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蜘蛛人要吃什麼當早餐?

吳京
・2015/02/27 ・1322字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 518 ・六年級

作者/洛許(Mark Lorch,英國赫爾大學生物化學系講座教授)
譯/吳京
source:comicvine
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當我悶在某間飯店的客房時,2002年版的蜘蛛人電影讓我看到入迷。一個想法閃入腦海:彼得帕克一定得吃極大量的高蛋白質食物才能產出所有被他用掉的蜘蛛絲。身為一個科學宅,我想知道他到底消化了多少蛋白質來維持這種打擊犯罪的生活形態。

我想憑著中學等級的物理、數學及生物化學的基礎知識便可得到解答。我們要求出蜘蛛人的絲有多強韌、計算蜘蛛人會施加多少力量在其絲上,之後就可得知讓他飛簷走壁需要何種蛋白質及其數量。

讓我們假設蜘蛛人的絲和在歐洲很普遍的十字園蛛(Araneus diadematus)所吐出之曳引絲相仿,也就是說絲的張力強度可比擬鋼琴弦,張力強度(tensile strength)是指一個材料在被拉斷前所能承受的最大應力。

一根鋼琴弦的張力強度為11億帕斯卡,帕斯卡是量測壓力的單位,即每單位面積上的力。

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根據漫威字典,蜘蛛人的體重為75公斤,再依牛頓第一運動定律,我們可以計算他所施加的向下力道約為735牛頓,即體質量乘地球的重力加速度所得的質。

有了這兩個數字後,我們用向下力道除以絲的張力強度,就可以算出絲的截面積。不用算得太精準,結論是厚度不到1公厘的絲就可讓蜘蛛人吊在天花板上。

現在我們要來算算所有絲纖維相當於多少量了,如果蜘蛛人在午餐前這段拯救世界的班表中需要100公尺的絲,而絲稍重於水,可算出100公尺的絲約為87公克。

每顆雞蛋約有6公克的蛋白質,如此看來,如果蜘蛛人打算用100公尺的絲,他只要吃約15顆的雞蛋,這看起來不算太糟。

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但蜘蛛絲的主要成份為一種特定的蛋白質,稱為絲素蛋白(fibroin)。不同蛋白質由不同成份的胺基酸組成,絲素蛋白中約有42%的甘胺酸(glycine),雞蛋則只含有10.7%的甘胺酸及絲胺酸(serine)(我把絲胺酸納入計算,因為它可以輕易地轉變為甘胺酸)。所以事實上蜘蛛人從雞蛋攝取的蛋白質必須高於造絲所需的四倍以上,如此他實際上要吃60顆雞蛋才能造出100公尺的絲。

更多蛋,謝謝! Credit:Tonymadrid Photography
更多蛋,謝謝!Credit:Tonymadrid Photography

然而故事還沒結束,畢竟蜘蛛人還要從高樓上跳下去救瑪麗珍並且射出保命蜘蛛網來轉危為安,電影演到一半時他就是這樣幹的。

在那一幕中,蛛仔從陽台躍出,經過7秒後蜘蛛絲才抑止了下墜之勢。他還要抓著一個瑪麗珍,我們就說總重為125公斤好了。光這個動作就要多少蜘蛛絲啊?

從蛛仔下墜的時間算來,大約是落下了240公尺(哇!好高的陽台!)。此外,假設蛛絲延伸一段減速停止的距離才來到最大長度,這落下的距離就跟艾菲爾鐵塔一般高了。為了緩衝下墜而施加到絲索上的衝擊力道則大約是35乘與他們的體重。

這比蛛仔吃飽太閒地懸掛在蜘蛛絲上的力量還要高出6倍(譯註:(35*125)/(9.8*75) ≅6 )。把墜落距離(240公尺)和額外力量一起考量,他需要1.3公斤的絲才能接住這次下墜。所以我估算他那天早餐必須吃上900顆蛋才有足夠的絲完成那一幕。我想梅嬸應該早就注意到了吧!

本文轉載自吳京的量子咖啡館

參考資料:

  1. What does Spider-Man eat for breakfast? The Conversation, 29 Jan. 2015.
文章難易度
吳京
26 篇文章 ・ 3 位粉絲
正職是二個娃兒的奶爸,副業為部落格《吳京的量子咖啡館》之館主。為人雜學而無術、滑稽而多辯,喜讀科學文章,再用自認有趣的方式轉述,企圖塑造博學又詼諧的假象。被吐嘈時會辯稱:「不是我冷,是你們不懂我的幽默。」

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除了蚯蚓、地震魚和民間達人,那些常見的臺灣地震預測謠言
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/02/29 ・2747字 ・閱讀時間約 5 分鐘

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本文由 交通部中央氣象署 委託,泛科學企劃執行。

  • 文/陳儀珈

災害性大地震在臺灣留下無數淚水和難以抹滅的傷痕,921 大地震甚至直接奪走了 2,400 人的生命。既有這等末日級的災難記憶,又位處於板塊交界處的地震帶,「大地震!」三個字,總是能挑動臺灣人最脆弱又敏感的神經。

因此,當我們發現臺灣被各式各樣的地震傳說壟罩,像是地震魚、地震雲、蚯蚓警兆、下雨地震說,甚至民間地震預測達人,似乎也是合情合理的現象?

今日,我們就要來破解這些常見的地震預測謠言。

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漁民捕獲罕見的深海皇帶魚,恐有大地震?

說到在坊間訛傳的地震謠言,許多人第一個想到的,可能是盛行於日本、臺灣的「地震魚」傳說。

在亞熱帶海域中,漁民將「皇帶魚」暱稱為地震魚,由於皇帶魚身型較為扁平,生活於深海中,魚形特殊且捕獲量稀少,因此流傳著,是因為海底的地形改變,才驚擾了棲息在深海的皇帶魚,並因此游上淺水讓人們得以看見。

皇帶魚。圖/wikimedia

因此,民間盛傳,若漁民捕撈到這種極為稀罕的深海魚類,就是大型地震即將發生的警兆。

然而,日本科學家認真蒐集了目擊深海魚類的相關新聞和學術報告,他們想知道,這種看似異常的動物行為,究竟有沒有機會拿來當作災前的預警,抑或只是無稽之談?

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可惜的是,科學家認為,地震魚與地震並沒有明顯的關聯。當日本媒體報導捕撈深海魚的 10 天內,均沒有發生規模大於 6 的地震,規模 7 的地震前後,甚至完全沒有深海魚出現的紀錄!

所以,在科學家眼中,地震魚僅僅是一種流傳於民間的「迷信」(superstition)。

透過動物來推斷地震消息的風俗並不新穎,美國地質調查局(USGS)指出,早在西元前 373 年的古希臘,就有透過動物異常行為來猜測地震的紀錄!

人們普遍認為,比起遲鈍的人類,敏感的動物可以偵測到更多來自大自然的訊號,因此在大地震來臨前,會「舉家遷徙」逃離原本的棲息地。

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當臺灣 1999 年發生集集大地震前後,由於部分地區出現了大量蚯蚓,因此,臺灣也盛傳著「蚯蚓」是地震警訊的說法。

20101023 聯合報 B2 版 南投竹山竄出蚯蚓群爬滿路上。

新聞年年報的「蚯蚓」上街,真的是地震警訊嗎?

​當街道上出現一大群蚯蚓時,密密麻麻的畫面,不只讓人嚇一跳,也往往讓人感到困惑:為何牠們接連地湧向地表?難道,這真的是動物們在向我們預警天災嗎?動物們看似不尋常的行為,總是能引發人們的好奇與不安情緒。

如此怵目驚心的畫面,也經常成為新聞界的熱門素材,每年幾乎都會看到類似的標題:「蚯蚓大軍又出沒 網友憂:要地震了嗎」,甚至直接將蚯蚓與剛發生的地震連結起來,發布成快訊「昨突竄大量蚯蚓!台東今早地牛翻身…最大震度4級」,讓人留下蚯蚓預言成功的錯覺。

然而,這些蚯蚓大軍,真的與即將來臨的天災有直接關聯嗎?

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蚯蚓與地震有關的傳聞,被學者認為起源於 1999 年的 921 大地震後,在此前,臺灣少有流傳地震與蚯蚓之間的相關報導。

雖然曾有日本學者研究模擬出,與地震相關的電流有機會刺激蚯蚓離開洞穴,但在現實環境中,有太多因素都會影響蚯蚓的行為了,而造成蚯蚓大軍浮現地表的原因,往往都是氣象因素,像是溫度、濕度、日照時間、氣壓等等,都可能促使蚯蚓爬出地表。

大家不妨觀察看看,白日蚯蚓大軍的新聞,比較常出現在天氣剛轉涼的秋季。

因此,下次若再看到蚯蚓大軍湧現地表的現象,請先別慌張呀!

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事實上,除了地震魚和蚯蚓外,鳥類、老鼠、黃鼠狼、蛇、蜈蚣、昆蟲、貓咪到我們最熟悉的小狗,都曾經被流傳為地震預測的動物專家。

但可惜的是,會影響動物行為的因素實在是太多了,科學家仍然沒有找到動物異常行為和地震之間的關聯或機制。

遍地開花的地震預測粉專和社團

這座每天發生超過 100 次地震的小島上,擁有破萬成員的地震討論臉書社團、隨處可見的地震預測粉專或 IG 帳號,似乎並不奇怪。

國內有許多「憂國憂民」的神通大師,這些號稱能夠預測地震的奇妙人士,有些人會用身體感應,有人熱愛分析雲層畫面,有的人甚至號稱自行建製科學儀器,購買到比氣象署更精密的機械,偵測到更準確的地震。

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然而,若認真想一想就會發現,臺灣地震頻率極高,約 2 天多就會發生 1 次規模 4.0 至 5.0 的地震, 2 星期多就可能出現一次規模 5.0 至 6.0 的地震,若是有心想要捏造地震預言,真的不難。 

在學界,一個真正的地震預測必須包含地震三要素:明確的時間、 地點和規模,預測結果也必須來自學界認可的觀測資料。然而這些坊間貼文的預測資訊不僅空泛,也並未交代統計數據或訊號來源。

作為閱聽者,看到如此毫無科學根據的預測言論,請先冷靜下來,不要留言也不要分享,不妨先上網搜尋相關資料和事實查核。切勿輕信,更不要隨意散播,以免造成社會大眾的不安。

此外,大家也千萬不要隨意發表地震預測、觀測的資訊,若號稱有科學根據或使用相關資料,不僅違反氣象法,也有違反社會秩序之相關法令之虞唷!

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​地震預測行不行?還差得遠呢!

由於地底的環境太過複雜未知,即使科學家們已經致力於研究地震前兆和地震之間的關聯,目前地球科學界,仍然無法發展出成熟的地震預測技術。

與其奢望能提前 3 天知道地震的預告,不如日常就做好各種地震災害的防範,購買符合防震規範的家宅、固定好家具,做好防震防災演練。在國家級警報響起來時,熟練地執行避震保命三步驟「趴下、掩護、穩住」,才是身為臺灣人最關鍵的保命之策。

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破解猴痘病毒感染機制及風險,天花疫苗也可以抵禦!
研之有物│中央研究院_96
・2023/04/11 ・5505字 ・閱讀時間約 11 分鐘

本文轉載自中央研究院「研之有物」,為「中研院廣告」

  • 採訪撰文/林承勳
  • 責任編輯/簡克志
  • 美術設計/蔡宛潔

又一「國際關注公共衛生緊急事件」

2022 年的猴痘病毒大概是除了新型冠狀病毒以外,最被社會關注的病毒之一,在這波的全球感染趨勢下,臺灣疾病管制署 2022 年 10 月 9 日公布,國內出現第 4 例猴痘境外移入確定病例。我們該繼續擔心猴痘病毒嗎?中央研究院研之有物團隊專訪院內分子生物研究所張雯研究員,請她解析痘病毒進入宿主細胞的機制,以及猴痘病毒的感染風險。

2022 年的猴痘疫情是繼 2020 年新冠肺炎疫情之後的「國際關注公共衛生緊急事件」。圖/iStock

根據世界衛生組織(World Health Organization, WHO)統計,自 2022 年 5 月英國出現首例猴痘(Monkeypox,或稱 Mpox)個案之後,迄 10 月為止,全球已通報超過 7 萬確診病例​​。[註1]

WHO 也在 7 月 23 日正式宣布,猴痘是繼 2020 年新冠肺炎疫情之後,又一「國際關注公共衛生緊急事件」(Public Health Emergency of International Concern,PHEIC),呼籲各國應該對此波病毒傳染加以重視。

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猴痘病毒是什麼?這類型的痘病毒如何感染人類?讓我們接著看下去吧!

  • 註1:為避免汙名化,2022 年 11 月 WHO 開始鼓勵使用「Mpox」作為「Monkeypox」的同義詞。

自 2022 年起,全球頻繁出現人傳人

猴痘病毒在分類學上,屬於痘病毒科 (Poxviridae),正痘病毒屬(Orthopoxvirus)。該病毒於 1958 年首次從實驗用猴的皮膚病灶中被分離,故命名為「猴痘」病毒。雖然它可以感染猴子,但是寄主範圍廣泛,尚包括齧齒動物如甘比亞袋鼠與其他靈長類動物。

猴痘病毒的真正野外宿主尚未有定論,可能為小型哺乳類。猴痘病毒透過這些中間宿主傳播給人類,屬於人畜共通傳染病。

病毒由野生動物傳播給人類的方式,通常透過直接接觸,像是碰觸到受病毒感染動物的血液、體液或黏膜;食用受感染動物也有感染風險。

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在過去,猴痘的傳播幾乎都侷限在非洲大陸,直到 2003 年美國爆出 40~50 例之感染案例。經追查後發現,感染源頭為走私進口之非洲寵物鼠,將病毒傳染給當地土撥鼠及人類。值得一提的是,此次感染人類之猴痘病毒株毒性較弱,無人死亡,整個疫情在半年內就平息了,而且鮮少出現人傳人的案例。

在非洲流行的猴痘病毒可分為中非和西非兩個分支,中非分支比西非分支病毒更容易傳播,且致死率更高,可達 10%。然而,因為疫情僅限於非洲,即使致死率高也鮮少受到國際關注。

自 2022 年 5 月以來,造成全球頻繁出現人傳人的猴痘病毒,經定序確認屬於西非分支,致死率約為 1%。此次疫情人與人之間的傳播多半是經由密切接觸,像是身體接觸時沾染到感染者分泌物、黏膜,或是皮膚水泡破裂流出的體液等等。另外也有機會經由口鼻噴出的飛沫,或是日常用品如衣物表面傳播病毒。

傳統上,感染猴痘後會出現發燒、畏寒、頭痛、淋巴腺腫大等典型症狀,並在發病後起疹子,自患部蔓延至身體其他部位,繼而發展成水泡、膿疱等。

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不過,美國疾病管制與預防中心指出,2022 年疫情的病患多半由於性接觸造成傳染,因此出現較不典型的症狀,像是疹子最早出現在生殖器或肛門周圍,且不一定會擴散至身體其他部位,發燒等症狀也比較不明顯,因此不易辨別、常常誤診成其他傳染病。目前臺灣衛生福利部疾病管制署,已把猴痘列為第二類法定傳染病,不敢輕忽大意。

感染猴痘的可能症狀。圖/研之有物(資料來源|iStock

天花疫苗也可以抵禦猴痘

說到猴痘病毒,便不得不提到同樣是正痘病毒屬,且惡名昭彰的近親:天花病毒(Variola Virus)。感染天花病毒產生的症狀跟猴痘類似,但更為嚴重。歷史上幾次天花大流行,至少帶走三億人的性命。不過在十八世紀,愛德華,金納(Edward Jenner)醫師倡導以牛痘病毒(Vaccinia Virus)製成的天花疫苗,已經於二十世紀成功的將天花病毒趕盡殺絕,目前僅有美、俄兩國的中央疾管機構仍保存些許天花病毒。

天花疫情之所以能被完全清除於人類社會,一個很重要的原因是因為其沒有人類以外的其他宿主。

天花病毒只會在人類之間散佈;當疫苗逐漸普及,民眾逐漸獲得抵抗力之後,天花病毒就無法生存。至於近期快速散播的猴痘病毒則不同,由於寄主範圍較廣,可感染多種野生嚙齒及靈長類等動物,導致猴痘病毒較不易完全根除。

針對此一波猴痘疫情,張雯指出,雖然病毒基因組上已經出現多個鹼基的變異,但不必然產生功能性影響。此外,因為痘病毒表面有多種相似度高之抗原,接種天花疫苗產生之免疫細胞仍具有可辨認猴痘病毒之能力,產生具有中和活性之抗體來保護個體。目前的第三代天花疫苗對猴痘仍具有相當的防禦能力,民眾毋需過於恐慌。

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為什麼用牛痘病毒製作的天花疫苗可以抵禦猴痘病毒?

原因在於牛痘、猴痘與天花病毒親緣關係接近,不僅病毒表面有同源性高的蛋白質用以進入寄主細胞,三者入侵細胞的機制也類似。長期研究牛痘病毒進入細胞機制的張雯認為,目前的研究成果可以協助科學家了解猴痘病毒的生活史。

關鍵在於表面鞘膜蛋白

對於痘病毒進入細胞的機制,以牛痘病毒當作模式物種研究的張雯指出,有感染力的痘病毒具有兩種形式,成熟病毒(Mature Virus,MV)及細胞外病毒(Extracellular Virus,EV)。兩者均帶鞘膜,但 95% 以上細胞內產生的病毒為成熟病毒。

成熟病毒藉由鞘膜上的四種鞘膜蛋白質,分別是:H3、D8、A26 及 A27,以附著在細胞表面的醣胺聚醣(Glycosaminoglycans)。接著病毒會聚集於細胞表面脂質筏(Lipid rafts)與細胞受體蛋白質 Intergrin β1 以及 CD98 結合,誘導宿主細胞內的訊息活化,產生細胞肌動蛋白質的聚合作用(Actin polymerization),促成液飲作用 ( Fluid phase endocytosis ) 將病毒吞入細胞內。

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牛痘病毒有兩種感染顆粒,一種是成熟病毒(Mature Virus,MV),數量佔 95% 以上;另一種是細胞外病毒(Extracellular Virus,EV),數量只佔 5% 以下。圖/研之有物(資料來源|張雯)
牛痘病毒的成熟病毒顆粒進入宿主細胞的機制。
圖/研之有物(資料來源|張雯)

牛痘成熟病毒被液飲作用產生的囊泡所包裹進入細胞質,接下來囊泡內環境會逐漸酸化,而酸性會誘導病毒鞘膜蛋白質 A26 結構改變,使得病毒融合蛋白質活化,促使病毒鞘膜與囊泡膜融合,脫去鞘膜的病毒內核進入細胞質內,開始新一波的基因複製及病毒組裝。

大部分 DNA 病毒是進入到細胞核,因為合成 DNA 所需之核苷酸原料在宿主的細胞核裡面;但痘病毒卻不是,反而在細胞質裡進行它的生活史。

張雯指出,痘病毒具它自身專用之 RNA 及 DNA 聚合酶,連基因轉錄及基因複製的過程都不假手宿主細胞之聚合酶。

牛痘病毒的感染顆粒進入宿主細胞的動態影像,紅色為成熟病毒顆粒(MV)、綠色為細胞外病毒顆粒(EV)。註:可開啟「循環播放」功能方便觀看。資料來源/張雯

從單層到雙層膜

牛痘病毒進到宿主細胞後,早期反應基因(Early gene)會立刻開始表現,產生早期病毒蛋白質,包括中期轉錄因子和 DNA 聚合酶以 DNA 複製;病毒會接續產生其他中後期的蛋白質,並且修飾內質網,把遺傳物質與蛋白質組裝成新的成熟病毒顆粒,完成牛痘病毒的生活史。

細胞產生之 MV 是非常穩定的病毒狀態,製造出來後會留在細胞質內,待細胞死亡破裂才會釋出。然而,少部分的 MV 會被運輸到寄主細胞的高基氏體進行「加工」,多包兩層高基氏體的膜,形成三層膜的病毒顆粒(Wrapped Virus,WV),並藉著細胞的微管移動到細胞邊緣。

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接著,三層膜的 WV 病毒會透過「內向外」的細胞膜融合,脫去最外層的膜,剩下兩層膜之 EV 便裸露在寄主細胞膜的「外面」,伺機尋找下一個細胞。EV 與 MV 不同,在環境中極不穩定,也因其鞘膜特性的不同,兩層膜的 EV 較脆弱,一旦附著在細胞表面後,其第一層外膜產生撕裂,露出第二層膜,不需經由胞飲過程及酸性環境的催化,此時 EV 可以直接與細胞表面之細胞膜進行膜融合,完成感染過程。

A26 蛋白質影響感染途徑

「成熟病毒 MV 藉胞飲作用後的酸性環境觸發病毒膜與囊泡膜融合,跟 EV 病毒在中性條件下直接與細胞膜融合,這兩種模式最大的差異,就取決於病毒表面是否有 A26 鞘膜蛋白質。」

張雯指出,A26 的作用就是抑制病毒膜融合的進行,而 A26 鞘膜蛋白質只存在 MV 表面,卻不在 EV 表面。A26 蛋白質組裝在病毒顆粒上,抑制膜融合,以維持 MV 病毒的穩定。 直到病毒感染細胞後,它的抑制功能會在囊泡形成的酸性環境下被解除,膜融合才得以順利進行,將病毒內核送入細胞質中。

不只是牛痘,天花跟 2022 年流行的猴痘病毒表面都有 A26 鞘膜蛋白,藉由解開鞘膜蛋白質如何調控病毒入侵細胞的機制,或許可以在未來變成圍堵猴痘病毒的籌碼。

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表面抗原蛋白多,不必擔心免疫逃脫

目前已報導的猴痘病毒有多達 50 處基因突變,而突變帶來的效果還有待進一步研究,但張雯卻不那麼擔心會有免疫逃脫的狀況出現。張雯指出,已經有實驗證明天花疫苗可以預防猴痘病毒,不論是先前提到一層膜或兩層膜的痘病毒狀態,被疫苗激活的人體免疫細胞都有能力辨認。

「新冠肺炎只有一個棘蛋白當作抗原,要是一出現突變就很麻煩;但猴痘病毒不一樣。」張雯解釋說,猴痘病毒表面的鞘膜蛋白例如 H3、D8、A27、L1 及 B5 都具有多樣的抗原區域,可刺激強大的免疫反應,產生各式各樣中和抗體。當中和抗體辨認的病毒抗原目標大且多時,病毒就很容易被發現、殲滅,即使少許突變也無法讓病毒逃脫其餘中和抗體的辨識。

因此,張雯表示,對付猴痘病毒用現有的第三代天花疫苗就夠了!「其實不論哪一代天花疫苗,刺激免疫力的能力都夠好,差別主要在於疫苗本身的安全性。」張雯強調,因為天花在 1980 以後就已經滅絕,沒有必要實施接種。各國現有的天花疫苗庫存是為了少數高危險群工作者之防護,或是防範天花病毒作為生化武器之用途,存量不夠多,短時間內無法供應大量民眾施打,所以猴痘疫情才會在爆發初期就引起恐慌。

如今猴痘病毒在特定群體中傳播只是暫時的表象,張雯指出,猴痘病毒傳播主要是靠接觸傳染,而且無關性別、性傾向或是否有發生性關係,只要有近距離的「肢體接觸」或污染物接觸都有可能沾到病毒而感染。各國有關當局應盡快鎖定確診個案的接觸者,以及接觸者的親朋好友們,讓他們優先施打疫苗,並追蹤成效。動作越快就越能有效圍堵疫情。

張雯解釋,新冠病毒僅有一個棘蛋白當作抗原,而猴痘病毒表面鞘膜蛋白有 H3、D8、A27、L1 及 B5 等多個蛋白質,可以提供中和抗體諸多可以辨認的抗原區域。圖/研之有物

阻斷病毒進入本土生態鏈是當務之急

過去各國科學家花費許多心思研究天花病毒,讓 WHO 存有足夠的天花相關資料,一舉成功用疫苗滅絕天花病毒。這也是至今人類醫療史上唯一成功滅絕病毒的案例。以此為基礎,想要防治相近的猴痘病毒並非難事。張雯也不認為短期內猴痘疫情會一發不可收拾。

回顧 2022 年,有很多個案是因從事性行為產生的密切接觸而被傳染,「當然固定性伴侶是可以減少病毒傳播的機會」張雯說。然而,過度簡化個案特徵與傳染途徑,再加上現任 WHO 秘書長譚德賽的發言,以及媒體大肆渲染下,容易誤導民眾以為猴痘是只會在男同性戀間傳播的性病。

「就跟當初 1980 年代的愛滋病一樣,一開始社會大眾以為只有同性戀社群才會被感染;猴痘也要多注意,不然也會污名化少數社群,帶給他們很大的傷害。」張雯再次強調,猴痘病毒會在人類全身流竄,不只侷限於性器官。

想要知道猴痘病毒在全球感染趨勢,張雯建議臺灣民眾可以追蹤有公信力的媒體跟網站,如 WHO 網站;由於美國猴痘病例約佔全球病例之半,美國疾病管制與預防中心也時常更新相關資訊。而臺灣目前只有 4 例境外移入,且都被快速攔截,應該還沒機會讓病毒散佈到其他人或動物身上造成本土感染,故暫時不用恐慌。

不過,由於猴痘病毒還會感染人以外的動物,為了預防未來出現本土感染,當前之務即是要注意並阻斷外來病毒進入當地寄主生物之生態鏈中。

延伸閱讀

  1. Ahmed, S. F., Sohail, M. S., Quadeer, A. A., & McKay, M. R. (2022). Vaccinia-virus-based vaccines are expected to elicit highly cross-reactive immunity to the 2022 Monkeypox virusViruses, 14(9), 1960. 
  2. Alakunle, E. F., & Okeke, M. I. (2022). Monkeypox virus: A neglected zoonotic pathogen spreads globallyNature Reviews Microbiology, 20(9), 507–508.
  3. Isidro, J., Borges, V., Pinto, M., Sobral, D., Santos, J. D., Nunes, A., . . . Gomes, J. P. (2022). Phylogenomic characterization and signs of microevolution in the 2022 multi-country outbreak of Monkeypox virusNature Medicine, 28(8), 1569-1572.
  4. Tomori, O., & Ogoina, D. (2022). Monkeypox: The consequences of neglecting a disease, anywhereScience, 377(6612), 1261–1263. 
  5. World Health Organization. (n.d.). Monkeypox. World Health Organization. Retrieved December 28, 2022, from https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/monkeypox
  6. Fenner, F. (1993). Smallpox: Emergence, Global Spread, and Eradication.History and Philosophy of the Life Sciences, 15(3), 397–420. 
  7. Foster, S. O., Brink, E. W., Hutchins, D. L., Pifer, J. M., Lourie, B., Moser, C. R., . . . Foege, W. H. (1972). Human monkeypoxBulletin of the World Health Organization, 46(5), 569–576.
研之有物│中央研究院_96
295 篇文章 ・ 3391 位粉絲
研之有物,取諧音自「言之有物」,出處為《周易·家人》:「君子以言有物而行有恆」。探索具體研究案例、直擊研究員生活,成為串聯您與中研院的橋梁,通往博大精深的知識世界。 網頁:研之有物 臉書:研之有物@Facebook

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阿 Q 的彈跳甲魚湯為什麼會凝固?膠原蛋白吃了可以美容嗎?
Evelyn 食品技師_96
・2023/03/01 ・3013字 ・閱讀時間約 6 分鐘

彈跳甲魚湯。圖 / YouTube

阿 Q 為了救回被黑暗料理界綁架的父親,與小當家一行人前往樓麟艦,接受黑暗料理界所下的戰帖,展開四回合的宴席料理戰。第一回合的對決主題是「湯」,自告奮勇擔任先鋒的阿 Q,以「彈跳甲魚湯」這道料理,漂亮地戰勝錦毛虎駱可的頂級雞湯。

彈跳甲魚湯因為凝固成魚凍不會灑出來,評審們紛紛驚嘆這是需要嚼的湯?為什麼會變成這樣呢[1]

彈跳甲魚湯。圖 / YouTube

甲魚即是鱉,在亞洲經濟、營養價值皆高

甲魚其實就是鱉,又名圓魚、團魚或王八,是一種高經濟價值的水產養殖物種,其肉、 血、膽、脂肪,甚至是甲殼皆可以被利用。

中華鱉(Pelodiscus sinensisTrionyx sinensis)目前是亞洲最普遍的品種,主要分布於中國大陸,其次為日本、臺灣、韓國、馬來西亞和泰國等,估計阿 Q 就是拿中華鱉去料理的。

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鱉在部分亞洲國家已經有很長的食用歷史,大多是當作食物或傳統藥材使用,中國明朝《本草綱目》中記載「鱉甲乃厥陰肝經血分之藥,肝主血也。試常思之,龜鱉之屬,功各有所主。鱉色青入肝,故所主者,瘧勞寒熱,痃瘕驚癇,經水癰腫陰瘡,緣厥陰血分之病也。」,說明鱉具有滋陰潛陽、清熱消淤等多種漢方保健效果。

當然,鱉肉營養價值的確很高,其肉質細嫩、味道鮮美、營養豐富,是蛋白質、膠原蛋白和礦物質良好的來源。成分包含 20 種必需胺基酸、EPA、DHA 和其它不飽和脂肪酸,豐富的微量元素包含鋅、錳、鐵、銅、鈣、磷、維生素 A、B1、B2 及 D 等[2]

中華鱉(Pelodiscus sinensisTrionyx sinensis)目前是亞洲最普遍的品種。圖 / 參考資料 2

凝膠性是蛋白質重要的功能特性之一

這就不得不說明,蛋白質的功能特性。

蛋白質是細胞重要的組成分,人類從食物中攝取蛋白質,不外乎就是為了補充營養上所需的必需胺基酸。

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但是蛋白質在食品的應用上,具有一些功能特性,例如凝膠性(gelation)、黏彈性(viscoelasticity)、乳化性(emulsification)或起泡性(foaming)等,這些特性在生活中隨處可見,舉例來說:

做麵包時,將麵粉(小麥蛋白)加水攪打成具有彈性的麵團,就是黏彈性;製作蛋黃醬時,將蛋黃跟醋酸、沙拉油這兩樣油水不溶的材料均勻混合在一起,就是乳化性;做蛋糕時,將蛋白打發成乾性發泡的蛋白霜,就是起泡性。

而彈跳甲魚湯所牽涉到的蛋白質功能特性,就是凝膠性。

蛋白質凝膠,是變性的蛋白質分子在一些作用力包括氫鍵、疏水交互作用或靜電斥力交互作用等影響下,蛋白質分子互相聚集、吸引或排斥達成平衡,以至於形成能保持大量水分的高度有序之三度網狀結構,是一個動態的過程[3]

彈跳甲魚湯會凝膠是因為明膠

鱉所富含的「膠原蛋白」是彈跳甲魚湯「凝膠」的關鍵,鱉肉經過長時間的熬煮,膠原蛋白轉變成「明膠」,靜置冷卻後便凝固成果凍狀,是一種肉凍料理[4],像豬肉凍、水晶肴肉都是類似的料理。

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P.S. 鱉的脂肪也有可能影響到這道料理的形成,但並非主因,本文為避免複雜,就不再探討脂肪的食品化學。

明膠(gelatin)為膠原蛋白(collagen)熱變性後的產物,大量存在脊椎動物中,動物性蛋白質約有 30% 是由膠原蛋白構成,含量會隨著年紀及季節的不同而改變,存在腱、皮膚、骨、血管、結締組織等[5]

膠原蛋白係由三條多胜肽鏈 (polypeptide chain) 相互纏繞而成的三股螺旋結構,多胜肽鏈上以甘胺酸(glycine, Gly)為最豐富的胺基酸,約佔 33%,其次為 13% 羥脯胺酸(hydroxproline, Hyp)、 12% 脯胺酸(proline, Pro)、11% 丙胺酸(alanine, Ala),以及稀有之 1% 羥離胺酸(hydrolysine,Hyl)等[4]

這三條多胜肽鏈相互以氫鍵緊密纏繞連結,如同堅韌的繩索一般,所以肉的膠原蛋白含量愈多時,肉質就較硬。不過當以攝氏 40 度以上加熱時,膠原蛋白分子間的氫鍵被打斷,破壞三股螺旋結構,即轉化為水溶性之明膠[5]

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而明膠冷卻後,分子間再度以氫鍵鍵結而「凝膠」形成果凍狀,這個凝膠只要再加熱破壞分子間氫鍵,又會恢復成流動狀,是熱可逆反應。

膠原蛋白結構,具伸張性,由三條聚肽鏈間以氫鍵緊密結合而互相纏繞,每條聚肽鏈又扭曲呈左旋鏈。圖 / 參考資料 6

吃膠原蛋白不能補膠原蛋白?

膠原蛋白是維持人體肌膚彈性的要素之一,隨著年紀增長,皮膚真皮層的膠原蛋白含量減少,令愛美女性在意的皺紋就會出現。

那喝彈跳甲魚湯,或是香甜滑溜的銀耳湯,可以幫助我們補充膠原蛋白嗎?

事實上,膠原蛋白本來就是人體可自行合成的物質,以不同的形式存在於皮膚、骨骼、軟骨、韌帶、肌腱、血管壁和結締組織等部位,並不需要額外補充。

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不管是從食物攝取,或是吃膠原蛋白補充品,一樣都會經過人體消化作用,變成小分子的胺基酸,未必能在體內重新合成膠原蛋白[7]

且豬腳、雞爪要是吃過量,反而容易攝取到過多的油脂與熱量,不但沒達到美容效果,還導致肥胖。

銀耳是植物,植物不含膠原蛋白

另外,許多女性喜愛的銀耳湯,其實是不含膠原蛋白的。

許多人以為,滑溜溜的銀耳含大量的膠原蛋白,事實上,膠原蛋白多存在於動物中,植物不含膠原蛋白。銀耳屬於蔬菜類中的菇類,那滑溜的口感是來自於「多醣體」。

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銀耳含有豐富的多醣體,屬於水溶性纖維,能吸收水分、增加飽足感、延緩血糖上升,同時也是腸道好菌的食物來源。

銀耳滑溜的口感是來自於「多醣體」,而非膠原蛋白。圖/維基百科

只要均衡飲食、適量攝取蛋白質、少吃高油炸食物、補充維生素 C 或維生素 E 等抗氧化物質,並且生活作息正常,就能減少體內膠原蛋白的流失,達到維持肌膚彈性的目的[8]

參考資料

  1. Muse木棉花,2021。中華一番(舊版小當家) 第36話【阿Q特製!冷卻煮凝湯】
  2. 陳思宇,2008。甲魚 (中華鱉) 蛋理化特性之探討。輔仁大學食品科學系碩士論文。新北。
  3. 劉展冏、韓建國、劉冠汝、李嘉展、虞積凱、孫芳明、蘇敏昇、馮惠萍、謝秋蘭、饒家麟、梁弘人、林聖敦、江伯源、李政達、盧更煌、周志輝,2020。最新食品化學(最新修訂版)。於陳建元修編,顏國欽總校閱。臺中市:華格那出版有限公司。
  4. 唐嘉憶,2006。明膠作為配料利用添加於肉凍製品之研究。國立屏東科技大學食品科學系碩士學位論文。屏東。
  5. 黃鈺茹、蕭泉源,2011。不同水生生物來源所得之膠原蛋白物理與生物化學相關特性。海大漁推 41,17-52。
  6. Woodhead-Gallowy J. 1980. Collagen: the Anatomy of a Protein. Journal of Anatomy 132: 3 433-437.
  7. 衛生福利部食品藥物管理署,2015。市面上有許多含膠原蛋白的保養品,請問真的能有效維持肌膚彈性嗎?。食藥闢謠專區。
  8. 衛生福利部食品藥物管理署,2022。滑溜溜的銀耳湯,真的能補到妳的膠原蛋白嗎?。藥物食品安全週報 876:7

Evelyn 食品技師_96
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一名食品技師兼食品生技研發工程師,個性鬼靈精怪,對嗅覺與味覺特別敏銳,經訓練後居然成為專業品評員(專業吃貨)?!因為對食品科學充滿熱忱,希望能貢獻微薄之力寫些文章,傳達食品科學的正確知識給大家!商業合作請洽:10632015@email.ntou.edu.tw