓練。

當多重宇宙的機器人合體練功:通用 AI 的誕生

好,既然要學,那就要練習。但這些機器人要去哪裡獲得足夠的練習機會?總不能直接去你家廚房實習吧。答案是:它們在數位世界裡練習

NVIDIA 的 Isaac Sim 等平台,能創造出照片級真實感、物理上精確的模擬環境,讓 AI 可以在一天之內,進行相當於數千小時的練習,獨自刷副本升級。這種從「模擬到現實」(sim-to-real)的訓練管線,正是讓訓練這些複雜的通用模型變得可行的關鍵。

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DeepMind 的 RT-X 計畫還發現了一個驚人的現象:用來自多種「不同類型」機器人的數據,去訓練一個單一的 AI 模型,會讓這個模型在「所有」機器人上表現得更好。這被稱為「正向轉移」(positive transfer)。當 RT-1-X 模型用混合數據訓練後,它在任何單一機器人上的成功率,比只用該機器人自身數據訓練的模型平均提高了 50%。

這就像是多重宇宙的自己各自練功後,經驗值合併,讓本體瞬間變強了。這意味著 AI 正在學習關於物理、物體特性和任務結構的抽象概念,這些概念獨立於它所控制的特定身體。

AI 正在學習關於物理、物體特性和任務結構的抽象概念,這些概念獨立於它所控制的特定身體。/ 圖片來源:shutterstock

不再是工程師,而是「父母」: AI 的新學習模式

這也導向了一個科幻的未來:或許未來可能存在一個中央「機器人大腦」,它可以下載到各種不同的身體裡,並即時適應新硬體。

這種學習方式,也從根本上改變了我們與機器人的互動模式。我們不再是逐行編寫程式碼的工程師,而是更像透過「示範」與「糾正」來教導孩子的父母。

NVIDIA 的 GR00T 模型,正是透過一個「數據金字塔」來進行訓練的:

  • 金字塔底層: 是大量的人類影片。
  • 金字塔中層: 是海量的模擬數據(即我們提過的「數位世界」練習)。
  • 金字塔頂層: 才是最珍貴、真實的機器人操作數據。

這種模式,大大降低了「教導」機器人新技能的門檻,讓機器人技術變得更容易規模化與客製化。

當機器人不再是「一個」物體,而是「任何」物體?

我們一路看到了機器人如何學會思考、觸摸,甚至舉一反三。但這一切,都建立在一個前提上:它們的物理形態是固定的。

但,如果連這個前提都可以被打破呢?這代表機器人的定義不再是固定的形態,而是可變的功能:它能改變身體來適應任何挑戰,不再是一台單一的機器,而是一個能根據任務隨選變化的物理有機體。

有不少團隊在爭奪這個機器人領域的聖杯,其中瑞士洛桑聯邦理工學院特別具有代表性,該學院的仿生機器人實驗室(Bioinspired Robotics Group, BIRG)2007 年就打造模組化自重構機器人 Roombots。

有不少團隊在爭奪這個機器人領域的聖杯,其中瑞士洛桑聯邦理工學院(EPFL)特別具有代表性。該學院的仿生機器人實驗室(BIRG)在 2007 年就已打造出模組化自重構機器人 Roombots。而 2023 年,來自 EPFL 的另一個實驗室——可重組機器人工程實驗室(RRL),更進一步推出了 Mori3,這是一套把摺紙藝術和電腦圖學巧妙融合的模組化機器人系統。

2023 年來自 EPFL 的另一個實驗室—可重組機器人工程實驗室(RRL)推出了 Mori3 © 2023 Christoph Belke, EPFL RRL

Mori3 的核心,是一個個小小的三角形模組。別看它簡單,每個模組都是一個獨立的機器人,有自己的電源、馬達、感測器和處理器,能獨立行動,也能和其他模組合作。最厲害的是,它的三條邊可以自由伸縮,讓這個小模組本身就具備「變形」能力。

當許多 Mori3 模組連接在一起時,就能像一群活的拼圖一樣,從平面展開,組合成各種三維結構。研究團隊將這種設計稱為「物理多邊形網格化」。在電腦圖學裡,我們熟悉的 3D 模型,其實就是由許多多邊形(通常是三角形)拼湊成的網格。Mori3 的創新之處,就是把這種純粹的數位抽象,真正搬到了現實世界,讓模組們化身成能活動的「實體網格」。

這代表什麼?團隊已經展示了三種能力:

  • 移動:他們用十個模組能組合成一個四足結構,它能從平坦的二維狀態站立起來,並開始行走。這不只是結構變形,而是真正的協調運動。
  • 操縱: 五個模組組合成一條機械臂,撿起物體,甚至透過末端模組的伸縮來擴大工作範圍。
  • 互動: 模組們能形成一個可隨時變形的三維曲面,即時追蹤使用者的手勢,把手的動作轉換成實體表面的起伏,等於做出了一個會「活」的觸控介面。

這些展示,不只是實驗室裡的炫技,而是真實證明了「物理多邊形網格化」的潛力:它不僅能構建靜態的結構,還能創造具備複雜動作的動態系統。而且,同一批模組就能在不同情境下切換角色。

想像一個地震後的救援場景:救援隊帶來的不是一台笨重的挖土機,而是一群這樣的模組。它們首先組合成一條長長的「蛇」形機器人,鑽入瓦礫縫隙;一旦進入開闊地後,再重組成一隻多足的「蜘蛛」,以便在不平的地面上穩定行走;發現受困者時,一部分模組分離出來形成「支架」撐住搖搖欲墜的橫樑,另一部分則組合成「夾爪」遞送飲水。這就是以任務為導向的自我演化。

這項技術的終極願景,正是科幻中的概念:可程式化物質(Programmable Matter),或稱「黏土電子學」(Claytronics)。想像一桶「東西」,你可以命令它變成任何你需要的工具:一支扳手、一張椅子,或是一座臨時的橋樑。

未來,我們只需設計一個通用的、可重構的「系統」,它就能即時創造出任務所需的特定機器人。這將複雜性從實體硬體轉移到了規劃重構的軟體上,是一個從硬體定義的世界,走向軟體定義的物理世界的轉變。

更重要的是,因為模組可以隨意分開與聚集,損壞時也只要替換掉部分零件就好。足以展現出未來機器人的適應性、自我修復與集體行為。當一群模組協作時,它就像一個超個體,如同蟻群築橋。至此,「機器」與「有機體」的定義,也將開始動搖。

從「實體探索」到「數位代理」

我們一路見證了機器人如何從單一的傀儡,演化為學會思考的外科醫生 (SRT-H)、學會觸摸的倉儲專家 (Vulcan)、學會舉一反三的通才 (GR00T),甚至是能自我重構成任何形態的「可程式化物質」(Mori3)。

但隨著機器人技術的飛速發展,一個全新的挑戰也隨之而來:在一個 AI 也能生成影像的時代,我們如何分辨「真實的突破」與「虛假的奇觀」?

舉一個近期的案例:2025 年 2 月,一則影片在網路上流傳,顯示一台人形機器人與兩名人類選手進行羽毛球比賽,並且輕鬆擊敗了人類。我的第一反應是懷疑:這太誇張了,一定是 AI 合成的影片吧?但,該怎麼驗證呢?答案是:用魔法打敗魔法。

在眾多 AI 工具中,Perplexity 特別擅長資料驗證。例如這則羽球影片的內容貼給 Perplexity,它馬上就告訴我:該影片已被查證為數位合成或剪輯。但它並未就此打住,而是進一步提供了「真正」在羽球場上有所突破的機器人—來自瑞士 ETH Zurich 團隊的 ANYmal-D

接著,選擇「研究模式」,就能深入了解 ANYmal-D 的詳細原理。原來,真正的羽球機器人根本不是「人形」,而是一台具備三自由度關節的「四足」機器人。

如果你想更深入了解,Perplexity 的「實驗室」功能,還能直接生成一份包含圖表、照片與引用來源的完整圖文報告。它不只介紹了 ANYmal-D 在羽球上的應用,更詳細介紹了瑞士聯邦理工學院發展四足機器人的完整歷史:為何選擇四足?如何精進硬體與感測器結構?以及除了運動領域外,四足機器人如何在關鍵的工業領域中真正創造價值。

AI 代理人:數位世界的新物種

從開刀、揀貨、打球,到虛擬練功,這些都是機器人正在學習「幫我們做」的事。但接下來,機器人將獲得更強的「探索」能力,幫我們做那些我們自己做不到的事。

這就像是,傳統網路瀏覽器與 Perplexity 的 Comet 瀏覽器之間的差別。Comet 瀏覽器擁有自主探索跟決策能力,它就像是數位世界裡的機器人,能成為我們的「代理人」(Agent)

它的核心功能,就是拆解過去需要我們手動完成的多步驟工作流,提供「專業代工」,並直接交付成果。

例如,你可以直接對它說:「閱讀這封會議郵件,檢查我的行事曆跟代辦事項,然後草擬一封回信。」或是直接下達一個複雜的指令:「幫我訂 Blue Origin 的太空旅遊座位,記得要來回票。」

接著,你只要兩手一攤,Perplexity 就會接管你的瀏覽器,分析需求、執行步驟、最後給你結果。你再也不用自己一步步手動搜尋,或是在不同網站上重複操作。

AI 代理人正在幫我們探索險惡的數位網路,而實體機器人,則在幫我們前往真實的物理絕境。

立即點擊專屬連結 https://perplexity.sng.link/A6awk/k74… 試用 Perplexity吧! 現在申辦台灣大哥大月付 599(以上) 方案,還可以獲得 1 年免費 Perplexity Pro plan 喔!(價值 新台幣6,750)

◆Perplexity 使用實驗室功能對 ANYmal-D 與團隊的全面分析 https://drive.google.com/file/d/1NM97…

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微生物的奇幻旅程:食物為何變得好壞壞? ──「PanSci TALK:生鮮食品該如何保存」
衛生福利部食品藥物管理署_96
・2017/07/19 ・4438字 ・閱讀時間約 9 分鐘 ・SR值 516 ・六年級

本文由衛生福利部食品藥物管理署委託,泛科學企劃執行

文字記錄/陳亭瑋

食物是怎樣開始變質腐敗的?把生鮮食品「冰起來」,就能對付食品上的微生物讓食物不會「壞掉」嗎?而我們使用冰箱的方式,又真的正確嗎?

今年度食安系列講座第二彈「PanSci TALK:生鮮食品該如何保存?」的首位講者,輔仁大學食品科學系的陳邦元助理教授,這次帶領大家話說從頭,由食品微生物學的角度探討食物保存的基本原理。

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輔仁大學食品科學所陳邦元助理教授。圖/By PanSci

生鮮食品是活的還死的?

「首先,日常生活中的新鮮食品可以被區分為『動物性』跟『植物性』兩類。」動物性食品如肉品、水產等,最大的特色就是生物體本身已經死亡,體內的酵素會在動物死後自動開始分解自身組織,因此,即使能夠透過加工、真空等方式排除外界微生物的影響,動物性食品仍然會產生劣變。而新鮮的植物性食品如蔬果,組織仍然存活,體內的呼吸作用一般都還持續進行,但已經失去種植環境下持續供給的養分跟水分,隨著保存時間拉長,植物性食品的狀況也會逐漸損失水分、養分而劣化。

生鮮食品。圖/Anelka @ Pixabay CC0 Public Domain

既然食品本來就會變化,大家該如何判斷食物已經到了不堪食用的地步?「一般來說,當食品能從外觀發現有了腐敗、酸化、發黴、變色、產生黏液等較劇烈的變化,我們就會認為完全不適合食用了,而這類變化多是由『微生物』所引起的,包含食品科學上著重討論的幾類細菌、黴菌和酵母菌。」陳邦元老師表示,想完善保存食品,我們需要針對環境中微生物所需的幾個生長條件加以限制,盡可能減少微生物的生長以延長食品保存的時間。

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看不見的微生物大軍,食品微生物學的基礎

「細菌存在於生活中各處,如果提供適當條件,可以生長得非常快速,例如金黃葡萄球菌每 12~15 分鐘就能分裂一次,8 個小時可以長到 100 萬個;一般的肉片或魚類,每一公克約有 10~10000 個細菌。而無論是哪種食物,細菌量只要到 500 萬個,大概都可以判定腐壞了。」陳邦元老師解釋道,「如果食物一開始就遭到污染,也就是沾染了比較多的細菌,腐壞的速度自然也會比未受污染的快上很多。」

一般的情況下肉眼看不見細菌,要經由電子顯微鏡才能一窺其真面目。圖/By 陳邦元老師簡報

「食品微生物學的主要內容便是著眼於微生物生長所需的因子,從而控制環境條件、研發出適合食品保存的方式。」影響食品中微生物生長的因子,可以分成內在因子、外在因子、微生物因子等。

內在因子:自身條件的影響

食品原本就有的、天生會影響微生物生長的因子,我們稱之為內在因子,主要包括:

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  • 水活性 Water activity

微生物要在食品上存活繁衍,需要環境中有夠高的水活性,也就是「微生物能利用的水分」之比例。以蜂蜜為例,蜂蜜是液體,但它的水分幾乎都被糖類包裹住了,微生物無法獲得水分,自然非常難存活;但仍有少數微生物可以在裡面休眠,如肉毒桿菌的孢子,這也是一歲以下的幼兒不能吃蜂蜜的緣故 ── 幼兒腸道被認為酸性不足、益生菌叢少,肉毒桿菌孢子若入侵便可能致命。

「一般生鮮食品的水活性都非常高,因此在保存上會應用醃製、乾燥等方法降低食品的水活性,避免微生物增生。」陳邦元老師說。

  • 酸鹼值 pH value

環境中的酸鹼值會影響生物體酵素的運作,也會影響微生物生長,大多數微生物生長的最適當的酸鹼值範圍在 pH 值 6.5~8.5 之間。 除了少數產酸細菌(乳酸菌、醋酸菌等)外,一般細菌生長酸鹼值範圍範圍在 pH 值 4.0~9.0,偏鹼性環境;相對來說,酵母菌(適合範圍 pH 值 1.5~8.5)、黴菌(適合範圍 pH 值 1.5~11.0)則較偏愛酸性環境。陳邦元老師提到,一般蔬菜偏鹼性,較容易因細菌造成腐敗;水果則主要偏酸性,常由黴菌或酵母菌造成腐敗。

  • 食品中的營養成分 Nutrient contents

很簡單,微生物需要獲得能量延續生存,營養源越多的食物他們越愛。

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  • 抗菌物質存在與否 Antimicrobial agents

部分天然食品含有「抗菌成分」,因此能抑制某些微生物生長,最常見的就是大蒜,其精油有抗菌效果。

大蒜本身擁有抗菌成份,能幫助食品不受微生物影響。圖/MALIZ ONG @ PublicDomainPictures, CC License

  • 食品之生物性結構屏障 Biological barrier

如果食品的取用過程中能盡量維持完整結構,對抵抗細菌也有幫助。一顆完整的水果不會露出養分與水分,外部微生物無法取用,也就無法增生。另一個例子,絞肉相較於整體的肉塊,其結構已經被破壞、內部更容易受細菌污染,因此腐敗速度會比完整肉塊快很多。

  • 氧化還原電位 Oxidation/Reduction potential

食品所含成分各有其氧化還原電位,各種微生物也有自己對氧的偏好程度。氧化還原電位數值正值越大,代表越趨向「氧化狀態」,有利假單胞菌、嗜鹽菌等好氧菌生長; 氧化還原電位數值負值越大,則代表越趨向「還原狀態」,有利如李斯特菌、酵母菌等厭氧菌生長。

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外在因子:四面八方的推波助瀾

食品所處的環境也會影響微生物的生長狀況,稱為外在因子,而這也是食品微生物學主要操控的內容。主要的外在因素包括:

  • 食品所處環境之溫度 Temperature

食品保存的相關法規,對於各食品所處環境之溫度皆有限制,值得注意的是,保存食品不只限於低溫,常溫、甚至高溫,也都有一些條件可以保存食品。微生物最適合的生長溫度為 4~40 度,超商冬天有些飲品會放置於 60 度左右的保溫箱中,便是以高溫保存食品,提供大家更符合需求的選擇。不過,由於部分種類的細菌能在罐頭裡形成孢子,這類孢子會被高溫喚醒,因此這種高溫飲品通常不會放隔夜。

  • 相對濕度 Relative humidity

前面有提過食品的水活性會影響微生物生長,而食品外部的濕度當然也會有影響。絕大多數的微生物都喜歡潮濕的環境,細菌與酵母菌喜歡食品外部泡在水裡,而黴菌則不偏好過多的水分。

  • 氣體環境 Gas composition

一般空氣組成為 20% 的氧與 80% 的氮,其中氮氣為無色無味的惰性氣體,不容易與一般化合物或微生物作用,因此食品保存上常會使用真空或真空充氮(抽除空氣後填入氮氣)的方式。

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真的不要再說買洋芋片送空氣啦,那是食品保存技術啊。圖/41330@pixabay, CC License

微生物因子:互助與競爭

接著,陳邦元助理教授提到微生物間的互動關係。

「食品中含有多種不同微生物,彼此會互相幫助或競爭。舉例來說,跟鮮乳相較起來,優酪乳比較不容易嚴重變質,是因為優酪乳本身含有很多的乳酸菌,其他的菌種不容易在其中繁殖;但放置太久的優酪乳乳酸菌繁衍較多,可能讓優酪乳變得太酸不好喝。」

欄柵技術:控制各種因子以保存食品

欄柵技術 (Hurdle Technology) 會綜合以上提到的各種因子,藉由控制水活性、酸鹼值、微生物互動等,來延長保存期限。例如市面上販售的鮮魚,常會用三去法、真空加冷凍的方式加以保存 ── 除去頭、鱗與內臟三種最容易腐敗的部位,再擦乾後使外包裝真空並進行冷凍,結合幾個「外部因子」的概念,盡可能延長食品的保存期限。

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冰箱的食品保存秘訣

對一般人來說,比起水活性、酸鹼值和微生物,「溫度」會是比較容易控制的條件。那麼,將食品丟進冰箱裡就不會壞了嗎?陳邦元老師以一張各溫度區間的細菌分類(如下圖)解釋冰箱的應用方式。

不同溫度範圍下,微生物生長曲線。圖/By 陳邦元老師簡報

大家可以看到,15~50℃ 是微生物繁殖快速的危險區,法規規定冷凍食品的品溫應保持在 -18℃ 以下;冷藏食品則是 7℃ 以下、凍結點以上,並且要避免劇烈之溫度變動。

一般家用冰箱的冷藏層大多設定在 4~5℃,這個溫度下大部分的細菌都無法生長,或者生長得非常緩慢,只剩下低溫菌、酵母菌以及黴菌,也所以這些微生物會是冷藏食物腐敗的主要原因。「也因此,烹煮完成的食物如果沒有要馬上食用,應該要盡量快速降溫到 15℃ 以下,避免食物處在危險的 15~50℃ 下太久。」陳邦元老師說。

以米飯為例,加熱後若沒有即刻食用,應盡快離開微生物(仙人掌桿菌)容易生長的溫度區間(圖中深橘色底處)。圖/By 陳邦元老師簡報

若想讓所有的微生物不生長,則得將外部溫度設定至 -10℃ 左右 ── 當然,還是很難保證百分之百。

來到冰箱的冷凍庫,熔點以下的低溫會使食品內部的水分凍結(即前面說的水活性下降),阻止微生物生長、降低酵素的活性,達到冷凍中食品的保存。「但是,即使將冷凍溫度控制在微生物完全無法生長的 -10℃ ,並確保食品解凍後沒有腐敗,也不代表食品完全不會變質。食品本身的酵素(內部因子)在 -10℃ 仍可能繼續運作,長時間下來,依然會影響食品的風味。」這也是為什麼冷凍食品還是有保存期限的限制。

而陳邦元老師也提到冷凍儲存食品的缺點之一:一般家用冰箱的降溫速度較慢,容易在食品中形成冰晶,造成植物組織、動物組織破裂,因此許多冷凍過的食品會流失水分、口感改變。「另外,冷凍保存的食品水分容易昇華,肉品甚至會變色,因此如果要冷凍食物,尤其是肉品類,建議盡可能採取真空包裝。」

食品的凍結曲線,降溫速度越慢,越容易形成較大的冰晶。圖/By 陳邦元老師簡報

食品冷藏的注意事項

最後,陳邦元老師談到食品冷藏保存的注意事項。「應用生鮮水果天生的植物特性,冷藏保存應該盡量維持原本的生物結構、減少組織的破壞,例如葡萄先不清理蒂頭,則可以維持得比較良好;另外部分水果的型態如熱帶水果、沒有硬外皮如香蕉、枇杷等容易凍傷,不能冷藏。」

而生鮮水產與肉品的保存期限通常是 3 天,他提醒大家若選擇放在「冷藏」,要注意盡量維持食品表面的乾燥。「肉品、魚類尤其容易有組織液滲出,因此超級市場的肉品底層會有吸水墊,減少肉品表面的水分可以防止細菌聚集生長;但若是從傳統市場購入,通常不會有吸水墊,保存時要注意盡可能維持乾燥。」

更多關於生鮮食品的居家保存,歡迎閱讀下半場講座紀實《生鮮食品買回家了,該如何保存?

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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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食物放涼了才能冰? 剩菜冰了會流失營養?關於生鮮食品保存的六大迷思──「PanSci TALK:生鮮食品該如何保存」
衛生福利部食品藥物管理署_96
・2017/07/20 ・3847字 ・閱讀時間約 8 分鐘 ・SR值 528 ・七年級

本文由衛生福利部食品藥物管理署委託,泛科學企劃執行

文字記錄/馬嘉駿

「阿嬤,這是去年的肉粽耶,還能吃嗎?」「免煩惱啦,食物放冰箱都嘛不會壞。」阿嬤等等!食物放冰箱,真的就不會滋生細菌嗎?並且,所有食物都適合放冰箱嗎?

食安系列講座第二場「PanSci TALK:生鮮食品該如何保存?」在陳邦元老師介紹過微生物與食品的關係之後,第二位講者 ── 好食課食育團隊的林世航營養師,整理出六大常見生鮮食品保存迷思,並帶著大家一一破解。

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來自好食課食育團隊、現在是台大食科所博士候選人的林世航營養師。圖/By PanSci

細菌怎麼活:肥湯姆六大準則

我們重視食品的加工過程、有沒有化學添加物、是否殘留農藥,卻常常忽略食物中的微生物污染。然而根據統計,臺灣食物中毒案件的可判明病因物質中,有高達八成是「細菌」造成,遠高於化學物質或天然毒性。

在食安系列的第一場講座「食安基本功」中陳宏彰老師曾提過,人們不是不想做,只是一次微生物檢驗要花上三天,食品 ── 尤其是生鮮食品 ── 早就壞了。那麼到底要如何注意這個隱藏的危險呢?所謂知己知彼、百戰百勝,要先摸清食品危害菌的底細,才能藉此調整食品保存方式。

「關於細菌,我們要先了解一個概念:食品危害菌不等於食品腐敗菌。」林世航營養師解釋,「乳酸菌、酵母菌、醋酸菌等微生物會讓食物臭酸腐敗,卻不影響人類身體;然而食品危害菌如沙門氏桿菌、仙人掌桿菌……等,儘管不會造成食物酸敗,卻能引發腹瀉嘔吐、食物中毒,甚至感染死亡。」

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根據細菌生存條件,食品界有一套「肥湯姆六大準則」(FATTOM):

  • Food(食物):食物本身即為細菌營養所需來源
  • Acidity(酸度):食品危害菌適合生長 pH 值約為 4.6-7.5
  • Temperature(溫度):食品危害菌適合生長溫度為 5℃ 至攝氏 60℃。尤其在 20℃ 至 50℃ 間會快速生長
  • Time(時間):快速降溫、升溫,以減少細菌生長時間
  • Oxygen(氧氣):大部分危害菌為好氧性,少部分如肉毒桿菌為厭氧性
  • Moisture(濕度):水活性越高的食物,愈容易滋長細菌

請記好這六個關鍵項目,接下來林世航營養師會帶著大家用肥湯姆準則一一檢視民眾在「生鮮食品保存」上的六大迷思。

迷思一:溫體肉好棒棒?

圖/By webandi @ Pixabay

臺灣大部分消費者仍習慣買溫體肉,認為溫體肉更新鮮、口感較佳,價格也較低。「但說實話,就我自己購買肉品的經驗來說,溫體肉真的不是很乾淨。」林世航營養師說。

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「溫體」肉,想必最令人介意的就是 FATTOM 的第一個 T,「溫度」了。下圖是冷藏冷凍肉與溫體肉滋生細菌的實驗數據,虛線為冷藏冷凍肉、實線為溫體肉,在 15.5℃ 的條件下,溫體肉的細菌數每平方公分達到「1,000,000」隻,每平方公分肉面的細菌數是冷藏冷凍肉的 104 倍。

實線為溫體肉、虛線為冷藏冷凍肉,不過提醒大家,臺灣現在的室溫可不是 15.5 ℃ 啊。圖/By 林世航營養師簡報

如果仍然想買溫體肉回家,除了注意溫度與保存期限的關係,林世航還建議大家以四個步驟處理:外部清洗、分切後再冷凍、每次只拿要吃的量解凍、煮熟。「『肉品煮熟』的定義是食品(肉)中心溫度達 72℃ / 160℉,才能消除大部分危害菌。你可能看過一些餐廳烹煮肉類時會將溫度針直接插入肉品中央,就是在確認中心溫度是否加熱至安全標準。」

迷思二:剩菜涼了才能冰?

圖/By Alexas_Fotos @ Pixabay, CC0 Public Domain

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常聽長輩說「吃完飯的剩菜要放涼了才能冰,否則冰箱會壞掉」,但就生鮮食品保存的角度而言,放涼再冰真的恰當嗎?

據肥湯姆六大準則的「時間」,食物當然是越快冰越好,快速降溫才能減少細菌的生長時間。然而一碗熱湯放進冰箱,冰箱內部溫度升高,使冰箱冷媒和用電消耗量提高,會不會造成冰箱損壞?對此林世航營養師說,「取決於每台冰箱的狀況,首先,各位可以看看自家冰箱是變頻或定頻。」

「變頻與定頻冰箱差異在於壓縮機,若冰箱內部溫度升高,變頻壓縮機即會高頻運轉,直到低溫後才低頻運轉。而定頻壓縮機則是溫度提高時啟動,達低溫時關閉。就製冷效率來說,變頻因為能夠根據溫度變化進行轉速調整,可以精準控制溫度,而壓縮機不會開開關關,冰箱較不易故障。」

若真的有冰箱製冷效率不佳、恐連帶影響原本保存之其他食物的疑慮,林世航營養師建議,可以將食物降溫到 50~60℃ 左右,大概是用手觸摸會感覺溫熱的程度,再拿進冰箱保存。「食品危害菌的合適溫度區間約為 5~60℃,其中又以 20~50℃ 為快速生長的溫度區間,真的想要放涼再冰,也盡量注意別讓食物溫度降至這個區間。」

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迷思三:冰箱門邊溫度最高,蛋和牛奶不要放這裡?

冰箱門常開關,所以門邊溫度容易升高,易腐敗食物就不要放在這個位置嗎?事實上,冰箱結構不同也會影響冰箱內部各處溫度的差異。「直冷式冰箱」由上方的蒸發器製冷,透過自然對流方式降低溫度,因此內部溫度較不平均;「風冷式冰箱」則藉由風扇將空氣導入冷凝器,再吹入冰箱內部不斷循環,冷藏溫度較為平均。「現在許多冰箱在設計上下了功夫,循環冷房效果很好,出風口、內壁與冰箱門的溫度差異其實不大。」

圖/By 林世航營養師簡報

若你很介意,當然也可以為此調動儲存位置,不過林世航營養師更建議大家注意以下幾點:冰箱不要塞太滿,影響了內部的冷空氣循環、冰箱門開的時間不要過久,以及定期清理冰箱內部黴斑與除霜,才能讓冰箱發揮正常運轉功效。

迷思四:隔夜菜不能吃,易產生致癌物?

你可能也曾經看過「隔夜菜容易產生亞硝酸鹽,亞硝酸鹽有致癌風險」的警語,但這背後有科學根據嗎?林世航營養師澄清,亞硝酸鹽本身不致癌,亞硝酸根與二級胺結合才會形成致癌物「亞硝胺」,而這樣的機率很小。(二級胺多出現在已經腐壞的食品中,但你不太會食用已經發臭、長黴斑的肉品對吧?)

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「以香腸為例,一名成人要連續每天食用 7 公斤,才會到達人體每日可接受安全攝取量(Acceptable Daily Intake ,簡稱 ADI),7 公斤的香腸實在不容易,因此無須過度擔心。」另外,他也提醒大家,致癌是多點激發,並不會吃了某單一食物就罹癌,「我寧願多吃蔬菜、多運動、多曬太陽,也不想要放棄美味的香腸。」林世航營養師打趣地比喻。

而近日也有愈來愈多亞硝酸鹽「除罪化」的研究,發現硝酸鹽類代謝後的一氧化氮,或和特定脂肪酸結合的物質,可以降低心血管疾病風險。「妥善保存的隔夜菜絕對可以吃,不要浪費食物。」

圖/By 林世航營養師簡報,製表:食力媒體

迷思五:罐頭不加防腐劑?罐頭開封後要不要冷藏?

「沒錯,罐頭裡面沒有防腐劑。」臺灣法規規定,罐頭與泡麵不可添加防腐劑,罐頭的製程依序為脫氧、密封、殺菌,使罐頭成為無菌或是相當低菌量的狀態。因此,罐頭一旦開封,就失去了密封與無菌的狀態。林世航營養師表示,罐頭水活性高又營養,開封後便成為很容易生長食品危害菌的食材,若在室溫條件下,細菌更會快速滋長。「如果要保存罐頭食品,開封後,一定要冷藏。」

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迷思六:剩菜冰了會流失營養?

「先講結論的話,大部分的營養素都不會因為短期冰存而『大量』流失。」林世航營養師說。他舉出一份研究血液中維生素 D 含量與存放條件關係的研究報告結果,將血液在 4℃ 擺放一天或是 -20℃ 擺放一天與七天,三者中維生素 D 含量皆與原先檢測值無差異。不過,也有另一份研究發現,食品中的維生素 C 在加熱、冷藏的過程中會些微流失。

圖/By 林世航營養師簡報

然而林世航營養師也提出一個疑問:「為什麼要追求剩菜中的營養素?」一般人保存與食用剩菜的目的在於避免浪費食物,未能完整攝取的營養素可以透過其他方式吸收,例如上述維生素 C 的成年人每日最低建議攝取量為 100 毫克,能輕易從一顆奇異果、半顆芭樂或十顆聖女番茄中取得,或許只要不致病,我們不用那麼在乎剩菜的營養價值。

為什麼要在剩菜中追求營養素呢?新鮮食物中的維生素 C 含量參考。圖/By 林世航營養師簡報

重點總結:適量烹煮、當餐吃完

在分享之後,主持人提問:身為營養師,平日飲食會更加小心翼翼嗎?「含糖量高的手搖杯是有少喝一點,但那或許是因為我平常待在實驗室,食科所離飲料店太遠了(笑)。」林世航想了想回答,「其實,我無法想像沒有炸薯條、可樂,如果每天只能吃燙青菜,那還叫做生活嗎?」他強調,均衡飲食不是嚴格限制自己只能吃極少調味的蔬果,而是好好認識食物背後的營養、製作過程、保存方式與安全等知識,才能在健康的同時也保持生活品質。

最後,林世航營養師總結,從食品衛生安全的角度來看,生鮮食品的保存重點在於「適量購買、小份量烹煮、當餐吃完」,才不致在保存過程中產生微生物污染的風險,也能相較完整攝取食物營養。

講座現場大合照。圖/By PanSci

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衛生福利部食品藥物管理署_96
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