撰文╱陳文盛
每天早晨起床，走進廚房第一件事就是打開咖啡機開關熱機，準備沖泡咖啡。這例行的晨間咖啡已經不知道有幾十年了，從最早的即溶咖啡粉、濾紙咖啡、法式浸泡咖啡、義式濃縮咖啡、冰滴咖啡，一直到現在的膠囊咖啡。這些不同的咖啡沖泡法，除了即溶咖啡之外，都使用到過濾技術，把咖啡裡的豆渣濾掉。可做為過濾的介質有很多種，包括紙、布和金屬網等；過濾的方式也很多種，每一種過濾技術都有獨特的效果，吸引很多講究沖泡趣味和口味的粉絲。
●傳統過濾 截留大的 放過小的
過濾是非常古老、普遍的技術。廚房、工廠、自來水廠、衛生設備等，到處都用得到。過濾基本上就是用有孔洞的介質把混合物中較大的成份截留下來，讓小的穿過去。小時候念書讀到「濾過性病毒」（filterable virus），印象非常深刻，因為我們居然沒辦法用任何過濾器阻擋這些可怕的小傢伙。幸好現在的科技已經發展出可以過濾它們的濾紙，所以講起病毒，早就沒有人再使用「濾過性」三個字了。
回想我擔任博士後研究員，進行噬菌體的蛋白質分離的時候，接觸到另類的過濾技術，叫做「凝膠過濾層析法」（gel filtration chromatography）。我把噬菌體感染細菌時產生的蛋白質，放入塞著凝膠粒的管柱中進行過濾。指導教授說，用那過濾技術，大分子會先流出來，小分子後流出來。我還以為他說錯了，過濾不是大東西留在後頭，小東西比較容易流過嗎？
●凝膠過濾 留下小的 排除大的
原來凝膠過濾和傳統過濾技術的原理很不一樣：傳統過濾用的介質（例如濾紙或濾網）是讓較小的分子容易流過去，較大的流得較慢；凝膠過濾用的是一顆顆的凝膠網小球，過濾時較小的分子容易鑽入球網中，在裡面亂撞，不容易跑出來；較大的分子不容易進入球網中，甚至完全無法進入，所以很快從球體之間流過。凝膠過濾就這樣子分離大小不同的分子。
是誰想出這奇特的過濾原理呢？靈感來自1955年英國倫敦一個家庭的廚房。當時夏洛特女王醫院的研究員拉特看到太太削馬鈴薯時割傷手指，鮮血滴在馬鈴薯澱粉上，血液裡不同的色素以不同的速度擴散出去。血液正好是拉特的研究題材，他一回到醫院的實驗室就和同事魯瑟文一起研究這個現象，成功發展出凝膠過濾技術。他們起初使用澱粉做為凝膠球，後來的科學家又陸續發展出三種更理想的介質：聚葡萄糖（dextran）、洋菜糖（agarose）和聚丙烯醯胺（polyacrylamide）。不同的介質可以做成不同網孔大小的凝膠球，適合分離各種大小的分子。現在大家大都使用這三種介質做的凝膠球。
我偶爾下廚做菜。有一次炒米粉，發現體積小的胡椒、香料、小段蔥花都很容易拌進米粉堆裡，大塊的肉絲、蝦仁和香菇就比較難攪拌進去；起鍋把米粉舀到盤子的時候，留在後頭的也多是這些大塊的炒料。吃米粉的時候，盤子中留下來的也一樣。我突然想到：這不就是凝膠過濾的原理嗎？
老婆說我下廚的時候，廚房好像是我的實驗室。的確，廚房裡每樣東西都可以和科學扯上關係。有機會再來和大家談談宮保雞丁的科學。
原文出自《好讀周報》617期
