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內容簡介
目錄
‧把可樂拿去冷凍,為什麼會出現白色冰晶?
‧把茶放冰箱後為什麼會變混濁?
‧綠茶比紅茶有益健康嗎?
‧為什麼茶加入檸檬汁顏色會變淡,加入小蘇打會變深?
‧用小杯子泡茶,能減少攝取咖啡因嗎?
‧泡茶或咖啡要用滾水才香嗎?
‧咖啡加上奶精會涼得比較快嗎?
‧膽固「醇」和酒精中的乙「醇」有何不同?
‧為什麼要用不透光的棕瓶或鋁罐裝啤酒?
‧為什麼紅酒酒標上寫著「含亞硫酸鹽」?
‧西班牙的雪莉酒為何風味如此特別?
‧怎樣才能防止開瓶後的香檳走氣?
‧波本酒為什麼叫波本?
‧為什麼冰鎮薄荷酒的溫度比冰點還低?
‧要怎樣用冰塊冷卻飲料,而不會讓飲料稀釋變淡?
‧喝到多醉才算「酒醉」?
‧如何除去桌布上的紅酒漬?
◎【第二章】跟奶與蛋有關的23個科學謎題
‧喝脫脂牛奶真的比較不會胖嗎?
‧市售的各種奶油有何差別?
‧市售優酪乳所含的活菌,還活著嗎?
‧霜淇淋和冰淇淋有何不同?
‧夏天吃冰淇淋真的能消暑嗎?
‧冰淇淋熔化後,體積為什麼少一半?
‧哪幾種乳酪是道地美國製的?
‧乳酪包裝上的百分比代表什麼意思?
‧對青黴素過敏的人,會對乳酪中的青黴菌過敏嗎?
‧為什麼條狀乳酪撕開後會像繩子般一條條的?
‧加工乳酪加了哪些工?
‧為什麼奶油能拿來勾芡,橄欖油卻不能?
‧該如何選購雞蛋和保存?
‧棕色蛋比白色蛋好嗎?
‧蛋黃中含血點是否表示蛋已受精?
‧為什麼有的蛋會有雙黃?
‧煮蛋時加鹽,蛋比較不容易破嗎?
‧煮蛋時加醋,能防止蛋破掉嗎?
‧為什麼有時候水煮蛋的殼不容易剝?
‧為什麼水煮蛋久放之後,蛋黃會變成墨綠色?
‧為什麼新鮮的蛋會下沉,不新鮮的會浮在水面?
‧高溫殺菌過的蛋白,能像普通蛋白一樣打到發泡嗎?
‧皮蛋是如何做成的?
◎【第三章】跟蔬菜有關的14個科學謎題
‧為什麼蔬菜有各式各樣的顏色?
‧為什麼青菜煮久了顏色會變黑?
‧青菜要怎麼洗才乾淨?
‧馬鈴薯為什麼會有黑斑?
‧大黃有毒嗎?
‧不含鐵的土壤所種的菠菜還會有鐵質嗎?
‧切洋蔥為什麼會讓人掉淚?
‧為什麼有的洋蔥是甜的?
‧怎樣去除黃瓜的苦味?
‧為什麼豆漿煮滾時特別容易溢出?
‧豆腐要怎麼保存才不容易壞?
‧味噌是用什麼做的?
‧為什麼吃豆子容易放屁?
‧為什麼煮豆子前要先泡過?
◎【第四章】跟水果有關的14個科學謎題
‧為什麼已經摘下來的蘋果還會繼續熟?
‧為什麼水果被碰傷的部位反而比較甜?
‧為什麼香蕉越熟會越甜?
‧為什麼有的香蕉不管放多久還是一樣硬?
‧為什麼橄欖油能吃,石油卻不能?
‧什麼是反型脂肪?它躲在哪裡?
‧為什麼植物油較動物油脂容易變壞?
‧用淡橄欖油煮菜比較不會發胖嗎?
‧橄欖是綠的還是黑的?
‧草莓果醬該怎麼做才會好吃?
‧所有的水果都會浮在水面上嗎?
‧蘋果汁與蘋果西打有何不同?
‧蘋果可以做成哪些不同的酒精飲料?
‧「生」腰果是生的嗎?
◎【第五章】跟穀物有關的16個科學謎題
‧碳水化合物有哪些不同形式?
‧馬鈴薯泥該怎麼打才會漂亮?
‧為什麼豌豆湯冷藏後,會硬得像混凝土塊?
‧冷藏過後的米飯如何變鬆軟?
‧為什麼米不黏,煮成飯就會黏?
‧什麼是「半熟米」?
‧為什麼未漂白的麵粉反而比較貴?
‧什麼是「自發麵粉」?
‧蕎麥是麥嗎?
‧不同形狀的義大利麵該如何搭配醬汁?
‧用果汁機會破壞水果的纖維嗎?
‧纖維真的不含熱量嗎?
‧玉米粉有哪些種類?
‧墨西哥餅真的含有石灰嗎?
‧無糖口香糖沒有糖,為什麼還會甜?
‧為什麼不能餵幼兒吃蜂蜜?
序跋
不過化學教授為什麼會寫關於食物的書呢?首先,第一次接觸美食的經驗深深觸動我心,當時的我不是在母親膝上,而是在二十幾年後的研究所裡。康乃爾大學的家政學學院(現在為營養科學的分支學科)經營餐廳,將學生烹飪課的作品拿出來,並以研究助理能負擔的價格銷售。菜單中有些未曾見過的食物,都是學生期望獲得優等分數而付出耐心與執著的調理成果。因此日後將自己的最愛—科學、教育、寫作與食物結合,共同以書本的方式呈現,想來也是必然的結果。
我命運最重大的轉折是與第五個(按照出現順序而非優先順序)最愛的結合:瑪蓮‧派瑞許(Marlene Parrish),她身兼餐廳評論員與美食記者,並且對我所熱愛的一切充滿熱情。
1935年,當愛因斯坦跨入紐澤西州普林斯頓莫瑟街112號的廚房時,映入眼簾的當然是一具爐子。不過在他的腦海中、眼中,他看到的同時也是一台設備—能將木柴或瓦斯中的化學能轉換為熱能,並將此熱能傳輸至雞肉中的科學儀器。當然,這一切並不會減少隨後食用雞肉的享受,反而可能成為晚餐中額外加入的趣味物料。比較欠缺科學訓練的頭腦是品嚐不出此調味料的滋味的。
科學是一種智慧香料,日常生活瑣事(其中包括食物)因此而添加深度與吸引力。當然,食物能帶給我們樂趣與營養,但是了解食物(它的來源、組成、烹煮時所發生的作用—也就是美食世界中眾多體驗與事實)還能滋養我們的心智,並增加烹飪與享用食物時無比的趣味。
大家不是都說烹飪為化學嗎?不過其他科學對廚房所發生的現象同樣有貢獻。廚房裡還有熱傳導的物理學、打發泡與乳化的力學、發酵的微生物學、肉的解剖學、器具與設備的工程學,以及製造和包裝加工食品的技術(先前為農場上所應用的農學與畜牧學)。廚房科學不僅是烹煮化學,它還包括許多我所謂「跳脫瓶罐的思維」。
於是本書為一位科學家對農場、市場與廚房的真相探索之旅。當然這位科學家不是愛因斯坦,而是一位天生對一切都感到好奇,而又亟欲將知識與他人分享的科學家。
我的第一本談食物的書《愛因斯坦的廚房》受到熱烈的歡迎,再加上食物世界中以科學檢視的機會唾手可得,因而促成此書的成形。本書以四大食物類別作為架構,分別是水產、肉類、香料、廚房用具,並在最後一章探討與美食相關的有趣知識。不僅滿足用餐者的味蕾,也充實讀者求知的心。
我的妻子瑪蓮精心構想並測試(拿我做試驗)出多種令人垂涎而又容易製作的食譜,這是科學原理於家庭「實驗室」的實作。
如同前作,書中一些提問主要來自華盛頓郵報專欄「美食概論」的讀者,可說是真正的廚師與消費者所關心的事項。今日各式各樣的食物充斥於市場中,其競相吸引注意力的標示往往令消費者迷糊。身為作者,能夠與各種讀者直接書件往來,則是相當罕見的特權。正因此我能針對讀者的特定需要與關注項目量身寫作。
要寫出暢銷科普書最困難的決定之一,在於以何種程度的科學知識進行解釋。太深奧當然會流失對科學知識不甚了解的讀者。不過為這些只讀過學校要求最基本科學課程的讀者(即使連他們也都大方地承認所學大概也都「還給老師」)設定寫作內容,我想也不會有什麼不妥。因為即使是科學家、工程師和廚師都曾告訴我,我以往的著作也都能讓他們獲益不淺,於是我可大膽地為上述讀者撰文而不必感到抱歉。針對這類閱讀群眾,我拿出看家的教書本領,以最新穎的解釋手法創造出新領悟。
在書中教導(這正是我的作法)不同於在課堂上教學。本書所有問答部分皆可分開閱讀,因為它們都是獨立的新議題。不過科學也具有延續性,所以無法像M&M掇巧克力那樣以個別的片段呈現。因此在闡述某概念時,我發現往往需要非常簡要地重述不久前曾談過的內容。若非如此,該單元可能因不完整而無法滿足讀者。請了解這種刻意作法,而這也是我的教書技巧之一。
我以非技術性語言解釋所有概念,盡可能使用與日常生活相關的明喻與隱喻。然而,我還是會標示出相關的科學術語,讀者需要了解更技術性的內容時,可自行參閱其他書籍。
雖然「字」只是表現概念的符號,但若能了解它們的起源,則有助於理解。因此我會將一些科學術語加入字源的解說,以免嚇壞外行人。
本書較前作在科學層面上更加深入與豐富,這是因應美食家們對科學的胃口日增,無論他們是業餘或職業身分。不過我會將更技術性的細節,放在所謂「知識補給站」的部分,每位讀者可根據他們對科學的偏好,選擇閱讀或略過。略過這些部分並不至於影響到文章的連續性。特別是問答單元的原本設計,就是要讓讀者有機會打開本書時,都能獨立閱讀。
不過就像塞凡提斯在《唐吉訶德》一書所寫到:飢餓是全世界最棒的調味料,而幽默則是最好的消化劑。我的看法是,只要加上幽默調味,任何主題或情況都會變得更加美味而容易消化。如同食物與烹飪可以充滿樂趣,科學也能(而且應該)充滿樂趣。 我抱持這種信念,不刻意限制自已在認為適當的時候,注入一股幽默的觀察。
附帶一提,本書為全天然產品,未經動物測試。
內文試閱
為什麼茶加入檸檬汁顏色會變淡,加入小蘇打會變深?
Q:為什麼我的茶加入檸檬後會顏色變淡?另一方面,我的祖母卻將一撮小蘇打加到茶裡,然後茶色就變得跟白蘭地一樣深。她知道什麼我不知道的祕訣嗎?
你確定那不是白蘭地嗎?老奶奶可能有以酒代茶的習慣哦?
好吧,我們姑且相信她。以下說明那兩只茶杯中發生的一切。
你是否曾聽別人拿「石蕊試驗」的說法來表示政客在某議題立場的取向?石蕊是從青苔取得的染料,在酸性環境時呈粉紅色,鹼性環境時呈藍色。石蕊不像政客那麼滑溜,它會直接了當地回答是或不是:是酸性或不是酸性(鹼性)。
石蕊是化學家所謂的酸鹼指示劑。茶中的單寧有些也是酸鹼指示劑,它們在酸性環境中呈現出某種顏色,而鹼性環境又是另一種顏色。你的酸性檸檬汁會讓茶中的一些單寧酸變黃,而老奶奶的鹼性小蘇打會讓它們變成紅棕色。
另外一種酸鹼指示劑是紫甘藍的色素。這是一類有色食物的化學物質,我們稱之為花青素(anthocyanin)。花青素是許多花果帶有顏色的原因,包括蘋果、李子與葡萄。
甘藍花青素的顏色會因環境的酸鹼度而變化。其範圍從強酸環境中的紅色,轉變為中性(無論是弱酸或弱鹼)的紫色,再隨著環境鹼性的增加從藍色變為黃綠色。甘藍的顏色若在色譜的紅色那端,看起來比較可口,因此通常會和蘋果(酸性)一起下去煮,上桌前再滴下些許會增加紅色色調的醋調合其甜味。
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為什麼酸鹼指示劑會變色?
酸鹼指示劑為何會改變顏色?
以單寧酸為例,它是化學家所謂的弱酸,這就表示它是,呃……不是一種強酸(瞧!化學是不是很簡單呢)。弱酸分子包含兩部分,一為氫離子(帶正電荷的氫原子)以及陰離子(帶負電荷的原子或原子群)。我們稱這氫離子為H而陰離子為A,它們共同形成的酸分子,就稱為HA。
單寧酸分子有顏色的部分為A。祖母加入的鹼性小蘇打會將一些酸性的H吞食,這使得更多的A獲得自由,茶色因而變得更深。另一方面,在你添加酸性檸檬汁時,它會貢獻更多自己的H,這些H會與更多的A結合,將它們束縛並減少其效應。於是,顏色變得更弱,而棕色也變為黃色。
單寧一直都被當成染料使用,我很早就從祖父那裡學到這點。他是一位俄裔移民,有著一副傲人的白色鬍鬚,卻因為以杯子喝茶的習慣而將鬍子染成褪不去的黃色。
市售優酪乳所含的活菌,還活著嗎?
Q:一般優酪乳容器上的標示成分都會列出果膠(pectin)。如果必須添加膠質使它變濃,那豈不是像果凍而非優酪乳?
原則上,而且全世界許多國家都一樣,優酪乳的製法相當簡單:在牛奶、山羊奶或羊奶中,添加特定的有益活菌株而製成。這些活菌以奶中的乳糖(lactose)為食,並將乳糖分解而轉變成乳酸和其他有趣的化學物質,其中有些酸會凝結或將奶中的蛋白質凝固成濃膠。不過在現代機械化的美國食品工業,作法絕不可能這麼簡單。
以保留所有脂肪成分的全脂牛奶當原料,可製造出濃郁的優酪乳。不過許多消費者則要求低脂優酪乳。為了避免製造出淡如水狀的產品,製造商可能會添加稠化劑或穩定劑,例如牛奶固形物、果膠(大部分來自水果的一種水溶性碳水化合物)或少量明膠。
優酪乳在東歐與中東的製造歷史已有數世紀,直到近期才引進美國。它在此間有一個誇大且未經證實的說法:能讓人們健康苗條與健美。市場上優酪乳製造商挑戰卡路里戰爭的方法,是以低脂或脫脂牛奶製造產品,這樣就可以把取悅消費者的字眼放在成分標示上。不過美國人大多不喜歡原味優酪乳的味道,因此大部分優酪乳產品會以糖或水果調味,結果還是造成卡路里含量增加。
喝優酪乳能助你減輕重量嗎?當然,若是拿它來取代如搬運工人般大分量的午餐和下午茶的糖果棒的話。拋開包裝上引人入勝的美麗詞藻吧!詳讀政府規定的營養成分表,它會告訴你每份食品的實際卡路里數量。
就像古老的西部片劇情一般,數千種細菌和黴菌當中有好人也有壞蛋。壞蛋會讓我們生病,不過我們歡迎好人,並且利用它們製造一系列美妙的食物,包括優酪乳或是數百種乳酪、啤酒與紅酒。
製造優酪乳的第一步,是殺光牛奶中潛伏的所有壞菌(那些戴著非常非常小的黑帽的細菌)。一般巴氏殺菌法(將牛奶加熱至攝氏72度並持續15秒,或加熱至攝氏63度持續30分鐘)就能完成這項工作,不過優酪乳的製造商通常會使用更高的溫度:加熱至攝氏95度並持續10分鐘,或加熱至攝氏85度持續30分鐘。較高的溫度會凝結牛奶部分蛋白質,而這有助於產品的質地變濃。待加溫殺菌法處理過後的牛奶冷卻至攝氏43度,則成為能讓好人活躍的舒適溫度。
優酪乳製程中戴白帽的細菌,為等量混合的保加利亞乳桿菌(Lactobacillus bulgaricus,LB)和嗜高溫鏈球菌(Streptococcus thermophilus,ST),另外可能還會添加像是嗜酸乳桿菌(Lactobacillus acidophilus,即俗稱的A菌)等其他細菌。保加利亞乳桿菌和嗜高溫鏈球菌具有獨特的共生關係。儘管它們都是以牛奶中的乳糖為食,保加利亞乳桿菌還能分解蛋白質,成為嗜高溫鏈球菌可食用的胺基酸(蛋白質的基石)以及胜�L(由兩個以上的胺基酸鏈結而成)。嗜高溫鏈球菌則回報以能刺激保加利亞乳桿菌成長的二氧化碳氣體。
這些細菌所製造的主要風味化學物質為乳酸、乙酸(醋酸)和乙醛(一種紅酒與啤酒發酵時也會產生的酸味、胡桃味或青蘋果味道的化合物)。正是乳酸、乙酸與其他酸讓牛奶變稠,成為優酪乳乳脂狀的濃度。
一旦細菌達成任務(製造出風味與質地俱佳的優酪乳),大多數的製造商會將這些細菌加熱殺死。這種作法堪稱是忘恩負義的極致表現,而且他們還可能在產品上標示「發酵後加熱處理」。
有些人相信食用生菌能促進健康,關於這點我們並無確鑿的科學證據。不過,如果你偏愛優酪乳的細菌活蹦亂跳,那就請找「含優酪乳活菌(生菌)」的標示。更好的方法是找國家優酪乳協會的LAC(Live and Active Cultures,活性生菌)封條,也就是說在製造時,產品每克至少需含千萬隻細菌(亦即8盎斯的杯子中超過20億隻細菌)。
不要被標示「以生菌製造」的優酪乳所愚弄。這些生菌原本就是活生生的,不然也無法讓牛奶變為優酪乳。問題是消費者在飲用優酪乳時,它們是否都還活著。
難以消化乳製品的輕度乳糖不適症患者,或許還能容忍優酪乳,因為細菌已將大部分的乳糖吃光。若攝取的細菌仍存活,就有可能在消化過程中保持活躍,並繼續在消化道中食用乳糖。不過這種推論並未經過嚴謹的研究證實。
知識補給站
喝優酪乳前為什麼要先搖一搖?
在牛奶轉變為優酪乳的過程中,細菌所產生的酸性物質作用於牛奶的蛋白質(大部分為酪蛋白)之上,使原本分散很廣的小球(微胞)大量集結在一起。當細菌作用的時間長到能夠產生足夠的酸性時,就會發生這種現象。以酪蛋白而言,當pH值到達4.6,即所謂的等電點(isoelectric point)時,微團就會失去互斥電荷而集結在一起。在這種酸性下,牛奶會產生凝結或凝固的現象,形成凝乳與乳清。飲用前記得將優酪乳的凝乳、乳清與乳脂肪均勻混合,讓質地單一滑順。
老饕廚房
優酪乳酪 Yogurt Cheese
若你喜愛優酪乳,但希望能更濃稠一些,那可以將乳清除去製成乳酪。優酪乳酪可取代半軟乳酪,用來塗培果或義式麵包(bruschetta),並以香草增添風味。加入蜂蜜調味後,可當成搭配餅乾食用的點心乳酪。
(2杯份)
2杯全脂或低脂(非脫脂)優酪乳
1. 將優酪乳倒入細網過濾器,或鋪上幾層粗棉布的濾鍋。將過濾器或濾鍋置於碗上。
2. 將它們置於冰箱中2到24小時。優酪乳滴漏的時間越長,它的質地就越密。收集到的液體即為乳清,可將它丟棄。
3. 留在濾器或濾鍋中的半軟優酪乳酪,質地濃密可作為塗抹之用,其質地約略介於酸奶油與新鮮的山羊乳酪之間。
老饕廚房
自製酸奶油 DIY Sour Cream
使用白脫牛奶中的「益蟲」可自製酸奶油:乳鏈球菌(Streptococcus lactis)、乳脂鏈球菌(Streptococcus cremoris)和(或)Streptococcus diacetylactis,另外再加入乳酸鏈球菌(Leuconostoc)。這些細菌以奶油中的乳糖為食,能製造出宜人的發酵乳酸。白脫牛奶是以低脂或脫脂牛奶製成,若將這些細菌釋放於高脂奶油中,就能製造出更濃郁的產品。
如果你用鮮奶油自製酸奶油,那製造出的酸奶油就可以打發,這點與市售產品不同。打發時須小心,過度的話可能會變得太硬。自製酸奶油,無論是否打發,都可當作水果餡餅與許多巧克力點心的美味頂料。
傳統加溫殺菌的奶油在24小時之內就會變稠,並且散發美好的氣味。強化加溫殺菌法製成的奶油需較久時間變稠,而且質地較軟。它們在冰箱都可以放上一整個月,酸奶油會變得更濃而且味道更重。
(2杯份)
2杯鮮奶油
5茶匙的白脫牛奶
1. 將鮮奶油和白脫牛奶在旋蓋玻璃罐中混合。連續搖瓶子1分鐘。
2. 將瓶子置於室溫24小時,直到液體濃稠到成為酸奶油的質地。若室溫特別冷,可能需多放12到24小時。
3. 食用前置於冰箱至少24小時,或放更久些以增加其風味。
為什麼吃豆子容易放屁?
Q:在高中生物學裡,我學到像苜蓿與黃豆等豆類植物能從空氣中「固定」氮氣,使它進入土壤供植物使用。不過在我的經驗裡,我也知道像黃豆這樣的豆類植物,還是另一種「氣」的來源:也就是那些在吃完豆子後發生的事。是否有怎樣的解決之道以避開這些令人不悅的後果?
你能做的是減少飲食中苜蓿的量。不過要放棄所有其他的豆類,包括豌豆、花生、扁豆與數十種豆類,就似乎太強人所難。這正是人生當中,我們必須在好處與危險之間取捨的時刻。
豆莢類植物的定義為在豆莢中生產種子的植物。豆(這些種子的名稱)在營養方面富含蛋白質與許多(不是所有)重要的胺基酸。不幸的是,它們也含有那些人類因缺乏酵素而無法消化的複雜碳水化合物。我說「不幸」是因為那些碳水化合物會直接通過胃與小腸進入直腸,而細菌在此以它們為食,並製造出各種氣體—無味的二氧化碳、氫、甲烷,再配上惡臭的硫化氫與其他稱為硫醇類的含硫化合物。這些氣體發現自己身處於人體的最底層社會,於是就透過最近的出口脫離人體。
不幸的是(又來了),對於避開這類排氣的一些建議,一直未能得到有效的證實。其中包括煮豆前先清洗數回,或是和各種草藥(據說土荊芥[epazote]就能減少排氣)共同烹煮。不過最好的防禦通常來自最好的攻擊,有些人說如果固定吃更多的豆類,例如在一些以豆類為主食的國家,你的社交名聲也就更不容易受到玷汙。
由於豆類與人類一樣種類繁多,所以很難以必要的控制實驗證明這些策略的有效性。我們必須對龐大數量的受試者,在不同的狀況下,記錄他們所食用的豆類數量,並且量測排氣量。即使身為科學家,我也不會自願進行這項實驗。不過就像許多缺乏科學根據的民俗作法,人們相信他們願意相信的說法。誰能反對這樣的作法呢?
對付這種爆發性化武的方法之一,是使用一種稱為Beano的產品(或是市面上的其他產品),它們能提供人類系統所缺乏的消化酵素—α-半乳糖水解酵素(alpha-galactosidase)。
另一種對許多人顯然有效的方法是吞下木炭膠囊,它能吸附腸中的氣體(是吸附而不是吸收。木炭為多孔體,有著廣大的內部表面積,氣體分子會滲入其中並附著在其上。這種附著現象稱為吸附作用)。
Beano與木炭膠囊不需處方即可取得,在緊急狀況時值得一試。例如上教堂前,你吃了墨西哥豆煎餅當早餐。
最後(請抱歉我所使用的隱喻),除了順其自然之外,實在沒什麼方法好想,記得要馬上說:「是誰?」
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植物如何呼吸?
氮氣是蛋白質基石胺基酸中的重要元素,因此是所有生物必要的元件,無論是植物或動物。地球大氣的百分之八十為氮氣(N2),不過氮氣分子的兩顆氮原子彼此結合力極強,植物僅靠光合作用的能量,是無法將氮氣分解而製造蛋白質。
豆類植物與稱為根瘤菌屬(Rhizobium)的土壤細菌以互惠的基礎,建立令人嘆為觀止的共生作用。細菌會產生一種能降低能量的酵素以打斷氮的三個鍵結,並釋放出轉換為氨與硝酸鹽所需的氮原子。大部分的硝酸鹽為水溶性,可滲漏穿透土壤,而讓植物的根吸收。而氨也能溶解於土壤中的水並形成銨鹽。豆類植物可使用硝酸鹽與銨鹽作為蛋白質工廠所需的原料(像硝酸銨[NH4NO3]就是一種富含氮的肥料)。
這些所謂的固氮細菌在野外每年每畝僅能貢獻約5磅的氮,但在豆類植物的農地裡,每年每畝可產生幾百磅的氮。
底下說明細菌與植物如何合作:當根瘤菌屬細菌入侵豆類植物的根部時,即會形成根瘤。這裡是充滿細菌食物(富含糖的汁液)的小小庇護所,細菌在此持續狂歡作樂,過程中會製造出銨鹽與硝酸鹽。
一般豆類植物形成的根瘤通常不到一百顆,但黃豆可能會有數百顆,花生甚至能產生一千顆以上的這種肥料工廠。
草莓果醬該怎麼做才會好吃?
Q:製作草莓果醬時,我嘗試先將草莓煮過,然後才想著要加糖。不過草莓卻全部變成糊。到底哪裡出了問題?
是滲透作用出了問題:滲透的方向錯了。
舉例來說,假設有兩種不同濃度的糖水溶液分別位於植物細胞壁的兩邊,此時水分子會透過細胞壁由濃度較低的溶液流進濃度較高的溶液。這使得原先濃度較高的溶液濃度降低,也就是被稀釋了。這就是滲透作用。
在不含糖的清水中煮草莓時,水分子會朝含糖分的細胞不斷移動,直到細胞因無法再接受更多的水分而爆裂為止。破裂的細胞在喪失其細胞結構後會變成糊狀。
另一方面,當你在含有大量糖分(比細胞含糖量多)的水中煮水果時,水分子會從細胞內移到外部的糖水中,此時細胞會像洩氣的汽球一樣萎縮(不過不會破裂)。由於細胞壁受影響的程度不大,因此仍能保持其大致的結構。換言之,比起使用清水,在糖水中煮草莓更不易使草莓軟化。
即使水果細胞萎縮,糖分也會因與細胞壁的蛋白質發生作用,而對水果細胞產生強化效應。
在自然界中,滲透作用會讓水從濃度低的溶液(糖、鹽等溶液)穿透細胞壁或細胞膜移向另一邊更高濃度的溶液,因此能稀釋或造成水進入濃度更高的溶液(請參閱本篇知識補給站「滲透作用如何進行?」)。不過食物製造商常想使溶液的濃度升高(也就是將水分移除),這就是滲透作用的反向作用。
若要做到這點,他們會逆轉滲透作用,將水分經由細胞膜從被稀釋的溶液強制排出。此流程稱為逆滲透作用。我們可能需要每平方英寸高達1000磅的壓力,才能反制自然的滲透壓並逆轉自然的水流方向。
例如,製造乳酪所產生的液態乳清曾被視為是廢品,而且會在棄置時造成環境污染。時至今日,廠商會利用逆滲透將水分排除,並將蛋白質當成「乳清粉」或「濃縮乳蛋白」銷售給食物製造商。你可以在加工食品成分表中找到這種產品。
逆滲透也應用於淨化水。在此應用中,從不純的水「擠出」的純水,當然就是我們想要的產物
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滲透作用如何進行?
糖水溶液中包含糖分子與水分子。若溶液沒有太多糖分子(也就是,溶液為稀釋溶液),則水分子可以自由攻擊容器壁而不會受到糖分子太多的干擾。若那些容器壁剛好是植物的細胞壁,而水又可以穿透細胞壁,許多水分子即可成功穿透並進入另一邊。另一方面,若糖溶液濃度高(濃縮溶液),則因糖分子的大力干擾,就不會有這麼多水分子成功穿透細胞壁。所以若細胞壁一邊為稀釋溶液而另一邊為濃度高的溶液,水分子就會從稀釋的一邊移入濃度高的一邊(而非相反方向),就好像有淨壓力(滲透壓)強迫它們朝那個方向前進一樣。水分子將持續朝同一方向流動,直到大量水分進入(稀釋)高濃度溶液使它與稀釋溶液的濃度相同為止。
老饕廚房
草莓果醬 Strawberry Preserves
在大多數鄉村中,當地生產的草莓只在晚春的幾星期內,能在農民市場被發現。請善用這段時間,選擇一些狀況佳、體型小但成熟的草莓。依照下列的方法可製造出顏色深紅而風味新鮮的果醬。
製造蜜餞、果醬與果凍時,最重要的是三大原料—水果膠、糖和酸(檸檬汁)之間的比例。酸與果膠作用後會產生凝膠,因此不足量的果膠或酸將無法形成凝膠(結果會變成糖漿)。糖太少會變成硬果凍,糖太多則會變得太軟。由於我們必須小心衡量原料的多寡,因此食譜會要求我們以糖和草莓的重量作為依據,而不是計算其體積。
我通常在下午開始按此食譜製作,然後在隔天早晨完成。請勿將食譜分量加倍,因為更長的烹煮時間會破壞草莓的果膠而無法形成凝膠。
(6罐容量為半品脫的草莓果醬)
約2磅的草莓
2磅(5杯)糖
杯鮮榨檸檬汁
1. 清洗並除去草莓蒂。較小的草莓保持其整顆完整,較大的草莓則對半切。
2. 秤約2磅的草莓,置於大型不鋼鍋或重型果醬熬煮鍋中(我使用的是琺瑯鑄鐵Le Creuset Dutch鍋)。加入糖並使用橡膠刮刀輕輕地與草莓混合。靜置4小時,記得要不時攪拌。
3. 置於中火煮沸,加入檸檬汁並快速烹煮12分鐘。加蓋並靜置於蔭涼處隔夜。
4. 到早晨時,將草莓混合物置於大火煮至沸騰,然後關至小火。以漏勺將草莓取出,徹底將水漏乾,並放至已殺菌的半品脫果醬罐中,盛至半罐。徹底將水漏乾是很重要的步驟,因為在此階段中,若罐中存有太多液體,將使得果醬變稀。
5. 將鍋中剩餘的糖漿煮沸,持續煮到變稠或是以糖果溫度計測得的溫度為攝氏107度為止。要測試糖漿是否煮好,可將湯匙浸入糖漿中,然後將它水平置於鍋上,此時糖漿應從湯匙的表面「一片片」落下。
6. 將熱糖漿倒到草莓上,裝滿到離罐緣的英寸處。將罐緣擦乾淨並封上附有橡膠緣的自封蓋及金屬圈。每罐填滿並封裝後,將它以上下倒置的姿態冷卻。
作者資料
羅伯特.沃克(Robert L. Wolke)
美國匹茲堡大學(University of Pittsburgh)榮譽化學教授,致力於研究物理與化學方面的問題。他是知名的教育家及演說家,以能夠使科學易於理解、學來有趣聞名。 沃克執筆的《華盛頓郵報》(Washington Post)「美食101」專欄(Food 101)獲得詹姆斯比爾德基金會(James Beard Foundation)最佳報紙專欄獎和國際烹飪專業協會博特葛林獎(International Association of Culinary Professionals’ Bert Greene Award)的最佳報紙飲食寫作獎。他目前擔任《烹飪畫報》(Cook’s Illustrated Magazine)的顧問科學編輯。 沃克的著作包括《馬鈴薯拯救了一鍋湯?》(What Einstein Told His Cook)、《蔬果會發電!真的嗎?》(What Einstein Told His Barber)、《角豆莢偷走了巧克力?》(What Einstein Told His Cook 2)、《乳酸菌,你們還活著嗎?》(What Einstein Told His Cook 2)等,以及數十篇研究論文。他現居於匹茲堡。 相關著作 《馬鈴薯拯救了一鍋湯?:136個廚房裡的科學謎題》
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