烟熏食品有致癌物,这种”假烟熏法”你支持吗?

在没有冷库的时代,保存食物是一个巨大的挑战,尤其是肉类和鱼类这些很容腐坏的食物。烟熏的起源大抵也是为了保存。不过,它自身的防腐效果并不够好,还需要盐腌或者脱水之类的操作来“组团防腐”。

不过东方不亮西方亮,烟熏会为食物带来特别的风味。传统的烟熏是通过植物燃烧产生的烟气去“熏”。植物中有木质素,燃烧产生酚类物质,尤其是甲氧基苯酚,是烟熏风味的主要来源,而香草醛等则为食物带来香草味和奶香。还有一些特定的植物,比如《风味人间》中的花椒梗,含有很多风味独特的精油,也会产生别具一格的风味。

图片来自pixabay

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不过,植物毕竟不是为人类而生。烟熏的时候燃烧不完全,产物中也有许多有害的成分。尤其是多环芳烃,有很多种已经被确定为致癌物,比如其中最著名的苯并芘。古人当然没有致癌物的概念,也不会去关心烟熏是否会危害健康。烟熏这种加工工艺,也就成为了传统食品和传承下来。

认识到烟熏食品中存在着不少致癌物,是现代分析技术广泛应用到食品安全之后的事情。如果一种新技术新工艺能产生一些致癌物,会被公众的口水淹没。但对于一种“传统工艺”,人们就会显示出广博的心胸与宽容。即便是科学证据非常坚实,人们也还是会说:为了美味而承担这些风险,值得!

美味与安全是否可以兼得?绝对的“兼得”是无法实现,科学家们努力的目标是尽量往这个方向靠近。

早期的探索是比较木材种类的影响。比如橡木、苹果、赤杨等硬木所含的木质素较少,产生的多环芳烃就比较少,而松木等木材木质素含量高,产生的多环芳烃就比较多。不过,“优质的烟熏木材”,也只是“少一些致癌物”而已,差别并不是很大。

烟熏有不同的操作方式,研究发现产生的苯并芘也有明显的差别。比如有研究的比较结果是:传统的烟熏方式下苯并芘的含量平均在5.3微克/公斤,后来改进热熏方式能降到0.1-1.2微克/公斤,而冷熏的甚至更低。还有一种方式是用静电除去一部分烟尘,也能够去除相当一部分的苯并芘。

这些方法也都还是用烟去熏食物,而“液熏”工艺则是完全的创新。所谓液熏,是把烟尘收集起来溶解到水中,然后纯化得到“烟熏液”。直接把烟熏液加到食物中,就能产生“烟熏”的风味。从检测数据来看,液熏能够大大降低多环芳烃的含量,因而更为安全。

但是,这样的做法完全颠覆了“烟熏”的概念。烟熏液经过了分离纯化,欧盟就不认为它是“天然产物”,而要求称之为“烟熏香精(smoke flavoring)”。消费者对于“香精”的抵触和对“天然”的执着,大大影响了这种“液熏”食品的市场接受度。

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食品行业也就期望找到更“天然”的方法。2017年的《农业与食品化学杂志》上就发表了一种新的方法——用泡沸石来去除烟气中的多环芳烃。泡沸石是一种天然的铝硅酸盐矿,制作成微细颗粒并且进行“活化”加工之后,能够吸附苯并芘等多环芳烃。在试验中,通过泡沸石过滤器之后,烟气中的多环芳烃减少了90%。这种方法只是在烟气通道上增加一个过滤器,烟熏流程也还保留了传统的方式,也就只是对“古法”的改进,因而容易被消费者所接受。

不过,泡沸石对于吸附物质的选择性并不是很高。在吸附有害成分的时候,也可能吸附掉一部分想要的“烟熏风味成分”。研究者们用专业的品尝师去测试经这种吸附对烟熏风味的影响,结论是:“有影响,但很小”。也就是说,这种过滤器会大大减少烟熏食品中苯并芘等致癌物的含量,但对于食物的风味也会有轻微的影响——这种影响可能是“好”的,也可能是“坏”的,但都是“不那么正宗”了。

在“更正宗”和“更安全”之间,新技术只是提供了一种选择。它到底能否成功,最终也还是要看消费者如何“用钱投票”。好在,专业品尝师的味觉嗅觉比普通人要更为灵敏,他们认为“影响很小”,对于普通消费者可能就是“没有差别了”。

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理发店怎么烫头发的?这其实是个化学反应

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自己在家用卷发棒做出的发型总是保持不了多久,然而到了理发店里,用了“药水”之后,就能够让头发持久地变卷或者变直。在烫头发的过程中,到底发生了什么?

图片来自pxhere

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其实,效果持久的烫发是一个发生化学反应的过程。通过“药水”的处理,头发中的化学键结构发生了改变。

组成人头发的绝大部分都是同一种蛋白质——角蛋白。这是一种结构非常牢固的蛋白质,它不仅构成了头发,而且还组成了指甲和皮肤表面的保护层。人的头发相当强韧抗拉,而且能够稳定地维持或直或卷的形状,这与角蛋白分子链之间形成的二硫键有密切的关系。这种化学键是在蛋白质的半胱氨酸残基之间形成的,角蛋白依靠它牢固地结合在一起。

而烫头发其实就是一个打破二硫键,然后让它们在新的位置重新生成的过程。烫发所使用的药水分为两部分:软化剂和定型剂。软化剂中常见的有效成分是巯基乙酸,这种物质可能会以不同的形式出现,不过目的都是相同的:它会与蛋白质中的二硫键发生反应,将这些连接断开。经过软化剂处理之后,失去二硫键结合的头发会变软,变得难以维持原来的形状。

接下来,定型剂会负责促进新的二硫键形成。定型剂中的有效成分是一些氧化剂,例如过氧化氢。在氧化剂的作用下,角蛋白的半胱氨酸之间会重新开始形成二硫键。新形成的二硫键不仅恢复了头发的韧性,同时也会将头发持久地固定在发型师卷好的形状上。在理发店将头发拉直的原理其实也是一样,只不过是用同样的方法将头发固定到了直的形状上。

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(烫发过程的一个示意图,作者是Christine Herman。已经画得很好了,我就不重画了_(:з」∠)_)

烫头发的操作直接影响了头发角蛋白的化学结构,因此它或多或少也会对头发造成一些损伤。为了减少损伤,一方面人们会对烫发剂的化学成分进行改良,另一方面也需要仔细地控制药水涂抹量,并且控制好烫发时加热的温度。毕竟越是可控的反应条件,化学反应就越能按我们期望的样子进行。也是因为这个原因,我们很少会看到能在家里自己使用的烫发剂,这些药水还是交给专业人士操作比较好。

其实,还有一种美容产品也利用了基本相同的化学原理,那就是脱毛膏。涂上脱毛膏几分钟后,毛发就会变软、失去韧性,只要用塑料刮板轻轻一刮就会断掉。这其实和烫头发的第一步在化学原理上是一样的:脱毛膏中也添加了巯基乙酸,它会断开二硫键,破坏毛发的结构。只不过,这一次我们不再需要让二硫键重新形成了。

在使用脱毛膏时,你可能会注意到它有一种奇怪的特殊气味,闻起来和理发店里烫头发的气味一模一样,这种气味正是巯基乙酸发出的,这也体现了两个过程在化学上的相似之处。当然,核心原理虽然相同,但脱毛膏与烫发剂具体的配方还是有很多差别的。

更多阅读:脱毛膏是怎么起作用的?

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《风味人间》背后:这或许是你不敢挑战的一种“美食”

《风味人间》第4集《肴变万千》中,拍摄了一组“臭名远扬”的食物,并做了“嗜臭并不是中国人的专利,在遥远的北欧,也能找到臭名远扬的知音。”在那集中,知音是鲱鱼罐头和蓝纹奶酪。在第7集《万家灯火》中,出现了一种或许比它们有过之而无不及的食物,那就是:冰岛臭鲨鱼。

在冰岛的海域中,生活着许多格陵兰鲨鱼。这种鲨鱼体型很大,最大的可以长到7米以上,体重超过1吨,一般捕猎到的也有三四米长,400公斤左右。或许是寒冷的气候让它们极为慵懒,所以又被称为“格陵兰睡鲨”。

冰岛发酵鲨鱼肉(《风味人间》截图)

冰岛发酵鲨鱼肉(《风味人间》截图)

睡鲨长得很慢,据说甚至可以慢到每年只长1厘米多。长这么慢,体型却又很大,可想而知:它们,实在很长寿。实际上,确定睡鲨的年龄是一件很困难的事情。许多鱼的耳朵中有一块“耳石”,上面有类似树木年轮的纹理,可以用来相当精确地判断鱼的年龄。而格陵兰睡鲨的耳中却没有这块耳石,科学家们也就只好另辟蹊径。

体型庞大的格陵兰鲨鱼(《风味人间》截图)

体型庞大的格陵兰鲨鱼(《风味人间》截图)

2016年,有科学家对睡鲨眼球中的晶状体进行碳14测定,用来估计它们的年龄。在所测的28只雌性睡鲨中,有一只长5.02米,测出的年龄是392岁。不过这种方法误差比较大,实际的年龄可能是在272到512岁之间。但即使按照可能的下限来看,272岁也是寿命最长的脊椎动物了。要是卖到中国,按照“以形补形”传统思维,鼓吹“吃了长寿”,是不是忽悠到一大拨养生爱好者?

冰岛人食用睡鲨的历史至少有700年。在当时,这种体型硕大的鱼,或许是食物匮乏的冰岛人可以获得的食物来源。

就果腹而言,睡鲨可以提供丰富的蛋白质和能量。但是,这种动物相当奇特,肉中含有大量的尿素和氧化三甲胺。在人体内,氧化三甲胺会转化成有毒物质三甲胺,所以直接吃睡鲨的肉会导致中毒,症状类似严重醉酒。
不清楚古代的冰岛人是如何发展出了加工睡鲨的方法。直到今天,冰岛人还基本上遵循着前人传下来的“古法”。首先,在砂石地里刨出一个坑,把大块的睡鲨肉放进去,用砂石掩埋,再用石头压住。在石头的重压下,鱼肉中的水会被挤出,氧化三甲胺和尿素也会随着流出。在这个过程中,鱼肉被发酵,鱼肉的质地和颜色也随着发生改变。数月之后,这些鱼肉被挖出来,洗干净切成小一些的块,挂在通风的室内慢慢晾干。再经过数月,肉中的水充分散失,表面出现硬皮。去掉硬皮之后,里面的部分是软嫩细腻的,就可以食用了。

经过数月发酵风干之后的格陵兰鲨鱼肉(《风味人间》截图)

经过数月发酵风干之后的格陵兰鲨鱼肉(《风味人间》截图)

《风味人间》中的解说词很委婉:

作为对渔猎历史的纪念,原始而古老的食物,在今天的冰岛被保留下来。

鲨鱼肉虽然营养丰富,但气味却相当刺鼻。

对于初尝者,要享受它独特的风味,如果没有足够的勇气和好奇心,那么也许,你需要一杯烈酒。

其实,直白的话应该是:这种食物是古人在食物匮乏的年代不得已的选择,本身并没有什么吸引力;它的气味需要很大的“勇气和好奇心”才能够克服。

所以现在,即便是在冰岛当地,臭鲨鱼也只是在老年人中有比较多的拥趸,对于年轻已经失去吸引力。现在的年产量也已经很少,有报道称每年只有20吨左右。按照冰岛35万人口来算,平均每人每年的消费量只有60克左右。

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猫咪如何保持整洁又凉快?秘密就在它们的舌头上

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猫咪们总是在舔毛,它们醒着时间的时间甚至有24%之多都用在了梳理毛发上。今天我们就来近距离观察一下猫是如何用舌头梳理毛发的。

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猫的舌头上有很多“倒刺”,确切地说这些结构应该叫做丝状乳头(filiform papillae)。人的舌头上也有很多舌乳头,但它们都是软软的,而猫的丝状乳头具有角质化的结构,硬度和人的指甲差不多。这些倒刺能够帮助猫在舔毛时触及到毛发的根部和皮肤,进行充分的清洁。

最近发表在PNAS上的一篇论文对猫舌头上的这些“倒刺”进行了仔细的观察和分析。其中一个重要的发现是,这些“倒刺”并不是一根根简单的实心刺,它的尖端其实有一段U形的空管,如下图所示:

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(研究中观察了6种猫科动物舌头上的“倒刺”,它们尖端都有相似的空心结构。图中从左到右分别来自家猫、短尾猫、美洲狮、雪豹、虎和狮)

在猫科动物们舔毛时,这些“倒刺”尖端的空腔会吸取唾液,并把唾液涂布到毛的深处和皮肤上。除了清洁之外,这些液体的蒸发也起到帮助散热的作用。虽然吸取到“倒刺”尖端的液体量大约只有整个舌头表面的5%,但只有这部分液体才能到达毛发深处的地方。

下面的图是用食品色素进行的演示,可以看到“倒刺”的空腔自动吸取了液滴:

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通过热成像,则可以直观地看到舔毛对散热的作用:

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此外,研究者们还仿照猫舌头的样子用3D打印制作了一个毛刷。和普通的梳子相比,这种“猫舌刷”的好处是非常容易就可以把附着在上面的毛清理掉:

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听起来似乎可以推广一下呢~

更多信息可以看原论文:http://www.pnas.org/content/115/49/12377

以及相关报道:https://www.sciencemag.org/news/2018/11/how-do-cats-stay-so-clean-video-reveals-secrets-feline-tongue

文中的截图和动图原视频都来自论文。

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真空低温慢煮火焰枪,来教你一招分子料理

说起分子料理,人们往往想到高级餐厅和“分子”“解构”“还原”“所吃非所见”等等很“炫酷”的术语。人们经常把它称之为美食的“艺术”,甚至是“魔术”。实际上,“分子料理”早期的说法是“分子美食”,源于法国食品研究家埃尔文·蒂斯创立的“分子美食学”。对于这些分子料理,以及把分子美食称为艺术的说法,蒂斯相当不满,曾经专门写文章澄清他所创立的分子美食学“是一门科学,而且只是科学”。

在蒂斯看来,分子美食学研究的是食物制作背后的科学原理,以及基于这些科学原理的演绎推广。而流行的分子美食,不过是这种科学的一些应用而已。或许在蒂斯看来,把那些卖弄新奇的炫酷作为“分子美食”,是庸俗化了他所所探索的科学吧。

其实,从食品技术的角度,分子料理中的那些眼花缭乱、令人惊奇的操作,只不过是常规烹饪背后的理化反应的推广和演绎而已。比如“真空低温慢煮”加火焰枪,就是常见的技法之一。

下面详细讲解一下用这种技法制作一道“分子料理猪排”。

烹饪的实质是把食物做“熟”。这个“熟”有两层意思:一是杀灭了致病细菌和寄生虫,保障食用安全;二是食物变得软嫩,易于咀嚼。相对来说,猪肉存在寄生虫和致病细菌的风险比较高,所以需要较为充分的加热。美国农业部的指南是,猪肉的内部达到145°F(约62.8°C)并保持3分钟,才可以放心食用。

在通常的烹饪中,加热程度远远比这个要求更为充分,所以不需要纠结。在烹饪中,肌间纤维被破坏,使肉易于咀嚼,同时释放出风味物质产生熟肉的香味。不过,在加热中细胞会破裂,导致融汇着大量风味物质的“肉汁”损失掉了,从而降低了肉的香味。另外,肉汁的损失也使得肉的含水量更低,也就是通常所说的更“柴”。尤其是瘦肉,煮得越久,口感就越“柴”。

基于这些猪肉背后的科学原理,要想获得风味口感更好的肉,就需要减轻加热程度,避免肉汁损失。在传统烹饪中,厨师们在做肉排的时候会先用高温“煎”一下,期望这个操作让肉表面的蛋白质凝固而“锁住”肉汁。所谓“火候”的把握,就是避免加热过度。这对于操作者的经验要求很高。高明的厨师和普通的做饭者,差别就在于这些细节的操控。分子美食则利用技术手段去降低对经验和技艺的需求,利用工具去实现目标。

首先,选用一块比较厚的猪通脊肉,在表面洒一点点盐,并滴一点芝麻油(或者橄榄油、花生油)涂抹调味。把肉装入真空加热袋,抽真空。

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抽真空有三个作用:一是把肉“禁锢住”,不让内部的肉汁跑出来;二是避免袋内有空气使得袋子漂浮起来,也就能保证上下表面都受热;三是保证肉与水之间不存在空气阻隔,保障均匀传热。

真空之后,是低温。分子料理厨房通常用一个自动控温的加热棒,而我的家里有一个试验用的恒温水浴锅。

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之所以设置65°C,是为了保证肉的内部能够达到62.8°C。因为肉在真空袋中,又控制在了较低温度,所以不用担心“加热过度”。加热所需要的时间跟肉的厚度有关,需要一定的摸索。肉的中心是否达到62.8°C的温度,可以用插入式热电偶温度计去测,也可以切开看肉的颜色——肉色变白,就表明加热到了。

这一次加热了煮了40分钟。从真空袋中取出来,用吸水纸洗掉表面的水。

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这个时候,肉已经煮熟,可以吃了。为了获得烤肉的香味,可以在锅里煎一下,或者在火上烤一下。在分子料理中,通常是采用火焰枪来烧。用比较高的温度,可以快速地让表面发生美拉德反应,而且避免长时间烧烤导致肉汁流出。

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这个成品没有呲呲冒油,是因为猪通脊脂肪含量很低,也没有加入过多的油来腌制。切开之后,可以看到烧烤只发生在表面,内部的肉汁较为丰富。跟通常的方法煮熟的肉相比,口感更好,肉汁肉味更浓郁。考虑到只是加了少许盐和几滴油,也就更为健康。

实际上,这种分子料理的技法更适合做牛排和三文鱼。猪肉容易存在寄生虫污染,所以需要充分加热。合格的牛排内部没有寄生虫和致病细菌,所以不需要加热到这么高的温度。根据个人的口味,可以把整块肉煮到到类似三成熟、五成熟的中心温度,再用火焰枪烧烤表面,从而让整块肉都获得最佳的风味和口感。真正的三文鱼本来就可以生吃,所以并没有加热杀菌的需求,就可以用更低的温度(比如40-50 °C),让肉中的脂肪开始融化从而获得绝佳的口感,再用火焰枪烧烤表面产生烤鱼的香味。

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杂色狼:请不要再叫我“非洲野狗”

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乞力马扎罗是一座海拔一万九千七百一十英尺的长年积雪的高山,据说它是非洲最高的一座山。西高峰叫马塞人的“鄂阿奇—鄂阿伊”,即上帝的庙殿。在西高峰的近旁,有一具已经风干冻僵的豹子的尸体。豹子到这样高寒的地方来寻找什么,没有人作过解释。

——海明威

这是海明威发表于1936年的短篇小说《乞力马扎罗的雪》的开头。乞力马扎罗山顶的豹子给小说定了调,一种不可理喻的死亡。小说归小说,在现实世界里,那里没有豹子,只有杂色狼。

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杂色狼?先不要在意这个名字,稍后我会谈起它的由来。你现在只要记住,犬科动物杂色狼。在1992年出版的《非洲哺乳动物行为手册》(The Behavior Guide to African Mammals)中有在乞力马扎罗峰5895米的峰顶附近一群杂色狼的目击记录。不同于《乞力马扎罗的雪》,《非洲哺乳动物行为手册》的作者是著名的动物行为学家,哈佛大学比较动物学博物馆哺乳动物助理教授理查德•伊斯特斯(Richard D. Estes)。2012年,当这本书再版“二十周年特别版”的时候,动物行为学大神、社会生物学的祖师爷E.O威尔逊(E.O Wilson)还做了序。

有这些科学家背书,杂色狼很可能会战胜我的本尊藏狐,成为世界上最“高”的犬科动物。即便排除纯目击记录,科学家们也曾于1995年在埃塞俄比亚海拔4050米的萨内蒂高原(Sanetti Plateau)发现过杂色狼的尸体。杂色狼到这样高寒的地方来寻找什么,估计是食物。

谁是杂色狼

谁是杂色狼,想必即便是国内非常熟悉非洲哺乳动物的研究者很多也会对这个名字感到一头雾水。而当你把“杂色 狼”翻译成希腊文或者拉丁文的时候,很多人就会恍然大悟了:Lycaon pictus,这是它的学名,Lycaon来自希腊语,意思是“像狼的”,Pictus来自拉丁语,意思是“涂画的”。由这个拉丁学名引申而来的有一个英文俗名,叫Painted Wolf,这也是“杂色狼”的真正来历。

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然而,Painted wolf虽然非常准确的描述了这种动物:它长得像狼,体色斑斓,一般是黑白黄橙错杂,就像拍糊了的三花猫,却只是这种动物众多英文俗名中不太被广泛接受和使用的那个。

在更多时候,不管是学界还是民间,它被人称作“African wild dog”,也就是非洲野犬(狗)。这个随意的名字也不能算很离谱,因为当我在津巴布韦的马纳普斯(Mana pools)国家公园,在赞比西河畔的晨光中第一次撞见它们的时候,第一反应也是:这些家伙真像家犬啊。后来拍了照片发朋友圈,也有朋友评论说,为啥要跑那么远去看,我们那的土狗就长这样。

这是一个巨大的错误。根据最新的分子生物学研究,杂色狼与家犬(也就是灰狼)的祖先早在300万年前就分家了。相比之下,家犬跟豺、金背胡狼和郊狼的亲缘关系要近得多。在杂色狼诞生的那个时间和那个地点,也就是三百万年前的非洲,我们的祖先刚刚同黑猩猩的祖先分道扬镳。那时候,我们的祖先和杂色狼应该彼此很熟悉。因为直到近代,杂色狼还是非洲最常见的动物,也是非洲分布范围最广的动物,除了极端干旱的沙漠和赤道地区的低地雨林,杂色狼的足迹遍布整个非洲大陆。

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杂色狼的成功秘诀并不是那么显而易见。就像“土狗”一样,它看上去确实没什么出奇,体型跟拉布拉多相仿,只是显得身材更修长,脸更短,耳朵更大。在猛兽辈出的非洲大陆,这实在算是其貌不扬。就是这其貌不扬的杂色狼,却是非洲,甚至是地球上捕猎成功率最高的动物之一,每次出击都有差不多六成的把握不会空“嘴”而归,它们的猎物,主要是各种羚羊、疣猪,有时候也会有角马这样的大家伙。要知道在同一个地盘上,狮子和鬣狗的捕猎成功率很少超过30%。

杂色狼从不单打独斗,这也是在哺乳动物捕食者中极其罕见的。按照E.O.威尔逊的评价,杂色狼是社会行为最复杂的食肉目动物。它们总是群居生活,最小的群是一对成年杂色狼和它的未成年孩子们,而最大的群有四五十只之多。在大群里,雌性和雄性各有一个领袖,它俩会领导整个狼群,并且享有几乎唯一的生育权。领袖夫妻一年生育一胎,每胎平均有10个狼崽,多的时候甚至可达20只,这是所有现有犬科动物里最多的,也能保证只要一对繁殖就可以维持整个狼群的发展。

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幼崽出生后的头几周是在洞穴里度过的,母亲会一直守护在近旁,她的吃饭问题就由群里的其他杂色狼带外卖回家了。等一个月后狼崽们可以吃肉的时候,母亲才会允许群里其他个体接近,因为现在狼崽也需要吃外卖了。在爱幼方面,杂色狼绝对是典范,大家打猎带回来的外卖,小朋友先吃。小朋友吃饱了才是带头夫妻,然后是其他狼。跟大部分社会性哺乳动物不同,长大了的杂色狼,雄性会留在群里,而雌性多数选择出走,加入别的狼群。

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除了长幼有序,杂色狼还有“民主议事”制度,2017年,美国、英国、博茨瓦纳和澳大利亚四国科学家共同发表了一篇论文,描述了博茨瓦纳奥卡万戈三角洲的杂色狼群体的一种特殊行为:用“喷嚏”投票。他们观察到当杂色狼准备集体捕猎前,往往会有一种奇怪的仪式,那就是一个接一个的“打喷嚏”。如果是带头夫妻中的一个最先开始打喷嚏,那其余个体只需要超过三个跟着打喷嚏,大家就会起身捕猎;而当带头夫妻没发话,群里的其他个体先打了喷嚏,则需要接力到至少十个大家才会出发[1]。

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这只是一个例子,来说明杂色狼的社会行为有多复杂。确实,如果你如果只是刚刚接触杂色狼群,可能觉得它们并不是那么“social”,因为相比起我们熟悉的狗或者灰狼,杂色狼的肢体语言,特别是面部表情要少得多。而且它们也不像狗(狼)群那么聒噪,声音信号也不丰富。

从打喷嚏投票这个研究来看,杂色狼并不是不善表达,只是我们还没有完全破解它们的沟通方式。反正我在马纳普斯,看到当一群本来还懒洋洋铺了一地的杂色狼突然整齐划一的排队出动、兵分几路去伏击高草丛中的疣猪的时候,完全是被惊呆了。当然,说它们“相貌平平”,也不意味着杂色狼就是头脑发达四肢简单的nerds,它们的奔跑速度可达每小时六十公里,有时候也会连续追击一个小时不放弃。

不幸的是,杂色狼的这套行为模式,并不是它独有的。在非洲大陆,另一种新兴的动物采取了极其相似的生存策略,这就是人类。绝大多数时候,杂色狼并不是人类的直接敌人,罕有杂色狼攻击人的记录,但是,相似的生存策略和近似的食谱,让它成了人类的竞争对手。先是农垦撕碎了杂色狼原本成片的栖息地,接着就是人类把武器对准了杂色狼,因为它们并不拒绝把人类饲养的牲畜作为野餐。

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万年路人甲

这个过程不知道持续了多久,因为人类一直没有怎么重视这种“普通”的、“其貌不扬”的动物,即便是二十世纪末的现代文明。1994年,迪士尼动画大电影《狮子王》上映,这部二十多年来持续收割新粉丝的电影从某种程度上是一部生态纪录片,虽然故事的模板似乎脱胎于莎翁的《哈姆雷特》,但放在狮子身上则是之前几十年动物行为学研究的结果,因为科学家们观察并描述了狮子的“杀婴”行为。

这部动画长片也是很多小朋友的非洲启蒙,“哈库那玛塔塔”成了世人皆知的非洲“土语”,疣猪和狐獴的名字也变成了“蓬蓬”和“丁满”,拇姬老师的形象也固定成了老法师。就连大反派们也被人牢记,比如那些斑鬣狗——虽然由于糟糕的中译,它们被叫成了“土狼”,而真正的土狼则是斑鬣狗一种吃虫子的近亲。

你可能不知道,在最早版本的动画里,迪士尼的画师们在“刀疤”身边安插的反派并不是斑鬣狗,而是杂色狼。更换演员的原因显而易见,比起沉默的杂色狼,叫起来像是奸笑的斑鬣狗显然更有“戏”。杂色狼躲过了一次背上污名的“横祸”,但是错过了一次出名的机会。

在《王朝》的五个主人公里,只有杂色狼是之前从未当过主角的路人甲,在虚构作品里是如此,在生态纪录片里也是如此。杂色狼绝对是实力派,但我们从来都没仔细观看过它们的表演。

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改名,能否转运

杂色狼被重视,只不过是最近二十几年的事。因为科学家们突然发现,原本到处都是的杂色狼,现在居然濒危了。目前世界上仅存约6000头杂色狼,有繁育能力的更是少数。这些杂色狼被困在从阿尔及利亚到南非的近百个碎片化的栖息地里。虽然已经是IUCN的濒危物种,杂色狼的现状仍旧不乐观,除了栖息地碎片化趋势很难扭转外,人兽冲突造成的报复性捕杀,也是杂色狼种群数量继续下降的原因。

怎么办?拇姬老师曾经在小说中写道:命名,是一切力量的根源。有些保育学者发起了给杂色狼改名的行动。改什么?改原名。不要再叫“非洲野犬”了,这个名字不但让很多当地人认为它们不过就是非洲田园犬,也让那些原本可以贡献一份力量的“外人”兴趣索然。Painted Wolf,它们是狼,是野生动物,不是狗。这个名字在欧美获得了越来越广泛的接受。不管是大卫艾登堡爵爷还是BBC自然史部的创意总监,也是《王朝》系列的掌舵人麦克•冈顿,都坚持在片中使用Painted Wolf而不是African Wild Dog。

《王朝》的引进,给了非洲野犬在中国改名一个契机,BBC的朋友给它的中文名字是“杂色狼”。杂色狼还不是这个物种在中国的正式名称,你也可以给一个你更心仪的中文名字,反正最后叫得多了,也就约定俗成了。

当你知道它,认识到它,了解了它,这种非洲最成功的捕食者的未来,就会更光明一点。

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参考文献

[1]: Sneeze to leave: African wild dogs (Lycaon pictus) use variable quorum thresholds facilitated by sneezes in collective decisions. Reena H. Walker, Andrew J. King, J. Weldon McNutt, Neil R. Jordan. Published 6 September 2017.DOI: 10.1098/rspb.2017.0347

图片来源:瘦驼

西兰花不渗水是因为“脂溶性农药”?利用科学知识忽悠你而已

某款洗涤灵产品做了一个实验来展示“去农药效果”。

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第一幅图是超市买回来的西兰花,放在自来水下冲,水不会渗进西兰花,而是往四周流开了,字幕解释是“因为西兰花表面有一层脂溶性农药”。实验是把西兰花切成两半,一办泡在加了洗涤灵的水中,另一半泡在清水中,拿出来后对比分明。把它们放到自来水下冲,用清水泡的那一半依然如故,水不会渗进而是流开;用洗涤灵泡过的那一半则不会,水自然地流进西兰花中。

实验的目的,是为了宣传所用的洗涤灵能够“去除农药”。人们经常说“有图有真相”,然而这个实验,“有视频,也还是忽悠”。

为了揭穿这个忽悠把戏,先讲解一点界面科学的基础知识。

接触角

在界面科学中,有一个概念叫做接触角。接触角的直观定义,是当一滴液体置于固体表面时,“液体与固体的界面”(下面图中的红色线)与“液体与气体的界面”(下面图中的绿色线)之间的夹角(下面图中的θ)。

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当接触角很大的时候,液体就就不容易在固体表面铺开,如果接触角大到180度,液滴就形成一个小球;如果接触角很小,液体就容易铺开而打湿固体表面,接触角是0度的极端情况,水完全铺开而看不到“液滴”。
对于水而言,接触角的大小主要取决于固体表面的疏水性——疏水性越强,接触角就越大。

自然界的超疏水现象

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在自然界中,水在很多物体的表面都能形成很大的接触角,比如荷叶。水在荷叶上形成可以自由滚动的水珠,首先是因为荷叶表面有一层“蜡”,而蜡的疏水性很强。其次,荷叶看起来光滑,微观上其实有许多微小的凸起。这种“许多凸起的疏水表面”被称为“超疏水结构”。在超疏水结构上,接触角接近180度,水无法留在上面,也无法把它打湿。

荷叶表面形成超疏水结构(by William Thielicke)

荷叶表面形成超疏水结构(by William Thielicke)

西兰花的表面有一层蜡,也有许多密密麻麻的凸起,虽然不像荷叶那么极端,但也足够形成极大的的接触角,从而使得水无法打湿表面,更无法进入其中。

洗涤灵改变了蜡表面的疏水性

洗涤灵中的有效成分是表面活性剂,其核心特征是分子中有一个“亲水的头”和一个“疏水的尾巴”。亲水头能够和水愉快地呆在一起,而疏水的尾巴能和蜡之类的疏水表面良好互动。把西兰花泡在含有洗涤灵的水中,表面活性剂的分子就会跑到西兰花的的表面。疏水的尾巴附着在西兰花的蜡质上,而亲水的头冲着外面。对于水来说,相当于西兰花的表面不再是疏水的了,因而接触角大大降低。接触角降低了,尽管那些密密麻麻的凸起还存在,但也无法形成超疏水结构,水也就不会受到排斥而流开了。

简而言之,这个实验的现象是真实存在的。但是它跟农药无关,实验者只是利用了一个客观存在的实验现象,牵强附会到农药和洗涤灵而已。

本文来自云无心的微信个人公众号,首发于“全民较真”,未经许可不得进行商业转载

果蝇也有“择偶文化”?科学家们刚在实验室里制造了一种

本文来自窗敲雨的微信个人公众号“酷炫科学”,未经许可不得进行商业转载

2018年11月30日,有研究者在《科学》上发表了一项十分有趣的研究:他们在实验室的果蝇中间创造出了一种“流行文化”——确切地说,是让雌性果蝇们通过观察同类形成了一种择偶的偏好。

在人类之外,不少动物群体中也存在着文化。和遗传的先天特质不同,动物们通过观察和学习同类获得这些“文化趋势”,并让它们在群体中代代相传,例如一些鲸与鸟类所演唱的“曲调”,或者猿类互相理毛的动作。

在此之前,人们对动物文化的观察都集中在脊椎动物当中,那么像果蝇这样的小昆虫是否会在群体中产生某种文化趋势呢?为了回答这个问题,研究者们进行了一系列实验。他们把原本没什么不同的雄性果蝇分别上了色,把它们变成绿色和粉色两种。接下来,一些作为受试的雌性果蝇会通过透明容器观察到其他雌性果蝇在不同颜色的雄性果蝇中选出交配对象,然后它们自己也会面临同样的颜色选择。实验发现,通过这样的观察,雌性果蝇很快就可以学到新的“择偶流行趋势”:观察过同类选择的果蝇总是倾向于选择相同颜色的雄性果蝇,而没有观察过的对照组选择结果基本是随机的。

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(这里只是一个示意图,“观察者”与“演示者”实际是用透明容器隔开的)

而且,这种“文化趋势”还可以比较稳定地保持下去。在数次观察到同类选择同一种颜色之后,再过24小时之后受试果蝇依然会做出同样的选择(24小时在果蝇的生命中是挺长的一段时间了,它们一共才只活40天左右)。研究者们还进行了“择偶文化”代代相传的实验,从上一次实验中学到了颜色偏好的6个“观察者”会成为下一轮的“演示者”,再让新的果蝇从它们身上看到颜色选择的趋势,如此反复,可以让颜色偏好的趋势传递八代。

这些实验结果显示,在动物界通过社会学习形成的“文化传统”可能远比人们过去想象的更加普遍。

原论文:http://science.sciencemag.org/content/362/6418/1025

一个相关报道:https://www.sciencemag.org/news/2018/11/even-fruit-flies-succumb-cultural-dating-pressures

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这种蜂被写入了濒危物种保护法案,它们还剩下多少希望?

本文来自微信公众号“果壳少年”,未经许可不得进行商业转载

“如果失去蜜蜂,人类只能再活四年。” ——阿尔伯特·伪·爱因斯坦

你多半听说过这句流传甚广的谣言。爱因斯坦并没有说过这句话,而且它也不符合事实。尽管人工养殖的欧洲蜜蜂(Apies mellifera)是最常见的传粉昆虫,但只有大约30%的食用农作物由它传粉,而且大多在温带地区。

携带着花粉“满载而归”的欧洲蜜蜂。图片来源:Muhammad Mahdi Karim/Wikipedia

携带着花粉“满载而归”的欧洲蜜蜂。图片来源:Muhammad Mahdi Karim/Wikipedia

在剩下的70%里面,粮食作物主要是风媒(比如玉米)和自花授粉(比如水稻),而其他农作物,尤其是热带的农作物则依赖野生的传粉昆虫。

了不起的传粉担当

Bombus spp.)能传粉的植物种类比蜜蜂多。比如说,熊蜂的“舌头”比较长,可以为乌头之类把花蜜藏得很深的花传粉。此外,在高海拔和高纬度地区植被里,蜜蜂不宜生存,而熊蜂耐寒。熊蜂传粉具有相当高的生态价值,已知海拔最高(6700米)的虫媒传粉事件,就是由熊蜂担当的。

传粉昆虫种群的健康程度,是生态系统功能评价的一个重要指标。换言之,传粉昆虫种群的退缩会影响植被的自然更新,传粉昆虫的灭绝会让依赖它的植物失去繁殖机会。前些年热议的“蜂群崩溃综合征”让人们意识到了这种迫近的危机。不过,这个事件主要是造成农业上的损失,主角欧洲蜜蜂数量极多,并无灭绝风险。真正受到威胁的,是熊蜂。

正在减少的野生熊蜂

如今,整个北半球的野生熊蜂种群都在减少,最主要的原因是栖息地破坏和农药的滥用。前者在发达国家比较显著,因为农业集约化程度高,农田生物多样性水平很低;而且为了机械化生产,单一作物的栽培面积往往很大。如果地里种的是玉米或者小麦,熊蜂就找不到吃的。后者在发展中国家和发达国家同样严重。上世纪九十年代,对哺乳动物和鸟类无害的新烟碱类杀虫剂开始广泛应用,而这类杀虫剂对蜂是致命的。

根据IUCN红色名录的评估,生存受威胁的熊蜂一共有22种,其中易危(VU)9种,濒危(EN)8种,极危(CR)5种,接近全世界熊蜂物种数(约250)种的十分之一。需要注意的是,这22种里4种来自欧洲,18种来自北美,亚洲——主要是中国一种都没有。这当然不是因为中国的熊蜂被保护得比较好,而是因为没有足够的数据用于评估。如果得到学术界足够的重视,濒危熊蜂的物种数量应该还会增加。

熊蜂的自然分布。图片来源:FunkMonk/Wikipedia

熊蜂的自然分布。图片来源:FunkMonk/Wikipedia

已知的5种极危熊蜂都生活在北美,它们的命运和当地的人类土著十分相似:被殖民者带来的技术和疾病杀死。除了前述两种原因之外,名为熊蜂微孢子虫(Nosema bombi)的寄生真菌也是熊蜂蜂群减少的重要原因。这种真菌在雄性熊蜂的体内大量繁殖,导致受害者的身躯肿胀而无法与蜂后交配;只有受精卵才能孵出工蜂,而蜂后不交配就没有受精卵,这样整个蜂群都会被饿死。熊蜂微孢子虫和熊蜂共同存在已经有很长的历史,关于它为何突然变得如此致命,科学家有一些猜测。

20年前,可能来了位“不速之客”。图片来源:Wikipedia

20年前,可能来了位“不速之客”。图片来源:Wikipedia

为了给番茄之类蜜蜂搞不定的作物授粉,人们在二十多年前把商业化养殖的东方熊蜂(Bombus impatiens)引入了北美,这些蜂身上携带的微孢子虫和北美的不一样,有可能在北美的蜂群中造成严重的病害。北美熊蜂的衰退正好始于二十年前,时间上的巧合也非常可疑。

把锈斑熊蜂列入保护法案

2017年,美国环境署把5种极危熊蜂之一的锈斑熊蜂(Bombus affinis)列入了濒危物种保护法案(ESA,Endangered Species Act)的名单,这是第一种列入ESA的蜂类,意味着人们终于开始重视这类重要传粉昆虫面临的灭绝风险。

ESA是世界上水平最高的物种保护行动之一,自1973年颁布以来已经将2000多个北美的濒危物种列入名单实施保护。然而,迄今为止被ESA除名的物种只有56个,其中10种灭绝了,种群恢复到无须特别保护的只有28个。从ESA保护成功的比例上来看,濒危熊蜂的前景并不乐观。

岌岌可危的熊蜂之一锈斑熊蜂。图片来源:Wikipedia

岌岌可危的熊蜂之一锈斑熊蜂。图片来源:Wikipedia

过去十年里,意识到北美熊蜂蜂群减少的人们也采取了一些保护措施,比如说规范新烟碱类杀虫剂的使用、在田间和高速公路沿线的绿化带种植本土蜜源植物、鼓励社区建立保护传粉昆虫的花园(conservation garden)等等。对于微孢子虫,目前尚没有控制的方法,只能寄希望于熊蜂自己产生适应性的突变。

同为5种极危熊蜂之一的富兰克林熊蜂(Bombus franklini)很可能已经灭绝,留给锈斑熊蜂的时间已经不多了。

揭秘食品包装背后的真相 | 线下沙龙回顾

几乎没有食物少得了包装。易拉罐、塑料瓶和纸包装饮料,哪个更安全?食品包装里的“微塑料”是什么?包装饮料和食物,包装材质应该怎么选?什么样的包装才更环保?科学松鼠会成员,清华大学化学系博士生,从事生物质新能源相关课题研究的孙亚飞老师为大家带来演讲《食品包装背后的故事》。

以下为孙亚飞演讲实录:

我们这个时代面临一个非常直接的问题,食品包装安全性的问题。今天,我给大家讲讲我们食品包装背后的一些故事。

演讲嘉宾孙亚飞:《食品包装背后的故事》

演讲嘉宾孙亚飞:《食品包装背后的故事》

生活中我们常见的食品包装有易拉罐、纸张和塑料,其实,这三个包装里只有一个真正的包装:塑料。

比如我们常见的用于包烧饼的纸包装,打开之后你会发现,内壁是塑料;大家把易拉罐拆开,然后拿强碱剂泡一下,你会发现易拉罐内侧是塑料薄膜。因此,这三个材料本质上一样的,都是塑料材料。我们真正去做食品包装的时候,去认识食品包装的时候,首先第一个就是要去了解塑料的性质。

在演讲开始之前,我和杜老师还在讨论关于微塑料的话题。微塑料是怎么一回事?今年BBC提出来在瓶装水里面发现了微塑料。这个问题严重到什么程度呢?全世界任何一个地方都不可能避免,甚至是4500米深的海鱼里面都能够找到微塑料的痕迹。

绿海龟吞食塑料,人们早先认为塑料垃圾会让海洋生物误食,现在他们进一步发现了微塑料的问题 。图片来源: Troy Mayne / WWF

绿海龟吞食塑料,人们早先认为塑料垃圾会让海洋生物误食,现在他们进一步发现了微塑料的问题 。图片来源: Troy Mayne / WWF

但是幸运的是微塑料的颗粒非常小,而且它是惰性的,跟人体没有直接的反应。微塑料通常很小,直径大概是在几微米。当然也有大的,直径几微米,但是长度可能会达到几厘米这么长。

微塑料对食品有什么影响呢?比如海洋里面因为微塑料很多,现在的海盐,就是我们吃的食盐里面也会有微塑料。如果我们有些人喜欢用粗盐,粗盐里面会含有更多的微塑料。微塑料已经是不可避免的,但是它对我们造成的影响还需要更多的科学实验来证明。

图片来自flickr | Oregon State University

图片来自flickr | Oregon State University

塑料对我们的影响比微塑料更复杂更多。第一个就是塑化剂。2010年发生过一个特别严重的事情,而这个事情也是促使我走向科普道路的一个事件。2010年我当时本科毕业正在工作,所做的项目正好是塑料的助剂,也就是塑化剂。在大陆翻译叫增塑剂,在台湾当时翻译成塑化剂,英语是PAEs phthalates。这种材料为什么会造成这么大影响?它是哪来的?当时因为看到媒体转载的文章里面出现非常多的错误,而且不少人的感受是所有的塑料都含有增塑剂的,其实这是错误的,所以我决定站出来做科普。

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首先,我们来认识不同的塑料。一般在瓶底,也会在瓶身上面,有一个三角形的框,这里面有一个序号,这个序号是1到7,三角形是代表循环使用的途径。每年每一种塑料的产量都有几千万吨,如果不回收,这种资源就太浪费了。

图片来自pixabay

图片来自pixabay

1到7就是这下面列的这七种塑料,7号塑料并不是真正的7号塑料,7号在回收的途径里面叫“其他” 就是others。因为现在PC塑料,也就是聚碳酸酯塑料现在用量比较大,所以现在一般7号塑料就是指它。

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比如说PET,你知道它是对苯二甲酸 ,它还有一个更常见的名字,涤纶。这种瓶子回收了做衣服。巴西的奥运会好多国家是拿瓶子去做了涤纶的衣服,更常见的是做什么?做涤纶的绳子。

这七种塑料,有六种会跟食品直接接触,但是它们并不都是安全,我给大家依次讲解一下。

1号塑料。

1号塑料。

这是1号塑料,就刚才我说的PET,也叫涤纶。它非常干净,里面几乎不用任何的添加剂,非常透明,刚生产出来的透明度可以达到90%以上,跟我们现在戴的眼镜非常接近了。所以,一般不会加任何的塑化剂。只有一种,就是在聚合的时候会加一种催化剂是含锑(Sb)的,但是一般的饮料是不会对它发生萃取作用,所以这种塑料材质总的来讲是非常安全的,这也是矿泉水瓶大量地使用这种材料的原因。

但是它有一个非常大的缺点不耐热。80度以上就会严重变形,到了140度之后基本就融化了。所以在我们平常使用的时候有一个注意的地方,就是不要去装热水。网上有报道说拿这个瓶子反复喝水会致癌,那些都是子虚乌有的。这个瓶子应该说是在我们塑料瓶子里面非常接近安全的一种材料。

2号塑料。

2号塑料。

这是2号塑料。八九十年代打酱油一般就是拿这个。这个叫高密度聚乙烯,也较HDPE。这个材料总的来说是安全的,但是不适宜装液体的食物。

因为它生产出来后本身是半透明的,为了让它的强度更高,不得不去加一些石灰或者是二氧化硅。如果用这种塑料制品去装油,包括装奶制品,都不可避免会发生萃取或者说让它发生溶解,因此,这种塑料相对来说就没有那么安全。现在的超市里面卖油用的一般都是1号,因为它既耐水又耐油。

4号塑料。

4号塑料。

这是4号塑料,也是我们平常生活当中最常用的塑料包装。它可以做得非常薄。这一类的塑料捻开的时候,有的很容易,一搓就开,有的怎么搓都搓不开,这是因为我们用了一些化学助剂去调整塑料的参数。虽然用的量很少,但是如果跟食品的可食用部分直接接触的话,是有一定风险的。所以,这种塑料用来装食物没有太大问题,但是不要直接跟食品的可食用部分接触。

5号塑料。

5号塑料。

这是5号塑料PP聚丙烯。聚丙烯被公认是最安全的塑料,它不仅没有助剂的问题,还可以耐高温,放在微波炉里面能够耐受140到150度的温度。目前很多的餐饮业也在推广使用这种塑料,但是成本相对要高一些。

6号塑料。

6号塑料。

这是6号塑料,聚苯乙烯(PS)。聚苯乙烯很多年前一直被妖魔化,一提到这种泡沫饭盒,我们都觉得它污染很严重毒性很大。但是与大家想象的正好相反,其实聚苯乙烯总的来讲还是比较安全。它唯一不安全的因素是在很高温度的时候会分解成苯乙烯,苯乙烯是有毒的,但是聚苯乙烯没事。

我们一般把聚苯乙烯做成泡沫使用,此外,喝咖啡的杯盖一般是PS的。为什么不拿它直接既做咖啡杯又做咖啡盖呢?不是因为成本的问题而是因为它虽然安全性好,但是却有一个工程性的问题,他的结晶性非常高,结晶性高就偏脆。

7号塑料。

7号塑料。

这是7号塑料,聚碳酸酯(PC)。聚碳酸酯前几年引起过一个比较大的事情, 2012年,欧盟提出来要开始监制聚碳酸酯的奶瓶。奶瓶用这个塑料非常好,因为PC是这里面唯一的一种工程塑料,它的加工性能远远超过其他塑料,耐磨性还有力学性都非常好。但是它唯一的缺点是里面含有双酚A。双酚A是生产PC材料的原材料之一,而且不像PS,双酚A在PC里面的残留是很难清除的,因为聚合方式不一样。

此外,双酚A是环境雌激素。激素只要非常小的量就可能对人体造成直接的影响。科学证明,当双酚A在我们的尿液的含量在1.43PPB( 十亿分之一)的时候就可能对健康造成影响。也就是说,如果塑料里面大概含有不到一微克这么一个量的时候,就可能对人的健康造成影响。

因为PC塑料地广泛使用,美国大概92%的成年人存在双酚A在尿检当中超标的问题。中国的情况也不乐观,我之前查过一个资料,广州出现这个问题的概率大概在85%,估计上海的情况也不乐观。

有些家长反映说,孩子没有到青春期就开始出现了一些性征,有一些研究认为,这可能是和环境激素有关系。另外,双酚A可能和一些癌症之间也存在关联。所以,在欧盟提出禁止PC的奶瓶之后,中国很快也禁止了。现在的奶瓶都换成了玻璃或者PP,但是问题并没有真正解决,因为像这种PC塑料在我们生活中还是用得非常普遍。所以,如果家里还有这种老式饮水桶的话,我建议回去最好更换掉。

演讲嘉宾孙亚飞:《食品包装背后的故事》

演讲嘉宾孙亚飞:《食品包装背后的故事》

接下来讲一下3号塑料 PVC,又叫聚氯乙烯,聚氯乙烯就涉及到我们刚才提到的塑化剂的使用。刚才上面六种塑料里面完全没有提到塑化剂的材料,真正跟塑化剂有关的只有这一种塑料和另外一种叫PVDC的塑料,但是那种塑料用的量非常少。

聚氯乙烯在生活当中的应用非常广泛,有这种很硬的管、水晶垫、PV的垫片等。

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这三种居然是一种塑料,如果我不提,可能很多人都难以想象。这三种塑料怎么能够做到这么大的形象差异?就靠一样,增塑剂。通过调整塑化剂的比例就可以生产各种各样的塑料制品。

上图左边这个里面的增塑率大概只有10%-20%,右边这种水晶垫的增塑率大概在40%左右。如果能够做到这种密封垫跟橡胶一样,弹性非常好,它的拉升可以拉到两倍、三倍的长度,增塑剂的比例能到50%-60%。增塑剂越多它的透明度也会越高,因为它不结晶了,几乎跟我们高温的固体一样,跟液体差不多了。

这样的材料在我们生活当中跟食品总的来说接触得不多,只有极少数的时候会使用。如果是老款的玻璃瓶的啤酒,把盖掀开之后,里面有一层小的垫片就是用PVC去做的。现在技术好了,用HPE,就是聚乙烯也可以去实现了。

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这个管道在一些食品工厂里面有时候会出现的。按照食品的法规,食品工厂里面都要采用硬连接,只能用不锈钢作为直接接触食品的要求。但是有一些工厂在调试或者为了省钱,可能会有一些PVC管。除了这种硬管之外,可能有软管,也可能会造成增塑剂在食品里面出现。

目前来讲,虽然也有人说聚氯乙烯可能是跟双酚A一样是环境雌激素,但是就我所看到的文献,没有特别的证据证明它和人体的激素有一定关系。但是可能会和一些疾病有关联,这是它的一个风险。

讲完这些,大家应该对我们身边的塑料有一个充分的认识。实际上塑料材质不是洪水猛兽。我们每年生产几亿吨各种塑料,只有大概不到1000万吨是含有增塑剂的。跟我们生活比较密切相关,跟我们食品直接相关的,只有极少数的几种有安全问题。

在用塑料制品的时候,关键是注意好以下几点:

第一:是装合适的东西。比如说矿泉水瓶,它什么都能装,但是有一些可能就不适合装油。聚乙烯塑料袋,就不适合装油了。

第二:注意使用温度。

第三:尽量避免光照。因为光照对塑料来讲会造成老化,老化之后的塑料安全性就没法保障了。一般来讲,我们家里面用的塑料制品尽量不要超过三年。

第四:塑料和金属一样,也会疲劳,你反复地去用机械力给它造成一些伤害的时候,它也会发生一些反应,也是有一定隐患的。这就是我们对食品用的这些塑料的一个比较全面的观察。

接下来谈到金属材质。提起金属材质,大家想到的应该就是铁,因为铁在我们生活当中用的最多, 除了菜刀、锅这些东西之外,最常用的是不锈钢。

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不锈钢在食品工业里面几乎是跟食品接触最多的。不锈钢里面含金属铬。金属铬对人体怎么样?这个问题我也想澄清一下,一般跟食品接触要求是304以上的不锈钢。它的铬的溶出是用硫酸做实验。如果在硫酸里面不到安全线的铬的溶出才能够被称作304钢。我们的食品不会比硫酸的腐蚀性更强,所以我们不用担心不锈钢对人体的影响。

另外一种常见的铁是马口铁。马口铁叫名字大家有点陌生,它也叫镀锡铁。很多人吃的罐头, 内层有点发黄的那种材料就是马口铁。

图片来自pixabay

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“马口”据说是在澳门生产的,澳门的英语叫Macao,所以后来就翻译成马口铁。马口铁跟我们食品接触的是锡,为什么会用到锡?锡对食品来讲影响非常小,锡的活性很低。它唯一的一个问题是不耐低温,大家可能听说过拿破仑去俄罗斯征战,用锡制的纽扣到冬天掉了。那个故事不是很真实,但是有一个故事是真实的,就是去南极考察的时候,有一个英国的考察队用锡壶装汽油,到中转站之前就全部漏光了。因为锡在低温的时候变成了粉末。锡除了在低温的时候会变成粉之外,其他没什么问题。我们如果家里面有锡器,千万记得别放冰箱里。

总的来说,马口铁是比较安全。此外,锡其实有味道,有些人如果比较敏感是能感觉到锡的那种特殊的味道。

用铁制作设备,比如铁锅,如果你长期贮存,它会溶出铁离子,特别是游离的铁离子或者亚铁离子,吃多了对人体非常不安全。我们平常补铁,说实话,从安全的角度来讲,不建议补游离的铁,尽量还是从食品当中去获取铁元素。

美国人喜欢吃补剂,几乎每年都有小孩按成人的量吃补剂造成中毒。因为它是会产生自由基会有中毒的问题。从食品安全的角度来讲,用铁器尽量用马口铁或者不锈钢,这两个是比较安全的。

再一个就是铝罐。烧烤中用到的锡纸并不是锡,而是铝箔。因为锡除了不耐低温之外,它也不耐高温,200多度就化了,虽然有些人说铝会造成老年痴呆,但是铝箔在包食物的时候,实际上基数很少,再加上它跟食品、痴呆的关联现在也没有得到证实。

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易拉罐刚才我已经解释过了,它看似是金属的包装,但是它实际上真正跟食物接触的是里面的那层薄膜,所以它不存在铝污染的问题,但是却带来了更严重的问题。它里面用的是环氧树脂。如果大家见到一种防水的停车场,可能有印象,绿的那种。那个绿的是环氧树脂。

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这个环氧树脂就是咱们铝罐里面用的涂层,这个涂层非常的精密,在罐里面它大概只有不到一微米的厚度。它的生产技术不比造飞机简单,造飞机用的零件都没有这么精密,但是它给我们带来的问题却是非常大。

环氧树脂和聚碳酸酯一样,也是用到双酚A。易拉罐一般装的是碳酸饮料。碳酸饮料真的是碳酸吗?不是,它里面用的是磷酸。我们喝的可乐,它的酸度可以达到2.8。这个酸度,我们一般的人的牙齿其实是不怎么能够耐得住这么高酸度的。长期喝可乐,牙的保养是很成问题。既然连牙都可能会遭受到这种腐蚀,那么环氧树脂也会受到影响。

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在酸性的饮料下面,环氧树脂的膜非常容易被萃取,饮料里面的双酚A的浓度可能比PC装水里的更高。从这个角度来讲,我建议咱们家里孩子或者孕妇这样的一些特殊人群,在喝易拉罐饮料的时候千万留点神。

到目前为止,没有一个工业化的其他的材料能够替代这个罐子。所以可能在很长一段时间里面,易拉罐仍然会使用环氧树脂作为内透膜,这在食品包装上面其实非常严重的一个事情。此外,我国到目前为止,没有一个能够生产易拉罐的企业。80%以上的易拉罐是由美国的三家易拉罐厂生产的。这三个易拉罐厂其实已经形成了一个商业联盟,对公众,易拉罐使用环氧树脂作为内透膜这件事一直是被抹掉的。我们不得不承认,食品安全有时也是会受商业利益的影响。

除了刚才已经知道的这些事情之外,金属包装也有一些其他的隐患。比如说重金属,我们最常见的情况有 铅、汞、镉、铬、砷,砷实际上不是金属元素,但是一般在讲重金属的时候都会给它列入在内,它就是砒霜的不幸的来源。另外几种,铬我刚才已经提到了,不锈钢里面会含有。镉在锌里面有的时候会含有,还有就是电池里面也会含有。镍,其实食品里面几乎很少会遇得到,不锈钢一般是用铬,很少用镍。再一个是汞和铅,汞和铅过去很多是炼丹。除了刚才讲涂层的问题之外,还有就是颜料。颜料很多是含有重金属的,我们在用任何纸包装的时候,千万注意不要让颜料去和你的食物直接接触。

除此之外,也讲一下特氟龙。特氟龙这几年的争议很大,它叫聚四氟乙烯,也叫不粘锅。它在生产的时候用一个中介叫全氟辛酸脂,全氟辛酸脂毒性非常低。总的来讲,特氟龙本身的安全性是有保障的,它只有一个缺点就是强度不高,你炒菜的时候尽量不要用铁铲,用木铲就行,不会给它刮破,但是吃下去,实际上对人体不会有太大的影响。现在新的技术已经出来了,不再用全氟辛酸酯作为中介品质生产。

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最后讲一下纸包装。像油条、烧饼、牛奶或者糕点,都会用到纸包装。这里面大部分里面都是有涂层的,这个涂层不用太担心,它不是环氧树脂,它是高密度聚乙烯的膜。这个聚乙烯有什么好处呢?从纸包装上你就能看出来,它在喷涂了之后,经过高温就可以把这个边封上,这是聚乙烯的一个特点。

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这种材料应该说对我们身体不会有太大的问题。虽然说纸看起来很环保,但是它跟食物接触并不是一个好主意,因为它里面会用到包括像胶,胶不是我说的这个聚乙烯的,有一些是用胶水去涂着的,还有就是油墨,这些对人体都可能会造成影响。所以我们在平常去包装食物的时候,我一直也是这么一个态度,不推荐去用纸包装。

以上就是我们生活当中常用的一次性材料,总的来讲,塑料之所以能够大行其道,安全性是有保障的。可即便如此,我还是想强调一下塑料和环保的关系。我虽然搞了很多年的塑料,但是我一直是提倡大家少用塑料。因为在环保方面,塑料给我们造成的影响实在是太大了。

20年前,那会儿坐火车的人应该都有感受,火车道两边全是扔的泡沫饭盒,还有方便面盒,造成了非常严重的白色污染。现在这些年好多了,因为我们从聚苯乙烯换成了PP的饭盒,pp饭盒更薄了,而且回收塑料方式也变得越来越完善。白色污染现在要好一些了,但是有一些看不到的污染,就是海洋里面。海洋里面的海产品可能现在都面临这么一个危机,塑料污染积压的空间。除了4500米深的微塑料之外,在太平洋上面还有好几个塑料的漩涡,因为洋流的问题,它存在这儿永远出不去的。我记得是离夏威夷岛不太远的地方,现在已经造成了很严重的生态问题,包括一些海生物,特别是食物链比较高的哺乳动物,影响就是不可逆转。

我们平常的生活当中,其实并不需要那么多的包装。很多人也一直在追问,过度包装提高商品的价值,它的意义在哪儿?我们平常在家或者去超市,尽量还是少用塑料。最安全的材料肯定不是塑料,玻璃和陶瓷是经过高温烧制的,经过一千多度高温烧制的,所以你装任何的食物它都几乎不会有任何的溶解。

作为化学化工行业的一员,我想对全世界说一句话:希望我们所有的人能够行动起来,为地球做一点贡献。

谢谢大家。

演讲嘉宾孙亚飞:《食品包装背后的故事》

演讲嘉宾孙亚飞:《食品包装背后的故事》

科学生活指南是科学松鼠会在巴斯夫(中国)有限公司的支持下举办的系列线下沙龙活动。每期将会有一个生活相关的话题,由多位嘉宾从不同的角度分享科学知识和看法,展现生活背后的科学思维方式,传递可持续发展的生活态度。