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葡萄酒的酸甜苦辣從哪來?——葡萄酒的感官之旅(2)

活躍星系核_96
・2017/08/28 ・3432字 ・閱讀時間約 7 分鐘 ・SR值 543 ・八年級

文/Terry Lin | 專業釀酒師,用科學,讓葡萄酒更淺顯易懂;讓葡萄酒回歸本質;讓品評更值得回味。加州戴維斯分校葡萄酒釀造學碩士、波爾多右岸釀酒實務經驗。

不想只是略懂略懂葡萄酒?一起來從感官科學(sensory science)的角度切入葡萄酒品評吧! 由此報名:「美酒中的科學:品味葡萄酒的第一課

從小被騙到大的味覺地圖

葡萄酒除了所含有的各種氣味讓人著迷之外,入口後的味道也是品質的重要指標。人類的味覺只有 5 種:酸、甜、苦、鹹、鮮(又稱做甘),而這 5 種味覺都是在我們的口腔中透過味覺神經受器所感受到的(註釋 1)。小時候一定有在課本讀過,我們舌頭的不同區位專司不同味覺的辨識,月考時試題還會考舌側前端負責鹹味、舌側後端負責酸味(當時就差這題滿分…飲恨!),但後來發現這樣的論述是錯誤的。

月考時試題還會考舌側前端負責鹹味、舌側後端負責酸味,但後來發現這樣的論述是錯誤的。圖/BY 作者提供

人類舌頭表面若仔細看,會發現有一顆顆叫做乳突的顆粒狀結構,而每個乳突裡都集結了為數不等的 5 種不同的味覺受器,每個乳突都能辨識酸、甜、苦、鹹、鮮(註釋 2)。儘管乳突的分佈可能密度不一,乳突間的敏感度也因味覺受器多寡而有差異,但現今的論點比較像舌頭不同區域的敏感度有所不同,而不是不同區域專司不同的味道。(所以老師是不是要幫我加分……)。

人類舌頭表面若仔細看,會發現有一顆顆叫做乳突的顆粒狀結構,而每個乳突裡都集結了為數不等的 5 種不同的味覺受器,每個乳突都能辨識酸、甜、苦、鹹、鮮。圖/BY 作者提供

中文常用「酸甜苦辣」講述味道,但辣其實是觸覺和溫度的感受(又稱溫覺),因此訓練吃辣訓練的不是味覺,而是口腔皮層以及舌頭上刺痛感(觸覺)和灼熱感(溫覺)的耐受度!而喝酒時感受到的辣其實是因為酒精使口中黏膜的水分析出所產生的刺痛。此外,另一種喝酒常感受到的觸覺,則是喝紅酒時的澀味[註3]。

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那麼葡萄酒的酸甜苦辣從哪來?

一般而言,葡萄酒中有酸、甜、苦以及鮮 4 種真味覺,以及另外其實是觸覺的酒精辛辣觸感、來自氣泡酒中二氧化碳於口中的刺激感,以及來自葡萄酒中單寧質的澀,以下分類進行解說:

酸度

葡萄酒中的酸主要源自葡萄本身的酒石酸(tartaric acid)和蘋果酸(malic acid),另外還有蘋果酸在乳酸發酵後轉化成的乳酸。圖/BY 作者提供

葡萄酒中的酸主要源自葡萄本身的酒石酸(tartaric acid)和蘋果酸(malic acid),另外還有蘋果酸在乳酸發酵後轉化成的乳酸(lactic acid)以及被醋酸菌或是不良乳酸菌污染所生成的醋酸(acetic acid)。醋酸由於具有刺鼻的氣味,在葡萄酒圈是個不良指標,如果是剛開瓶的酒就明顯感受到這刺鼻的氣味,通常表示酒在橡木桶或瓶中儲放又或是釀造酒製程中接觸到過多的氧氣,醋酸菌或是不良乳酸菌將酒精氧化成醋酸所造成。

葡萄酒的酸度是酒體的重要元素,在白酒中尤其重要。酒的酸度過高不是件容易入口的事,但若酒中完全沒有酸,酒體似乎也顯得太過單薄。在各種有機酸中,酒石酸會隨葡萄品種而異,因此有些品種好比 Barbera 天生就是比較酸,一般用於混釀(blending)時提升紅酒的酸度。蘋果酸的含量也會隨品種而異,但由於可以透過乳酸發酵轉化成乳酸,常常被釀酒師當作調整酸度的切入點 。

此外,不同的生長氣候也會對酸度造成影響,越寒冷的地方水果越不容易成熟,酸度就比較高;反之,越熱帶的地方水果越成熟越甜,水果的酸度就變低了。不說可能不知道,葡萄其實是自然界中酸度相當高的水果之一,高含量的酒石酸(重量百分比 0.7% 以上)為葡萄非常獨特的特徵,於分子考古學上,常利用器皿上檢驗出酒石酸來推斷該遺跡有葡萄酒釀造文化的依據(註釋 4)。

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甜度

釀酒葡萄的採收糖度多落在糖度 24-26 度之間(240 g/L – 260 g/L),而這麼多的糖大多是被酵母菌經過酒精發酵轉化成酒精,僅留下少部分殘留於酒中。不甜的酒其實也可能有殘糖,只是我們味覺感受不到因此覺得不甜,這種乾型酒(dry wine)業界殘糖大概是 10g/L 以下。近年普遍流行半乾型酒(off-dry wine),其殘糖在 20g/L 以下,喝起來微微感受得到甜味但又不至於覺得是甜酒,適口性提高許多,許多入門款的紅白酒都會刻意作成這樣的風格。

其實不含殘糖有眾多的好處,其中最重要的是微生物菌叢的穩定性。葡萄裡的葡萄糖和果糖是最簡單的能量來源,有不少的微生物可以在單純的糖水溶液中生長,而這也包含了眾多的腐敗雜菌。於古希臘、羅馬時代,環境衛生及隔氧技術尚未發達前,發酵至全乾有助於葡萄酒的保存,因此乾型葡萄酒深植這文化歷史中,也奠定了葡萄酒的主流風格。

另一個發酵至全乾的好處則是更能表現酒優異的品質,避免糖的遮蔽效應(當然,前提是酒的本質要夠好) 。 糖可以有效的降低酸跟苦的感受,但同時也可能遮蔽了許多微細氣味的表現。葡萄酒的品評是鑑賞眾多氣、味的組合,當然不希望有搗亂份子來干擾我們的享受。

苦與澀

葡萄酒在陳放的過程中多酚類會發生緩慢的氧化聚合。圖/BY 作者提供

這兩種感受其實都來自葡萄酒中的多酚類,也就是業界所謂的丹寧(tannin)。澀是一種觸覺,當酒中的多酚類與唾液蛋白結合時,會降低唾液的潤滑作用,使口腔內有如同喝完濃茶的乾乾澀澀的收斂感;而多酚類中,兒茶素(catechin)的延伸物發現會與人體的苦覺受器結合產生程度不等的苦味(註釋 5)。

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澀也是影響酒體的重要因素。然而不同於先前提及的酸,葡萄酒在陳放的過程中多酚類會發生緩慢的氧化聚合,所形成的巨分子可能因為結構上與唾液蛋白較難發生鍵結或是親和力降低,因此陳放過的葡萄酒丹寧「軟化」變「順」了,而這氧化聚合的反應也正是紅酒抗氧化活性的來源,多酚類含量越高的葡萄酒,抗氧化活性越高。

谷氨酸是構成蛋白質的組成胺基酸之一。圖/BY 作者提供

葡萄酒隨著時間陳放除了丹寧軟化,風味上也會逐漸產生一股猶如肉汁的鮮味,在歐美人士的味蕾,常常被當做好酒的品質標的。葡萄酒裡頭有肉汁的味道?乍聽之下可能覺得很不可思議,但卻是有科學證據的。味精能讓菜餚變得鮮甜,正是因為味精(谷氨酸鈉)溶於水後的谷氨酸離子是鮮味受器的受質之故。

谷氨酸是構成蛋白質的組成胺基酸之一,葡萄皮裡頭的游離胺基酸、經過葡萄自身酵素水解的果肉蛋白或是發酵終期自體水解的酵母菌,都是提供谷氨酸以及鮮味的來源(註釋 6),只是剛好因為葡萄酒裡頭蛋白質含量本來就很低,外加酵母菌自體水解在自然的情況下需要長時間的陳放,很剛好只有在老酒中才會出現,因此物以稀為貴。

來自氣泡的清爽感

酵母菌進行酒精發酵將單糖轉換成酒精的同時,另一個產物便是二氧化碳。一般的葡萄酒由於酒精發酵是在半開放的醱酵槽中進行,所生成的二氧化碳會隨著時間緩慢地揮發飄散到環境中,不會殘留在裝瓶的葡萄酒中;相反地,氣泡酒則是透過加壓的密閉環境,像是直接在玻璃瓶內進行二次發酵或是使用加壓的發酵槽進行,讓二氧化碳得以溶入酒裡頭,直到開瓶的時候瓶內壓力下降至環境大氣壓力,二氧化碳再次從酒裡頭釋出,變成我們所看到一粒粒向上冒出的氣泡。於口中,這些氣泡所帶來的刺激是觸覺,連同酒裡的酸構成氣泡酒獨有的刺激清爽感。

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葡萄酒之所以迷人之處,在於歷史、在於風土、更多在於那一瓢飲中所帶來的種種味覺(甚或觸覺)體驗。啜一口細細品味一瓶酒所帶來的酸、甜、苦、鮮之後,回頭細想微生物學之父  路易.巴斯德曾說的:

” A bottle of wine contains more philosophy than all the books in the world.“,(一瓶酒蘊含的哲理勝過世界上所有的書。)

一瓶葡萄酒裡所有的哲理能用開闊的心態來面對人生裡的各式難題,生活,真能變得可愛許多。

圖/BY Pixhere

______貼心提醒:未滿18歲請勿飲酒.酒後不開車.開車不喝酒______

覺得意猶未盡、還想知道更多?來報名「美酒中的科學:品味葡萄酒的第一課」吧!

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註釋

  1. Brandbury J. 2004, Taste Perception: Craking the Code. Plos Biol 2(3) 0295-0297.
  2. Barretto, R.P.J., Gillis-Smith S., Chandrashekar J., Yarmolinsky D.A., Schnitzer M.J., Ryba N.J.P., Zuker C.S. 2015, The Neural Representation of Taste Quality at the Periphery. Nature 517, 373-376.
  3. Lawless, H.T., Heymann, H., 2010, Sensory Evaluation of Food Principles and Practices (Chapter 2).
  4. McGovern P.E. 2009, Uncorking the Past – The Quest for Wine, Beer and Other Alcoholic Beverages.
  5. Yamazaki T., Narukawa M., Mochizuki M., Misaka T., Watababe T. 2013, Activation of the hTAS2R14 Human Bitter-Taste Receptor by (-)-Epigallocatechin Gallate and (-)-Epicatechin Gallate. Biosci. Biotechnol. Biochem. 77(9) 1981-1983.
  6. Klosse P. 2012, Umami in Wine. Res. Hosp. Manage. 2(1/2) 25-28.
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活躍星系核_96
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活躍星系核(active galactic nucleus, AGN)是一類中央核區活動性很強的河外星系。這些星系比普通星系活躍,在從無線電波到伽瑪射線的全波段裡都發出很強的電磁輻射。 本帳號發表來自各方的投稿。附有資料出處的科學好文,都歡迎你來投稿喔。 Email: contact@pansci.asia

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地震之島的生存法則!921地震教育園區揭開台灣的防災祕密
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/09/20 ・4553字 ・閱讀時間約 9 分鐘

為什麼台灣會像坐在搖搖椅上,總是時不時地晃動?這個問題或許有些令人不安,但卻是我們生活在這片土地上的現實。根據氣象署統計,台灣每年有 40,000 次以上的地震,其中有感地震超過 1,000 次。2024年4月3日,花蓮的大地震發生後,台灣就經歷了超過 1,000 次餘震,這些數據被視覺化後形成的圖像,宛如台北101大樓般高聳穿雲,再次引發了全球對台灣地震頻繁性的關注。

地震發生後,許多外國媒體擔心半導體產業會受影響,但更讓他們稱奇的是,台灣竟然能在這麼大的地震之下,將傷害降到這麼低,並迅速恢復。不禁讓人想問,自從 25 年前的 921大地震以來,台灣經歷了哪些改變?哪些地方可能再發生大地震?如果只是遲早,我們該如何做好更萬全的準備?

要找到這些問題的答案,最合適的地點就在一座從地震遺跡中冒出的主題博物館:國立自然科學博物館的 921地震教育園區。

圖:跑道捕捉了地震的瞬間 / 圖片來源:劉志恆/青玥攝影

下一個大地震在哪、何時?先聽斷層說了什麼

1999年9月21日凌晨1點47分,台灣發生了一場規模7.3的大地震,震央在南投縣集集鎮,全台 5 萬棟房子遭震垮,罹難人數超過 2,400 人。其中,台中霧峰光復國中校區因車籠埔斷層通過,地面隆起2.6公尺,多棟校舍損毀。政府決定在此設立921地震教育園區,保留這段震撼人心的歷史,並作為防災教育的重要基地。園區內兩處地震遺跡依特性設置為「車籠埔斷層保存館」和「地震工程教育館」。

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車籠埔斷層保存館建於原操場位置,為了保存地表破裂及巨大抬升,所以整體設計不採用樑柱結構,而是由82根長12公尺、寬2.4公尺、重約10噸的預鑄預力混凝板組成,外觀為曲線造型,技術難度極高,屬國內外首見,並榮獲多項建築獎。而地震工程教育館保留了原光復國中受損校舍,讓民眾親眼見證地震的驚人破壞力,進一步強調建築結構與安全的重要性。毀損教室旁設有由園區與「國家地震工程研究中心」共同策劃的展示館,透過互動展示,讓參觀者親手操作,學習地震工程相關知識。

國立自然科學博物館地質學組研究員蔣正興博士表示,面積上,台灣是一個狹長的小島,卻擁有高達近4000公尺的山脈,彰顯了板塊激烈擠壓、地質活動極為活躍的背景。回顧過去一百年的地震歷史,從1906年的梅山地震、1935年的新竹-台中地震,到1999年的921大地震,都發生在台灣西部,與西部的活動斷層有密切關聯,震源位於淺層,加上人口密度較高,因此對台灣西部造成了嚴重的災情。

而台灣東部是板塊劇烈擠壓的區域,地震震源分佈更廣。與西部相比,雖然東部地震更頻繁,但由於人口密度相對較低,災情相對較少。此外,台灣東北部和外海也是地震多發區,尤其是菲律賓海板塊往北隱沒至歐亞板塊的隱沒地震帶,至沖繩海槽向北延伸,甚至可能影響到台北下方,發生直下型地震,這種地震因震源位於城市正下方,危害特別大,加上台北市房屋非常老舊,若發生直下型地震,災情將非常嚴重。

除了台北市,蔣正興博士指出在台灣西部,我們特別需要關注的就是彰化斷層的影響,該斷層曾於1848年發生巨大錯動。此外,我們也需要留意西南部的地震風險,如 1906 年的梅山地震。此兩條活動斷層距今皆已超過 100 年沒活動了。至於東部,因為存在眾多活動斷層,當然也需要持續注意。

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我們之所以擔心某些斷層,是因為這些區域可能已經累積了相當多的能量,一旦達到臨界點,就會釋放,進而引發地震。地質學家通常會沿著斷層挖掘,尋找過去地震的證據,如受構造擾動沉積物的變化,然後透過定年技術來確定地震發生的時間點,估算出斷層的地震週期,然而,這些數字的計算過程非常複雜,需要綜合大量數據。

挑戰在於,有些斷層的活動時間非常久遠,要找到活動證據並不容易。例如,1906年的梅山地震,即使不算久遠,但挖掘出相關斷層的具體位置仍然困難,更不用說那些數百年才活動一次的斷層,如台北的山腳斷層,因為上頭覆蓋了大量沉積物,要找到並研究這些斷層更加困難。

儘管我們很難預測哪個斷層會再次活動,我們仍然可以預先對這些構造做風險評估,從過往地震事件中找到應變之道。而 921 地震教育園區,就是那個可以發現應變之道的地方。

圖:北棟教室毀損區 / 圖片來源:劉志恆/青玥攝影

921 後的 25 年

在園區服務已 11 年的黃英哲擔任志工輔導員,常代表園區到各地進行地震防災宣導。他細數 921 之後,台灣進行的六大改革。制定災害防救法,取代了總統緊急命令。修訂了建築法規,推動斷層帶禁限建與傳統校舍建築改建。組建災難搜救隊伍,在面對未來災害時能更加自主應對。為保存文化資產,增設了歷史建築類別,確保具有保存價值的建築物得到妥善照料。

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最後,則是推行防災教育。黃英哲表示,除了在學校定期進行防災演練,提升防災意識外,更建立了921地震教育園區,不僅作為教育場所,也是跨部門合作的平台,例如與交通部氣象署、災害防救辦公室、教育部等單位合作,進行全面的防災教育。園區內保留了斷層線的舊址,讓遊客能夠直觀地了解地震的破壞力,最具可看性;然而除此之外,園區也是 921 地震相關文物和資料的重要儲存地,為未來的地震研究提供了寶貴的資源。

堪稱園區元老,在園區服務將近 19 年,主要負責日語解說工作的陳婉茹認為,園區最大的特色是保存了斷層造成的地景變化,如抬升的操場和毀壞的教室場景,讓造訪的每個人直觀地感受地震的威力,尤其是對於年輕的小朋友,即使他們沒有親身經歷過,也能透過這些真實的展示認識到地震帶來的危險與影響。

陳婉茹回憶,之前有爸媽帶著小學低年級的小朋友來參觀,原本小朋友並不認真聽講,到處跑來跑去,但當他看到隆起的操場,立刻大聲說這他在課本看過,後來便聚精會神地聽完 40 分鐘的解說。

圖:陳婉茹在第一線負責解說工作 / 圖片來源:921地震教育園區

除了每看必震撼的地景,園區也透過持續更新策展,邀請大家深入地震跟防災的各個面向。策展人黃惠瑛負責展示設計、活動規劃、教具設計等工作。她提到,去年推出的搜救犬特展和今年的「921震災啓示展」與她的個人經歷息息相關。921 大地震時的她還是一名台中女中的住宿生,當時她儘管驚恐,依舊背著腿軟的學姊下樓,讓她在策劃這些展覽時充滿了反思。

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在地震體驗平臺的設計中,黃惠瑛強調不僅要讓觀眾了解災害的破壞力,更希望觀眾能從中學到防災知識。她與設計師合作,一樓展示區採用了時光機的概念,運用輕鬆、童趣的風格,希望遊客保持積極心態。二樓的地震體驗平臺結合六軸震動臺和影片,讓遊客真實感受921地震的情境。她強調,這次展覽的目標是全民,設計上避免了血腥和悲傷的元素,旨在讓觀眾帶著正向的感受離開,並重視防災意識。

圖:地震體驗劇場 / 圖片來源:921地震教育園區

籌備今年展覽的最大挑戰是緊迫的時間。從五月開始,九月完成,為了迅速而有效地與設計師溝通,黃惠瑛使用了AI工具如ChatGPT與生成圖像工具,來加快與設計師溝通的過程。

圖:黃惠瑛與設計師於文件中討論設計/ 圖片來源:921地震教育園區

蔣正興博士說,當初學界建議在此設立地震教育園區,其中一位重要推手是法國地質學家安朔葉。他曾在台灣指導十位台灣博士生,這些博士後來成為地質研究的中堅力量。1999年921大地震後,安朔葉教授立刻趕到台灣,認為光復國中是全球研究斷層和地震的最佳觀察點,建議必須保存。為紀念園區今年成立20週年,在斷層館的展示更新中,便特別強調安朔葉的貢獻與當時的操場圖。

此外,作為 20 週年的相關活動,今年九月也將與日本野島斷層保存館簽署合作備忘錄(MOU),強化合作並展示台日合作歷史。另一重頭戲則是向日本兵庫縣人與自然博物館主任研究員加藤茂弘致贈感謝狀,感謝他不遺餘力,長期協助園區斷層保存館的剖面展品保存工作。

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右圖:法國巴黎居禮大學安朔葉教授。左圖:兵庫縣立人與自然博物館主任研究員加藤茂弘
/ 圖片來源:921地震教育園區

前事不忘,後事之師

盡力保存斷層跟受創校舍,只因不想再重蹈覆徹。蔣正興博士表示,921地震發生在車籠埔斷層,其錯動形式成為全球地質研究的典範,尤其是在研究斷層帶災害方面。統計數據顯示,距離車籠埔斷層約100公尺內,住在上盤的罹難率約為1%,而下盤則約為0.6%。這說明住在斷層附近,特別是上盤,是非常危險的。由於台灣主要是逆斷層活動,這一數據清楚告訴我們,在上盤區域建設居住區應特別小心。

2018年花蓮米崙斷層地震就是一個例證。

在921地震後,政府在斷層帶兩側劃設了「地質敏感區」。因為斷層活動週期較長,全球大部分地區難以測試劃設敏感區的有效性,但台灣不同,斷層活動十分頻繁。例如 1951 年,米崙斷層造成縱谷地震,規模達 7.3,僅隔 67 年後,在 2018 年再次發生花蓮地震,這在全球是罕見的,也因此 2016 年劃設的地質敏感區,在 2018 年的地震中便發現,的確更容易發生地表破裂與建築受損,驗證了地質敏感區劃設的有效性。

圖:黃英哲表示曾來園區參訪的兒童寄來的問候信,是他認真工作的動力 / 圖片來源:921地震教育園區

在過去的20年裡,921地震教育園區不僅見證了台灣在防災教育上的進步,也承載著無數來訪者的情感與記憶。每一處地震遺跡,每一項展示,都在默默提醒我們,那段傷痛歷史並未走遠。然而,我們對抗自然的力量,並非源自恐懼,而是源自對生命的尊重與守護。當你走進這座園區,感受那因地震而隆起的操場,或是走過曾經遭受重創的教室,你會發現,這不僅僅是歷史的展示,更是我們每一個人的責任與使命。

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來吧,今年九月,走進921地震教育園區,一起在這裡找尋對未來的啓示,為台灣的下一代共同築起一個更堅固、更安全的家園。

圖:今年九月,走進921地震教育園區 / 圖片來源:劉志恆/青玥攝影

延伸閱讀:
高風險? 家踩「斷層帶、地質敏感區」買房留意
「我摸到台灣的心臟!」法國地質學家安朔葉讓「池上斷層」揚名國際
百年驚奇-霧峰九二一地震教育園區|天下雜誌

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采采蠅與寄生蟲,以及空氣中的油膩愛情
寒波_96
・2023/04/04 ・4059字 ・閱讀時間約 8 分鐘

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非洲的采采蠅(tsetse fly)以吸血維生,但是它們也時常是錐蟲的宿主,如果吸食人血,便有機會將錐蟲傳染給人類,引發昏睡病,在非洲導致不少問題。

昆蟲常以費洛蒙作為溝通媒介,采采蠅也不例外。2023 年發表的新研究,找到幾款采采蠅使用的費洛蒙,能促進情慾交流;而且又發現感染錐蟲會改變費洛蒙組成,求偶時還會降低身價。

在非洲體驗大自然,務必注意采采蠅!圖/TripSavvy / Nez Riaz 

昆蟲的氣味語言

舌蠅屬(Glossina)旗下有多個物種統稱「采采蠅」,這項研究著重的是 Glossina morsitans,為求簡便,本文之後直接稱之為「采采蠅」。要注意還有不一樣的其他款采采蠅,本文後面會登場一種。

費洛蒙是生物排放到體外,用於溝通的訊號分子,可謂是昆蟲的化學語言。一如人類的花言巧語或暴言各有巧妙,各種昆蟲使用不同費洛蒙,能達到不同效果。

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從前對采采蠅的費洛蒙也不是一無所知,以前知道有一種化學分子 15,19,23-trimethylheptatriacontane,也叫作 morsilure,被采采蠅當作費洛蒙。此分子是主鏈為 37 個碳鍊長,總共有 40 碳的脂肪酸衍生物,而且含量非常多,5 天大的女生超過 4 mg。

有些費洛蒙輕盈,可以揮發;也有的飄不起來,要直接接觸。40 碳的分子體重太胖,只能直接碰觸,可以說是一種接觸式的油膩情慾。

傳宗接代,迅速而持久

新研究的目標是探討:采采蠅是否存在揮發性費洛蒙,又如何作用。比較效果之前,要先了解采采蠅情慾交流的正常狀況。

把沒有性經驗的一男一女擺在一起,20 組幾乎都迅速合體,在 15 秒內開始啪啪啪(請自行腦補音效);而且平均 do 愛 58.5 分鐘之久,持久力一級棒。

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讓一女一男共處一室,紀錄它們的交配過程。所有沒有性經驗的采采蠅,都在幾分鐘內合體,延續超過 55 分鐘。圖/參考資料1

拿來對照的對象,是常被當作實驗動物的黃果蠅(Drosophila melanogaster)。黃果蠅和采采蠅雖然都叫蠅,但是親戚關係比人和猩猩之差還要遠,不是最合適的比較對象,不過是最方便取得的材料。

黃果蠅平均要等 22 分鐘才男女合體,維持 20 分鐘左右,明顯不如采采蠅對性的渴望。然而,采采蠅的實驗,假如一方換成交配過的女生,原本興致高昂的男生竟然會完全不想 do 愛,判若兩蠅。

總之,采采蠅情慾交流的正常狀態是,由男生向女生求偶,女生很快接受。過程中吸引男生辨識的「女蠅味」是哪些費洛蒙呢?

空氣中充滿愛情的味道

采采蠅的費洛蒙是脂肪酸衍伸物,和果蠅、螞蟻一樣,能用有機溶劑己烷(hexane)分離。

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可是一開始實驗,把接觸采采蠅 10 分鐘的己烷塗在棒棒上,結果不論是有或沒有性經驗的男女,4 類原味樣品對男生都毫無吸引力。

做過實驗都知道,沒反應不能寫論文 💔。所以又把搜集費洛蒙的時間延長到 24 小時,這下就對惹 ❤️!

觀察得知,沒有性經驗的處女原味,能吸引 60% 男生;有性經驗的女生則是 27%;男蠅味對男生依然缺乏吸引力。

把采采蠅身上萃取的氣味,塗在棒棒上,觀察是否會吸引采采蠅。圖/參考資料1

「女蠅味」具體是什麼呢?用氣相層析質譜儀(Gas Chromatography Mass Spectrometry,簡稱 GC-MS)分離可得到 6 種化學物質。

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3 種是脂肪酸:16 碳的棕櫚酸、棕櫚油酸,以及 18 碳的油酸。3 種是脂肪酸加上甲基酯(methyl ester)的衍生物:methyl palmitoleate(MPO)、methyl oleate(MO)、methyl palmitate(MP)。

就算是做這一行的,大部分也會覺得那一串名詞彷彿火星文,反正就是好幾種結構略有不同的油。但是以訊號分子來說,重點不是有多油膩,而是這些分子會啟動哪些神經反應,又影響哪些行為。

費洛蒙有時候化學結構只差一點點,意義完全不同,就像人類講話,「我日常生性活潑,想要多交朋友」和「我日常性生活潑,想要多交朋友」意思就很不一樣。

采采蠅身體外,存在感最明顯的 6 種分子,包括 3 種脂肪酸以及 3 種脂肪酸衍生物。圖/參考資料1

饞她身子的味道,油膩的情慾語言

女蠅味 6 種成分逐一測試,女生們完全不為所動。至於男生,3 款脂肪酸都缺乏吸引力,不過 3 款衍生物都有吸引力,尤其是塗抹 MPO 的棒棒,能吸引 87% 男生,效果最強(有人覺得奇怪,比前述實驗 60% 更高嗎?應該是因為濃度更高,效果更強)。

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費洛蒙有具體的收訊器,訊號應該是透過觸角(antenna)上的感覺受器傳達,因為如果把觸角切除,男生也不會起反應。

為了進一步認識費洛蒙的效果,研究者又將費洛蒙塗在近親物種 Glossina fuscipes 身上。正常時這次的主角 Glossina morsitans 采采蠅男生,對異種女生不會有性趣;但是近親女 MPO 上身後,有 60% 男生會撲上來。

可見單單 MPO 這種化學分子,便對男生有強烈的誘惑力。可是這只是單方面的喜歡,近親女依然對異種男生毫無感覺,會把他們馬上踢開。

感受情慾的神經元

不一樣的費洛蒙,會激發不同感覺神經元,就像把某個開關打開。采采蠅的觸角上有許多微小的感覺零件(sensilla),各自配備不同的受器神經元。被激發的 sensilla 上存在兩款神經元 A 與 B,對不同物質起反應。

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MPO 會刺激 B 神經元,而且分隔一段距離,透過氣流傳送便有效果。由此判斷 MPO 是揮發性作用的費洛蒙。

但是同樣的距離,MO 與 MP 都不起反應。不過縮短到距離 1mm 後,MP 就能刺激 B 神經元,MO 則能同時刺激 A 與 B。這兩款費洛蒙僅管結構類似 MPO,卻要近到快直接接觸才有作用。顯然這種事不能看結構鍵盤辦案,要實測才知道。

測試費洛蒙是否可以透過氣流飄送,只有 MPO 能在比較遠的距離起作用。圖/參考資料1

奇妙的是,這些費洛蒙對近親物種 Glossina fuscipes 的神經元,幾乎都不起作用。因此上述費洛蒙與受器的組合,僅限於 Glossina morsitans 這款采采蠅,和其他物種未必有共通語言,近親即使收到也理解不能。

寄生錐蟲降低身價,采采蠅也是受害者

不少采采蠅體內存在錐蟲,吸血時成為傳播媒介。檢驗發現,錐蟲對采采蠅的影響也非常明顯,會大幅影響求偶選擇。

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采采蠅的求偶是男生提出要求,女生決定是否接受。觀察得知,有或沒有感染的兩男,如果和處女共處一室,女生接受兩者的機率差異不多。但是有或沒有感染的兩女,給男生選擇,男生 100% 挑選沒有感染的女生。

這麼看來,有錐蟲寄生的女生,在男生眼中是比較差的對象,但是不知道男生如何分辨。費洛蒙方面,被寄生的采采蠅又會多出 21 種揮發性小分子,也許有所影響,可惜這些氣味的具體作用仍不清楚。

采采蠅感染錐蟲與否,費洛蒙們明顯有別。圖為氣相層析在不同時間點,陸續分離出的分子,感染錐蟲的采采蠅多出許多種分子。圖/參考資料1

上述結果都是實驗室中的測試。采采蠅在野外活動時,或許大部份候選蠅都是感染錐蟲的不理想對象。野生的采采蠅實際上如何擇偶,也許是另一番光景。不過應該能推測,它們也不喜歡錐蟲。

食慾與情慾的開關一同打開,吃飯,順便do愛?

野生的采采蠅,要自己尋找對象。最容易碰到異性的場合是采采蠅餐廳,也就是被吸血的動物周圍。實際觀察到,采采蠅常常在獵物附近順便情慾交流。

動物散發的氣味分子,就像餐廳飄出的香味,吸引采采蠅前來覓食。有趣的是,獵物排放的 4-methylphenol、1-octen-3-ol 兩種揮發性物質,和采采蠅的揮發性費洛蒙 MPO 使用同一套神經受器。

或許采采蠅去吃飯,開啟食慾的同時,也一同釋放情慾的開關。交配和吃飯是兩回事,如果能一次滿足,也很棒。

如果對氣味在各種生物的角色有興趣,可以閱讀科普書你聞到了嗎?:從人類、動植物到機器,看嗅覺與氣味如何影響生物的愛恨、生死與演化》。

延伸閱讀

參考資料

  1. Ebrahim, S. A., Dweck, H. K., Weiss, B. L., & Carlson, J. R. (2023). A volatile sex attractant of tsetse flies. Science, 379(6633), eade1877.
  2. Chemical notes of tsetse fly mating

本文亦刊載於作者部落格《盲眼的尼安德塔石匠》暨其 facebook 同名專頁

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寒波_96
193 篇文章 ・ 1081 位粉絲
生命科學碩士、文學與電影愛好者、戳樂黨員,主要興趣為演化,希望把好東西介紹給大家。部落格《盲眼的尼安德塔石器匠》、同名粉絲團《盲眼的尼安德塔石器匠》。

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【公視《神廚賽恩師》】 豐富人生的新「鮮」味,有關「鮮」的大小事!
公視《神廚賽恩師》_96
・2023/02/24 ・1114字 ・閱讀時間約 2 分鐘

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我們做菜為了提升食物的「鮮味」,經常會加入味精,但很多人都說味精對人體不好要少吃,但其實味精是一種叫「麩胺酸」的天然物質,許多食材裡面都有。科學界也指出,味精沒有傳言中那麼有害,只要巧妙的運用它們,我們也能做出味道鮮美、層次豐富的健康料理喔!

新「鮮」故事-鮮味的古往今來

人類從什麼時候開始使用「鮮」這個味覺的呢?「鮮」被列入味覺的行列裡,可說是近代的事,這就要從1908年日本的一碗味噌湯說起! 味噌湯在日本可說是再平常不過的料理,但當時在大學擔任化學教授的池田菊苗先生,某天下班在喝太太煮的味增湯時,發現湯裡有種從未喝過驚為天人的味道,深遂而幽遠的「鮮」美滋味,一問之下才知道,原來太太在湯裡加了昆布,研究精神爆發的池田先生,就一口氣買了大量的昆布,用大型蒸發皿去煮,最後得到有機體結晶,而這種結晶物質就是會產生鮮味的「麩胺酸」,用這種方法他也發明了「味精」。 由於鮮味是獨立的味道,沒辦法用「酸甜苦鹹」四種基本味道調出來的,因此,才會被認定是人類的第五種味覺。

「鮮」給人最直接的感覺就是「甜」跟「香」,這和食材中所含的物質有密不可分的關係,鮮味物質主要有「麩胺酸」、「肌苷酸」跟「鳥苷酸」三種化學物質。常見的食材如:昆布、蕃茄、玉米、蘿蔔、干貝、雞肉、牛肉、排骨、柴魚、蝦子、金針菇、海苔……等等。而「鮮」不只存在天然食材中,其實有很多發酵食物也有豐富的鮮味,世界各地常見的鮮味發酵食品,在歐洲有「帕瑪森起司」,東南亞有「魚露」,到了東亞有則有「醬油」、「豆腐乳」、「味噌」。這些在味精發明前就有了,古人真的很早就會運用鮮味了呢!

圖片 / 公共電視提供

全新第三季《神廚賽恩師

公共電視科普節目《神廚賽恩師》 ,結合科學、廚藝與食育教育,引領大眾用有趣的方式、從 Science-科學角度讓大眾了解傳統廚藝「伙房 36 法」中的科學知識。第三季節目於 2023 年 2 月 3 日起,每週五晚上 6 點在公視主頻首播,公視 3 台每週五晚上 7 點首播,重播時段為公視主頻每週六早上九點三十分與公視 3 台週日晚上六點播出。

▸《神廚賽恩師》第三季將於 2/3(五)起,18:00 在公視主頻首播

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▍ 公視頻道每週五晚間 18:00、公視三台每週五晚間 19:00 (首播)

▍ 公視頻道每週六早上 09:30、公視三台每週日晚間 18:00 (重播)

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公視《神廚賽恩師》_96
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公共電視科普節目《神廚賽恩師》 ,結合科學、廚藝與食育教育,引領大眾用有趣的方式、從Science-科學角度讓大眾了解傳統廚藝「伙房36法」中的科學知識。第三季節目於2023年2月3日起,每週五晚上6點在公視主頻首播,公視3台每週五晚上7點首播,重播時段為公視主頻每週六早上九點三十分與公視3台週日晚上六點播出。