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《一顆屁的科學》:為什麼屁會臭?動物也放屁嗎?

《一顆屁的科學》:為什麼屁會臭?動物也放屁嗎?
Photo Credit: Shutterstock / 達志影像

我們想讓你知道的是

每顆屁都含有各種不同的化合物,這是食物分解時一併產生的,一般來源是肉類、堅果、穀物與豆類中的高濃度蛋白質。最熏臭的屁經常是在分解食物中的胺基酸時產生的。

想長期保存氣味會遇上一個耐人尋味的問題,但我們先來談談若要為自己打造屁氣檔案庫,第一步該怎麼做?其實簡單得要命,總歸到阿基米德的浮體原理。你要做的就只是等一顆即將噴發的屁,弄到一座浴缸,取得有適合蓋子的玻璃罐。第一步,愉快地放一缸洗澡水,不是泡泡浴那種,然後脫掉衣服,抓著玻璃罐噗通下水。躺下來後拿掉玻璃罐蓋子,將它整個沒入水中,讓裡頭充滿水。保持罐子在水中注滿水的狀態,底部朝上,放到你屁眼上方。

都就定位後,痛快地讓屁噴發,盡可能多排一些(請注意,我們不接受那種「水水」的屁喔,這可是闔家觀賞時段),應該有氣泡會飄進罐子裡,與氣泡上升浮力等重的水量則會被排出來。基本上,氣體會上升推進,將水向下擠,然後氣體就被關在罐子裡了。現在闔上蓋子鎖緊,轉回來讓開口朝上,罐子中的水流到底部,屁會向上升至頂部。就這麼簡單,十八世紀的人稱這招為「向下排水集氣法」。若想分析屁的氣體,只要將罐子浸入較大的水域中,顛倒過來後再打開,伸入針筒去抽取氣體就行了。

屁的臭味會維持多久?

好了,收集屁的實際操作方式已經有了,但咱們的國家屁氣銀行還有些隱憂。收集來的屁能維持多久呢?為此我和塞拉教授(Andrea Sella)吃了一頓很帶勁的印度素食拼盤料理,討論了非常久。這位化學家任教於倫敦大學學院化學系,他的上課方式十分勁爆,對安全衛生的態度隨隨便便,讓他在系上臭名響亮。我超愛他,你如果遇上他,肯定也會。

現在的麻煩是,屁封閉在罐子裡,會冒出幾個狀況影響原本捕捉到的氣味。你別忘了,那些氣味是由帶有特定味道組合的揮發性分子組成,很可能發生變化反應,萬一它們與周遭其他分子產生反應,交互作用下可能生出全然不同的氣味分子,甚至氣味完全消除。比方說,硫化氫最終就可能與空氣,或你的屁的其他成分產生反應,形成第三種物質。

屁味面對的威脅包括:

  1. 與屁之中(或者玻璃罐與浴缸水中)的水蒸氣發生反應,導致氣味成分在水中溶解。
  2. 氧化(氧氣增加,或者在化學反應中損失電子)。接觸到紫外線時特別容易發生,紫外線與氧分子發生作用,導致屁不易維持的性質因氧化而消失。
  3. 與屁裡的其他氣體發生反應。
  4. 與容器材料發生反應。玻璃的化學惰性很強,所以不需要擔心它,但金屬蓋與塑膠封套就可能造成問題。

我們應該抓緊機會,好好聞屁,就像我們「珍惜今朝」一樣,把握襠下,及時吸了 !好吧,國家屁氣銀行是有難度的,不過要是氣體冷卻,也許溫度低到-196ºC 足以造成液態氮,甚至低到-253ºC 出現液態氫,化學反應就會減緩,氣味就可以保留住,你瞧!國家屁氣銀行行得通呢。噢嗚,不好意思,我得先閃人,印度拼盤在起反應了⋯⋯

動物也放屁嗎?

拉貝奧蒂(Dani Rabaioitti)與卡魯索(Nick Caruso)都是很棒的生態學家。他們合作處理我們這時代的偉大問題之一:「牠放屁嗎?」並在推特引發了熱烈討論,動員全世界的動物專家一起集思廣益。他們很慷慨,同意我將他們的一些成果拿來與大家分享,更多內容發表在他們的傑作《牠會放屁嗎?》(Quercus出版社,2017年)一書中。為了回報他們,我向他們保證你會去買一本,這應該沒問題吧?

動物 放屁嗎? 註記
鯡魚 為了彼此溝通,牠們會吞下空氣再放屁排出。
山羊 二○一五年有架載了兩千頭山羊的飛機迫降,原因是山羊排放了過量氣體。
牛的確會放屁,不過打嗝所製造的氣體更多。農牧業整體溫室氣體排放的三分之一都來自牛群,每天總共排出六百公升,其中大約有二百五十公升是甲烷。那真是超級多。
袋鼠 屁沒有牛那麼多,但和馬差不多。
僧帽水母 牠們沒有肛門,進食須利用消化酶將食物液化。
蜘蛛 未知 大部分蜘蛛利用有酶的毒液,在體外進行消化過程。
大象 牠們有巨大的消化道來分解像樹皮這樣粗糙的食物。
鳥類 鳥類沒有產生屁所需的腸道細菌,消化過程也十分迅速。
白蟻 雖然體型迷你,但是白蟻數量龐大,產生的甲烷占全世界排放量的5∼19%。
金魚 雖然胃腸內確實有造屁的細菌,金魚比較可能打嗝。
藥丸蟲 稍微 藥丸蟲將含氮廢物轉化為阿摩尼亞,然後一陣陣噴出,通常會花幾分鐘,但有時候要耗上一小時,甚至更久。

註釋

[1] 悶鍋是把頭部也一起緊緊包在棉被裡進行的放屁行為,對朋友或伴侶進行此行為時非常歡樂,但也極度危險,據說是摩嫚(Ethel Merman)與鮑寧(Ernest Borgnine)婚姻破局的原因之一。

[2] 不少概念科學家常常沒對一般大眾講解清楚,以至於連帶延伸的任何知識也都沒被了解,真叫人火大,這裡是其中一個例子,就由我來說明吧,物質型態變化過程如下:一、固體;二、液體;三、氣體;四、離子體。但實際上並不是這麼涇渭分明,因為水即使在比沸點低許多的溫度,也可能以氣態存在。比方說,把溼毛巾擺在陽光下,水分子會慢慢蒸發,直到毛巾乾掉。由於本身攜帶能量,水分子會在彼此周圍跳動,若剛好有個水分子撞擊其他分子的力道大得足以使它逸出毛巾,它便成為氣態分子,即使它的溫度比水的沸點100ºC還低。就像布朗運動一樣,這是隨機的,但由於發生的數量規模如此龐大,有上兆個分子參與,所以變成必然的。會迅速逸散成蒸氣的物質就是有揮發性的:他們容易跳出目前的物質,飛馳在空氣中。

書籍介紹

本文摘錄自《一顆屁的科學》,時報出版
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作者:史蒂芬‧蓋茲(Stefan Gates)
譯者:林柏宏

一本不同凡響的放屁研究報告書!

  • 屁是什麼東西?
  • 屁為什麼難聞?
  • 所有生物都會放屁嗎?

針對人體驚奇的甲烷製造能力,這是史上第一本進行全面科學觀察的著作。從食物變成屁氣的過程、腸氣背後的奇異原理,屁音、屁味、文學中的屁,還有歷史上最厲害的放屁人,內容保證帶來闔家歡樂,讓人腦洞大開,爆笑到掉褲頭!

特別收錄

  • 獨門造屁配方(竟然有這種東西!)
  • 40種屁的委婉講法(這得學起來……)
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Photo Credit: 時報出版

責任編輯:潘柏翰
核稿編輯:翁世航