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穿越時空遇見手搖飲的前世今生 feat. 配配飲 Evan、公益創投 Amiko【科科聊聊 EP82】

PanSci_96
・2022/03/10 ・3595字 ・閱讀時間約 7 分鐘

泛泛泛科學Podcast這裡聽:

做測驗,就有機會獲得免費特製手搖飲品,現場還有大獎等你抽!
配配飲 IG配配飲 FB

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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廚房與食品工廠如何確保食品安全?認識傳統食品加工

Mary Engle Pennington 美國細菌學化學家和製冷工程師。圖/wikipedia
  • 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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為什麼紙吸管總是插不進去?你可以這樣做!

封膜機讓外帶更方便。圖/Freepik
  • 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!

 

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「科學家也需要 Art!」持續破解果蠅大腦神經迴路的李奇鴻

研之有物│中央研究院_96
・2022/04/11 ・6084字 ・閱讀時間約 12 分鐘

本文轉載自中央研究院研之有物,泛科學為宣傳推廣執行單位。

  • 採訪撰文/歐宇甜、黃曉君、簡克志
  • 美術設計/林洵安、蔡宛潔

神經科學與視覺

我們怎麼「看到」顏色,「察覺」東西在動?大腦如何產生視覺?中央研究院「研之有物」專訪院內細胞與個體生物學研究所所長李奇鴻,他是國際知名的神經科學家,過去長期在美國國家衛生院(National Institutes of Health)做研究,2018 年回到中研院貢獻自己所學。李奇鴻的實驗室主要是以果蠅視覺系統為模型,研究神經元如何在發育過程形成複雜的突觸連結,以及神經迴路如何產生視覺來引導動物行為。

李奇鴻是國際知名的神經科學家,研究神經迴路如何產生視覺來引導動物行為。圖/研之有物

技術帶動神經科學研究

神經系統如何運作?這對以前的科學家來說是黑盒子。由於大腦發生錯誤或出問題時,會直接表現在外在行為上,早期科學家想了解人腦運作機制,只能透過腦部哪裡受傷壞掉或中風等,知道腦部的大概功能區域,但沒辦法進入細胞層次。

「在生物學的發展上,除了需要有智慧的思考,其他都要靠技術去推動。你可能想到一個有趣的題目,但也許要 30 年後,才出現足夠的技術來解決問題。」李奇鴻舉例,從光學顯微鏡、電子顯微鏡、電生理技術、分子生物學到結構生物學發展,每個都在細胞、分子、及系統層次開啟了新的世界。

隨著顯微技術與遺傳工程日益完備,果蠅成為現今熱門的腦科學研究對象。李奇鴻指出,「果蠅的生長速度快,相較老鼠要幾個月成熟,果蠅只要兩週。果蠅的大腦複雜程度介於人和單細胞生物中間,結構跟人高度相似,成果可應用在人身上。」

因此,近 10 幾年來是神經科學大起飛時代,科學家透過遺傳學方法控制果蠅的神經元活性、觀察行為,藉此了解哪些基因會影響大腦發育和運作,逐漸破解神經迴路的奧祕。

「我在選博士後研究時,想到底要做線蟲、老鼠、魚、果蠅或其他模式生物?最後才選果蠅。回想起來,近年剛好碰到果蠅相關技術蓬勃發展,選果蠅是很正確的決定!」李奇鴻笑道。

李奇鴻引用知名神經科學家 David Marr 的三層假說(tri‐level hypothesis),認為大腦運作有三個層次:

  1. Computation level(運算):神經系統在做的事,如分辨顏色、觀察東西移動、辨認物體是圓是方、是蘋果或橘子等。
  2. Algorithm level(程序):神經系統的操作方式、程序怎麼做。 
  3. Implementation level(實行):神經系統如何透過神經元、神經網路來達成這個程序。

李奇鴻表示,「過去多數神經科學家都在討論 computation,再探究 algorithm,卻沒辦法解決 implementation 。現在因為具備技術,科學家終於能找出 implementation,再回推上層問題,甚至發現 algorithm 跟原本想的不一樣。」

視網膜感知系統怎麼運算?

關於神經系統的操作方式(Algorithm level),也有因為技術進步而解決爭議的案例。李奇鴻舉例,以前神經科學家在研究視覺系統感受物體運動的機制,曾出現幾種理論,HR 理論認為神經訊號是用乘法,另一派 BL 理論認為是用減法,爭議了很久。

近年科學家發現,原來視網膜感知系統的運算機制是混合的,一共三種,稱為 HR-BL 混合視覺運動偵測器。過去兩派都只對了一半。

關於視網膜感知系統的運算機制,過去 HR 理論和 BL 理論都只猜對其中一種方向(打勾處)。資料來源/Current Biology

Hassenstein-Reichardt(HR)模型:從昆蟲行為研究而來。

  1. 當有偏好方向(從左到右)的視覺刺激出現,左邊的光感應神經元收到訊號,這個信號會被延遲(時間 τ),接著右邊的光感應神經元收到訊號,兩者的訊號會同時到達下游的神經細胞(X),訊號將會相乘,生成運動訊號。
  2. 當有非偏好方向(從右到左)視覺刺激出現,兩個訊號會在不同的時間到達,不會生成運動訊號。

Barlow-Levick(BL)模型:從兔子電生理研究而來。

  1. 當有偏好方向(從左到右)的視覺刺激出現,左邊的光感應神經元收到訊號,接著右邊的光感應神經元收到訊號,但它為抑制訊號且會被延遲(時間 τ),左邊的訊號會先到達下游的神經細胞,生成運動訊號。
  2. 當非偏好方向(從右到左)視覺刺激出現,左、右兩個光感應神經元的訊號會在相同時間到達,刺激訊號和抑制訊號互相抵銷,不會生成運動訊號。

持續分析果蠅大腦的神經迴路!

近代電腦的所有運算都能用 and、or、Xor 三個邏輯閘表達,科學家想知道,大腦裡有沒有類似但更高階的神經迴路運作方式?「從感官到行為比較容易觀察和操作,目前在視覺運動方面的神經迴路運作,我們知道的最多。」

李奇鴻近年在做昆蟲視覺與行為研究,發現昆蟲在感受顏色,如綠光和紫外光時,感光細胞的處理方式是先將紫外光跟綠光的強度做比較,把兩個光的強度相減,讓原本兩個訊號變成一個訊號,所謂的「顏色拮抗」。

「這種神經迴路能解析、比較兩個顏色強度的差異性,因為大部分在視覺上最重要的正是對比。拮抗運算模組能在一片訊號裡找出哪裡最強、其他較弱。其他感官機制也一樣,像觸摸物品時有凸出來的部分較重要,聽覺上要找出哪個聲音特別高等,讓最重要的訊號能凸顯出來。」李奇鴻補充道。

2021 年李奇鴻的團隊首次發現果蠅視覺系統堆疊了多套拮抗運算模組,以達成顏色及空間接受域雙拮抗的效果,成果發表在《Current Biology》。這樣的神經迴路可以比較相鄰的顏色,產生色彩區間對比感。「沒這樣的功能,我們就看不出紅配綠很悲劇了!」李奇鴻笑道。

科學家們正努力鑽研果蠅大腦的神經運算迴路,希望逐步整理出基本運算模組。或許有一天,看似複雜的大腦功能,都可能用基礎的迴路來破解!

李奇鴻實驗室所發現的顏色及空間接受域雙拮抗神經迴路。R1-R6 是吸收頻率範圍較廣的光接收器(輸出刺激訊號),R7 是吸收紫外光的光接收器(輸出抑制訊號),R8 是吸收綠光或藍光的光接收器(輸出刺激訊號)。從 R1-R8 接收光,輸出到神經細胞 Dm8 之後,會形成顏色拮抗效果。此外,相鄰的 Dm8 之間透過特殊的氯離子通道 GluClα 中介,會產生側向抑制作用(Lateral inhibition),形成空間拮抗效果。資料來源/Current Biology

老師是怎麼走上研究大腦神經科學這條路呢?

「我滿晚才走上科學研究的道路。我對電腦有興趣、喜歡寫程式,大學上中國醫藥學院醫學系,家裡也希望我當醫生。不過在實習時,我發現自己對治療病人沒興趣,反而對問題或疾病本身更有興趣。跟幾個老師談過之後,我決定不當醫生,跑去清華大學讀生命科學,後來就到中研院。」

因為有醫學背景,一開始比較想做能立刻解決問題的研究,像是用蛋白質跟毒素的綜合體來治療癌症。但後來了解,如果沒有深刻了解致病機制、沒有鑽進基礎科學研究,很難有突破。

後來去美國洛克斐勒大學攻讀博士,在洛克斐勒讀書期間,大家常互相交流,對我有很大的啟發。那時我在鑽研結構生物學,希望了解疾病真正的生理過程,曾解開愛滋病病毒跟人體信號傳遞有關的蛋白質結構。

博士畢業前,我接觸到神經科學,感到很有興趣,就去加州大學洛杉磯分校(UCLA)讀博士後,學神經科學裡的發育學,想了解大腦在發育過程是如何用不同分子在細胞間傳遞訊息。那時我待在很大的實驗室,老師不太管學生,要自己想辦法或跟旁邊的人學習,很多人素質都很高,學習環境很好。

之後我進入美國國家衛生院(National Institutes of Health,NIH)開始開實驗室帶自己的團隊,待了 16 年,算是真正進入神經科學領域,直到現在依然在做相關研究。

每個人的人生選擇,都被以前的經歷主導,如果沒有醫學背景,恐怕我不會去學結構生物學或走入大腦神經科學領域。

老師在美國的研究很順利,那是什麼契機才決定回臺灣呢?回來後是否有不適應之處呢?

「我 26 歲出國,在美國也待 26 年,幾乎完全融入美國生活,實驗室運作得蠻好,連太太也是美國人。但在美國很多年後,內心出現一個很深感覺:我在臺灣待過這麼久,臺灣是我進入科學的起點,也許該回來教教臺灣的子弟。」

剛開始有些想法,曾受邀回臺演講幾次,但沒有下決心。後來出現一個重要轉捩點。中研院分子生物研究所 30 週年慶時邀我回來演講,那時有機會跟歷任所長聊天,這些所長中許多是我過去在中研院碰過的老師。聊了後感觸很深,發現每任所長都要面對分生所的成長或各種問題,每個所長都有獨到的見解和重要貢獻。

我看到分生所運作得很好,覺得非常感動, 內心想:也許我回來能效法他們,也許對中研院細胞與個體生物學研究所的發展能有一點點實質貢獻。

雖然如果待在美國國家衛生院,我也會有這樣一個機會,但還是想帶自己的子弟,把力氣用在自家子弟身上,讓自己的國家和組織進步。我想將在美國國家衛生院學到的經驗,像哪些組織可以運作、哪些不行,嘗試帶回臺灣。

我很清楚可能碰到的問題,像科學研究會受影響,要重新花幾年時間建立實驗室,但那次契機讓我徹底下定信心。我曾跟廖俊智院長開玩笑,就算不給我錢,我大概也會回來。因為真的覺得這是一個很好的機會,自己能為中研院、為臺灣做些事。畢竟中研院也一直都像我的家!

不過,畢竟過去在美國實驗室和家裡都是講英文,只有打電話給媽媽會說臺灣話,因此, 2018 年剛回臺灣時,國語講得不太流利,臺灣話反而比較流利。

老師覺得美國的研究環境有哪些優點?希望將什麼樣的新觀念、新風氣帶進臺灣呢?

「國外最大特點是學術交流很頻繁,雖然國內也蠻頻繁,但他們交流層次更深入。也就是說,我跟參與的老師交流之後,常能改變想法、做事方法或方向,且是正向的改變。」

國外老師受邀演講,會很積極在幾小時內一直談,在一天中完全沉浸其中,不單講出自己在做的東西,也要求聽眾給予批評或建議等,彼此有深度交流,我每次參加都覺得收穫很多並產生合作可能性。

國內我的經驗是,演講結束後比較缺乏機會跟其他老師深度溝通,領完演講費就屁股拍拍坐高鐵回來。這可能是國內的慣有模式,我覺得需要改變。現在所內我也要求大家,既然花錢請老師來,一定要做深度交流,請對方給予建議。

重要的不是形式或邀到諾貝爾獎得主之類,而是在演講結束後、這個人走出我的辦公室、這些人離開後,對我做的事或做事方法,是不是有什麼實質的改變?在其他科學家交談中是否能得到啟發,改變自己的思考或做實驗方式?或聽聽別人告訴你,你還有哪些沒想到的地方?

分享,也是一種很重要的技術,在交流過程中,當我們可以把一件事講清楚,自己也會茅塞頓開,知道問題在哪。

現在所裡的計畫是把老師分成各種不同興趣小組,組內做交流或有跨組活動。其餘像寫計劃、申請經費、經營實驗室或撰寫並發表文章,這些是基本技術問題。

做任何工作,一個是基本的核心技術,如果沒有「技」就無法生存;另一個是 「藝」(Art) , 可以驅動你一直做下去。訓練人才時,除了培養技術,還要訓練 Art。

老師提到工作上需要 Art,科學家的 Art 是指哪些部分?可以說明得更詳細嗎?

「我想在科學裡面,Art 有很多面向。例如,你怎麼選擇一個問題,怎麼找切入點,如何把一個大問題拆成幾個可攻破的部分,一步步去解開,這是一種 Art。尤其在選擇問題和切入點上,要有獨特的見解或洞燭先機才能成功。」

科學家必須創造有用的知識。什麼叫有用的知識呢?就是聽到學到後,會改變你想事情的方向或做事的方法。很多東西都可以研究,只要科學方法夠嚴謹,都可以得到一些知識。但到底要選擇什麼題目呢?什麼叫做有趣的問題呢?評斷這些就是科學的 Art 。

如果說在人類前面是一個黑暗深淵,知識像光照亮我們前面的路,科學家就像站在最前面,要知道如何踏出那一步?怎麼踏出去?這是 Art。

當科學家看到一個問題、問題成形後,最重要的關鍵是如何選擇一個核心問題去解決。就像玩拼圖時,要放下去最核心、最重要的那塊拼圖。

我回到臺灣後,覺得這裡的研究環境很好,儀器不輸人家,老師很優秀。但可能我們多半只是關注自己的研究,沒有花時間認真去思考,最重要的一塊拼圖在哪裡?當我們有更深度的交流,才能找到最核心的那一塊,做出最重要的貢獻。

李奇鴻說,科學家必須創造有用的知識,也就是會改變做事和想事情方法的知識。至於要選擇創造什麼知識,需要用 Art 來判斷。圖/研之有物

老師在國外的實驗室時是如何帶領研究團隊呢?對年輕的科學家有什麼樣的期待嗎?

「在碩士、博士訓練中最重要的關鍵,是從「讀」科學變成真正「做」科學。我們攤開一本教科書,看到裡面講這個、那個,只是讀人家的科學。即使去念了原始文章,仍然是看著科學怎麼被別人做出來而已。」

自己真正做研究才知道,教科書上每一頁、每一句,背後都可能有數千篇文章支持,那時才知道自己很渺小,懂得謙虛,了解自己一生能做的有限。

所以,每次要跨出一小步,要想該怎麼跨最有效率、得到最大效果。我認為,在碩士班或博士班,最重要的就是了解這種感覺。

有些學生可能覺得,反正我很渺小,世界這麼大,即使做一輩子,即使最成功的科學家,也不過是得到教科書上面的一句話而已,我怎麼做都沒關係啊。 但我們必須帶領學生了解,這個計畫不是老師叫你做才做,而是讓學生覺得這個計畫是自己的,有前進和發展的空間,就像自己的小孩,必須負責。

以前在碩、博士班,剛開始學會技術、實驗做出結果,或能像人家一樣發表文章,會很高興,但這很短暫,真正的轉捩點是我知道有什麼事,是全世界任何人都不知道的那種驕傲,才是真的能支持很久的。我還記得在某一天做到早上五點,從實驗室走出來,知道有個東西全世界只有我知道的喜悅!

當學生曾感受這種發現真實的快樂,你不用規定他早上幾點來、晚上幾點走,他自己就有動機做。

當一個人想這東西應該是怎樣,想辦法做實驗證明出來時,那真的是一種快樂。我想,這是任何其他行業都沒辦法比較的!

學生是要培養成未來的科學家、獨當一面,應該讓他自己走。即使在你看得到的地方,也要讓他自己走出來,而且,他自己想到的,比你告訴他來的有用。

其實,我當老師最興奮時,是學生告訴我那些我不知道的事,會覺得很喜悅,學生想到我沒想到的東西,表示他們有進步,比我還厲害,這很棒!

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