原住民族樹皮布與化學 傅麗玉 國立清華大學師資培育中心lyfu@mx.nthu.edu.tw 臺灣原住民族傳統文化的生活與大自然息息相關,遵循大自然萬物的作息,在人的生活與大自然的作息之間取得平衡和諧。因此,生活所需的物品原料都是取自大自然又可以回歸自然的原料,衣服的布料也經常是就地取材,取自大自然的植物纖維。布料可分為織布類與非織布類(無紡布)。例如,泰雅族婦女採用苧麻纖維做成苧麻線,編織苧麻線成為布料,就是屬於織布類的布料。阿美族人利用構樹(學名:Broussonetia papyrifera)的樹皮,不經紡織過程製作的樹皮布(bark cloth)則屬於無紡布(見圖1)。本文說明樹皮布的文化、工藝與化學。 圖1:阿美族沈太木耆老所製作的樹皮衣帽與背袋(傅麗玉攝,2008) n 構樹與樹皮布的基本特性 在植物分類上,構樹為桑科(Moraceae),構樹屬(Broussonetia)的落葉中喬木。英文名稱是Common Paper Mulberry或Paper Mulberry。構樹全身有著不同的功用,因而獲得不同的名稱,例如鈔票樹、鹿仔樹、殼樹、殼木子、楮實子、奶樹、構木、噹噹樹、楮樹、紙木等。因為其外型、特性或不同的用途而有不同的稱呼。構樹樹皮的纖維長度將近一公分,屬於長纖維,是製紙的好材料,因此叫做「紙木」,而所製成的紙可用於印製鈔票,所以又被稱為「鈔票樹」。曾經和家父在散步途中遇見構樹。老人家與構樹有一份特別的情感。根據家父的說法,構樹嫩葉是鹿的美食,因此構樹也叫「鹿仔樹」。整棵構樹纖維豐富,樹身上的凸起腺點有乳汁,富含許多動物所需的營養。構樹雌雄異株,雄構樹的花呈現長條狀,稱為「葇荑花序」,很像下垂的毛毛蟲,又像沾滿花生粉的小拇指(見圖2左)。雌構樹的花長得像小毛球,稱為「頭狀花序」,其漿果在夏天成熟時就像紅色的小叮噹,因此,雌構樹又被稱為「噹噹樹」(見圖2右)。構樹漿果是綠繡眼、白頭翁等鳥類、昆蟲、蝴蝶還有松鼠的美食,也是從前許多鄉下孩子的零嘴。雌構樹製作的樹皮布質地比採用雄構樹製作的樹皮布柔軟細緻,而未去除最外層樹皮所製作的樹皮布則最為粗硬,但有一種樸拙的美感(見圖3)。 圖2:清大校園構樹(左)、長條狀的雄構樹花(中)、雌構樹的頭狀花序與紅色漿果(右) (傅麗玉攝,2017 & 2016) 圖3:由左至右三片構樹皮布各用雌樹、雄樹與保留外層樹皮所製作(傅麗玉攝,2017) n 原住民族樹皮布文化、禁忌與做法 構樹的分布非常廣,韓國、日本、中國大陸、臺灣、馬來西亞、菲律賓、泰國甚至復活節島,都有構樹,只是因為生長的環境氣候不同,纖維的成分與型態有所不同。樹皮布製作是許多南島語系原住民族部落的傳統工藝。桑科植物是製作樹皮布最普遍的樹種如構樹,但麵包樹與雀榕等纖維較長的植物也可以。2008年筆者參訪臺東縣東河鄉都蘭村沈太木耆老夫婦親自示範的構樹皮布製作過程(見圖4)。2016年筆者在馬來西亞古晉市也看到當地原住民族人製作樹皮布。兩者的製作過程幾乎完全一樣(見圖5)。「樹皮布」的阿美族語是tapa,臺灣其他原住民族群的「樹皮布」母語發音也多類似tape的發音。原住民族砍樹做樹皮布有一定的規矩。以臺灣的原住民族為例,首先以一小杯少量的酒,用手指沾酒灑三滴在地上,向樹說明取樹皮的用途,然後喝完小杯中其餘的酒。才開始砍樹,只能砍樹枝,不可以砍樹的主幹,如此才能讓樹繼續生長。砍過的樹枝,必須在砍過的傷口處,放置一顆石頭,象徵對樹的回饋與感恩,同時期望樹木被砍的傷口能早日癒合。這種視萬物如自己的態度,值得我們深思學習。 圖4:阿美族沈太木耆老說明樹皮衣的製作(傅麗玉攝,2008) 圖5:馬來西亞古晉地區原住民族用雀榕做樹皮布(左),雀榕樹皮帽子與扇子產品(右)(傅麗玉攝,2016) 製作樹皮布的過程非常耗時耗工。首先砍下適當長度的枝幹(見圖6),浸泡砍下的枝幹在水中,讓樹皮吸飽水分(見圖7)。用刮刀刮除浸泡過的枝幹最外層褐色樹皮,露出顏色較淡的樹皮(見圖8)。放在光滑而粗大的枝幹上或堅硬的平面上用槌子敲打,使構樹的樹皮與木質部脫落分離,以便剝取樹皮(見圖9)。經敲打、樹皮脫落後,可見構樹枝幹橫剖面的變化(見圖10)。剝取內層較細的纖維,用木拍敲打垂打成薄片,順著樹皮的紋路來回重複拍打,樹皮的長度逐漸延展,一般可以延展為原長度的五倍(見圖11)。用清水沖洗拍打完成的樹皮,並用漂白水浸泡,以便除去有黏膠感的蛋白質。最後脫水曬乾成樹皮布。 圖6:製作樹皮衣的構樹枝幹(傅麗玉攝,2008) 圖7:浸泡在水桶中的構樹枝幹(傅麗玉攝,2017) 圖8:用刮刀刮除浸泡過的枝幹最外層褐色樹皮(左),露出顏色較淡的樹皮(右)(傅麗玉示範,2017) 圖9:順著樹皮的紋路在堅硬的平面用槌子敲打(左),樹皮與木質部脫落分離(右)(傅麗玉攝,2017) 圖10:構樹枝幹橫剖面經敲打、樹皮脫落後的變化(傅麗玉攝,2017) 圖11:來回重複拍打,樹皮長度逐漸延展(傅麗玉攝,2017) n 樹皮布的化學—纖維素與木質素 樹幹的基本構造分為五層。最外層是樹皮用以保護樹身免於病害。第二層是韌皮部,是一層纖維質組織。第三層是非常薄的形成層,具有生長功能,整棵樹的生長細胞都來自這一層。第四層是邊材。透過邊材,水分可以從根部輸送到整棵樹。最內層是心材,由老化邊材所構成,顏色比較深。邊材與心材合稱木質部,也就是一般所謂的木材(圖12)。 圖12:樹幹的基本構造 (傅麗玉手繪,2017) 木材和樹皮的各種組織由複雜的有機物質構成,分為細胞壁物質和非細胞壁物質。細胞壁物質是構成木材和樹皮的基本物質,如纖維素(cellulose)、半纖維素(hemi-cellulose)和木質素(lignin)三種化學成分所構成,皆是高分子化合物。非細胞壁物質種類多、含量少,而且因樹種和存在部位不同而變化較大,基本上是低分子化合物。各種化學組分在木材和樹皮各種組織中的分佈是不均一的。纖維素是地球上最豐富的有機聚合物,是組成植物細胞壁的主要成分。木頭中纖維素含量約為50%。纖維素分子與半纖維素分子有氫鍵連接,半纖維素分子與木質素分子之間有共價鍵連接,纖維素與木質素之間無連接。纖維和纖維之間由木質素膠合而構成樹皮,使木質部具備硬度足以支撐整棵樹的重量。從濕潤樹皮、敲打取下的樹皮到乾燥樹皮布的過程,同時發生物理變化與化學變化,不只是為了增加成品的面積,更是為了增加羥基(–OH氫氧基)之間氫鍵的結合,增加柔軟度與韌性。纖維素屬於天然聚合物(polymer)。纖維素是D–葡萄糖(C6H12O6)以β-1,4-糖苷鍵組成的大分子多醣,分子式為(C6H10O5)n。所謂聚合物是指由很多小分子的單元重複連結而成的大分子物質,其分子量多達數萬甚至數十萬,而構成聚合物的小分子稱為單體(monomer)(見圖13)。 圖13:D–葡萄糖(C6H12O6)以β-1,4-糖苷鍵組成的纖維素大分子(C6H10O5)n n 誌謝 本文撰寫期間承蒙泰雅族樹皮布達人李欣老師到筆者課堂演講示範樹皮布製作,特此誌謝。 n 參考資料 1. 張至善主編(2011)。打樹成衣:南島語族的樹皮布及其文化。臺東:國立臺灣史前文化博物館。 2. 黃建民和長風(2002)。趣味植物小百科。臺北:國際村文庫書店有限公司。 3. 李麗雲、林佳靜、陳文德及鄭漢文編著(2009)。卑南族的家與植物。臺東:國立臺灣史前文化博物館。 […]
久久酒科學 陳政修a、傅麗玉*b a國立清華大學化學系 *b國立清華大學師資培育中心 lyfu@mx.nthu.edu.tw n 原住民酒文化 在清朝文學家《宋琬題戴蒼畫陳階之小像和王阮亭韻》所著一文中提及:「醇酒美人堪送老,唯學信陵君」,由此可知在漢人眼裡醇酒與美人並駕齊驅。 酒在原住民文化中扮演著極為重要的角色,用來敬獻給祖靈或有靈性的萬物,也會在喜慶時餽贈給親友們當作禮物。現今台灣的原住民族,除了達悟族,各族多以小米為主食,皆有其小米文化傳統與小米酒文化。魯凱族和排灣族就地取材,使用紅藜做酒麴;排灣族的小米祭是為慶祝小米豐收,也是排灣族計算年月的開始,傳統排灣族以所經過小米祭次數計算年齡。過去原住民族的小米酒是非常珍貴的,因為小米酒的釀造非常不容易,整個過程必須非常謹慎小心,因此過去原住民族人不隨便喝酒,只有在規範的情況,例如慶典、祭典、婚禮(圖1)、祈福、狩獵歸來、換工、道歉賠罪或是有尊貴賓客的時候,才會釀酒、喝酒。根據泰雅族的gaga(社會倫理規範),喝酒前,先以手指沾酒,向土地點灑三下,請求祖靈庇佑。 圖1:喜宴上的小米酒(傅麗玉攝影) 近代大量製造的酒進入部落後,很容易拿到酒,導致有些族人不小心染上酒癮,最後健康受損,又造成來更多的問題。過去有些社會大眾有「原住民族人愛喝酒」的錯誤印象。這幾年大家在瞭解原住民族小米文化與喝小米酒的文化意義之後,已經修正許多錯誤印象。 n 小米酒的釀造 因不同原住民族群有著不同的釀酒方式,在此我們舉泰雅族為例。泰雅族人們用小米來釀造,在這個過程當中會加入一個相當重要的材料──酒麴,如圖2所示。而在加入麴後,經過一段時間的等待,小米竟變成了香醇的酒,其中究竟產生什麼化學反應? 圖2:成熟的小米和酒麴(傅麗玉攝影) 醣類俗稱碳水化合物,由於醣類於自然界中種類繁多,可以從它們的分子構造可以區分成單醣、雙醣和多醣。單醣無法分解成更小的碳水化合物,所以稱單醣是醣類中最小的分子,則雙醣則是由兩個單醣經過脫水反應而成,多醣,顧名思義就是由多個單醣(通常是指超過十個單醣分子)經過多次的脫水反應而形成。單醣常見的有生物系統中常被利用的葡萄糖、半乳糖及果醣;雙醣則是有麥芽糖、乳糖和蔗糖;多醣是聚合物的一種,因結構的複雜多變而使其種類益加繁多,常見的多醣如我們日常生活中不可或缺的澱粉、可以幫助腸胃消化的纖維素以及儲存身體多餘葡萄糖的肝醣。下面的反應式是利用麥芽糖作舉例,麥芽糖是一種雙醣,由兩個葡萄糖脫水化合而成,其反應如式[1]所示。 麴,對於多數人來說是陌生的。麴只是小米、糯米等糧食作物的外皮經過研磨後的粉末狀物,但通常會做成球狀,方便攜帶拿取。在釀造過程中,麴的催化功能是相當重要的隱藏角色,單憑肉眼我們看不見它,需要藉著顯微鏡才能觀察到這號人物──微生物。微生物包括了細菌以及真菌等,它們會附著在這些粉末狀固體上,在經過發酵後會大量有效的繁殖。而裡面的過程便是麴黴菌會分泌α-澱粉酶、β-澱粉酶、α-葡萄糖苷酶以及葡萄糖澱粉酶(γ-澱粉酶)進行水解醣類的作用。 原住民們來釀造酒的過程,我們稱之為「酒精發酵」,其過程的化學反應如式[2]所示: 煮熟的小米以及糯米為醣類經過酶的作用,可以從澱粉(多醣)水解成葡萄糖(單醣)。從麴裡面衍生出的酶,不只可以催化澱粉分解,也可以高效率使蛋白質、脂肪等低分子物質進行分解。分解成小分子的單醣之後,便會行發酵作用,將葡萄糖經由呼吸作用中的糖解作用(Embden-Meyerhof Parnas),在無氧的狀態之下反應成酒的主要成份乙醇。 n 結語 我們現今生活中的哪些事物與原住民祖先釀酒的智慧相互輝映呢?最常見是烘焙。上述的發酵反應裡會產生出二氧化碳,使麵包變的鬆軟好吃。酵母微生物在麵糰發酵,使得麵糰中裡的醣類進行酒精發酵,產生出乙醇和二氧化碳;二氧化碳在麵糰中形成空隙,氣泡慢慢受熱增加體積使麵糰膨脹起來,而麵包之所以沒有酒味是因為乙醇烘焙受熱揮發。 無論是哪一個族群,祖先的經驗累積皆有其科學根據的,許多看似平凡無奇的事物背後都藏著許多的科學知識值得探索發掘。 傅麗玉(左)和原住民阿秋媽媽在小米田裡合影 (照片由國立清華大學師資培育中心傅麗玉提供)