鹼粽裡的科學

生活科學趣談

影片2分22秒的畫面讓我回憶起一件往事:
話說我唸國中時,校方辦了一次露營的校外教學活動,地點是在陽明山苗圃營地,紮營後就是各自分工來炊煮一頓晚餐。我被分配到升火與洗碗的任務,這對我而言簡直是老虎吃豆芽→小菜一盤,因為從小家裡用大灶煮晚餐時就是我負責生火的。當時生完火我就到各小隊去下指導棋,等回到自己的小隊時,聽到一件令人啼笑皆非的事→負責煮菜的同學誤把洗碗的那一小包肥皂粉當成鹽巴丟進鍋內了,等煮出一鍋大泡泡他才驚覺原來是沒依照SOP來走^^。所以天下之大無奇不有,還真的有人連肥皂粉與鹽巴都傻傻分不清的。於是第一餐的大鍋麵就這麼糟蹋了,只好落得各自到處乞食去。這件趣事後來成為我們班有事沒事就拿出來說嘴與說笑話的範本,這且按下不表(註)。由於沒肥皂粉了,所以往後的洗碗,我就拿木炭灰來權充洗滌劑,因為小時候就被長輩教導要拿”火灰”來清洗頑強的污垢。

回來看這則影片,侗族的灰粽子是採用「稻草灰」所製作的鹼粽(其中的梔子果實是染色用途)。除了雲南貴州的少數民族之外,廣東的客家人則是使用「柴灰」來製作”灰水粽”

為何稻草灰或柴灰能拿來做鹼粽呢?這是因為在植物所含有的眾多化合物中,C、H、O、N、S等元素在燃燒後會以氣體氧化物的形式散逸至大氣中;Na、K、Ca、Mg、Al等金屬元素的鹽類或氧化物則以固體形態繼續存在於草木灰中。其中以碳酸鉀的含量最豐(註:碳酸鉀需強熱至熔點891℃才能分解生成氧化鉀,稻草燃燒無法達到這麼高的溫度),由於碳酸鉀的溶解度在20°C時高達1,120 g/l,因此加水就能將碳酸鉀溶出,並在水中解離出鉀離子(K+) 和碳酸根離子(CO32) 。隨後碳酸根離子與水作用產生氫氧根離子(OH),使得溶液呈現鹼性。

K2CO3(aq) + H2O(aq) → HCO3(aq) + OH(aq) + 2K+(aq)

在化學中,「鹼」的英文字alkali是從阿拉伯文「مادة قلوية كيميائية 植物的灰燼」演變而來,因此人類利用草木灰的鹼性已經有很長一段歷史了。不過現在製作的鹼粽已經不採用草木灰,這是因為草木灰中恐含有微量重金屬(ex. 鉛、鎘)。於是人們根據草木灰的成分和原理,用碳酸鉀和碳酸鈉作為主要成分,再輔以聚合磷酸鹽(三偏磷酸鈉)來配製成鹼性混合物,其在功效上與草木灰的鹼水相同,故仍稱為鹼水。至於為何草木灰能煮出Q彈有嚼勁的鹼粽口感?這是因為其中的磷酸鹽扮演的交聯作用,這是指在分子之間架橋形成化學鍵,加強了分子之間氫鍵的作用。由於糯米的支鏈澱粉含量較高,較多的分支就能提供較多的羥基官能基來參與交聯反應。而酸鹼值對磷酸鹽的交聯反應影響很大,在pH=11條件下,短時間就能使澱粉達到高度交聯的程度。.

鹼粽呈現黃色的機制,有可能是這個原因→《Flour components affecting paste and noodle colour》,亦即糯米中的黃酮類化合物在鹼性條件下的成色機制(酸鹼指示劑);也有可能是碳酸鹽和澱粉發生了化學反應而生成黃色配合物,因為配位物通常都具有豐富的顏色。有興趣的同學不妨請教學校的化學老師,然後在老師的指導下進行相關的實驗來找出真正的原因,說不定就能寫出一篇很精彩的科展研究報告囉!

註:【按下不表】
話說當時班上流行故事接龍,後來故事就被串接成這樣↓
有一天那位 × ×同學來我家玩,我們打完電玩後,他說肚子餓,問我有沒有可以吃的東西?
我說:「冰箱中有一些食材,不過你要自己煮」。
過了一會兒,同學回來說:「你家的食物怎麼怪怪的?」
我問他:「你吃了什麼?」
他說:「我做了蛋炒飯,不過你家的沙拉油可能過期了」
我說:「不會啊,上禮拜才跟我媽去大賣場買的,怎麼會過期?」於是就陪同他去廚房確認一下
他說:「就這瓶!」
我看到他手握住瓶身時,只看到二個字”沙拉×”
等我抓過來一看,他最後遮住的那個字竟然是→”脫”
就在我笑到在地上打滾時,只見× ×同學不疾不徐的張口說話了
不過我沒聽清楚他到底說了些什麼,因為…
我只看到他從嘴巴裡飛出來的泡泡

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