減鹽食品風潮

本文與 Panasonic 合作，泛科學撰文 

●以下科學研究內容作為知識分享，不直接與Panasonic A La Uno全自動洗淨馬桶產品功能連結

在做家務的痛苦排行榜上，「刷馬桶」絕對名列前茅。明明天天都在沖水，但過不了幾天，馬桶內壁邊角總會浮現黃黃的水垢、角落發黑的霉斑，甚至是那些刷掉又長出來的粉紅色污垢（黏質沙雷氏菌）。

許多市售衛浴設備常標榜「神奇抗污」或「永久不沾」，讓人誤以為安裝後便能永保潔淨。然而從材料科學的角度來看，世上並無能使污垢憑空消失的魔法。所謂「耐污」的實質機制，並非打造完全不沾染髒污的材質，而是調整表面的物理與化學屬性，使水垢和微生物難以強力附著。一旦降低了污垢與內壁之間的附著力，透過日常水流沖刷，便能輕易地將髒污帶走。

為什麼污垢「黏不住」？ 

要搞懂為什麼某些特殊表面能做到「耐污」，我們得先像偵探一樣，拆解馬桶裡的髒污究竟是怎麼「抓緊」材料表面的。馬桶內壁的污垢主要有兩大難纏的元兇：

1. 水垢與礦物沉積*1：我們日常使用的自來水中含有鈣、鎂等金屬離子。當水滴在表面經歷反覆的濕潤與蒸發乾燥循環時，這些離子會逐漸結晶析出，變成硬度極高、緊緊「卡」在微觀縫隙裡的礦物質水垢。
2. 生物膜與有機物*2：包含尿液中的無機鹽、油脂殘留，以及細菌入侵後分泌出像超強膠水一般的聚合物，所組成的黏滑防禦大本營。

這兩大類污垢想要在材料上「落腳」，前提是它們必須能在表面找到足夠的附著點與黏合力。那麼，材料科學家是如何讓這些髒污「站不穩」的呢？答案就藏在「表面能（Surface Energy）」與「濕潤性（Wettability）」這兩個核心概念中。

當我們把水滴在某個表面上時，水滴會聚成一顆圓滾滾的水珠，還是迅速攤平開來？這取決於表面的特性：

• 疏水路線（Hydrophobic）*1：具備低表面能的疏水表面，能顯著減少水分子或污染物與表面之間的極性作用力與氫鍵。水滴在這種表面上會因為表面張力而收縮成水珠，當水珠滾動滑落時，就能順便把表面的灰塵與礦物質顆粒帶走，這就是著名的「自清潔效應」。
• 親水路線（Hydrophilic / Superhydrophilic）*2：相反地，極度親水的超親水表面則會強烈地吸引水分子，在材料最外層形成一層薄薄的「水化層（Hydration Layer）」。這層水化層就像是實體的液體盾牌，讓油污、蛋白質或細菌無法直接接觸到材料基底，只能漂浮在水膜上方。

如果要用攀岩來比喻：傳統粗糙的表面就像是有許多凹槽的攀岩牆，髒污就像攀岩者，需要找到落腳點並用力撐住才能攀附；而我們做的是抽掉把手點，或是在把手上塗上潤滑油，讓髒污找不到施力點，自然難以停留。

不給細菌「握手」的機會

解決了水垢，下一個更棘手的對手是「細菌」。

馬桶內壁那些黑黑粉粉、摸起來滑滑的污垢，在微生物學中被稱為「生物膜（Biofilm）」。細菌並不是孤立生長的，當單顆細菌落在表面後，如果覺得環境舒適，它就會開始分泌胞外聚合物（EPS），這是一種天然的超強膠水。細菌們用這種膠水把自己與同伴緊緊黏在一起，並築起堅固的防禦堡壘，這時一般的沖水就很難把它們沖洗乾淨了。

根據《Nature Communications》與《Microsystems & Nanoengineering》的學術期刊研究指出，要阻止生物膜形成，除了化學上的抗菌，材料的「表面微幾何結構」扮演了至關重要的角色。

材料科學領域中有一個著名的「附著點理論（Attachment Point Theory）」：

1. 粗糙與微孔洞表面：如果材料表面存在許多微小的裂縫、氣孔或微米級凹洞，細菌（體積通常約 1 到 3 微米）就會興高采烈地鑽進這些小凹槽裡。這些凹槽不僅提供了極佳的機械咬合支點，還能幫細菌擋掉水流的沖刷。
2. 極致平滑與微結構表面：相反地，如果材料表面做到極致平滑，完全沒有微米級的缺陷；或者反過來設計出尺寸遠小於細菌的奈米結構，細菌的足跡構造（如鞭毛或纖毛）就無法在表面找到穩固的「接觸附著點（Contact Points）」。

當細菌發現自己在這個表面上連「手都握不緊」、隨時會被水流吹走時，它就無法順利定殖並分泌膠水築巢。此外，現代衛浴結構在設計時，也越來越強調「一體成形」與「無接縫工藝」。消除接縫與死角，等於直接拔除了細菌與水垢最喜歡的避風港。

當材料、結構與流體科技組隊聯防 

了解了材料化學與微觀幾何，我們就能勾勒出一座現代耐污馬桶的完整防禦體系：【材料層（低附著力）】+【結構層（無縫平滑）】+【動態流體層（泡沫與水流剪切力）】= 高效清潔！

以市面上備受矚目的 Panasonic A La Uno 全自動洗淨馬桶為例，就是將材料科學、結構工程與流體力學發揮到極致的典型代表：

1. 材料層：有機玻璃系新素材

A La Uno 全自動洗淨馬桶採新開發的「有機玻璃系新素材」（以壓克力高分子為基礎研發的衛浴專用材料，這類高分子成形技術亦被廣泛運用於大型水族館高壓觀景窗與飛機機艙罩）。這種材料表面具備極佳的疏水性與耐水垢特性，水滴不易長時間攤平停留；材質堅固、不易破裂，耐刮、不易造成細小傷痕。通過實驗測試，這種素材配合泡沫洗淨，在沖洗後能有效沖刷掉高達 99.99% 的大腸桿菌，從源頭阻斷細菌定殖。

2. 結構層：無接縫工藝與三重防濺防護

在宏觀結構上，A La Uno 全自動洗淨馬桶採用無水箱沖水與便器、溫水洗淨便座一體成型設計，減少傳統水箱與座體之間的結構層次及接縫，並搭配可動迴轉式排水系統完成沖洗。更貼心的是其「三重防護」設計：

• 泡沫防護：在水面上製造一層充沛的泡沫緩衝層，有效抑制男性站立小便時的尿液與污水飛濺；
• 外圍防護：馬桶邊界特別設計了高約 3mm 的水檔，防止液體延著外壁滴落至地板；
• 測漏防護：便座與馬桶本體採用不外露的防護設計，避免液體從縫隙飛濺滲漏。

3. 動態流體層：雙效泡沫洗淨、漩渦水流與 nanoe™ X

當污垢降落在馬桶內壁時，A La Uno全自動洗淨馬桶 的動態流體科技便接手進行徹底打掃。其「雙效泡沫洗淨」會先釋放直徑約 5mm 的「毫米泡沫」包裹並帶走大塊髒污，再透過直徑約 60微米的「微米泡沫」深入微觀縫隙，徹底溶解殘餘的油脂與細微污垢。接著，配合高度清潔力的「漩渦型強力水流」，利用旋轉產生的流體剪切力，一口氣將附著力已被削弱的污垢剝離並沖走。此外，Panasonic A La Uno 全自動洗淨馬桶還搭襯了 nanoe™ X 健康科技，釋放氫氧離子有效抑制異味與髒污，維持空氣與內壁的良好衛生狀態。

科技讓生活變輕鬆，但物理法則依然誠實

從材料化學的低表面能設計，到微觀幾何的附著點控制，再到流體力學的水流沖刷，一座現代抗污馬桶的演進，縮影了人類如何運用基礎科學來解決日常生活痛點的智慧。

我們習慣將衛生清潔想像成一場與細菌髒污的硬碰硬死鬥。然而，A La Uno全自動洗淨馬桶 等現代衛浴技術的突破，展示了材料科學的另一種聰明思維：不靠強酸強鹼硬打，而是透過物理與化學邏輯，將「污垢固著」的機率降到最低。

當材料科學與現代衛浴技術結合，刷馬桶不再是一件令人頭痛的辛苦瑣事。透過這些前沿科技的加持，我們得以從繁重的家務勞動中解放，享受更加乾淨、舒適且有品質的日常生活。

*1 參考論文：A metallic anti-biofouling surface with a hierarchical topography containing nanostructures on curved micro-riblets

*2 參考論文：Brushing up functional materials

海鹽巧克力、玫瑰鹽奶茶……很多甜點常會加鹽，鹹鹹甜甜的食物很香，而且不知道為什麼，甜的東西加點鹽，反而比較好吃，而鹽當中的鈉元素，是鹹味最主要的來源。

味覺中的「鹹」味，扮演著對美食的感受和保護的機制！跟著「神廚賽恩師」一起了解鹹味的應用吧！

味覺故事——鹹味的古往今來

人類從什麼時候開始會使用鹽來調味的呢？其實並沒一定的說法，但可以想像，會跟海水有關。

從海水得來的白白結晶體，成了早期人類用來取得鹽的方法，我們從「煮海為鹽」的這句成語，可以做証實。

也因為鹽取得不易，又是家庭必備食品，因此，在古代，鹽就只能讓政府專賣，有時還作為稅收。而古代羅馬帝國士兵的薪水，也曾是用鹽來支付哦！

節目中分享，在華人當中，最會用鹽的族群，應該算是客家人了吧！而這又跟時代背景有關係。因為戰爭的關係，族群希望遠離戰亂，為了避難遷徒而保存食物，到後來變化成利用鹽醃起來、做出各種著名的料理，客家人不愧是用鹽的高手哦！

全新第三季《神廚賽恩師》

公共電視科普節目《神廚賽恩師》 ，結合科學、廚藝與食育教育，引領大眾用有趣的方式、從 Science-科學角度讓大眾了解傳統廚藝「伙房 36 法」中的科學知識。第三季節目於 2023 年 2 月 3 日起，每週五晚上 6 點在公視主頻首播，公視 3 台每週五晚上 7 點首播，重播時段為公視主頻每週六早上九點三十分與公視 3 台週日晚上六點播出。

▸《神廚賽恩師》第三季將於 2/3（五）起，18:00 在公視主頻首播

 其他播出資訊

▍ 公視頻道每週五晚間 18:00、公視三台每週五晚間 19:00 （首播）

▍ 公視頻道每週六早上 09:30、公視三台每週日晚間 18:00 （重播）

▍ 並將於公視+ 影音平台完整上架　敬請期待

▍ 烹調中蘊含科學原理，一起發現料理中樂趣

鹽是我們生活中不可或缺的一部份。小時候媽媽煮菜鹽用完時，請你去巷口幫她買一包鹽、跟朋友打球破皮擦傷後，用生理食鹽水清理傷口、為了減肥而吃水煮雞胸肉，只能加點鹽當作調味，在我們人生中的各個階段都能發現鹽的身影。

近年來，鹽的種類更是推陳出新，五花八門，從牛排的好夥伴玫瑰鹽，到近幾年很火熱的鹽之花，令人不禁好奇，我們所吃的到底是什麼鹽，玫瑰鹽的成分有玫瑰嗎？鹽之花跟花有什麼關係？這一切都要先從鹽的生產過程講起。

鹽是怎麼來的？

鹽的主要成分是氯化鈉 (NaCl)。

除了我們熟知的海鹽以外，依照生成環境還可分成井鹽、湖鹽、岩鹽與礦鹽。井鹽是來自於地下的濃縮海水，湖鹽是湖水蒸發後所得的沉積礦物質，而岩鹽及礦鹽則是海水因地殼變動流經山壁洞穴或地下，經蒸發結晶後形成。

海水製鹽是歷史悠久且普遍的一套做法。生產海鹽一般所採用「曬鹽法」方法如下：

1. 先將海水引入蒸發池，在蒸發的過程中，滷水^註1被濃縮且鹽度漸漸升高，低溶解度的雜質，如氧化鐵 (Fe₂O₃)、碳酸鈣(CaCO₃) 及粗石膏 (CaSO₄) 等逐漸析出沉澱，待鹽度達 25 波美^註2，滷水就呈飽和狀態。
2. 滷水達飽和後注入結晶池，稍加曝曬便會析出氯化鈉結晶，但要避免過度濃縮使其鹽度超過 30 波美，因為此時滷水會開始析出鎂類雜質，成為「苦滷」。
3. 待氯化鈉結晶完成後便進行「收鹽」。鹽工會先「鬆鹽」（將結晶之鹽層打鬆），接著「耙龍」（將打鬆的鹽耙成長龍）最後用特別定製的「鹽籠」盛裝，曬鹽的工作到此大致告一段落。

然而，曬鹽法易受日照或降雨因素影響，而且需佔地廣大的鹽田。

隨著工業技術的發展，製鹽有了另一種選擇。離子交換膜電透析法以電力驅動海水中的正負離子，透過具有孔徑選擇性的陰陽離子交換膜，過濾掉不要的陰陽離子、並濃縮海水，之後再導入蒸發罐繼續蒸發結晶以產製精鹽。這個技術雖然耗能且設備成本高，但不受天候因素影響，因此產能穩定，且純度高、用地少。

以台灣的製鹽歷史來說，主要是以曬鹽法為主，但由於氣候條件不佳及成本考量，國內鹽場已於 2002 年全數停產。如今台鹽僅從澳洲進口的粗鹽，在通霄精鹽廠進行精製。

我們吃的是什麼鹽？

了解鹽的生產過程之後，我們或許可以就某些鹽的名稱推測它的來源或生產過程。但日常生活中，鹽的種類五花八門，有許多名字聽起來好像很厲害的鹽，但其實我們對於其生產過程及成分一知半解。

相信各位都跟筆者一樣，討厭那種不知道自己都吃了什麼的感覺，現在我們就來一探究竟，我們平常吃的是什麼鹽吧。

精鹽

精鹽大概是我們最熟悉的一種鹽了，從便利商店到大賣場都可以看到它的蹤影。

精鹽在過去主要是由滷水析出雜質後，經過多次蒸發再結晶而得，作工相當繁複，是既珍貴且重要的物資，因此在許多文明中都曾把鹽做為薪水來配給，甚至「薪水 (salary)」的英文就是由「鹽 (salt)」所演變而來的。

現在則可透過離子交換膜電透析技術，只需六小時就可得到高純度的精鹽，普遍用於烹調及食品加工。

玫瑰鹽

喜馬拉雅鹽是一種產於巴基斯坦喜馬拉雅山脈的岩鹽，據說是西元前 320 世紀亞歷山大出征此地時，發現馬匹在舔岩壁，這個巨大的鹽礦就此公諸於世。

岩鹽含有豐富的礦物質，因而呈現出各式各樣的色彩。喜馬拉雅鹽含有鐵、鉀、鈣、鎂等礦物質，使其具有如玫瑰般粉紅的色澤，因此又被稱作玫瑰鹽。

玫瑰鹽相較於一般精鹽更有益健康的說法一直沒少過，但其論點並沒有科學上的支持，例如：有廠商宣稱玫瑰鹽鈉含量較低且含有 84 種微量元素，有益身體健康，但研究指出，其實玫瑰鹽的氯化鈉含量與一般精鹽差不多都是 98%，營養成分相差無幾，對於健康沒有額外的助益。

有廠商指出玫瑰鹽燈能吸收空氣中水氣並放出負離子，進而淨化空氣中的灰塵及過敏原，達到改善情緒的效果，但此論點同樣沒有獲得科學上的證實。

鹽之花

在曬鹽的過程中，海水會被導入蒸發池中等待結晶，此時會有部分的海鹽於滷水表面結晶析出，神奇的是，這些從表面析出的氯化鈉晶體一個個都是中空的四角柱 （金字塔），而他們會因為水分而黏在一起，遠遠看起來就像雪花一樣，因此被稱作「鹽之花 (Fleur de sel)」。

鹽之花結晶的氣候條件嚴苛，產量非常稀少，且必須耗費大量人力，在它沉積前以傳統工法採收，而這也反映在它的價格上，鹽之花可說是目前市面上最貴的鹽之一。

由於鹽之花沒有經過純化及精製，氯化鈉含量明顯比一般精鹽還要低，且礦物質含量更高，使得其風味相較一般精鹽更有層次。不同產地的鹽之花，則因為氣候及地理條件上的差異，在成份及口味上各具特色。

此外，鹽之花的含水量也比一般精鹽高出不少，這使得它在口中的溶解速度較慢，味道能能夠在口中持續較長一段時間，因此只需要加少少的量，就能大大的提味，這可能也是為什麼一般會建議在烹煮完成後再加入調味，以避免鹽之花因高溫而失去它應有的滋味。

日常生活中鹽的種類實在族繁不及備載，無法在此一一詳述，像是夏威夷鹽、日本藻鹽、猶太鹽……等等，依其產地的氣候條件、鹽分來源及生產方法，有著各式的風味。下次在貨架上看到不知名的鹽時，不妨試著了解它背後的故事，為生活增添一點風味。

• 註 1 : 進入製鹽過程的海水稱為滷水。
• 註 2 : 波美度(°Bé)是表示溶液濃度的一種方法，以波美比重計所測得。

參考資料

1. 余光華，台灣的鹽業發展，《科學發展》，457，81 (2011)
2. 七股：鹽的故鄉
3. 鹽的故事：海鹽在臺灣–四面環海的先天優勢？
4. 臺鹽通霄觀光園區
5. 台鹽早已不產鹽 粗鹽原料全進口
6. Salt association: White Salt Production
7. 薪水是鹽塊？古代鹽好貴重
8. Abrar ul Hassan et al., Pak. j. sci. ind. res. Ser. A: phys. Sci, 60(2), 67-61 (2017)
9. howstuffworks: How Salt Works
10. Bad Science Debunked: Your Worst Day Ever: David Avocado’s Himalayan Salt Debunked
11. Medical News Today: Does pink Himalayan salt have any health benefits?
12. Time: Does Pink Himalayan Salt Have Any Health Benefits?
13. Noa SAINZ-LÓPEZ and Tomaz BOSKI, Bull. Soc. Sea Water Sci., Jpn., 73, 76－80（2019）
14. Noa SAINZ-LÓPEZ and Tomaz BOSKI, J. Coast. Res, 35 (6): 1200–1214 (2019)
15. thespruceeats: What Is Fleur de Sel?
16. 林裕森(2017)。歐陸傳奇食材。台北市 : 積木文化。

＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
你是國中生或家有國中生或正在教國中生？
科學生跟著課程進度每週更新科學文章並搭配測驗。來科學生陪你一起唸科學！