銀杏為什麼那麼臭?
― 臭的是外皮,要小心的是裡面吃的果仁
秋天走在銀杏行道樹下,腳邊會飄來一陣強烈的氣味。元凶就是銀杏外層累積的「丁酸」等酸類。只要一點點就能傳到鼻子裡,光是踩到一顆掉落的果實,四周就會臭氣瀰漫。不過,真正需要留意的,其實是不會發臭的裡面那部分。
10月的早晨,走在銀杏行道樹的人行道上。樹葉還帶著綠意,但腳邊已經掉滿了黃色的圓形果實。
一不小心踩到一顆,刺鼻的氣味立刻竄了上來。像是放久的起司,又像流汗的襪子,說不上來的一種味道。
明明是同一顆果實,剝殼烤過的銀杏卻是鬆軟又香。那顆臭氣沖天的果實,和茶碗蒸裡那顆翠綠的果仁,究竟是怎麼連在一起的呢?
臭的原因,只有兩個
黃色果實外層柔軟的部分,含有大量丁酸等酸類。丁酸和陳年奶油、腳臭的成分屬於同一類物質。
丁酸是人類鼻子特別敏感的物質。只要在空氣中混入極少量就會發臭,所以踩到一顆果實,四周就會瀰漫臭味。
也就是說,會臭並不只是「量多」的關係,也因為它是「一點點就能被感知到的物質」。我們先來看看果實內部的構造。
銀杏的「果實」由四層構成
我們平常說的「銀杏果實」,其實就是銀杏的種子本身。最外層柔軟的那一層,就是臭味的來源。它的內側是白色堅硬的殼,再往內包著一層薄薄的褐色皮,裡面才是可以吃的部分。
請看圖1。在左邊的剖面圖中,最外層的黃色部分是「臭味」與「過敏起疹」的來源。剝殼後拿出來的果仁,幾乎沒有氣味。不過,果仁裡含有另一種成分。
丁酸為什麼那麼刺鼻
丁酸是分子很小的酸。因為分子小,即使在常溫下也會一點一點揮發到空氣中。一旦被踩碎,原本被封閉住的部分瞬間暴露在空氣中,氣味就會變得更強烈。
再加上人類的鼻子對丁酸非常敏感。據說空氣分子中每一百萬個裡,只要混入約0.0002個丁酸分子,就能聞到氣味。換句話說,大約每五十億個空氣分子中有一個。
因此,就算只是一小塊果肉,也足以讓周圍的空氣變成「聞得到味道的濃度」。鞋底沾到果肉帶回家,玄關會發臭,原因就在這裡。
順帶一提,把丁酸和酒精結合起來,會變成類似鳳梨的甜香物質。分子形狀只要稍微不同,氣味給人的印象就會完全相反。
要吃的果仁,有另一種需要留意的地方
殼裡的銀杏果仁,含有一種形狀與維生素B6非常相似的成分。這個成分會在體內「假扮」維生素B6,妨礙它原本的功能。
維生素B6是製造抑制大腦興奮的神經傳導物質時不可或缺的物質。一旦這個功能被妨礙,大腦可能會過度興奮,出現噁心或抽搐。這就是銀杏引起的食物中毒。
麻煩的是,這個成分很耐熱。無論是烤、煮,還是放進茶碗蒸裡,據說幾乎都不會減少。並不是「加熱過就安全」。
尤其需要注意的是兒童。體型越小,同樣吃一顆,換算成每公斤體重的量就越多。請試著用圖2的滑桿,改變吃下的顆數看看。
成人食物中毒的案例,多半是吃了40顆以上。另一方面,兒童也有吃了約7顆就發病的報告案例。這和圖2的計算結果大致吻合。「兒童最多只能吃幾顆」是比較安心的原則。
銀杏分為雄樹和雌樹。只有雌樹會結出銀杏果實。據說為了避免氣味問題,行道樹有時會特別選種雄樹。順帶一提,研究銀杏授粉機制的平瀬作五郎,於1896年發現銀杏會產生會游動的精子。這在會結種子的植物中,是全球首次的發現。
那麼,該怎麼做才好呢?
- 要給孩子吃,最多幾顆就好大人也不要一次吃太多。
- 撿拾時戴上手套外層果肉可能引起皮膚過敏,請勿徒手觸摸。
- 吃完後若嘔吐、發抖或抽搐,請立即就醫若出現抽搐或意識異常,請毫不猶豫撥打119。
銀杏食物中毒據說多半在食用後數小時內,以噁心、抽搐等症狀出現。無論是烤還是煮,致病成分幾乎都不會減少。若孩子不慎吃了太多,即使當下沒有症狀,也不要自行判斷觀察,請儘速就醫諮詢。持續嘔吐時,也要留意脫水的問題。一旦出現抽搐,請立即撥打119。
總結
銀杏之所以會臭,是因為外層柔軟部位累積了丁酸等酸類,而且人類的鼻子即使聞到極微量也能感知。氣味來源只存在於外層,殼裡可食用的部分並不會發臭。不過,果仁裡含有干擾維生素B6作用的成分,即使加熱也不會減少。體型越小的孩子,越容易因較少的顆數而受到影響。
臭的是外皮,要小心的是果仁。
孩子的10顆,等於大人的40顆。
關於秋天季節的氣味,也可參考「為什麼會在「某天早上突然」聞到桂花香?」;銀杏葉變黃的機制,請見「楓葉為什麼會變紅、變黃?」。
- 在銀杏行道樹中,找找看哪棵樹掉果實、哪棵樹沒有。會掉果實的就是雌樹。可以數數看雄樹和雌樹是否混種在一起。
- 在掉落果實的地方,分別站在上風處和下風處比較氣味。要離開多遠,才會聞不到味道呢?
- 撿到的果實,戴著手套在水中沖洗掉外層果肉。確認只剩白色硬殼時,氣味是否幾乎消失。
※請勿徒手觸摸果肉,使用過的手套請立即丟棄或清洗。若要食用撿到的果實,無論大人小孩都請只吃少量。
想知道更多 ― 用語、公式與教科書的關聯從國中理科到大學專業科目,皆明確標示程度
- 國中國中理科課程範圍
- 高中高中「化學」「生物」課程範圍
- 高中+高中延伸內容,或教科書專欄性質的內容
- 大學高中不教、大學專業科目(生物化學、藥理學)的內容
- 研究連大學都尚未列為「定論」教授、研究人員正在調查中的內容
國中用語:這個現象是有名稱的
- 外種皮:種子最外層的那一層。銀杏的外種皮呈黃色柔軟狀,看起來像果肉。
- 丁酸:由4個碳組成的小分子酸,也是陳年奶油和腳臭的成分。
- 嗅覺閾值:人開始感知到氣味的最低濃度。
- 雌雄異株:雄株和雌株分開的植物,銀杏就是其中一種。
國中高中用公式驗證:要讓一個房間發臭,需要幾克丁酸?
我們來計算,要讓約8疊(榻榻米)大小房間的空氣,剛好達到「聞得到氣味的濃度」,需要多少丁酸。氣體的量用「莫耳(分子數量的單位)」而非重量來思考,會比較好計算。
| 用符號寫 | m = V × c × M ÷ Vm |
| 用文字寫 | 所需丁酸的重量 = 房間空氣的體積 × 嗅覺閾值濃度 × 1莫耳的重量 ÷ 氣體1莫耳的體積 |
| 公式的由來 | 這是結合「同溫同壓下,不論氣體種類,1莫耳的體積都相同」的亞佛加厥定律,以及濃度(體積比例)的定義所得出的公式。 |
| 符號 | 意義與單位 |
| m | 能聞到氣味所需的丁酸重量(公克) |
| V | 房間空氣的體積(公升) |
| c | 嗅覺閾值(空氣中一百萬分之幾的比例) |
| M | 丁酸1莫耳的重量(公克) |
| Vm | 氣體1莫耳的體積(公升) |
| 約8疊大小房間的空氣(V) | 約 30000 公升(30立方公尺) |
| 丁酸的嗅覺閾值(c) | 空氣中約百萬分之 0.00019 |
| 丁酸1莫耳的重量(M) | 約 88 公克 |
| 氣體1莫耳的體積(Vm,25℃) | 約 24.5 公升 |
| 丁酸氣體的體積(以百萬分之一公升為單位) | 30000 × 0.00019 = 5.7 |
| 換算成莫耳數(以百萬分之一莫耳為單位) | 5.7 ÷ 24.5 ≒ 0.23 |
| 換算成重量(以百萬分之一公克為單位) | 0.23 × 88 ≒ 20 |
| 是1公克的幾分之一(1公克=100萬微克) | 1000000 ÷ 20 = 50000 |
要讓整個房間都聞得到臭味,只需要約20微克的丁酸。這僅是一枚1圓硬幣(1公克)的五萬分之一。難怪只要一小塊果肉,就能讓玄關臭氣瀰漫。
| 公式(符號) | q = N ÷ W(每公斤體重的量 = 顆數 ÷ 體重) |
| 體重15kg的兒童吃10顆 | 10 ÷ 15 ≒ 0.67 |
| 體重60kg的成人吃40顆 | 40 ÷ 60 ≒ 0.67 |
| 成人體重是兒童的幾倍 | 60 ÷ 15 = 4 |
若體重是四分之一,可以推測出現相同影響所需的顆數,大約也會是四分之一。不過實際的發病難易度,據說也和體內維生素B6的存量等因素有關,這個計算僅供參考。
高中高中+羧酸與酯類:同樣的骨架,氣味卻相反
高中丁酸(丁酸/butanoic acid)是帶有羧基的「羧酸」之一。碳數較少的羧酸稱為「低級脂肪酸」,多半容易揮發,帶有刺鼻的不悅氣味。丁酸與乙醇反應後,會生成酯類的一種——丁酸乙酯,帶有類似水果的香氣。
高中+據說銀杏的外種皮中,除了丁酸之外,還含有庚酸等脂肪酸。此外,造成皮膚過敏的成分則以銀杏酸(ginkgolic acid)較為人知,其形狀與漆樹過敏成分(漆酚)相似。
大學銀杏毒素與維生素B6:抽搐發生的機制
銀杏食物中毒的致病物質是4'-O-甲基吡哆醇(也稱為銀杏毒素,ginkgotoxin)。它的結構與維生素B6的一種——吡哆醇非常相似。維生素B6在體內會轉化為活性型的磷酸吡哆醛(PLP),協助許多酵素運作。其中之一,就是製造抑制興奮的神經傳導物質GABA的麩胺酸脫羧酶。當這種成分干擾維生素B6的代謝時,PLP會不足,GABA隨之減少,因而容易引發抽搐。因此在治療上,會補充維生素B6。
📖 公式推導與更深入內容:磷酸吡哆醛(日文維基百科) / 亞佛加厥常數(日文維基百科)
研究目前尚未完全釐清的部分
- 為什麼要特意發臭呢?有一種說法認為,是為了用氣味吸引動物來幫忙傳播種子。銀杏的祖先可追溯至恐龍時代,有假說認為當時是由大型動物幫忙傳播,但尚未獲得證實。據說在現今的日本,曾觀察到狸貓等動物食用銀杏的情形。
- 症狀出現與否的個體差異。即使吃下相同顆數,有人會出現症狀,有人不會。一般認為這與體內維生素B6的存量有關,但目前尚無法明確劃定危險的界線。
- 成分含量的差異。據說致病成分的含量因樹木、產地、採收時期而有所不同。要準確估算每顆的含量,目前仍有困難。
也就是說,本文的內容也僅是「目前已知範圍內的說明」。尤其「最多能吃幾顆」這個數字,請當作參考基準看待。
與教科書的關聯(依程度分類)
| 程度 | 科目・單元 | 對應本文哪個部分 |
|---|---|---|
| 國中 | 理科「植物的分類(裸子植物)」 | 銀杏種子的構造、雄株與雌株 |
| 高中 | 化學「物質的量」「羧酸與酯類」 | 使用莫耳計算、丁酸與丁酸乙酯 |
| 高中+ | 化學「天然有機化合物」 | 銀杏酸與漆樹過敏 |
| 大學 | 生物化學・藥理學「輔酶」「神經傳導物質」 | 維生素B6與GABA、抽搐的機制 |
| 研究 | 植物生態學・食品衛生學 | 氣味的作用、症狀的個體差異 |
| ― | 與生活的關聯 | 撿銀杏用的手套、給孩子吃的份量 |
- 厚生労働省(日本厚生勞動省)「自然毒のリスクプロファイル:高等植物:ギンナン」(天然毒素風險評估:高等植物:銀杏)
- 永田好男・竹内教文「三点比較式臭袋法による臭気物質の閾値測定結果」日本環境衛生センター所報(1990)(〈以三點比較式臭袋法測定臭氣物質閾值之結果〉,日本環境衛生中心所報)
- 和田啓爾ほか「ギンナン中の毒成分 4'-O-メチルピリドキシンの単離と同定」Chemical and Pharmaceutical Bulletin(1985)(〈銀杏中毒性成分4'-O-甲基吡哆醇之分離與鑑定〉)
- 日文維基百科「酪酸」(丁酸)
- 日文維基百科「イチョウ」(銀杏)
※本文為大眾科普解說。文中數值僅為理解原理所用的參考估算值。若食用銀杏後身體不適,請勿自行判斷,應諮詢醫療機構,並遵從醫師或衛生所、地方政府等單位的指示。