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晶瑩剔透的口水裡有什麼?—《大口一吞,然後呢?:深入最禁忌的消化道之旅》

天下文化_96
・2014/09/17 ・1741字 ・閱讀時間約 3 分鐘

WS143大口一吞,然後呢?_書封無論年紀多寡,每個人的刺激性唾液裡,主要的消化酵素都是澱粉酶。這三個字用希雷提跳舞般的義大利口音說出來,好像是某種酒或某位歐洲美女。澱粉酶把澱粉分解成單醣,身體才能利用。

你咀嚼麵包時,就能嘗到這種過程。你的唾液和澱粉混合,一股甜甜的味道油然而生。把一滴唾液加入一匙蛋奶糊裡,沒幾秒鐘整個就會清清如水。

這讓人不禁聯想,唾液(或嬰兒口水更好)應該可以拿來預先處理食物汙漬。洗衣粉或洗衣精總是吹噓含有酵素成分,那真的是所謂的消化酵素嗎?我寄電子郵件去問「美國清潔協會」,這名字聽起來像是什麼尖端研究機構,原來只是一個貿易組織,它先前的名號較不響亮,叫做:「肥皂與清潔劑協會」。

協會發言人桑索尼(Brian Sansoni)沒有顯出絲毫為自己的嘲諷讚賞之意,把我轉介給一位名叫斯皮茲(Luis Spitz)的化學家。斯皮茲博士回信說:「抱歉,我只知道和肥皂有關的題材。」桑索尼(還是沒有一絲喜悅)又給我一位清潔劑專業顧問格萊姆(Keith Grime)的電話號碼。

等我自覺能從容應對,才打了電話給格萊姆。答案是肯定的。比較高檔的清潔劑至少含有三種消化酵素:澱粉酶分解澱粉汙漬、蛋白酶分解蛋白汙漬、脂酶則分解油脂汙漬(不只是食用脂肪,還包括身上的油脂,例如皮脂)。洗衣粉根本就是裝在盒子裡的消化道。洗碗精也一樣:晚餐客人沒吃完的食物,蛋白酶和脂酶會把它們吃掉。

利用消化酵素來清潔,這個好主意要歸功於化學家及樹脂玻璃的發明者羅姆(Otto Röhm)。一九一三年,羅姆從家畜的胰臟中萃取出酵素,用它們來預浸髒布,有可能是幫屠宰場員工預洗衣物以交換胰臟;歷史久遠細節已不可考。從動物的消化道裡萃取消化酵素,成本昂貴且相當費工。以首次商業化生產的洗衣酵素來說,科學家用的是某種細菌生產的蛋白酶。商業用的脂酶不久後也應運而生,其基因被轉殖到某種真菌。真菌類比較大,比較容易處理,不需要用顯微鏡來觀察那些畜群或農作物(或和真菌類有關的任何集合名詞)。

格萊姆告訴我,有一種在森林地面發現的酵素,能分解死掉倒下的樹木纖維素。從前他在寶僑公司工作時,曾試圖用它來做為纖維柔軟劑。(柔軟劑的作用,正是溫和的消化纖維。)結果沒有成功,但是這種酵素具有更厲害的功效。它能消化細棉纖維,亦即毛衣上起糾結的毛球。(過分的是,「抗起毛球酵素」對純羊毛衣竟然沒效。)

我們談唾液已經談得老遠,卻還沒有提到我打電話真正想問的問題。該是從森林回歸正題的時候了。

「如果你吃東西時,襯衫不小心滴到什麼東西,」我問格萊姆:「用唾液塗一塗行得通嗎?會不會像是天然洗衣預浸作用?」

「這個想法很有意思。」

格萊姆博士隨身帶著汰漬(Tide)去漬筆。他不會用自己的口水。

藝術品修護師會用口水。「我們拿棉花團和竹籤做成棉花棒,放在嘴巴裡弄濕,」謝法列(Andrea Chevalier)說,她是博物館館際維護協會的資深繪畫修護師。唾液對於容易受損的表層特別有用,因為溶劑或水可能會將它們溶解。一九九○年,一群葡萄牙修護師拿口水來與四種常用的非解剖清洗液相比較。評比以清潔能力為主,但不能損傷「水貼金金箔」及低溫彩繪黏土表面,唾液被評為「最佳」清洗液。變性唾液(除去其中酵素分解的能力)也經過測試,結果證明比不上純口水。

繪畫修護師和洗衣配方設計師一樣,對於比較典型的清潔工作,也會採用商業生產的消化酵素。蛋白酶可用來溶解以蛋白或皮膠做成的淡彩。(古時候修護師的知識沒那麼強,習慣把兔皮做成的膠塗抹在油畫布上,以強化剝損的繪畫。)脂酶則可穿透層層的亞麻籽油,十八、十九世紀的畫家用亞麻籽油來增加光線的折射效果,以及把繪畫作品的表面「餵飽」。

謝法列自己爆料說,有些修護師的唾液明顯比別人的清潔效果更好,常讓人不免暗忖,這些人中午到底喝了多少馬丁尼。實際上,人體唾液的化學組成,天生就有很大的個別差異。

每個人的「流量」也有很大的差異。拿希雷提和我來說好了,我們咬棉花團的時間一樣長,我產生○‧七八毫升的刺激性唾液;她產生一‧四毫升。她試著安慰我,「這並不代表你的唾液有多好,或我的唾液有多好。」


本文選自《大口一吞,然後呢?:深入最禁忌的消化道之旅》,天下文化出版。

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天下文化_96
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天下文化成立於1982年。一直堅持「傳播進步觀念,豐富閱讀世界」,已出版超過2,500種書籍,涵括財經企管、心理勵志、社會人文、科學文化、文學人生、健康生活、親子教養等領域。每一本書都帶給讀者知識、啟發、創意、以及實用的多重收穫,也持續引領台灣社會與國際重要管理潮流同步接軌。

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恐龍稱霸地球的秘訣,竟是牙齒自帶避震器?——《追光之旅:你所不知道的同步輻射》

天下文化_96
・2021/09/12 ・1747字 ・閱讀時間約 3 分鐘

《侏羅紀公園》系列電影掀起大家對恐龍的好奇,但其實科學家早就在研究遠古時代的各種生物。以恐龍為例,平均每星期會發現一種新種恐龍,每年大約會發現五十種新種恐龍。而在探討物種起源及鑑定遠古生物領域,同步輻射分析技術也展現了它的獨特價值。

例如,南非威特沃特斯蘭德大學(University of the Witwatersrand)領導的國際科學家團隊,針對一些世界上最古老的恐龍蛋胚胎頭骨,進行 3D 複製重建,發現牠們的頭骨生長順序與當今的鱷魚、雞、烏龜和蜥蜴相同,研究成果發表在《科學報導》(Scientific Reports)上。

美國自然歷史博物館收藏的恐龍蛋化石,內部留有胚胎構造。圖/WIKIPEDIA

在台灣,由加拿大多倫多大學教授賴茲(Robert Reisz)與台灣學者組成國際團隊,花費兩年時間,運用超高解析二維紅外光譜顯微術,在活躍於一億九千五百萬年前的雲南祿豐龍胚胎股骨化石中,發現殘留有機物,找到古化石內保存複雜有機物的最古老紀錄。這個破天荒的發現在 2013 年登上了《自然》(Nature)雜誌封面。

此外,在祿豐龍肋骨化石的微血管通道中,國輻中心研究員李耀昌也發現全球最古老且保存完整的膠原蛋白與赤鐵礦微粒聚晶。

「即使經過億萬年時空轉換,恐龍的軟組織經血液中鐵的氧化及碳酸鈣化包覆作用後,還是有機會被保存下來,」李耀昌表示,這將有助科學家進一步了解恐龍的生理機能與遺傳密碼。

李耀昌團隊將成果發表於《自然通訊》(Nature Communications)期刊,並獲選為《發現》(Discover)雜誌「 2017 年全球百大發現」第十二名,是近年來台灣學者主導的研究成果首度登上《發現》雜誌全球百大發現。

英國 Dinosaurland 化石博物館的鐮刀龍巢與蛋化石。圖/WIKIPEDIA

發現牙齒裡的避震器

恐龍胚胎裡有膠原蛋白,恐龍的嘴巴裡則是自帶「避震器」。

國輻中心團隊與台灣博物館、台灣石尚博物館、中國大陸北京自然博物館、加拿大安大略皇家博物館,以及中國大陸地質科學院地質研究所合作,蒐集十五種肉食性與植食性恐龍牙齒,利用同步輻射穿透式 X 光顯微術與現代的眼鏡凱門鱷牙齒進行研究比對,首度發現肉食恐龍牙齒具有避震結構。

在肉食性恐龍牙齒的琺瑯質與象牙質中間,存在一層相對柔軟且布滿微細孔洞的被覆牙本質層,可以保護牙齒,避免因撕裂骨肉造成牙齒瞬間斷裂。這項研究結果修正了過去對於原始爬蟲類牙齒結構的認知,因此登上國際知名期刊《科學報導》(Scientific Reports)與各大媒體。為了蒐集恐龍牙齒進行研究比對,國輻中心研究員王俊杰透露了一段小故事。

「當時我到桃園興仁花園夜市拜訪鱷魚攤,沒想到使用斜口鉗幫鱷魚拔牙時,斜口鉗當場應聲斷裂,只好再買一把硬度更高的老虎鉗,費了好大一番功夫才順利拔下鱷魚牙齒。」

透過同步輻射 X 光顯微鏡發現暴龍牙齒藏有「避震器」,保護牙齒不致斷裂。1:X光下的暴龍牙齒構造。2:暴龍牙齒外觀。 3:無避震結構的牙齒內部應力分布。4:有避震結構的牙齒內部應力分布。圖/王俊杰提供

牙齒的特殊結構,使得肉食恐龍成為頂尖獵食者,稱霸地表一億六千五百萬年。相較於人類咬合力約為 40 公斤、眼鏡凱門鱷咬合力約 1,000 公斤,以及咬合力可達 2,000 公斤、目前世上咬合力最大的動物—— 灣鱷,「暴龍的咬合力約 6,000 公斤,且拖行的獵物體重可能超過 1 公噸,但靠著微小的避震結構設計,便不致因巨大應力而造成牙齒斷裂,」王俊杰說。

遠古生物的活動型態一直是科學家亟欲解開的謎題,透過同步光源高解析度檢測技術,可以幫助我們了解古生物化石組織結構的細微差異,提供了一種嶄新的古生物分類與古生態研究檢測方法,而藉由恐龍胚胎化石中探測到的有機質殘留物,未來將可逐步解開更多遠古生物的奧祕。

——本文摘自《追光之旅:你所不知道的同步輻射》,2021 年 8 月,天下文化

天下文化_96
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天下文化成立於1982年。一直堅持「傳播進步觀念,豐富閱讀世界」,已出版超過2,500種書籍,涵括財經企管、心理勵志、社會人文、科學文化、文學人生、健康生活、親子教養等領域。每一本書都帶給讀者知識、啟發、創意、以及實用的多重收穫,也持續引領台灣社會與國際重要管理潮流同步接軌。
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