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為什麼魚的胃口這麼大

陸子鈞
・2011/07/11 ・257字 ・閱讀時間少於 1 分鐘 ・SR值 494 ・六年級

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在魚缸中倒入飼料,魚會狼吞虎嚥,直到脹到自己體型原本的幾倍大為止。可能魚有一套遠遠超乎實際需要的,超大消化系統。但為什麼他們要消耗這麼多能量,去維持一套在自然環境下不需要的腸胃呢?一份新的研究,分析600個魚的族群,指出如此大的腸胃,能幫魚度過豐年或是饑荒。一套比平常所需大兩到三倍的消化系統,能讓魚在饗宴中多吃一些食物儲存,以應付接下來可能的饑荒。因此,長遠的眼光看來,帶著這麼大的腸胃是值得的。

資料來源:ScienceShot: Why Fish Haul Around Extra Guts [6 July 2011]

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陸子鈞
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Z編|台灣大學昆蟲所畢業,興趣廣泛,自認和貓一樣兼具宅氣和無窮的好奇心。喜歡在早上喝咖啡配RSS,克制不了跟別人分享生物故事的衝動,就連吃飯也會忍不住將桌上的食物作生物分類。

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【水獺媽媽專欄:從日常學永續】食物浪費了怎麼辦?沒煮完的食物又要壞掉了!
PanSci_96
・2022/09/10 ・747字 ・閱讀時間約 1 分鐘

爸爸媽媽總是常常告訴我們:「不要浪費食物」、「吃不完倒掉很可惜」,但是你可知道,售出的食物最浪費的地方在哪裡?餐廳?商店?家庭?

根據聯合國糧食及農業組織(簡稱 FAO)統計,2019 年賣給消費者的食物中,有 11% 的浪費在家庭,佔最大比例,其次是餐廳的 5%,最後是商店的 2%。

沒猜到吧?食物浪費最常發生的地方竟然在家裡!

在所有被浪費的食物中,家庭是最大宗的來源。圖/水獺媽媽提供

但明明餐桌上的食物都有吃完,到底「浪費」在哪裡呢?

回想一下自己有沒有過這樣的經驗,興致勃勃採購了新鮮食材放進到冰箱,結果它們的存在就默默被遺忘,直到過了保存期限才再度出現……。或是看到買二送一、第二件五折、大分量包裝的即食品或零食,然後就買了超出實際需要的食物,是不是很多人發生過這些事情呢?

食物買太多、煮太多、放太久,都有可能造成食物浪費。圖/水獺媽媽提供

不管是買太多、煮太多還是放太久,都形成了剩食,而剩食的下場,常常是被直接丟棄,我們當然不是故意買食物來扔掉,但是全球每天被丟棄的食物卻是非常可觀。

餐廳和商店則大都會量入為出,精準控制食材供需量,以避免成本浪費。相對的,我們也應該對家裡的吃有所規劃,才不會造成無謂的浪費。

減少剩食,從我們自身做起,除了儘量吃完食物,還要一起多留意烹煮的份量,幫忙檢查食物存量、適量地採購,這些都是我們日常中就可以做出的愛地球表現!

適量採買食物、定期整理冰箱,都可以有效減少剩食。圖/水獺媽媽提供
PanSci_96
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物理學家如何煮義大利麵?
胡中行_96
・2022/06/16 ・2509字 ・閱讀時間約 5 分鐘

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疫情期間學烹飪,再拍照上傳社群網站,是凡夫俗子的成果發表;將煮義大利麵的心得筆記,發表在《流體物理學》(Physics of Fluids)期刊上,[1]則是科學家的華麗炫技。

煮麵的動機

美國伊利諾大學Sameh Tawfick副教授的實驗室,專攻靈活可變形的纖維和有彈性的結構,所產生的「流體結構交互作用」(fluid structure interaction)。「過去幾年老是開玩笑,說義大利麵的黏著力與我們的研究息息相關」,他說團隊發覺分析麵條力學質地的轉變,「可以體現黏著力、力學質地和烹煮熟度的關聯。」[2]

以上研究動機有聽沒懂,無所謂。煮麵要緊。

煮麵的方法

當 COVID-19 疫情襲來,學生與博士後研究人員,開始在家中和實驗室裡煮義大利麵。[2]

他們在實驗室裡,用的不是鍋子和瓦斯爐等通俗的烹飪設備,而是燒杯加熱板[3]加熱板是一種有發熱平面的機器,比開放式的火源安全。[4]

依照一般食譜的建議,煮義大利麵的步驟,是先把麵條扔進大滾的鹽水中,等熟了再撈出來瀝乾。[5]不過,實驗的這個部份沒加鹽,大概是想把變數降到最低,後面再討論食鹽的作用。以滾水煮熟的麵條,在脫離水的時候,殘留的水份會在麵條之間形成「彎液面」,以「表面張力」把一根根的麵條黏在一起。[2, 3]

左圖/參考資料3

整個過程就像圖中所示,左側為二條(橙色)義大利麵條,被置在(粉色)加熱板上的燒杯內烹煮;中央是麵條離水;右邊則為局部放大圖,呈現義大利麵條之間的彎液面。

表面張力之所以會產生,是因為水分子與水分子之間,每個方向的引力本來都一樣,可以相互抵銷,然而到了水面就失衡了,因此有儲存能量的張力。 [6, 7]

右圖/參考資料3

表面張力:藍色的圓點代表水分子,橙色的箭頭則是引力。圖/參考資料7

傳統義大利麵講求的口感,叫做「al dente」,意思是「煮到內硬外軟」,恰到好處。從物理的角度來看,水份由麵條表面,逐漸擴散進入內部,所以首先軟化的當然是最外層。吸水的過程中,麵條體積會隨之膨脹。煮愈久,效果愈明顯。下圖是研究團隊在觀察義大利麵「吸濕膨脹」(hygroscopic swelling)時,進行的量化紀錄。[3]

圖片上方中間的麵條剖面,從圓心向外,由深至淺,有輕微的色彩變化。然而,水份達到飽和後的右上剖面,便不再有任何的顏色漸層,大概就是所謂煮過頭的狀態。[3]

至於縱向的吸濕膨脹,則展示在下方。以最左邊的生麵條為比例尺,對照用 100 度 C 的滾水,分別烹煮 12、18、24、30 分鐘後的膨脹變化。整體而言,麵條剖面周長增加的比例,大於長度的成長比例。這是基於內部沒有與水接觸的核心,限制了麵條縱向的延展。[3]

左圖/參考資料3

所以,到底要怎麼做,才能擁有al dente的口感?

研究團隊發現義大利麵條達到 al dente 前,其周長與長度分別的膨脹率相比,所得的比率是3.5比1。一旦超過了,就會軟爛。[2]此外,由於麵條煮愈久,離水時彼此相黏的部份就愈長。研究團隊認為,專業廚師也可以測量相黏長度,來推論起鍋時間,以後再將成熟的技術,推廣至普通民家…[3](原文口氣意外地認真。)總之,要知道煮好沒,不是用嘴試吃,也別拿錶計時,科學家的建議竟是用尺測量!

煮麵的鹽和光

明明義大利麵條的包裝上,都有建議的烹煮時間。為什麼科學家不直接告訴大家,煮多久能起鍋?原來如果照正常的煮法,在水中加食鹽,麵條的化學和力學特性都會起變化。比起用蒸餾水,鹽水不僅有助麵條膨脹,而且會增添嚼勁。[3]此外,Sameh Tawfick 副教授解釋,滾水中的鹽量,會改變達到 al dente 所需的時間。有鑑於此,他未來要探討食鹽,在義大利麵膨脹時所扮演的角色。[2]同時,這個研究正如一道照亮前程的光,或許會引領其他人,也來嘗試用簡單的方式,研究軟物質的特性。

參考資料:

  1. Hwang J., Ha J., Siu R., Kim Y. S., and Tawfick S. (2022) ‘Swelling, Softening, and Elastocapillary Adhesion of Cooked Pasta’, Physics of Fluids, 34 (042105)
  2. Physics Models Better Define What Makes Pasta Al Dente (Physics of Fluids, 2022)
  3. Hwang J., Ha J., Siu R., Kim Y. S., and Tawfick S. (2022) ‘Swelling, Softening and Elastocapillary Adhesion of Cooked Pasta’, arXiv
  4. Hot Plate Use and Safety in Laboratory (University of Wisconsin-Madison, 2013)
  5. Spaghetti and Meatballs (Gourmet Traveller, 2018)
  6. 第11章  有趣的界面現象(國立成功大學化學工程學系)
  7. Chemical Science Lesson Plan: Hydrogen Bonding and Surface Tension (University of Illinois, 2010)
  8. Enjoy better-cooked pasta with…physics and a ruler? (University of Illinois, 2022)

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胡中行_96
64 篇文章 ・ 23 位粉絲
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。

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用視覺吃東西,食用色素在食品中的角色定位——《食戰!數據化的美味行銷》(上)
遠足文化_96
・2021/03/28 ・2964字 ・閱讀時間約 6 分鐘 ・SR值 511 ・六年級

  • 作者/文正薰 (문정훈);譯者/劉宛昀

味道與香氣不同

在這裡順便談談為何在標記食品時,我們不說草莓「味」或蘋果「味」,而是說草莓「香」、蘋果「香」的原因。因為從嚴格的定義來說,味道與香氣確實不同。

我們不把香氣稱為香氣,反而會把香氣認知成味道。我們所認知的味道,其實很多並非透過舌頭感受的味覺,而是藉由鼻子所感受到的香。圖/pexels

人的舌頭能夠辨別的所有味道為甜味、鹹味、苦味、酸味、鮮味這 5 種(不過近來又發現了金屬味、濃郁味等新的味覺),那麼我們感受到的草莓味、蘋果味、葡萄味本身又是什麼?事實上,蘋果味、草莓味、葡萄味並不存在,正確來說必須稱之為蘋果香、草莓香和葡萄香。其實,直接從外部進入鼻腔的氣味並不多,在口腔咀嚼時,食物組織遭到破壞,裡頭複雜的香味物質會從口腔後方進入到上方的鼻腔,然後才感受到香氣,這比起從外部感受到的氣味更強烈。

於是,我們不把香氣稱為香氣,反而會把香氣認知成味道。我們所認知的味道,其實很多並非透過舌頭感受的味覺,而是藉由鼻子所感受到的香。

如果感冒後嗅覺失靈了,吃洋蔥時也可能會誤以為是吃了蘋果。也許你認為這是在開玩笑,但這是事實。味道與香氣雖然有點類似,實際上卻是完全不同的概念。

如果感冒後嗅覺失靈了,吃洋蔥時也可能會誤以為是吃了蘋果。圖/Giphy

人的眼睛比嘴更快嚐到食物

我們在日常生活中並不會一邊區分「味道」與「香氣」的差異,一邊享用食物。我們沒有必要勉強將前述的嚴謹分類,機械式地應用在生活當中。為了方便起見,本文中也會將香氣指稱為味道,只是希望讀者能夠了解,我們平常慣稱的「味道」,它的屬性其實受到許多因素影響,而這些因素中也包含了視覺因素。正如同前述實驗所呈現的結果,在某種意義上,我們甚至可以說眼睛會比嘴巴更快吃到食物。

眼睛通常比嘴巴更早「吃」到食物。圖/Giphy

NIZO 食研所進行的前述實驗是感官實驗,說到「感官」,不知為何很多人會聯想到性的方面去。這個用語和那個用語(?)的漢字雖然相同,但在學術界具有另一種嚴謹的意義。在學術界裡,以感覺器官的反應為主題的實驗,即稱作感官實驗,也就是與味、色、香、觸覺等有關的測試。

像是吃餅乾時會發出悅耳的聲音、手抓取物品時感受到的重量與質感等等,這些為了以工程學觀點做研究而進行的實驗,也包含在感官實驗的範疇。Food Biz LAB 也常進行類似的實驗,我們也曾像 NIZO 食研所一樣,為了了解視覺訊息對味道有何影響而做過感官實驗。

根據大韓商工會議所於 2013 年,以 500 名家庭主婦為對象所進行的「食品安全消費者認知」調查結果,39.2% 的受訪者表示對食物安全感到憂心。當問到為何對食物安全不放心時,過半數以上的受訪者都選出了「產地、有效期限標示偽造與不實」,以及食品中含有「添加物與食用色素」等原因。

在此我們並不是要討論食品業者偽造或標示不實產地、有效期限的狀況實際有多嚴重(或是並不嚴重),假如真的發生了這種行為,以消費者的立場來說,便不得不計較。

根據大韓商工會議所於 2013 年,以 500 名家庭主婦為對象所進行的「食品安全消費者認知」調查結果,39.2% 的受訪者表示對食物安全感到憂心。圖/pexels

食品中添加食用色素的原因

然而,添加在食品中的添加物與食用色素,可以說是不太一樣的問題。假如食品中含有未經食品醫藥品安全處許可的添加物或食用色素,或添加了超過許可的用量,這當然是違法的,但實際上即便未觸法,消費者仍然經常感到不安。

市面上販賣的無數種飲料中,大多添加了食用色素,雖然添加量非常少且對人體無害,但隨著養生文化的興起,重視健康的人也越來越多,消費者對所有食品化學添加物都產生顧慮的趨勢也越來越明顯。

市面上販賣的無數種飲料中,大多添加了食用色素。圖/pexels。

藉由養生的飲食習慣來維持身體健康已成為普遍的需求,所以對此也不必再特別解釋。但是,食用色素正如字面上的意義,其作用僅止於讓食品增色而已,並不能增加味覺或促進健康,那為什麼這麼多的產品非要添加食用色素不可呢?

如 NIZO 食研所的實驗所示,我們喝草莓飲料時,必須同時感受到草莓香與紅色,才不會導致錯亂。香蕉原本是白色的,不過香蕉飲品必須是黃色的,大家才會感到滿意。

製造草莓飲品時為了呈現出紅色,也可以添加更多草莓,然後又導致價格上漲,因此成本最低廉的解決方式,就是添加食用色素了。圖/pexels

不知道為什麼,我們一直以來都學到蘋果飲料必須是淺黃色的,如果不是就會覺得奇怪,這就是為什麼要添加食用色素的理由。當然,製造草莓飲品時為了呈現出紅色,也可以添加更多草莓,但如此一來,顏色雖然變得更紅,味道卻也會更酸,因而必須加入更多糖分,然後又導致價格上漲。價格昂貴的話,將不受消費者青睞。因此,成本最低廉的解決方式,就是添加食用色素了。

全新的感官實驗

那麼我們到底該怎麼做,才能為消費者研發出草莓香與草莓色素都恰到好處的飲料呢?如果在飲料中不添加色素,只有瓶子是紅色的話,消費者會滿意嗎?為了尋找這道問題的答案,我們設計了一項實驗。實驗的方法很簡單,我們準備了以下3種實驗物品,請一些人參與感官實驗後,觀察他們的滿意度。

  • 1 號飲料 添加了紅色色素的草莓香飲料,裝在透明的瓶子中。
  • 2 號飲料 未添加色素的無色草莓香飲料,裝在紅色瓶子中。
  • 3 號飲料 未添加色素的無色草莓香飲料,裝在透明的瓶子中。

假設添加色素與否,對消費者的喜好度不造成任何影響的話,那麼食品製造商就沒有添加食用色素的理由;相反地,如果添加色素與否對實驗受試者的喜好度有影響,那麼我們至少能夠理解為何廠商會使用食用色素。色素是否非添加在飲料中不可,或是只須改變瓶身、包裝顏色即可呢?實驗看看就知道了!

1 號飲料添加了紅色色素、裝在透明瓶子;2 號飲料未添加色素的無色草莓香飲料、裝在紅色瓶子中;3 號飲料未添加色素的無色草莓香飲料、裝在透明的瓶子中。
——本書摘自《食戰!數據化的美味行銷》,2020 年 11 月,遠足文化
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遠足文化_96
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為什麼魚的胃口這麼大
陸子鈞
・2011/07/11 ・257字 ・閱讀時間少於 1 分鐘 ・SR值 494 ・六年級

在魚缸中倒入飼料,魚會狼吞虎嚥,直到脹到自己體型原本的幾倍大為止。可能魚有一套遠遠超乎實際需要的,超大消化系統。但為什麼他們要消耗這麼多能量,去維持一套在自然環境下不需要的腸胃呢?一份新的研究,分析600個魚的族群,指出如此大的腸胃,能幫魚度過豐年或是饑荒。一套比平常所需大兩到三倍的消化系統,能讓魚在饗宴中多吃一些食物儲存,以應付接下來可能的饑荒。因此,長遠的眼光看來,帶著這麼大的腸胃是值得的。

資料來源:ScienceShot: Why Fish Haul Around Extra Guts [6 July 2011]

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