0

1
0

文字

分享

0
1
0

吃蟲進行式:昆蟲食品的新奇之路——以蟲為食(下)

Sophia
・2020/01/06 ・5338字 ・閱讀時間約 11 分鐘 ・SR值 519 ・六年級

在〈月底又要吃土了嗎?以後你可能有營養新選擇:吃蟲!——昆蟲會成為未來糧食革命的主力嗎?(上)〉我們已經認識了吃昆蟲的各種優缺點,儘管法規與風險都還需審慎研究,但看來新穎昆蟲食品進入市場是板上釘釘了。

身為什麼都吃什麼都不奇怪的亞洲人,對吃蟲也許不陌生,然而你的印象是否只停留在旅遊節目中,一盆盆粗曠的炸蟋蟀、蟬、竹蟲、田鱉、螞蚱或蠶蛹呢?

你說你不吃蟲,但你早就吃過啦!圖/needpix

其實很多蟲子已經不知不覺的進入你我口中,像是作為食品添加物在糖果、飲料或是果醬中;萃取自胭脂蟲血液中的胭脂紅色素,或是被中醫拿來入藥的的三百多種昆蟲(許多人懼怕的小強也是其中之一),還有雷根糖外層原料——吸附在樹枝上的膠蟲。但是要讓昆蟲加入日常飲食行列中;還要有競爭力,又是另一回事了。

為了讓昆蟲進入你的胃,卯足全力 72 變的食品加工

雖然不陌生,但張牙舞爪的昆蟲上桌,對大多數人而言仍是惡夢,高營養價值的誘因是否大過消費者的感官衝擊,任誰也不說不準。因此面對 FAO 真誠推薦的蟲蟲食物,食品加工業將你想得到想不到的料理方法都用上了。在決定吃不吃之前,我們可以先認識牠們從「新鮮昆蟲」到「昆蟲食品」各階段的樣貌與可能經過的歷程。

第一步:昆蟲的原味

品嚐食物的兩大重點無外乎口感、外觀與風味。昆蟲的外骨骼可以帶來酥脆口感,蛹、幼蟲(毛蟲)和若蟲則因幾丁質含量較少,少了口感;人體卻較易消化。昆蟲外殼上的顏色並不影響風味,加工過後亮麗的顏色通常都會改變(Kouřimská,et. al., 2016)。而昆蟲的風味主要來自蟲體表面的費洛蒙,不同生長的環境與飼料,便會有不同的風味,若經過加工更會再次改變。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

食用昆蟲分類及其味道參考表 (資料來源 Ramos-Elorduy, 1998)

可食用昆蟲分類及其味道
可食昆蟲種類英文名 可食昆蟲中文名 嚐味與風味
Ants, termites 螞蟻、白蟻 甜味,杏仁堅果風味
Larvae of darkling beetles 黃粉蟲 全麥麵包
Larvae of wood-destroying beetles 毀木甲蟲的幼蟲 帶皮、含脂肪的牛胸肉味
Dragonfly larvae and other aquatic insects 蜻蜓幼蟲和其他水生昆蟲 新鮮魚味
Cockroaches 蟑螂 磨菇味
Striped shield bugs 條紋盾蟲(椿象) 蘋果味
Wasps 胡蜂 松子味
Caterpillars of smoky wainscots, Corn earworms 黑烟壁板蛾幼蟲(毛蟲)、玉米穗蟲 生玉米味
Mealybugs 粉介殼蟲 炸馬鈴薯味
Eggs of water boatman 松藻蟲(仰泳椿)的卵 魚子醬
Caterpillars of erebid moths 蛾類的幼蟲(毛蟲) 鯡魚味
Treehoppers 角蟬 酪梨與炸櫛瓜味

 

第二步:基礎加工

目前除了常見的熱風烘乾、烘烤、油炸、蒸煮,微波、冷凍乾燥、磨粉、萃取或是水解等更精細的加工方式也已被運用在昆蟲身上。嘗試這麼多種方法來開發,都是為了降低食用過程帶來的不適感或恐新症,或是增加營養價值、人體的吸收效率。1

第三步:進階加工

雖然經過基礎加工,昆蟲已經可以食用,但多數昆蟲直接攪打後會成為黏糊液體,容易腐敗,不方便繼續加工。此外,昆蟲的高含量蛋白質容易水解變質與產生褐變現象;脂質則容易氧化酸敗產生臭味。因此想讓昆蟲食材有更多的利用空間,需要再加工製成蟲粉、萃取乾燥或脫脂以增加保存期限2,也順勢減少儲存空間、成本,利於食品工廠應用。

另一方面,也有人開始研究以昆蟲製油。昆蟲脂肪酸比例受品種,生長階段等因素影響,因此可分為在室溫下為液體的昆蟲油;與如奶油般固態的昆蟲脂肪,前者不飽和脂肪酸比例大於 60%,後者則有 57-75% 較高含量的飽和脂肪酸。這樣的多元性使昆蟲有更多開發為油類產品的空間,如美乃滋,油醋醬,油炸油,抹醬與烘焙用油等。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

第四步:包裝

昆蟲含不飽和脂肪酸,保存溫度超過 40℃ 時油脂易氧化而分解產生高揮發性化合物,導致酸度下降同時產生不好的酸臭味。因此現行昆蟲食品多透過真空包裝、充氮氣或二氧化碳包裝避免油脂氧化,減少儲存期間微生物孳生,提升產品整體接受度並延長保存期限。不過有一點要格外注意的是,若用裝過穀物的容器反複盛裝昆蟲會交叉汙染產生黃麴毒素(Musundire et. al., 2014),因此要嚴格隔離兩種食材。

走在世界最前線的新穎昆蟲食品

近年不少新創廠商相繼推出昆蟲食品品牌,有些從飼料開始便經過有機、產地明確、環境友善認可,有些主打符合 HACCP 製程、無人工添加物,有些以不使用傳統肉品、高蛋白質含量、素食者可食3等優勢成功進入食品市場。這些新創食品搭配清新鮮明的包裝,與調整後較為現代的口味,視覺與味覺上都讓人躍躍欲試。

如果沒有標示,這義大利麵條根本不會讓人聯想到竟是以食用昆蟲作原料吧。圖/pexels

不過面臨客群開發與接受度不高的障礙,消失的品牌也不在少數。唯有持續做好消費者溝通、產品開發與品質管理才有辦法讓品牌能永續經營。

除了新創小型食品廠商,也有大型經銷商與貿易商開始出口東南亞昆蟲到歐美加工,這些廠商開發的昆蟲食品形式以完整包裝的調味昆蟲;昆蟲粉與含昆蟲粉的高蛋白粉;蛋白能量棒、堅果棒最為常見,其次則為烘焙食品預拌粉、義大利麵等。其他特色食品則有昆蟲脆餅、昆蟲巧克力、昆蟲棒棒糖、昆蟲酒精飲料、昆蟲漢堡肉與昆蟲三明治內餡等,別出心裁的產品不在少數。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
台灣某些夜市可以找到炸蟋蟀的蹤跡喔!圖/wikimedia

相較於各國,台灣雖然還保有食蟲的文化,但是現今食用的人少,且新穎昆蟲食品開發起步較晚,研究重點多半放在以昆蟲製造飼料供給畜牧業。像是蠶桑產業的副產物蠶蛹,不僅蛋白質與脂肪含量高,還有抗菌胜肽及幾丁質,可改善體內菌叢生態;提高動物腸道吸收能力及促進健康,減少動物染病的同時,也減少使用抗生素,一舉數得。更棒的是,蠶桑產業全程多為無毒栽培管理,生產過程不會排放有害物質,蠶蛹也沒有農藥及重金屬殘留疑慮,比起額外飼養蟋蟀,蚱蜢或黃粉蟲等更有經濟效益。以蠶蛹作動物蛋白質飼料,可說是兼顧農業生產安全及環境永續發展典範。

生魚片壽司剛傳入西方國家時,也曾引起眾人的驚嚇與恐懼,然而,現在生魚片壽司卻已成為亞洲代表性食物之一,昆蟲食品又怎麼會沒機會與生魚片壽司一樣,成為廣為世人接受的食物呢?其實大多數昆蟲食品新創團隊都希望這些昆蟲食品能讓更多人加入食用昆蟲的行列,為環保盡一份心力。所以下次出國旅遊若碰到超商陳列的昆蟲食品,試著鼓起勇氣嘗試一下;減碳愛地球吧!

附錄:世界各地新穎昆蟲食品與品牌一覽表

產地 品牌 產品內容
澳洲 The Cricket Bakery 各式蟋蟀烘焙產品預拌粉
Grilo Protein 蟋蟀乾與粉末與各式風味蟋蟀蛋白粉、能量棒等
GrubsUp 蟋蟀能量棒、蟋蟀乾與粉末
Hoppa Foods 蟋蟀粉末、含蟲粉義大利麵
Leap Protein 蟋蟀粉能量棒與粉末
奧地利 Die Wurmfarm 活體黃粉蟲、麵包蟲醃漬與烘乾食品、麵包蟲脆片、浸泡酒與寵物零食、養殖場參觀、養殖套組
Insekten Essen 蟋蟀,黃蟲,黃粉蟲與水牛蠕蟲乾
比利時 Beesect: Beetles Beer 添加甲蟲蛋白釀製成的 啤酒
Goffard Sisters 添加麵包蟲粉的義大利麵
Kriket 添加蟋蟀蟲粉的堅果穀物棒
Nimavert 黃粉蟲粉、添加黃粉蟲粉的炸丸子與義大利餃
捷克 Sensbar 蟋蟀粉,蟋蟀粉能量棒與蟋蟀粉脆餅
丹麥 Crickster 冷凍乾燥蟋蟀(粉)、冷凍乾燥水牛蠕蟲(粉)、罐裝調味昆蟲
Syngja 含蟋蟀粉的瓶裝蔬果汁
Wholi food 蟋蟀與水牛蠕蟲粉末與能量棒,蟲粉點心
芬蘭 Entis 蟋蟀巧克力
法國 Ïhou 各式風味蟋蟀蛋白粉,無麩質蟋蟀扁豆脆片
Insectes Comestibles 各式調味昆蟲與浸泡酒,包含蟋蟀、螞蟻、蠍子、蜘蛛、蠶蛹與黃粉蟲
Jimini’s 為歐洲最大經銷商,產品面向廣,包含蟋蟀、蚱蜢、水牛蠕蟲與黃粉蟲所做的調味點心,能量棒、義大利麵、烹煮用半成品等
德國 Brento 含水牛蠕蟲麵包預拌粉
Bold Foods 含 30-40% 水牛蠕蟲與 30% 的蔬菜所做成的漢堡肉餅
Bug Foundation 以 45% 的水牛蠕蟲與大豆蛋白混和物製成的漢堡肉餅
Isaac nutrition 添加水牛蠕蟲的高蛋白粉,也是歐洲第一間添加昆蟲高蛋白粉
Imago insect products 添加蟋蟀的義大利麵醬、三明治內餡、漢堡肉餅、麵包預拌粉、脆餅、穀物棒與蟋蟀粉
Snack Insects 冷凍乾燥的水牛蠕蟲、蟋蟀、黃粉蟲(粉)、蚱蜢,含昆蟲的棒棒糖、巧克力、早餐穀片、義大利麵、能量棒
加拿大 Bite Snacks 蟋蟀粉各式風味蛋白粉、能量棒等
Näak 蟋蟀粉能量棒
美國 Exo 添加蟋蟀的蛋白粉與能量棒、調味蟋蟀與蟋蟀粉
Bitty Foods
Aketta
Bud’s Cricket Powder
Chapul
Seek
Critter Bitters 蟋蟀製成的調酒用苦精
Cricket Flours 烘烤的黃粉蟲與蟋蟀、添加蟋蟀的布朗尼與餅乾預拌粉、蟋蟀風味鹽
Don Bugito 昆蟲零食、如巧克力、棒棒糖與綜合堅果
Hotlix
日本 原田商店 甘露煮蟋蟀、蜜蜂幼蟲罐頭
TAKEO 田鱉萃取物製成的風味飲料(Tagame Cider)、添加蟋蟀與蠶蛹調味香鬆
台灣 Good Mall晁陽綠能 蟋蟀餅乾
中國 好醫生藥業集團 美洲大蠊(蟑螂)萃取物製作的中藥
青島新農康源生物工程有限公司 黃粉蟲油

 

注解:

  1. Elhassan et al. (2019)整理了近年有關昆蟲作為食品的研究,以下舉兩個加工法與風味變化的例子給大家參考:水煮蟋蟀時使用新鮮蟋蟀會比冷凍蟋蟀更有鮮味、甜味與鹹味,不過水煮或漂洗通常會使之失去昆蟲費洛蒙的天然氣味。2.蒸煮與水煮的黃粉蟲可保存完好的形狀且較多汁,會帶有蒸熟玉米與烹煮過的磨菇的香氣。烘烤方式煮成的黃粉蟲則有較佳的硬脆度,帶有油脂,海鮮,烘烤過的芝麻味與甜香味。
  2. 當水分含量降低到 5-10% 時,微生物便不易孳生,可抑制大部分的裂變反應,不過乾燥的蟲體不管是直接磨粉或是經過萃取再乾燥成粉末,都需考量到粉體的分散性與溶解度,保水或是保油力,復水後的流變等物理化學特性,才有辦法再進一步應用在更多種類的產品。脫脂可以防止脂肪氧化導致品質裂變,且不會影響到脂肪酸比例,卻會影響到萃取量與油脂組成。另外,無論水相萃取、有機溶劑萃取或是超臨界流體萃取,都各有缺點,需要再進一步精製處理。
  3. 基於「蔬菜上難免殘留菜蟲」的觀點,也有廠商推廣素食者可以昆蟲食品作為營養補充品。

參考資料:

論文:

  1. Elhassan, M., Wendin, K., Olsson, V., & Langton, M. (2019). Quality aspects of insects as food—Nutritional, sensory, and related concepts. Foods, 8(3), 95.
  2. Kouřimská, L., & Adámková, A. (2016). Nutritional and sensory quality of edible insects. NFS journal, 4, 22-26.
  3. Laura, R.. (2016). Taste: The infographic book of food. Great Britain: Aurum Press.
  4. Jansson, A., & Berggren, Å. (2015). Insects as food-something for the future?.
  5. Musundire, R. (2014). Bio-active compounds composition in edible stinkbugs consumed in South-Eastern districts of Zimbabwe.
  6. Payne, C. L. R., Scarborough, P., Rayner, M., & Nonaka, K. (2016). Are edible insects more or less ‘healthy’than commonly consumed meats? A comparison using two nutrient profiling models developed to combat over-and undernutrition. European journal of clinical nutrition, 70(3), 285.
  7. Rumpold, B. A., & Schlüter, O. K. (2013). Nutritional composition and safety aspects of edible insects. Molecular nutrition & food research, 57(5), 802-823.
  8. Stamer, A. (2015). Insect proteins—a new source for animal feed: The use of insect larvae to recycle food waste in high‐quality protein for livestock and aquaculture feeds is held back largely owing to regulatory hurdles. EMBO reports, 16(6), 676-680.
  9. J. Ramos-Elorduy. 1998. Creepy Crawly Cuisine: The Gourmet Guide to Edible InsectsPark Street Press, South Paris.

報導:

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
  1. 吃蟲救地球?歐盟從食安、飼料管理、戴奧辛殘留到動物福利,都需規範〉,上下游
  2. The connoisseur’s guide to edible insects,Western
  3. Cricket Protein: the New Food Frontier Is Here Already, CRICKSTER
  4. 未來新食機——食用昆蟲發展的 4 項觀察〉,經濟部技術處
  5. 全世界有 20 億人口把昆蟲當食物的一種,他們會是未來食物新趨勢嗎?〉,關鍵評論網
  6. 蠶蛹作為動物性蛋白質飼料原料之安全性評估〉,苗栗區農業專訊第 83 期
  7. 251 萬噸的豬料市場空間,昆蟲蛋白為何難以進入?〉,南方農村報
  8. Insects as a more sustainable protein source, By
  • 文字編輯/翁郁涵
-----廣告,請繼續往下閱讀-----
文章難易度
Sophia
6 篇文章 ・ 4 位粉絲
與許多食品人一樣誤打誤撞,只因為愛吃進入了這個領域,一腳踏入後發現這坑太大,不多拉些人進來那怎麼可以!

0

0
0

文字

分享

0
0
0
從奈米微塵到化學氣體, HEPA 與活性碳如何聯手打造純淨空氣?
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2026/04/17 ・4433字 ・閱讀時間約 9 分鐘

本文由 Amway 委託,泛科學企劃執行。

很多人可能沒想到,無論是家用的空氣清淨機,還是造價動輒百億的頂尖晶圓廠,它們對抗污染的核心武器並非什麼複雜的雷射防護罩,而是一片外觀像紙一樣的 HEPA 濾網
在半導體產業的無塵室中,「乾淨」的定義極其殘酷:一粒肉眼看不見的灰塵,就足以讓造價數百萬美元的晶圓直接報廢 / 圖片來源:envato

到底怎樣才算是「乾淨」?這不是什麼靈魂拷問,而是一個價值上億的商業命題。

在半導體產業的無塵室中,「乾淨」的定義極其殘酷:一粒肉眼看不見的灰塵,就足以讓造價數百萬美元的晶圓直接報廢。空氣品質的好壞,甚至能成為台積電(TSMC)決定是否在當地設廠的關鍵性指標。回到你的家中,雖然不需要生產精密晶片,但我們呼吸系統中的肺泡同樣精密,卻長期暴露在充滿 PM2.5、病毒以及各種揮發性氣體的環境中。為了守護健康,你可能還要付費購買「乾淨的空氣」來用。

因此,空氣議題早已超越單純的環保範疇,成為同時影響國家經濟與個人健康的重要問題。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

很多人可能沒想到,無論是家用的空氣清淨機,還是造價動輒百億的頂尖晶圓廠,它們對抗污染的核心武器並非什麼複雜的雷射防護罩,而是同一件看起來平凡無奇的東西:一片外觀像紙一樣的 HEPA 濾網。但你真的相信,就憑這層厚度不到幾公分的板子,能擋住那些足以毀滅精密晶片、滲透人體細胞的「奈米級刺客」嗎?

這片大家都聽過的 HEPA 濾網,裡面到底是什麼?

首先,我們必須打破一個直覺上的誤解:HEPA 濾網(High Efficiency Particulate Air filter)在本質上其實並不是一張「網」。

細懸浮微粒 PM2.5,是指粒徑在 2.5 微米以下的污染物,它們能穿過呼吸道直達肺泡,並穿過血管引發全身性發炎。但這只是基本,在工廠與汽車尾氣中,還存在粒徑僅有 1 微米的 PM1,甚至是小於 0.1 微米的「超細懸浮微粒」(UFP,即 PM0.1)。 UFP 不僅能輕易進入血液,甚至能繞過血腦屏障(BBB),進入大腦與胎盤,其破壞力十分可怕。

如果 HEPA 濾網像水槽濾網或麵粉篩一樣,單靠孔目大小來「過濾」粒子,那麼為了攔截奈米微粒,濾網的孔目只能無限縮小到幾乎不透氣的程度。更別說在台積電或 Intel 的製程工程師眼裡,一般人認為的「乾淨」,在工程師眼裡簡直像沙塵暴一樣。對於線寬僅有 2 奈米3 奈米(相當於頭髮直徑萬分之一)的晶片而言,空氣中一顆微小的塵埃,就是一顆足以毀滅世界的隕石。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

因此,傳統的過濾思維並非治本之道,我們需要的是原理截然不同的過濾方案。這套技術的雛形,最早可追溯至二戰時期的「曼哈頓計畫」。

HEPA 的前身,誕生於曼哈頓計畫!

1940 年代,製造濃縮鈾是發展原子彈的關鍵。然而,若將排氣直接排向大氣,會導致致命的放射性微粒擴散。負責解決這問題的是 1932 年諾貝爾化學獎得主歐文·朗繆爾(Irving Langmuir),他是薄膜和表面吸附現象的專家。他開發了「絕對過濾器」(Absolute Filter),其內部並非有孔的篩網,而是石綿纖維。

有趣的來了,如果把過濾器放到顯微鏡下,你會發現纖維之間的空隙,其實比某些被攔截的粒子還要大。那為什麼粒子穿不過去呢?這是因為在奈米尺度下,物理規則與宏觀世界完全不同。極微小的粒子在空氣中飛行時,並非走直線,而是會受到空氣分子撞擊,而產生「布朗運動」(Brownian Motion),像個醉漢一樣東倒西歪。

當粒子通過由緻密纖維構成的混亂迷宮時,布朗運動會迫使它們不斷轉彎、移動,最終撞擊到帶有靜電的纖維上。這時,靜電的吸附力會讓纖維就像蜘蛛網般死死黏住微粒。那些狂亂移動的奈米刺客,就這樣被永久禁錮迷宮中。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

現在最常見的 HEPA 材料,是硼矽酸鹽玻璃纖維。

現代 HEPA 濾網最常見的核心材料為硼矽酸鹽玻璃纖維。這些玻璃纖維的直徑通常介於 0.5 至 2 微米之間,它們在濾網內隨機交織,像是一座茂密「黑森林」。微粒進入這片森林後,並非僅僅面對一層薄紙,而是得穿越一個具有厚度且排列混亂的纖維層,微粒極有可能在布朗運動的影響下撞擊並黏附在某根玻璃絲上。

除此之外,HEPA 濾網在外觀上還有一個極具辨識度的特徵,那就是像手風琴般的摺紙結構。濾材會被反覆摺疊、摺成手風琴的形狀,中間則用鋁箔或特殊的防潮紙進行結構支撐,目的是增加表面積。這不僅為了捕獲更多微粒,而是要「降低過濾風速」。這聽起來可能有點反直覺:過濾不是越快越好嗎?

其實,這與物理學中的流速控制有關。想像一條水管,如果你捏住出口,水流會變得湍急;若將出口放開並擴大,雖然總出水量不變,但出水處的流速會變得緩慢。對於 HEPA 濾網而言,當表面積越大,單位面積所需承載的空氣量就越少,空氣穿透濾網的速度也就越低。

低流速代表微粒停留在濾網內的時間也更久,增加被捕捉的機會。此外,越大的表面積也為 HEPA 濾網帶來了高「容塵量」,延長了使用壽命,這正是它能夠稱霸空氣清淨領域多年的主因。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

然而,即便都叫做 HEPA 高效率空氣微粒子過濾網 (High Efficiency Particulate Air filter),但每個 HEPA 的成分與結構還是會不一樣。例如 安麗逸新空氣清淨機 SKY ,其標榜「可過濾粒徑最小至 0.0024 微米」的污染物,去除率高達 99.99%。

0.0024 微米是什麼概念?塵蟎、花粉、皮屑或黴菌孢子,大小約在 2 至 200 微米;細懸浮微粒  PM2.5 大小約 2.5 微米,細菌也大概這麼大。最小的其實是粒徑小於 0.1 微米的「超細懸浮微粒」,大多數的病毒(如流感、新冠病毒)都落在此區間。對安麗逸新 的HEPA濾網來說,基本上通通都是可被攔截的榜上名單。

在過敏防護上,它更獲得英國過敏協會(Allergy UK)認證,能有效處理 19 大類、102 種過敏原,濾除空氣中超過 300 種氣態與固態污染物。

同樣的過濾邏輯一旦進入半導體無塵室,就必須換一條更為嚴苛的技術路線。因為硼矽酸鹽玻璃纖維對晶圓來說有個致命傷,就是「硼 (Boron)」 / 圖片授權:Shutterstock

然而,同樣的過濾邏輯一旦進入半導體無塵室,就必須換一條更為嚴苛的技術路線。因為硼矽酸鹽玻璃纖維對晶圓來說有個致命傷,就是「硼 (Boron)」。

在半導體製程中,硼是常見的 P 型摻雜物,用來精準改變矽晶圓的電性。如果濾網有任何微小的破損、老化或化學侵蝕,進而釋放出極微量的硼離子,就可能直接污染晶圓,改變其導電特性,導致晶片報廢。

此外,無塵室要求的是比 HEPA 更極致的 ULPA(超低穿透率空氣濾網) 等級的潔淨度。ULPA 的標準通常要求對 0.12 微米 的粒子達到 99.999% 甚至 99.9999% 的超高攔截率。在奈米級的競爭中,任何多穿透的一顆微塵,都代表著一筆不小的經濟損失。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

為了解決「硼」的問題並追求極限的過濾效率,材料學家搬出了塑膠界的王者,PTFE 也鐵氟龍。鐵氟龍不僅耐酸鹼、耐腐蝕,還能透過拉伸製成直徑僅 0.05 至 0.1 微米 的極細纖維,其細度遠勝玻璃纖維。雖然 PTFE 耐化學腐蝕,但它既昂貴且物理上也很脆弱,安裝時若不小心稍微觸碰,數萬元的濾網就可能報銷。因此,你只會在晶圓廠而非一般家庭環境看到它。

即便如此,在空氣濾淨系統中,還有一樣是無塵室和你家空氣清淨器上面都有的另一張濾網,就是活性碳濾網。

活性碳如何從物理攔截跨越到分子吸附?

好不容易將微塵擋在門外時,危機卻還沒有解除。因為空氣中還隱藏著另一類更難纏的大魔王:AMC(氣態分子污染物)

HEPA 或 ULPA 這類物理濾網雖然能攔截固體微粒,但面對氣態分子時,就像是用網球拍想撈起水一樣徒勞。這些氣態分子如同「幽靈」一般,能輕易穿過物理濾網的縫隙,其中包括氮氧化物、二氧化硫,以及來自人體的氨氣與各種揮發性有機物(VOCs)。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

為了對付這些幽靈,我們必須在物理防線之外,加裝一道「化學濾網」。

這道防線的核心就是我們熟知的活性碳。但這與烤肉用的木炭不同,這裡使用的是經過特殊改造的「浸漬處理(Impregnation)」活性碳。材料科學家會根據敵人的不同性質,在活性碳上添加不同的化學藥劑:

  • 酸鹼中和:對付氮氧化物、二氧化硫等酸性氣體,會在活性碳上添加碳酸鉀、氫氧化鉀等鹼性藥劑,透過酸鹼中和反應將有害氣體轉化為固體鹽類。反之,如果添加了磷酸、檸檬酸等酸性藥劑,就能中和空氣中的氨氣等鹼類。
  • 物理吸附與凡德瓦力:對於最麻煩的有機揮發物(VOCs,如甲醛、甲苯),因為它們不具酸鹼性,科學家會精密調控活性碳的孔徑大小,利用龐大的「比表面積」與分子間的吸引力(凡德瓦力),像海綿吸水般將特定的有機分子牢牢鎖在孔隙中。
活性碳如何從物理攔截跨越到分子吸附? / 圖片來源:Amway

空氣濾淨的終極邏輯:物理與化學防線的雙重合圍

在晶圓廠這種對空氣品質斤斤計較的極端環境,活性碳的運用並非「亂槍打鳥」,而是一場極其精密的對戰策略。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

工程師會根據不同製程區域的空氣分析報告,像玩 RPG 遊戲時根據怪物屬性更換裝備一樣——「打火屬性怪要穿防火裝,打冰屬性則換上防寒裝」。在最關鍵的黃光微影區(Photolithography),晶圓最怕的是人體呼出的氨氣,此時便會配置經過酸性藥劑處理的活性碳進行精準中和;而在蝕刻區(Etching),若偵測到酸性廢氣,則會改用鹼性配方的濾網。這種「對症下藥」的客製化邏輯,是確保晶片良率的唯一準則。

而在你的家中,雖然我們無法像晶圓廠那樣天天進行空氣成分分析,但你的肺部同樣需要這種等級的保護。安麗逸新空氣清淨機 SKY 的設計邏輯,正是將這種工業級的精密防護帶入家庭。它不僅擁有前述的高規 HEPA 濾網,更搭載了獲得美國專利的活性碳氣味濾網。

關於活性碳,科學界有個關鍵指標:「比表面積(Specific Surface Area)」。活性碳的孔隙越多、表面積越大,其吸附能力就越強。逸新氣味濾網選用高品質椰殼製成的活性碳,並經過高溫與蒸氣的特殊活化處理,打造出多孔且極致高密度的結構。

這片濾網內的活性碳配重達 1,020 克,但其展開後的總吸附表面積竟然高達 1,260,000 平方公尺——這是一個令人難以想像的數字,相當於 10.5 個台北大巨蛋 的面積。這種超高的比表面積,是市面上常見濾網的百倍之多。更重要的是,它還添加了雙重觸媒技術,能特別針對甲醛、戴奧辛、臭氧以及各種細微的異味分子進行捕捉。這道專利塗層防線,能將你從裝潢家具散發的有機揮發氣體,或是路邊繁忙車流的廢氣中拯救出來,成為全家人的專屬空氣守護者。

總結來說,無論是造價百億的半導體無塵室,還是守護家人的空氣清淨機,其背後的科學邏輯如出一轍:「物理濾網攔截微粒,化學濾網捕捉氣體」。只有當這兩道防線同時運作,空氣才稱得上是真正的「乾淨」。

進一步了解商品:https://shop.amway.com.tw/products/2071?navigationType=brand&

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
文章難易度

討論功能關閉中。

鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
246 篇文章 ・ 319 位粉絲
充滿能量的泛科學品牌合作帳號!相關行銷合作請洽:contact@pansci.asia

0

0
0

文字

分享

0
0
0
御賜五千兩助災民背後其實另有政治考量?價格差異化解決饑荒問題?明神宗如何看待災荒?——《價崩:氣候危機與大明王朝的終結》
衛城出版_96
・2024/05/23 ・3469字 ・閱讀時間約 7 分鐘

太平盛世:萬曆年間的物價體系

萬曆年間是怎樣的時代?

一五七二年,八歲登基的明神宗萬曆皇帝還是個活蹦亂跳的小孩子;等到一六二○年,晚年疏離淒苦的萬曆以五十七歲之齡過世。萬曆從小統治大明到老,在寶座上坐了將近半世紀。「萬曆皇帝」絕非鐵板一塊,而「萬曆年間」也不是個靜止不動的年代。萬曆年間發生許多事,因此人們對這段時期的反應都不相同,當年如此,至今猶然。

有人覺得萬曆年間是政治派系鬥爭、奢糜浪費、道德淪喪的時代;也有人覺得萬曆年間是社會活絡、哲學復興、經濟繁榮的時代。雖然這幾種勾勒方式各有其側重,但它們都是真的。

萬曆皇帝畫像。
圖/wikipedia

每一位皇帝統治期間,都會有一個蘊含著期許的年號,而萬曆帝的「萬曆」,大有「萬年之計」的意思。朱翊鈞的父親是隆慶皇帝,於一五七二年七月駕崩。小少年萬曆在內閣首輔張居正鐵腕輔政下,積極學習怎麼當個好皇帝。一五八二年,張居正去世,二十出頭的少年皇帝親政,自己治國。

幾乎每一位皇帝都很難接觸到老百姓生活的世界,而在紫禁城牆內得到各種照料的他,也有這樣的困擾。然而,年輕時的他似乎曾盡力去吸收各種資訊,掌握天下大事。他不見得知道買個水桶要花多少錢,但他至少知道荒年的物價。我們之所以曉得他知道,是因為他在一五九四年四月十九日那天,曾經跟小他四歲、備受恩寵的皇貴妃鄭妃談到這件事,並且在隔天又把這段對話告訴了首輔大學士。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

皇帝對飢荒多重視?

昨者,朕覽《饑民圖說》,時有皇貴妃侍,因問:「此是何圖,畫著死人,又有赴水的。」朕說,「此乃刑科給事中楊東明所進河南饑民之圖,今彼處甚是荒亂,有吃樹皮的,有人相食的,故上此圖,欲上知之,速行蠲賑,以救危亡於旦夕。」

這段簡短逐字稿是很了不起的紀錄,特別是因為它揭露了宮中私下談話可能的內容。皇帝和皇后確切的用字遣詞不是不重要,但真正的重點在於萬曆對於此事有所表示。他用這種方式向大學士與滿朝文武表現自己知道饑荒迫在眉睫,而他會親自著手賑濟。

萬曆皇帝絕對不會看到饑民,畢竟只要他出宮,士兵都會奉命先把街頭整頓一番,不會讓他看到任何難看的景象。對於饑荒的光景,他所知盡皆來自《饑民圖說》。他大約兩週前收到這份《饑民圖說》,實錄上說他看得「驚惶憂懼」。

兩週後,這部圖說仍然擺在寢宮案頭,想必他已細閱多次,對所見極為震驚,反應就跟鄭貴妃初見時一樣。等到皇帝讓鄭貴妃看圖的時候,他自己已經有兩星期的時間能消化圖說解釋的內容,深入瞭解天災可能引發的人禍,恐將從社會動盪演變為大規模暴力。

《饑民圖說》完全達到了進圖官員所期望的結果,也就是皇帝立即而確實的回應。萬曆皇帝告訴首輔大學士:

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

皇貴妃聞,說自願出累年所賜合用之積,以施救本地之民,奏朕未知可否?朕說甚好。且皇貴妃已進賑銀五千兩,朕意其少,欲待再有進助,一併發出。

鄭貴妃賑銀之後,太后、福王、沈王和萬曆本人也輸銀賑災。

他們賑銀的總額,是明朝皇帝動用大內資金單次最高的賑災金額。皇室尚且慷慨如此,讓萬曆朝中的首輔大學士有了道德籌碼,得以要求五品以上官員捐奉薪賑災。

解決饑荒最有效的方法是?

不過,真正緩解饑荒威脅的卻不是這些賑銀。解決饑荒的方法,是造成價格差異化,讓差價的局面來發揮作用:當每石米價來到前所未有的五兩,糧商便產生了商業動機,紛紛把糧食運往黃河受災地區。負責賑災的官員回報皇帝,「米舟並集,延袤五十里。」

每石米價因此下跌到八錢。八錢是五分之四兩銀,仍然是很高的價格,但大致上還是歉收時可見的米價,既不到饑荒時價,也還能讓糧商有利可圖。因此,河南省的饑民未有不濟者,也就是無人因此餓死。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
圖/pexels

這則故事背後還有兩項更複雜的層面。首先,只要詳盡檢視當時河南省的地方志,就會發現該省還不至於瀕臨饑荒。糧產量雖然略微下降,但絕非進呈給皇帝御覽的那種災荒局面。也就是說,對於饑荒的恐懼壓過了實際情況。萬曆之所以自己帶頭賑銀,還逼著文武百官一起,是因為想起中國曾在六年前遭遇過嚴重饑荒,而當時的當局毫無準備。

行動背後的政治算盤

故事裡另一項耐人尋味之處,在於鄭妃。後宮嬪妃中,萬曆最是寵愛鄭妃。一五八六年鄭妃懷孕後,萬曆諭禮部封鄭妃為皇貴妃,並有意立其子(在萬曆諸子中序齒第三)為太子。

此舉引發的繼承問題將困擾萬曆,終其治世,不只讓他跟大臣有了齟齬,甚至到了皇帝罷朝的地步。萬曆試圖把鄭妃塑造成這次賑災故事裡的主角,讓百官不得不追隨她的登高一呼,藉此提高她的地位,進一步推動立其子為繼承人的計畫。這起事件的政治操作當然跟糧價無關。我只是想提醒大家,萬曆朝的每一項決策,其實都有政治操作的影子。

說了這麼多,我們終於要講到本書的核心現象,也就是饑荒時上漲的糧價。一四五○年以前,明代文獻沒有持續記錄災荒價格,但此後的兩世紀間卻開始累積,構成十八世紀前中國最長的糧價序列。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

糧價波動能成為哪些現象的指標?

災荒價與平常的價格不同,災荒價是例外現象。這些價格指出人們是在何時何地留下紀錄,指出特別罕見的情況。但這些價格也有其共通之處——這些數字記錄了人們對於糧食的期望價格,與他們實際得付出的價格之間有多大的差距。我們可以用這些偏離常態的價格為材料,寫出明代的物價史,就能比其他的明代文獻指標更清楚呈現呈現出十五世紀中葉至十七世紀中葉的平民百姓,如何因為氣候條件嚴重惡化而困苦不已。擾動這條界線的並非貨幣供應,而是農業生產的自然條件,在我們所謂的小冰期嚴峻階段受到侵蝕。

如果要衡量小冰期加劇時的農業繁榮程度、人類生存的難易度,乃至於政局的穩定度,最可靠的指標就是糧食價格。一四二○年,永樂皇帝接見帖木兒帝國統治者沙哈魯(Shahrukh Mirza)的使節團。作為開場白,他問起波斯的情況,想知道彼國糧價是高昂還是平價。使節跟他掛保證說很便宜,永樂帝則大方表示這證明沙哈魯備受上天青睞。

永樂皇帝畫像。
圖/wikipedia

糧價低代表收成好,而豐收則是受命於天的明確標誌——對於篡位者永樂來說,這是個極為敏感的神學問題。來使謁見皇帝時,大明國的糧價也很低。除去一四○六年曾因過去幾年降雨太多而導致的嚴重饑荒,以及一四一五年與一四五六年的洪患,中國的氣溫保持在正常範圍,降雨豐沛,豐收可期。

農業繁榮,讓永樂帝得以展開所費不貲的多項建設,像是重修大運河,將首都從他父親治國的南京遷到北京,並向印度洋派出一連串的外交艦隊。一四二四年永樂帝駕崩,十幾年後明朝的昌隆國運也開始走下坡。但永樂治世期間的糧價是便宜的,證明了他是天選之人。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

明代的人民跟皇帝都相信,只要糧價保持公平穩定,天下就會太平。陳其德讚嘆萬曆年間糧價豐亨殷阜的時候,其實他是在替眾人代言,因為大家都認為這是世界該有的樣子。任誰都覺得價格會有季節波動,像是收成後降到低點,或者所謂「青黃不接」時價格會達到最高點。

不過,人們很有信心,只要有了下一批收成,價格就會恢復正常。按理說應該如此。然而從十五世紀中葉開始,每幾十年就會來一次歉收,動搖物價的穩定性(至少短期如此)讓百姓期盼落空。日子一久,物價終於在明末時破滅崩潰。

——本文摘自《價崩:氣候危機與大明王朝的終結》,2024 年 05 月,出版出版,未經同意請勿轉載。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
衛城出版_96
4 篇文章 ・ 4 位粉絲
"每個人心中都有一座城。每個人在心裡攜帶著文明的種子。 守衛讀者心中之城,與文明的生命力。"

0

0
0

文字

分享

0
0
0
「人無照天理,天無照甲子」?人比畜生便宜?明代鄉紳筆下的災荒紀實!——《價崩:氣候危機與大明王朝的終結》
衛城出版_96
・2024/05/22 ・3411字 ・閱讀時間約 7 分鐘

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

第一章 陳其德的故事

居安思危的明朝鄉紳

陳其德晚年回首過去時,總是萬分感嘆。崇禎十四年七月十五日的中元鬼節(按今曆為西元一六四一年八月二十一日),陳其德懷著愁緒提筆為文,描述自己周圍世界的崩壞。他親眼看見故鄉土崩瓦解──那是位於長江三角洲,距今上海西南一百公里處的桐鄉。

陳其德在當地教書,沒有什麼值得一提的成就。要不是他描述明朝最慘受災年的文章傳了下來,說不定世人早已忘卻此君是何許人也。

關於陳其德,我們所知的就只有他在自己著作中提到的事情,例如他在一五七○年前後出生,當時一切欣欣向榮。陳其德提到,自己生為傳統「四民」(士農工商,先後順序就是身分高低)中的最高階級,成長於「耕讀」之家,並為此感到慶幸──這代表他們家是鄉間的中等富裕之家,明史學者會稱之為「鄉紳」。

陳其德與其他鄉紳子弟一樣,努力讀書,期盼有朝一日能中舉登科,光耀門楣,為國效勞。二十多歲時,他每隔三年應試一次,卻始終未能中舉。三十歲時,他放棄了入試出頭的抱負,決定好好過生活,轉而從事教學,並且在接下來二十五年間用心教書,知足常樂。也就是說,陳其德相當認分,他受過教育,日子還過得去,也安於當他的低階鄉紳。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

陳其德為了證明萬曆年間豐衣足食,提出了充分的證詞:

斗米不過三四分。

陳其德用來稱呼穀物的字是「米」這個通用詞,指的可以是米心或米粒。「米」在長江三角洲的脈絡中通常指稻米,而不是北方人吃的小米或小麥,南方人比較愛吃米。他用「斗」這個單位來為米計價,而「斗」字面上是指一杓或一桶。陳其德提到的貨幣單位,是白銀的標準小單位「分」,「分」本意指「百分之一」,而這句話裡所說的是什麼的百分之一呢?是「兩」這種重量的百分之一。「兩」是中國主要的貨幣計算單位。

圖/unsplash

物價這麼低,榮景似乎觸手可及,至少陳其德寧願這麼想。誰都不用擔心東西不夠吃。 陳其德用戒慎的態度來勾勒這種安逸,提醒大家榮景不只能讓人豐衣足食,也會讓人鬆懈了道德。一五八八年至一五八九年這兩年間發生嚴重的天災,先是豪雨成災,然後是嚴重乾旱。身為重視道德的儒生,陳其德只能把這兩波天災歸諸於「人禍」。他認為,萬曆初年的富足,讓大家失了道德準繩。雨水與乾旱不只是天災,也是上天的警告。

令人驚心的災年物價

陳其德回過頭來談米價,把老天爺警告的嚴重程度加以量化。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

當是時,積米一擔,博價一兩有六。然米價騰貴,僅以月計,便覺野無青草,樹無完膚,而流離載道,橫屍遍路。

一擔有十斗,等於一斗要價十六分,也就是說米價漲了四到五倍。米價這麼貴,窮人只好盡可能從身邊的大自然找尋替代品,從青草到樹皮都不放過。社會愈來愈動盪。

講完一五八九年的天災,陳其德跳到天啟年間的一六二○年代,宦官派系在統御無方的明熹宗治下抬頭,朝綱混亂,讓政治菁英與衛道人士大感失望。陳其德簡短描述當時的混亂,將之視為上天的警告,接著跳到他為文的主軸,也就是繼位的崇禎皇帝統治末年。

陳其德再次以米價來量化災害並追蹤其進展。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
圖/unsplash

米價初自一兩餘,漸至二兩餘。至水退而吳興農父重覓苗於嘉禾,一時爭為奇貨。即七月終旬,猶然舟接尾而去也。

陳其德在此把單位往上翻了一番,從「斗」上調到「石」,大約等於一百「升」。數字除以十就能還原出每斗的價格:價格在一六四○年先漲到每斗十分,接著二十分。

這些物價對經濟的影響,是導致市場關閉。至於社會影響,則堪稱災難。連當鋪都關門大吉,因為誰都沒有東西能典當。農民還是打起精神,出門耕田,但作物才剛種下去,蝗蟲便席捲而來,連剛發芽的東西都不放過。溪流乾涸,有水桶也無用武之地。

接下來疫情爆發,很可能是鼠疫,百分之五十到六十的家戶染疫。陳其德提到有許多人「就木」,至於「無木可就者,不過以青蠅為弔客」。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

接著陳其德重新回來談物價,把敘事主軸從米價轉向其他食品的價格,藉此強調物價漲到難以置信的水準。陳其德在文章最後提醒讀者「勿視為老生腐談」。光是能活命就足以感恩涕零,但大多數人都想忘記受過的苦難,假裝什麼壞事都沒發生過,那可不行。

就連豬都比人貴?

災難還沒到頭。陳其德在一六四一年中元節擱筆時,也沒想過情況還可以變得更糟。一年又一個多月之後,陳其德在中秋節(一六四二年九月十九日)再度提筆為文,把去年的故事接著說下去。他在文章開頭提到,那年冬天嚴重缺米。他不是說米價有多高,而是沒提價格,因為根本沒米可以標價。

填不飽肚子的人或者拋棄自己的孩子,或者殺了他們來吃。染疫的比率上升到百分之九十。情況愈來愈慘,無計可施的老百姓甚至不惜把自己討來的丁點食物拿去拜拜,尤其疫情復燃之後更甚,期盼神明能出手幫忙。陳其德說,這種可悲的做法只會讓糧價變得更貴。

又因病者祈祝太甚,食物倍貴於去年。大雞二足,得錢一千;即小而初能鳴者,亦五百六百。湯猪一口,動輒自五兩至六七兩;即乳豬一口,亦一兩五六錢至一兩七八錢。若小廝婦女,反不過錢一千二千。又安見人貴而畜賤耶?

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
圖/unsplash

陳其德此處提到物價時,講到兩種不同的貨幣。豬用銀兩,雞用銅錢,人也用銅錢。社會上普遍把「銅」跟「銀」的用處區分得很清楚,銅錢用來買便宜的東西,銀兩則是用於大手筆的買賣。陳其德用銅錢替奴僕定價,其實是反指不該用銅錢給人標價,銅錢應該是用來給雞標價才對。然而在經濟崩潰的年代,就連豬都比人貴。

大明王朝的儒家宇宙觀

人們往往在逆境中尋求倫理教訓,尤其是陳其德這種道學之士。身居鄉紳底端的他,不停反省自己享有的那一點點特權,免得讓僅有的一絲絲福德溜走。他父母之所以為他取名「其德」(大概可以解為「有德之人」),或者也有這一番期許吧。陳其德身家有限,又沒有中過舉,只能仰賴其德來維持自己的社會地位,而他對此也是戒慎恐懼。

儒家把倫理與宇宙觀緊密結合,讓兩者之間幾乎沒有分別。雨水來自天上,天不下雨,是因為天決定不下雨,做為某種警告或懲罰。今日的我們抱持著大不相同的宇宙觀,但就連我們都會在日常生活中替天氣與疾病生態所受到的擾動賦予道德意義,宛如破壞環境與氣候變遷的警告。

所以,雖然我們的道德權衡基準與明代百姓截然不同,但我們跟他們其實相去不遠。在本書裡,我希望大家各退一步,試圖找回明代百姓生活的世界。我們如今把「世界」想成某個深受條件變化影響的有形生態體系,而他們當年則是把「世界」看成某種形而上的桌上遊戲,主導遊戲走向的則是上天。兩種觀念的建構方式並不相同,我也不覺得非得採用儒家道理,但我確實覺得當時人有他們的體會,他們用自己覺得有意義的方式在理解世界,我們不妨盡可能去貼近他們的體悟與認知。如果我們不去觀照生存危機對他們的意義,就等於是掏空了歷史。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

其實,無論是我們還是他們,大家都生活在一個容易遭受擾動的全球生態系,擾動的因素也許是蒼生愚昧阻礙了天恩,也許是人類製造的碳與氣膠阻擋了太陽能。我們大家還有一個共同習慣,就是從必需支付的物價來看自己財富的變化。本書要順著陳其德的腳步,觀察糧價,但為的不是當成天怒程度的氣壓計,而是做為氣候變遷的衡量指標。

——本文摘自《價崩:氣候危機與大明王朝的終結》,2024 年 05 月,城出版出版,未經同意請勿轉載。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
衛城出版_96
4 篇文章 ・ 4 位粉絲
"每個人心中都有一座城。每個人在心裡攜帶著文明的種子。 守衛讀者心中之城,與文明的生命力。"