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怎麼決定多少「劑量」對人體有害?── 「PanSci TALK:食品安全基本功」

本文由衛生福利部食品藥物管理署委託,泛科學企劃執行

記錄/李霜茹

食品安全是每個人都切身相關的議題,正因為如此,網路上、新聞上資訊百百種,量多且雜,在溝通的過程中,到底該以什麼為「基礎」來討論食品安全呢?

「現代人的飲食習慣已經從吃飽、吃好,逐漸演變為要吃巧、吃得健康,」臺大毒理學研究所的姜至剛教授,在今年的食安講座第一彈 ──「PanSci TALK:食品安全基本功!」活動剛開始,便明確點出一項重點:「而我們、甚至全世界的食品安全,都必須用風險分析做為共同溝通的工具。」

國立臺灣大學毒理學研究所姜至剛教授

我要「無毒無負擔」,可能嗎?

毒性這種東西是很「奸巧」的。

姜至剛教授首先以兩個極端的例子:水中毒和砒霜入藥,為大家複習毒理學的重要觀念:劑量決定毒性。無毒無害的「水」,狂喝了五加侖也會讓人中毒死亡(曾實際發生在加州州立大學新生加入歡迎會的「儀式」上);聽起來毒性很強的「砒霜」,居然能被應用在急性前骨髓細胞白血病(APL)的治療。這之中,「劑量」扮演了關鍵角色。(水中毒與三氧化二砷的資訊見延伸閱讀:化學殘留、疑似致癌物讓人心惶惶?劑量才是關鍵!—食安基本功(上)

那麼,如果我吃完全天然的東西,就不會有毒物了吧?NO,那可不一定!姜至剛教授舉例,母乳直接來自人體、非常天然,但是它百分之百純凈嗎?哈佛公衛學院做了一項有關母乳的研究,「結果是該有的都有、不該有的也都有,母乳中可能也有微量的抗生素、重金屬、塑化劑。因為我們已經回不去了,在長久接觸整個大環境中的污染後,人體多少會有毒素累積;但相對於其他品質不好、甚至不肖添加違法物質的奶粉,母乳仍是更安全的選擇。」

母乳中也可能含有微量抗生素、重金屬、塑化劑等「毒物」。圖/nerissa’s ring, Flickr CC License

另外,網路上也曾流傳番茄所含的生物鹼是劇毒,但是經過證實,這種生物鹼是植物用來保護未成熟果實不被動物或昆蟲取食的物質,在果實成熟後含量便會降低,毒性也不如馬鈴薯的龍葵鹼,民眾可以放心食用。「天然的食品也可能有含毒素,最重要的重點是還是要回歸『劑量』。」

食物是很複雜的,姜至剛教授強調:「不太可能有百分之百純淨的、零檢出的選擇,絕對無毒的產品並不存在。」

那麼,到底多少「劑量」才安全?

既然找不到絕對無毒的食品,大家最關心的便會是:到底怎樣的「劑量」是安全的?這些數字又是經過哪些過程訂定的?姜至剛教授依據數值獲得的順序,分為 NOAEL、ADI 與 MRL 三者來介紹。

透過急毒性試驗、慢毒性試驗、基因毒性、致癌性、生殖與發育毒性等毒性試驗之後,科學家們會取得無可見危害作用劑量,也就是在這個劑量下,實驗動物並沒有被觀察到危害,又稱作「無明顯不良反應劑量(No-Observed-Adverse-Effect-Level,簡稱 NOAEL)」,即下圖中反應線還未上升的劑量(Dose)。

圖/姜至剛教授簡報

接著,再將 NOAEL 值除以種族差異(實驗鼠與人類)以及個體差異(一般人與老人、小孩、婦女、病患)等安全係數,得到「人體每日可接受攝取量(acceptabledailyintake,簡稱 ADI)」,即人類即使每天攝取也安全的劑量,如下圖中的一塊方格。

圖/姜至剛教授簡報

但你是不是發現了,上圖中還有一個遠小於 ADI 的劑量叫做「食品安全管理上參考的標準」?這個橘色的方格與最後要介紹的數值很有關係 ──「 最大殘留安全容許量(maximal residue level,簡稱 MRL)」

以制定農藥的 MRL 為例,會參考上述的 ADI、國人的飲食習慣(食物籃調查)以及田間農藥測試,再參考國際組織如 CODEX、歐盟等標準值,才決定出屬於我們的劑量。

圖/姜至剛教授簡報

為大家做個小結:經過動物實驗所取得 NOAEL,根據各種限制將 NOAEL 除以安全係數(至少 100 ),得到 ADI,即天天吃、吃一輩子也安全的劑量;最後為了能夠管理食品安全,參考飲食習慣和暴露量後,得出行政裁量上的標準 MRL 。

除了 MRL,人們還會怎麼看食品安全?

但是姜至剛教授也提到,科學有極限性,像我們就很難對「很多種農藥同時反應」做檢驗。「100 種農藥中取 2 種排列,也有 1900 多種結果,科學家沒時間做這麼多實驗。這些通常會以『安全係數』來考慮,例如計算 ADI 時,就已經處理過實驗與實際差異的不確定性。」另外,如果顧慮得多,除以越多個不確定因子,得出的數值越小,當然大家越安全,不過相對來說能吃的食物就會非常少。因此,我們必須做出合理又符合安全的考量。而除了 MRL 之外,他還提出三種人們在討論食品安全時可能會出現的態度

  1. Generally Recognized As Safe (GRAS):又稱做「祖父條款」,例如製作麵條所添加的物質,從很久以前人類就開始吃了,雖然沒有做過毒性測試,但長期以來食用都沒問題,就會被認為是對人體沒有明顯危害的食品添加物。
  2. Use of Tolerance (UoT):任何食物都有風險,所以我們的管制點不是「零」,而是著重在「耐受程度」上。例如,這世界上找不到沒有含黃麴毒素的花生,那我們為此就要放棄吃花生配啤酒的樂趣了嗎?
  3. As low as reasonable achievable (ALARA):面對無法訂定 MRL 或無法確定其有害性的污染物,只能盡量減少出現的可能性。像是致癌物質「丙烯醯胺」,普遍存在於高溫烘焙、油炸過的食品當中。但它並非食品成分或添加物,而是在烹調過程自然產生。

21 世紀風險矩陣(RISK21 Matrix)

講完劑量,接下來談談風險。姜至剛教授向大家介紹「21世紀風險矩陣(RISK21 Matrix)」,這是一個簡單、高效能、透明化且視覺化健康風險評估的方法。矩陣的橫軸代表「人們每天暴露在這種物質下的量」,即暴露總量估算值 RfV(POD);縱軸則是「每天每公斤攝取多少毫克(mg/kg/day)的此物質會有毒性」,即毒性推估值,可以注意的是越往上則劑量越小,代表只要攝取微量的此物質就會有毒性。

將毒性推估值除以暴露總量估算值,會獲得暴露限值(Margin of exposure, MOE),而 MOE = 1,也就是左上右下相連的對角線,是我們評估風險的標準。當 MOE < 1,MOE 值落在右上紅色區塊的時候,表示只要些微劑量就會產生毒性、我們又暴露在高濃度之下,這樣的高風險需要關注。

圖/姜至剛教授簡報

若用 RISK21 Matrix 來看最近大家十分關注的「氟派瑞農藥」, MOE 的範圍在 3-5 之間,屬於黃燈與綠燈交界的範圍,安全嗎?姜至剛教授:「不是完全在綠色而也延伸到了黃色區域,我會說需要注意。」

圖/姜至剛教授簡報

針對農藥標準放寬的議題,姜至剛教授也進一步提出不同的角度讓大家思考。「氟派瑞農藥在台灣是已通過、正在使用的農藥,主要針對真菌,這次討論的是要不要延伸使用至茶樹上。大家第一個會問它對人體的影響如何?其實,氟派瑞是目前用在茶樹上毒性相對低的農藥,對於我們這個愛喝茶的民族來說,是一個風險相對低的選擇,只是需要對大眾做溝通。」

「不過第二個層面,從植物本身切入,茶樹生病了使用農藥對它們來說是一種治療,是好事。但如果拉到整個大環境視角,使用農藥對小型蛙類、蜜蜂、螢火蟲的影響是不是也要考慮進去?例如一些農學院的老師發現,非常低劑量的農藥就會使蜜蜂迷路。我們時常從自身角度出發,去看農藥對人體的藥性,是否會產生腫瘤、疾病等,但這只是一個面向,如何在各面向、物種間達到平衡點,是大哉問。」

風險分析三部曲:評估、管理、溝通

回到開頭提到的「食品安全應該以風險分析做為溝通工具」,到底什麼是風險分析呢?姜至剛教授提出了「評估、管理、溝通」的架構。

圖/姜至剛教授簡報

1991 年,FAO(聯合國糧食及農業組織)與 WHO 的聯合食品標準、食品化學與食品貿易研討會中,提出 CAC(國際食品法典委員會)應將「風險評估」概念納入決策處理過程中。而 CAC 也接受建議,在 1995、1997、1998 年分別召開風險評估、風險管理與風險溝通的專家會議。

姜至剛教授接著把這些收斂為一個問句:請問,誰應該要對食品安全負責?「政府要做到三級品管的檢驗,做出制度性的管理機制,而食品安全系統必須以科學為基礎,並且應該公開積極與大眾溝通。」他說,以科學為基礎做出「風險評估」後,不能立刻將這個結果用來當作「風險管理」的依據,必須不斷的與各種對象做「風險溝通」。「例如民眾和業者無法理解一項食安改革,我把 4 天的公告期延長為 60 天,這樣就夠了嗎?其實不行,我還必須積極和主婦聯盟消基會等第三方公正團體溝通討論,讓各方都充分理解,才能做出有效的風險分析。」

他說,台灣的食安架構有個問題:幾乎所有專家都是接政府的計畫做研究,難免有瓜田李下的疑慮,所以期望能有更多第三方獨立機關來平衡。「這並不是說全都交給政府就好、民眾和業者都沒有責任,風險分析需要政府、業界與民眾三方都投注關心和努力,一同達成共識,才能夠創造出最安全的食品安全環境。」

最後,姜至剛教授特別期望媒體能夠做出改變,從「收視/點閱率導向」轉成「正視聽」的態度。「當大眾看到不認識的毒物名稱時,很容易被恐懼帶著走,食品安全資訊需要客觀的安全主觀的安心並存,安全是科學、安心是人性,中間的轉換需要消費者、媒體、政府和食品界一起努力,花時間改善。」

我們的食安環境需要需要消費者、媒體、政府一起花時間改善。圖/當天講座現場

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衛生福利部食品藥物管理署

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衛生福利部食品藥物管理署依衛生福利部組織法第五條第二款規定成立,職司範疇包含食品、西藥、管制藥品、醫療器材、化粧品管理、政策及法規研擬等。 網站:http://www.fda.gov.tw/TC/index.aspx