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天然 ê 尚好?三分鐘搞懂食品加工到底是在加什麼! ──「PanSci TALK:我們為什麼需要食品加工?」

本文由衛生福利部食品藥物管理署委託,泛科學企劃執行

撰文/李允誠 │ 自由寫手

  • 編按:標題採用教育部閩南語常用詞辭典「的」的音讀為「ê」,因此此處採用「ê」而非常用的「ㄟ」。

「多吃天然食物,不要吃加工過的食品」、「這幾種加工食品添加劑,對健康傷很大」,這樣的新聞標題你一定不陌生,但是,食品加工到底「加工」了什麼?如果真的如此萬分邪惡,為什麼人類還是離不開加工食品?食安系列講座第三場「PanSci TALK:我們為什麼需要食品加工?」,我們邀請到臺大食科所的丁俞文老師,與大家分享食品加工技術的功能與目的,以及一般民眾甚至媒體,對加工食品常有的誤解。

「回歸最基本的定義,只要你改變食材的原貌,就是食品加工。」丁俞文老師在分享一開始便簡明扼要地說明。

好比在家裡切洋蔥,就是一種基本的食品加工;只是這個動作放到食品工業中會較為複雜,使用如切丁機、切片機、粉碎機等機具,到了研究上甚至會使用「奈米濕磨機」,將食品磨製成奈米顆粒的大小。簡而言之,只要改變了食品的原本樣貌,就是食品加工,「它不是什麼可怕的步驟,而是人們為了某種目的,例如增加營養價值、保存或方便食用,而針對食材所做的改變。」丁俞文老師說明。

「食品加工」這件事,可以從人類的祖先原始人說起。在食物盛產的季節要獲得食材很容易,然而一旦進入冬季,動物紛紛冬眠,原始人就會遇到缺少食材的情況,因此他們發明出日曬法,將食材進行乾燥,藉此保存更久的時間,這就是一種非常簡單、傳統的加工。隨著時代演進,人類又研發出醃漬、高溫、冷凍等加工方式,造就了現在市面上常見的加工食品。

丁俞文老師和大家分享加工食品的基本概念。圖 By PanSci

為什麼要加工,天然ㄟ食物不是尚好嗎?

食品加工的目的為何呢?丁俞文老師說,首先便是改善食品保存性。以鮮奶為例,一般鮮奶只能保存 13 天左右,且剛擠出來的鮮乳還需要經過層層殺菌步驟才適合食用;若是保久乳,經過超高溫殺菌處理,內部幾乎是無菌狀態,在常溫下可保存 6 個月;奶粉則與前兩者不同,在保留營養價值的前提下,去除了水分,因此能夠保存高達 18 個月。

第二個目的則是提高可食性。比如未加工過的稻子難以食用,在經過了不同程度的加工後,能夠得到糙米、玄米、胚芽米及白米,一般我們說的「白飯」是僅剩下胚乳部分的精白米,胚芽米則還保留胚乳及胚芽。「白米的營養價值雖然較低,但是軟硬度較適中,可食性高,對於咀嚼有困難、或是偏好這樣口感的人來說,白米就是比較好的選擇。因此,生產者也可能是為了讓消費者更願意購買這項食品,而進行加工。」

目的三,是增加營養價值。像黃豆經發酵後成為納豆,會增加維生素 K2 的含量,同時提高蛋白質的消化吸收率,「黃豆的發酵過程中,微生物就會先消化一部分的蛋白,讓人類食用後的整體吸收比率提高,營養素的可利用率也會增加。」丁俞文老師說道。

稻子經過不同程度的加工後會得到白米、胚芽米、糙米。圖/Maksim@wikipedia, CC BY SA 3.0

「第四個目的是提高便利性。較容易腐敗的食物例如魚肉,難以在長途旅行中妥善保存,此時若將這類食材製成罐頭,能夠在有需求時方便使用,增加便利性。」丁俞文老師舉漢堡為例,漢堡將肉類、蔬菜等食材整合在一起,對於消費者來說,是一種能夠同時攝取多項營養素的選擇。

最後一項目的則是符合生理需求。「乳糖不耐症患者缺乏代謝乳糖的能力,但又需要獲得其中營養如鈣質、蛋白質時,就可以利用酵素作用將乳糖去除,讓這個原本不能喝牛奶的族群,在經過食品加工後,便能獲取所需的營養素。」

大家有沒有發現,食品加工在整個人類演化、提高生活品質的過程中,其實帶來的更多是正向影響。那麼,為何現在食品加工常常被講得像壞事,全都只是商人為了降低成本的陰謀呢?丁俞文老師說,造成此現象的原因或許是「食品添加物」。事實上,食品添加物是加工食品存在的必要條件,許多食材無法自然混和在一起,便需要利用添加物的方式去調配、結合。值得一提的是,食品添加物在臺灣屬於正面表列,根據「食品添加物使用範圍及限量暨規格標準」,目前合法的添加物可依功能性分為 17 種。

利用酵素作用將乳糖去除,乳糖不耐症患者也可以喝牛奶了。圖/Ukko-wc@wikipedia, CC 3.0

那麼,什麼是食品添加物?

依據食品衛生管理法第 3 條對「食品添加物」之定義,係指食品之製造、加工、調配、包裝、運送、貯存等過程中用以著色、調味、防腐、漂白、乳化、增加香味、安定品質、促進發酵、增加稠度、增加營養、防止氧化或其他用途而添加或接觸於食品之物質。

丁俞文老師強調,食品添加物雖然有「添加」兩個字,但有時不見得是刻意添加進去的。她將添加物分成兩種,第一種屬於「添加型」,是人們刻意為了某種功能性而使用某些物質,如麵包的膨脹劑、零熱量飲料的代糖等;另一種則為「接觸型」,是某些無法被避免的成分在與食物接觸時附著混入。兩種添加物在食品檢驗時都會一併檢查,包括殘留農藥、汙染物質等。接著,她也介紹了幾種常見的食品添加物:

1.著色劑

合法著色劑有紅色、黃色、綠色及藍色幾種,功用在於讓食品的視覺感受變得可口,例如馬卡龍、冰淇淋等。丁俞文老師說明:「人們對某些食品會有既定印象,這些調色便是為了滿足一般消費者對食物視覺上的想像,讓他們更能接受與想要購買。」一個常見的例子是豆乾,大家對豆乾的印象是黃褐色,無添加的白色豆乾銷量反而較差,從而促使著色劑的使用。

2.抗氧化劑

抗氧化劑最主要的目的就是減緩或防止氧化變質,可以分為天然與人工兩種,天然抗氧化劑有維生素 E 與維生素 C,人工的則是 BHTBHA 等等,主要用於富含脂質的食品中,像是乳酪、奶油、馬鈴薯片等。而油脂氧化除了會產生「油耗味」外,更會影響食品的可食用性,因此利用抗氧化劑,在抗氧化的同時也能增加保存期限。

富含油脂的食品常會添加抗氧化劑,避免產生油耗味與影響保存期限。圖/PDPics@Pixabay, CC0 Creative Commons

3.防腐劑

有一個歷久不衰的都市傳說是這樣的:「防腐劑吃多了會變木乃伊。」

「現在許多食品業者都知道民眾不喜歡防腐劑,紛紛開始利用其他加工製程來取代。」但是以超商販售的飯糰為例,其中的金黃色葡萄球菌 ── 在沒有添加防腐劑的情況下 ── 約 60 小時就會超過可能中毒致病的量,倘若添加了 0.2% 的已二烯酸(防腐劑的一種),則可以維持住菌數的數量,不讓其成長。「防腐劑的目的主要在於抑制有害菌種的生長,避免食物中毒,是個重要的存在。」丁俞文老師說。

4.乳化劑

它的功能非常簡單:混合油和水!大家都知道油水會分離,這時候便需要乳化劑的協助,形成穩定乳濁液,讓兩者平均分散在液體中;另外也能達到人們想要的口感,增加食用意願。添加乳化劑的經典實例是牛奶,乳化不完全的牛奶,油脂與水分就會分離。丁俞文老師也說明,現在有很多天然乳化劑像是卵磷脂、蛋白,都具備親油親水的兩親性。

新聞案例解剖!

食安新聞層出不窮,加工食品更是榜上的常客,但我們到底該如何判讀這些新聞、網路文章、傳言的正確性呢?這裡,丁俞文老師整理了幾個近期、或反覆受到討論的新聞案例,帶著大家一起分析,遇到這種資訊時能從哪裡下手檢驗。

案例一、舊石器時代飲食

舊石器時代飲食推崇減少穀物、豆類、奶製品與其他精緻加工食品。圖/截自網站

近幾年出現一種「舊石器時代飲食」,其主要論述是加工食品太不健康,應該要盡量吃得跟原始人一樣,如烤過的肉、煮過的蔬菜,盡量避免穀物、豆類及奶類與其他精緻加工食品。但是,「舊石器時代」是沒有穀物、豆類、奶類的,這樣的飲食聽來天然,對不方便咀嚼肉類的老年人而言卻缺少攝取澱粉與鈣質的管道,容易骨質疏鬆;同時,此飲食法由於攝取大量蛋白質,會有過多飽足感,造成食慾下降、整體熱量攝取不足;兒童、青少年也會有熱量、鈣質不足的問題;素食者方面更是幾乎沒有優質蛋白質的來源。

丁俞文老師指出,除了不同族群可能會有營養不均衡的問題外,若沒有現代保鮮設備像是冰箱等,食品中的微生物將難以抑制,得多加留心。

案例二、泡麵與木乃伊

前面提到的都市傳說還有個變形版本:「泡麵吃多了會變木乃伊!」

「這樣的說法源於許多人都認為泡麵中添加了大量防腐劑,以達到長期保存的效果。」丁俞文老師說明,「不過食藥署早已解釋過,泡麵內是規定不能加防腐劑的。之所以能長期保存,是因為麵體利用蒸煮及油炸方式高溫殺菌,同時使泡麵脫水、減少其麵體水分含量,讓微生物便無法繁殖,達到延長保存期限的目的。泡麵不需要也不能添加防腐劑的。」

對於泡麵,她說自己更介意的其實是其他面向。「泡麵多用油炸的方式去除水分,加上內附調理包、調味品,可能會讓消費者食入過多的油脂、鹽分,而且沒什麼蔬菜,長期食用泡麵,會造成營養不均衡的問題。」

泡麵能夠長期保存是因為麵體經過蒸煮或油炸加工處理,並非添加防腐劑。圖 By PanSci

案例三、香腸為何要添加亞硝酸鹽?

這則絕對是年復一年 ── 尤其烤肉節中秋節又快要到了 ── 每年都會捲土重來的食安新聞,除了再次重申亞硝酸鹽本身並沒有被列為致癌物、是它和二級胺(不常出現在食品中)作用產生的硝酸胺才有之外,我們也來弄清楚,亞硝酸鹽到底為什麼要出現在香腸裡。

source:Wikimedia

丁俞文老師分析,在香腸中亞硝酸鹽的目的主要有三種:

  1. 保色:能夠讓香腸保持鮮紅,在視覺上看起來較為可口
  2. 保持醃漬肉味:同樣是為了滿足消費者對食品的想像,丁俞文老師就曾在研討會中遇過業者表示一旦缺少醃漬味,消費者便會對該香腸製品產生質疑,降低購買意願(跟白色豆干同病相憐啊……)
  3. 抑菌:最重要的一點,能夠有效的抑制肉毒桿菌。肉毒桿菌喜好生長於無氧的環境如真空包裝的食品。其危害不在細菌本身,而是肉毒桿菌毒素,只要 70 微克毒素就可致死。添加亞硝酸鹽,可以避免肉製品的肉毒桿菌中毒問題

丁俞文老師強調,亞硝酸鹽在食品規範中都會嚴格控管添加量,只要消費者不過量食用這些醃漬食品,整體來說對於健康都是沒有大礙的。

案例四、市售柳橙果汁糖分標示與實際檢測不同

今年七月,消基會以「手持式糖度計」檢測市售果汁的糖度含量,卻發現糖分標示與實際測試糖度不同,超出誤差值 20%。若要瞭解此則新聞的背景,就得先了解何謂濃縮果汁。市售果汁多為濃縮還原果汁,廠商將原果汁經過加熱、冷凍或過濾,去除一定比例的水分後,得到濃縮果汁,如此一來果汁的體積變小、重量變輕,能方便儲存、運送,到了需要加工時,再將去除的水分加進去,便稱為「還原果汁」,此時為了讓每罐果汁有一樣的風味,可能會添加糖、水、酸進行調味。

圖 By 丁俞文老師簡報

回到該則新聞,新聞中所使用的手持糖度計,檢測的是「可溶性固形物含量」,包含可溶於水的物質,像是糖、酸、維生素等,甚至果肉的纖維也可能影響折射率。「由此可見,這個果汁的案例中,糖度並不等於糖分。」一般而言,此儀器可以檢測的是同一種溶液的相對甜度,例如拿來比較兩顆同一品種的葡萄,但不能比較一顆葡萄與一顆蘋果。

案例五、焦糖色素可能致癌

2011 年,美國公眾利益科學研究中心(Center for Science in the Public Interest,CSPI)向美國食品藥物管理局(FDA)提出,可樂類飲品中所添加的「焦糖色素」在高壓、高溫下可產生致癌物質「4-甲基咪唑(4-methylimidazole,4-MEI)」,要求禁止使用;至 2012 年 3 月,CSPI 又再度聲稱,在動物實驗中發現焦糖色素的致癌物質令小鼠患上多種癌症,美國人恐面臨患癌風險。

丁俞文老師說明,焦糖可分為天然及人工兩種,天然焦糖就是把糖放在鍋內加熱,烤成黑褐色的焦糖;若要大量產生焦糖,無法費時地用鍋內加熱,此時就需要人工焦糖 ── 將砂糖、阿摩尼亞、亞硫酸鹽等原料,在高壓高溫下處理而成的焦糖色素。而焦糖色素又可分為四種:普通焦糖、亞硫酸鹽焦糖、銨鹽焦糖與亞硫酸 – 銨鹽焦糖。不同種類的焦糖有不同用途,第一類及第二類焦糖可用於各類食品,而第三類則適用於醬油、烏醋、咖啡,第四類適用於飲料(如可樂)、醬油、咖啡。

焦糖的致癌風險為何?主要被討論的是第三類及第四類焦糖色素,會產生可能導致老鼠罹癌的「甲基咪唑」。「但有一點要列入考量,這類實驗有時在研究計畫預算或時程的限制下,可能會為了加速成果的產生過量施打實驗物質,以便提早得知結果,再從短期推測長期的致癌劑量。雖然經過計算,但往往會與正常使用有所差別。」丁俞文老師解釋。而美國食品藥物管理局也指出,飲料(可樂)中的焦糖色素非常微量,須每日飲用達千瓶才可能攝取 4-MEI 達到致癌劑量,因此適量飲用並不會對人體造成危害。

焦糖色素可能致癌,但要每日飲用超過千瓶才會達到致癌劑量。圖/PxHere,CC0 Public Domain

一一解剖完這些新聞案例之後,為大家做個小結,在看到加工食品的食安新聞時,我們可以先問自己幾個問題:

  • 為什麼需要這個加工過程、這種添加物(別忘了添加物也是成本啊)?
  • 它能帶來什麼功能,是增添風味還是避免中毒?
  • 聽到某種添加物可能致癌時,嘗試思考是它本身被列為致癌物,還是它與別種物質的作用產物有致癌性?致癌情境是否容易觸發?
  • 若為致癌物,要吃多少才會到達危險劑量?

如此一來,就不會人云亦云、或者對什麼都感到恐慌了。

食品加工的未來:以製程改良取代添加物

分享後的問答時間,一位聽眾提問到:「經過老師講解,我們明白了食品添加物有存在的必要,那麼一般人能怎麼辨別其中好壞?哪些是比較好的加工食品,哪些是比較差的呢?」

丁俞文老師回答,這得先定義所謂「比較好的加工食品」為何。有些人認為好的食品是營養價值比較高,加工過程中營養價值流失少;有些人覺得越天然、越沒有添加就越好。

「以我們自己的『功能性加工食品實驗室』為例,主要探討功能性食品的實驗,會去試驗如何在不影響食品功能性的情況下去做加工。例如高溫可能使某些營養素降解,因此發展出常溫殺菌技術,保留營養素不被破壞,也更符合我們定義的高品質食品。所以這一題,最終還是要看消費者自身的偏好選擇。」丁俞文老師表示,這樣以食品加工製程的改良,減少或取代食品添加物,也是目前食品科技、食品科學領域努力的方向之一;而這對於廠商來說也是一大利多,若能在製程上改善進而減少添加物的使用,也就可以減少生產成本。

至於如何面對食品添加物、加工食品的食安資訊,丁俞文老師建議不妨參考這次分享中提到的方式,檢驗資訊中的關鍵字,甚至追根究柢地去翻找學術性文章、實驗數據,了解實際情形與風險,別再誤會食品添加物就一定是十惡不赦的壞東西啦。

活動現場照片。圖 By PanSci

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關於作者

衛生福利部食品藥物管理署

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