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科學怎麼搞:花生米和甘蔗一起嚼可以溶化甘蔗渣?

YTLai_96
・2013/03/07 ・3541字 ・閱讀時間約 7 分鐘 ・SR值 490 ・五年級

這個年頭,人類在吃這件事上頭是越來越懶惰了。為了讓吃水果這件事情變得優雅又輕鬆,新培育出來的西瓜品種的子是越來越少、新品種葡萄的皮也是越來越薄,一切都以食物入口之後就無須多費唇舌讓部分殘骸重見天日為最高原則。然而,即便科技再發達、作物育種再精進,算不上水果、卻有異曲同工之妙的甘蔗倒是始終如一千古不變,於二十一世紀依然頑強地堅持本分,在多次咀嚼之後仍然留下滿嘴渣滓,逼得食客不得不噘嘴吐舌噴氣啵啵,將無法下肚的甘蔗渣吐個乾淨。

不過,要想吃甘蔗不吐甘蔗渣的方法也不是沒有。據說,只要在吃甘蔗的時候配上幾粒花生米,嚼著嚼著不久之後,那理應滿嘴的甘蔗渣就會漸漸軟化、潰散,最後跟著被咬碎的花生米一同消融於無形。

有趣的是,不知道是不是常吃甘蔗的人口不算太多,這一個現象雖然已經流傳許久(從我第一次聽說,至少也將近十年了),但是卻稍嫌冷門。在這個孤狗搜尋無所不查的年代,如果拿『花生』和『甘蔗』當作關鍵字,前一百個搜尋結果當中,只有十五則分散各處的頁面有提到花生溶化甘蔗渣這個傳聞。又,這十五個頁面當中,親自嘗試的人所在多有,但是嘗試之後除了『真的!』的驚嘆之餘,有追根究底精神去找答案或推想可能原因的就少得多了。

那麼,就讓『科學怎麼搞』來搞搞這個神秘的現象吧。

首先,雖然各個部落客和電視節目主持人都已經親身體驗過,但我們還是得再一次確定這個現象是真的存在的。所以第一個實驗,應該是找來一群人(一般來說,二十人以上才會有足夠的說服力),發給每個人同樣大小和重量的切塊甘蔗,然後請他們正常咀嚼若干下(例如三十下)之後吐出甘蔗渣秤重平均。這樣一來,就建立起一般咀嚼狀態下的新鮮甘蔗和甘蔗渣的重量比,來作為實驗的對照組。接著,再次發給每個人同樣大小和重量的切塊甘蔗,外加固定重量的花生米,請他們將兩者一起正常咀嚼同樣若干下之後,再吐出甘蔗渣秤重平均。兩次的結果一比較,就可以知道是不是混著花生米一起嚼會融化甘蔗渣了。而若要讓實驗更為嚴謹,還可以讓找來的實驗者都是類似的年齡、體態、生活環境、甚至都沒有矯正牙齒,藉此讓個體間的咀嚼能力和吃甘蔗的技術沒有太大差別;還可以強制規定咀嚼過程中可以吞幾次口水(例如每五次咀嚼吞一次口水),以避免試驗者吞口水的次數影響甘蔗渣的重量。而且甘蔗渣除了秤重之外,還可以就顆粒大小與外型兩相比較,說不定會看出更多的差異。

總之,這麼大費周章的實驗之後,猜想得到的結果應該就跟各個網頁的結果一樣,花生米的確讓甘蔗渣在口中消融了。問題是,為什麼花生米可以讓甘蔗渣溶化呢?

網路上流傳的『答案』有幾個版本:最常見的答案,是『花生油是有機溶劑,溶解了甘蔗的細胞壁』。這個答案乍看之下煞有其事,但是仔細想想就會發現大有問題。我雖然不是有機化學的專家,但以纖維素為主的細胞壁什麼時候可以被有機溶劑溶解了?如果有機溶劑如花生油可以溶解纖維素的話,那麼拿花生油炒菜的時候怎麼不見蔬菜溶解在鍋子裡?清脆的沙拉淋上橄欖油的時候怎麼也不見沙拉葉被油溶化穿孔?由此猜想這個最常見的答案多半只是一知半解的名詞堆砌(有機溶劑、細胞壁),而不是真正有憑有據的推論。另一類的『答案』則是認為花生的出現讓咀嚼行為有了變化:例如因為花生很硬,所以混著甘蔗一起咀嚼的時候不自覺地就會更仔細的把甘蔗渣嚼得更碎,或是花生顆粒將甘蔗渣切得更碎,因而得以吞食;或者是因為花生的額外香氣讓人不自覺地嚼得更起勁,因此也讓甘蔗渣被嚼得更碎而能夠下肚。

說真的,這一類的答案要想證實倒也不難,畢竟他們都認為是花生的存在讓『咀嚼行為』有了改變,那麼當然就把咀嚼的動作定量即可。本來,我們的實驗方式其實多少已經標準化了咀嚼的動作,甚至連吞口水的次數都已經考慮到了,應該也就已經可以去除『咀嚼行為』改變的可能。不過,再怎麼說只要是找人來嚼甘蔗,就難免會有咀嚼行為上偷偷發生變化的可能(例如有花生就嚼的更用力磨得更仔細之類的),所以為了杜絕悠悠之口,整個實驗應該改在研缽中進行個二三十次,將固定重量切小塊的甘蔗以標準化方式研磨之後去除水分秤重,而實驗組則是在研缽中加入花生米一起研磨,這樣的實驗方式便能夠排除『不自覺嚼的更碎』的可能性。又,另外的實驗組也可以改用花生粉取代花生米一起研磨,這樣也可以排除『花生顆粒將甘蔗渣切得更碎』的影響。

於是,這麼大費周章的實驗過後,研缽裡面得到的結果應該跟嘴巴裡面嚼出來的結果類似:即使研磨的努力程度都相同,也沒有花生顆粒的幫助切割,更不需要口水和舌頭的攪和,和花生一起研磨的甘蔗渣就是比較少、比較碎、比較小。這就顯示了花生裡頭必定有些什麼,可以讓甘蔗渣被分解。但,那可以分解甘蔗渣的成分到底是什麼呢?

到了這一步,所需要的實驗器材就不再只是簡單的『科學怎麼搞』能夠擁有的了。不過還好,這裡有一篇碩士論文已經有了初步的解答。簡單的說,花生裡頭的某些蛋白質具有分解纖維素的能力,所以混著花生蛋白萃取液的甘蔗渣會被粉碎溶解成為小顆粒,於是當花生混著甘蔗一起咀嚼的時候甘蔗渣也就會漸漸的被分解掉。只是到底是哪幾種蛋白質有這功用,論文裡並沒有更進一步的分析就是了。

 

後記:值得一提的是,如果跟花生米一起嚼可以溶化甘蔗渣,那麼應該也可以溶化其他的纖維渣才對吧?有一位PTT的網友就真的拿檳榔做了實驗,也似乎真的檳榔渣就被軟化溶解了。這位在不宜之處有疑的網友實在是富有科學精神,如果好好研發的話,說不定會掀起一股『吃檳榔不吐檳榔渣』的風潮呢(誤)。

 

 

3/9更新:

有網友疑惑:「會不會是花生還有嘴巴的酵素作用,加上花生裡面分解纖維類的酵素以及澱粉酵素一起作用~加上油脂協同作用,最後造成這樣的結果?」我的想法是:當然有可能,而這也是為什麼後半段的實驗會建議在『研缽』裡進行的原因。如果我們只是混合花生跟甘蔗一起研磨,也能夠讓甘蔗渣粉碎溶解的話,那麼就表示花生裡的成分本身就有足夠的功效,並不需要和口中的酵素交互作用才能達成效果。又,花生的油脂如果是個有功效的成分,那麼甘蔗渣放在花生油或其他植物油裡面應該就會溶解,但是目前好像沒聽說過這種事情。

或許轉個念頭,網友的意思是『會不會是花生油讓難以下嚥的甘蔗渣變得可以下嚥?』這當然也不是不可能。有點油脂的潤滑,總是似乎能讓難吞的東西變得容易吞一點。但是,『油脂的潤滑讓甘蔗渣比較容易吞嚥』頂多只是物理作用,讓甘蔗渣在口腔食道裡能夠比較滑順的移動;跟『花生裡的成分讓甘蔗渣溶化』這樣的化學作用導致甘蔗渣粉碎變軟變少變小,兩者之間是完全不同的兩件事。前者只是也有『看來類似』的結果,嚴格說來與討論的現象並不相同。畢竟,『讓甘蔗渣比較好吞』有各種可能的方法,但『甘蔗渣溶化(所以比較好吞)』才是我們正在探究的現象。

又有網友疑惑,會不會是花生渣混著甘蔗渣一起吞所以比較容易?這個問題其實還是跟上一個花生油的答案一樣,不是不可能,但是沒有切中問題本身,而且需要說得更清楚。首先,為什麼花生渣混著甘蔗渣一起吞可能比較容易?是因為口感從單調的纖維變成混合顆粒的纖維(物理性的改變),所以比較容易吞嚥嗎?或者是因為如某些部落格文中所提的,花生顆粒把甘蔗渣(物理性的)切斷分開,所以比較容易吞嚥?這兩點要實驗也很容易,其實只要把花生米改成磨碎的花生粉跟甘蔗一起嚼,就可以知道了。而我大膽的猜測,即使是毫無顆粒口感又乾八八的花生粉,還是會有相同『甘蔗渣比較好吞』的效果,因此花生米或顆粒的物理作用顯然不是重點,而是花生裡的成分造成的化學作用讓甘蔗渣改變了。

(另一個『杜絕花生渣的影響』的實驗方法是:把花生米裝在絲襪裡頭再跟著甘蔗一起嚼,這樣照理說花生渣或顆粒就不會跟甘蔗渣在嘴裡混合,包在絲襪裡的花生米即便嚼碎了也不至於將甘蔗渣切碎,於是也可以排除花生米對甘蔗渣的物理作用)

最後,有網友疑惑煮過或烤過的花生是否還有這樣的能力?畢竟酵素經過烹調應該會失去功用才對。這真是個好問題,但有趣的是,我們平常拿得到的花生米應該都是烹調處理過的(炒過烤過或蒸過),顯然裡頭的酵素依然有功用。或許某些酵素比較耐熱,因此即使炒過或蒸過烤過的花生米也依然保有酵素的功效,但不知道不同烹調處理的花生米的效果有沒有差別,好比說在花生湯裡煮透的花生米不知道是不是依然有效就是。又,如果有人能夠拿到新鮮的生花生來試試也會很有意思,說不定生花生的酵素活性更完整強大,更能讓甘蔗渣溶化於無形呢?


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YTLai_96
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也許永遠無法自稱學者,但總是一直努力學著


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觀賞蝦身上長蟲?俗稱蝦蛭、也不盡然是寄生蟲的蛭蚓

YTLai_96
・2020/12/29 ・3250字 ・閱讀時間約 6 分鐘 ・SR值 530 ・七年級

近年來觀賞蝦養殖興起,連帶的也讓許多人注意到心愛的蝦子身上有時會出現細長的條狀物。對飼主而言,這些像水蛭一樣用前後吸盤交錯黏附移動的不速之客,通常都稱之為「蝦蛭」,而且看那副噁心的長條模樣,勢必就是寄生在蝦子身上造成病狀的禍首,非除之而後快不可。

不過,這些坊間流傳的資訊裡頭其實有些誤會,且讓我們一一道來。

黏在淡水蝦頭上的兩隻蛭蚓。圖/作者提供

那些很像蛭類的小東西

首先,雖然這些細長條狀的蟲像水蛭一樣,用前後吸盤交錯黏附移動,但是牠們其實並不真的屬於蛭類,而是蛭類的親戚,叫做蛭蚓(Branchiobdellidan)。

蛭蚓,顧名思義,就是長相上介於蚯蚓和蛭類的動物。一般而言,蛭蚓的體型微小,身體圓柱狀,僅有數公釐至一公分出頭。雖然蛭蚓和蛭類一樣都是以頭尾交替吸附的方式移動,但蛭類擁有口吸盤和尾吸盤,蛭蚓卻只有尾吸盤而沒有口吸盤。此外,比起擁有 27 節軀幹體節的蛭類,蛭蚓的軀幹體節數僅有 11 節,加上癒合為頭部的 4 節體節也才 15 節。整體而言,似乎像是簡單版的蛭類,因此 21 世紀之前,蛭蚓被視為是較原始的蛭類。

然而,藉著分子親緣技術與工具的進步,本世紀初的研究發現蛭蚓是與蛭類有共祖的姊妹群,而不是原始的蛭類。因此,蛭蚓身上這些看似簡單版的蛭類特徵,應該只是共祖的後代在適應環境的過程中演化的結果。

蛭蚓在解剖顯微鏡下的模樣,左邊為游離搖擺的頭部,右邊則是吸附於表面的尾吸盤。圖/作者提供

蛭蚓或許礙眼,但並不一定是寄生蟲

和蛭類相比,蛭蚓的生活史實在是更不獨立了點。蛭類當中僅有一部份種類不時得附著在其他動物身上吸血營生,但目前已知的所有蛭蚓終其一生都必須附著在其他動物身上,而且絕大多數是以淡水蝦如螯蝦、米蝦為附著的優先選擇,但也有附著於淡水等足目或其他淡水蝦蟹的記錄,因此蛭蚓對於附著的淡水甲殼類種類並沒有強烈的專一性。

話說回來,蛭蚓雖然整個生活史都要依附在淡水蝦身上,但並不表示牠一定就是對淡水蝦有傷害的寄生蟲。如果蛭蚓的依附讓淡水蝦的生活變得更辛苦,那麼蛭蚓就是對淡水蝦宿主有負面影響的寄生蟲;但如果蛭蚓的依附生活史對淡水蝦不痛不癢,那麼蛭蚓和淡水蝦宿主就是片利共生的關係;而若是蛭蚓的存在讓淡水蝦生活得更好,那麼兩者就是互利共生的關係了。

因此,雖然坊間對蛭蚓在觀賞蝦身上的危害言之鑿鑿,但過去的研究顯示,蛭蚓的食性其實多半是其他更小的無脊椎動物或浮游生物,也會啃食宿主外骨骼上附著的單細胞藻類和其他有機碎屑,況且牠們由兩片硬化的顎構成的口器,實在也不適合啃食宿主的組織或吸食宿主的體液。先前的多數研究也發現,北美洲的蛭蚓待在螯蝦宿主身上,大部分時候既不會提高螯蝦的死亡率,也沒有其他明顯的負面影響,因此蛭蚓和淡水蝦的關係,應該是以對蛭蚓有利、對淡水蝦宿主無害的片利共生為主。

北美螯蝦螯上的蛭蚓。圖/Wikipedia

更進一步而言,蛭蚓依附在淡水蝦身上啃蝕宿主外骨骼黏附的藻類和碎屑,其實可能對宿主是有利的。在一些先前的研究中發現,當蛭蚓在螯蝦宿主身上達到相當密度,則可能因為清理了淡水蝦宿主身上和鰓上沾附的碎屑和藻類,讓宿主變得更身輕如燕而健康,因此蛭蚓和淡水蝦宿主就像是清潔蝦與海鰻一樣,形成了互利共生的雙贏局面。

清潔蝦與海鰻的互利共生關係。圖/Wikipedia

然而,要說蛭蚓在淡水蝦身上一點壞處都不會有,倒也不盡然。近年來的研究發現,當蛭蚓在淡水蝦身上的密度過高,可能就會在吃光了宿主外骨骼上附著的碎屑和藻類之後轉而啃食宿主的鰓組織,因此對宿主造成了負面影響。過高的蛭蚓密度也會限制淡水蝦宿主的移動能力,讓宿主無法正常進食,並且更容易成為捕食者的目標。蛭蚓的胃內含物分析也發現,蛭蚓幼體的消化道中的確有宿主的鰓組織,但蛭蚓成體卻沒有,而且只有棲息在宿主鰓部的蛭蚓,消化道中才會出現宿主的組織。因此,在蛭蚓的生活史中,或許只有早期生活史的幼體階段,而且只有在蛭蚓正好棲息於淡水蝦鰓部的時候,才可能轉以寄生的形式造成宿主負面影響。

台灣的蛭蚓目前僅一種,而且所知不多

話說回來,上述的研究都是以北美的蛭蚓和螯蝦宿主為研究的對象。在台灣,目前已知的蛭蚓只有平頭霍氏蛭蚓(Holtodrilus truncatus一種,這種蛭蚓廣泛分佈在台灣、日本、韓國與中國,而且多半是在俗稱黑殼蝦的擬多齒米蝦(Caridina pseudodenticulata)、台灣米蝦(Caridina formosae)、白斑米蝦(Caridina leucosticta)、多齒米蝦(Caridina multidentata)、甚至玫瑰蝦(Neocaridina davidi)等的小型淡水蝦身上發現。根據研究,目前僅知分佈於日本本州中部紀伊半島的平頭霍氏蛭蚓的確存在著某些宿主偏好,當兩種不同的淡水蝦同時存在時,會選擇特定一種做為宿主,而且對宿主的選擇偏好也符合在野外觀察到的感染盛行率。至於牠們對宿主的影響是否相似於北美的蛭蚓和螯蝦宿主,也還不得而知,或許因為宿主的相對體型更小,使得台灣的蛭蚓和淡水蝦之間更可能趨近於寄生關係也說不定。

尷尬的是,由於近年來台灣在觀賞淡水蝦市場上輸出了不少淡水蝦個體,連帶的也讓平頭霍氏蛭蚓輸出到世界各國,成了異國水族缸裡的新成員。2020 年的波蘭研究發現,120 隻從台北運到華沙的水族賞玩用的台灣米蝦當中,總共找出了 122 隻附在蝦子身上的平頭霍氏蛭蚓,整體來說這些米蝦感染蛭蚓的比例達 23.3%,感染蛭蚓的米蝦身上平均有 4.4 隻蛭蚓。區分米蝦的性別來看,雄蝦感染蛭蚓的比例似乎稍高,但雌蝦感染的蛭蚓平均數量比較多。平頭霍氏蛭蚓感染的位置也有所偏好,有 44.3% 的感染落在胸足區域,22.1% 的感染在額角附近,其次是 21.3% 的感染在腹足與腹部區域,最後才是 12.3% 的鰓部感染。此外,雖然雌雄米蝦同樣在胸足區域有最多的感染,但雄蝦被蛭蚓感染的位置更常發生在腹足與腹部區域(43.3%),卻不曾出現在額角;反觀雌蝦被蛭蚓感染額角區域有29.3%,在腹足與腹部區域則僅有14.1%。

如何去除平頭霍氏蛭蚓

讓淡水蝦玩家皺眉的消息是,在 2020 年這一篇研究中,雌性台灣米蝦的鰓部、腹足和腹部區域的確可見些許損傷,雖然也可能有其他的原因,但這有可能就是因為平頭霍氏蛭蚓活動造成的。所以,即使蛭蚓可能無害,但對淡水蝦玩家來說,或許是看了討厭、或者是為求保險,總之也許還是希望將蛭蚓除之而後快。那麼,到底該怎麼做才好呢?

其實,去除蛭蚓最簡單的方式,就是將水體鹽度升高到 0.5% 以上。根據 2016 年的日本研究,平頭霍氏蛭蚓在水體鹽度達1%時,三小時內就會死光光,不過這個實驗是把蛭蚓從宿主身上取下來以後才進行的,所以各位淡水蝦玩家們哪天要是想依法炮制,千萬務必先確定手上的淡水蝦能夠忍受鹽度 1% 超過三小時,否則為了去除蛭蚓結果也讓心愛的蝦子魂歸西天,宿主因為附生的無害小蟲而玉石俱焚豈不得不償失,你說是不是哪?

參考文獻:

Brown BL, Creed RP, Dobson WE (2002) Branchiobdellid annelids and their crayfish hosts: are they engaged in a cleaning symbiosis? Oecologia 132: 250–255

Brown BL, Creed RP, Skelton J, Rollins MA, Farrell KJ (2012) The fine line between mutualism and parasitism: complex effects in a cleaning symbiosis demonstrated by multiple field experiments. Oecologia 170: 199–207

Farrell KJ, Creed RP, Brown BL (2014) Preventing overexploitation in a mutualism: partner regulation in the crayfish–branchiobdellid symbiosis. Oecologia 174: 501–510

Maciaszek R, Jabłońska A, Prati S, Swiderek W (2020) First report of freshwater atyid shrimp, Caridina formosae (Decapoda: Caridea) as a host of ectosymbiotic branchiobdellidan, Holtodrilus truncatus (Annelida, Citellata). Knowledge & Management of Aquatic Ecosystems 421: 33–40

Niwa N, Archdale MV, Matsuoka T, Kawamoto A, Nishiyama H (2014) Microhabitat distribution and behaviour of Branchiobdellidan Holtodrilus truncatus found on the freshwater shrimp Neocaridina spp. from the Sugo River, Japan. Central European Journal of Biology 9: 80–185

Tanaka K, Wada K, Hamasaki K (2016) Distribution of Holtodrilus truncatus, a Branchiobdellidan Ectosymbiotic on Atyid Shrimps in the Kii Peninsula, Western Japan, with Reference to Salinity Tolerance and Host Preference. Zoological Science, 33: 154–161

大高明史,陳榮宗(2010)台灣內水域新紀錄一種蛭蚓類及四種貧毛類。台灣生物多樣性研究 12: 97–110

大高明史,格爾德,大和茂之,陳榮宗,西野麻知子(2015)台灣匙指蝦類體表兩種外共生蛭蚓目及切頭類之共棲。台灣生物多樣性研究 17: 253–262


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