吃蟲進行式：昆蟲食品的新奇之路——以蟲為食（下）

久旱不雨，植物悲鳴，^{[1, 2]}類似教育部《臺灣閩南語常用詞辭典》所謂「因飢餓而吵鬧」的「哭枵」（khàu-iau）。^[3]別問為何沒聽過，也不怪天地寡情，人類無義，從來漠不關心。植物叫那種超音波，傳至咱們耳裡就只剩寧靜。幸好靠著以色列科學家幫忙，轉換到常人的聽覺範圍，並分享於 2023 年 3 月底的《細胞》（Cell）期刊，才廣為周知。^[1]

傾聽植物的聲音

面臨乾旱或草食動物的威脅，植物會做出多種反應，例如：改變外貌，或是以揮發性有機化合物影響鄰居等。^[1]過去的文獻指出，缺水引發空蝕現象（cavitation），使植物負責輸送水份的木質部，因氣泡形成、擴張和破裂而震動。^{[1, 4]}現在科學家想知道，這是否也會產生在特定距離內，能被其他物種聽見的聲音。^[1]

受試的對象是番茄與菸草，分別拆成乾旱、修剪和對照 3 組。對照組又有常態生長的一般對照、有土卻無植物的盆器，以及每株植物實驗前的自體對照 3 種。實驗大致有幾個階段：首先，在隔音箱裡，距離每個受試對象 10 公分處，各立 2 支麥克風收音。將聲音的紀錄分類後，拿去進行機器學習。接著移駕溫室，讓訓練好的模型，分辨雜音和不同情況下植物的聲音。再來，觀察乾旱程度與植物發聲的關係。最後，也測試其他的植物和狀態。^[1]

植物錄音與機器學習

隔音箱裡常態生長的植物，每小時平均發聲少於一次；而沒植物的盆器當然完全無聲。相對地，遭受乾旱或修剪壓力的實驗組植物，反應則十分劇烈：^[1]

隔音箱中實驗組的錄音，被依照植物品種以及所受的待遇，歸納為 4 個組別，各組別再彼此配對比較，例如：乾旱的番茄對修剪的番茄等。以此資料訓練出來的機器學習模型，判別配對中各組別的準確率為 70%。第二階段在溫室中進行，自然較隔音箱嘈雜。科學家拿空蕩溫室的環境錄音，來教模型分辨並過濾雜訊。訓練後，令其區別乾旱與對照組番茄的聲音，結果 84% 正確。^[1]既然能聽得出基本的差別，下一步就是了解水量對番茄發聲的影響。

體積含水量

為了操縱體積含水量（volumetric water content，縮寫VWC），即水份與泥土體積的比值或百分比，^{[1, 5]}科學家狠下心，連續幾天都不給溫室裡的番茄植栽喝水。一邊觀察 VWC 的變化；一邊錄下它們的聲音。起先水份充足，番茄不太吵鬧；4、5 天下來，發聲的次數逐漸增加至高峰；然後應該是快渴死了，有氣無力，所以次數又開始減少。此外，番茄通常都在早上 8 點（圖表較像 7 點）到中午 12 點，以及下午 4 點至晚上 7 點，這兩個時段出聲。^[1]科學家覺得這般作息，可能與規律的氣孔導度（stomatal conductance），也就是跟光合作用的換氣以及蒸散作用的水份蒸發，兩個透過氣孔進行的動作有關。^{[1, 6]}

大部份的聲音都是在 VWC < 0.05 時出現；當 VWC > 0.1，水份還足夠，就幾乎無聲。科學家將比較的條件進一步分成 VWC < 0.01 與 VWC > 0.05、VWC < 0.05 跟 VWC > 0.05，以及 VWC < 0.01、VWC > 0.05 和淨空溫室的聲音。機器學習模型分辨起來，都有七、八成的準確率。^[1]

植物發聲的原理

實驗觀察所得，都將植物發聲的機制，指向木質部導管中氣體的運動，也就是科學家先前預期的空蝕現象。^[1]下面為支持這項推論的理由：

1. 木質部導管的口徑，與植物被錄到的聲波頻率相關：寬的低；而窄的高。^[1]
2. 乾旱與修剪所造成的聲音不同：在木質部導管中，前者氣泡形成緩慢，發聲時數較長；而後者則相當迅速，時數較短。^[1]
3. 聲音是由植物的莖，向四面八方傳播。^[1]
4. 空蝕現象造成的震動，跟記錄到的超音波，部份頻率重疊；而沒有重疊的，其實已經超出其他物種的聽力以及麥克風收音的範圍。^[1]

問誰未發聲

觀察完番茄和菸草之後，科學家不禁好奇，別的植物是否也會為自己的處境發聲？還是它們都默默受苦，無聲地承擔？研究團隊拿小麥、玉米、卡本內蘇維濃葡萄（Cabernet Sauvignon grapevine）、奇隆丸仙人掌（Mammillaria spinosissima）與寶蓋草（henbit）來測試，發現它們果然有聲音。不過，像杏仁樹之類的木本植物，還有木質化的葡萄藤就沒有了。另外，科學家又監聽感染菸草嵌紋病毒（tobacco mosaic virus）的番茄，並錄到它們的病中呻吟。^[1]

你敢有聽著咱的歌

之前有研究指出，海邊月見草（Oenothera drummondii）暴露於蜜蜂的聲音時，會產出較甜的花蜜。^[2]若將角色對調過來：植物在乾旱、修剪或感染等壓力下釋出的超音波，頻率約在 20 至 100 kHz 之間，理論上 3 到 5 公尺內的某些哺乳動物或昆蟲，例如：蝙蝠、老鼠和飛蛾，應該聽得到。^{[1, 2]}以色列科學家認為幼蟲會寄住在番茄或菸草上的飛蛾，或許能辨識植物的聲波，並做出某些反應。同理，人類可以用機器學習模型，分辨農作物的聲音，再給予相應的照顧。如此不僅節省水源，精準培育，還能預防氣候變遷所導致的糧食危機。^[1]

備註

本文最後兩個子標題，借用音樂劇《Les Misérables》歌曲〈Do You Hear the People Sing?〉的粵語和臺語版曲名。^[7]

參考資料

1. Khait I, Lewin-Epstein O, Sharon R. (2023) ‘Sounds emitted by plants under stress are airborne and informative’. Cell, 106(7): 1328-1336.
2. Marris E. (30 MAR 2023) ‘Stressed plants ‘cry’ — and some animals can probably hear them’. Nature.
3. 教育部「哭枵」臺灣閩南語常用詞辭典（Accessed on 01 APR 2023）
4. McElrone A J, Choat B, Gambetta GA, et al. (2013) ‘Water Uptake and Transport in Vascular Plants’. Nature Education Knowledge, 4(5):6.
5. Datta S, Taghvaeian S, Stivers J. (AUG 2018) ‘Understanding Soil Water Content and Thresholds for Irrigation Management’. OSU Extension of Oklahoma State University.
6. Murray M, Soh WK, Yiotis C, et al. (2020) ‘Consistent Relationship between Field-Measured Stomatal Conductance and Theoretical Maximum Stomatal Conductance in C3 Woody Angiosperms in Four Major Biomes’. International Journal of Plant Sciences, 181, 1.
7. FireRock Music.（16 JUN 2019）「【問誰未發聲】歌詞 Mix全民超長版 粵+國+台+英 口琴+小童+學生+市民 Do you hear the people sing?」YouTube.

泛泛泛科學Podcast這裡聽：

根據經濟部去年統計，台灣每年竟可賣出 10.2 億杯手搖飲，平均每人每年喝掉 43.3 杯！不過，身為手搖飲愛好者的你，在喝下爽口珍奶時，有想過手搖飲是怎麼出現的嗎？現在喝得到手搖飲都是托哪位女科學家的福？手搖飲大為流行要歸功哪一項發明？現在還有「無人手搖飲店」，真的能搖出好喝珍奶，為你客製特殊需求嗎？

本集泛科學邀請配配飲創辦人 Evan、公益創投的 Amiko 聊聊手搖飲的前世今生。讓我們與兩位來賓一起穿梭時空，從古早泡沫紅茶店，聊到手搖飲未來無限的創新趨勢！

• 04:43 為什麼要強調「女性」職人的成就

至今，實踐性別平權仍是社會各個產業需努力的目標，女性在職場受到不平等待遇也並非少見。Amiko 提及在新創產業，女性不像男性有機會繼承或取用家中資源，創業也必須「白手起家」靠自己，更可能受到家庭與婚姻的牽絆。不過，她也說創業的要素，在於秉持創新、挑戰精神，性別並不影響創業成功與否。P 編表示，泛科學先前也曾製作《她是科學家》專題，希望藉此呈現女科學的成就，以及她們因性別所遇上的困境與歧視。

• 09:12 19 世紀才有食品冷藏概念

19 世紀時，美國女性化學家瑪麗恩格爾潘寧頓（Mary Engle Pennington）熱衷於食品加工、儲藏及運輸衛生的研究，致力於推動食品冷藏保鮮的概念，研發出許多冷凍運輸、儲藏的新科技，更是全世界第一個建立牛奶安全檢驗標準的科學家。正因為她的研究與發明，今日我們才得以享用新鮮的珍珠奶茶等手搖飲。

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• 12:12 從雜貨店到泡沫紅茶店的「飲料史」

P 編及 Evan 回想起小時候對「飲品」的回憶，源於從雜貨店裡的飲料桶，用塑膠袋裝紅茶、冬瓜茶，或再把飲料袋放進冰箱，自製出紅茶冰、冬瓜茶冰。兩人進入的青少年階段後，小歇等泡沫紅茶店大為盛行，學生間開始流行在店內與三五好友喝茶、聊天、打牌，讓泡沫紅茶店成為社交聚會場合，也是許多人的青春回憶。

• 16:28 手搖飲盛行竟歸功於這項發明？

Evan 說明「飲料封膜機」的誕生，是手搖飲店在台灣大為盛行的一大主因。從前，泡沫紅茶店多以內用為主，外帶飲品時以塑膠蓋封口，但蓋子容易脫落，導致飲料外帶不便，自從發明封膜機之後才大為改善，讓飲料外帶變得容易，主打外帶的連鎖飲料店才開始盛行。Evan 也曾和封膜機廠商接觸，表示封膜機的製造也有其學問，塑膠膜、鍍膜的材質必須選擇得宜，飲料杯才能黏得緊密，稱封膜機為另類「台灣之光」。

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• 21:06 手搖飲店員不再「搖」飲料了

過往，手搖飲店追求店員「手搖」飲料，讓客人感覺賓至如歸的服務，但現在體諒店員的「手力」，多半也以「搖杯機」取代人力。Evan 解釋「搖」的動作，有助讓外在空氣與飲料、糖、冰塊結合，喝起來味道較為順口，也說明飲料搖出的泡沫，能有效阻隔空氣，讓氧化過程暫緩，能讓飲料暫時維持一定的口感。另外，如現在部分商家販售的黑糖珍奶，便是追求不搖飲料，才能看到從杯身看到如「虎紋」般美麗的黑糖，也是手搖飲多元化、美學化的轉變。

• 25:19 為何不愛去超商買手搖飲？

台灣現今手搖飲料店五花八門，就連超商也加入市場，但普遍消費者仍會偏好選擇手搖飲料店，而非購買超商的手搖飲。Evan 認為，消費者購買手搖飲追求「儀式感」，要到特定店面購買，在店內耐心等待一杯現做的飲料，買的是一種「心靈慰藉」。相對來說，上班族則會選擇到講求快速便利的超商，購買咖啡以提神，是一種工作上的「需求」，與購買手搖飲背後的心理機制有所差異。

• 30:28 疫情後餐飲業開始「電子化」

手搖飲店員工每日的必備行程，便是煮茶、點單及收銀，因此商家營運仰賴極大的人力資源。不過由於 COVID-19 疫情影響，必須減少「人與人的接觸」，因此商家使用無人機讓消費者點餐的頻率增加，讓機器替代重複、枯燥的勞務工作。同時，消費者在疫情後也更習慣電子支付、外送叫餐，種種消費模式的轉變，都已改變餐飲業的生態。

• 34:50 無人手搖飲店「客製化」的原因

配配飲最大特色在於它是間「無人手搖飲店」，從煮茶、加料、調味皆由自動化手搖飲機台一手包辦，消費者可依據自己的口味需求向機器點餐，獲得比一般手搖飲店更「客製化」的飲品。Evan 表示研發機台並不容易，光是「煮茶」步驟即耗費兩年時間才研發完善，各種配料的濃度、流體速度也需反覆測試，讓製作標準統一形成SOP。

為了讓配配飲的口味「好喝」，Amiko 親身下海試喝各家手搖飲，最終發現飲料容易造成「體重負擔」。因此最終配配飲的糖皆使用寡醣（Oligosaccharides），有助於益生菌生長，並且熱量相對較低，甜度也更為清爽耐喝，不容易過膩。

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• 41:32 機械手臂為何不適合做飲料？

由於考慮到店面營運效益，自動化手搖飲機台具有兩個產線，能同時製作兩杯飲品，達到最高效能讓產量增加，也減少消費者等待飲品製作的時間。若採用機械手臂製作飲品，其產製過程仍與手工相同，製作速度仍可能比人來得慢，過程中還可能會有潑灑出飲料、調味不夠精細等問題；相對而言，配配飲的機台有更完善的製作產線，並且仍有人員從後台監控，確保機器的運作狀況，調配手搖飲的流程比機械手臂更穩定。

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• 45:44 「工程師魂上身」改善人為誤差

Evan 提及，自動化手搖飲機台與手工煮茶的最大差異在於，人為操作容易有誤差，例如店員可能沖煮時恍神分心，導致茶的口感有所不同，機器只要設定無誤便能精準製作。他也表示，過去當工程師時就喜歡喝手搖飲，但也觀察到就算是在同間店點同款飲料，只要服務的店員不同，口感便會有差異。這種人為誤差讓他「工程師魂」上身，希望能改變手搖飲的產製問題，才動念想研發自動化手搖飲機台，創造出「配配飲」品牌。

• 52:11 以女科學家命名的飲品

本次配配飲與泛科學推出聯名活動《用飲料串連科學與世界的女性》，根據四位女科學家的生平、性格與研究，特別設計出四款以她們為名的飲品，以美妙的味覺口感，紀念女科學家們的成就。即日起至 3 月 22 日，加入泛科學會員並完成《你是哪位女科學家？》測驗，就有機會免費獲得【泛科學 X 配配飲】女科學家飲料兌換卷！共計 200 杯！

除了線上測驗，3 月 8 日至 3 月 31 日，只要於配配飲民復主題店活動現場購買四款專屬飲料，在購買收據背面寫下「姓名」、「手機號碼」資料並投入抽獎箱，就有機會得到 Amiko 大力募得的多個獎項，最大獎是價值超過新台幣兩萬元的宜蘭「迷路憶境」民宿包棟住宿一晚，其他還有 Rogy 環景360度 專人直播服務、ZINIZ 時尚輕巧滅火精品、芒果遊戲道具包等 60 個總價值近九萬元的豐富獎項等你來拿！

• 本文與新興科技媒體中心合作，內文經泛科學改寫。
• 詳細專家回應請見：「食品加工鏈的COVID-19傳播」之專家意見
• 資料更新至 2021 年 6 月 7 日

COVID-19 爆發之後，已經確定知道飛沫、直接接觸與空氣感染，為其主要的傳播方式。然而，疫情是否有可能藉由食品擴散，仍然是某些人提出可能的隱憂。

為此，英格蘭公共衛生署（Public Health England, 簡稱 PHE）於 2021 年 3 月發表報告，回顧 6 篇來自美國及德國的研究與報告，探討食品加工鏈內 COVID-19 傳播。

此報告結論認為食品加工鏈的「作業員工」無法在密閉工作環境中保持適當距離，易傳播 COVID-19。

食物極不可能傳染COVID-19

中山醫學大學公共衛生系教授 翁瑞宏 協助解讀此研究，他指出，鮮少有透過動物而使人類感染 COVID-19 的報吿，相關食品感染人的情況就更不確定。

聯合國的糧農組織（Food and Agriculture Organization）亦發布一項定性評估［1］，指出人類接觸、處理、食用畜養和水生動物或其產品而感染冠狀病毒的風險是可忽略的，也就是極不可能發生。

由於冠狀病毒並非食源性病毒，亦即該病毒不太可能透過飲食而感染，更何況食物的熱處理、水分活度、酸鹼度、各種營養成分都會影響冠狀病毒的穩定性。

不過值得一提的是，冠狀病毒在冷藏食品中的最長存活時間尚未被確認，病毒數量在 -20°C 下可能維持數週［2］。病毒亦可長期存在冷藏食品的包裝表面，並且跨越國境，進行長程傳輸。雖然少見上述案例，但仍提醒人們避免接觸可能受污染的冷藏食品。

食品加工鏈的高風險作業環境

翁瑞宏指出，在國外，許多食品工人在疫情中被診斷為無症狀感染者。在封閉式的食品製造設施中，工作者極可能密切接觸到傳染源，使得食品加工製造業成為僅次於醫療和長照機構的高風險環境。

儘管大多數的加工廠設法避免感染，疫情仍然帶給食品製造業極大挑戰，不僅要保護人員，還要設法持續營運。即使國外已在爆發疫情的食品加工廠進行調查，結果仍未提供病毒相關傳播因子的證據。

因此，也才出現本次英格蘭公共衛生署（Public Health England）考量在疫情期間的公共實務需求，也避免正規審查的時間耗損，因此透過快速審查文獻，藉以評估在食品加工鏈中影響 COVID-19 傳播的因素，希望藉由理解而預防病毒在食品加工產業的傳播。

最重要的結果顯示，工作者在食品加工區域很難保持兩公尺的社交距離，因而增加病毒的傳播機會。這個結果也隱含一項意義：即使缺乏對於病毒的環境監測，我們仍然可以藉由員工是否保持社交距離，來識別食品製造場所的病毒傳播風險。

此外，疫情爆發亦可能導致民眾對於食品的恐慌性搶購，將使工作者無法在食品生產和販售時保持適當的社交距離。食品工人亦多為移工或臨時工，他們經常同住擁擠的宿舍，屬於低社會經濟階層，也因為語言和文化障礙而較難以接收正確的健康訊息，因而缺乏健全的公衛意識。而部分食品加工過程必須符合低溫和高濕的條件，這也增加病毒存活的穩定性。

臺北醫學大學醫學院醫學系公共衛生學科教授莊凱任則指出，如果你是食品製造加工處理業的雇主、員工、雇主員工家人與食安衛生有關政府單位，這篇文章闡述國外 COVID-19 在食品製造加工處理業員工之間傳播的可能原因，故對於雇主保護他的員工與自身、員工保護他的家人與自身，以及有關單位如何知道原因後協助雇主員工免於染疫，就顯得十分重要。

最大限制：回顧資料不足

莊凱任認為，此報告最大的限制是這篇文章僅回顧（review）了（或說僅綜合瀏覽分析了）六篇文章，樣本數量（或說文章數量，研究報告數量）明顯不足。

此外，這些研究大多是短期研究，也都沒有對照組（就是可以參考比對的族群），因此無法確定研究結論是否只發生在食品製造加工處理業，或是其他行業也有一樣的情形；以及食品製造加工處理廠商現場作業員工的染疫情形與因素，是否比在辦公室作業人員還要嚴重以及不良。

翁瑞宏認為此報告的限制在於，此次快速審查納入六篇研究文獻，其中有三項報告是關於在肉類加工廠爆發疫情的調查，分別兩項在美國和一項在德國；另有三項橫斷面的研究，是關於美國的肉品加工廠爆發疫情的匯總數據。

因為被納入的研究數量少，僅包括疫情調查和橫斷面的研究，並且幾乎都是在美國所執行，因此較不具代表性，所得結果可能不適用於其他國家。

全部六項研究皆無納入對照組，並且沒有針對可能影響結果的其他因素進行調整，因此難以建立暴露和結果之間的關聯性。所有的研究內容是探討肉品加工廠的疫情爆發，沒有來自其他食品加工過程的證據，所以也無法推論其他處理是否具有較高的病毒傳播危險。

該如何保護食品工人？

翁瑞宏認為根據這份報告，食品產業經營者保護其工人的首要考量，應於阻斷密切接觸的傳播途徑。

保持社交距離、降低擁擠區域的人群密度、使用個人防護裝備（口罩、面罩、手套、塑料和玻璃屏障）、以及更換室內空氣都應是必須考量的方法，次要則為洗手和表面消毒，此外，也應進行人員的健康監測。

產品在運輸和冷藏過程，也要避免被病毒所污染。對於消費者而言，勿因疫情而產生恐慌性的食品搶購；採購時，亦應保持適當的社交距離。此外，切勿食用不安全的野味，生肉在食用前必須適當地加熱處理。

莊凱任指出，本研究認為食品製造加工處理廠商現場作業員工容易染疫，是因為作業場所無法保持「兩公尺」社交距離、現場又必須大聲吆喝而更容易導致飛沫產生，且作業現場的低溫度與高濕度可能使病毒更容易存活。

此外，西班牙裔員工比白人員工更容易染疫，可能原因是因為 西班牙裔員工社經地位較低（缺乏經濟支持與社會支持），家中人口擁擠而導致。

莊凱任並強調，不應因此歧視食品製造加工處理業相關從業人員，或是歧視低社經地位人士，並將他們視為病毒傳播來源；而是藉由以食品製造加工處理業為範例的研究，瞭解保持社交距離與環境清潔的重要性，思考哪些行業或作業同樣難以保持社交距離與易使病毒存活，從而思考保持社交距離以外的防疫措施。

應設法協助低社經地位人士尋求政府公司家人朋友的協助，幫助他們度過因疫情帶來的健康與經濟的衝擊。

參考文獻：

1. El Masry I, von Dobschuetz S, Plee L, Larfaoui F, Yang Z, Song J, Pfeiffer D, Calvin S, Roberts H, Lorusso A, Barton-Behravesh C, Zheng Z, Kalpravidh W, Sumption K. Exposure of humans or animals to SARS-CoV-2 from wild, livestock, companion and aquatic animals: Qualitative exposure assessment. FAO animal production and health, Paper 181. 2020; Rome, FAO.
2. Godoy MG, Kibenge MJT, Kibenge FSB. SARS-CoV-2 transmission via aquatic food animal species or their products: A review. Aquaculture. 2021; 536:736460.
3. Factors contributing to the transmission of COVID-19 within food manufacturing and processing settings－A rapid review