跳到主要內容

【原來作物有故事】古柯 背負誤解的印加聖樹

古柯。圖片來源:Wiki

原產於安地斯山脈的古柯,可能是世界上受到最多誤解的植物了。大家提到古柯,一定會想到古柯鹼;依據2017年世界毒品報告,古柯鹼為世界第五大毒品,2015年全世界共有一千七百一十萬人使用古柯鹼,佔總毒品使用人口的6.7%。在美國,光是2015年因古柯鹼過量致死的就有6,784人。在我國,古柯鹼與海洛因、嗎啡、鴉片同列為一級毒品,不論是製造、持有、販賣、吸食,刑罰都是最重的。

在中南美洲種植古柯的區域,主要為玻利維亞、厄瓜多、秘魯、哥倫比亞。為了解決毒品問題,美國與哥倫比亞在1998-1999年展開「哥倫比亞計畫」,在種植古柯的區域噴洒嘉磷塞(商品名:年年春),結果古柯產生了對嘉磷塞有抗性的變種:超級古柯。

古柯鹼這麼可怕,是否真的該消滅古柯呢?事實上,古柯是印加人的聖樹。在印加帝國滅亡之前,嚼古柯葉是貴族、僧侶、軍人以及執行任務的信差的專利。印加人嚼古柯葉的歷史可以回溯到公元前三、四千年;咀嚼古柯葉一般可以加入以藜麥與石灰製作的碳酸鉀,如此一來古柯葉中的成分—包含古柯鹼以及其他芳香族化合物—會釋放得更完全。由於印加帝國有一半的領土位於高海拔區,首都庫斯科更位於海拔3657公尺的高山上;咀嚼古柯葉不僅可協助抵禦高山症,還可以提升專注力、降低食物需求。連2015年方濟各教宗訪問玻利維亞時,都先喝古柯葉泡的茶來預防高山症呢!更不用提印加的僧侶藉由咀嚼古柯來與神靈合而為一,因此在祭典中絕對少不了它。

在1532年十一月印加帝國滅亡後,因為古柯與印加人的宗教儀式有關,天主教會很快在1569年於利馬舉行的主教會議中,決議古柯是有害的,不應該使用。

雖然天主教會要禁古柯,但是由於採礦的需要,古柯不僅沒有被禁絕,反而大量地被西班牙人礦主採用;尤其在位於四千公尺的高山上的波托西銀礦區被發現以後,古柯的使用變得更廣泛。礦主們很快就發現,只要給印加礦工古柯葉,工作效率提升四成到六成,食物的需求量反而下降五分之一到四分之一;加上導入汞齊法,以水銀將銀由礦石中溶出,白銀的產量立刻增加五倍。但水銀與古柯的使用,嚴重的戕害印加人的生命;在1560-1620年間,每年大約有一萬名印加人死亡。

等到1855年蓋德克分離出古柯鹼、1860年尼曼改良萃取過程,歐洲終於可以開始生產古柯鹼了。1884年柯勒發現古柯鹼可使用於眼部麻醉、後來發現古柯鹼還有其他的麻醉功能,這使得古柯立刻身價百倍。1885年,帕克-戴維斯公司派遣植物學家盧斯比到玻利維亞的叢林中去尋找古柯及其他藥材。找到的古柯種在爪哇、加勒比群島、北美等區域。

當時古柯鹼被認為可以治療許多疾病,連精神分析學的創始人佛洛伊德也使用過它!二十八歲的佛洛伊德,因為讀了德軍在巴伐利亞之役使用古柯鹼的報告,決定以身試藥。服用後感覺很好,不僅他本人繼續使用,同時也開古柯鹼處方給病人;直到他的朋友弗雷許-馬克索死於古柯鹼過量以後,佛洛伊德才不再使用古柯鹼了。

除了藥用,古柯還被用在飲料。1863年法國化學家馬里亞尼把古柯葉泡在葡萄酒裡,並命名為「馬里亞尼酒」。由於馬里亞尼酒非常受歡迎,美國亞特蘭大的藥劑師彭伯頓在1884年模仿馬里亞尼酒製作了「法國古柯葡萄酒」。沒想到亞特蘭大不久決定要禁止販賣含酒精飲料,彭伯頓只好改良配方、重新將飲料命名為「Coca cola」:也就是可口可樂。雖然當初的可口可樂是含有古柯葉萃取物的,不過現在的配方早就沒有了喔。

使用古柯鹼會上癮,為何印加人嚼古柯葉卻不會呢?關鍵在於他們只嚼嫩葉,不嚼成熟的葉子。嫩葉古柯鹼較低、其他芳香族化合物較多;這些芳香族化合物,對身體也有好處。古柯葉含有維生素A、維生素B2、維生素B3、維生素C、鐵、磷、鈣,只要嚼兩盎司就足以提供一天維生素所需;其中鈣質尤其豐富,還曾有一位玻利維亞的部長建議將古柯葉作為學童的營養補充品!

但是西方世界從化學革命開始,便認為任何物質的有效成分都可以化約成一個化合物。結果,脫離了古柯葉的古柯鹼成了毒品,讓這印加人的聖樹蒙受不白之冤,真讓人難過呢!

(本文經編輯後刊登於2017/10/3 國語日報科學版)

留言

這個網誌中的熱門文章

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