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【原來作物有故事】不只是田園之肉的大豆

不同品系的大豆。圖片來源:Wikipedia

生活中的大豆

當聯合國農糧署把2016年訂為「國際豆類年」時,在台灣的我們第一個想到的一定就是大豆(黃豆)吧?但卻沒想到他們卻在網站上聲明:國際豆類年的豆類不包括大豆(也不包括花生)!

蝦咪!沒有大豆!我們的生活怎麼可能沒有大豆呢?不只是早餐的豆漿、還有豆腐、豆干等豆類製品,很少有台灣人可以整個星期都不接觸到任何大豆製品吧!

因為大豆是中國北方原產,華人很早就開始接觸大豆了。從最早的單純把大豆煮熟來吃,到漢朝開始有豆漿、豆腐、豆醬等,大豆的果實可以吃、可以榨油,嫩葉可以吃、莖與老葉可以曬乾後當作燃料…有名的「七步成詩」的故事,裡面的「豆箕」就是乾燥的大豆莖葉喔!大豆真的是萬用呢!

就算不吃豆腐、豆干也不喝豆漿的人,但有一種大豆製品卻是每個人都會接觸到的:醬油!大家都知道醬油是大豆釀造的,而有些醬油會特別宣稱是黑豆釀造的,那麼黑豆是不是另一種豆類呢?其實黑豆只是有黑色種皮的大豆喔!而醬油一開始其實是浮在肉醬上面的液體,因為肉類比較貴,原本只有貴族才能夠有肉醬可以吃;後來民眾們發現用大豆發酵製作的豆醬滋味也很好,所以就開始製作豆醬、後來也產生了大豆釀造的醬油。而拿來當作零食的毛豆,則是還沒有完全成熟的大豆喔!

大豆如何進入人類歷史

因為大豆原產於大陸北方,華人很早就開始吃大豆了;到了春秋戰國時期,大豆已經被列為五穀之一(菽),也很早就發明了發酵處理大豆、以及製作各種豆製品的工坊。而日本人比我們更愛大豆!豆醬在唐朝時由中國傳到日本以後,日本人發明了許多不同口味的豆醬(味噌)與納豆,日本人可以說是一天都離不開大豆與豆製品呢!

為什麼聯合國的「國際豆類年」不包括大豆呢?原來大豆到十八世紀末才從中國到歐洲與美國,而且因為歐洲原生的幾種豆類如鷹嘴豆、扁豆等都不好消化,吃了容易脹氣,所以在歐美一向認為,豆類是窮人的食物;加上歐美並沒有製作豆製品的工坊,所以他們要吃大豆與豆製品並沒有像我們那麼方便。因此,大豆一開始並沒有得到很多的重視;直到二十世紀初一次世界大戰的糧食短缺,以及1920年代美國的棉籽象鼻蟲大爆發,使得美國人食用油的來源遽減,他們才開始把眼光看向可以榨油的大豆。接著第二次世界大戰,在美國參戰後,由於對肉類的需要,美國開始採用「肥育法」:提供以玉米與大豆為主的飼料給牛、羊、豬食用,同時限制他們活動的空間,如此一來可以將飼養的時間縮短一半到三分之二,也開啟了所謂的集約飼養(工廠化農場)。雖然集約飼養可以提供給大家便宜的肉類,但集約飼養產生的大量動物排泄物所造成的環境污染,以及為了防止動物在高密度環境下飼養生病,所使用的抗生素造成的超級細菌的產生等,卻不是當初預料得到的!只能說,大豆是無辜的,玉米也是!

(本文經編輯後刊載於 2016/11/15 國語日報科學版)


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老祖宗的偏方殺死多重抗藥菌

現代醫學常常對於某些偏方不屑一顧,不過最近諾丁漢大學(University of Nottingham)的微生物學家哈里森博士(Freya Harrison)決定要來試試看記載於九世紀書中的古方,發現竟然可以殺死多重抗藥菌。

這本書,Bald's Leechbook,裡面有個用來治療睫毛毛根感染的方子。這藥方是這麼製作的:

將等量的韭菜與大蒜混合後搗碎,加入公牛膽與酒在銅鍋中烹煮九天。(詳見本文最後的更正)

研究人員發現,要重現古方其實也不容易;雖然現在也有韭菜與大蒜,但是育種使得現代的韭菜與大蒜跟九世紀的品系有所不同;即使研究人員找到了所謂的「傳統」(heritage)品種,但他們仍擔心是否還是不一樣。

公牛膽倒是比較容易,很多化學藥劑公司都販售膽鹽;另一個問題是銅鍋。銅鍋非常貴,因此哈里森博士決定把整個配方在玻璃器品中烹煮九天,但在配方中加入一片銅同煮。

九天以後配方完成。哈里森博士說,烹煮的過程中整個實驗室充滿了大蒜的味道,讓附近的人都以為他們在實驗室裡煮東西吃;九天結束時,藥膏有個恐怖的味道。

但是味道恐怖歸恐怖,哈里森博士發現它可以殺死土壤中的細菌。更好的是,它可以治療被多重抗藥性金黃葡萄球菌感染的老鼠,效果與萬古黴素(Vancomycin)相當。

接下來的工作就是要了解為何這古方有效。2005年有另一個研究團隊嘗試過同樣的方子,但沒有任何效用。唯一的差別是他們沒有煮九天。而單獨使用任何一個成分也都沒有效果。

本文版權為台大科教中心所有,其他單位需經同意始可轉載)

2015/10/10 更正:由於當初只有參考文獻1中的文字可供參考,而New Scientist 使用了stewing這個詞,使筆者誤以為是「將等量的韭菜與大蒜混合後搗碎,加入公牛膽與酒在銅鍋中烹煮九天。」;本文中的研究於2015/8出版於mBio期刊(2),參考其中的方法發現,正確的製備過程是「將等量的韭菜與大蒜混合後搗碎,加入公牛膽與酒在銅鍋中置放九天。」。特此更正。

參考文獻:

1. Clare Wilson. 2015/3/30. Anglo Saxon remedy kills hospital superbug MRSA. New Scientist.

2.Harrison et al. (2015) A 1,000-year-old antimicrobial reme…

關於蕃薯,你知道你吃的是什麼品種嗎?

蕃薯(Ipomoea batatas)從臺灣人的主食、轉變為副食、又轉變為飼料,最後在養生的風潮下,再度躍上餐桌,成為美食,可有人關心過,我們吃的蕃薯是什麼品種嗎?

上面這張照片裡的蕃薯,中間的TN57與TN66,就是台農57號與台農66號,是臺灣最受歡迎的兩種蕃薯喔!

台農57號在1955年由嘉義農試分所將日治時代培育出的台農27號與南瑞苕種(Nancy hall)雜交育成。它黃皮黃肉,目前還是全臺灣產量最大的蕃薯。口感鬆軟,適合烤、煮食或製作薯條。主要產地在雲林、台南、高雄。適合在四~十月間種植。台農57號還曾經隨著農技團飄洋過海到史瓦濟蘭去,協助他們解決糧食問題呢!

至於台農66號呢,就是所謂的紅心蕃薯啦!台農66號是1975年也是由嘉義農試分所選出,1982年正式命名。它是目前栽植最普遍的食用紅肉番薯。在臺灣,幾乎全年皆可栽種,秋冬作五個月可收穫,春夏作四個月就可以收穫囉!

最右邊的台農73號,就是現在所謂的「芋仔蕃薯」啦!它是在1990年以台農62號(♂)x清水紫心(♀)雜交後,在2002年選拔出優良子代CYY90-C17,並於2007年正式命名。由於肉色為深紫色,所以得到「芋仔蕃薯」的暱稱。本品種富含cyanidin 及peonidin 等花青素,具抗氧化功用。

至於常吃的蕃薯葉,則是以桃園2號與台農71號為主,這兩種葉菜蕃薯都不用撕皮就可以直接煮來吃,而且莖葉不易倒伏,方便農民採收喔!

如果您愛吃的是蕃薯的加工食品,如蕃薯餅、蜜蕃薯、蕃薯酥,其實他們大多也是用台農57號與66號來加工的喔!

參考文獻:

蔡承豪、楊韻平。2004。臺灣蕃薯文化誌。貓頭鷹出版。
行政院農委會。甘藷主題館

為什麼「種豆南山下,草盛豆苗稀」?

陶淵明在「歸園田居」詩中,曾經提到「種豆南山下,草盛豆苗稀」。這首詩大家都很熟了,也是很受歡迎的國文教材,但是,有多少人認真去想為什麼「草盛豆苗稀」呢?難道只是因為陶淵明不會種田嗎?

雖然根據歷史的記載,「歸園田居」可能真的就是在他剛隱居的時候寫的(1);而在那時候,可能他的耕種技術也的確是還有待提升;不過筆者卻認為,從生物學的角度來看,「草盛豆苗稀」也不全是耕種技術的問題。

首先,我們來看一下氣候。陶淵明隱居的地點在潯陽柴桑,也就是現在的江西省九江市星子縣。當地是北緯29.44度,在北回歸線以北,屬於濕潤型亞熱帶氣候(2),1971-2000的年平均溫度為攝氏17.03度,每年四月就不再有攝氏零度以下的低溫(3)。雖然還是比臺灣偏北(台北市是北緯25.02度),大致上還是屬於溫和的氣候,植物的種類應該也不會相差太多。即使考慮近年來全球暖化的問題,應該也不會超過攝氏一度(4)。

在亞熱帶的台灣,夏天通常並不是植物茂盛生長的時期。為什麼呢?因為世界上90%的陸生植物是C3植物,這些植物在氣溫超過攝氏30度時,會因為光呼吸作用(photorespiration)造成水分的消耗大量上昇。C3植物(如大豆)在攝氏30度時,每抓一個二氧化碳分子就要消耗833個水(5),於是植物的生長速度就開始變慢。

不過,並不是所有的植物在夏天時生長速度都會變慢唷!有些植物,如玉米、甘蔗等,反而在夏天時長得特別好。為什麼呢?

原來玉米與甘蔗是所謂的C4植物,它們既耐熱又耐旱,跟C3植物比較起來,在攝氏30度時C4植物每抓一個二氧化碳的分子只消耗277個水(5),所以夏天的時候,它們的生長速度ㄧ點都不受影響呢!
說到這裡,讀者可能會想:什麼是C4植物?為什麼它們能夠既耐熱又耐旱呢?
所謂的C3、C4植物,指得是它們在光合作用上的不同。C3植物進行光合作用時,是由卡爾文循環(Calvin cycle)的酵素(RuBisCo,如圖二)直接抓取溶解在細胞中的二氧化碳,與核酮糖1,5-二磷酸(ribulose 1,5-bisphosphate,RuBP)進行反應;


而C4植物則在卡爾文循環上面,又增加了幾個步驟,而且這幾個步驟還跟卡爾文循環在不同的組織中進行呢(如圖三)!為什麼會這樣呢?


原來,C4植物多半都生活在亞熱帶或熱帶,在這些氣候區,植物進行光合作用時,會遇到一個大問題。

這個問題來自於卡爾文循環的第…