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如何預測來年楓糖漿的產量?

葉綠舒
・2014/11/21 ・1613字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 440 ・四年級

國民法官生存指南:用足夠的智識面對法庭裡的一切。

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圖片來源:wiki

隨著台灣的飲食日漸西化,相信吃過美式鬆餅(pancake)的朋友一定不少。鬆餅可以配果醬、奶油、巧克力醬,但是筆者最愛加了楓糖漿的鬆餅。

美洲大陸食用楓糖漿的歷史已經數不清了,從北美的印地安人(North American Indians)的口述歷史中可以得知,他們很早就懂得在春天來時,在糖楓(sugar maple)樹上鑽孔,收集樹汁(篩管韌皮部[phloem的]汁液)再加熱蒸發製成楓糖漿。

一般來說都是在春天來時製作,此時糖楓把儲存在根部的養分分解成為蔗糖(sucrose),經由篩管運輸到地上部分,提供樹木本身長出新芽與新葉使用。由於葉片是植物主要進行光合作用的器官,如糖楓這類落葉喬木,在秋天的時候會把葉片裡面的養分分解後運輸到根部儲存,接著開始落葉;因此,等到春天來時,在新芽尚未長成新葉時,便需要根部提供養分。所以,這時候樹汁的量是最多的,裡面的糖份也相對較高。

320px-Maple_syrup
楓糖漿。圖片來源:wiki

雖然糖楓可以生產到百歲,但是,因為每棵樹每季大約只能產出一公升的楓糖漿,因此,楓糖農夫們最關心的就是:到底明年的楓糖產量如何?要製成上面這樣一瓶甜蜜蜜的楓糖漿可不容易。糖楓包括了三種品種的楓樹:糖楓(the sugar maple,Acer saccharum), 黑楓樹(the black maple,A. nigrum)以及紅楓樹(the red maple,A. rubrum)。糖楓要長到三十到四十歲的才能開始採樹汁,每棵樹最多只能鑽三個孔。每棵樹每年春天只能產出35-50公升的樹汁,而這個樹汁還要加熱濃縮20-50倍,才成為我們看到的楓糖漿。真的是滴滴皆辛苦啊!

楓糖的產量要從兩個角度去看,一個是樹汁的多寡,另外一個是樹汁的品質。由於楓樹的樹汁裡面只有2-3%是糖份,再濃縮是必需的手段,但是樹汁裡糖份的百分比也很重要。雖然百分之二跟百分之三好像只相差百分之一,但是在濃縮的過程中,含有百分之三糖份的樹汁,當然可以少濃縮很多囉。

過去,楓糖農夫們經常試著用今年的天氣來預測來年楓糖漿的產量。但是,最近哈佛大學的研究團隊,在收集了十七年的資料,分析以後發現:真正對楓糖漿產量影響最大的,不是天氣,而是糖楓的種子產量。

研究團隊收集了十七年來Vermont地區的氣候、楓糖漿產量,以及當地糖楓的種子產量。他們發現,在2000年、 2006年、與2011年這三個年份,糖楓樹們產生了大量的種子,而2001年、2007年、2012年楓糖樹汁的質與量都下降了。

糖楓大約每二到五年就會來一次種子大爆發(mast seedling event),由於楓樹的種子是靠風傳播,因此當種子大爆發時,就會看到滿天的迷你竹蜻蜓在飛翔。而滿天的迷你竹蜻蜓起飛之後,接著就是糖楓樹汁產量下降。

Acer_saccharum_seeds
糖楓的種子。圖片來源:wiki

不過,雖然種子的產量是主要影響糖楓樹汁的產量的因素,天氣還是有些影響的。主要影響糖楓樹汁的產量的天氣因素包括當年三月的最低溫與最高溫,以及四月的最高溫。當研究團隊把種子的產量、三月最低溫與最高溫,以及四月的最高溫一起列入考慮時,大約可以預測79%的糖楓產量上的變數了。其實仔細想想,種子的產量影響來年樹汁的質與量,並不意外。怎麼說呢?因為形成種子的時候,植物一定會把大部分的養分都灌注到種子上,這樣在種子離開親本以後才能有足夠的養分對抗可能的逆境。而每年植物也只有一樣多的日子可以吸取養分、進行光合作用,所以當種子大爆發的時候,也就意味著大部分的養分都拿去結子了,當然留在根部用來形成來年的樹汁的部分就減少囉!

最後,哈佛的團隊也告訴大家,今年Vermont的糖楓們種子產量並不多,因此只要天氣沒有太大的變化,明年對糖楓農夫們來說,應該會是個好年頭。

參考文獻:

原刊載於作者部落格 老葉的植物王國

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葉綠舒
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做人一定要讀書(主動學習),將來才會有出息。

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用這劑補好新冠預防保護力!防疫新解方:長效型單株抗體適用於「免疫低下族群預防」及「高風險族群輕症治療」
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2023/01/19 ・2874字 ・閱讀時間約 5 分鐘

國民法官生存指南:用足夠的智識面對法庭裡的一切。

本文由 台灣感染症醫學會 合作,泛科學企劃執行。

  • 審稿醫生/ 台灣感染症醫學會理事長 王復德

「好想飛出國~」這句話在長達近 3 年的「鎖國」後終於實現,然而隨著各國陸續解封、確診消息頻傳,讓民眾再度興起可能染疫的恐慌,特別是一群本身自體免疫力就比正常人差的病友。

全球約有 2% 的免疫功能低下病友,包括血癌、接受化放療、器官移植、接受免疫抑制劑治療、HIV 及先天性免疫不全的患者…等,由於自身免疫問題,即便施打新冠疫苗,所產生的抗體和保護力仍比一般人低。即使施打疫苗,這群病人一旦確診,因免疫力低難清除病毒,重症與死亡風險較高,加護病房 (ICU) 使用率是 1.5 倍,死亡率則是 2 倍。

進一步來看,部分免疫低下病患因服用免疫抑制劑,使得免疫功能與疫苗保護力下降,這些藥物包括高劑量類固醇、特定免疫抑制之生物製劑,或器官移植後預防免疫排斥的藥物。國外臨床研究顯示,部分病友打完疫苗後的抗體生成情況遠低於常人,以器官移植病患來說,僅有31%能產生抗體反應。

疫苗保護力較一般人低,靠「被動免疫」補充抗新冠保護力

為什麼免疫低下族群打疫苗無法產生足夠的抗體?主因為疫苗抗體產生的機轉,是仰賴身體正常免疫功能、自行激化主動產生抗體,這即為「主動免疫」,一般民眾接種新冠疫苗即屬於此。相比之下,免疫低下病患因自身免疫功能不足,難以經由疫苗主動激化免疫功能來保護自身,因此可採「被動免疫」方式,藉由外界輔助直接投以免疫低下病患抗體,給予保護力。

外力介入能達到「被動免疫」的有長效型單株抗體,可改善免疫低下病患因原有治療而無法接種疫苗,或接種疫苗後保護力較差的困境,有效降低確診後的重症風險,保護力可持續長達 6 個月。另須注意,單株抗體不可取代疫苗接種,完成單株抗體注射後仍需維持其他防疫措施。

長效型單株抗體緊急授權予免疫低下患者使用 有望降低感染與重症風險

2022年歐盟、英、法、澳等多國緊急使用授權用於 COVID-19 免疫低下族群暴露前預防,台灣也在去年 9 月通過緊急授權,免疫低下患者專用的單株抗體,在接種疫苗以外多一層保護,能降低感染、重症與死亡風險。

從臨床數據來看,長效型單株抗體對免疫功能嚴重不足的族群,接種後六個月內可降低 83% 感染風險,效力與安全性已通過臨床試驗證實,證據也顯示針對台灣主流病毒株 BA.5 及 BA.2.75 具保護力。

六大類人可公費施打 醫界呼籲民眾積極防禦

台灣提供對 COVID-19 疫苗接種反應不佳之免疫功能低下者以降低其染疫風險,根據 2022 年 11 月疾管署公布的最新領用方案,符合施打的條件包含:

一、成人或 ≥ 12 歲且體重 ≥ 40 公斤,且;
二、六個月內無感染 SARS-CoV-2,且;
三、一周內與 SARS-CoV-2 感染者無已知的接觸史,且;
四、且符合下列條件任一者:

(一)曾在一年內接受實體器官或血液幹細胞移植
(二)接受實體器官或血液幹細胞移植後任何時間有急性排斥現象
(三)曾在一年內接受 CAR-T 治療或 B 細胞清除治療 (B cell depletion therapy)
(四)具有效重大傷病卡之嚴重先天性免疫不全病患
(五)具有效重大傷病卡之血液腫瘤病患(淋巴肉瘤、何杰金氏、淋巴及組織其他惡性瘤、白血病)
(六)感染HIV且最近一次 CD4 < 200 cells/mm3 者 。

符合上述條件之病友,可主動諮詢醫師。多數病友施打後沒有特別的不適感,少數病友會有些微噁心或疲倦感,為即時處理發生率極低的過敏性休克或輸注反應,需於輸注時持續監測並於輸注後於醫療單位觀察至少 1 小時。

目前藥品存放醫療院所部分如下,完整名單請見公費COVID-19複合式單株抗體領用方案

  • 北部

台大醫院(含台大癌症醫院)、台北榮總、三軍總醫院、振興醫院、馬偕醫院、萬芳醫院、雙和醫院、和信治癌醫院、亞東醫院、台北慈濟醫院、耕莘醫院、陽明交通大學附設醫院、林口長庚醫院、新竹馬偕醫院

  • 中部

         大千醫院、中國醫藥大學附設醫院、台中榮總、彰化基督教醫療財團法人彰化基督教醫院

  • 南部/東部

台大雲林醫院、成功大學附設醫院、奇美醫院、高雄長庚醫院、高雄榮總、義大醫院、高雄醫學大學附設醫院、花蓮慈濟

除了預防 也可用於治療確診者

長效型單株抗體不但可以增加免疫低下者的保護力,還可以用來治療「具重症風險因子且不需用氧」的輕症病患。根據臨床數據顯示,只要在出現症狀後的 5 天內投藥,可有效降低近七成 (67%) 的住院或死亡風險;如果是3天內投藥,則可大幅減少到近九成 (88%) 的住院或死亡風險,所以把握黃金時間盡早治療是關鍵。

  • 新冠治療藥物比較表:
藥名Evusheld
長效型單株抗體
Molnupiravir
莫納皮拉韋
Paxlovid
倍拉維
Remdesivir
瑞德西韋
作用原理結合至病毒的棘蛋白受體結合區域,抑制病毒進入人體細胞干擾病毒的基因序列,導致複製錯亂突變蛋白酵素抑制劑,阻斷病毒繁殖抑制病毒複製所需之酵素的活性,從而抑制病毒增生
治療方式單次肌肉注射(施打後留觀1小時)口服5天口服5天靜脈注射3天
適用對象發病5天內、具有重症風險因子、未使用氧氣之成人與兒童(12歲以上且體重至少40公斤)的輕症病患。發病5天內、具有重症風險因子、未使用氧氣之成人與兒童(12歲以上且體重至少40公斤)的輕症病患。發病5天內、具有重症風險因子、未使用氧氣之成人(18歲以上)的輕症病患。發病7天內、具有重症風險因子、未使用氧氣之成人與孩童(年齡大於28天且體重3公斤以上)的輕症病患。
*Remdesivir用於重症之適用條件和使用天數有所不同
注意事項病毒變異株藥物交互作用孕婦哺乳禁用輸注反應

免疫低下病友需有更多重的防疫保護,除了戴口罩、保持社交距離、勤洗手、減少到公共場所等非藥物性防護措施外,按時接種COVID-19疫苗,仍是最具效益之傳染病預防介入措施。若有符合施打長效型單株抗體資格的病患,應主動諮詢醫師,經醫師評估用藥效益與施打必要性。

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鬆餅好朋友!你知道甜滋滋楓糖漿怎麼來的嗎?
活躍星系核_96
・2020/09/23 ・2217字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 453 ・五年級

  • 文/Carol Hsu|生科系畢業,目前工作與臨床試驗相關。喜歡植物,想要小丑魚。

今早,我想來點麥當勞的美式煎餅配咖啡?

等等,你是不是忘記給我楓糖漿。

鬆餅與楓糖。圖/Pexels

其實,楓糖漿( Maple Syrup )可不只是搭配美式煎餅的小角色。在加拿大,人們更加楓糖漿視為國寶,楓糖漿更有著「液體黃金」的響亮稱號。

楓糖漿不只擁有甜而不膩的好滋味,更是富含維生素以及胺基酸等養分,且具有高營養價值,有益於身體健康;此外,相較於其他糖類,楓糖漿的熱量也較低,因此食用時較不會為身體帶來過多的負擔。

那麼,楓糖漿究竟是如何製成的?又是從何而來的呢?

鑿開楓糖樹幹收集汁液,甜滋滋糖水就此攻佔餐桌

早在 17 世紀時,居住在北美大陸的印地安人,就已經開始食用楓糖漿。

在印第安語中,楓糖叫做「Sinzibuckwud」,意思是「汲取自樹木」 (Drawn from the wood )。在春天來臨時,他們會將糖楓樹(sugar maple)剖開或是鑿洞,藉此收集樹幹的汁液,並且將其加熱蒸煮,蒸發掉多餘的水分,熬製成我們所熟知的楓糖漿。

圖/Pexels

楓糖漿主要成分是蔗糖(sucrose),但是楓樹的汁液,是含有葡萄糖、有機鹽類、胺基酸、酵素等有機物質。楓糖漿嘗起來有著不同風味,除了因為來自不同樹種、地區之外,還有在於這些成分比例上的不同。

那麼,這甜甜的楓樹汁液又是如何形成的呢?

夜晚結凍、白天融化,溫差大讓楓樹汁液被擠出

有別於普遍認知中,植物輸導組織中的木質部(xylem)是負責運輸水分及礦物質,韌皮部(phloem)負責運送養分。這含有蔗糖的楓樹汁液,是源自於楓樹木質部的汁液(sap)。

在北美大陸,冬季與春季的交替之時早晚溫差很大,溫暖的白天與凍結的夜晚週期地更替,此時,楓樹中的水分正處於凍融循環之中,不斷地結冰、融化,然後再結冰。

圖/Pexels

當午夜來臨,環境溫度降低,此時楓樹中木質部的水氣遇冷結凍成冰;到了白天,溫度漸漸升高,夜晚形成的冰融化,進而導致樹幹中的氣體膨脹,對於外壁產生壓力,這壓力會將楓樹汁液從根部推向莖頂,然後從最近的出口離開樹幹。因此,在收集糖楓樹汁液時,若是對糖楓樹施加壓力,可是能獲得正常產量的三倍以上的楓樹汁液呢!

可不是所有的楓樹都能用來製作糖漿。在眾多種類的楓樹種中,糖楓、紅楓以及黑楓最常被拿來製作楓糖漿,其樹幹枝葉的含糖量平均有 2~3%;以糖楓樹為例,其汁液的含糖量大多落在 2 至 3 %,含糖量較高的樹汁液還可以達到 5 至 6%甚至 10%。

那影響楓糖漿的產量及甜度的因素是什麼呢?

天氣因素、種子產量,都會影響楓糖甜度與產量

影響楓糖汁液含糖量的因素,除了樹種間的差異,另一因素則是取決於楓樹冬季時儲存多少的糖。楓樹枝液的糖分,主要是來自於秋冬時儲存於根部的養分,楓樹在秋季時落葉及儲備養分,待春季時,再將養份分解,提供給初生的新芽。

像楓樹這種耐蔭樹種,會傾向在冬季貯藏較多的糖。只要照射到足夠的陽光及擁有充足的水分和養分,楓樹就可不斷地行光合作用,製造出更多的糖。這糖份的產量,是遠比自身生長所需的量來的更多,因此才能在樹蔭遮蔽的貧瘠時提,維持基本生命所需。

此外,楓樹汁液在樹幹中的流動也會受到夜晚結凍與白天溶融的溫度差所影響,對於楓糖漿生產者而言,出太陽的時候,是收集楓糖汁液的好日子,因此,3、4月時的最高溫與最低溫溫差,會影響楓樹汁液的產量。

圖/Pexels

不只有天氣因素會影響楓糖產量,近期研究指出,楓樹種子的散播量,在楓糖漿產量預測上扮演著重要的角色。

研究團隊收集了過去 17 年來佛蒙特州 28 個站點,楓糖漿的產量以及糖楓樹總種子含量,結果發現,當楓樹的種子產量爆發時,隔年的楓糖漿的產量都會下降,因此可知,楓糖漿的產量會隨著糖楓樹種子的產量增加而降低。

楓樹汁液所含的糖以及種子需要的養分,都是由楓樹中的碳水化合物合成,因此樹木生產大量種子的時候,其所能生產的楓糖的量就大幅降低。

雖然楓樹種子產量明顯影響楓糖漿的產量,天氣對於楓樹汁液的影響仍是不容小覷的。因此,如果把種子的產量、天氣以及溫度都一起列入考慮的話,或許就能更準確預測明年楓糖漿的產量囉!

對了,楓樹喜歡寒冷的環境,太過炙熱的環境,對於楓樹的生長以楓糖漿的產量都會造成衝擊。在享用楓糖漿帶來的美味同時,也別忘了好好愛護地球,一起減緩全球暖化的速度。

參考資料

  1. Rapp, J. M., & Crone, E. E. (2015). Maple syrup production declines following masting. Forest Ecology and Management335, 249-254.
  2. Duchesne, L., Houle, D., Côté, M. A., & Logan, T. (2009). Modelling the effect of climate on maple syrup production in Québec, Canada. Forest ecology and management258(12), 2683-2689.
  3. Pallardy, S. (2008). Physiology of woody plants Third edition.
  4. http://susan-plant-kingdom.blogspot.com/2014/11/maple-syrup.html
  5. https://www.sciencedaily.com/releases/2014/11/141103102440.htm
  6. https://botanistinthekitchen.blog/2013/03/18/maple-syrup-mechanics/

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活躍星系核_96
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活躍星系核(active galactic nucleus, AGN)是一類中央核區活動性很強的河外星系。這些星系比普通星系活躍,在從無線電波到伽瑪射線的全波段裡都發出很強的電磁輻射。 本帳號發表來自各方的投稿。附有資料出處的科學好文,都歡迎你來投稿喔。 Email: contact@pansci.asia