美味的原理：食物與科學的親密關係

五秒原則

五秒原則是：當某樣食物掉到地上，你在五秒內把它撿起來，那麼將它吃下肚是沒關係的。你偶爾會看到更嚴格的版本：三秒原則。但這些有如至理名言般的民間智慧，真的有科學根據嗎？
顯然不會有人想吃下任何黏在食物上的沙粒或幾根頭髮，但假設你已經把任何來自地上的可見髒污都撥掉或吹掉，這樣把食物吃下去，安全嗎？這個問題的答案非常簡單：不，食物只要掉落地面，就不宜食用了。但想要細究這個答案，就得先思考所謂的「安全」是什麼。如果涉及的是安全與否，就是在談論風險，假如重點在於有無風險，就來做一點風險評估。
如果從衛生安全的角度出發，風險評估的首要之務便是找出潛在危害，或換句話說，就是可能會出差錯的地方。就食物掉到地上而言，假設食物上沒有不宜食用的沙粒，那麼風險可能是接下來會吃到有害病菌，導致出現腹瀉的腸胃不適、胃抽筋，也有可能發燒。最有可能造成上述情形的細菌是空腸曲狀桿菌（Campylobacter jejuni），多數人可能沒聽過，因為這種細菌所引起的食物中毒，症狀通常相當輕微，大約有四分之三的腸胃不適都是由這種細菌所引起。
要為剩下四分之一病例負責的，則是人人都必須留意的細菌；由沙門氏菌（salmonella）和大腸桿菌（Escherichia coli）引起的食物中毒，都會帶來非常嚴重的後果。英國每年約有2,500人因沙門桿菌而住院。但一般人不想感染到的是大腸桿菌。平常，這是一種在人體腸道內生活的無害細菌。但是，這種菌類的某些菌株演化出格外麻煩的能力，會製造出「志賀毒素」；這個命名來自於二十世紀初首次描述此毒素的日本微生物學家。志賀毒素會對人體產生極為討厭的影響，我不會詳加描述那些可怕的細節，但最終結果通常是住院治療，也可能導致腎衰竭，最嚴重的情況甚至會致死。在這類細菌中，可能引起上述病症的最知名菌株是「O157：H7型大腸桿菌」，它是造成全球各地爆發多起備受矚目疫情的罪魁禍首。有點可怕的是，這種細菌只要一點點就足以引發食物中毒。
當食物掉到地上時，可能的危害就是你會吃下O157：H7型大腸桿菌之類的細菌，然後因此死亡。任何風險評估的第二步，就是研究危害實際發生的機率有多高，這時候就輪到科學登場了。不少研究都針對五秒原則加以探討，最早可追溯至二○○三年，十六歲的美國伊利諾大學（University of Illinois）暑期實習生吉莉恩．克拉克（Jillian Clarke）進行的最初實驗。她選用小塊的方形瓷磚，在上面塗一種無害的大腸桿菌，再把小熊軟糖或餅乾丟到磁磚上。五秒後，她便拿走食物，結果發現不管哪種情況，食物都已經被試驗用的細菌污染了。克拉克的努力成果，讓她獲得二○○四年的諾貝爾公共衛生獎。嗯，那其實是搞笑諾貝爾獎（Ig Nobel Prize），專門頒給那些讓大家發笑再深思的研究，而與克拉克一同上台共享殊榮的，還有研究呼拉圈物理的人、一個取得復古梳（comb-over）髮型專利的男人、一群發現鯡魚靠放屁來溝通的團隊。但重點是，克拉克針對一個許多人認為瑣碎或愚蠢的主題，採用了嚴謹的科學方式來研究。
自從她那份初始研究之後，其他研究人員接棒，繼續延伸這個研究主題，檢測了不同食物掉在各種物體表面的結果。這不是非主流科學，最新的研究成果已經在二○一六年的年底獲得了微生物學領域最頂尖科學期刊的發表認可。該項研究中，紐澤西州立羅格斯大學（Rutgers University）的科學家羅蘋．米蘭達（Robyn Miranda）和唐納．沙夫納（Donald Schaffner）檢測了各種食物，包括麵包、塗抹奶油的麵包、西瓜片，以及再次出現的小熊軟糖。這些要丟到地上做實驗的食物，可能看起來是古怪的組合，但確實涵蓋了表面濕、油、乾的各種食物，不過老實說，我有點不懂為什麼會選小熊軟糖。
這些科學家把食物丟到仔細塗抹過細菌的鋼鐵、磁磚、木頭、地毯上，再檢視一秒、五秒、三十秒、五分鐘後，轉移到食物的細菌有多少。他們發現的結果，證實了吉莉恩．克拉克的研究成果：食物在接觸地表的瞬間，或者至少在一秒內，就受到污染了。這表示五秒原則是胡扯，這兩名科學家也發現，把食物留在原地愈久，轉移的菌數會愈多。出人意料的是，在乾燥和乾燥了相當長一段時間的物體表面上，菌數居然很少。細菌可以在乾燥環境中存活，但無法存活太久。物體表面如果已經風乾好幾個小時（數天會更好），或許可在該表面上生存的細菌數量就會非常少。但如果物體表面覆著薄薄一層水，可能就會充滿菌類。同樣地，細菌也比較容易附著在表面偏濕的食物上。水具有黏性，不管食物掉到什麼物體上，水都會流進物體表面的每個角落。
這麼看來，如果掉落的食物偏乾又不黏，也許是一小塊吐司，食物所掉落的物體表面也一樣偏乾，還乾了好幾個小時，可能是你家廚房的地板，情況似乎對你有利。在這些條件下，很有可能不會有太多細菌附著，也不會有太多細菌轉移到吐司上。如此一來，你可能會決定把吐司吃掉。然而，儘管發生不幸意外的可能性已經降至最低了，卻永遠無法降到零。別忘了，只要有一點點O157：H7型大腸桿菌，就能讓人病得很嚴重。
我也應該指出，米蘭達和沙夫納的研究結果發現，為了盡可能不讓食物受到污染，食物最好是掉在地毯上。大概是因為食物落在往上豎立的地毯纖維時，與實際的表面並沒有太多接觸。如果吐司掉在地毯上，情況對你有利。不過，你可能拿的是一面乾、一面濕的吐司，如果掉下去的吐司，是塗奶油的那一面朝下，那麼結果只會一團糟。

五秒原則

五秒原則是：當某樣食物掉到地上，你在五秒內把它撿起來，那麼將它吃下肚是沒關係的。你偶爾會看到更嚴格的版本：三秒原則。但這些有如至理名言般的民間智慧，真的有科學根據嗎？
顯然不會有人想吃下任何黏在食物上的沙粒或幾根頭髮，但假設你已經把任何來自地上的可見髒污都撥掉或吹掉，這樣把食物吃下去，安全嗎？這個問題的答案非常簡單：不，食物只要掉落地面，就不宜食用了。但想要細究這個答案，就得先思考所謂的「安全」是什麼。如果涉及的是安全與否，就是在談論風險，假如重點在於有無風險，就來做一點風險評估。
...

前言

小時候，我總是看著母親在廚房裡忙碌的身影，跟著她學做菜。她是一位烹飪老師，我就算沒有主動幫忙備料或攪拌醬料，也會坐在凳子上邊看邊學。於是，我了解食材的處理方式、如何運用廚房裡的各種器具、如何按照食譜做菜。另一方面，我對於科學的興趣和熱情，也開始與日俱增。不過，比起烹飪，要確切找出我對科學的熱愛究竟從何而來，便困難多了。通常，我都會把這股熱情歸功於祖父和父親，祖父寄給我很多《讀者文摘》（Reader’s Digest）的百科全書系列，父親則很樂意帶我一再造訪位於倫敦的科學博物館（Science Museum）和自然史博物館（Natural History Museum）。當時，我完全不知道食物與科學之間竟然有這麼多交集，但我初次嘗試獨自烹飪的經驗，就相當清楚展現了這兩者之間的關聯。

這是一個常被拿出來老調重提的故事之一，我經常因此被取笑。每當這個故事被提起，我就會覺得很難堪，也常引來聽者翻白眼。這個故事同時也強調了，必須對科學有所了解，料理時才能成功。出於某個現在已經不可考的原因，我母親當時必須出門跑腿，於是，我在放學後不得不單獨留在家裡幾個小時。我告訴她，我會很無聊，因此她說我應該烤個蛋糕。我現在很確定，她當時是在開玩笑，也不是真的相信我會動手做。

當家裡只剩下我一個人時，我找到一本食譜（是黛莉亞．史密斯〔Delia Smith〕的其中一本），挑了「維多利亞海綿蛋糕」的食譜來做。不用說，我在做蛋糕的過程中，把廚房搞得亂七八糟。就我的記憶所及，廚房裡到處都是麵粉、蛋液、奶油的髒污，但是我因為以前幫忙做過蛋糕，滿懷信心地繼續埋頭苦幹。

然後，食譜上出現了一個大問題：烘烤溫度標示350度，但我家的烤箱最高溫度只有250度。我還記得自己覺得這個數字很奇怪，但只是把它當成印刷錯誤，置之不理。我把烤箱溫度調到最高，希望蛋糕會烤熟。過了大約三十分鐘，我拿出蛋糕，發現外層已經被烤得焦黑了，感到很洩氣。當時，我肯定才十歲左右，所以真的不能怪我沒有英制單位或國際單位的概念。一九七八年，食譜書上顯然都只標示華氏溫度，但我家的烤箱則只有攝氏溫度的標示。我還是不死心，刮掉了燒焦的部分，再做一些糖霜，淋在整個蛋糕上。我甚至還有辦法把廚房恢復到自認為的原狀。母親堅持說那塊蛋糕很好吃，但在我的記憶中，那個蛋糕令人難以下嚥。

我說這件糗事的重點在於：光是照著食譜做，不能保證你能做出可以吃的食物。儘管我盡力了，但那個蛋糕依然是一次徹底的失敗。我完全不知道溫度可以用兩種不同的單位來計算，或者兩者該如何換算。如果我當時對溫度的科學有多一點了解，或許就會發現自己犯的錯，也能運用這個知識，做出更好的蛋糕。

無論你有沒有意識到，烹飪的重點就在於應用科學。當然，一般人確實可能在不了解料理過程究竟發生什麼事的情況下，也能學會做出美味的餐點，但這只是靠著死記的方式在做菜。假如你不能採用自己熟悉的作法，或是情況開始出錯時，而你又不了解烹飪過程涉及的原理，那麼就絕不可能循著原本的料理方式，找到通往成功結果的道路。

那些不是我們自行料理的食品，背後也隱藏著科學廣大而美妙的世界。大家從超市買來的加工食品，全都充滿了一些我所碰過最絕妙的科學原理。我很幸運能花三年的時間，製作一系列電視節目，不只大談加工食品，也能研究並打造出複製工業食品加工過程所採用的機器。我用垃圾箱做出了加工麵包的機器；拿便宜的組合式厚紙箱製作燻鮭魚房；還能讓浴缸搖身一變，成為可為牛奶進行低溫殺菌的裝置。

就像我童年那一次烤蛋糕的經驗，並非所有裝置都成功了。比方說，我想用一部一九六○年代的軋布機來製作麥麩格格脆，結果徹底失敗了，現在我只要看到軋布機，就一定會想起當時為了努力讓那部該死的機器運作起來，身負了多少壓力。不過，我最愛的就是那部可以一次打五十顆蛋，而且還能分蛋的機器，整個過程只需要大約十五秒。

不論是超市貨架上能找到的食品，還是在自家廚房準備的餐點，關於在這些食物製作過程中扮演著極為重大角色的科學原理，我都會在本書中盡我所能地詳述一小部分。綜上所述，我希望自己能烹製出一道「佳作」，讓人們了解食物美味的科學，不只是淺嚐即止。

前言

小時候，我總是看著母親在廚房裡忙碌的身影，跟著她學做菜。她是一位烹飪老師，我就算沒有主動幫忙備料或攪拌醬料，也會坐在凳子上邊看邊學。於是，我了解食材的處理方式、如何運用廚房裡的各種器具、如何按照食譜做菜。另一方面，我對於科學的興趣和熱情，也開始與日俱增。不過，比起烹飪，要確切找出我對科學的熱愛究竟從何而來，便困難多了。通常，我都會把這股熱情歸功於祖父和父親，祖父寄給我很多《讀者文摘》（Reader’s Digest）的百科全書系列，父親則很樂意帶我一再造訪位於倫敦的科學博物館（Science Museum）和自然史...

前言

1廚房裡的必備科技
刀之薄刃
在砧板上切、切、切
陶瓷刀實用嗎？
溫度為何重要
用鍋子加熱一下
舒肥（真空低溫烹調）
在壓力鍋的高壓之下
持續攪拌，加入空氣
讓食物保持「冷」靜

2加工食品的神奇力量
從大炮發射出來的早餐麥片
用澱粉、藻類稠化各種食品
當麵包遇上科學
各式各樣的即溶粉
使油水混合的乳化技藝
製造甜味

3必不可少的廚房化學
廚房化學之王：梅納反應
脂肪代表風味嗎？
廚房化學天后：焦糖化
巧克力的複雜結晶
球芽甘藍的苦味是怎麼回事？
提神飲料

4與菌共食
五秒原則
人體內與體表的微生物群
殺菌的精妙科學
保存期限的意義
好菌與發酵的奧祕
真菌醬料與素肉

5食物的未來
未來不會是食物藥丸的天下
肉非肉
足以餵養全世界人口的蛋白質
堅果與過敏反應
激發植物的生長潛能
葉綠素與植物產量的關係
冰箱的酷冷新科技
未來的智慧農業
對抗食品詐欺

謝辭
索引

前言

1廚房裡的必備科技
刀之薄刃
在砧板上切、切、切
陶瓷刀實用嗎？
溫度為何重要
用鍋子加熱一下
舒肥（真空低溫烹調）
在壓力鍋的高壓之下
持續攪拌，加入空氣
讓食物保持「冷」靜

2加工食品的神奇力量
從大炮發射出來的早餐麥片
用澱粉、藻類稠化各種食品
當麵包遇上科學
各式各樣的即溶粉
使油水混合的乳化技藝
製造甜味

3必不可少的廚房化學
廚房化學之王：梅納反應
脂肪代表風味嗎？
廚房化學天后：焦糖化
巧克力的複雜結晶
球芽甘藍的苦味是怎麼回事？
提神飲料

4與菌共食
五秒原則
人體內與...