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上完大號,不想面對室友尷尬又不失禮貌的微笑?——談談常見臭味分子的結構和消除原理

ffr_96
・2021/07/21 ・2210字 ・閱讀時間約 4 分鐘

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隨著暑假的來到,許多大學新鮮人開始期待嶄新的大學生活。像是活潑有趣的系學會、熱血沸騰的社團活動、或是一場轟轟烈烈的戀愛。其中,最令人興奮的莫過於宿舍生活。宿舍裡的室友可能來自四面八方,大家的生活習慣各不相同,難免會需要互相配合,特別是上廁所這回事。有些學校的宿舍,是一間房間配置一間衛浴,使用上十分方便,不需要走出房間就可以輕鬆如廁和盥洗。不過,也偶爾會發生同學們排泄物臭氣沖天,充斥整個房間的窘境 (苦笑) 。

許多人會選擇購買芳香劑或者除臭噴霧,避免自己有機會淪落到這個尷尬的情境。這些產品都主打能夠消除惡臭,達到淨化空氣的功效。不過,臭味到底是什麼?到底要如何被消除?

為什麽我們會聞到臭味?圖/giphy.com

為什麽我們會覺得臭——臭味的形成

人體的嗅覺受體細胞 (olfactory receptor cell) 約有四千萬個,在鼻腔中負責傳遞氣味訊號給大腦。大腦中的杏仁核是掌管情緒最主要的部位。當我們聞到臭味,而且產生一些負面情緒的時候,是嗅覺受體細胞產生一系列的電位訊號給杏仁核,告訴大腦「聞到這種氣體會很不舒服」這件事。簡而言之,氣味容易牽動情緒,而臭氣分子通常具有特定的結構,帶給大腦「不愉快」的訊息,因此,我們就會定義帶有特定結構的氣體是「臭」的。    

嗅覺受體細胞構造圖。圖/britannica.com

常見臭氣分子結構大解密

自然界的分子能榮登成為臭氣分子的原因非常多。除了分子本身需要具備良好的揮發性 (如果連揮發成氣體都有難度,那後面傳訊息給大腦的部分就不用玩了) 、分子結構要能夠和受體結合之外,最重要的是結構中具有孤電子對*

孤電子對能刺激人類嗅覺,因此是形成臭氣分子最主要的因素。而氮 (N)硫(S)鹵素 (F,Cl,Br,I) 等元素在形成分子時,通常是具備孤電子對的一方,因此時常在臭氣分子中見到。像是公共廁所中常聞到的尿騷味來源-阿摩尼亞(ammonia,分子式:NH3)、哺乳類動物糞便中的「屎味」-糞臭素 (skatole,分子式 : C9H9N )、在火山口或者溫泉旁能夠聞到的「硫磺味」來源-硫化氫(hydrogen sulfide,H2S )、新房子粉刷後聞到的「油漆味」來源-甲醛 ( formaldehyde,HCHO ),或者是去光水刺激的臭味來源-丙酮 ( acetone, 分子式 : C3H6O)。

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常見臭氣分子結構。圖/參考資料 4

不讓臭味影響心情,你需要除臭救星!

臭味帶給生活上非常多困擾,讓身心產生不愉悅的反應。由於產生臭氣的原因眾多,因此市面上販售各式各樣產品,希望能解決這樣的問題,而每一種產品都有各自的優缺點。

(一) 物理性除臭產品

  1. 芳香劑
    市面上有些擴香、香水和固體的香膏等產品散發出濃厚的香氣,用來遮蓋環境中原本的惡臭。優點是在臭味不明顯時,不但能有效去除臭味,還能為環境增添一股芬芳,但是時間拉長之後,很容易造成兩種不同味道混雜在一起,變成另一種古怪的味道 QAQ。除此之外,已有文獻指出,芳香劑中的甲醇、甲醛等化學物質,長期吸入人體內可能會導致偏頭痛以及對呼吸道和皮膚等等的器官造成危害。
  2. 活性碳
    活性碳是利用木材、椰子殼等有機物經由一系列物理和化學方法製成的孔洞材料,吸附力非常強,能夠去除空氣中的臭氣分子,也常用於減少水中難分解的物質。它的好處在於對人體的傷害較低,而且對廣泛的分子都能有效的吸附。不過,當活性碳中的孔洞達到飽和狀態時,除臭效果就大打折扣。
有時,我們不得不求助各種芳香劑來除臭。圖/giphy.com

(二) 化學性除臭產品

  1. 液體噴霧
    臭氣產生的機制非常多,可能是來自細菌代謝後的產物,或者是物質經由氧化還原,變質之後產生的氣味等等,因此,為了同時消除多種途徑產生的臭氣,有些液體噴霧包含抗菌劑、香料、氧化劑、還原劑等,經由噴灑之後,可同時而且快速達到抑制細菌、遮蓋臭味、分解臭味分子的功效。不過,雖然液體噴霧能夠應付多種臭氣,但是並不能維持非常久的時間,因此,長期使用下來成本非常高。

雖然有些人會選擇事先告知室友們,即將要「上廁所」。不過,聞到臭味時,心情難免都會受到影響。大家可以根據自己的需求以及考量,去選擇除臭產品,也為自己減少尷尬的機會。

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注釋

*孤電子對 (lone pair) : 一個原子和另一個原子形成鍵結時,沒有參與鍵結的電子。存在於原子最外殼層。

參考資料

  1. Genva, M., Kenne Kemene, T., Deleu, M., Lins, L., & Fauconnier, M. L. (2019). Is It Possible to Predict the Odor of a Molecule on the Basis of its Structure?. International journal of molecular sciences, 20(12),3018.
  2. Steinemann, A. (2017). Health and societal effects from exposure to fragranced consumer products. Preventive Medicine Reports, 5, 45–47.
  3. 一「嗅」萬千的巧妙
  4. 陳玟妏(2006)。高雄市臭味調查及改善 (碩士論文)。
  5. 周明顯(2005)。環境臭味及控制科學發展,2005 年 3 月,387期。
  6. 蘇裕昌(2004)。生活環境中主要的臭味成分及臭味的去除紙漿技術,Vol 18,No. 1。

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從小吃貢丸米粉長大,大學以火雞肉飯為主食。過了四年,乘著風回到北部。現在是中央化學所碩一生,喜歡花花草草,期許自己能將生活中的化學介紹給大家。 個人IG連結:https://www.instagram.com/ffrliterature/

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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。

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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。

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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。

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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。

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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。

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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)。

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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。

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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」。

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指甲刮黑板的聲音,為何讓人難以忍受?
雅文兒童聽語文教基金會_96
・2023/10/22 ・2522字 ・閱讀時間約 5 分鐘

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  • 朱家瑩/雅文基金會聽語科學研究中心 研究員

想像一下當你聽到手指甲刮著黑板產生的摩擦聲,或者是拿著叉子摩擦著不鏽鋼碗的聲音,抑或是小孩的哭叫聲,有沒有哪一個聲音會讓你全身起雞皮疙瘩,想要用手摀住耳朵,甚至是情緒爆炸、只想要遠離現場呢?這些讓人不適的聲音,是有其特有的聲學特質?或是其他緣故呢?

想像一下指甲刮黑板的聲音。圖/Pexels

不是尖銳、高頻音就刺耳,而是流淌在你我血液的祖先智慧

一般認為,令人不適的聲音是因為刺耳的高頻聲,尤其像是手指甲刮黑板時所產生的摩擦聲,其中那種「ㄍㄧ ㄍㄧ ㄍㄧ」的聲音,似乎是造成不適感的主因。

然而,Halpern、Blake 和 Hillenbrand(1986)這三位研究者對於這個現象感到好奇,因此他們進行了一項實驗 [1],他們將那些令人不適聲音(如:刮金屬或石板的聲音)中的高頻音減弱。

結果顯示,即使減弱尖銳的高頻聲音,受試者仍然感到不適,因而主張尖銳的高頻音並不是造成不適感的主因。接續 Halpern 等人在企圖尋求答案時,意外發現刮黑板的聲音頻譜圖跟靈長類猴子的警告叫聲非常相似,因而大膽推測這個不適感並非高頻音造成的,而是源於人類祖先的記憶。

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人類對特定頻率區間的聲音感知最敏感,加上跨感官的連結,讓人聽到某些音就不適

可惜,到底是不是來自老祖先的智慧傳承,這點未獲得後續研究的支持。另一方面,Kumar 等人(2008)進一步以聲學分析探究是否是因特定頻率導致聆聽的不適感時,發現聲音中涵蓋 2500-5500 赫茲這個頻率區間的聲學頻率似乎特別容易引起聽者的不適感 [2]

有沒有哪一個聲音會讓你全身起雞皮疙瘩,想要用手摀住耳朵?圖/Pexels

他們推測這可能是因為這個頻率範圍的聲音感知上最為強烈,同時也具有最高的能量,因此使得聽覺系統特別對這些頻率的聲音敏感。

但是,我們平常聊天談話中也涵蓋了這個頻率範圍的聲音,除了頻率之外,是不是還有其他因素造成對某些聲音的不適感呢?

Ro 等人(2013)發現當聽到聲音時,聲音進入大腦的聽覺皮質同時,會傳遞訊號到觸覺感官系統,啟動了觸覺感官,讓聽者聽到聲音時,「感覺」到自己的皮膚彷彿被指甲刮的刺痛感 [3]

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聽聲音會啟動身體觸覺感官系統並非只存在刮黑板這類聲音,有些人在聽到音樂聲,像是聽到低音貝斯的聲音時,也會感覺到自己的身體也在震動,甚至感受到皮膚的不適感 [4、5]

也許因為這個跨感官的訊號傳遞,讓身體的其他部位也出現不適的感受,才會讓聽者對於這些聲音感到不適。

當感知到令人不適的聲音,杏仁核會依據習得經驗,決定是否啟動保護機制!

Zald 與 Pardo(2002)發現當聽到讓人感到不適的聲音刺激時,大腦中的杏仁核(amygdala)會高度活化 [6],而杏仁核在大腦中負責掌控恐懼、焦慮、害怕等負面情緒,換句話說,當聲音訊息抵達杏仁核時,它會誘發情緒反應,進而導致我們做出不同行為反應 [7]

杏仁核的啟動是大腦的一種保護機制,透過過往的經驗連結學習會對讓人不適的聲音發出警報[8] ,當聽者遇到可能危及安全的聲音時,杏仁核就會發出警報。

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例如,當聽到車子緊急剎車的聲音時,這個聲音傳送到杏仁核,會進而引起我們想要逃離的反應,或者產生對駕駛者行為的憤怒反應。

由於杏仁核在聆聽這些聲音時會高度活化,Kumar 等人(2012)進一步試圖了解在聆聽令人不適的聲音時,杏仁核在大腦中扮演著怎樣的角色,以及聲音資訊如何被傳遞到杏仁核。

他們的研究結果顯示,聲音刺激會最先傳送到聽覺皮質(auditory cortex)進行聲學訊息處理和分析,解碼聲音所代表的意義,例如,聽到「ㄍㄧ」的剎車聲,解碼出來的是來自汽車或者腳踏車的剎車聲。聽覺皮質處理完畢後,將資訊傳遞到杏仁核,當杏仁核接收到來自聽覺皮質的訊號後,依據這些訊息及過去經驗發出警報 [8],誘發恐懼、焦慮或憤怒等負面情緒,並可能促使進一步的行為反應,像是尖叫、摀住耳朵,或逃離現場。

舉例來說,如果是汽車的剎車聲,基於過去的經驗,可能存在危險,因此可能會誘發恐懼情緒,並引發立馬逃離現場的行為舉動。

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有些人基於過去的經驗,聽到汽車的剎車聲,可能會誘發恐懼情緒。圖/Pexels

然而,如果解碼後的聲音是腳踏車的剎車聲,根據過去的經驗,可能不會有危及生命的危險,因此即便會觸發閃躲的動作行為,但負面情緒可能不如汽車剎車聲來的強烈,可能只會憤怒的罵騎車的人不長眼。

聽到某些聲音,讓人立馬想逃或想戰,也許這個過往的經驗是來自遠古時代祖先的傳承,但更可能是因為聽到這些聲音時,觸覺感官系統被啟動了,身體上「感覺」到不適,所以當不適的聲音再次出現時,杏仁核的活化反應就更增強,讓我們除了單純的接收到聲音之外,也產生了身體及情緒上的反應。

參考文獻

  1. Halpern, D. L., Blake, R., & Hillenbrand, J. (1986). Psychoacoustics of a chilling sound. Perception & Psychophysics39, 77-80.
  2. Kumar, S., Forster, H. M., Bailey, P., & Griffiths, T. D. (2008). Mapping unpleasantness of sounds to their auditory representation. The Journal of the Acoustical Society of America124(6), 3810-3817.
  3. Ro, T., Ellmore, T. M., & Beauchamp, M. S. (2013). A neural link between feeling and hearing. Cerebral cortex, 23(7), 1724-1730.
  4. Koenig, L., & Ro, T. (2022). Sound Frequency Predicts the Bodily Location of Auditory-Induced Tactile Sensations in Synesthetic and Ordinary Perception. bioRxiv.
  5. Lad, D., Wilkins, A., Johnstone, E., Vuong, Q.C. (2022). Feeling the music: The feel and sound of songs attenuate pain. British Journal of Pain, 16(5), 518-527. 
  6. Zald, D. H., & Pardo, J. V. (2002). The neural correlates of aversive auditory stimulation. Neuroimage16(3), 746-753.
  7. LeDoux, J. E. (2000). Emotion circuits in the brain. Annual review of neuroscience23(1), 155-184.
  8. Kumar, S., von Kriegstein, K., Friston, K., & Griffiths, T. D. (2012). Features versus feelings: dissociable representations of the acoustic features and valence of aversive sounds. Journal of Neuroscience, 32(41), 14184-14192.
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雅文兒童聽語文教基金會_96
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雅文基金會提供聽損兒早期療育服務,近年來更致力分享親子教養資訊、推動聽損兒童融合教育,並普及聽力保健知識,期盼在家庭、學校和社會埋下良善的種子,替聽損者營造更加友善的環境。

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比臭豆腐還臭!「臭」名昭彰的瑞典鹽醃鯡魚罐頭
胡中行_96
・2022/05/05 ・3817字 ・閱讀時間約 7 分鐘

面對恐懼與憎惡,固守執念僅會增添痛苦,不如從別的角度來看待事物。

丹麥裔美國哲學家貝麗特.布加德(Berit Brogaard)[1]在《憤恨:了解我們最危險的情緒》(Hatred:Understanding Our Most Dangerous Emotion)中,提到這些負面感受,是我們面對可能的傷害時,會有的直覺反應,但未必與真實的危險有關。

比方說,消毒後完全無菌的蟑螂,就算裝在膠囊裡,您還是不敢吃。有時憎惡是源自「受到束縛的靈魂」,無奈沒法掙脫不斷老化的軀體,從而對任何與腐化、死亡關聯的事物,都感到噁心。總之,會產生那些負面的情緒,千錯萬錯都是自己心理作祟,不得怪罪外在的世界。

哲學家布加德說了這麼多,難道只是在為她筆下,集「爛蛋、酸乳、腐魚、水溝」臭味之大成的瑞典臭魚開脫?

詳解鹽醃鯡魚罐頭的前世今生

「瑞典鹽醃鯡魚罐頭」(surströmming),是一種發酵到臭「酸」(sur)的「波羅的海鯡魚」(strømming;學名:Clupea harengus var. membras)。[2]

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瑞典鹽醃鯡魚罐頭(surströmming)。圖/維基百科

在每年 5 月到 7 月的產卵季前,漁夫會獵捕這些體脂肪尚低的鯡魚,將魚浸在飽和的鹽水裡 1天至 2 天,而且最初 4 個小時還得不停攪動。接著,會移除頭部和大部份內臟,但保留性腺和幽門垂(pyloric ceca),然後將魚放進桶裝的 17% 稀釋鹽水裡,裝桶後的頭三天,不時滾動桶子。之後,在 15 到 18 度左右的溫度下,儲藏 3 週到 4 週,待發酵完成,鯡魚就會被分裝進罐頭中。

這種繁複的做法,原本可能是為了保存大量漁獲而設計。儘管發酵後的產品以惡臭出名,16 世紀時卻一度因為缺乏食鹽而流行,到了 17 世紀更成為瑞典某些地區的軍糧。[2](是說他們怎麼都不擔心臭到鳥散魚潰,全軍覆沒?)

日本 NHK 曾以科學方法,為世界各國的惡臭食物排名,冠軍「瑞典鹽醃鯡魚罐頭」的威力,是薰遍臺灣大街小巷的臭豆腐所望塵莫及。[3]

台灣臭豆腐 VS 瑞典鹽醃鯡魚罐頭,你選哪個?圖/維基百科

如同欣賞奧運體操,有強度也要不失美感。歷年來不少科學家費心挖掘它的內涵,從腐化的過程到臭味的層次都加以分析。

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波羅的海鯡魚死後,在邁向瑞典國粹罐頭的偉大旅程上,最開始的幾個步驟是這樣的:[2]

  1. 在封閉無氧的環境下,肌肉分解為乳酸。
  2. 蛋白質與脂肪「自溶」(autolysis;又稱「自體分解」)。
  3. 微生物菌落開始建立。

鯡魚極富層次的臭味

其中,鯡魚肌肉組織中可見的自溶酵素,包括:鈣蛋白酶(calpains)、 組織蛋白酶(cathepsins)、 帶有胱天蛋白酶(caspase)的蛋白酶體(proteasomes)等。此外,細菌以及幽門垂裡的酵素,也在此間推波助瀾。[2]

接著,在每年七、八月,分裝好的鯡魚罐頭被交給大盤商後,發酵的過程仍會持續半年之久,直到裡面的氣體把罐頭給撐到變形。[2]科學家在三個廠牌的罐頭裡,找到數種細菌,主要包含:AlkalibacteriumCarnobacteriumTetragenococcusClostridiisalibacter、Porphyromonadaceae和Halanaerobium等。[4][註1]由於罐頭內鹽份提高了醃漬液體中的滲透壓(osmotic pressure),使部份細菌無法將蛋白質分解成寡肽(oligopeptides)和胺基酸(amino acids),因此一般屍體腐敗過程中常見的吲哚(indole)、糞臭素(skatole)、腐胺(putrescine)、屍胺(cadaverine),都不會出現。[2]

瑞典鹽醃鯡魚罐頭裡,經由發酵產生的氣體,除了二氧化碳,還有層次多元的臭氣:

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  1. 乙酸(acetic acid)[2]:食用醋的主要化學成份。
  2. 丙酸(propionic acid)[2]:具刺鼻酸味。[5]
  3. 丁酸(butyric acid):聞起來像變質的奶油。[2]
  4. 戊酸(valeric acid)[6]:有腳臭味。[7]
  5. 己酸(caproic acid)[6]:帶著腐爛包心菜的氣息。[8]
  6. 氨(ammonia)[6]:一股尿騷味。[5]
  7. 甲硫醇(methanethiol)[6]:造成人類口臭和糞便惡臭的化合物之一,也是吃完蘆筍後幾小時,改變尿液氣味的元兇。[9]
  8. 硫化氫(hydrogen sulfide)[6]:散發腐爛雞蛋般的臭味。[2]
  9. 三甲胺(trimethylamine)[4]:一種三級揮發胺(volatile amine)[10],聞起來像腐魚、爛蛋、垃圾或尿液。[11]

如何正確的打開鯡魚罐頭

當上述發酵產生的氣體,已經在封閉環境內鼓脹至極限,您手中握著的就不再是個單純的罐頭,而是處理不慎便會忘情噴發的未爆彈。儘管瑞典人在 YouTube 上,優雅示範如何輕鬆開罐享用鹽醃鯡魚,外國人未必能輕易駕馭項絕技。[12]

Swedes Show Them How It’s Done(BuzzFeed Response)/YouTube

根據《臭食物大全:發酵學教授的美食筆記》作者小泉武夫教授的親身經驗,他在飯店房間裡被爛魚炸得一身腥,全身衣物脫到剩內褲,還是洗不掉手上的味道。

為避免重蹈小泉教授的覆轍,請有心嘗試的讀者參考下列安全要點:[6]

  1. 事先冷凍,以降低罐內氣壓,減少噴發風險。
  2. 在戶外開罐,避免室內環境遺臭萬年。
  3. 穿著不要的衣物或雨衣,倘若拆彈(開罐)失敗,至少心愛的潮服不受波及。
  4. 站在下風無人處執行,臭氣才不會殃及池魚。
貼心小叮嚀:有意嘗試開啟鯡魚罐頭的讀者,請參考安全要點。圖/維基百科

其實鯡魚罐頭內含豐富營養

您或許會問這般煞費苦心,究竟是為了什麼?販賣瑞典鹽醃鯡魚的網站宣稱其產品除了鹹之外,還濃郁、酥脆、有酸勁,且帶草藥味。[13]小泉教授則認為,不值得為這種像是加了碳酸水的醃漬物,拼得魚死網破。[6]當然,美味與否單純主觀認定,但其食品安全和營養成份倒是可受公評。

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值得欣慰的是,有礙人體健康的菌種,例如:李斯特菌(Listeria monocytogenes)、沙門桿菌(Salmonella)、金黃色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、仙人掌桿菌(Bacillus cereus)與產氣莢膜梭菌(Clostridium perfringens)等在鯡魚罐頭研究中都零檢出。[2], [4]此外,瑞典鹽醃鯡魚含有 11.8% 蛋白質、8.8% 鹽份、3.8% 脂肪,以及 omega-3 脂肪酸、維他命 D 和以鈣質為主的礦物質等豐富的營養。[2], [14]

所以,只要能夠克服人類面對魚餒肉敗時,本能的心理障礙,瑞典鹽醃鯡魚罐頭其實可以為您帶來安全、滋養,且充滿驚奇的異國饗宴。

註解

  1. 許多指稱「鹽厭氧菌屬」(Halanaerobium)為瑞典鹽醃鯡魚罐頭發酵主力的文獻,似乎都是參考2000年《國際食品微生物學》(International Journal of Food Microbiology)的論文。[15]然而本文採用的2020年《食品微生物學》(Food Microbiology)最新研究,提到許多在這種罐頭中的細菌「第一次被發現」。(”The data obtained allowed pro-technological bacteria, which are well-adapted to saline environments, to be discovered for the first time.”)[4]

參考資料

  1. Hatred: Understanding Our Most Dangerous Emotion by Berit Brogaard (Oxford University Press, 2020; p.29-30
  2. Fermented and ripened fish products in the northern European countries (Journal of Ethnic Foods, 2015) 
  3. 臭い食べ物のランキング(社会実情データ図録,2022)
  4. Discovering microbiota and volatile compounds of surströmming, the traditional Swedish sour herring (Food Microbiology, 2020)
  5. Characteristics of Deodorization for Malodorants in Aqueous Solution by Sonication (Journal of the Environmental Sciences, 2004) 
  6. 來自瑞典的地獄罐頭!鹽醃鯡魚到底在臭什麼?(食力,2018)
  7. Chilled Foods: A Comprehensive Guide by Martyn Brown (Woodhead Publishing, 2008; p.121)
  8. Formation of volatile sulfur compounds and S-methyl-l-cysteine sulfoxide in Brassica oleracea vegetables (Food Chemistry, 2022) 
  9. Sulfur Metabolism in Plants and Related Biotechnologies (Comprehensive Biotechnology (Second Edition) Volume 4, 2011, p.257-271)
  10. Aerial Exposure to the Bacterial Volatile Compound Trimethylamine Modifies Antibiotic Resistance of Physically Separated Bacteria by Raising Culture Medium pH (American Society for Microbiology, 2014)
  11. Trimethylaminuria (MedPlus, 2021) 
  12. Swedes Show Them How It’s Done (YouTube, 2015)
  13. What Does Surströmming Smell Like? (The Swedish Surströmming Supplier)
  14. Health effects of nutrients and environmental pollutants in Baltic herring and salmon: a quantitative benefit-risk assessment (BMC Public Health, 2020)
  15. Strictly anaerobic halophiles isolated from canned Swedish fermented herrings (Surströmming) (International Journal of Food Microbiology, 2000)
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胡中行_96
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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。