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生物学家会如何研究一颗粽子?

2020-06-25 21:48 作者:biokiwi  | 我要投稿

本文作者 无奶树 | 公众号 biokiwi

本文关键词 粽子 各种生物学科


粽子,据说是来自屈原投江时,百姓为了防止鱼啃食屈原的遗体,做成的一种用叶子包裹米的食品。

而到了如今,粽子已经成为了广受人民大众喜爱的美食,并且还演变出多种多样的类型:甜的、咸的、豆沙的、咸蛋黄的、绿豆的、红豆的、带肉的、带花生的,还有带辣条的之类奇怪的粽子。

那么……

今天我们来聊聊,生物学家会从什么样的角度来研究一颗粽子呢?

(本文吐槽君:喂喂你这个前后文完全没有关系啊!)

这可能是今天为数不多的粽子图片了,请放心观看(图源:unsplash)

我们尝试给不同的生物学家们设计了多样的课题,以下排序不分先后。

但是因为实在想不出来了,所以越往后会越瞎扯,请酌情阅读,并求生物同行谅解,谢谢!

(括号内为吐槽君的自带吐槽,后面的图片会解释一些摘要里提到的专业内容,欢迎在评论区说说你发现的槽点)


微生物学家

课题设计:

检验不同种类的粽子内含微生物的种类与数量


课题摘要:

微生物无处不在,所以即使是大家喜欢吃的粽子里也可能存在大量的微生物!尤其是不同的包装方法,比如工厂流水生产、或者传统工艺生产、又或者是自制的粽子,都可能存在诸如大肠杆菌、葡萄球菌等常见的微生物,这也是卫生检查的重要指标。

本次课题拟利用培养基培养,对不同种类的粽子中含有的微生物种类进行统计,并对常见的微生物进行计数,以探究不同的粽子、变质后的粽子含有的微生物,并对粽子食品安全检查提供微生物学上的建议。


(而实际上正规渠道购买或者自己讲究卫生包的粽子,只要包紧之后煮熟煮透啥事也没有)

所谓培养基其实就是微生物的“饭”,富含各种氨基酸、糖类等营养。而只要随口吹一口气,过几天培养基就可以像这样长出各种细菌真菌。这也是为什么微生物实验需要无菌操作,才不会确保自己想研究的微生物被其他微生物污染(图源:武汉大学微生物学课件)
实际上早在上个世纪末就已经开展了相关的检测实验(课题设计失败,图源:盛东等)


生物化学学家

课题设计:

利用色谱分离的方法提取粽子中发挥香味物质的有效成分


课题摘要:

本课题拟利用不同的色谱层析方法(换句话叫过柱子),将经典美食,粽子,进行物质分离研究,拟探寻其中含有的各类丰富香味物质。据文献报道,已经有利用高效液相色谱技术分离出粽子所用箬叶中,含有黄酮类化合物,有助于保护人心脑血管,调节血脂;粽子的主要材料大米中富含淀粉物质,在高温蒸煮下发生美拉德反应,产生了独特风味。

本课题拟利用多种色谱层析方法,找到更多的可能令人产生愉悦感的风味物质,并探究这些风味物质是如何产生,并在人体中如何发挥作用的。并可以进一步研究其中产生的具体生物化学通路。


(整半天你这课题并不知道自己想研究什么物质)

之所以也叫过柱子,就是因为这些又长又粗的柱子,需要经过几小时甚至一两天的时间,才能把整个物质分离出来,结果还未必很好(有机化学可能更有发言权)。而现在生物化学研究使用其实相对少了很多,各种新的仪器方法也被开发了出来(图源:百度百科)
淀粉风味的形成与结构,美拉德反应则是指糖类和氨基酸结合发生的复杂反应,会生成独特的风味,比如面包表层的焦糖色就是美拉德反应的结果(图源:金征宇等)


遗传学家

课题设计:

探究不同品系大米会如何影响粽子的风味口感


课题摘要:

大米是粽子最主要的组成成分,虽然朴实无华,却担当着塑造整体风味口感的重任。现有的杂交水稻、分子育种以及转基因水稻等技术,将水稻的口感、淀粉含量、营养物质进行改良,并得到显著提高。据文献报道,已经有利用基因组测序手段,检测了籼稻和粳稻的不同种类品系(作者还把粳(jing)念成geng,说是更准确)。

本课题拟结合已经发表的基因测序结果,找到与水稻口感、淀粉含量、营养物质相关的基因遗传位点,运用到水稻培育过程中。


(得嘞,最后和粽子没啥关系了)

水稻测序的成果的重要作用(图源:新华网)


神经生物学家

课题设计:

探究粽子的不同风味对不同人群的味觉影响


课题摘要:

南北方的饮食差异巨大,如广为人知的甜咸豆花之争,还有饺子蘸醋还是蘸酱油,喝粥还是喝稀饭等等,粽子也不例外。北方人对甜粽子更情有独钟,而南方人却更喜欢咸粽子,而不同的人群还特化出不同口味的粽子。

本课题基于南北方人味觉差异导致了饮食习惯不同,并从粽子咸甜口味不同入手,研究不同人群甜味感受器咸味感受器是否存在差异。同时也要注意,南方人喜欢甜豆花,北方人喜欢咸豆花,就此推测,这种味觉感受器变化有可能会随季节发生改变。


(所以只关注特定的饮食,也不看看八大菜系的不同风味了)

人类的味觉主要由味蕾(如图)决定,不同味蕾可以识别五种味道——酸甜苦咸鲜,而不是我们熟知的“酸甜苦辣咸”,辣则是一种痛觉,我们以前推送讲过,欢迎点击文末链接(图源:Wikipedia)

基因组学家

课题设计:

利用多组学技术研究粽子的组学信息与成分


课题摘要:

课题摘要:目前生化分离粽子成分的方法比较完善,本课题希望利用多组学的手段,整合基因组、宏基因组、转录组、表观组等多角度的方法,从更全面的角度研究粽子风味和口感形成的分子机制,并探究改变相关的分子通路,来进一步改进粽子的口感和味道,延长保质时间。本课题拟结合目前最新的单细胞测序技术,从单个细胞的水平层面上研究相关的分子机制,构建完善的单细胞图谱。


(万事皆可多组学,万物皆可单细胞)

其实多组学的研究是在人类基因组计划进一步延伸的:人们发现基因组并不能完全解释很多生物医学问题,其实基因的调控还有很多影响因素,才会尝试更全面的角度来认识这个问题,比如图中的ENCODE计划;而单细胞测序技术也是近几年兴起的研究方法,比如前段时间就有利用单细胞技术发现新冠病毒的特效药


群体演化学家

课题设计:

从群体遗传的角度对粽子起源问题进行分析与研究


课题摘要:

粽子主要是一个锥形结构,但也有方形、片形、条形等等变种;而其中的内含物除了大米,还会有豆沙、咸蛋黄、红豆、绿豆等种种搭配,可以说是多种多样。本课题拟构建一种类似基因序列的粽子序列表示方法,如“锥形-大米-绿豆-芋泥-咸蛋黄”,再利用比邻法构建进化树,解决“粽子到底是起源于南方还是北方”这样关键的问题。同时我们还发现,越南、马来西亚、希腊、巴西、墨西哥等地都存在类似的粽子(嗯,我们认为没有韩国),一起分析可能可以探究粽子起源和中国人群迁徙的关系。


(所以这个粽子的序列真的能比较???)

群体遗传学家主要研究的问题包括群体的迁徙(比如图中人类的迁徙)、群体的差异(比如肤色差异、乳糖不耐受差异等等);而这类方法也确实可以用在其他地方,比如去年就有一个研究利用群体遗传的方法研究了语言的起源(图源:Wikipedia)


古生物学家

课题设计:

利用粽叶的古DNA研究破解屈原投江位置和粽子起源问题


课题摘要:

本课题拟采用古DNA提取的方法,从汨罗江水中保留的粽叶遗骸,以及多个地区的粽叶文物提取残留的古DNA,再通过溯源的方法研究这些粽叶是如何传播,并进入到中国各个地区的。通过粽叶的分布位置还可以推测屈原投江时的大致位置。在将从古DNA中提取的粽叶和现有的粽叶基因组进行比较,寻找和不同地区的粽叶的相似性,就可以推测粽子的起源问题。


(然而汨罗江里说不定每年都有粽子丢进去呢?)

丢不丢粽子不知道,汨罗江每年都会有各种端午传统活动(图源:文化中国)
其实类似的方法也是存在的,比如今年的一项研究就是提取羊皮纸里的古DNA,研究著名的“死海古卷”历史问题(图源:Cell)


生态学家

课题设计:

外来粽子口味入侵—南北方甜咸粽子优势粽之争


课题摘要:

生物入侵一直一个严重的生态环境问题,而粽子口味的入侵也极为严重。随着南北方人口的流动加大,原本在北方为优势粽的甜粽子和原本在南方为优势粽的咸粽子的地位都有所动摇,并且产生相互的影响。同时包括辣粽子、酸粽子、没味道粽子等等也在异军突起。如何在外来粽影响下仍能保持本地粽不被消灭,并仍保持当地优势粽地位,就成为一个严峻的问题。

本课题拟采用统计调查的方法,统计不同地区粽子的数量情况,以探究当前外来粽入侵的危害情况,并拟定合适的生物干预策略来治理这类危险的入侵粽,以维持端午时期粽子界的粽子稳定情况。


(已经无从吐槽了呢)

当然以上课题大部分都是我们瞎开脑洞想到的,欢迎大家在评论区提出你自己专业的粽子课题,说不定就是篇SCI呢?

感谢Tadploe、🐱🐱🐱以及小轩提供的粽子课题建议。

参考资料:

盛东, 高文洁, 费建明. 粽子微生物指标的探讨[D]. , 1999.

吴雨, 李红艳, 张水锋, 等. 高效液相色谱法测定粽子中的黄酮类化合物及其迁移规律[J]. 食品科学, 2016 (2016 年 08): 115-120.

金征宇, 麻荣荣, 田耀旗. 方便米食中淀粉组分对风味形成的贡献[J]. 食品科学技术学报, 2019, 37(1): 1-9.


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