爆香能有效提升香料風味–《料理的科學》

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 年美、法、英、澳及歐盟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，證據也顯示該藥品針對 Omicron、BA.4、BA.5 等變異株具療效。

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：

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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廚房小秘訣：用竹筷試油溫，原理是什麼？

傳統的烹飪智慧告訴我們，要判別油鍋的溫度不需要溫度計，只要插入油鍋的竹筷周圍開始浮現細小的氣泡，便表示油鍋溫度已達，可以開始放入食材。另外，煎牛排或是炒菜時，如果在食材下鍋的當下沒有聽到美味的滋滋聲，通常便表示溫度太低，無法做出漂亮的料理。

在廚房中，我們時常可以靠耳朵來測量溫度。這些氣泡和相應的 嗶啵聲來自於筷子（或食材）中的水分碰到滾燙的油鍋時，瞬間蒸發產生的微小爆炸。

猶他州立大學機械航太工程系的木山景仁（Akihito Kiyama）對這個現象很有興趣，拿起高速攝影機和麥克風紀錄了竹筷插入熱油中的事件，希望能仔細觀察熱油中的劇烈反應。出乎意料的是，他發現油鍋中的水滴在爆破時有三種主要的型態，各個所產生的氣泡形狀及爆破聲音都非常特別。

做為一個初步實驗，他首先直接將浸過水的竹筷插入高溫油鍋內。下圖可以看到氣泡的數量和大小都明顯和溫度成正相關，看來流傳許久的廚房秘訣沒有讓我們失望。

此外，他也觀察到氣泡數量和筷子中的含水量有明顯的關聯，沒有事先浸水的竹筷產生的氣泡少很多。另一方面，若是改用乾燥的金屬筷則不會觀察到任何氣泡，因為當中幾乎沒有任何水分。

顯然的，水分多寡是重點。但由於每雙竹筷的組成與含水量較難控制，研究團隊改用一條兩端懸掛的U形鐵絲，浸水後連著底部沾黏的水珠一同緩緩放入熱油中，等同於是在油炸一顆水珠，將實驗聚焦在水滴帶來的氣泡爆破。

氣泡的三種型態

利用每秒一萬張的高速攝影以及近距離收音的麥克風，研究團隊企圖進一步觀察爆破過程的細節以及產生的聲音特性。

根據爆炸時的不同深度，他觀察到三種氣泡型態：

第一種是爆破型氣泡。當水滴幾乎一接觸到油面就蒸發膨脹，引發一個凸出油面的圓形氣泡。最後在破裂時噴濺出大量的油滴。

第二種的拉長型氣泡在較深的位置才開始膨脹，因此沒有造成液面破裂，反而是朝上射出高高的柱狀熱油，同時氣泡則向下延伸形成一個長形的空氣室。

爆破型和拉長型氣泡的聲音雖然聽起來不太一樣，但是頻率特徵基本上大同小異，都是 1400 的赫茲清脆爆破聲響。值得一提的是，在這兩種情況下爆破聲響都不是來自油面上可見的泡泡破裂。從高速影像和錄音結果的比對可以發現，聲音的最大值明顯出現在泡泡破掉前的膨脹階段。此時的高溫蒸氣快速膨脹，劇烈壓力改變帶來空氣震波，基本上和空氣中炸彈發聲的原理一模一樣。因此說這些氣泡正在「爆炸」可是一點都不誇張。

除了上面兩種氣泡之外，當水珠意外從鐵絲上滑落掉入熱油中，研究人員發現了第三種與眾不同的表現：震盪型氣泡。由於掉落速度較快，水珠一直到較深的位置才開始汽化膨脹，並在液體表面下進行每秒數百次的膨脹收縮，過程持續了幾毫秒，最後消散成數個小氣泡。

儘管沒有明顯的噴濺或爆破，震盪型氣泡仍然會引發聲響，但聽起來似乎和前面兩者不太一樣，持續時間也較久。仔細一看，聲響的主要頻率竟然和高速影片中氣泡膨脹收縮的頻率不謀而合，都在 800 赫茲左右。研究人員因此推測，震盪型氣泡產生的聲響其實是來自於油面下的高速震盪。

關於震盪行為的起源，研究人員沒有提出直接的解釋。不過他們同時觀察到另一個有趣的現象：氣泡在下方高速震盪時會對熱油表面造成擾動，讓某些原本浮在油面相安無事的小氣泡破裂並噴濺。這顯示熱油表面的氣泡對於物理擾動十分敏感，可能也是造成廚房中熱油噴濺的主要原因之一。

這三種型態，不限於油鍋

說到這，有一個重要的問題還沒問：這三種氣泡的形態和油溫高低有沒有關係呢？也就是，我們能不能用不同的氣泡型態或爆炸音高來判別油溫高低？研究人員嘗試了 170 度到 220 度的常見油溫，發現三種氣泡型態在各種溫度都有機會出現。油溫的最佳判準，或許還是簡單的一根竹筷。

這次研究的眼光也不僅止於家中的廚房。大自然中的液面噴濺，例如海邊拍打的浪花還有火山爆發時的熔岩，會產生懸浮於空中的液體微粒，也就是氣溶膠（Aerosol）。不論是天然還是人工製造氣溶膠，都對環境有很大的影響。來自海浪的海洋氣溶膠主宰了全球氣候，而人為排放的氣溶膠則是我們看到灰濛濛的空氣汙染。

木山景仁和他的團隊希望透過這次研究辨明不同的氣泡種類與相對應的聲音特徵，用於發展音訊偵測技術來監控熱油噴濺或是氣溶膠形成的過程。

下方是研究團隊製作的精華影片，收錄了各種溫度下的竹筷氣泡以及三種氣泡型態的聲響，讓讀者親耳體驗油炸食物的美妙聲響。

參考資料

• Sizzling sound of deep-frying reveals complex physics: Moistened chopsticks, water droplets in hot cooking oil reveal complicated bubble dynamics, sound characteristics — ScienceDaily
• Where Champagne Gets Its Sound

可佩的弗瑞曼人，您好：

謝謝您展信閱讀來自地球的沙蟲愛好者的第三封信。

在前兩封可能略顯冒昧的書信又沉澱數日之後，我也已經能夠比較冷靜的看待沙蟲、以及弗瑞曼族人與沙蟲間的依存關係。如果前兩封信讓您們感到任何些許的冒犯或不敬，請容我獻上最誠摯的歉意，也請您與族人們理解這絕非我的本意。

我只是想要以一個遙遠地球的沙蟲愛好者的身份，與弗瑞曼族人們分享我對沙蟲粗略甚至略嫌可笑的觀察和推想，並且期望您與族人們在忍俊不禁的閒暇之餘，有天願意回信提供一些回饋和指導而已。

先前兩封信，我與您和弗瑞曼族人們分享了沙蟲巨大體型如何克服各種難題的奧妙可能，也提到沙蟲或許依賴自營共生微生物而得以在荒蕪沙漠中獲得營養與能量所需。但我想最神奇的，或許還是沙蟲的生活史吧。

根據厄拉克斯星球的重要文獻「沙丘」的記載、以及弗瑞曼族人們千百年來的觀察，沙蟲只是成體，祂的幼體叫做沙鱒，體型從幾公分到一公尺多不等，生活在沙漠的地底深處。與成體沙蟲大不相同的是，沙鱒生性愛水，身上有能夠儲存大量水分的細胞（或者有些文獻指出其體表覆滿纖毛），而且喜愛群聚。當沙鱒在地底深處群聚，身體的代謝廢物與水混合並發酵後就形成了早期香料。當早期香料聚集夠多、發酵產生的氣體壓力夠大，就會把這些早期香料大規模噴發到地表，即所謂的「香料爆炸」。這些早期香料被陽光炙烤風乾，就成了珍貴的香料。

然而，根據上述描述還有沙鱒與沙蟲的體型差異，我大膽猜測沙鱒與沙蟲之間並不是單純幼蟲與成蟲的關係，而是如同單體/聚合、單倍體/多倍體之間的世代交替關係。如前所述，沙鱒喜愛水、儲存水、而且會聚集成團，這樣的習性或許就是在召集夠多的單倍體沙鱒，只要被噴發到沙漠表面，受到炙熱陽光且乾燥環境的刺激，成團的沙鱒就會相互融合並且分化形成一隻沙蟲，如果一團沙鱒的生質量不足以撐起一隻沙蟲，說不定還得等待被已經存在的沙蟲吞食後融合進去。

在地球上，這樣運作的生物也所在多有，例如以二倍體原生質團狀態四處爬行的粘菌、或者以多個體聚合分化而成一整隻具有精細構造的僧帽水母，絕非天馬行空的無稽猜想。

據我對重要文獻的了解，其中有些字句間也曾經提過沙鱒是單倍體的生物，還有沙蟲萬一死去就會放出沙鱒重啟生活史的循環。如果又加上沙蟲壽命很長、甚至可達數千歲的傳聞，那麼沙鱒與沙蟲之間以世代交替生活史不斷轉變、沙蟲乃是眾多沙鱒聚合分化而成的群聚體，還可以不斷吸收新的沙鱒團來壯大自己，就更是合理了。

當然，也只有憑藉著弗瑞曼人的仔細觀察，才能夠確認這樣的猜想是否屬實。

因此如果可能的話，下次待您與族人發現沙鱒團時，是否能夠留意它們噴發到沙漠表面後的行蹤呢？

甚至如果您能夠主動的收集沙鱒團，將它們集中在沙漠表面以圍籬侷限起來，或許就能夠好好觀察沙鱒團在沙漠表面的命運：是真的如過去以為的多數沙鱒死去並留下極少數個體休眠數年再——蛻變狂長為沙蟲？

還是其實藉由多個沙鱒團分散又聚合、彼此邊界消弭並且開始分化的方式，在沙漠中組成一隻超級沙蟲體？如果有幸如我推想的，沙蟲是聚集眾多沙鱒而成、世代交替無盡轉生的群聚體，這樣能夠累積千年的不死智慧，豈不更加顯現沙蟲的神性嗎？

關於沙鱒在地底下的生活，如果依循著我先前的假說，沙蟲的營養與能量來源是依靠體內的共生自營微生物而來、且平時吞食沙粒也只是在收集過濾這些共生自營微生物或者沙鱒團的話，那麼沙鱒在沙漠地底深處可能也是靠微生物一起共生過活，這些微生物可能是同樣在沙漠表面或沙蟲體內存活的微生物種類，只不過可能因為在地底深處缺乏氧氣和陽光，所以處於厭氧呼吸、異營（或化學自營）的代謝狀態，就等著沙鱒聚集成團被噴發到沙漠表面，再度回到太陽下轉回好氧自營的代謝狀態。

從這一點看來，以好氧自營狀態與沙蟲共生提供能量與營養、又在地底深處以厭氧異營狀態與沙鱒共生的這種微生物，整個生活史與沙蟲的生活史緊密相依，兩者很可能已經接近互利且專性的共生，難以離開彼此了。

進一步猜想，所謂的早期香料，也許是在沙鱒體內的行厭氧呼吸的共生微生物排出的內孢子或休眠卵，這些內孢子/休眠卵靠著沙鱒排出的代謝廢物產氣以後造成香料噴發，也可以又回到陽光普照的沙漠表面，若有幸被沙蟲濾出帶到體內，就再次轉為好氧呼吸、自營代謝的狀態（這也解釋了沙蟲身上尤其嘴巴處帶有強烈香料味的緣由，因為嘴巴比起身體更深處的其他部位，理應擁有最多還未甦醒的內孢子/休眠卵）；然而如果不幸被香料採集車吸起過濾，那就成了世人爭奪的珍貴香料了。

考量到許多地球上的微生物內孢子本身就帶有毒性，因此香料如果實際上是微生物的內孢子/休眠卵，其毒性屬於神經毒，劑量適當時得以大幅擴展感官能力與腦部運作，劑量不對或是當沙蟲遇水死亡後共生微生物一同破裂放出的體液則具有強烈毒性，也是合情合理。

以上關於香料來源的推想，還請尊敬的弗瑞曼人能夠給予指教。

最後，我想與弗瑞曼族人們分享，地球上的動物們與沙蟲間的相似之處。

沙蟲令人敬畏的滿嘴尖牙，有些人可能以為類似地球的八目鰻牙齒分佈，但仔細看其實跟地球的鬚鯨嘴裡的鯨鬚板更有異曲同工之妙，合理推想也都扮演了濾食的角色——一如地球的鬚鯨在海中用鯨鬚過濾磷蝦和小魚，厄拉克斯星球的沙蟲在沙漠中用尖牙過濾砂礫間能夠與其共生的自營微生物、不時還有剛從地底噴出的沙鱒團、偶爾可能也順便摧毀吵鬧的香料採集車。

還有，沙蟲攻擊地表入侵事物時，從地下竄出讓沙漠表面液化沸騰的景象，也相當類似座頭鯨捕食時困住魚群的氣泡網。

這樣的雷同之處，在地球的演化生物學稱作趨同演化，如果我們相信距離地球大半宇宙的沙蟲也遵循達爾文的演化論的話。

還有，從沙蟲張大的嘴巴深處，我看見沙蟲的咽喉也分成三裂，和地球上具備三顎的蛭類頗為神似。沙蟲在沙漠中能夠躍出表面，那樣的移動方式也真的有點神似蛭類在水中的波浪狀游動行為，更別提沙蟲同樣能夠抬起身軀俯仰自如，很可能也擁有蛭類一樣的肌肉水骨骼系統。

乾燥的厄拉克斯星球上很可能沒有蛭類，我只能請您參考下方的影片理解蛭類的模樣與游動方式，哪一天如果有幸能夠邀請您與族人們到地球拜訪，相信您看到蛭類的實體時也會有似曾相識之感吧。

最後，沙蟲能夠在無垠沙漠中聽到/感受到遠方來的規律震動，也是一件似曾相識又奧妙的本領。

在地球上能夠感受基質震動的動物很多，許多水生的動物都能夠感應水波震動進而找到來源，最有名的正是吸血蛭類，它們能夠藉由感受水波找到震動的來源，於是長距離游向入水或落水的宿主以吸取血液；水中伏擊的紅娘華也能夠感應落水昆蟲的掙扎震動，從水底往水面攫住獵物飽餐一頓。

在水中如此，在鬆軟乾燥的沙漠中卻是另當別論了。

乾燥的沙漠只要受力，沙子間就會崩解散落，連帶消去了能夠傳遞出去的震動動能，這就像是裝著乾沙的沙袋受到擊打，沙團就會散開變形於是消去動能、壓力和震動一樣。

因此，在地球上沙漠中潛沙伏擊的動物，無論是蜘蛛或沙蟒，大多都是依靠視覺或者觸覺、或者如絆腳索的絲線上傳來的震動，以得知獵物的到來與方位。只有少數的地底動物如非洲蝟目的金鼴，大概比較真有本事偵測從附近沙上傳來的細小震動。

根據地球這邊的研究得知，金鼴的聽骨不成比例的特大、而且也有精細巧妙的放大結構，也因此能夠偵測沙子上傳來的細小震動。而龐大的沙蟲又有什麼樣的精巧構造，讓祂得以在幾公里外偵測到人類規律走動的腳步呢？

這樣的謎團實在令人費疑猜啊。或許也只能期待哪一天，勇敢的弗瑞曼族人們從沙蟲神聖的大體和更仔細的觀察中略知一二了。

尊敬的弗瑞曼族人們，衷心感謝您閱讀至此，期待有一天能夠收到來自厄拉克斯星球的回訊，更盼望有那麼一天，地球的沙蟲愛好者如我能夠與您並肩，看見族人幽藍雙眼看見的世界，穿上寶貴的蒸餾服，一同感受沙漠的不可侵犯，讓心跳隨著沙槌震動，同時體會沙蟲自遠方洶湧而來的神性震撼。

祝弗瑞曼族人們健康平安。

來自地球的沙蟲愛好者敬上