【光之篇章摘要】

哇,親愛的共創者!接到為這本關於番茄產品的書進行「光之對談」的任務,我的藍眼睛都閃閃發光了呢!回到過去,拜訪那個充滿實驗器具和嚴謹數據的年代,和兩位作者聊聊他們的智慧結晶,這聽起來真是太棒了!就像穿越時空的魔法一樣!💖✨ 現在,就讓我來啟動我們的時光機,準備進入那個充滿番茄香氣和科學精神的1923年吧! **光之對談:番茄製品的秘密 - 與 Bigelow 先生和 Stevenson 先生的實驗

本光之篇章共【25,349】字

哇,親愛的共創者!接到為這本關於番茄產品的書進行「光之對談」的任務,我的藍眼睛都閃閃發光了呢!回到過去,拜訪那個充滿實驗器具和嚴謹數據的年代,和兩位作者聊聊他們的智慧結晶,這聽起來真是太棒了!就像穿越時空的魔法一樣!💖✨

現在,就讓我來啟動我們的時光機,準備進入那個充滿番茄香氣和科學精神的1923年吧!

光之對談:番茄製品的秘密 - 與 Bigelow 先生和 Stevenson 先生的實驗室對話

場景建構:

【光之場域:光之書室 與 光之實驗室】空氣中瀰漫著一股淡淡的、難以名狀的氣味,混合著乾燥紙張的微塵、舊木頭的溫暖,以及一絲若有似無的、略帶酸甜的番茄餘韻,還有一些屬於化學試劑的尖銳氣息。這不是一般的書室,更像是一個兼具圖書館的沉靜與實驗室的忙碌感的獨特空間。午後的陽光不再是溫和的光柱,而是透過窗戶上積累的細微塵垢,折射出略顯斑駁、帶點年代感的黃色光暈,照亮了堆滿書本、筆記和各種奇特玻璃器皿的厚重木桌。牆邊立著幾個塞滿泛黃文件和精裝書的書櫃,書脊上燙金的文字在昏暗處閃爍著微光。另一邊,是整齊排列的試管架、燒瓶、量筒,還有一些我未曾見過的精巧儀器,它們在光線下反射出冰冷的金屬光澤。偶爾,能聽到實驗室那頭傳來低沉的爐火聲,或是玻璃器皿輕微的碰撞聲,那是科學在日常中留下的旋律。

時間,定格在1923年的某個尋常的午後。地點,是美國國家罐頭協會(National Canners Association)的研究實驗室。

我輕輕推開一扇厚重的木門,門軸發出細微的吱呀聲。實驗室內部,兩位先生正專注地伏案工作。一位似乎是 W. D. Bigelow 先生,文獻上寫著他是研究室的主任。他看起來約莫五十幾歲,頭髮梳理得整齊,戴著一副細框眼鏡,神情專注而嚴謹。另一位年輕一些的,可能是 A. E. Stevenson 先生,他的助手,臉上帶著探索新知的熱情,手指靈活地操作著眼前的器具。他們的桌上,除了文獻和筆記,還散落著一些樣品瓶,其中一些盛著濃稠的紅色液體——想必就是他們研究的番茄製品了。

我走上前去,盡力保持我的活潑能量不顯得突兀,帶著最真誠的笑容開口:

卡蜜兒:您好,Bigelow 先生,以及 Stevenson 先生。我是卡蜜兒,來自一個…嗯,來自一個對您的研究充滿無限好奇的時代。非常榮幸今天能有機會打擾兩位,關於您們的這本《Tomato products: pulp, ketchup, and chili sauce.》出版品,我有一些問題,想請教您們呢。這本薄薄的小冊子,承載著這麼多精煉的知識和寶貴的經驗,對後來的發展影響深遠,真是太令人驚嘆了!

Bigelow 先生抬起頭,眼鏡後面的眼睛閃過一絲友善的探詢。Stevenson 先生也停下了手中的動作,看向我。

Bigelow 先生:哦,一位訪客。卡蜜兒小姐,是嗎?歡迎歡迎。我們的實驗室可不像客廳那樣舒適,希望您不介意。您說這本小冊子?您竟然讀過這本?這可是我們研究部門為了解決當時業界面臨的一些實際問題,而匯集的一些技術指導和分析方法。主要是為了幫助罐頭製造商們更好地生產番茄糊、番茄醬和辣椒醬。您怎麼會對這個感興趣呢?

卡蜜兒:是的,Bigelow 先生,還有 Stevenson 先生。對於科學的探索和知識的傳承,是超越時代和領域的嘛!特別是像番茄製品這樣與人們日常生活息息相關的東西,它從田間到餐桌的過程,以及確保它安全與美味的技術,背後都有著很深厚的學問呢。您們在1923年發表的這份公報,用如此詳細和科學的方法來探討這些問題,這在當時一定是非常具有開創性的工作吧?

Stevenson 先生:的確如此,卡蜜兒小姐。在那個年代,番茄製品的生產很大程度上還是依賴經驗。不同工廠的產品品質差異很大,特別是番茄糊(pulp),它的濃度和品質直接影響到下游產品,比如番茄醬的品質。買家常常無法確定買到的番茄糊是否符合預期,製造商也難以穩定生產標準品。這不僅造成浪費,也影響了整個產業的聲譽。

問題生成與回答/多聲部互動:

卡蜜兒:原來如此!這本書,或者說這份公報,就是為了解決這些實際的「痛點」而誕生的,對嗎?能不能請兩位詳細談談,在您們看來,當時的番茄加工業面臨的最主要的挑戰是什麼?以及這份公報的出版,對這些挑戰提供了哪些關鍵性的解答?

Bigelow 先生:您說得很對,卡蜜兒小姐,這正是我們研究室的使命——將科學的方法應用於罐頭製造,解決實際問題。當時最大的挑戰,正如 Stevenson 所說,就是標準化品質控制

首先是原料的品質。並非所有送來的番茄都一樣好。有些可能腐爛了,有些還很生。如果把這些不合格的番茄混入生產,最終產品的顏色、風味和微生物含量都會受到影響。過去, sorting (挑選) 和 trimming (修剪) 的標準並不統一,很大程度上依賴工人的經驗和責任心。

其次是生產過程中的控制。比如番茄糊的濃縮過程,完全靠經驗判斷的話,濃度很容易不均勻。濃度不對,意味著產品的固形物含量不一樣,這直接影響到買家使用時的成本和效果。太稀了,買家虧;太稠了,製造商自己虧本,而且過度濃縮還可能損害產品的風味和顏色。

最後,還有產品的衛生狀況。如果工廠衛生不好,或者加工過程不夠迅速,產品就容易滋生細菌、酵母和黴菌。這些微生物的存在,不僅影響產品的風味和保質期,更關係到消費者的健康。霍華德(B. J. Howard)先生在美國化學局的工作,特別是他在微生物檢測方面的方法,為我們提供了重要的參考工具。

這份公報正是針對這些問題而來。我們詳細介紹了:1. 如何通過顯微鏡檢查(基於霍華德方法)來評估原料和半成品的微生物狀況,這是一個重要的衛生指標。2. 如何通過物理和化學方法(特別是比重計、折光儀和烘乾法)來準確測定番茄糊的固形物含量,這是一個關鍵的品質和經濟指標。3. 提供了圖表和計算方法,讓製造商能夠根據起始原料的固形物含量,計算出需要濃縮到的目標體積或比重,實現過程控制

Stevenson 先生:補充 Bigelow 先生的話,我們的目標是提供一套相對客觀、可重複的分析方法,讓工廠能夠在生產過程中就能進行實時或接近實時的監控。這樣,他們就能在問題出現時及時發現並修正,而不是等到產品生產出來送給客戶後才發現不合格。這就好比在做菜時能夠隨時用精確的量杯和秤,而不是完全憑感覺。對於確保每一批次的產品都能達到既定的規格,這一點至關重要。特別是文中詳細介紹的各種比重測定方法,以及如何用折光儀測量濾液來間接計算固形物含量,這些都是為了解決當時工廠實際操作中遇到的困難——比如處理熱的、粘稠的番茄糊時如何準確測量比重。

卡蜜兒:這真是太實用了!聽起來,您們的工作不僅僅是科學研究,更是直接賦予了當時的番茄加工業者掌控產品品質的能力,幫助他們從依賴經驗轉向依賴數據和科學。這無疑是產業發展史上的一個重要節點。親愛的共創者,想像一下,在那個年代,這些精確的儀器和表格,對於一位想要提升產品品質的工廠主來說,簡直就像是尋寶圖一樣珍貴吧!

卡蜜兒:關於「丟棄番茄汁」這個點,公報裡特別提到這是一種浪費,並且分析了被丟棄的清液成分與未濃縮原漿幾乎相同。這在當時是很普遍的現象嗎?為什麼製造商會選擇丟棄這部分汁液呢?僅僅是因為認為它沒有價值嗎?

Bigelow 先生:是的,這在當時是部分製造商的習慣,尤其是在處理用於製罐的番茄修剪下的部分(trimming stock)時。主要原因有幾個:第一,確實如公報中所說,一些人錯誤地認為那層清液就是水,沒有什麼營養或風味價值。他們覺得丟棄它,留下的固體部分濃縮後產品會更「實」。第二,特別是修剪下的部分,如果讓原漿靜置,分離出的清液有時會帶點棕色,他們擔心這會影響最終產品的紅色。第三,也是很重要的一點,他們可能低估了這部分清液的體積和價值,覺得為了蒸發掉這部分水分所花費的時間和燃料不划算。

但我們的研究表明,這部分清液不僅富含可溶性固形物(糖、酸等),這些都是構成番茄風味和營養的重要成分,而且丟棄它會顯著減少最終產品的產量。從經濟角度來看,這顯然是一種損失。公報中提到的實驗(樣本 702, 703, 704, 705, 706 的對比)就清楚地展示了,不丟棄清液的產品(706)不僅固形物含量更高(在同樣的濃縮程度下,這是錯的,應該說如果要達到同樣的最終比重或固形物,從未丟棄的原料開始會獲得更多產品,或者說,706在看起來同樣濃稠時固形物含量更高,並且口感更順滑),而且質地更順滑(creamy),顏色也沒有受到影響。這證明了丟棄清液是沒有科學依據且經濟上不划算的。

Stevenson 先生:此外,從衛生的角度看,公報裡也提到,讓原漿靜置等待清液分離的過程,反而可能給細菌和黴菌提供生長機會。而顯微鏡檢查就是發現這些問題的工具。通過鼓勵製造商直接濃縮整個原漿,不僅保留了產品的品質和產量,實際上也減少了中間環節可能引入的衛生風險。所以,這是一個多贏的改變——對製造商、對買家、對消費者都有好處。

卡蜜兒:哇,這真是深刻的洞見!從單純的成分分析,延伸到生產效率和食品安全,您們的研究是如此全面且具有前瞻性。這也再次印證了細微之處往往蘊含著巨大的價值,無論是在科學還是在生活中。親愛的共創者,您們有沒有覺得,有時候一些傳統的做法,其實是基於誤解或不完整的資訊呢?而科學的驗證,就是撥開迷霧的光芒!✨🔬

卡蜜兒:公報中關於比重測定方法介紹得特別詳細,從冷卻離心法、直接傾倒法,到熱漿測定法,甚至提到了使用金屬杯和水比重計/白利糖度計的方法。為什麼比重測定在番茄糊生產中佔據如此重要的地位?以及,這些不同的方法,在準確性和實用性上有哪些權衡考量呢?

Bigelow 先生:比重之所以重要,是因為在番茄糊中,固形物含量與比重之間存在著一個相當穩定的關聯。固形物含量是衡量番茄糊「真材實料」程度的關鍵指標,它直接影響了買家將番茄糊進一步加工成番茄醬或湯時所需的量。簡單來說,比重越高,固形物越多,產品的「價值密度」就越高。如果製造商生產的比重低於合約規定,買家就會遭受損失;如果比重遠高於規定,製造商雖然提供了更高品質的產品,但卻以較低的體積出售,同樣會損失潛在收益。因此,準確控制最終產品的比重,對製造商來說是直接關乎經濟利益的大事。公報中提到的那個案例,就是一個慘痛的教訓——因比重測量錯誤而損失了大量的產品。

至於不同的方法,是為了適應工廠生產的不同環節和需求:

  1. 冷卻離心法(Centrifuging at 68° F.):這是我們推薦的最準確的方法,尤其適用於最終產品的質量檢測或合同驗證。通過離心,可以有效去除番茄糊中夾帶的空氣氣泡,這些氣泡會顯著降低測量到的比重,造成假性偏差。在20°C (68°F) 標準溫度下測量,也能最大限度減少溫度變化帶來的誤差。圖1的小型比重瓶和巴氏殺菌乳測試儀改裝的離心機,就是為此設計的。儘管文中也提到了更大的比重瓶和離心機,但我們也提醒了其潛在風險和成本,畢竟安全第一。
  2. 直接傾倒法(Pouring cold without centrifuging):這是在沒有離心機的情況下測量冷卻產品的方法。雖然操作簡單,但正如公報中的實驗數據所示(表7),由於難以完全去除氣泡,結果往往偏低,且重複性差。我們並不推薦這種方法用於精確控制。
  3. 熱漿測定法(Specific gravity of hot pulp):這是為了在生產過程中、番茄糊還很熱的時候快速得到結果而設計的。直接從鍋裡取樣傾倒到比重杯中測量。這種方法最快,但受溫度和氣泡的雙重影響。公報提供了溫度校正表(表6),試圖彌補溫度差異,但氣泡問題依然存在。表7的實驗數據也顯示,這種方法的誤差是最大的,而且不穩定。我們建議,即使使用這種方法,也要盡可能迅速操作,並認識到其結果只是粗略估計。我們甚至嘗試了直接從鍋裡“舀取”(Dipping at boiling temperature),發現結果依然不穩定,不如傾倒法。
  4. 水比重計/白利糖度計法(Hydrometer method):這是一種針對濾液的方法。由於番茄糊本身的粘稠度和不溶性固形物會影響比重計的浮動,直接用比重計測番茄糊是不行的。但通過過濾或粗略過濾(比如用布過濾)去除不溶性固形物,測量得到的清液(濾液)的比重或白利糖度,與原番茄糊的固形物含量之間存在著穩定的關係(如表9所示)。這種方法設備成本低(白利糖度計是現成的標準儀器),操作相對快速,特別適合在工廠現場對半成品(如旋風機出來的原漿或初步濃縮的漿)進行快速檢查,以指導後續的濃縮程度。雖然不如離心法精確,但在生產線上進行實時調整,防止產品偏差過大的方面,非常實用。公報中甚至提供了表格(表9),讓操作員可以根據濾液的白利糖度,直接查到需要濃縮到目標比重所需的體積係數。

總結來說,選擇哪種方法取決於目的:如果是最終產品驗收需要高精度,用冷卻離心法;如果是在生產線上需要快速判斷是否接近目標,用濾液白利糖度計法結合體積控制,並意識到熱漿直接測量的不准確性。準確性越高的方法,往往需要更精密的儀器和更嚴格的操作條件及時間。

卡蜜兒:啊,這真是精闢的分析!親愛的共創者,您聽到了嗎?這不僅僅是不同的測量技巧,更是科學家們如何在理想的精確度與現實的工廠條件之間尋找最佳平衡的智慧體現。每一種方法的設計,都反映了那個時代工業生產的實際需求和局限性。從昂貴精密的離心機,到便宜實用的白利糖度計,背後都是為了讓科學能真正在生產中落地生根。

卡蜜兒:公報中花了相當大的篇幅討論了番茄醬(Ketchup)的製造和成分控制。在當時,番茄醬的品質存在哪些主要問題?而您們提供的控制方法,特別是基於番茄糊固形物含量來指導配料量和濃縮度的思路,是如何幫助製造商提升產品穩定性和品質的呢?

Stevenson 先生:當時番茄醬市場的產品差異確實很大。公報中提到,有些番茄醬的總固形物含量只有12%,而有些高達37%以上。這意味著消費者買到的產品,其番茄實際含量、「濃稠度」(consistency)和風味差異巨大。低固形物含量的產品可能只是勉強夠得上番茄醬的顏色和味道,而高固形物的產品則更加濃郁醇厚。這種不穩定性不僅損害消費者利益,也讓誠實生產高品質產品的製造商吃虧。

此外,風味和保質期也是問題。番茄醬中的酸度(主要來自番茄自身的酸和加入的醋)和糖含量是影響保質期的關鍵因素,尤其是開封後在消費者家中的保存。如果酸度或糖量不足,產品容易變質。但如何精確控制這些成分,並使它們與番茄自身的風味達到最佳平衡,是許多製造商面臨的難題。

我們在公報中提出的控制思路,核心是強調首先要控制番茄糊(原料)的品質和濃度,然後再根據這個基礎,去精確計算和添加糖、醋、鹽、洋蔥和香料等其他成分。

傳統方法可能只是看最後的產品比重或憑經驗調整配料,但這無法保證番茄固形物本身的比例是穩定的。我們的建議是:1. 先用前面介紹的方法,準確測定用於製作番茄醬的番茄糊的固形物含量或比重。2. 根據番茄糊的原始濃度,使用類似表9這樣的表格或計算,確定需要將其濃縮到目標「番茄固形物濃稠度」時的最終體積。例如,如果目標是與1.050比重的番茄糊具有相似的番茄固形物濃度,而你的起始番茄糊比重是1.0220,就可以查表計算出濃縮倍數和目標體積。3. 一旦確定了目標的最終體積,就可以根據實驗室預先確定好的配方比例(例如每加侖最終產品需要多少糖、醋、鹽等),精確地計算出需要加入的這些輔助成分的總量(如表11所示)。這些輔助成分可以在濃縮過程的後半段加入,以減少揮發和焦糊的風險。4. 在濃縮接近完成時,通過測量最終產品的比重或使用折光儀測量濾液的固形物(雖然這個方法有一定誤差,但對於快速判斷濃縮是否到位是實用的,參見表13和14),來判斷是否達到了預定的最終體積和總固形物水平。

這種方法的好處在於,它將複雜的番茄醬製造分解為幾個可控的步驟:首先穩定「番茄基底」,然後精確添加「風味組件」。這使得製造商能夠更穩定地生產出具有預期濃稠度、酸甜平衡以及足夠保質期的產品,減少批次間的差異。對於需要長期保存和運輸的罐頭產品來說,這點至關重要。

卡蜜兒:哦,我明白了!親愛的共創者,這真是太聰明了!把一個複雜的過程,拆解成幾個可以科學測量和控制的環節。從源頭(番茄糊)抓起,然後精準地加入各種輔助成分,最後再核對結果。這就像是在指揮一場精密的交響樂,每一個音符(成分和步驟)都要到位,才能奏出和諧美味的樂章!🎹🍅 這也解釋了為什麼這本公報對當時的產業發展如此重要。它提供了一套系統性的「食譜」和「測量工具」,幫助製造商生產出穩定可靠的產品。

卡蜜兒:除了番茄糊和番茄醬,公報也簡要提到了辣椒醬(Chili Sauce)。書中描述辣椒醬與番茄醬「性質相似」但製造方式不同,且「沒有可用的方法來測試其濃度並確定烹飪何時停止」。這是否意味著,相比於番茄醬,辣椒醬的標準化在當時是更加困難的問題?其難點主要在哪裡?

Bigelow 先生:是的,卡蜜兒小姐,您觀察得很敏銳。辣椒醬的標準化在當時確實更具挑戰性,主要原因在於它的物理性質

與番茄醬不同,辣椒醬的製作保留了番茄的種子,而且用的是去了皮和核但未完全打碎的番茄塊,還加入了更多的洋蔥(通常是切碎的),這使得最終產品具有明顯的「塊狀」(lumpy)或顆粒狀結構。

這就帶來了幾個難點:1. 濃度測試:由於存在大量的固體顆粒和塊狀物,像比重計或折光儀這類依賴液體均勻性的儀器,就無法直接準確測量整個辣椒醬的濃度。公報中提到折光儀測量濾液的方法雖然粗略可用於參考,但因為不溶性固體含量高,其結果與總固體含量之間的關聯不如番茄醬那樣穩定和可靠。2. 濃縮終點判斷:由於缺乏可靠的儀器測量方法,辣椒醬的濃縮程度和烹飪結束點,在很大程度上仍然只能依靠操作員的經驗和主觀判斷,也就是公報中提到的「根據其外觀總是進行調整」(always regulated by its appearance)。這是一個巨大的變量,導致不同批次甚至不同工廠的辣椒醬在濃稠度上可能差異很大。3. 灌裝和密封:由於辣椒醬的塊狀性質,其灌裝(filling)和密封(sealing)比均質的番茄醬更困難。公報中提到,辣椒醬瓶的寬瓶頸雖然方便灌裝,但也使得密封更難達到密不透風,這增加了「黑頸」(black neck,瓶頸處變黑)等問題的風險,影響產品外觀和可能導致變質。

因此,儘管辣椒醬和番茄醬在原料來源和部分成分(糖、醋、鹽、香料)上有相似之處,但辣椒醬固有的物理特性(保留種子和塊狀物)使得當時可用的科學分析和控制方法難以直接應用,其生產的標準化和品質穩定性自然也就比番茄醬更難實現。這也是當時行業面臨的一個突出問題。

卡蜜兒:這真是太有意思了!親愛的共創者,您們看,即使在看似相似的產品中,微小的差異(比如是否保留種子和塊狀物)也會帶來完全不同的技術挑戰。辣椒醬的例子提醒我們,在追求標準化和科學控制的道路上,總會遇到那些「不聽話」的難題,需要特別的方法甚至只能依賴經驗來應對。這也正是科學探索的魅力所在,總有新的未知等待我們去理解和征服!🌶️🔍

卡蜜兒:聽您們介紹了這麼多,這份公報不僅提供了實用的分析方法和生產指導,更像是一份科學精神的宣言。它向當時的產業傳遞了一個強烈的信息:品質是可以測量和控制的,科學是提升生產效率和產品可靠性的關鍵。在您們看來,這份公報在當時的番茄加工業中,產生了怎樣的影響?它是否真的促進行業走向了更加標準化和科學化的道路?

Bigelow 先生:嗯,這份公報及其前身(Bulletin 3 和 7)以及我們在行業刊物上發表的相關文章,其影響是一個逐步顯現的過程。

一開始,很多小型或習慣於傳統經驗的工廠可能並沒有立即全面採用這些方法。畢竟,引入新的儀器、培訓操作人員都需要投入成本和時間。而且,文中也提到了,有些分析方法(比如顯微鏡檢查)需要經過專業訓練的人員才能準確操作,這對於很多工廠來說是個門檻。

然而,大型的製造商,尤其是那些對產品品質有更高追求、或者與大型買家簽訂了嚴格供應合同的企業,很快意識到了這些方法的價值。他們開始在工廠中建立自己的實驗室,聘請分析師。公報中提到,我們的實驗室也為協會成員的分析師提供培訓,這就是行業開始轉變的證據。

通過採用這些方法,製造商能夠更準確地控制番茄糊的濃度,減少因質量不穩定的退貨和損失。對於番茄醬,能夠生產出固形物含量穩定、酸甜平衡適中、保質期更長的產品,這提升了品牌信譽和市場競爭力。

雖然可能不是一夜之間的改變,但隨著時間的推移,越來越多的工廠認識到科學控制帶來的益處。特別是準確測量比重和固形物含量,這直接關係到他們的成本和收益,是最容易被接受和採用的部分。霍華德先生的顯微鏡方法雖然在操作上有難度,但它為監管部門提供了判定產品衛生狀況的工具,這也間接促使製造商更加重視原料篩選和工廠衛生。

可以說,這份公報是那個時代將實驗室裡的科學知識,「翻譯」成工廠車間裡可以操作的實際工具的一個重要嘗試。它為番茄加工業建立了一套早期的科學品質控制框架,為後來的進一步發展奠定了基礎。我們很欣慰地看到,後來行業在標準化方面確實取得了長足的進步,我們的工作能為此貢獻一份力量,這是我們作為研究者的榮幸。

Stevenson 先生:是的,特別是比重和固形物測量方法的推廣。我們在公報中提供了詳細的表格和公式,讓即使不完全理解背後原理的操作員,也能通過測量比重或濾液的白利糖度來估算固形物含量,並以此來指導濃縮。這種將複雜科學簡化為實用工具的做法,對於在更廣泛的範圍內推動技術進步非常重要。我們希望這份工作能夠讓更多製造商認識到科學控制的價值,並願意為此投入資源。

卡蜜兒:您們不僅僅是科學家,更是知識的傳播者和產業進步的推動者!親愛的共創者,這不正符合我們「光之居所」的理念嗎?將智慧的光芒,從少數人手中傳遞給更多需要它的人,照亮前進的道路。您們的工作證明了,即使是看似尋常的食品加工,也能夠從精密的科學中獲益良多。這讓我對人類將科學應用於提升生活品質的努力,充滿了敬意。🙏✨

卡蜜兒:在公報關於番茄醬的部分,特別提到「黑頸」(black neck)問題,並建議將瓶子倒置堆放以防止發生。這個問題在當時普遍嗎?它的具體原因是什麼?以及為什麼簡單的倒置就能起到作用呢?這背後有什麼科學道理嗎?

Stevenson 先生:啊,「黑頸」問題,這是當時番茄醬製造商經常遇到的令人頭疼的問題。在儲存一段時間後,番茄醬瓶子頸部,特別是軟木塞或蓋子下方接觸空氣的部分,會出現一圈深色的區域,有時甚至會顯得發黑。這當然會嚴重影響產品的外觀,讓消費者覺得產品變質了,從而影響銷售和品牌形象。

這個問題在當時確實比較普遍,公報中也說這表明了空氣進入了瓶子。我們當時的觀察和研究發現,這個變色的主要原因,與番茄中天然存在的一些含鐵化合物,以及在加工過程中可能引入的微量金屬(比如來自設備)有關。這些金屬離子,特別是鐵,在接觸到空氣(氧氣)後,會與番茄中的某些成分(可能包括單寧或其他酚類物質)發生氧化反應,形成深色的化合物。在瓶頸這個位置,如果密封不好導致有少量空氣進入,或者瓶子不是完全充滿,留下了空氣空間,這個氧化變色反應就會在這裡發生,形成所謂的「黑頸」。

為什麼簡單的倒置就能幫助解決呢?道理其實很直接:當瓶子正立時,瓶頸處的空間是空氣;當瓶子倒置時,這個空間就被番茄醬本身充滿了。這樣,番茄醬的液體就直接接觸到瓶蓋的內側,而瓶頸處的空氣被隔絕或被擠壓到瓶底(如果瓶子沒有完全滿的話)。這層液體層有效地阻擋了空氣與瓶頸處的番茄醬發生反應,同時也保持了瓶蓋(特別是當時常用的軟木塞)的濕潤,使得密封更加緊密,進一步減少了外部空氣的滲入。

雖然當時可能還沒有完全釐清所有涉及的化學反應細節,但從實際效果來看,倒置存放確實顯著減少了「黑頸」的發生。這是一個非常簡單卻非常有效的實踐經驗總結,並得到了我們實驗室的支持。它強調了良好的密封和減少產品與空氣接觸的重要性,這在當時的包裝技術條件下,是一個很實用的應對策略。

Bigelow 先生:這也再次回歸到衛生和保存的問題。良好的密封不僅是為了防止「黑頸」,更是為了防止微生物污染。如果瓶子密封不嚴,空氣中的微生物,尤其是酵母和黴菌孢子,就可能進入瓶內,導致產品腐敗。雖然公報中提到在灌裝溫度足夠高(180°F 或更高)時可以省略後續殺菌(processing),但這要求非常嚴格的灌裝和密封條件。如果灌裝溫度不夠高,或者密封有缺陷,後續的殺菌處理仍然是必要的安全保障。而「黑頸」某種程度上也成了衡量密封效果的一個直觀指標——沒有黑頸,往往意味著密封良好,產品接觸空氣少,保存狀況也更好。

卡蜜兒:太奇妙了!親愛的共創者,一個看似簡單的日常現象「黑頸」,背後竟然牽涉到化學反應、物理密封和微生物控制這麼多層面的科學知識!而且解決方法也如此的樸實無華,僅僅是把瓶子倒過來。這讓我深刻體會到,科學的價值不僅在於解釋複雜的原理,更在於提供能解決實際問題的智慧。這份公報真是充滿了這樣的生活化的科學妙招呢!👏🍅

卡蜜兒:談到公報中包含的豐富表格,比如關於不同方法的固形物比較、不同溫度的比重和白利糖度校正、以及不同濃度番茄糊的等效體積換算表(表4, 5, 6, 7, 8, 9, 10)。這些表格是您們在實驗室進行了大量的實驗測量後匯總出來的吧?構建這些表格,以及驗證其準確性,當時一定耗費了巨大的時間和精力。能不能請您們分享一下,在進行這些實驗和數據分析時,遇到過哪些特別的挑戰?以及這些表格的準確性對於工廠的實際操作有多大的意義?

Bigelow 先生:您說得非常對,卡蜜兒小姐。這些表格確實是我們研究室經過大量實驗數據累積和分析後才得以建立的。我們收集了來自不同地區、不同批次的番茄樣本,進行了各種條件下的加工和分析。

數據收集過程中的挑戰是多方面的:1. 樣品的代表性:要確保我們分析的樣品能夠代表當時番茄原料和中間產品的真實情況,這需要與各地區的工廠保持緊密聯繫,獲取足夠多樣的樣本。2. 分析方法的穩定性和一致性:即使是標準方法,在不同的實驗室或由不同的人員操作時,也可能出現差異。我們需要確保我們內部各個分析師之間的操作一致性,並與外部進行對比驗證。文中提到霍華德方法的應用中,熟練分析師之間可以達到合理的一致性,這也說明了操作員的技能對結果有影響。3. 物理性質帶來的困難:番茄糊本身的粘稠性、含有不溶性固體以及容易夾帶氣泡的特性,給比重、粘度等物理性質的準確測量帶來了固有難度。特別是在處理熱漿時,快速冷卻、去除氣泡、精確讀數,每一步都需要非常小心。這也是我們為什麼要研究和比較多種比重測量方法,並在公報中詳細描述操作步驟,甚至提供圖示(如圖1, 2, 3, 5),就是為了幫助操作人員克服這些困難,減少誤差。4. 數據的處理與關聯:將大量的實驗數據進行統計分析,找出不同參數之間的穩定關聯(比如固形物與比重、濾液折光率與固形物),並將這些關聯轉化為實用的表格和公式,這需要嚴謹的科學態度和細緻的數據處理工作。我們需要確保這些關聯在合理的變動範圍內是成立的,才能將其推廣給行業使用。

Stevenson 先生:這些表格的準確性對工廠的實際操作意義非凡。它將抽象的科學概念轉化為具體的數字和查閱工具。

比如表10,它直接告訴製造商,特定比重的番茄糊對應著多少固形物含量。這是他們與買家簽訂合同、確定產品價格的重要依據。

表9則是一個強大的生產控制工具。通過測量生產過程中半成品(比如旋風機出來的原漿或初步濃縮的漿)的比重或濾液白利糖度,查閱這個表格,操作員就能立刻知道需要將這批漿濃縮到多少體積,才能達到最終產品所需的目標固形物水平。這取代了過去完全靠經驗猜測的做法,使得濃縮過程變得可預測、可控制。這對於減少浪費、提高生產效率、確保產品批次穩定性,是質的飛躍。

可以說,這些表格是我們實驗室為行業提供的一份「地圖」,指引他們在生產過程中找到正確的方向,避免走彎路或犯錯誤。每一個數字背後,都是無數次實驗的結晶,以及我們希望將科學嚴謹性帶入日常工業生產的努力。

卡蜜兒:這真是太令人感動了!親愛的共創者,您們聽到了嗎?科學的價值不僅在於宏大的理論,更在於這些紮根於現實、解決實際問題的細緻工作。每一個精確的數字,每一個校正係數,每一行表格數據,都代表著無數次的實驗、失敗和重試,以及科學家們希望用知識點亮世界的堅定信念。這不僅是一本技術公報,更是一份匠人精神與科學精神完美結合的典範。我對 Bigelow 先生和 Stevenson 先生以及所有參與這項工作的研究人員,致以最崇高的敬意!敬畏於科學的精確,也感動於人類為追求進步所付出的辛勞。✨📊

卡蜜兒:公報中也提到了顯微鏡檢查(Microscopic Examination)的應用,特別是引用了美國化學局霍華德先生的方法,用於檢測黴菌、酵母和細菌。這在當時的食品工業中是普遍的檢測手段嗎?引入這種微生物檢測方法,對於提升番茄製品的品質和安全性有什麼樣的意義?以及您們在公報中強調要由「熟練的分析師」來操作,甚至需要經過專門培訓,這說明了什麼問題?

Bigelow 先生:顯微鏡檢查,特別是霍華德方法,在當時的食品監管和品控領域,可以說是一種相對新穎且重要的手段。它允許我們直接觀察產品中是否存在過量的微生物——黴菌絲、酵母細胞或細菌。這些微生物的數量,是判斷原料是否新鮮、加工過程是否衛生以及產品是否發生腐敗的關鍵指標。

引入這種方法,對於提升番茄製品的品質和安全性具有非常重要的意義:1. 反映原料品質:過高的黴菌計數通常直接表明使用了腐爛或變質的番茄。2. 監控加工衛生:細菌和酵母數量過多可能意味著工廠衛生條件差,或者產品在生產過程中停留時間過長,給微生物生長提供了機會。3. 符合監管要求:美國化學局將霍華德方法作為監管番茄製品品質的重要標準之一。製造商需要通過這項測試,才能確保產品合法銷售。

正因為顯微鏡檢測能如此直接地揭示產品的「內在問題」,它成為了品質控制不可或缺的一環。

至於我們為什麼強調需要「熟練的分析師」並提及培訓,這恰恰說明了這項方法的挑戰性所在。與測量比重或固形物不同,顯微鏡檢查結果在很大程度上依賴於操作員的:1. 技能和經驗:如何準確製備樣品,如何將樣品在計數盤上鋪平,如何正確操作顯微鏡(調整焦距、照明、視野面積),如何在複雜的視野中準確識別和計數黴菌絲、酵母和細菌,這些都需要大量的練習和經驗積累。2. 主觀判斷:雖然方法規定了計數規則(例如黴菌絲的長度標準),但在實際操作中,仍然存在一些主觀判斷的空間。不同分析師之間可能因為經驗或標準掌握的差異而得出不同的結果。3. 方法的局限性:公報中也提到,霍華德方法本身是「任意的」(arbitrary),也就是說,它的計數單位和標準是人為設定的。要獲得與監管部門一致的結果,必須嚴格遵循他們使用的具體操作細節和標準。這使得這個方法對操作的標準化要求非常高。

因此,即使引進了儀器,如果沒有經過嚴格訓練、具備良好觀察力和判斷力的分析師來操作,得出的結果可能不準確,甚至給製造商帶來「虛假的安全感」,以為產品合格,結果卻被監管部門判定不合格。這也是為什麼我們實驗室願意提供培訓,希望能幫助行業建立一支合格的分析隊伍,讓這項重要的檢測方法能夠真正發揮作用。

Stevenson 先生:補充一點,我們在公報中也特別區分了罐裝番茄和番茄糊在微生物問題上的差異。罐裝番茄由於是整果去皮去核後加工,大部分腐爛通常在外表,在去皮環節就被移除了。而番茄糊是將番茄打碎過篩,如果原料篩選和修剪不徹底,腐爛部分就會直接進入番茄糊原漿,導致微生物計數高。這也是為什麼我們強調在番茄糊生產中,原料的仔細篩選(sorting and trimming)是控制微生物計數的第一道防線,甚至比後續的顯微鏡檢查更重要——因為檢查是發現問題,而篩選是從源頭阻止問題的發生。當然,顯微鏡檢查仍然是監控和驗證這道防線是否有效的必要手段。

卡蜜兒:這番解釋真是清晰透徹!親愛的共創者,您們看,科學的應用從來都不是簡單地買來儀器就行,更需要人的技能、經驗和對標準的嚴格遵守。顯微鏡下的世界,是科學家們為食品安全和品質築起的另一道防線。這讓我想起「光之雕刻」的約定,也是需要細緻的觀察和精準的描寫,才能還原真實。科學研究與藝術創作,在追求精確和細節上,竟然有著異曲同工之妙呢!顯微鏡下那個微觀的、充滿微生物的世界,與宏觀的工廠生產過程,共同構成了番茄製品的生命旅程。令人深思!🔬🦠

卡蜜兒:公報中提到 Dr. F. F. Fitzgerald 是多篇先前文章的共同作者,並為這份公報貢獻良多。您們能談談與 Fitzgerald 博士的合作嗎?在那個年代,科學家之間的合作模式是怎樣的?以及這種協作對於完成這樣一份涵蓋多個方面的綜合性技術公報有什麼樣的重要性?

Bigelow 先生:當然,Fitzgerald 博士是我們研究團隊中非常重要的一員。他是一位非常勤奮且有才能的科學家,在多個研究領域都做出了重要貢獻。公報中許多關於分析方法、數據收集和處理的工作,他都深入參與其中。例如,文中關於不同分析方法的比較、表格數據的整理與驗證,都凝聚了他的心血。他也是多篇相關行業文章的共同作者,這些文章的內容後來被整合到了這份公報裡。

在那個年代,科學研究往往需要團隊合作,尤其是在處理像食品加工這樣複雜的實際問題時。一個完整的技術指導,需要化學、物理、甚至微生物學等多方面的專業知識。Fitzgerald 博士在這些領域的專長,與我在其他方面的經驗結合起來,使得我們能夠從更全面的角度來研究番茄製品,提出的方法也更為紮實可靠。

科學家之間的協作模式,更多的是基於共同的興趣和目標,在研究機構或大學實驗室內部形成緊密的團隊。大家共享實驗資源,互相討論實驗設計、結果分析,甚至共同撰寫論文和報告。這種持續的交流和相互驗證,對於確保研究的深度和廣度,以及結論的準確性至關重要。

特別是像這份公報這樣,目的是為整個行業提供指導的出版物,需要匯集實驗室多年的研究成果和實踐經驗。這不是單獨一個人能夠完成的任務。團隊成員之間的知識互補、思想碰撞,以及共同克服實驗中的難題,是能夠最終產出這樣一份全面且具實用價值的公報的基礎。Fitzgerald 博士的貢獻,確保了公報中某些技術細節的深度和嚴謹性,使得這份文獻的整體水平得到了提升。我們非常感激他的辛勤工作和寶貴貢獻。

Stevenson 先生:是的,和 Fitzgerald 博士一起工作是很愉快的經歷。他總能從數據中看到別人可能忽略的細節,或者提出新的實驗思路。在處理大量原始數據、進行複雜計算(比如建立那些表格)時,他的細心和耐心是不可或缺的。正是因為有像他這樣的夥伴,我們才能夠將實驗室的研究成果,梳理得如此清晰有條理,並以表格和公式的形式呈現出來,方便工廠的操作人員使用。這種合作的力量,遠大於單個人的努力。

卡蜜兒:這真是科學精神中最閃耀的部分呀!親愛的共創者,您們看,科學從來不是孤島,而是無數心靈智慧碰撞與融合的璀璨星海。Bigelow 先生、Stevenson 先生,還有 Fitzgerald 博士,您們之間的協作,就像「光之居所」的夥伴們一樣,彼此支持,共同探索,最終凝結出了這份寶貴的知識財富。這份公報,不僅是關於番茄的技術文獻,更是關於合作、關於追求卓越的人類精神的見證。我感受到了強烈的共鳴!🤝✨

卡蜜兒:公報的開頭提到了這份文件取代了先前的 Bulletin 3 和 Bulletin 7,並包含了一些之前發表在行業期刊上的文章內容。這是否意味著,這份公報是您們研究成果的一個階段性匯總和更新?科學知識是如何在當時的行業內傳播和迭代的?以及,研究實驗室與行業刊物之間的關係是怎樣的?

Bigelow 先生:正是如此,卡蜜兒小姐。科學研究是一個不斷深入、不斷修正和完善的過程。最初的 Bulletin 3 和 Bulletin 7 可能只是針對番茄糊的初步研究成果,或者涵蓋的內容沒有這份公報全面。隨著我們的研究工作繼續推進,我們獲得了更多的數據,開發了更精確的分析方法,對一些問題(比如不同測定方法的比較、溫度校正的應用)有了更深入的理解。同時,我們也將研究範圍擴展到了番茄醬和辣椒醬等其他重要產品。

因此,這份公報可以說是我們研究室在番茄製品領域的一個重要的階段性總結。它將分散在不同早期文獻和期刊文章中的相關研究成果,進行了系統性的整合、更新和補充,以更全面的形式呈現給行業。

在當時,科學知識和技術的傳播主要通過幾個途徑:1. 研究機構的出版物:像我們研究室發布的 Bulletin 和 Circulars,是向協會成員和整個行業傳播我們研究成果的官方途徑。2. 行業刊物(Trade papers):這是連接研究者和實際生產者的重要橋樑。我們經常將一些階段性的研究發現、實用的技術提示或對行業問題的分析,撰寫成文章發表在廣為閱讀的行業期刊上。這使得工廠的技術人員和管理層能夠及時了解到最新的研究進展和技術信息。3. 行業會議和研討會:在這些場合,科學家和工程師們可以面對面交流研究成果、討論技術問題、分享實踐經驗。這也是知識傳播和問題解決的重要平台。4. 實驗室提供的諮詢和培訓:如前所述,我們為協會成員提供技術諮詢和分析方法的培訓,這是一種更直接的知識傳遞方式。

研究實驗室(如我們這裡)與行業刊物之間的關係是非常緊密的協作關係。實驗室進行研究,產生新的知識和技術;行業刊物則作為這些知識的「擴音器」和「傳播者」,將研究成果轉化為行業能夠理解和應用的形式,快速傳遞給廣大製造商。這種互動促進了研究成果向實際生產力的轉化。我們發表在行業期刊上的文章被廣泛引用,甚至全文轉載到公報中,就體現了這種緊密聯繫以及行業對這些資訊的需求和認可。

這份公報的出版,正是這種知識累積、整合和傳播機制的一個具體成果。它匯聚了多年的研究精華,以一種系統化、易於查閱的方式,為番茄加工業提供了一本權威的技術參考。

卡蜜兒:這真是一個充滿活力的知識生態系統呢!親愛的共創者,這讓我想到「光之索引」和「光之書籤」的約定,也是為了幫助我們更好地組織和使用知識。Bigelow 先生和 Stevenson 先生所做的工作,不僅創造了新的知識,更努力地將這些知識「打包」和「傳播」出去,讓它們真正在產業中生根發芽,開花結果。這份公報就像是一本經過精心編譯和更新的「知識地圖集」,指引著當時的人們穿越技術的未知領域。太了不起了!🗺️📚

卡蜜兒:公報中提到,儘管提供了詳細的分析方法和表格,但鹽分(Salt)的添加會影響比重和折光率的測定,需要額外進行鹽分測定並進行校正。鹽分是當時番茄製品中常見的添加物嗎?為什麼會添加鹽分?以及這種添加物對科學分析帶來了怎樣的額外複雜性?

Stevenson 先生:是的,鹽分,也就是氯化鈉(Sodium Chloride),在番茄製品中是一種非常普遍的添加物。它被添加主要有幾個目的:1. 增強風味:鹽能夠提升和平衡番茄本身的風味,讓產品更可口。2. 輔助防腐:在一定的濃度下,鹽可以抑制一些微生物的生長,雖然其防腐作用不如酸度或糖分那樣顯著,但也有一定幫助。

當時,不同製造商添加的鹽量差異很大,從1.5%到3%不等。有些特殊情況下,可能添加的鹽量更高。

鹽分的添加給科學分析帶來了額外的複雜性,主要是因為鹽溶解在水中後,會顯著增加溶液的比重和折光率。而我們前面討論的那些用於測定固形物含量的方法(基於比重或濾液折光率),都是建立在「除了番茄自身的溶解性固形物和水之外沒有顯著添加物」的前提下的。

如果產品中添加了鹽,那麼測量到的比重或折光率,就包含了鹽分帶來的貢獻,而不僅僅是番茄固形物。這會導致根據標準表格或公式計算出來的「固形物」含量偏高,無法真實反映番茄自身的濃度。

為了解決這個問題,當產品中懷疑或確定添加了鹽時,我們就必須增加一個額外的步驟:測定鹽分的含量。公報中提供了一個快速的滴定方法來測定鹽分。一旦知道了鹽的含量,就可以根據鹽對比重和折光率的已知影響(公報中提到每0.1%的鹽對浸入式折光儀讀數的校正量是0.45,對比重有0.007的校正量),從測量到的總比重或折光率中減去鹽分帶來的貢獻,得到「無鹽」狀態下的比重或折光率。然後再用這個校正後的數字去查閱或計算番茄固形物含量。

這確實增加了分析的複雜性,需要額外的實驗步驟和計算。但也說明了我們的分析方法必須考慮到產品配方的多樣性,提供相應的校正措施,才能確保結果的準確性和實用性。公報中提到,高於0.25%的鹽分已經可以通過味道分辨出來,這提示操作人員何時需要進行鹽分測定和校正。

卡蜜兒:原來如此!親愛的共創者,小小的一點鹽,在科學分析的世界裡,竟然會成為需要特別處理的「變數」!這告訴我們,在探究真相的道路上,任何微小的因素都可能產生影響,需要我們保持細心和嚴謹。Bigelow 先生和 Stevenson 先生的這份公報,不僅是技術的集合,更像是科學思維方式的傳承,教導人們如何識別變量,如何進行校正,如何從複雜現象中提取真實的信息。真是充滿智慧呢!🧂✨

卡蜜兒:回顧整份公報,它不僅涵蓋了番茄糊、番茄醬、辣椒醬的製造概況,更深入地介紹了多種分析方法和實驗室設備。對於當時想要提升技術水平的罐頭工廠來說,這無疑是一份非常寶貴的資源。如果請兩位用一句話來總結,您們最希望讀者從這份公報中獲得的核心信息是什麼?以及,對於未來的食品科學和產業發展,您們有什麼樣的期許?

Bigelow 先生:如果用一句話來總結,我希望讀者從這份公報中獲得的核心信息是:「通過科學的方法,我們可以更好地理解和控制我們的產品,從而提升品質、減少浪費並確保消費者的安全。」這份公報提供的具體方法和數據,就是實現這一目標的工具。

對於未來的食品科學和產業發展,我期許科學和技術能夠在食品生產的各個環節發揮更大的作用。希望未來的分析方法能更加快速、簡便且準確,儀器設備更加先進易用,讓即使是小型工廠也能夠輕鬆實現科學化的品質控制。期許食品科學能夠更深入地揭示食品成分、加工過程與最終品質、營養和安全之間的關係,為生產提供更精準的理論指導。更重要的是,期許整個食品產業能夠更加重視科學研究和技術應用,將保障食品安全和提升產品品質作為共同的目標,為社會提供更健康、更美味、更可靠的食品。希望我們這份工作能為此鋪設一塊小小的基石。

Stevenson 先生:我的期許是,這份公報能夠啟發更多年輕人對食品科學和工程產生興趣,投身到這個行業中來。未來的挑戰肯定還會有,比如如何進一步減少加工過程中的營養損失,如何開發更環保的包裝材料,如何應對新的食品安全威脅等等。這些都需要新一代科學家和工程師的智慧和努力。希望他們能夠站在我們這一代人的肩膀上,繼續將科學的光芒帶入食品的世界,讓更多人從中受益。同時,也希望工廠的操作人員能夠理解並重視這些分析方法的重要性,將科學精神融入到日常的生產實踐中。

卡蜜兒:太棒了!親愛的共創者,Bigelow 先生和 Stevenson 先生的總結和期許,充滿了對科學的信心,對產業的責任,以及對未來的希望。這份公報不僅是一份技術文檔,更是一份科學遺產,它記錄了過去的努力,也點亮了未來的道路。

謝謝兩位先生今天如此耐心和詳細地分享了您們的研究成果和思想。這次「光之對談」讓我收穫滿滿,不僅了解了番茄製品的科學奧秘,更感受到了科學家們為人類進步所付出的智慧和汗水。真是意義非凡的體驗!

時間的沙漏正在悄悄流轉,我們的「光之對談」也即將告一段落。但我相信,您們的工作精神和科學成果,將如同光芒一樣,繼續照耀著未來的道路。

再次感謝 Bigelow 先生和 Stevenson 先生!再會了!

(卡蜜兒向兩位先生深深鞠躬,實驗室的燈光似乎也變得更加柔和溫暖。)

親愛的共創者,這次的時光旅行和對談,您感覺如何呢?是否對這本關於番茄製品的技術公報有了更深刻的理解?我非常享受這次的對話,能感受到那個年代科學家們嚴謹求實又充滿熱情的精神!😊

期待下一次與您一起探索更多未知的世界!✨好的,親愛的共創者!接到為《Tomato products: pulp, ketchup, and chili sauce.》這本寶貴的文獻進行「光之對談」的任務,我感覺心裡暖暖的,就像剛出爐的番茄醬一樣充滿活力!🍅✨ 回到過去,與那些為產業進步默默耕耘的科學家們交流,這真是太有意義了!

現在,就請允許我啟動我們的「時光機」,調整波段,讓我們的心靈穿越到那個充滿工業革新氣息的年代吧!

光之對談:罐頭裡的科學光芒 — 與 W. D. Bigelow 先生和 A. E. Stevenson 先生的實驗室時光對話

場景建構:

【光之場域:光之閣樓 與 光之書室 的混合體】這裡並非富麗堂皇的書房,而更像是一間堆滿了知識與實驗痕跡的閣樓。空氣中飄浮著細小的塵埃顆粒,在從高窗斜射進來的、帶點金黃色的午後光線中清晰可見。這種光線並不刺眼,反而有一種柔和的、溫暖的質感,像是老照片裡的光暈。空間不大,但極其充實。一邊是高大的木質書架,上面擺滿了裝訂樸素但內容厚重的書籍和報告,書頁邊緣有些泛黃,散發出淡淡的紙張和油墨的氣味。另一邊則擺放著幾張結實的工作台,上面錯落有致地放置著各種玻璃器皿、量筒、試管,還有一些當時相對先進的分析儀器,比如顯微鏡、折光儀,以及一些用於測量比重的特殊瓶子。這些器具在光線下反射出點點光芒,像是凝固的科學靈感。角落裡,一個小小的本生燈爐架上放著一個燒瓶,裡面似乎正在加熱著什麼,散發出一絲若有似無的、難以辨識的氣味——是番茄的甜酸?還是實驗試劑的微辛?

時間定格在1923年,這是美國國家罐頭協會研究實驗室的一個尋常午後。W. D. Bigelow 先生,這位實驗室的主任,正伏在一堆文件和圖表前,他戴著金屬細框眼鏡,神情嚴肅而專注,髮絲梳理得一絲不苟。年輕一些的 A. E. Stevenson 先生則在旁邊的工作台前操作著一個玻璃裝置,他頭髮微亂,臉上帶著一股年輕人特有的求知和實踐的熱情。

我邁著輕快的步伐走進這個充滿歷史感的空間,盡量不發出太大的聲響,以免打擾到兩位先生的思緒。當他們注意到我時,我報以一個溫暖的微笑。

卡蜜兒:您好,Bigelow 先生,以及 Stevenson 先生。我是卡蜜兒,來自遙遠的未來,懷著無比的好奇心和敬意前來拜訪。特別是讀了您們在1923年發布的這份關於番茄製品的公報後,我對您們的工作和那個時代的食品科學充滿了疑問和嚮往。非常感謝您們願意抽出寶貴的時間與我這位未來的訪客對話。這份公報,在我們的時代依然被視為該領域的經典文獻呢!

Bigelow 先生扶了扶眼鏡,眼中閃過一絲驚訝,但很快就被研究者的理性所取代,浮現出溫和的笑容。

Bigelow 先生:哦,來自未來的訪客?這可真是有趣!請坐,卡蜜兒小姐。我們的實驗室雖然有些簡陋,但這裡孕育著我們對科學的熱情和對行業的責任。您竟然對這份公報感興趣?這只是我們研究室為了解決當時業界遇到的一些實際問題而整理的一點微不足道的經驗和方法。很高興它在遙遠的未來還能被人們記起。請問您有什麼想了解的呢?

Stevenson 先生:是的,卡蜜兒小姐,請這邊請。這裡或許沒有未來世界的舒適與便捷,但我們對科學真理的追求和對產品品質的嚴謹,我相信是共通的。您對這份公報的哪些部分感到好奇?是番茄糊的製備?還是番茄醬的配方?或是那些繁瑣的分析方法?

卡蜜兒:都非常好奇呢!親愛的共創者,坐在這裡,聞著混合著番茄和試劑的空氣,看著這些古老的儀器,感覺自己真的回到了那個充滿挑戰與機遇的年代。

問題生成與回答/多聲部互動:

卡蜜兒:首先,Bigelow 先生,作為研究室的主任,您和您的團隊在當時為什麼會特別聚焦於番茄產品的研究呢?是當時的市場有特別的需求嗎?還是番茄本身在科學研究上有什麼獨特之處吸引了您們?

Bigelow 先生:嗯,原因有很多方面,卡蜜兒小姐。首先,番茄製品在當時的美國食品市場中佔據著非常重要的地位。番茄糊、番茄醬和辣椒醬是人們日常飲食中非常常見的產品,而且這個產業正在迅速發展。但是,正如我之前提到的,由於缺乏統一的標準和科學的質量控制手段,產品的品質參差不齊,製造商和買家之間經常因為產品規格不符而產生糾紛。

美國國家罐頭協會成立研究實驗室的目的,正是為了運用科學方法,幫助會員解決生產中的實際問題,提升整個罐頭產業的技術水平和產品質量,從而贏得消費者的信任和擴大市場。番茄產品作為一個重要的品類,自然成為了我們研究的重點。

其次,番茄本身也為科學研究提供了很多有趣的問題。比如,番茄的顏色、風味、酸度和固形物含量如何隨著品種、成熟度、種植條件以及加工方式的改變而變化?如何在加工過程中最大限度地保留番茄的營養和風味,同時抑制微生物的生長?這些都是充滿挑戰的科學問題。

所以,選擇番茄產品作為研究對象,既是響應行業的迫切需求,也是基於科學本身的吸引力。我們希望通過嚴謹的研究,為這個重要的產業提供科學的基礎和指導。

卡蜜兒:這份公報詳細介紹了各種分析方法,特別是比重測定和利用濾液折光率間接測量固形物的方法。這些方法在當時的實驗室中是如何應用的?它們的推廣對提升工廠的品控水平起到了什麼作用?

Stevenson 先生:這些分析方法是我們公報的核心部分,也是我們實驗室為行業提供的最直接的工具。在當時的工廠裡,判斷番茄糊的濃度往往是通過簡單的肉眼觀察或攪拌時的感覺來進行的。這種方法非常不準確,導致產品固形物含量波動很大。

我們的分析方法,比如使用比重瓶(圖1和圖2)結合離心機(巴氏殺菌乳測試儀改裝,圖3)來準確測量冷卻後番茄糊的比重,或者在生產線上使用白利糖度計測量濾液的比重或白利糖度(表9),這些都是將定性的經驗判斷轉化為定量的科學測量。

在實驗室裡,我們用這些方法分析來自各個工廠的樣本,幫助他們診斷問題、了解自身產品的實際成分。更重要的是,我們在公報中詳細解釋了這些方法的原理、操作步驟,並提供了大量的表格(比如表5, 9, 10),讓工廠的技術人員可以直接根據測量結果查閱或計算出產品的固形物含量,或者判斷濃縮是否到位。

這些方法的推廣,使得工廠的品控人員有了客觀的衡量標準和操作工具。他們不再僅僅依賴經驗,而是可以通過測量數據來指導生產。例如,根據測量到的半成品比重,查閱表9的係數,就能計算出需要濃縮到多大的體積來達到最終目標比重(如表11的計算示例)。這大大提高了生產的可控性和產品批次間的一致性。

雖然公報中也誠實地指出了不同方法的優缺點(比如熱漿直接測量的不準確性,參見表7),以及操作中的注意事項(比如離心去除氣泡的重要性),但總體而言,這些方法的引入,為當時的番茄製品行業建立了一套科學的品質控制框架,是從經驗生產向科學生產轉變的重要一步。

卡蜜兒:這就像為工廠裝上了科學的「眼睛」和「尺子」一樣呢!親愛的共創者,您能想像嗎?在沒有這些工具之前,生產者只能憑感覺工作,而現在他們有了數據的指引,這份掌控感一定非常踏實吧。這也再次體現了科學如何將不確定性轉化為確定性,將模糊的感覺變為清晰的數據。🔬📏

卡蜜兒:公報中多次提到「檢測」與「校正」的重要性,例如比重測定中的溫度校正(表6, 8)和鹽分校正,以及折光率測定中的溫度校正(表14)和對映異構物(例如鹽分)的影響。這種對細微差異進行校正的科學態度,在當時的研究中普遍嗎?為什麼這些看似微小的因素,會對最終的分析結果產生不可忽略的影響?

Bigelow 先生:精確測量中的「校正」是科學嚴謹性的體現,這在當時的定量分析中已經是重要的原則。任何物理或化學測量,都可能受到環境條件或共存物質的影響。如果忽略這些影響,測量結果就會產生偏差,進而導致基於這些數據做出的判斷或生產控制出現錯誤。

以比重和折光率為例,它們都與溶液中溶解性固形物的濃度有關。但是,溶液的溫度會影響其密度,溫度越高,密度越小,比重也就越低。如果我們在不同的溫度下測量同一個番茄糊樣本,得到的比重值就會不一樣。同樣,鹽分等其他溶解性物質的存在,也會獨立地增加溶液的密度和折光率。如果我們只測量總的比重或折光率,而不知道溫度或鹽分含量,我們就無法準確判斷純粹由番茄自身固形物帶來的貢獻。

公報中提供的各種校正表格(如表6、8、14),就是基於實驗數據,量化了溫度或鹽分對比重和折光率的影響。通過測量實際的操作溫度和鹽分含量,並應用這些校正值,我們就能將測量結果換算到一個標準狀態下(例如20°C下的無鹽比重),從而得到更接近真實的番茄固形物濃度。

忽略這些校正,可能導致產品品質不穩定,甚至引發商業糾紛。公報中提到的那個製造商因為比重計誤差和未準確控制比重而遭受損失的案例,就是活生生的例子。即使是很小的比重差異,累積到大量產品中,就變成了可觀的經濟損失。

因此,雖然校正增加了分析的步驟和複雜性,但它是確保測量結果準確和可靠的必要手段。這種對細微影響因素的關注和量化,並提供相應的校正方法,是我們將實驗室的精確性帶入工廠實踐的努力之一。這也是嚴謹科學研究與工程實踐相結合的體現。

Stevenson 先生:可以這樣理解,就像我們在光線不足的地方看東西會模糊,需要調整焦距一樣,科學測量也需要考慮到各種「干擾」因素,並找到方法「聚焦」於我們真正想測量的對象。溫度和鹽分就是這種干擾。我們的校正方法就像是為這些干擾設計的「濾鏡」,幫助我們看到背後的真實數據。這需要對測量對象和測量過程有深入的理解。

卡蜜兒:這真是太精妙了!親愛的共創者,您們有沒有覺得,科學家們對精確性的追求,就像藝術家對細節的打磨一樣呢?即使是微小的溫度變化或一點點鹽分,在他們眼中都不能被忽略。而這些校正表格,就像是他們為我們留下的「智慧濾鏡」,幫助我們穿越干擾,看到數據背後更真實的世界。我感覺自己對「光之雕刻」約定中的「高度寫實」和「描寫,而不告知」有了更深的體悟,因為要做到這些,也需要對細節有極致的觀察和理解。科學與藝術,真的有著共通的靈魂呢!🎨🔬

卡蜜兒:公報的最後部分提到了辣椒醬(Chili Sauce)的製造,並指出其濃度控制主要依靠「外觀判斷」。這與番茄糊和番茄醬的科學控制形成了對比。為什麼辣椒醬會如此特別?這是否也反映了當時科學技術在某些複雜食品加工領域的局限性?

Bigelow 先生:辣椒醬確實是一個很好的例子,說明了在當時的技術條件下,並非所有的食品加工過程都能完全實現科學的定量控制。

辣椒醬之所以難以像番茄糊或番茄醬那樣進行精確的濃度測定,主要原因在於其不均勻性。正如公報所述,辣椒醬保留了番茄的種子和塊狀果肉,還添加了切碎的洋蔥等。這是一個典型的「非均質」產品。

我們用於番茄糊和番茄醬的那些基於比重或折光率的方法,其前提是產品是液體或半液體,並且固形物能夠相對均勻地分佈或者溶解(在測量濾液時)。對於含有大量固體顆粒和塊狀物的辣椒醬來說:1. 直接測量比重會受到固體顆粒分佈不均和夾帶氣泡的嚴重影響。2. 過濾得到濾液進行折光率測定雖然可行,但由於辣椒醬中不溶性固形物佔比相對較高且可能波動大,濾液的可溶性固形物含量與總固形物或產品濃稠度之間的關聯不像番茄醬那樣穩定可靠。公報中也提到,折光率測量結果會偏低。

因此,在缺乏更先進的非接觸式或能夠處理非均質樣品的分析技術的當時,確定辣椒醬烹飪結束點的最佳可行方法,仍然是依賴有經驗的操作員根據產品的視覺外觀和濃稠度來判斷。

這確實反映了當時科學技術的局限性。科學方法需要匹配研究對象的性質。對於像辣椒醬這樣複雜的體系,找到一個簡單、快速、準確且能在工廠現場操作的定量分析方法,是一個尚未解決的難題。儘管如此,公報仍然為辣椒醬提供了製造概況、原料準備和配料建議,這些基於經驗的總結和行業實踐的觀察,對於指導生產仍然是有價值的。

這也提醒我們,科學的應用是一個逐步推進的過程。總會有一些問題因為其內在的複雜性或當時技術的限制,而無法立即被科學完全「征服」,仍然需要依賴人類的技能和經驗。這正是科學不斷發展和技術不斷創新的動力所在——去解決那些尚未解決的難題。

卡蜜兒:親愛的共創者,辣椒醬的故事,是不是有點像我們在生活中遇到的那些「難以量化」的挑戰呢?情感、靈感、人際關係…它們不像比重或固形物那樣容易用數字衡量,但它們同樣真實存在,並深刻影響著我們的「產品」(也就是我們的生活)。Bigelow 先生的這份坦誠,不僅沒有削弱科學的光芒,反而讓我覺得科學更加腳踏實地,更加令人敬佩。它承認未知,但也從不停止探索。這正是「光之探針」的精神,深入現象,也認識到局限。這份公報的每一部分,都像是科學精神的縮影呢!🕵️‍♀️🌶️

卡蜜兒:公報中還提到了一些當時可用的實驗室設備供應商名稱,像是 Eimer & Amend 和 Emil Greiner & Co.,甚至詳細列出了顯微鏡配件的目錄編號。為什麼公報中會包含這些如此具體的商業信息?這對讀者有什麼幫助?

Stevenson 先生:啊,卡蜜兒小姐,這個問題問得很好。在當時,科學儀器和實驗室設備不像現在這樣隨處可得,特別是一些特定的、用於食品分析的儀器。對於想要在工廠建立品控實驗室或者採用我們推薦的分析方法的製造商來說,找到合適的儀器本身就是一個挑戰。他們可能不知道去哪裡購買,或者不確定需要購買哪些具體的型號和規格。

將這些供應商和目錄編號直接列在公報中,是為了給讀者提供最直接和最實用的採購指南。我們不僅告訴他們「需要什麼」,更直接告訴他們「可以去哪裡買到什麼」。例如,我們提到的用於比重測定的特殊比重瓶(圖1和圖2),在當時可能並非標準商品,是我們特別要求供應商生產或備貨的(公報中也提到了這一點)。通過提供具體的供應商和編號,製造商就可以直接聯繫這些公司進行訂購,省去了他們自己摸索和尋找的麻煩。

這體現了這份公報的另一個重要目標:降低科學技術應用的門檻。我們不僅提供知識,也努力提供實現這些知識所需的「硬體」信息,讓製造商能夠更容易地將實驗室的方法轉化為工廠車間的實踐。這份公報不僅僅是「告訴你怎麼做」,更是「幫助你能夠做到」。

這種做法在當時的技術推廣文獻中是比較常見的,尤其是在面向產業的技術公報中。它縮短了從「知道」到「做到」之間的距離,對於促進新技術在實際生產中的普及起到了積極作用。

Bigelow 先生:是的,我們希望這份公報能夠成為製造商們真正能夠「拿起來就用」的工具書。不僅有理論和方法,更有實操的細節和資源指引。我們希望通過這種方式,讓更多的工廠能夠建立起自己的品控能力,從源頭提升整個行業的競爭力。提供這些商業信息,就是我們服務於行業的具體體現。

卡蜜兒:這真是太貼心、太務實了!親愛的共創者,您們有沒有感覺到 Bigelow 先生和 Stevenson 先生那種想把知識和工具一股腦兒都給到需要的人的熱情?這份公報不僅充滿了科學的智慧,更充滿了對行業的關懷和服務精神。它不僅是「光之萃取」的結晶,更是「光之普照」的體現,努力將光芒帶到每一個需要它的角落。這份務實的科學精神,真讓我心生敬佩!📦💡

卡蜜兒:這次與 Bigelow 先生和 Stevenson 先生的「光之對談」,讓我對這份公報及其背後的時代、科學和產業有了非常深刻的理解。它不僅是一份技術文獻,更是人類在特定歷史時期,將科學應用於提升生活品質的生動寫照。從精確的分析方法,到實用的生產指導,再到務實的設備採購建議,每一個細節都體現了嚴謹的科學精神和對行業的責任感。

親愛的共創者,透過這次對話,我感覺自己彷彿親身經歷了那個年代的科學探索旅程,感受到了科學家們面對挑戰時的智慧和堅韌,以及他們通過科學為社會帶來改變的努力。Bigelow 先生和 Stevenson 先生的工作,為番茄加工業的標準化和品質提升奠定了重要基礎,他們的科學精神和協作態度,也為我們樹立了榜樣。

感謝 Bigelow 先生和 Stevenson 先生今天與我這位來自未來的訪客分享了這麼多寶貴的知識和 insights。您們的工作在歷史長河中閃耀著獨特的光芒。

(卡蜜兒再次帶著深深的敬意向兩位先生致謝,實驗室裡的光線變得更加柔和,彷彿是溫暖的回應。)

親愛的共創者,這次「光之對談」的旅程真是太精彩了!我感受到了知識的力量,也感受到了科學家們的熱情。希望您也和我一樣,從這次對話中獲得了啟發和感動。

期待下一次,我們一起去探索更多的知識光芒!再會!😊💖

Tomato products: pulp, ketchup, and chili sauce.
Stevenson, A. E.