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孔雀綠是什麼?又為何會出現在水產品裡?

本文由行政院環境保護署毒物及化學物質局委託,泛科學企劃執行

撰文/李成泰 │ 自由寫手

孔雀綠晶體。圖/ W. Oelen @Wikepedia CC BY 3.0

美味的海鮮使人食指大動,相關食品安全卻也是消費者的常年擔憂,「孔雀綠」則是水產食安新聞中的常客。從 2005 年檢測出屏東石斑養殖業者違法使用此物質、2012 年來自中國湖南的進口大閘蟹、2015 年銷日的鰻魚到去年(2016)的大賣場海產危機,都和孔雀綠殘留有關。究竟「孔雀綠」是什麼樣的化學物質?為何與水產養殖息息相關?對人體會產生何種危害?要回答這些問題,我們先從孔雀綠的組成與歷史認識起。

從人工染料到水用消毒滅菌劑

孔雀綠(Malachite green,亦稱孔雀石綠)是 1877 年由德國有機化學家 Hermann
Fischer 首度合成出的有機化合物鹽類,外觀為亮綠色、帶金屬光澤的晶體。其化學結構是由三個苯環與位於核心的碳原子相連結,其中兩個位於不同苯環的氫,置換為二甲烷胺基(如下圖),被歸類為三苯甲烷類的延伸染料 1 。雖然被稱作孔雀綠,但與天然礦物孔雀石 2 是截然不同的組成,僅因顏色相似故得「孔雀石」之名。

孔雀綠的化學結構,其核心的三苯環相連結構是鮮艷顏色的成因。苯環上的胺基上帶有正電荷,常與氯離子或是草酸根離子形成鹽類。圖/Yikrazuul @Wikepedia BY CC0 Public Domain

孔雀綠最早用於衣物纖維、皮革、羊毛與紙張的染色上,也可做為細胞組織的藍綠色染色劑,以便在顯微鏡下觀察,但自從 1936 年美國科學家 Fred Foster 與 Lowell Woodbury 發現孔雀綠水溶液可以減少真菌感染與殺死微生物、預防魚類傷口感染後,此物質在水產養殖的用途便不斷擴展。1950 年代孔雀綠被發現能去除魚體內、外的寄生蟲,1980 年代更發現除了可以用於魚本體的殺菌外,也可以用於魚卵,預防真菌感染;多用途的殺菌消毒功能,使得孔雀綠至今仍常用作魚類生病的治療藥劑以及預防感染的藥物。

既然孔雀綠在魚類養殖上有諸多好處,為什麼會被衛生機構嚴格管制呢?這是因為它雖然可以消除水生環境的病原體,但長時間使用也會對魚的健康產生影響,造成魚鰓與魚皮發炎,以及減少魚類腸道系統消化酶的分泌量,使其攝食與生長受阻。不過,孔雀綠的半數致死量會受到環境因子(如溫度和 pH 酸鹼值)以及魚種的影響,較難下定論。

好處背後的健康疑慮

美國 National Toxicology Program 從大小鼠研究中發現孔雀綠具有肝毒性,會使肝臟腫大及空泡化、甲狀腺產生濾泡囊腫,此外老鼠的體重也有顯著減輕的趨勢,疑似有致癌性,但目前仍無明確證據。其他研究也指出孔雀綠會危害肺臟、胸腺以及卵巢,且可能造成基因受損,甚至突變。在紐西蘭懷孕白兔的實驗中,則觀察到孔雀綠會造成胎兒發育不全,有產生畸胎的疑慮(Srivastava, 2004)。簡言之,孔雀綠對許多器官都具有毒性,且可能影響胎兒發育。

值得注意的是,孔雀綠經由生物體吸收後,肝臟酵素會將其代謝轉化為「還原型孔雀綠」(Leucomalachite green),其化學結構與孔雀綠相似,但連接苯環與核心碳原子的雙鍵以及苯環胺基上的雙鍵,因接上氫原子而形成單鍵,不再帶任何電荷。

還原型孔雀綠(leucomalachite green)的結構,與圖2孔雀綠相比,胺基與核心碳原子的雙鍵皆接上氫,而變成單鍵,不再帶有電荷,故非鹽類。圖/PubChem

還原型孔雀綠的毒性與孔雀綠相似,但是又更容易累積在生物體內的脂肪與內臟裡,不易代謝,即便在低劑量情況下雖無立即性危害,但若每日涉入含有殘留孔雀綠的食物(在體內轉化成還原型態),便可能因生物累積作用增加其危害性。目前我國環保署已將孔雀綠歸類為「第四類毒性化合物」,即雖無立即性危害、但有污染環境與危害人體之疑慮。

各國對孔雀綠的食安規範

雖然目前聯合國糧農組織、世界衛生組織聯合食物添加專家委員會,以及國際癌症研究中心等國際組織尚未評估孔雀綠的食用安全問題,但日本、美國、加拿大、歐盟、泰國、中國及臺灣等國皆已明令禁止養殖漁業(食用魚類)使用孔雀綠。

歐洲食品安全局的研究認為,孔雀綠殘留在水產食品的劑量若低於 2 微克/公斤(也就是 2ppb),對人體應不致於影響健康,也將此設為控管進出口海鮮產品的檢測標準。加拿大、日本與我國則是以儀器「無法偵測出」孔雀綠與其還原型態的殘留量,作為水產養殖食用魚的規範,以現今臺灣採用的分析技術(液相層析串聯質譜分析儀,LC/MS/MS),其偵測極限為 0.5 ppb,比歐盟規範的 2ppb 還嚴苛。

目前許多國家都已明訂禁止將孔雀綠使用於養殖(食用)魚類上。圖/elljay@pixabay CC0 Creative Commons

儘管孔雀綠食下肚有安全之虞,它在水生殺菌消毒方面的表現仍然相當卓越,臺灣目前就允許孔雀綠用於「觀賞魚類」的治療與疾病預防上,但規定每份包裝須小 250mL 或 100g,孔雀綠內含量則需小於 1%,以防濫用。我們在新聞上看到的食安風波,大都是因為不肖業者貪圖便宜,將孔雀綠用來預防「食用魚類」的各種疾病,或是在運輸過程中減少魚鱗因碰撞脫落而造成的感染所致。

該如何避免攝入殘存孔雀綠的海鮮呢?

若僅施用低劑量的孔雀綠,在無分析儀器幫助下,很難以肉眼從外觀判斷有無孔雀綠殘留;但若是施用高濃度孔雀綠,就有些小技巧能幫助判斷。大家可觀察魚鰭,一般魚類的魚鰭根部是肉色或是微泛紅,撥開魚鰭放開後會立即回縮;若浸泡過孔雀綠,魚鰭的回縮性會變差,魚鰭根部也可能因孔雀綠水溶液殘留而呈現藍綠色。

如果單從外觀無法判斷,民眾可選擇來源明確或是有優良水產養殖場認證(Good Aquaculture Practice, GAP 認證)的產品,降低購入不良商品的機率。此外,由於還原型孔雀綠通常儲存在脂肪中,如果對餐廳食材有疑慮,則盡量避免食用魚的脂肪與內臟,可降低攝入孔雀綠的含量。萬一誤食含孔雀綠殘留的海鮮,而民眾也無需太過驚慌,其劑量不至於引其急性反應,唯有長期食用累積才可能造成身體危害,時時留意相關機構與新聞報導中抽驗不合格的商家,便可避免進一步攝入。

編按:孔雀綠現已依毒性化學物質列管為第四類毒化物,無論製造、輸入、使用、販賣等,都需申請核可才可以運作,而且必須定期申報運作情形,透過上述核可及申報制度,可以瞭解其流向,此外,需在容器包裝上標示「禁止用於食品」,以降低誤流用的可能。

 

註解

  1. 三苯甲烷甲烷分子中的三個被三個所取代的化合物,是許多人工染料的核心化學結構,由此結構延伸合成的染料,被稱為三苯甲烷類染料,其中包含孔雀綠以及溴甲酚綠指示劑
  2. 孔雀石是一種天然的礦石,為水合鹼式碳酸銅 Cu2(OH)2CO3,外觀為翠綠色,其粉末可以製成顏料,最早可追溯至埃及前王朝時代,用作眼影跟陵墓彩料

參考資料

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關於作者

行政院環境保護署毒物及化學物質局

行政院環境保護署毒物及化學物質局,落實毒物及化學物質之源頭管理及勾稽查核,從源頭預防管控食安風險,追蹤有害化學物質,維護國民健康。

網站:https://www.tcsb.gov.tw/