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【原來作物有故事】豌豆 從餐桌爬到實驗桌

豌豆。圖片來源:Wiki

你喜歡在台灣便當店常見的「三色蔬菜」嗎?「三色蔬菜」裡面黃的是玉米、橘色的是胡蘿蔔、綠色的是豌豆。玉米之前已經介紹過了,我們今天就要來介紹豌豆。豌豆是豆科豌豆屬一年生草本植物,嫩莖葉、嫩莢及種子都可以吃。在台灣豌豆被分為嫩莢用(莢豌豆)、嫩豆用(熟豆、美國豆)、葉用(豌豆苗、豌豆尖)、甜豆用(甜豌豆、脆豌豆)及豆芽用(豌豆芽、豌豆嬰)等。全世界豌豆最大的生產國為中國,約佔全世界的六成;在台灣因為豌豆喜愛冷涼、乾燥的氣候,多在秋冬種植於中部地區;尤其是彰化地區,產量占全國的九成喔。因豌豆為荷蘭人傳入臺灣,也被稱為「荷蘭豆」、「胡豆」、「番仔豆」等。

豌豆原產於西南亞與地中海區域,野生種目前在兩地都還找得到;在當地野生豌豆的分佈區大致上與大麥、小麥、小扁豆以及亞麻重疊。目前認定豌豆大約在公元前10,250-9,550年前馴化,與大麥、小麥、小扁豆同時;一開始是為了食用成熟種子。成熟的種子可以曬乾儲存,除了可直接加入菜餚中以外,還可以磨粉製餅。豌豆在被人類馴化後產生幾個變化:種莢在種子成熟後不會裂開;種子變大了一倍;種皮變薄、變光滑了。馴化後它便與大麥、小麥、小扁豆一同向賽浦路斯、愛琴海與巴爾幹半島傳播,在公元前8,000年左右到中歐,公元前2,000年前後傳播到恆河流域。中國自漢朝起就有栽培紀錄,而台灣相傳為荷蘭人引進。

以前的歐洲食用豌豆的方法是煮濃湯,煮到看不見豌豆。在當時,豌豆與小扁豆都被認為是「窮人的食物」,不適合端上貴族與富人的餐桌。等到連著豆莢都可以吃的豌豆(雪豆)在十六、十七世紀時出現時,竟然搖身一變,上了「太陽王」路易十四世餐桌喔!相對來說,蠶豆與小扁豆好像就沒有這麼好運了。至於豆莢肥厚的甜豆則要更晚才出現。

至於三色蔬菜,據說是由冷凍技術的發明人柏茲埃在1930年代發明的;雖然蛋白質(豌豆)、澱粉(玉米)與維生素(胡蘿蔔)都有了,但冷凍後的三色蔬菜口感並不好,尤其是豌豆冷凍再解凍以後常常變得軟軟爛爛的,以致於有網路言論認為「冷凍三色蔬菜真的可以毀掉這世上所有的美食」!不過喜歡的人也不少,其實如果不是冷凍的,口味還不錯不是嗎?

大家應該都聽過傑克與魔豆的故事吧,傑克用一頭母牛換了一把豆子,第二天這些豆子就長到天上去了!到底裡面的魔豆是什麼豆科植物呢?根據英國的人類學家與葡萄牙民俗學者的研究發現,這個故事至少有五千年了;如果以肥沃月彎以及附近地區最早馴化的豆科植物(小扁豆、鷹嘴豆、蠶豆與豌豆)來看,除了豌豆以外都不是蔓生,難道傑克的魔豆就是豌豆嗎?

豌豆除了可以吃,還對科學作出了重大的貢獻。在1865年2月8日,孟德爾在奧匈帝國布爾諾自然史學會中發表了他過去八年的研究成果:以豌豆研究生物的遺傳學。雖然他的論文當時沒有受到重視,卻在三十五年後重新被德伏里斯、柯倫斯與謝馬克三個人重新發現,從此改變了這個世界對生命的看法,而孟德爾也因此被尊為遺傳學之父。由於豌豆幾乎都是自花授粉、容易觀察,讓孟德爾順利的揭開了生物遺傳的奧秘;如果換用其它的植物(如會無性生殖的山柳菊),只怕這麼重要的發現又要延遲好些年了。根據估計,孟德爾為了研究至少種了兩萬八千株豌豆喔!

小時候家裡的長輩都把豌豆念作「荷人豆」,據說就是因為豌豆是荷蘭人帶來的。但也有些地方把豌豆念作「荷蘭豆」或是「荷仁豆」。小朋友們不妨回家問問阿公阿嬤,看他們是把豌豆念作「荷蘭豆」、「荷仁豆」、還是「荷人豆」呢?

(本文經編輯後刊登於2018.2.6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