老葉的植物王國

  拿鐵與黑咖啡。By Bex Walton - File:Piccolo at filter coffee at Wood St Coffee, Walthamstow.jpg, at https://www.flickr.com/photos/bexwalton/51333376222/, CC BY 2.0,  我們知道咖啡會讓我們保持清醒，但是咖啡對我們的大腦做了什麼呢？ 最近的研究，有了有趣的發現！ 看文章

濃縮咖啡。圖片取自 維基百科  你喝咖啡嗎？是每天一杯，還是一天好幾杯？ 最近的研究發現，經常喝咖啡的人，腸子裡住著特別的細菌喔！ 看文章

  圖片來源： 維基百科 台灣現在到處都是精品咖啡店，在這樣的氛圍下來討論即溶咖啡（instant coffee）好像不是很政治正確？不過我喝咖啡真的是從即溶咖啡開始的。 大學時代熬夜K書，即溶咖啡是良伴。不像茶葉，泡完還要去丟茶渣，咖啡只需要從罐子裡舀個幾匙，加上熱水攪拌一番，再加入糖跟奶精，一杯咖啡就完成了。那時候不懂得品味，也不知道從咖啡豆沖泡出來的咖啡跟即溶咖啡泡出來的味道其實有天壤之別，只覺得味道也不錯、提神效果也令人滿意。 最近為了找資料開始細讀《 形塑人類文明的80種植物 》，在〈咖啡〉這一章裡面提到「一九〇六年，瓜地馬拉一個名叫喬治‧華盛頓的比利時人研製出即溶咖啡（他不是第一個發明者）」，這就讓我好奇了，如果他不是第一個發明者，為什麼特別提到他？誰又是第一個發明即溶咖啡的人呢？ 查了一下資料才發現，原來即溶咖啡的第一個發明者是紐西蘭的David Strang。他在1890年發明了即溶咖啡。不過，類似的東西其實在南北戰爭時曾出現過，當時是把咖啡、糖、奶的混合物乾燥後製成，但因為奶裡面有脂肪，造成乾燥的產品其實並不好，口味也不佳，很快就被淘汰。這個失敗的作品到底是誰發明的，也沒有資料。因此，目前認定即溶咖啡的第一個發明者就是紐西蘭的David Strang。 那為什麼書裡面不提David Strang而要提喬治‧華盛頓呢？原來喬治‧華盛頓是第一個把即溶咖啡真正變成商品的人。他在1910年開設了G. Washington Coffee Refining Company，販售他做的即溶咖啡。當時的即溶咖啡可能是加熱蒸發製作的，據說並不好喝。 但是第一次世界大戰讓他的生意一飛衝天，美軍跟他簽約購買大量的即溶咖啡。即溶咖啡只要有熱水就可以泡，提供了方便省事的咖啡因來源。軍人很喜歡喝，甚至還把即溶咖啡暱稱為「一杯喬治」（cup of George）。 二次世界大戰時，一杯喬治一樣地受歡迎，不過這次他沒辦法做獨佔生意了--雀巢在1938年也發明了即溶咖啡，所以兩家公司分享軍方的合約。 我們現在熟悉的即溶咖啡（以冷凍乾燥的方式萃取），是在二次世界大戰以後才出現的，因為戰爭促成了相關技術的研發，用來提煉青黴素等抗生素，也讓咖啡得以受益。 不過，雖然冷凍乾燥技術讓即溶咖啡的口味改進，但對許多人來說，喝即溶咖啡還是一種不入流的行為。我甚至有朋友說，即溶咖啡是用來招待...

  圖片來源：維基百科 許多有咖啡癮的準媽媽們，應該都覺得在懷孕時戒咖啡很難過吧！筆者曾有忘記喝咖啡的經驗，整天昏昏欲睡的感覺真的很難過。但是懷孕期間喝咖啡對小寶寶安全嗎？ 最近的研究發現，懷孕期間喝咖啡會導致胎兒的大腦出現改變，這個改變在出生後還是能觀察到。研究團隊掃描了九千名九到十歲孩童的大腦，發現在懷孕期間有喝咖啡的媽媽，她們的孩子大腦白質出現一些可偵測到的變化，顯示了神經元之間的連結出現了改變。 而這些孩子與懷孕期間未喝咖啡的媽媽的孩子們相比，有專注力不足與過動的現象。過去的研究就發現，胎兒缺少了分解咖啡因的酵素，所以咖啡因對他們的影響會比對成人來得更大。 當然，研究團隊說，他們是請媽媽們回憶懷孕時是否有喝咖啡、喝得多不多，回憶可能不是很準確。也因為是回憶，所以無法從這些數據去詳細分析究竟喝得久又喝得多是不是影響更大，以及在懷孕的哪個時期喝咖啡對胎兒的影響會更顯著等等。不過，還是可以當作參考。 筆者覺得，媽媽們不只是懷孕時應該戒咖啡，在哺乳時也應該要戒咖啡。畢竟能透過乳汁傳送的分子可能也包括了咖啡因。 參考文獻： Zachary P. Christensen, Edward G. Freedman, John J. Foxe. Caffeine exposure in utero is associated with structural brain alterations and deleterious neurocognitive outcomes in 9–10 year old children. Neuropharmacology, 2021; 186: 108479 DOI: 10.1016/j.neuropharm.2021.108479

圖片來源：維基百科 雖然咖啡是苦的，但還是很多人喜歡它。最近德國的研究發現，咖啡苦味的來源並不只限於咖啡因，還有其他的幾個化合物也對苦味有貢獻。 研究團隊使用電子舌來偵測咖啡的苦味分子。他們發現，對苦味作出貢獻的分子包括了咖啡因（當然！）、來自阿拉比卡豆的莫桑比克甙（mozambioside）、孟加拉烯醇（bengalensol，莫桑比克甙加熱後產生的化合物）、咖啡醇（cafestol）與kahweol（一種雙萜類）。 人類總共有25種苦味受體，但只有兩種對咖啡的苦味（TAS2R46 與 TAS2R43）作出反應。這兩個苦味受體對莫桑比克甙或孟加拉烯醇更敏感：需要30或300倍的咖啡因，才能讓這兩個苦味受體產生一樣強烈的反應。 而莫桑比克甙與kahweol會互相競爭與TAS2R43結合。有趣的是，因為kahweol所引發的苦味反應比莫桑比克甙要弱，所以它們之間的相互競爭可能意味著kahweol可以讓咖啡變得比較不苦。TAS2R43也存在於胃，過去的研究發現咖啡因與它結合後會引發胃酸分泌，這次發現莫桑比克甙與孟加拉烯醇也會和它結合，或許也意味著喝咖啡會導致胃酸分泌也與這兩個化合物有關。有些人的TAS2R43有突變，這或許也是為何不同的人對咖啡相當不同反應的原因。 參考文獻： Tatjana Lang, Roman Lang, Antonella Di Pizio, Verena Karolin Mittermeier, Verena Schlagbauer, Thomas Hofmann, Maik Behrens. Numerous Compounds Orchestrate Coffee’s Bitterness. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2020; 68 (24): 6692 DOI: 10.1021/acs.jafc.0c01373

圖片來源：維基百科 最近的一項研究發現：喝咖啡會造成味覺改變，且與咖啡因無關。 研究團隊找了156個人來測試咖啡對嗅覺或味覺的影響。結果發現：喝過咖啡以後再吃東西，甜的會變得更甜，苦的比較不苦。 為了釐清這個效用是否與咖啡因有關，研究團隊也讓受試者喝無咖啡因咖啡，結果效果是一樣的。 但無論有無咖啡因的咖啡都不影響嗅覺。 研究團隊認為：可能是咖啡裡面其他有苦味的化合物影響了味覺。 我們日常應該也會發現，吃過甜的東西以後，再吃其他的東西味道都會變淡；吃苦的東西則通常都是前三口最苦，接下來好像就沒那麼苦了。當然，個人經驗是一回事，經過科學驗證又是另一件事了。我倒是很好奇有沒有人做過吃甜的東西以後是否會改變味覺（答案應該是肯定的？！） 另外是：研究團隊用的是濃縮咖啡（espresso），是否是因為濃縮咖啡味道比較強烈，所以造成的效應會比較明顯呢？ 參考文獻： Alexander W. Fjaeldstad & Henrique M. Fernandes. 2020. Chemosensory Sensitivity after Coffee Consumption Is Not Static: Short-Term Effects on Gustatory and Olfactory Sensitivity. Foods 9 (4): 493; doi: 10.3390/foods9040493

圖片來源： 維基百科 隨著近年來冷萃咖啡越來越受歡迎，也有科學家對於到底它與熱萃咖啡（熱咖啡）有什麼不同？湯瑪斯‧傑佛遜大學的幾位科學家針對淺焙、中焙、深焙咖啡進行攝氏一百度與室溫萃取後，進行比較。 比較的結果發現：熱咖啡與冷萃咖啡在咖啡因的含量上大致相同，主要不同的地方是熱咖啡含有較高的可滴定酸與抗氧化物，這個現象尤其在深焙咖啡上更明顯。 本篇研究分享於 美國化學學會網站 。 註：筆者雖然不是咖啡發燒友，但這篇小「研究」以室温來萃取咖啡其實並非常見的冷萃咖啡作法。常見的應該是以冰水萃取才是。我有位朋友真的比較過冰萃與熱咖啡的不同，發現香味分子少了很多，咖啡因的濃度也少了47%...

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。 ...

咖啡因。圖片來源： wiki 有些人每天早上若忘了喝一杯咖啡，整天不但會精神不濟，聞到咖啡香時就會不自主的深呼吸（嗯～）。 其實咖啡因帶有苦味，很多植物都會製造咖啡因來降低自己的適口性，以避免被草食動物啃咬。但很特別的是，許多植物（大約55%）的花蜜中帶有低量（大約25ppm）的咖啡因。究竟咖啡因在花蜜裡出現是做什麼呢？ 過去的研究已經知道，蜜蜂們對蔗糖水的蔗糖濃度是很敏感的。在這次的實驗中，科學家們將蔗糖水加入與自然界花蜜中一樣濃度的咖啡因，發現當蜜蜂們嚐到咖啡因以後，造訪同一個區域的頻率會從每三個小時18.5次增加到23.5次，而且同一隻蜜蜂造訪的次數也增加了。回巢後，喝了咖啡的蜜蜂有88%會向伙伴們報告關於花蜜出現的消息，但沒有喝咖啡的蜜蜂只有67%把食物的消息布達出來；而且喝了咖啡的蜜蜂布達的賣力程度，幾乎是沒喝咖啡的蜜蜂的三倍 （咖啡買一送一！） 。 即使科學家們將加了咖啡因的蔗糖水溶液中蔗糖的濃度降低到原來的80%，蜜蜂們依然熱愛著這些花蜜。甚至，因此使得產蜜減少了將近一成五（14.5%）也不在乎呢！ 除了咖啡因以外，同屬於生物鹼的尼古丁（nicotine），也會造成花蜜的味道比較不好吃。比較不好吃的花蜜，會讓採蜜的昆蟲一朵換過一朵，如此一來可以提高授粉的成功率。雖然曾有研究發現，吃了 含尼古丁的糖水 的大黃蜂，對抗寄生蟲的能力比較好，但是該研究並沒有證明大黃蜂自己會去「採藥」，其他的實驗倒是證明了蜜蜂比較不愛有尼古丁的食物。 在植物中，柑橘屬（ Citrus ）、咖啡屬（ Coffea ）以及山茶屬（ Camellia ）都會生產咖啡因，主要應該是讓葉子帶有苦味，防止被草食動物吃掉；意外的也有少量出現在花蜜中，而更意外的是，蜜蜂會對咖啡因上癮？但若以尼古丁的角度來看，雖然吸引更多蜜蜂過去是好處，但同一隻蜜蜂重複在同一朵花採蜜，似乎反而不利於花粉的散播...？ （ 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） 參考文獻： Couvillon et al., Caffeinated Forage Tricks Honeybees into Increasing Foraging and Recruitment Behaviors, Current Biology (2015), http://d...

Frank Sinatra. 圖片來源： wiki 美國人都愛喝咖啡，所以可以說每一個美國人都跟咖啡有關係。不過，「瘦皮猴」法蘭克辛納屈能夠成名，跟咖啡大有關係。 1935年，他跟另外三個人組成一個樂團，稱為the Hoboken Four，報名參加一個名為「業餘者的時間」（Major Bowes Amateur Hour）的廣播節目上的歌唱比賽。這個歌唱比賽是由聽眾打電話進來投票來票選優勝者，而the Hoboken Four得到四萬票，勇奪冠軍，得到六個月的歌唱合約。 合約結束後他就離開the Hoboken Four單飛，開始了他的歌唱生涯。 所以，這些跟咖啡有什麼關係？ 當時，「業餘者的時間」節目是由著名的標準品牌公司（Standard Brands'）旗下的Chase and Sanborn Coffee所出資的節目來資助的，所以，如果沒有Chase and Sanborn Coffee，法蘭克辛納屈可能會晚些才成名喔！ 至於Chase and Sanborn Coffee，後來輾轉歷經多次轉手，一度屬於雀巢公司（Nestle），也曾一度屬於卡夫（Kraft）、納貝斯克（Nabisco），目前是屬於Massimo Zanetti Beverage Group唷！ 參考文獻： Mark Pendergrast. 咖啡萬歲：小咖啡如何改變大世界。聯經出版。 Wikipedia. Frank Sinatra , Chase and Sanborn Coffee , Major Bowes Amateur Hour

我們每天喝掉22.5億杯咖啡，算起來大約3-4個人一天喝掉一杯；這麼多人喝咖啡，種植咖啡的面積自然不會太小。全球種植咖啡的面積有1100萬公畝。 最近，咖啡的基因體已經定序完成了。雖然用來定序的不是阿拉比卡咖啡（ Coffea arabica ，有44條染色體），而是 Coffea canephora （ C. canephora ，22條染色體，又稱為 C. robusta ，約佔世界咖啡總產量的30%）；不過阿拉比卡咖啡是 C. canephora 與 C. eugenioides 的雜交種。 C. canephora 的花。圖片來源： wiki C. canephora 咖啡的基因體由22條染色體構成，總大小是710 Mb。710 Mb有多大呢？想像整個咖啡的基因體印出來在我們面前，我們以一秒一字的速度來念，要念22年又6個多月才念得完。 分析的結果咖啡總共有25,574個產生蛋白質的基因，92個產生microRNA的基因。另外，整個基因體大約有一半是轉位子（transposable element）。 咖啡的基因體中，較特別的部分是，與抗病相關的基因（R基因）在演化上出現了串聯重複（tandem duplication）的現象；而合成酚醛類次級化合物（phenylpropanoids）的基因也變多了。這些基因包括合成類黃酮（isoflavone and flavnoids）的酵素、合成生物鹼（alkaloids）的酵素、合成單萜（monoterpene）的酵素、以及合成咖啡因（caffeine）的酵素等。 有沒有想過咖啡為何要合成咖啡因呢？其實咖啡合成咖啡因，主要是為了抗蟲（在葉片）以及抑制其他植物的種子發芽。居住在衣索比亞的人類，無意中發現了它有提神的效果，便開始採取它的果實。 C. canephora 的果實，完全成熟的果實是鮮紅色的。 圖片來源： wiki 生產咖啡因，對於咖啡的生存競爭能力顯然很重要。在基因體中，研究團隊看到有一個由23個基因構成的群集；與其他兩種會生產咖啡因的植物（茶 Camellia sinensis 、可可 cacao Theobroma cacao ）有明顯的不同。 雖然許多植物在演化過程中，都出現了產生多倍體的現象（如小麥、玉米、甘藍菜、蕃茄等），但是咖啡並沒有出現多倍體，而只是...

近幾年巴西的乾旱以及病蟲害，使得咖啡減產；而根據2012年英國Royal Botanic Gardens and the Environment的一項研究又顯示，全世界70%的咖啡供應區將因為氣候變遷，在2080年之前消失。因此，最近這幾年咖啡的價格持續上揚... 酗咖啡的癮君子們（筆者也是其中一員），你們在喝下今天早上的咖啡時，是否有想過裡面真的只有咖啡嗎？ 過去對於「假」咖啡的鑑定都是很主觀、定性的，包括在顯微鏡下面觀察咖啡顆粒，以及品嚐咖啡來鑑定真假。事實上，在顯微鏡下面觀察咖啡顆粒，在1850年的哈塞爾醫師（Arthur Hill Hassall）就已經在做了。 哈塞爾醫師（1817-1894）。 圖片來源： 維基百科 哈塞爾醫師在顯微鏡下觀察造假的茶葉。 他也在顯微鏡下觀察咖啡。 圖片來源： 維基百科 而最近，巴西的隆得里納州立大學（State University of Londrina）的研究團隊，發展了使用液相層析（liquid chromatography）來定量分析咖啡裡面的不純物。 首先他們用咖啡豆研磨出來的咖啡粉進行液相層析，先建立純咖啡的「指紋」；然後便可以將市面上的咖啡拿來進行分析。 研究團隊說，他們的分析已經有95%的準確度。 咖啡在收穫及加工的過程中，會因為意外加入一些不應該加入的成分，例如木材、樹枝、小的棍棒、羊皮紙、咖啡種子的外殼、整個咖啡漿果甚至團塊狀的泥土；而隨著咖啡價格上揚，也會有一些不純物是有意加入的，譬如玉米、大麥、小麥、大豆、米、大豆、巴西莓種子（scai seed）、紅糖或澱粉糖漿等。這些東西一旦經過烘焙、研磨之後，便成為肉眼難以分辨的物質，而在顯微鏡下觀察，雖然已行之有年，但仍稍嫌主觀。 現在，有這個分析的方法，可以幫助各國的癮君子們了解，到底他們喝的真的只有咖啡，或是有其他的物質摻雜在內？當然，或許最保險的方法，是買了豆子現磨，或是買了豆子回家自己磨；不過最近閱讀「咖啡萬歲」一書時，發現咖啡商人還是可以在咖啡豆上面包覆一層物質來增加咖啡豆的重量。 難道咖啡癮君子們自種咖啡的時代來臨了嗎？唉！ 參考文獻： 2014/8/11. Keeping filler ingredients out of your cup of coffee . Science Da...

巴西種植兩種咖啡，一種是現在很普遍的Arabica（照片中的黃色區域），另一種是Robusta（紅色）。其實巴西本來不產咖啡，據說是Francisco de Melo Palheta引進的。 圖片來源： 維基百科 當時（1727年）荷蘭與法國為了蓋亞那的咖啡事業吵得不可開交，戰爭似有一觸即發的樣子；後來法屬蓋亞那總督找來Francisco de Melo Palheta這位巴西的官員（葡萄牙人）幫忙調停。他要求事成之後總督要提供咖啡生豆給他。 調停成功，但是總督卻賴皮。 結果Francisco de Melo Palheta就把總督的夫人給騙上床，騙得總督夫人幫他偷到生豆，讓他帶回去巴西栽種。 總督真是賠了夫人又折兵啊～