為什麼啤酒要喝冰的、烈酒要喝熱的？

 

形形色色的酒。圖片來源：維基百科

你喝酒嗎？有沒有想過，所有的酒，無論是啤酒、葡萄酒、還是烈酒，其實都是由水和乙醇（酒精的主要成分）混合而成的。但是，為什麼啤酒冰的好喝、而烈酒則是熱的才順口呢？

一群中國的科學家，因為對這個現象感到好奇，他們調查了一下中國白酒的酒精濃度。結果發現，中國白酒的酒精濃度落在幾個區間：38%-42%、 52%-53%、68%-75%。

會落在這些區域，當然是因為大家覺得好喝。但是，為什麼不在這些區域的白酒接受度就低呢？

於是，他們以不同濃度的乙醇水溶液進行了高頻核磁共振和分子動力學實驗。他們發現，隨著乙醇濃度愈來愈高，乙醇-水混合物在高度定向石墨烯上的接觸角呈現階梯式下降。這些階梯和臨界點的分布與許多著名酒精飲料的酒精含量（ABV）分布相符。

什麼是「接觸角」呢？接觸角是一個測量液體與固體表面之間互動關係的指標，它可以反映出液體在固體表面上的擴散程度。當接觸角大時，液體在表面上不易擴散，意味著表面比較「不親水」；接觸角小則表示液體容易擴散，表面較「親水」。

另外，他們也發現在不同乙醇濃度下存在著不同的乙醇-水分子聚集體。這些聚集體在特定的乙醇濃度點發生結構轉變，並在階梯範圍內保持穩定。

根據他們的觀察，總共有以下這些階梯：5%–7%、9%–11%、14%–17%（清酒）、28%–31%、35%–42%（白蘭地、伏特加、中國白酒）、50%–52%（中國白酒）、68%–70%（中國白酒）、75%–78%（中國白酒）、91%–94%。

有趣的是，溫度改變會影響乙醇-水聚集體的結構。研究團隊發現，38%–42%與52%-53%的酒精水溶液（白酒），在室溫下各有自己的聚集體結構；但是當加熱到攝氏40度時，結構上的不同就消失了。而濃度為5%或是11%的酒精溶液，在攝氏5度時，會形成一種特殊的結構。

這解釋了為什麼品酒專家可以分辨室溫下的38%–42%與52%-53%的白酒，但是加熱之後卻分不出來；這也解釋了為什麼不同類型的酒有它們自己的適飲溫度。例如，低ABV的啤酒（~4%）或白葡萄酒（11%–16%）在冷卻後更能體現「乙醇味」，而高ABV的燒酒或中國白酒（38%–42%, 52%, 68%, and 75%）在加熱後味道更佳。

這個研究為酒的濃度設定提供了科學基礎，可幫助釀酒業根據乙醇濃度的臨界點和穩定階梯來標準化產品，以保持特定的「乙醇味」。

不過，在研究的時候使用的是純粹的酒精-水溶液，但是酒除了酒精與水，還有其他的化合物，這些應該對酒的風味也有影響喔！

參考文獻：

Xiaotao Yang, Jia Zheng, Xianfeng Luo, Hongyan Xiao, Peijia Li, Xiaodong Luo, Ye Tian, Lei Jiang, Dong Zhao. Ethanol-water clusters determine the critical concentration of alcoholic beverages. Matter, 2024; 7 (5): 1724 DOI: 10.1016/j.matt.2024.03.017

痲瘋病（leprosy）也是人畜共通疾病？

 

紅松鼠。圖片來源：維基百科

痲瘋病（leprosy）是一種侵害皮膚、周邊神經、黏膜和眼睛的慢性感染病，其病原是痲瘋菌（Mycobacterium leprae）。如果感染並且未獲得適當治療，痲瘋病可能會導致皮膚損傷和神經功能障礙，造成肢體殘障、臉部變形等，使周遭的人觀之心生畏懼，造成許多關於痲瘋病是「不潔」、「天譴」的迷信。

最近的一項考古研究發現，痲瘋可能也是人畜共通疾病。

在2016年，英國有許多紅松鼠（Sciurus vulgaris）死亡。研究團隊調查後發現，部分松鼠身上帶有痲瘋菌[1]。

這個發現，讓研究團隊想到，會不會紅松鼠身上一直都有這個病菌呢？

研究團隊對來自溫徹斯特兩個考古遺址的25個人類和12個松鼠進行分析，重建了四個中世紀痲瘋菌基因體，其中一個來自紅松鼠[2]。

分析結果顯示，痲瘋病在非人類宿主中的傳播在中世紀可能比先前認識的要普遍。重建的中世紀松鼠痲瘋菌基因體與當時人類的痲瘋菌株在系統發育上屬於同一分支（分支3），這意味著這些菌株可能來自相似的感染源或者有共同的傳播途徑。

這種相似性進一步支持了在中世紀痲瘋病可能存在跨物種傳播的假設，即人類與紅松鼠之間可能有直接或間接的痲瘋菌交換。

不過，也不必因此而過度恐慌，畢竟考古的證據只是發現人與松鼠身上的痲瘋病菌很相似，並沒有直接的證據證明人身上的痲瘋病菌是來自紅松鼠。

另外，大約95%的人對痲瘋病菌有抵抗力，不會因感染而發展成痲瘋病（也稱為漢森病）。這種抵抗力可能與基因有關，包括特定的免疫系統基因變異，這些變異有助於抵抗病原體的感染或限制其在體內的增長。

參考文獻：

[1] Avanzi C, Del-Pozo J, Benjak A, Stevenson K, Simpson VR, Busso P, McLuckie J, Loiseau C, Lawton C, Schoening J, Shaw DJ, Piton J, Vera-Cabrera L, Velarde-Felix JS, McDermott F, Gordon SV, Cole ST, Meredith AL. Red squirrels in the British Isles are infected with leprosy bacilli. Science. 2016 Nov 11;354(6313):744-747. doi: 10.1126/science.aah3783. PMID: 27846605.

[2] Urban et al., Ancient Mycobacterium leprae genome reveals medieval English red squirrels as animal leprosy host, Current Biology (2024), https://doi.org/10.1016/j.cub.2024.04.006

等一下，再生！父親腸道健康與嬰兒健康息息相關

 

圖片來源：Nature

這些年的研究已經讓我們知道，腸道微生物體（gut microbiome）與我們的健康息息相關，而我們腸道的神經叢也被認為是「第二大腦」。但是，最近的研究卻發現，我們腸道的微生物體，還會影響我們後代的健康喔！而且是「準爸爸」的腸道微生物體！

歐洲的研究團隊，利用非吸收性抗生素(nABX)處理雄性小鼠六週，然後將這些小鼠分成三組：一組完全不給恢復期，就直接去跟雌鼠交配；一組則給予四週的恢復期；另一組則給予八週的恢復期。

結果發現，大概八週，小鼠的腸道菌群就恢復得差不多了。但是出生的後代在出生三天的體重明顯低於對照組，而且這個現象一直維持到第17天大都是這樣。而且，實驗組小鼠的存活率也比對照組低了15%左右。

另外，研究團隊也進行了轉錄體分析（RNA表現與組成），結果發現，在實驗組有顯著的基因表現改變，特別是在腦和褐色脂肪組織。

進一步的研究發現，給予八週恢復期的雄性小鼠交配後所產生的後代，死亡率與控制組差不多；但是若只給予四週恢復期的雄性小鼠，則存活率比對照組低15%。而抗生素會造成雄性小鼠的睪丸重量變輕、異常的細精管變多、睪丸表皮變薄。同時，母鼠的胎盤功能也變差（胎盤功能相關的基因表現明顯降低），還出現了胎盤血管發育不全的狀況。可能是因為這樣影響了胎兒的發育，造成體重減輕以及存活率降低等現象。

所以，這個研究告訴我們，如果準備要懷孕，不只是媽媽很重要，爸爸也很重要。如果爸爸因為某些原因一定要服用抗生素，那麼最好先別「做人」，等停藥後一陣子再「增產報國」吧！

參考文獻：

Argaw-Denboba, A., Schmidt, T.S.B., Di Giacomo, M. et al. Paternal microbiome perturbations impact offspring fitness. Nature (2024). https://doi.org/10.1038/s41586-024-07336-w