0

0
1

文字

分享

0
0
1

人工甘味其實沒那麼甜?

葉綠舒
・2014/09/17 ・1563字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 508 ・六年級

所謂的甜味(sweetness)指得是五種基本味覺裡面的一種。基本上來說,含有碳水化合物(carbohydrate)的食物,都有產生甜味的可能。其中,單糖(sugar,monosaccharide)、雙糖(disaccharide)在食用的當下就會產生甜味了。至於說多醣(polysaccharide),通常在食用的時候是吃不出甜味的;甜味要在多醣經過水解後才會產生。

由於我們的靈長類老祖宗是以樹葉與水果為食(參考:老祖宗的菜單),因此我們從數百萬年來也習慣了蔗糖(sucrose)的甜味。科學進步以後,科學家們也發現了一些非碳水化合物的分子,因為可以跟我們的甜味接受器(sweetness receptor)產生有效的接觸,所以也可以產生甜味。這些人工甘味(sugar substitute,或者說artificial sweetner)大量的用在特殊飲食(如糖尿病患)或是減肥餐飲上。

不過,只要嚐過人工甘味的朋友應該都發現,其實人工甘味的味道還是跟天然的味道不同。而有些人工甘味號稱比蔗糖甜數百倍、甚至有號稱是蔗糖數萬倍的Lugduname(N-(4-氰苯基)-N-(2,3-亞甲二氧苄基)胍乙酸,N-(4-Cyanophenyl)-N-(2,3-methylenedioxybenzyl)guanidinoacetic acid)。但是,以筆者的經驗來說,筆者嚐過含有天然甘味中最甜的甜菊糖苷(Steviol glycoside,約為蔗糖的40-300倍)製成的餅乾,雖然有甜味,但是還是嚐得出來不一樣。

世界上最甜的分子Lugduname。圖片來源:wiki
世界上最甜的分子Lugduname。圖片來源:wiki

到底不一樣在哪裡呢?過去的一些研究提到,可能是因為這些甘味劑跟我們的甜味接受器接觸的點並非完美,所以不能完美複製出蔗糖的甜味。最近,賓州州立大學(Penn State)的研究人員進行了一項有趣的實驗,或許也可以解答大家在甜味上的疑惑。

在這個研究中,感官評價中心(Sensory Evaluation Center)的研究人員招募了401個人參加了一系列的口味測試。受試者嚐到了含有楓糖漿、龍舌蘭花蜜、蔗糖,或是含有不同濃度的阿斯巴甜(aspartame)、三氯蔗糖(sucralose),乙酰舒泛鉀(AceK,Acesulfame potassium,乙醯磺胺酸鉀)和甜菊糖苷(RebA,rebaudioside A)的12到15個食物樣本。

參與者指出,如阿斯巴甜、乙酰舒泛鉀、甜菊糖苷等,比起真實的糖,他們可以在較低濃度嚐出;但這些人工甘味所帶來的感覺強度並不大於蔗糖和其它營養性甜味劑的甜度。

研究人員說,在受體生物學(receptor biology)上,一個物質的「效價」(potency)是描述這個物質能夠活化對應的受體所需的最低濃度;效價越高的物質,代表它能夠活化該受體所需的濃度就越低。但是效價並不能預測該物質跟受體結合後,所引發的反應的強度(intensity),也就是嚐到味道以後所引發的感受(sensation)。

因此,過去研究人工甘味的人所說的「甜度」(sweetness),可能指得就是這些人工甘味跟我們味蕾上的甜味受體之間的「效價」,但並不是反應的強度。

所以,研究人員認為,過去許多科學家認為這些人工甘味是「高強度」的甘味劑,其實是一種錯誤的說法。而有些專家認為,肥胖的一部份成因是因為,這些人工甘味劑對我們的感官進行了過度的刺激,造成我們常常吃太多;研究團隊也不同意。研究團隊認為,現代人肥胖的原因,應該是因為想吃的東西總是唾手可得(所謂的「永恆的豐收」)所造成的。

是食物太容易取得使人肥?還是過度刺激感官使人肥? CC by Kimberly Vardeman
是食物太容易取得使人肥?還是過度刺激感官使人肥?
CC by Kimberly Vardeman

筆者也覺得,應該是因為想吃的東西太容易取得,造成現代人的肥胖「流行」。除此之外,很多加工食品,經常會調入糖與脂肪來提高適口性(palatable),這應該也是造成肥胖的隱性原因之一。

為了提高花生醬的適口性,花生醬中有10%是糖。 圖片來源:wiki
為了提高花生醬的適口性,花生醬中有10%是糖。
圖片來源:wiki

但不知道這所謂的「強度」,是否也跟人工甘味能否與甜味接受器產生與蔗糖一樣的連結有關呢?

原刊載於作者部落格Miscellaneous999 

參考資料:

  1. 2014/9/5. Sugar substitutes not so super sweet after all. Science Daily.

數感宇宙探索課程,現正募資中!

文章難易度
葉綠舒
262 篇文章 ・ 6 位粉絲
做人一定要讀書(主動學習),將來才會有出息。


3

13
3

文字

分享

3
13
3

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


數感宇宙探索課程,現正募資中!

所有討論 3
YTLai_96
8 篇文章 ・ 14 位粉絲
也許永遠無法自稱學者,但總是一直努力學著