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【原來作物有故事】喚醒世界的咖啡

盛開的阿拉比卡咖啡樹。圖片來源:Wiki

生活中的咖啡

大家喝過咖啡嗎?就算沒喝過咖啡,也知道咖啡有提神的效果。有些人每天早上、中午都要喝一杯咖啡,否則就沒有精神;有些人喝不加糖也不加奶精的黑咖啡、有些人喝加很多糖與牛奶的拿鐵、還有人喝好濃好苦的濃縮咖啡!全世界每天喝掉22.5億杯咖啡,如果不算十四歲以下的人,相當於平均每2.4個人就有一個人喝咖啡喔!

受到很多人喜愛的拿鐵,其實早在十七世紀末就發明了。1683年鄂圖曼土耳其攻打維也納失敗,跟著軍隊到歐洲的科奇斯基卻留下來開了咖啡館:歐洲第一家咖啡館「青瓶」就這樣誕生了。由於歐洲人喝不慣黑咖啡,科奇斯基便把糖與牛奶加到咖啡裡面,拿鐵就這樣誕生了!

咖啡是咖啡樹的果實,目前最受歡迎的咖啡來自於阿拉比卡咖啡樹(Coffea arabica),但還有另一種咖啡樹「羅布斯塔」(Coffea robusta)喔!羅布斯塔咖啡豆味道比較酸,但是它抗病力強、容易栽培,所以現在世界上有三成的咖啡豆來自於羅布斯塔咖啡樹。

原產於衣索比亞的咖啡,隨著戰爭很快的風靡歐洲;當時還有歐洲的飲料商,為了怕咖啡奪走他們的生意,結合教士請求教宗克萊蒙八世頒佈對咖啡的禁令。沒想到教宗在飲用後卻迷上了咖啡,不願意頒佈禁令!後來在1777年,腓特烈大帝因為擔心大家喝太多咖啡會造成國家財富外流,也頒佈禁令並對咖啡課以重稅;甚至還在四年後將咖啡豆的烘焙權收歸國有,並組成咖啡驅逐隊,上街「聞香」揪出違反禁令者;但所有的這些行動,都沒辦法讓歐洲人離開咖啡!藝術家們如伏爾泰、巴哈、貝多芬都是咖啡的粉絲呢!巴哈還寫了「咖啡清唱劇」,描述迷上咖啡的女兒懇求父親讓她每天喝三杯!

咖啡如何進入人類歷史

在十五世紀以前,咖啡在阿拉伯世界只有僧侶與醫生才可以飲用,幫助僧侶們在修行時可以保持清醒。十七世紀咖啡進入歐洲以後,很快與茶一起取代了麥酒成為歐洲人的飲料。咖啡讓歐洲人醒過來,從此歐洲的文明開始迅速發展。

很快的,咖啡館成為歐洲人聊天與交換情報的地方。英國人暱稱咖啡館為「便士大學」,因為只要花幾個便士買一杯咖啡,就可以在裡面聽到許多寶貴的知識。如:倫敦的勞合咖啡館是航運人士聚集的場所,他們在這裡交換市場情報、做生意,後來就成了世界知名的「勞合保險社」。巴黎的普羅可布咖啡館因為在法蘭西喜劇院對面,也很快成為重要的社交場所。

人們在咖啡館裡面除了聊天,也批評政府;1675年12月,英王查理二世曾企圖下令關閉所有的咖啡館,卻引發暴動,不得不取消。後來,在法國大革命時重要的角色馬拉、羅伯斯比、丹頓與德穆蘭也常出入普羅可布咖啡館。其中,德穆蘭也常去福伊咖啡館,並在裡面發表演說;他在1789年7月發表的演說,開啟了法國大革命!美國的獨立革命也是在波士頓的「青龍咖啡館」裡面策劃的:其實美國人本來是喝茶的,在印花稅法以及茶葉稅事件以後,使美國人對英國產生不滿,到了1773年波士頓茶黨事件後,美國人就開始喝咖啡不喝茶了。

台灣在光緒十年就開始種咖啡,到日治時代,台北已經有好幾家咖啡館,包括波麗路餐廳與天馬茶房。波麗路餐廳現在還在,是台北市的歷史建築;天馬茶房從日治時代到台灣光復,一直是臺北知識文人活動的重要場所;後來的「二二八事件」就是在天馬茶房的外面爆發的。誰也想不到這小小一顆咖啡豆,因為裡面所含的咖啡因可以讓人保持清醒,竟然影響了這麼多個國家!

(本文編輯後刊載於國語日報科學版)


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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…

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