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料理的美味其實來自於科學原理—「Pansci Talk:嚐識」

KevinC
・2016/07/13 ・2577字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 531 ・七年級

主視覺

嚐識,搭配三月選書《品嘗的科學》,邀請到兩位科學料理人,要帶你了解無人能抵擋的美食之中,有哪些隱藏的科學原理!

現代人越來越注重飲食,大家都能希望能夠吃得美味、吃得健康,而這一切其實都建立在科學的基礎上。2016 年 3 月的 PanSci Talk 邀請到熱衷於研究如何以科學的方式實踐美味的廚師史達魯,以及國內極少數研究感官品評的學者莊朝琪,分別從各自的專業出發,分享科學是如何與美食互相連結。

史達魯:廚房裡一些跟科學有關的事

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相信泛科學的觀眾們對於史達魯一定不陌生,他近期跟泛科學合作拍攝了好幾部好吃又好玩的影片向大家介紹美食中的科學原理,這天他也是從料理中的科學出發,和大家聊聊關於美食、關於科學,他的所見所聞。

轉換跑道,擁抱夢想

史達魯並非餐飲本科系出身,擁有資訊碩士學位,畢業後曾經在微軟擔任過講師。只是原本就愛吃吃喝喝、也愛動手下廚的他,發現料理才是他的最愛,於是毅然決然來了一個人生大轉彎當起正職廚師,目前經營私廚餐廳兼釀造精緻啤酒、也是飲食顧問與文字工作者。正因為史達魯念資訊出身,他說他從來不藏私、也不相信什麼秘方,自己的做菜知識大多數都是從台灣博碩士論文網站查來的。(實在令人意外呀……)

飲食是文化的剩餘產物

史達魯坦承,過去的他在做料理的時候其實是很崇洋媚外的,特別偏好國外的食材,還曾經大費周章地舉辦奶油試吃會。後來當他了解到更多外國料理的內涵與做法,發現許多外國人其實也想望著神秘的東方料理,才領悟到「飲食是文化的剩餘產物」,食材從來不是重點,外國的月亮也不一定比較圓,料理的技法才是根本。史達魯說因為料理過程中的每一個細節都會影響到成品的味道,從此他就越來越關注料理中的科學。

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做菜不是一件很浪漫的事,而是需要等待的實驗

說出這句話之後,史達魯馬上補充:「所以在等待時放的音樂很重要」(笑)。他舉了最近正在研發的粉紅色雞肝醬作為例子,他說坊間的鵝肝醬原肝比例通常只佔 5-10%,而他使用台灣土產的雞肝、參考西班牙知名大廚的配方,再配合嚴謹的程序(溫度差 1℃雞肝的顏色就會不同,這就是科學的力量!),才能做出既好吃顏色又很夢幻的雞肝醬。

除了雞肝醬之外,史達魯也再度以牛排為例,講解關於「煎」這個我們習以為常的動作背後蘊藏的科學意義。根據料理書的定義,「煎」就是拿淺鍋用油脂加熱食材、以高溫將大小一致的食材讓表面褐化、快速熟透的料理方式,所以用的鍋子必須厚(材質比熱乘以重量能得到最高數值)、食材下鍋前要去除多餘水份、下鍋時的溫度要高,才能達到梅納反應,讓料理發揮最佳風味。

由食譜到科學,史達魯說最重要的事情就是要不斷的想、不斷的思考每一道料理中的原理,他會隨身攜帶耳溫槍,測量究竟是怎麼樣的溫度讓台南牛肉湯如此美味,也會利用工業用熱風槍產生的穩定熱能來烹飪食材。只要能掌握科學原理,就會有無限的可能。

Q & A

梅納反應跟褐化反應(Browning reaction)是一樣的嗎?

答:褐化反應就是梅納反應的一種喔。

莊朝琪:(鬼味)力新世界—嚐識科學的軌跡

莊朝琪

莊朝琪老師是台大食品科技研究所的食品科學博士,目前任教於中華科技大學,專長是食品加工。他在念研究所的時候發現感官品評的重要性,尤其是在追求食品科學化的過程中,感官品評是非常重要的技能。不過他也坦言,在台灣目前相關領域的學者不多,從事感官品評的研究是非常孤獨的一件事情。

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「感官」是什麼?我們依據什麼來建構真實世界?

莊老師在演講的一開始就拋出了這個乍看之下相當哲學的問題,但他說這個問題其實也是食品工業發展的基礎和感官品評研究的開端。人類在經濟發達之後才開始注重食物的品質,想吃「好吃的東西」,食品工業便是在這種需求之下產生,以各種符碼吸引顧客、建立商業體系。

不過每個人的感覺都會有偏差,因此就需要設計實驗來驗證何謂感官的真實。舉例來說,到底奶茶先加茶或先加奶味道會不一樣嗎?這就需要利用統計學來驗證假設,也就是感官品評的開端。

我吃故我在

「吃」是人類存活的先決條件,而隨著社會不斷發展,人的常識會影響感官的品評,感官品評科學便是想藉由系統化分類去建構規律。此外,在感官品評的過程中,描述風味也是很重要的事,科學結果要能夠被描述才能服人,所以莊老師給現場的觀眾看了用來描述紅酒和咖啡風味的風味輪圖表,讓大家了解專家在形容風味時的依據。

配合本月選書的內容,莊老師也介紹了幾個關於感官品評的知識:例如有一張許多人熟知的舌頭味覺細胞分佈圖其實是錯的,味覺細胞後來經實驗發現是平均的散佈在舌頭的各個區域,不會有舌頭的前端嚐得到甜味、但後面沒有感覺這種情形發生。另一個有趣的知識則是「鮮味」已經被證明確實存在,但發現者是日本人,所以美國人不太想承認這個事實。(也太任性了吧)

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我們一直以為的味覺分布圖,竟然大錯特錯!

品評科學的未來發展

感官品評的發展歷史中有些知名的重大事件,像是法國曾經舉辦過世界紅酒品評大會,並且自信滿滿地認為自己可以拿下冠軍。殊不知結果完全出乎意料,連續幾屆大會的盲測結果都是美國紅酒獲得較高評價。這個聽起來很不科學的結果背後卻是受到許多品評科學的要素影響,例如品嚐的順序或者人類反應的制約,所以很難貿然分出高下,只是往後不知道有沒有機會繼續舉辦了……

談到感官品評未來的發展,莊老師認為這幾年虛擬實境的技術相當受到矚目,有許多廠商先後投入相關應用的研發,這也將是品評科學可能的趨勢。他提到目前有號稱可以拍出味道的相機,雖然該產品只是噱頭(因為味覺是水溶性,而該產品並沒有類似探針的裝置可以偵測),不過以後的確有可能會發明出可以操控大腦味覺的晶片,將其用在醫療、減重等商業用途。

莊老師總結時表示,如果 2016 是「虛擬實境元年」,那麼也可能嚐識科學的另一個開端,未來科學家如何駭進人類大腦、善用大數據,進行食品科學與資訊科技、生醫等跨領域的整合,是值得我們持續觀察的方向。

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KevinC
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小時候曾經夢想成為太空人,隨著近視度數越來越高、數理成績越來越低,發現宇宙的距離也越來越遠,幸好喜愛科學的初衷沒有改變。 長大後就讀大眾傳播研究所,關注科學傳播、關注新媒體,希望成為一個不會被時代淘汰的媒體人。

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拆解邊緣AI熱潮:伺服器如何提供穩固的運算基石?
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2025/05/21 ・5071字 ・閱讀時間約 10 分鐘

本文與 研華科技 合作,泛科學企劃執行。

每次 NVIDIA 執行長黃仁勳公開發言,總能牽動整個 AI 產業的神經。然而,我們不妨設想一個更深層的問題——如今的 AI 幾乎都倚賴網路連線,那如果哪天「網路斷了」,會發生什麼事?

想像你正在自駕車打個盹,系統突然警示:「網路連線中斷」,車輛開始偏離路線,而前方竟是萬丈深谷。又或者家庭機器人被駭,開始暴走跳舞,甚至舉起刀具向你走來。

這會是黃仁勳期待的未來嗎?當然不是!也因為如此,「邊緣 AI」成為業界關注重點。不靠雲端,AI 就能在現場即時反應,不只更安全、低延遲,還能讓數據當場變現,不再淪為沉沒成本。

什麼是邊緣 AI ?

邊緣 AI,乍聽之下,好像是「孤單站在角落的人工智慧」,但事實上,它正是我們身邊最可靠、最即時的親密數位夥伴呀。

當前,像是企業、醫院、學校內部的伺服器,個人電腦,甚至手機等裝置,都可以成為「邊緣節點」。當數據在這些邊緣節點進行運算,稱為邊緣運算;而在邊緣節點上運行 AI ,就被稱為邊緣 AI。簡單來說,就是將原本集中在遠端資料中心的運算能力,「搬家」到更靠近數據源頭的地方。

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那麼,為什麼需要這樣做?資料放在雲端,集中管理不是更方便嗎?對,就是不好。

當數據在這些邊緣節點進行運算,稱為邊緣運算;而在邊緣節點上運行 AI ,就被稱為邊緣 AI。/ 圖片來源:MotionArray

第一個不好是物理限制:「延遲」。
即使光速已經非常快,數據從你家旁邊的路口傳到幾千公里外的雲端機房,再把分析結果傳回來,中間還要經過各種網路節點轉來轉去…這樣一來一回,就算只是幾十毫秒的延遲,對於需要「即刻反應」的 AI 應用,比如說工廠裡要精密控制的機械手臂、或者自駕車要判斷路況時,每一毫秒都攸關安全與精度,這點延遲都是無法接受的!這是物理距離與網路架構先天上的限制,無法繞過去。

第二個挑戰,是資訊科學跟工程上的考量:「頻寬」與「成本」。
你可以想像網路頻寬就像水管的粗細。隨著高解析影像與感測器數據不斷來回傳送,湧入的資料數據量就像超級大的水流,一下子就把水管塞爆!要避免流量爆炸,你就要一直擴充水管,也就是擴增頻寬,然而這樣的基礎建設成本是很驚人的。如果能在邊緣就先處理,把重要資訊「濃縮」過後再傳回雲端,是不是就能減輕頻寬負擔,也能節省大量費用呢?

第三個挑戰:系統「可靠性」與「韌性」。
如果所有運算都仰賴遠端的雲端時,一旦網路不穩、甚至斷線,那怎麼辦?很多關鍵應用,像是公共安全監控或是重要設備的預警系統,可不能這樣「看天吃飯」啊!邊緣處理讓系統更獨立,就算暫時斷線,本地的 AI 還是能繼續運作與即時反應,這在工程上是非常重要的考量。

所以你看,邊緣運算不是科學家們沒事找事做,它是順應數據特性和實際應用需求,一個非常合理的科學與工程上的最佳化選擇,是我們想要抓住即時數據價值,非走不可的一條路!

邊緣 AI 的實戰魅力:從工廠到倉儲,再到你的工作桌

知道要把 AI 算力搬到邊緣了,接下來的問題就是─邊緣 AI 究竟強在哪裡呢?它強就強在能夠做到「深度感知(Deep Perception)」!

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所謂深度感知,並非僅僅是對數據進行簡單的加加減減,而是透過如深度神經網路這類複雜的 AI 模型,從原始數據裡面,去「理解」出更高層次、更具意義的資訊。

研華科技為例,旗下已有多項邊緣 AI 的實戰應用。以工業瑕疵檢測為例,利用物件偵測模型,快速將工業產品中的瑕疵挑出來,而且由於 AI 模型可以使用同一套參數去檢測,因此品管上能達到一致性,減少人為疏漏。尤其在高產能工廠中,檢測速度必須快、狠、準。研華這套 AI 系統每分鐘最高可處理 8,000 件產品,替工廠節省大量人力,同時確保品質穩定。這樣的效能來自於一台僅有膠囊咖啡機大小的邊緣設備—IPC-240。

這樣的效能來自於一台僅有膠囊咖啡機大小的邊緣設備—IPC-240。/ 圖片提供:研華科技

此外,在智慧倉儲場域,研華與威剛合作,研華與威剛聯手合作,在 MIC-732AO 伺服器上搭載輝達的 Nova Orin 開發平台,打造倉儲系統的 AMR(Autonomous Mobile Robot) 自走車。這跟過去在倉儲系統中使用的自動導引車 AGV 技術不一樣,AMR 不需要事先規劃好路線,靠著感測器偵測,就能輕鬆避開障礙物,識別路線,並且將貨物載到指定地點存放。

當然,還有語言模型的應用。例如結合檢索增強生成 ( RAG ) 跟上下文學習 ( in-context learning ),除了可以做備忘錄跟排程規劃以外,還能將實務上碰到的問題記錄下來,等到之後碰到類似的問題時,就能詢問 AI 並得到解答。

你或許會問,那為什麼不直接使用 ChatGPT 就好了?其實,對許多企業來說,內部資料往往具有高度機密性與商業價值,有些場域甚至連手機都禁止員工帶入,自然無法將資料上傳雲端。對於重視資安,又希望運用 AI 提升效率的企業與工廠而言,自行部署大型語言模型(self-hosted LLM)才是理想選擇。而這樣的應用,並不需要龐大的設備。研華的 SKY-602E3 塔式 GPU 伺服器,體積僅如後背包大小,卻能輕鬆支援語言模型的運作,實現高效又安全的 AI 解決方案。

但問題也接著浮現:要在這麼小的設備上跑大型 AI 模型,會不會太吃資源?這正是目前 AI 領域最前沿、最火熱的研究方向之一:如何幫 AI 模型進行「科學瘦身」,又不減智慧。接下來,我們就來看看科學家是怎麼幫 AI 減重的。

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語言模型瘦身術之一:量化(Quantization)—用更精簡的數位方式來表示知識

當硬體資源有限,大模型卻越來越龐大,「幫模型減肥」就成了邊緣 AI 的重要課題。這其實跟圖片壓縮有點像:有些畫面細節我們肉眼根本看不出來,刪掉也不影響整體感覺,卻能大幅減少檔案大小。

模型量化的原理也是如此,只不過對象是模型裡面的參數。這些參數原先通常都是以「浮點數」表示,什麼是浮點數?其實就是你我都熟知的小數。舉例來說,圓周率是個無窮不循環小數,唸下去就會是3.141592653…但實際運算時,我們常常用 3.14 或甚至直接用 3,也能得到夠用的結果。降低模型參數中浮點數的精度就是這個意思! 

然而,量化並不是那麼容易的事情。而且實際上,降低精度多少還是會影響到模型表現的。因此在設計時,工程師會精密調整,確保效能在可接受範圍內,達成「瘦身不減智」的目標。

當硬體資源有限,大模型卻越來越龐大,「幫模型減肥」就成了邊緣 AI 的重要課題。/ 圖片來源:MotionArray

模型剪枝(Model Pruning)—基於重要性的結構精簡

建立一個 AI 模型,其實就是在搭建一整套類神經網路系統,並訓練類神經元中彼此關聯的參數。然而,在這麼多參數中,總會有一些參數明明佔了一個位置,卻對整體模型沒有貢獻。既然如此,不如果斷將這些「冗餘」移除。

這就像種植作物的時候,總會雜草叢生,但這些雜草並不是我們想要的作物,這時候我們就會動手清理雜草。在語言模型中也會有這樣的雜草存在,而動手去清理這些不需要的連結參數或神經元的技術,就稱為 AI 模型的模型剪枝(Model Pruning)。

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模型剪枝的效果,大概能把100變成70這樣的程度,說多也不是太多。雖然這樣的縮減對於提升效率已具幫助,但若我們要的是一個更小幾個數量級的模型,僅靠剪枝仍不足以應對。最後還是需要從源頭著手,採取更治本的方法:一開始就打造一個很小的模型,並讓它去學習大模型的知識。這項技術被稱為「知識蒸餾」,是目前 AI 模型壓縮領域中最具潛力的方法之一。

知識蒸餾(Knowledge Distillation)—讓小模型學習大師的「精髓」

想像一下,一位經驗豐富、見多識廣的老師傅,就是那個龐大而強悍的 AI 模型。現在,他要培養一位年輕學徒—小型 AI 模型。與其只是告訴小型模型正確答案,老師傅 (大模型) 會更直接傳授他做判斷時的「思考過程」跟「眉角」,例如「為什麼我會這樣想?」、「其他選項的可能性有多少?」。這樣一來,小小的學徒模型,用它有限的「腦容量」,也能學到老師傅的「智慧精髓」,表現就能大幅提升!這是一種很高級的訓練技巧,跟遷移學習有關。

舉個例子,當大型語言模型在收到「晚餐:鳳梨」這組輸入時,它下一個會接的詞語跟機率分別為「炒飯:50%,蝦球:30%,披薩:15%,汁:5%」。在知識蒸餾的過程中,它可以把這套機率表一起教給小語言模型,讓小語言模型不必透過自己訓練,也能輕鬆得到這個推理過程。如今,許多高效的小型語言模型正是透過這項技術訓練而成,讓我們得以在資源有限的邊緣設備上,也能部署愈來愈強大的小模型 AI。

但是!即使模型經過了這些科學方法的優化,變得比較「苗條」了,要真正在邊緣環境中處理如潮水般湧現的資料,並且高速、即時、穩定地運作,仍然需要一個夠強的「引擎」來驅動它們。也就是說,要把這些經過科學千錘百鍊、但依然需要大量計算的 AI 模型,真正放到邊緣的現場去發揮作用,就需要一個強大的「硬體平台」來承載。

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邊緣 AI 的強心臟:SKY-602E3 的三大關鍵

像研華的 SKY-602E3 塔式 GPU 伺服器,就是扮演「邊緣 AI 引擎」的關鍵角色!那麼,它到底厲害在哪?

一、核心算力
它最多可安裝 4 張雙寬度 GPU 顯示卡。為什麼 GPU 這麼重要?因為 GPU 的設計,天生就擅長做「平行計算」,這正好就是 AI 模型裡面那種海量數學運算最需要的!

你想想看,那麼多數據要同時處理,就像要請一大堆人同時算數學一樣,GPU 就是那個最有效率的工具人!而且,有多張 GPU,代表可以同時跑更多不同的 AI 任務,或者處理更大流量的數據。這是確保那些科學研究成果,在邊緣能真正「跑起來」、「跑得快」、而且「能同時做更多事」的物理基礎!

二、工程適應性——塔式設計。
邊緣環境通常不是那種恆溫恆濕的標準機房,有時是在工廠角落、辦公室一隅、或某個研究實驗室。這種塔式的機箱設計,體積相對緊湊,散熱空間也比較好(這對高功耗的 GPU 很重要!),部署起來比傳統機架式伺服器更有彈性。這就是把高性能計算,進行「工程化」,讓它能適應台灣多樣化的邊緣應用場景。

三、可靠性
SKY-602E3 用的是伺服器等級的主機板、ECC 糾錯記憶體、還有備援電源供應器等等。這些聽起來很硬的規格,背後代表的是嚴謹的工程可靠性設計。畢竟在邊緣現場,系統穩定壓倒一切!你總不希望 AI 分析跑到一半就掛掉吧?這些設計確保了部署在現場的 AI 系統,能夠長時間、穩定地運作,把實驗室裡的科學成果,可靠地轉化成實際的應用價值。

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研華的 SKY-602E3 塔式 GPU 伺服器,體積僅如後背包大小,卻能輕鬆支援語言模型的運作,實現高效又安全的 AI 解決方案。/ 圖片提供:研華科技

台灣製造 × 在地智慧:打造專屬的邊緣 AI 解決方案

研華科技攜手八維智能,能幫助企業或機構提供客製化的AI解決方案。他們的技術能力涵蓋了自然語言處理、電腦視覺、預測性大數據分析、全端軟體開發與部署,及AI軟硬體整合。

無論是大小型語言模型的微調、工業瑕疵檢測的模型訓練、大數據分析,還是其他 AI 相關的服務,都能交給研華與八維智能來協助完成。他們甚至提供 GPU 與伺服器的租借服務,讓企業在啟動 AI 專案前,大幅降低前期投入門檻,靈活又實用。

台灣有著獨特的產業結構,從精密製造、城市交通管理,到因應高齡化社會的智慧醫療與公共安全,都是邊緣 AI 的理想應用場域。更重要的是,這些情境中許多關鍵資訊都具有高度的「時效性」。像是產線上的一處異常、道路上的突發狀況、醫療設備的即刻警示,這些都需要分秒必爭的即時回應。

如果我們還需要將數據送上雲端分析、再等待回傳結果,往往已經錯失最佳反應時機。這也是為什麼邊緣 AI,不只是一項技術創新,更是一條把尖端 AI 科學落地、真正發揮產業生產力與社會價值的關鍵路徑。讓數據在生成的那一刻、在事件發生的現場,就能被有效的「理解」與「利用」,是將數據垃圾變成數據黃金的賢者之石!

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料理系動畫神前激戰鯛魚料理!卻沒告訴你吃魚肝會導致維生素 A 中毒?!
Evelyn 食品技師_96
・2022/03/31 ・3694字 ・閱讀時間約 7 分鐘

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  • 作者/Evelyn 食品技師

《中華一番》小當家與七星刀雷恩為了爭奪傳說中的廚具永靈刀,進行了一場精采的神前刀工對決。雷恩做了 4 道鯛魚料理,分別為「新奇生魚片」以魚背鰭週邊腹筋、尾鰭所做成;「什錦蔬菜紅燒下巴」、「特製清蒸下巴」兩道皆取自魚頭;最後一道則用魚身製成「生魚薄片」,還另外搭配鯛魚高湯 (估計用魚骨熬煮) 做涮涮鍋。

整條魚都沒有浪費任何一個部位,雷恩真是位非常善用食材、減少剩食的優秀廚師。

小當家做的「真鯛大陸圖」一樣也有 4 道料理,分別作出 4 個不同省份的特色,北京使用麵皮包大蔥和魚背肉;四川是採用魚皮包魚身肉油炸,並淋上紅油醬汁;上海是以鯛尾生魚片包蟹黃;廣東則是蠔油時蔬魚肚肉。

不過你注意到了嗎?兩位大廚師都沒有使用到「魚肝」來做料理。

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因為魚肝會累積高量維生素A或其他毒素,不適合食用,我國於 2007 年就曾發生過食用笛鯛魚肝臟,導致急性維生素 A 中毒的案例。

中華一番!。圖/IMDb

吃魚肝、吃營養補充膠囊,都發生過維生素 A 中毒!

該事件是世界第一起吃笛鯛魚肝,導致急性維生素A 中毒的案例。有一名年約 40 歲的男子於基隆八斗子漁港購買一種大型笛鯛——濱鯛 (Etelis carbunculus),是體長可達 127 公分的大型魚類。

該男子想以魚肝湯替 4 歲女兒補眼睛,將魚肝煮湯後與女兒共食,結果食用完魚肝 3 至 4 小時後出現噁心、嘔吐、腹部不適、頭痛、眼窩痛、全身痠痛、臉部脫皮及紅斑等急性維生素 A 中毒症狀,就醫後不適症狀便改善[2]。 

濱鯛 (Etelis carbunculus)。圖/台灣魚資料庫

其實不只魚肝,西元 1943 年有北極探險家吃了北極熊肝臟後,出現嗜睡、頭痛 及嘔吐等,隔天出現皮膚脫落症狀,亦是急性維生素 A 中毒症狀之現象[3]

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此外,不只有急性中毒,慢性維生素 A 中毒的案例其實較常見,例如香港就發生過,一家庭三姐妹從 2000 年開始每日攝取約 8,000,000 IU[註 1] 的魚肝油膠囊長達 8 年,就醫診斷後三姐妹確認罹患肝肺症候群 (hepatopulmonary syndrome; HPS)[註 2] [4]

明明維生素 A 為人類必需營養素之一,為何還會中毒呢?

脂溶性維生素易累積在體內,過多一樣會中毒!

還是老話一句——「劑量決定毒性」。

因維生素 A 是脂溶性化合物,外觀為呈現淡黃到紅黃色的油狀物質,對空氣及光線敏感。雖有維護視覺功能、維持上皮細胞完整性、維持骨骼生長與細胞生長等許多重要的生理功能。

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但其代謝速度慢,不像水溶性維生素可藉由尿液快速代謝排出,所以服用過量很容易累積在體內 (尤其是肝臟),中毒風險便增加。

此外,它並不是一種單一成分,維生素 A (retinoids) 是一個總稱,主要係由視黃醇 (retinol)、視黃醛 (retinal) 與視黃酸 (retinoic acid) 等所構成,為一群具有 β-紫羅蘭酮 (β-ionone) 結構之脂溶性物質,並根據其側鏈終端的官能基的不同而有多種異構型態。

其中「視黃醇」是維生素 A 在食品中為最普遍存在的形式,其分子式為 C20H30O;分子量為 286.46,其他形式的維生素 A 都是透過它經過各種代謝而產生[5]。 

維生素 A 及其衍生物的分子結構圖。圖 / 參考資料 5
維生素 A 於人體中代謝的示意圖,從視黃醇 (retinol) 向右反應,為氧化代謝產生視黃醛 (retinal),視黃醛再氧化代謝成視黃酸 (retinoic acid);從視黃醇 (retinol) 向左反應,為經長鏈脂肪酸酯化產生視黃酯 (retinyl esters),而視黃醛和視黃酯皆可再轉換回視黃醇。圖 / 參考資料 5

而就毒性大小來看,視黃醇、視黃醇酯最具顯著毒性,故一般探討維生素 A 之過量危害、毒性指標,均是指視黃醇、視黃醇酯。

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那麼我們日常應攝取多少劑量?而多少劑量又是過量的呢?

注意維生素 A 上限攝取量,中毒還分急性與慢性

根據我國所訂定的國人膳食營養素參考攝取量及其說明第七版[6],維生素 A 的建議攝取量 (recommended dietary allowance; RDA) 是以視黃醇當量 (retinol equivalent; RE) 表示,1 RE 等於 1 微克視黃醇,也相當於 3.33 IU[註 1]

一般成人建議攝取量為 500~600 RE / 日,成人上限攝取量 (tolerable upper intake levels; UL) 為 3,000 RE / 日 (約等於 10,000 IU),所以前面提到香港三姐妹每天吃的劑量,大約是「上限攝取量」的 800 倍,還整整吃了 8 年…

所以建議消費者在購買維生素 A 營養補充品食用時,一定要先確認清楚食品標示上的使用單位及每日建議攝取量喔!

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另外,這種維生素 A 食用過量所導致的不適症狀,又可稱為維生素 A 過多症 (hypervitaminosis A),依中毒狀況分為急性中毒和慢性中毒:

一、急性中毒

成人短時間內 (數小時或數天內) 攝取維生素 A 超過 500,000 IU 即可能造成急性中毒,幼童則是為攝取超過 100,000 IU。

症狀包括噁心、嘔吐、頭痛、腦脊髓液壓力增大、暈眩、視力模糊及肌肉不協調。

二、慢性中毒

人體每日攝取超過 25,000 IU 持續 6 年以上,或每日攝取 100,000 IU 持續 6 個月以上,即可能導致慢性中毒。

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症狀可能會出現畸胎、肝異常、骨質密度改變、脫皮、指甲脆化、口裂、脫髮、發燒、頭痛、嗜睡、易怒、體重減少及嘔吐等[5]

維生素 A 有「建議攝取量」與「上限攝取量」,中毒還分急性與慢性中毒。圖/Pexels

吃太多紅蘿蔔也會導致維生素 A 中毒?

除了認識維生素 A 過多會造成中毒之外,也需要理解日常生活中,有哪些食物會讓我們攝取到維生素 A,主要是分為動物及植物來源。

一、動物來源

主要以視黃酯如棕櫚酸視黃酯 (retinyl palmitate) 的形式存在於動物體內中,包括肝臟、魚肝油、奶油、起士及蛋黃等,食用後可立刻被人體利用。

二、植物來源

可合成維生素 A 的前驅物 (provitamin A),也就是常聽見的類胡蘿蔔素 (carotenoid) 如 β-胡蘿蔔素 (β-carotene),其在小腸或肝臟被轉化成視黃醛才能被人體利用。

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類胡蘿蔔素主要存在於深綠色蔬菜、深黃色或橘色之蔬菜及水果當中,如青花菜、菠菜、葡萄柚、胡蘿蔔或南瓜等。

此外,攝取過量的類胡蘿蔔素並不會導致維生素 A 中毒,因為類胡蘿蔔素主要是經小腸內的酵素作用形成視黃醛,不會完全轉化成視黃醇[5]

所以「吃太多紅蘿蔔,會導致維生素 A 中毒」是謠言,短期食用大量動物肝臟,或長期食用高劑量魚肝油、營養補充劑才是造成維生素 A 中毒之主因。

「吃太多紅蘿蔔,會導致維生素 A 中毒」是謠言。圖/Pexels

補充劑服用前應詳閱產品說明,不自行添加劑量

許多人都抱持著多吃維生素,讓身體更健康的觀念,常常服用過量導致不必要的後果。

面對市面上琳琅滿目的營養補充劑,消費者購買前應先瞭解自身所需,並請教專業醫師、藥師或營養師等,完整評估自己的身體狀況,再決定是否要購買。

也要注意不同產品的營養素,會因種類與劑量而有所不同,服用需仔細閱讀產品說明,千萬不要擅自添加劑量。

不過話說回來,幸好雷恩和小當家兩位大廚都沒有料理魚肝給長老評審們吃,不然長老們要是因食物中毒而鬧出人命的話,神前刀工對決直接變成「神前下毒對決」,永靈刀絕對會直接放棄兩位廚師。

註解:

1. 國際單位 (International unit; IU):是用生物活性或生物效價來表示某些維生素、激素、藥物類似的生物活性物質的藥理計量單位。例如食物中含有多種維生素 A 的前驅物 (precursors),在人體內轉化為生物有效性的維生素 A,這些前驅物的活性便可以國際單位表示並比較其效價。

2. 肝肺症候群 (hepatopulmonary syndrome; HPS):診斷的主要三個特徵分別為肝臟疾病、動脈血氧合功能障礙和肺內血管擴張。在肝臟衰竭的患者,其內生性的血管擴張物質增加,進而導致肺血管擴張,氣體交換變差,在臨床上主要表現為呼吸困難和發紺。

參考資料:

1. Muse木棉花,2021。中華一番(舊版小當家) 第31話【囊括四大中華!真鯛大陸圖】

2. 呂曜丞,2012。臺灣大型笛鯛魚之肝臟維生素 A 含量及其肌肉蛋白質電泳分析。國立臺灣海洋大學食品科學所碩士學位論文。基隆。

3. Rodahl, K. and Moore, T. 1943. The vitamin A content and toxicity of bear and seal liver. Journal of Biochemistry 37: 166-168.

4. Lau, V. W. S., Lau, D. C. Y. and Huen, K. F. 2008. Hepatopulmonary syndrome: An unusual presentation of chronic hypervitaminosis A. Hong Kong Journal of Paediatrics 13: 46-52.

5. 黃育琳,2019。以小鼠神經 N2a 細胞模式探討視黃醇之細胞毒性。國立臺灣海洋大學食品科學所碩士學位論文。基隆。

6. 衛生福利部國民健康署,2011。國人膳食營養素參考攝取量修訂第七版 (Dietary Reference Intakes,DRIs)。

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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

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冰塊過濾?生蠔煮熟?諾羅病毒就藏在細節裡——「PanSci TALK:盤中飧的逆襲」
衛生福利部食品藥物管理署_96
・2016/10/03 ・2070字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 487 ・五年級

本文由衛生福利部食品藥物管理署委託,泛科學企劃執行

文/李秋容

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有許多人趁著前陣子中秋佳節大烤一番了吧?除了各種生鮮,腸胃藥似乎也是大家必備的「食材」,如果不想再有走不出廁所的慘痛經驗,那一定不可不知道造成這種結果的幕後黑手之一——諾羅病毒。

疾管署鄭皓元醫師
疾管署鄭皓元醫師

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2016 年 9 月 1 日的 PanSci TALK:「盤中飧的逆襲!食物中毒及諾羅病毒危機」邀請到疾管署鄭皓元醫師,來告訴我們這個曾經侵襲台灣、傳染力強的病毒到底是什麼?日常生活又該如何防範?

有個病毒叫諾羅

諾羅病毒(Norovirus)過去曾被稱為類諾瓦克病毒(Norwalk-like virus,簡稱 NLVs),是一種可感染人類並引起腸胃道發炎的病毒。「發發燒、拉拉肚子,聽起來好像沒什麼。」但腸胃道發炎,嘔吐和腹瀉的不斷循環會造成水分大量流失,在水分無法立即補充的地區甚至會導致休克、死亡。

諾羅病毒在電子顯微鏡下呈現 20 面體、球狀。圖/by Charles D. Humphrey, USCDCP
諾羅病毒在電子顯微鏡下呈現 20 面體、球狀。圖/by Charles D. Humphrey, USCDCP

諾羅病毒會經由飛沫(嘔吐)、糞口傳染病毒、也可能會透過空氣傳染(研究懷疑但尚未證實),尤其病毒若附著在物體表面會加深、加廣其傳染範圍,而病患帶原的時間越長,也越容易引發次發性疫情,以家庭為例,病患很容易傳染給病患照顧者;而在學校方面,則因為群體生活,容易造成學生集體感染。

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且不同於一般印象,諾羅病毒反而在已開發國家中尤其明顯,急性腸胃炎事件中有五分之一是諾羅病毒引起。傳染力強、帶原時間長、容易造成大規模群聚,說它是食品中毒事件的第一主角,當之無愧。

誰應該要小心?

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「得過諾羅病毒後是不是就有抗體了?」

不同於同樣可引起腹瀉的輪狀病毒,諾羅病毒的基因變異性大,容易產生多種型別病毒株,意思就是單次的感染並無法對其他型別的諾羅病毒產生免疫力,因此,無論是誰都有可能遭受感染,以及再次被感染。諾羅病毒群聚事件多發生於每年 12 月至隔年 2 月,且每 2 到 4 年會出現一次新型的大流行,最令人頭痛的是,目前尚未開發出疫苗。

諾羅病毒與輪狀病毒的比較。
諾羅病毒與輪狀病毒的比較。

「生蠔」真的可以生吃嗎?

除了人與人之間的傳播,受汙染的飲水和食物也是主要汙染來源,在所有可能的食物汙染源中,生鮮魚貝類中的濾食性生物會累積並濃縮病毒造成毒性加強。以「生吃界」的常客——生蠔為例,進口生蠔曾在全台各地造成小規模疫情,「但我們不可能去查驗每一家餐廳」,在制度還無法全面監控的情況下,鄭皓元提供大家一個方法:「不要輕易地嘗試生食或是不安心的來源。」

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鮮美的生蠔不小心便可能成為病毒的溫床。圖/by Quinn Dombrowski@flickr
鮮美的生蠔不小心便可能成為病毒的溫床。圖/by Quinn Dombrowski@flickr

聽起來好像很嚴重?「貝類只可能帶來諾羅病毒嗎?」鄭皓元表示其實並不只,它同時也可能是 A 型肝炎的傳染媒介。到底海鮮該怎麼吃才安全?鄭皓元建議大家:「煮久一點。」

除了像海鮮這種特定目標,魔鬼還藏在許多生活細節裡。「大部分外面的冰塊都是以生水製成的。」且許多店家會使用自製冰塊,並非製冰廠出廠的冰塊。「生水當然可以喝,但需要經過適當的處理。」面對有疑慮的水源,就是濾水系統派上用場的時候,以 RO 逆滲透系統為例,先利用濾心將大分子濾掉,再以逆滲透膜將小分子(如病毒)排除。「活性碳只能吸附和過濾細菌,還是建議使用 RO 等級的濾水系統。」鄭皓元也提醒。

冰塊的製程中有可能會沾染諾羅病毒。圖/by Steven Depolo@flickr.
冰塊的製程中有可能會沾染諾羅病毒。圖/by Steven Depolo@flickr.

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「冰塊吃了數十年也沒有聽說過有人死亡?」面對現場聽眾提出的疑問,鄭皓元表示,首先台灣人並沒有生飲水的習慣,自來水的源頭處理一般有先消毒過,大幅減少了感染的可能性,主要感染原因是飲水處理的後端容易產生交叉污染。再者,冰塊較常有大腸桿菌過高的問題,但由於輕微腹瀉過於常見,使得大部分的人並不會視這為是食品安全問題。

探討了這麼多案例與方法,究竟關心食品安全的第一步是什麼?「大家應該開始關心放進自己嘴裡的食物。」鄭皓元認為,良好的個人衛生是永遠的保命符。

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衛生福利部食品藥物管理署_96
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衛生福利部食品藥物管理署依衛生福利部組織法第五條第二款規定成立,職司範疇包含食品、西藥、管制藥品、醫療器材、化粧品管理、政策及法規研擬等。 網站:http://www.fda.gov.tw/TC/index.aspx