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環境污染怎麼影響乳品質?來自大地的恩賜與陰影

文/金山豆|中興大學動物科學系學士,英國諾丁漢大學動物科學博士

人類文明的起始,與學會馴養家畜以得到穩定蛋白質供應有著密切的關係。來自草食動物如山羊、牛、馬等乳品生產,只需簡單的草料與粗糙的照應,就能供應優良蛋白質與熱量,因此成為早期糧食生產尚不穩定的人類社會十分重要的營養支柱。在近代產業文明興起後,科學化集約飼養技術的建立,更讓乳製品成為人類社會日益普及的營養來源之一,特別在各國經濟發展的歷程中,協助解決營養不良及相關公衛健康問題,具有不可磨滅的貢獻。

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飼養牛隻的牧場。圖/By Martin Abegglen – Flickr: cow, CC BY-SA 2.0, wikimedia commons.

飼料進步了,但環境卻大退步

在乳用動物飼養生產過程中,牠們的營養與生理健康狀態,深受當地自然環境影響,包括飲用水、空氣條件、以及攝取的飼料作物品質

近代乳用動物飼養管理技術的發達,也反應在飼料營養條件的改善上,牧場透過不同粗料 (草料) 與精料 (穀物) 及營養補充劑 (維生素、礦物質等)的組合 ,調配出適合動物的最佳化飼料配方。除了讓動物吃得更營養之外,搭配育種與輔助生殖技術 (冷凍精液、人工受精、早期懷孕診斷等),大幅增加了乳用動物的產乳性能,促使現代化的酪農產業的建立,讓各種乳製品的價格更加低廉而普及化。

然而,人類文明現代化對自然環境也帶來了深遠而全面的影響。

傳統產業的進步、新興產業的誕生與成熟,不只替人類社會創造巨大的資產,卻也在開發的過程中,於自然環境中留下了龐大的產業副產品。這些副產物往往對自然生態系統帶來不同程度的破壞,特別是其中具有生物危害性的污染物,在進入自然環境之後,透過水與土壤的曝露,進一步移行到環境動植物體內,持續存在並發揮其影響力;而根植於自然水土環境運作的農業,也因此難以避免曝露的風險。

環境污染怎麼影響乳品質?

在畜牧業,特別是在養週期相對較長的乳用動物 (肉用動物飼養週期如肉雞的五週至十二週,到肉豬的六月齡,乳用動物如山羊與乳牛則可達三到七年甚至更長),其飼養環境與飼料、飲用水是否受到環境污染、污染物是否移行至體內蓄積、甚至隨乳汁分泌而進入人類食物供應鍊,將明顯影響人類的食品安全。

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飲用水是否受到環境污染也是乳牛等乳用生物是否能生產好生乳的影響因素之一。圖/PublicDomainPictures

在目前已知的環境污染物中,傳統產業如礦業及現代輕重工業所帶來的各種重金屬,或新興化學污染物如聯苯類化合物(多氯聯苯、多溴聯苯等,包括俗稱戴奧辛的二氧雜環己二烯),便可能透過不同方式進入土壤、水、空氣、以及各種農作物之中。雖然其中重金屬類的污染有可能也與各地自然礦脈露出、地質組成特性有關,不盡然與人類活動有關,但新興化學污染物則與人類產業污染有密切關聯性。

開發中國家的重金屬汙染

重金屬及聯苯類化合物因生物通透性、蓄積性佳、易經由乳用動物代謝進入乳汁中而形成殘留,因此歐盟主要酪農產業國家,在 2002 年即已針對這些污染物進行監控,並視各國情況訂立生乳殘留標準。目前歐盟食物安全局 (European Food Safety Authority) 明列砷、汞、鉛、鎘、錫等重金屬為檢測目標,其它重金屬曝露風險如銅、鉻、鋅等,亦在持續研究與評估之中。

在開發中國家因產業生產規範尚未成熟,因此輕重工業、傳統產業的重金屬污染被認為可能對當地畜牧產業與產品造成程度未明的污染。

工汙

工業汙染進入鄰近地區/來源:Jorge Franganillo@Flickr

伊朗

2015 年伊朗大不里士醫科大學 (University of Tabriz Medical Science) 曾對該國工業城市區域與傳統農牧區的三十二處酪農農場生乳樣本做汞、砷、鎳、錫四種重金屬做檢驗[1],其中部份生乳樣品中鎳與錫的濃度超過聯合國食品法典委員會(Codex Alimentarius Commission, CAC)的可容許規範,高達 310.55 μg/L 與 314.64 μg/L(Codex 規範分別為 200 與 300 μg/L)。令人意外的是,鎳的濃度分布趨勢固然與工業區高度相關,可解釋為源自工業污染,然而同樣被視為常見工業污染物的錫,卻在傳統農牧區生乳樣本中呈現出高過工業區域四倍濃度的現象。這個檢測結果引導出兩個可能性:工業區的污染可能經由未確認的方式進入傳統農牧區造成二次污染;又或者傳統農牧區基於地理特性具有原生污染源存在。

義大利

類似的研究結果也出現在早前 2003 年時,義大利梅西納大學(University of Messina) 的藥理研究團隊,針對義大利南部的卡拉布里亞 (Calabria) 地區四十家酪農牧場出產的生乳做的多種金屬檢測中,其中以砷污染的歧異度最大。有十家牧場的生乳樣本砷濃度超過 Codex 規範的140 μg/L,最高甚至來到 684 μg/L 的水準 [2]。然而,卡拉布里亞一地是傳統農牧區,鮮少工礦產業存在,因此工礦污染似乎可能性不高。研究團隊認為這可能是當地興盛的果蔬農場所常用的含砷殺蟲劑與除草劑,經由水與土壤污染再進入當地乳牛食物鍊,代謝移行至生乳後的結果。

印度

另一方面,印度斯溫卡泰斯瓦拉大學 (University of Sri Venkateswara) 研究團隊以乳用水牛進行高鉛飼料曝露實驗時,發現大部份鉛隨著血液循環進入生乳中。同時,提高的生乳含鉛量排擠了生乳中的營養成份,特別是鐵與鋅的含量下降到原來的一半不到。而乳用水牛的肝臟也呈現輕到中度發炎現象,代表著飼料中鉛的曝露,不但增加生乳有毒重金屬的含量、削減部份生乳營養成份、也對乳用水牛本身的健康造成負面影響 [3]

整體來說,這些研究結果代表酪農產業有必要持續對生乳進行毒性重金屬的監控,以避免潛在污染在生產者與消費者皆不知情的情況下,悄悄進入食物供應鍊,同時對本地酪農產業及乳製品消費者帶來不同程度的傷害。

台灣乳製品的重金屬檢測

許多主要酪農產業國家,在過去二十年間便陸續開始持續追蹤與監控飼養環境裡水、飼料、以及生乳中各種重金屬的含量,並據以檢討污染來源與管控方式。而相關的殘留規範也在與時並進,以求在目前知識範圍內盡可能保障乳製品品質在人體可接受的安全限度內。

台灣過去在 2001 年前後也曾有研究單位進行本土各縣超過百家乳山羊及乳牛牧場的飲用水、飼料、糞便、以及生乳的重金屬曝露量調查,當時的資料即指出,少數飼料檢體出現鎘含量過高的問題(>10 μg/g);鮮乳重金屬指標基本上在安全範圍內,但生乳鉛含量卻較預期為高(0.1-0.12 μg/g)。這意味著動物本身可能累積了飲用水或飼料中所含的鉛,並移行至生乳之中 [4]。

近年來,小粒徑空氣懸浮顆粒(直徑 2.5-10 μm,即 PM2.5/10) 中所含的重金屬也被認為是重金屬污染源之一,特別是台灣西部從北到南,空污程度日益趨於嚴重;當針對台灣 PM2.5/10 分析其成份時,可以明確發現其中具有多種重金屬分布,其含量隨地域、污染源 (交通、產業類別、燃電等)而有差別 [5]。除了人體曝露造成直接的健康威脅外,這些懸浮顆粒還能透過進入水源、土壤、飼料儲存區造成本地環境二次污染。換句話說,台灣自然環境依然存在許多潛在重金屬曝露源,可能威脅到農牧業產品的安全品質。

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牛隻的飼料可能在未知的狀況下受到環境金屬汙染。圖/United Soybean Board @Flickr

台灣的先天氣候環境與傳統飲食習慣原本並不適合建立酪農產業,但在過去五十餘年產官學界的共同努力之下,目前已讓酪農產業紮根台灣社會並趨於成熟。

2014 年國家衛生研究院與澳洲蒙納許大學 (University of Monash) 針對台灣飲用乳品習慣進行統計分析,發現每日適當飲用乳品顯著降低國人疾病死亡率,特別是心血管疾病的致命風險 [6]。乳製品得以走入台灣人日常生活並對國民營養與健康水準做出貢獻,本土酪農業的發展功不可沒。

在酪農產業的持續發展過程中,必然不斷面臨新的經營管理以及產品品質管控問題,例如因人類活動而日益趨於複雜的各種環境污染物(各種重金屬、毒性有機分子如戴奧辛等)就是一個例子,它們可能以各種方式進入酪農產業的生產模式,同時損害了乳用動物的健康、生產乳品的品質與安全性,也威脅到了消費者的營養供應與健康;而酪農業者本身缺乏鑑别並評估環境污染物曝露風險的能力,在面臨環境污染物曝露時也同時成為受害者。針對此一議題的對策,實需依賴中央政府能有效地整合行政資源,協調環衛與畜牧研究單位評估各種新興污染物及曝露途徑,進行持續而完整追蹤研究,接下來才有可能釐清符合台灣本地酪農生產環境特性的污染模式,並據以制定相關法令規範,以及生產技術轉型與輔導,確保酪農產品的安全性甚至本土酪農產業的存續。

 

參考文獻

  1. Arianejad, M., et al., Levels of Some Heavy Metals in Raw Cow’s Milk from Selected Milk Production Sites in Iran: Is There any Health Concern? Health Promot Perspect, 2015. 5(3): p. 176-82.
  2. Licata, P., et al., Levels of “toxic" and “essential" metals in samples of bovine milk from various dairy farms in Calabria, Italy. Environ Int, 2004. 30(1): p. 1-6.
  3. Shailaja, M., et al., Lead and trace element levels in milk and blood of buffaloes (Bubalus bubalis) from Hyderabad, India. Bull Environ Contam Toxicol, 2014. 92(6): p. 698-702.
  4. Fan., W.-Y.T.a.Y.-K., Survey of Copper, Zinc, Cadmium and Lead contents in drinking water, ration, feces and raw milk of Dairy Cow and Goat in Taiwan. 2001.
  5. Yu-Cheng Chen, C.-Y.H., Sheng-Lun Lin, Guo-Ping Chang-Chien, Mu-Jean Chen, Guor-Cheng Fang, Hung-Che Chiang, Characteristics of Concentrations and Metal Compositions for PM2.5 and PM2.5–10
    in Yunlin County, Taiwan during Air Quality Deterioration. Aerosol and Air Quality Research, 2015. 15: p. 2571-2583.
  6. Huang, L.Y., et al., Optimal dairy intake is predicated on total, cardiovascular, and stroke mortalities in a Taiwanese cohort. J Am Coll Nutr, 2014. 33(6): p. 426-36.

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