我大約在升上國中以後,第一次壯著膽子吃生魚片,那時候大人告訴我說:「要沾wasabi喔!wasabi可以殺菌,蘸了wasabi的魚肉才能生吃。」
當時大家都認為wasabi若用國語說,就叫「芥末」,後來聽說芥末其實只有調味功用,並沒有殺菌功能。最近幾年又有人說其實wasabi不是芥末,是山葵。而且報上還說,因為阿里山種了太多山葵,破壞了生態;除了影響林木發育外,所施用的雞糞肥料也引來蚊蠅,影響環境衛生及汙染地下水。
到底芥末與山葵是不是同一種植物?wasabi倒底是哪一種?wasabi倒底是調味用?還是兼具殺菌功能?
我對植物不內行,所以查了一些資料。發現芥末和山葵都是屬於十字花科(Brassicaceae,或稱蕓薹科),不過這一科可大了,包含甘藍菜、花椰菜都屬這一科,芥末不是一種植物,而是一群植物的通稱,這群植物分屬蕓薹屬(brassica)及芥屬(sinapis);山葵屬山葵屬(wasabia)。芥末與山葵都有辛辣味,可做調味料,比較大的區別是芥末主要是利用其種子,而山葵主要是利用其根。我們吃熱狗時,擠在上面黃色的醬是芥末,吃生魚片時搭配的綠色細末,則是山葵。
有趣的是,管它是蘸的是芥末或山葵,裡面都有相同的殺菌成分啦!
芥末和山葵裡面都有一種辛辣的成分──異硫氰酸丙烯酯(Allyl isothiocyanate),其分子式為C4H5NS,分子結構如下:
異硫氰酸丙烯酯微溶於水,但可溶於大多數有機溶劑中。根據研究,山葵的根、莖、葉都含有異硫氰酸丙烯酯,但以根部最多,每公斤根約含1564~3366 毫克的異硫氰酸丙烯酯,等重的莖只含254~373毫克,等重的根只含453~643毫克。
植物體內產生異硫氰酸丙烯酯,目的是為了克制草食性動物,免於被吞食,它們在演化的過程大概沒料到會有嗜吃辣的人類。順便一提,人類舌頭有酸、甜、苦、鹹、鮮等味覺,但並沒有對應於辣味的味覺細胞,辣味是味蕾遭灼燒後的疼痛感,為何人類會嗜辣(嗜疼痛)?頗耐人尋「味」。
異硫氰酸丙烯酯的辣味,連植物本身也受不了,因此以硫化葡萄糖苷(glucosinolate)的形式存在,此類物質結構如下:
其中的R基主要為碳與氫構成的原子團,R基變化多端,目前已知在天然植物中約有120種硫化葡萄糖苷,其間的差別就在R基的不同。以山葵為例,其體內所含硫化葡萄苷就有十二種,不過其中含量最多的硫化葡萄苷,其R基就是丙烯。植物本身同時有一種酶叫myrosinase,這種酶一旦遇到水,就把硫化葡萄糖苷切斷,釋出葡萄糖,剩下的部分就會變成異硫氰酸酯、腈類或硫氰酸酯。硫氰酸酯與異硫氰酸酯是異構物,R基若接在S端就叫硫氰酸酯,R基若接在N端就叫異硫氰酸酯。
為了避免無意間傷害植物本身,myrosinase和硫化葡萄糖苷貯存在不同部分,只有在植物遭到破壞時(例如牛羊嚼食時),此二者才會相遇。所以當人們磨碎山葵的地下根,製造山葵醬時,就發生下列反應,辛辣的成分才產生出來。
異硫氰酸丙烯酯能殺菌,可不是隨便說說,要拿出實驗的證據。科學家以腸炎弧菌(Vibrio parahaemolyticus)為對象做過研究。
腸炎弧菌主要寄生在海水或魚介類等海產中,據調查80 %海產中可檢出此種菌,故此菌一直高居食品中毒之主要元兇之一,所以腸炎弧菌之檢驗工作十分重要。感染此菌會造成下痢﹑水便甚至血便等,潛伏期約15-18小時。
此菌屬格蘭氏陰性菌,特別喜歡鹼性環境(pH 7.6-9.0),需在3-7 % NaCl下方能生長,此菌不使蔗糖發酵,可使葡萄糖發酵,所以要培養腸炎弧菌要針對以上特性著手。通常使用硫代硫酸鹽-檸檬酸鹽-膽鹽-蔗糖培養基(簡稱TCBS),其中含有酵母萃取液、蛋白凍、檸檬酸鈉(C6H5O7Na3‧2H2O)、硫代硫酸鈉(Na2S2O3)、牛膽汁、蔗糖、氯化鈉、檸檬酸銨鐵、溴瑞香草酚藍、瑞香草酚藍及洋菜。其中硫代硫酸鈉、檸檬酸鈉及牛膽汁中的膽酸鈉這三種鹽類可把pH控制在8.6,抑制不耐鹼性的菌種,有利腸炎弧菌生長。硫代硫酸鈉另有一個用途,它可提供硫,若有能分解含硫化合物的細菌,將產生硫化氫與鐵鹽反應,產生黑色沈澱,不過在本實驗並未用到此一用途。如果有其他可使蔗糖發酵的菌種落在培養基,因發酵產物會使溴瑞香草酚藍指示劑變黃色,呈黃色菌落;而腸炎弧菌因不使蔗糖發酵,將在培養基上呈現綠色圓形菌落。經由檢查,確認是腸炎弧菌後,可以把它們混入鮪魚懸浮液裡進行下一步驟的實驗。
鮪魚懸浮液的製法為:把30克的生鮪魚片用研鉢磨碎,然後與鹽水混合,形成懸浮液。把前述方法培養出來的腸炎弧菌混入裝有鮪魚懸浮液的試管,有些試管加入少量山葵,有些試管加入少量異硫氰酸丙烯酯,其中試管則不添加作為對照組。過了幾小時再計算其菌落數,結果發現,對照組的試管中,在數小時內菌落數增加了數萬倍,但添加了山葵或異硫氰酸丙烯酯的試管,菌落數明顯較少,如果添加山葵或異硫氰酸丙烯酯夠多的話,菌落數甚至比當初混入試管的菌落數還少。可見無論是山葵或異硫氰酸丙烯酯,都有良好的殺菌效果,尤其是脂肪含量愈多的鮪魚,效果愈好。
有些報導甚至指出異硫氰酸丙烯酯有治療,甚至抗癌的效果。
了解異硫氰酸丙烯酯的化學式中含有一個氮原子和一個硫原子後,不難猜想何種肥料最能提高山葵的品質。經實驗顯示用硫酸銨(NH4)2SO4作肥料,可使山葵根部的異硫氰酸丙烯酯含量提高約72%,因為這種肥料含有氮和硫;如果施用糞肥,對葉片中異硫氰酸丙烯酯最有效(可提高約51%),但對根部的異硫氰酸丙烯酯含量毫無幫助,別忘了山葵醬是取其根部研磨而成。這兩種肥料造成的差別很容易理解:硫酸銨中的氮和硫質量比很平均( 2 x 14 ) : 32= 0.88 : 1,但糞肥中的氮硫質量比差距極大,約為39 : 1。實驗還顯示,如果施加只含氮的肥料,將使山葵的異硫氰酸丙烯酯含量降低。阿里山種山葵的農民若知道施加雞糞對山葵品質毫無幫助,是不是就不要再用雞糞了?想辦法提高肥料中硫的質量才是正確的辦法。
參考資料:
1. International Journal of Food Microbiology, Vol. 49, issue 1-2, 1999, pp. 27-34
2. Journal of the Science of Food and Agriculture, Vol. 82, issue13, pp. 1477-1482
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