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【原來作物有故事】辣椒 刺激的味覺冒險

各種不同的辣椒。圖片來源:Wiki

1493年一月十五日,以為自己到了印度的哥倫布,在日誌裡寫道:「這裡有很多『aji』,也就是他們的胡椒,比黑胡椒還值錢,所有的人就只吃這個,對健康非常有益。」他找到的「比胡椒還值錢的aji」,其實是辣椒。由於哥倫布將胡椒科胡椒屬的胡椒與茄科辣椒屬的辣椒都叫做pepper,後來為了區分,將阿茲特克語的辣椒「chili」加在pepper前面,成為chili pepper;而胡椒則通常以black pepper來稱呼。 

到底為什麼哥倫布會把辣椒叫胡椒呢?有可能是因為它是辣的、也有可能是因為哥倫布認為自己找到了印度,所以在印度找到的辣的植物當然就被他以為是胡椒了。除此之外,當時歐洲人有把所有的香料都稱為胡椒的習慣,或許哥倫布只是順手這樣寫也有可能。

雖然當時辣椒沒有受到很多注意,但後來很快成為所有哥倫布在新大陸發現的植物中,最廣為被人接受、也是全世界最廣受栽培的香料植物;不像番茄、玉米、馬鈴薯,辣椒在很短的時間內便遍佈各大洲。2014年全世界新鮮辣椒產量為胡椒的七十倍,全世界最常用的調味料是鹽,第二名就是辣椒,用量為第三名胡椒的五倍。

辣椒原生於熱帶與亞熱帶美洲,可能是在現在的墨西哥與瓜地馬拉交界處馴化,公元前五千年即有種植。辣椒屬之下約有25個品種,其中有5種已經由人類栽培。這五種裡面最重要的是一年生辣椒,從完全不辣的青椒、一直到辣度為五萬到十萬、生長在美墨邊界的野生奇特品辣椒都是它的家族成員;第二種小米椒,是半馴化品種,最有名的品系是用來製造著名的「塔巴斯科辣醬」的塔巴斯科辣椒;第三種是中國辣椒,最辣的都在這裡:包括了哈瓦納辣椒以及全世界最辣的「卡羅萊納死神」(一百五十六萬九千三百度)。第四種為漿果辣椒、第五種是絨毛辣椒。

辣椒的辣度通常以「史高維爾單位」作為標準,它是在1912年由帕克‧戴維斯公司的史高維爾制訂的:以糖水稀釋辣椒萃取物,讓五個受過訓練的專家品嚐稀釋過的糖水,直到五位專家都嚐不出辣味時,這個稀釋倍數就是它的辣度。由於以人來測量會有不準確的問題,現在已改為使用儀器來測量了。

辣椒的辣來自於它含有的九種會觸發人體生理反應的「類辣椒素」化合物,其中辣椒素是最主要來源,占一般辣椒所含刺激物質的70%。所有的類辣椒素都是油溶性,因此當你不小心咬到辣椒,喝冰水並不能澆熄辣椒在口中造成的燒灼感;要喝牛奶、吃優酪乳、冰淇淋等油性物質或含脂肪的食物才有效喔。辣椒的辛辣化學物質位於辣椒的胎座(連接種子的組織),所以只要能小心的去除胎座與種子,應該可以有效的降低辣度喔。

雖然「辣」這個詞常常被使用,但是辣其實不是一種味覺;辣椒素作用在我們的TRPV1通道上,引發疼痛與燒灼感。哺乳動物的TRPV1通道對辣椒素有反應,但鳥類的不會,所以鳥兒可以吃辣椒而且不會辣到喔。原先辣椒合成辣椒素是不希望鳥類以外的生物吃它(因為鳥類可以幫它散播種子),但沒想到人類愛上了它的辣味,反而開始大量種植它,也真的是世事難料了。

雖然辣椒在清朝乾隆年間在台灣便開始種植了,還說明「種自荷蘭」;但台灣的漢人真正開始吃辣是受到二戰後移入的外省族群的影響。花蓮、台東很有名的辣椒名產「剝皮辣椒」,是將油炸過的青辣椒去除種子與外皮後,再以醬汁浸泡一至二天製成。由於多了去除外皮的過程,所以被稱為「剝皮」辣椒;但因為並未去除胎座,所以還是會辣的喔!除了剝皮辣椒外,高雄岡山以發酵的豆類(黃豆為主)拌入辣椒醬製成的辣豆瓣醬也是非常有名的。豆瓣醬最早應該是空軍士官劉明德先生於1950年開始製作,後來有更多人投入,被譽為「岡山三寶」之一。國際知名的塔巴斯科辣椒醬則是1868年由美國路易斯安納州的愛德蒙‧麥克漢尼先生將塔巴斯科辣椒泥加鹽後陳放三年,再過濾掉種子與皮後加醋放一個月(偶而會拌一拌)製成。目前每天生產七十二萬瓶,銷售到180個國家。

五十年來,世界人口僅增長2.2倍、辣椒貿易總值卻成長了25倍;到底為什麼大家這麼愛辣椒?許多研究試圖找出為什麼人會愛上辣椒的味道,甚至進一步去挑戰更辣的食物;或許,辣的感受提供了我們一種安全的刺激吧!

(本文經編輯後刊登於2017/12/19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…