原住民族傳統烤肉作法與化學 傅麗玉 國立清華大學師資培育中心lyfu@mx.nthu.edu.tw 臺灣原住民族的飲食文化與大自然緊密連結。人不是凌駕在萬物之上，而是與萬物共生共存在大自然。無論食物的來源是採集植物或獵取動物，無論是來自山林還是大海，原住民族都依循著一套充滿自然智慧的規範，依照大自然的時序與萬物的生養作息，只取所需的量，嚴禁與大自然爭奪食物，否則大自然將不再提供食物人類。傳統原住民族的生活中，烤肉是一件大事，平日大多以採集的野菜或糧食作物為主，只有在特殊的節慶或祭典時，男子必須進行狩獵，打到獵物才有機會肉食。 n  原住民族狩獵文化和烤肉做法 傳統原住民族文化中，狩獵是男子的工作，泰雅族男子在獵得第一隻獵物後，才能取得文面的資格。女性不可以參與狩獵。狩獵武器是男子的第二生命，不隨意讓他人碰觸，尤其女子不得碰觸，以免日後再也打不到獵物。各部落有所屬的獵場，不得進入其他部落的獵場，就算是打到的獵物跑進其他部落的獵場，也不可以闖入拿取獵物。狩獵的季節有嚴格規定，動物繁殖期（約四月到十月）不可狩獵。最佳的狩獵季節是秋冬，此時動物肥碩，氣溫低獵物不易腐壞，山上的蛇類冬眠，降低被蛇類咬到的風險。獵得的獵物一定帶回部落，參與狩獵者可以分得獵物之外，還要流一些與族人共享或分送給族人。對於只有老弱婦孺而無男子可狩獵的家庭，尤其要特別多給一些。把需要的東西給真正需要的人，才是真正的公平。一起烤食所獵得的肉食是部落共享獵物的一種方式。 原住民族部落中常見的烤肉方式是以竹籤的一端串肉放在炭火上，竹籤的另一端固定在地面。肉的油汁順著竹籤流到地面，不會滴到火焰上與火發生反應（見圖1）。烤肉前備好的炭火並以芭蕉葉覆蓋削好的竹籤（見圖2）。要翻面烤時，將竹籤從地面拔起，再反面插回去即可。原住民族不用鐵製的鐵叉子，更不用鐵網鐵架。烤肉不用醃料調味只抹少許的鹽巴。烤好之後才依個人口味，加放鹽巴。原住民族常在部落的涼棚中，一邊烤肉一邊聊天（見圖3）。在炭火上方的置物架和籐編器具因長期炭火煙燻而得以防腐更耐久（見圖4）。 圖1：原住民族部落的烤肉方式以竹籤串肉且另一端固定在地面，肉的油汁順著竹籤流到地面，不會滴到火焰上與火發生反應（傅麗玉攝，2006）   圖2：備好的炭火（左）與以芭蕉葉覆蓋削好的竹籤（右）（傅麗玉攝，2009） 圖3：在部落的涼棚中一邊烤肉一邊聊天（傅麗玉攝，2009） 圖4：炭火上方的置物架與籐編器具因長期炭火煙燻而得以防腐更耐久（傅麗玉攝2009） n  烤肉的相關化學反應—梅納褐變反應 烤過的肉會變黑褐色而且有一種香味就是因為梅納褐變（Maillard browning, Millard reaction） 的化學反應所導致的。梅納褐變反應是指在沒有酵素的情況下，還原糖的醛基與胺基酸的胺基所發生的反應。以肉類為例，肉類中的還原糖（一類碳水化合物）與胺基酸（蛋白質的組成單體）在加熱時發生一連串反應後，高溫會加速梅納褐變反應，在食物的表面可以看到所生成的棕黑色固體的大分子物質，稱為類黑精或類黑素（Melanoidin），同時產生數百種甚至一千種不同氣味的中間體分子，包括還原酮、醛以及雜環化合物，讓烤過的肉變得色香味俱全。梅納褐變反應最早是1912年法國化學家梅納（Louis Camille Maillard）所發現，直到1953年John Hodge等科學家才將這個反應正式命名為梅納褐變反應，Hodge所提出的梅納褐變反應歷程相當複雜（見圖5）。Maillard發現將胺基酸和糖類水溶液混合加熱後，會產生黃棕色溶液。但是，梅納的發現並未引起當時法國科學院的科學家的重視。直到食品工業逐漸發達的1950年代，肉類加工、食品儲藏、香精生產、中藥研究等領域，甚至有機體的生理和病理過程相關研究日益發展，梅納褐變反應才受到重視並且成為一項重要的技術。 圖5： Hodge提出的梅納褐變反應歷程 （圖片來源：維基百科，https://zh.wikipedia.org/zh-tw/美拉德反應） 經高溫加熱超過攝氏溫度130°C的含澱粉食物發生梅納褐變反應會產生丙烯醯胺（Acrylamide），其化學式CH2=CHCONH2。食用時要特別注意，因為WHO所屬國際癌症研究機（International Agency for Research on Cancer, IARC），根據動物實驗結果，將丙烯醯胺列為一種疑似致癌的物質。例如馬鈴薯和穀類所含的一種名叫天冬醯胺（Asparagine）的胺基酸含量較高，與馬鈴薯自身含有的大量澱粉一起加熱，會發生梅納褐變反應，生成丙烯醯胺。尤其澱粉含量豐富的馬鈴薯煎炸加熱所做的薯條、洋芋片、炸油條等都可能含有較高量的丙烯醯胺，甚至乳製品、肉類和魚類的油炸食物也都可能在高溫油炸過程產生丙烯醯胺（見圖6）。 圖6： 天冬醯胺與澱粉反應生成丙烯醯胺的歷程 （圖片來源：維基百科，https://zh.wikipedia.org/zh-tw/丙烯酰胺） 要注意的是，一般人很容易將焦糖化（caramelization）與梅納反應混淆。醣類在沒有胺基酸或其他含氮物質的情況下，加熱到120℃會開始脫水並裂解的過程稱為焦糖化反應。最常見的就是時下流行的焦糖烤布蕾。又例如不同種類的咖啡豆有不同含量的醣類，經過烘焙之後，會產生不同的風味。蛋炒飯在烹飪過程中，蛋汁與米飯表面在加熱時產生焦糖化反應，米粒會因脫水而變硬且粒粒分明。但是其他含有蛋白質氨基酸的肉類、魚肉與蔬菜等食物則不會發生焦糖化反應。 n  原住民族傳統烤肉與現代烤肉的比較 原住民族的烤肉方式非常簡單，只用竹籤而不是一般的鐵製的鐵叉子，更不用鐵網鐵架，而是以竹籤串肉。現代流行在烤肉或油炸肉時加入許多調味料或加澱粉。在高溫燒烤或油炸過程，添加在肉上的調味料與澱粉會因發生梅納褐變反應而產生丙烯醯胺。原住民族烤肉類單純只是肉類，不加其他物質，完全以食材的新鮮度與火候提升食物的美味，是比較健康的處理方式。此外，原住民族烤肉使用木炭，比較不會產生煙霧造成對食物與空氣的污染，且火力穩定，溫度夠高，足以烤出美味的食物（見圖7）。但無論是哪一種處理方式，肉類的食用都要適量，以免因為偏食而造成健康問題。傳統上，原住民族對於狩獵的時間、獵物物種、大小與數量都有嚴格的禁忌規範，所得的獵物採用分享、分擔與共食，即使食物再少也要分享，就是要大家都能有食物吃，都一起活下來。在此情況下，其實個人的肉食量遠低於蔬菜的食用量，是非常具有健康管理與生態保育的智慧。 圖7： 炭火上的烤肉色香味俱全（傅麗玉攝，2006） n  參考資料 1.        古屏生（2011）。山裡來的健康原味。臺北：大寫出版社。 2.        左藤秀美（2004）。用科學方式瞭解「熱」的為什麼。臺北：大境文化。 3.        杉田浩一（2016）。料理好科學。臺北：馬可孛羅文化。 4.        Robert L. Wolke （2015） […]

年年高升的年糕化學 傅麗玉 國立清華大學師資培育中心 lyfu@mx.nthu.edu.tw 年糕是春節期間最重要的年節食物。「年糕」有「年年高升」的意涵。年糕的形狀通常是圓形（見圖1），象徵圓滿。臺灣人在過年期間有許多禁忌，年糕也有禁忌，尤其是不可隨便用年糕當禮物送親友，因為根據臺灣人的習俗，家有喪事後一年之內不可做年糕，必須由親友送年糕。此外，炸年糕也千萬不可送給親友，因為臺灣話說炸得「赤赤」的炸年糕和「赤貧」的「赤」發音相同，也被視為不吉利。   圖1：新竹市中央市場各式各樣美味可口的甜味年糕（左）和鹹味年糕（右）（傅麗玉攝，2016） n  年糕的古老做法與文化禁忌 在過去的年代，做年糕是過年的大事，必須全程由家中最年長的女性指導。筆者還記得小時候在臺南老家過年，祖母會帶著家族的婦女們做年糕。年糕製作的過程中，在場的大人小孩全程都要非常謹言慎行，手腳與嘴都要保持清潔，不可以亂說話說笑，否則就無法蒸出平整的年糕。蒸出的年糕越平整，則象徵來年的家中運勢越平順。要先將糯米浸泡水中，然後由一人負責將泡軟的糯米放入石磨中，另一人則負責推動上層石磨，讓上層石磨轉動，而與下層石磨相互摩擦，而將糯米磨碎成米漿的狀態（見圖2）。接著要將米漿放入紗布袋中，用重重的大石頭壓住，擠出水分壓乾。取出紗布袋中的糯米粉塊搓碎成「生粿」，加糖和香蕉油，攪拌均勻。在鋪好紗布的蒸籠裡，鋪上玻璃紙，放進「生粿」鋪平。等大灶上的大鐵鍋中的水沸騰時，將放好「生粿」的蒸籠放入已經裝了水的大鐵鍋中蒸，隨時注意在大鐵鍋中添加水，直到蒸熟，以免鐵鍋乾燒（見圖3）。   圖2：臺南菁寮老街的石磨（左）和傅全家先生示範石磨操作（右）（傅麗玉攝2016，2010） 圖3：在大灶上的大鐵鍋中放上蒸籠（傅麗玉攝，2010） 推石磨是一件非常費力的工作，通常由年輕的婦女負責。那個年代相信孕婦不可以參與年糕製作，也不可以在場觀看，以免犯沖傷到胎兒。這種禁忌應該是對孕婦的保護，不希望孕婦太勞累。小時候大人做年糕時，我最喜歡靠在祖母身旁玩糯米或是玩「推石磨」，不只是愛問東問西，還不時要問年糕蒸熟了沒，最後總是被母親帶離開現場。長大後，石磨這種老工具都已經被電動機器給取代。前些日子無意間在台南的菁寮老街發現了一座石磨，感覺非常深刻。近數十年來，臺灣人過年已經很少在家做年糕，而是從菜市場買現成的年糕（見圖1和圖4）。 n  現代做年糕的簡便方法 現在可以在超市賣到糯米粉，不需要磨糯米，就可以製作年糕。但是要注意可別買到在來米粉，那是用來做蘿蔔糕或碗粿。以筆者愛吃的金棗年糕為例，可用不鏽鋼圓柱形容器、蛋糕模或大布丁模當做糕模。準備年糕紙一張和蒸籠、糯米粉1斤（600公克）、2杯水、砂糖適量以及蜜金棗數個，數量依個人喜好而定。將金棗切絲。在糕模裡鋪上年糕紙，刷上一層薄油。用水煮好糖水，將糖水倒入糯米粉溶解中攪拌均勻，確認完全溶解成膏狀且沒有糯米粉結塊，加入切好的金棗，繼續攪拌，讓金棗均勻地分散在糯米膏中，然後倒入糕模裡，放進蒸籠以大火蒸約90分鐘後，放置糕模裡冷卻，完成製作。 圖4：新竹市中央市場賣年糕的老闆熱心為筆者解說年糕製作方法（傅麗玉攝，2016） n  糯米與年糕相關的化學反應 澱粉分子係由葡萄糖分子互相「手拉手」（α-鍵）構成。但隨著葡萄糖分子互相「手拉手」的方式不同而分為直鏈澱粉（amylose）和支鏈澱粉（amylopectin），其分子結構式見圖5所示。一般澱粉類的食物含有直鏈澱粉和支鏈澱粉，而不同種類的食物所含的兩者的比例不同。支鏈澱粉含量越高，米粒顏色越不透明，煮成的米飯越黏。 圖5：支鏈澱粉分子（左）和直鏈澱粉分子（右）的結構 （圖片來源：由左而右，https://en.wikipedia.org/wiki/Amylopectin， https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Amylose_3Dprojection.corrected.png） 直鏈分子的結構整齊，支鏈的結構排列不規則。支鏈澱粉分子與支鏈澱粉分子的OH基彼此之間會形成許多分子內氫鍵，因而互相吸引。直鏈澱粉的食材比較不容易煮爛，口感滑溜，例如綠豆粉絲（冬粉）。綠豆粉的直鏈澱粉比例明顯高於支鏈澱粉的比例。外觀上，糯米粒的顏色是濁白，在來米粒則比較透白（見圖6）。糯米澱粉幾乎是支鏈澱粉分子，比例約95%至100%。做蘿蔔糕的在來米澱粉中，直鏈澱粉分子約20％至30％。因此，糯米飯比在來米飯更有黏性。在來米做的蘿蔔糕的口感就不如糯米做的年糕那麼地黏彈（見圖7）。   圖6：糯米米粒（左）外觀不透明，而在來米米粒（右）外觀較為透光（傅麗玉攝，2016） 圖7：是用糯米做的年糕（左邊）和用在來米做的蘿蔔糕（右邊）（傅麗玉攝，2016） 年糕的製作是讓糯米的澱粉產生「澱粉糊化」反應（又稱「澱粉α化）。未經加熱的生澱粉顆粒由規則排列的結晶區及具有親水性質但排列不規則的結晶區所組成。澱粉要完成整個糊化過程，必須要經過「可逆吸水」、「不可逆吸水」和「顆粒解體」三個階段。在「可逆吸水」階段，水分進入澱粉粒，體積略有膨脹，經乾燥即可回復澱粉的原貌。「不可逆吸水」是指澱粉在水中加熱，澱粉顆粒吸水膨脹。生澱粉經過加水加熱後，規則排列的結晶區的構造被破壞，澱粉顆粒吸水，澱粉顆粒體積變大，黏度增加。最後「顆粒解體」階段，支鏈澱粉的雙股螺旋結構被解開，澱粉顆粒被破壞而形成半透明的膠體溶液，然後水分子再與葡萄糖分子以氫鍵結合，造成澱粉分子的體積膨脹甚至破裂。「澱粉糊化」讓大分子轉換為小分子，更容易食用。糯米所含的澱粉幾乎都是支鏈澱粉，加熱煮熟後黏度高，在胃中需要更長時間的轉變成食糜，因此糯米食物不適合食用過量，以免造成腸胃負擔。   n  參考資料 1.        左卷健男（2005）。圖解化學超有趣。台北：世茂出版社。 2.        吳嘉麗（2004）。化學、食品與社會。台北：中國化學會出版。 3.        孫寶年（1985）。食品科技。台北：圖文出版社。 4.        年糕年年高，http://blog.yam.com/homeeconomics/article/13709834。[2016/2/116] 5.        陳時欣（2013）。吃米食不迷食。http://scimonth.blogspot.tw/2013/07/blog-post_5223.html?m=1. [2016/3/8] 6.        Homemade Lye from Wood Ash, http://www.aselfsufficientlife.com/homemade-lye-from-wood-ash.html. [2015/2/19] 7.        Wilson, T. V. […]

阿美族用草木灰進行植物染 傅麗玉1, *、楊惠媖2 1國立清華大學師資培育中心 2國立玉里高級中學 *lyfu@mx.nthu.edu.tw 豐年祭期間走訪花蓮河東部落，連續好幾天都在秀姑巒溪河床，想親近瞭解河東部落特有的部落文化。看到雀、白鷺鷥、芒草、水芹菜、銀合歡樹、沙堆及大小石頭。此部落離秀姑巒溪河岸邊有幾百公尺，那外頭擺放著一艘木筏，前方的草屋工舍（taloan）炊煙裊裊，裡面有三位mamo（奶奶）們正在烤魚，還有將濕的衣服曬乾。走上前去，看到小小的火紅通通地燒著，樟樹、九芎樹和蘆葦草的香味撲鼻而來，草木灰的顏色漂亮極了！右岸的楛楝樹下，一群耆老族人正等著我們，原來他們正開始製作阿美族人古老的傳統技藝竹筏。希望教導族裡年輕的一代，傳承竹筏的傳統技藝。阿美族有豐富的傳統文化智慧，一定要傳承下去。 n  阿美族的植物染與草木灰文化智慧 為了傳承阿美族草木灰與植物染文化，帶著孩子跟著耆老上山砍柴。木柴完全陰乾後，經過祖靈託夢而選定地點，選擇乾燥晴天的日子染布（見圖一）。染布地點在溪岸或空曠地，先煮染材，利用不同溫度的水，將天然植物色素充分溶解，行程濃縮液，做成染液（見圖二）。將棉蔴布綁成所要的圖樣。基本的準備工作完成，燒柴點火前，所有參與人員先一起祭祀祖靈，驅趕邪惡靈（阿美族語mifetik），以保佑染布成功。但是前晚有做惡夢者、放屁、打嗝、打噴嚏者，不得參加。 祭典完成後，點燃芒茅草與木頭。燒灰過程，茅草、五節芒、龍眼小樹枝為底部，再放置木頭。燒製時間大約二十四小時或一天一夜，須全程在場守護，以便隨時控制火勢以及維持火候，保持燃燒木灰的均衡度。等待茅草、五節芒、樹枝、木頭都燒成灰（見圖三）。等降溫後，再一次祭祀感謝祖靈保佑，才可取草木灰。將草木灰與山泉水混合後過濾（見圖四），倒回去再過濾一次，重複至少三天每天至少三遍（見圖五）。將最後過濾的草木灰水與染好的棉蔴布浸泡之後覆蓋於土壤內隔絕氧氣，使染布成形。最後用無患子植物做皂洗過程，將染成的布洗過（見圖六），陰乾後即可，所染出的顏色非常獨特（見圖七）。 圖一：選擇乾燥晴天的日子染布，小朋友正在曬檳榔和薑黃染材（楊惠媖提供） 圖二：將綁好圖樣的棉蔴布放在染料進行染煮（楊惠媖提供） 圖三：燒製降溫後的草木灰（楊惠媖提供） 圖四：草木灰與山泉水混合後過濾（楊惠媖提供） 圖五：草木灰水倒回去再過濾（楊惠媖提供） 圖六：用無患子植物做皂洗過程的浸泡搓揉染好的布（楊惠媖提供） 圖七：用熟曬的薑黃、檳榔萃取植物色素染出獨特的顏色（楊惠媖提供） n  草木灰的化學 草木灰中含有碳酸鉀（potassium carbonate），碳酸鉀的化學式為K2CO3，外觀是無色結晶或是白色顆粒，可溶於水，水溶液呈弱鹼性。草木灰加水攪拌、加熱讓碳酸鉀溶解於水。趁熱過濾並蒸乾水分，可得碳酸鉀結晶。不同植物的草木灰碳酸鉀含量不同。自古以來，許多不同的族群文化，已經知道利用草木灰的「草鹼」（即碳酸鉀），亦即利用火爐中留下的炭灰或草木灰，當作去油污的清潔劑。過去在平地稻田收割後，會就地把稻桿燒成灰，利用稻桿的草木灰所含的碳酸鉀當作鉀肥。泰雅族用炭灰水漂白苧麻線並除去油質，使苧麻的纖維更易染色。 在國外，化學的「鹼」的英文字alkali是從阿拉伯文「植物的灰燼」演變而來。日文的「石鹼（せっけん）」就是肥皂的意思。十八世紀德國科學家Heinrich Diesbach最早發現把草木灰和牛血加熱反應的產物再與氯化鐵（FeCl3）溶液混合，可以得到一種的藍色沉澱物，就是深藍色的顏料普魯士藍（Prussian blue）。因為草木灰中的碳酸鉀和牛血中含氮化合物，加熱以後形成氰化物，再與血中的鐵發生反應，得到黃色的亞鐵氰化鉀K4[Fe(CN)6] （黃血鹽），與氯化鐵反應後，產生亞鐵氰化鐵（Fe4[Fe(CN)6]3）也就是普魯士藍。普魯士藍經常用來與其他顏料混合成許多不同的顏色，是很重要的基本顏料。 以草木燒成的草木灰含有鹼性的碳酸鉀，溶到水中呈現鹼性反應，炭灰加水煮成鹼性的炭灰水pH值大於7，能使紅色石蕊試紙變成藍色，鹼性的炭灰水可以洗去油污是因為碳酸鉀在水中解離成鉀離子（K＋） 和碳酸根離子（CO32–） ，碳酸根離子與水作用（H2O）產生氫氧根離子（OH–），使得溶液呈現鹼性，其反應如式[1]所示。而一般油污主要成分是油脂類，又稱為三酸甘油酯化學式是CH2COOR-CHCOOR'-CH2COOR"，其中R、R'、R"為長鏈烷基或烯基。在碳酸鉀鹼性環境下水解，三酸甘油酯生成脂肪酸鉀（鉀皂）和甘油，亦即產發生皂化作用，其反應如式[2]所示，鉀皂具有除去油污的功能。 K2CO3(aq) + H2O(aq) → HCO3–(aq) + OH–(aq) + 2K+(aq)    [1] CH2COOR-CHCOOR'-CH2COOR"(l) + 3OH–(aq) + 3K+(aq) → R-COO–K+(aq) + R'-COO–K+(aq) + R"-COO–K+(aq) + HOCH₂CHOHCH₂OH(l)    [2] n  植物染的化學 […]