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推理系作品中兇手的最愛「氰化物」,它真的有那麼致命嗎?

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/陳亭瑋│自由寫手

漫畫《名偵探柯南》第 34 集第 9 回

名偵探柯南》漫畫裡面有人「突然」死掉時,原因通常只有一個:氰化鉀!
(不是氰酸鉀,不是氰酸鉀,不是氰酸鉀!很重要說三遍)[1]

有杏仁味、沾到一點點就會馬上死掉,時常出現在各大案件中…… 氰化物真的這麼毒嗎?呃,其實,漫畫裡的描述只正確了一部分。

阻斷呼吸作用的「氰根」

一般談到「氰化物」,主要指化學結構中有氰根(CN-)的化合物,常見的包括氰化氫(HCN)、氰化鈉(NaCN)和氰化鉀(KCN),共同特性是在水溶液環境中都會釋出氰根。氰根與重金屬離子的結合力很強,因此會抑制酶的作用;打個比方,氰根對重金屬來講就像種「天菜」般的存在,重金屬遇到氰根就會脫離酶、進入氰根的懷抱;而失去了金屬離子的酶也會因(失戀)而失去用處。其中最敏感的酵素便是主司細胞呼吸作用的呼吸酵素「細胞色素氧化酶a3」(Cytochrome a3)。

大家應該瞭解,所有細胞都需要進行呼吸作用產生 ATP 來獲取能量,然而若細胞色素氧化酶 a3 因為氰化物失去了活性,呼吸作用就會被阻斷,細胞只能使用無氧呼吸獲取能量;當這些能量不足以應付身體的需求,就會產生細胞缺氧及乳酸中毒,甚至進一步死亡。那麼,哪些細胞對於「能量」的需求最大呢?答案是大腦與心臟的細胞!因此氰化物對於這兩個部位的影響最為劇烈。

細胞需進行呼吸作用獲得能量,其中又以大腦與心臟兩個部位的細胞需求最大。圖/health.mail, CC License

當然,講到毒物就不能不談劑量,作為偵探小說的「愛用品」,氰化物的毒性跟其他毒物相比其實並沒有特別高。氰化鉀對大鼠的口服半致死劑量(LD50)約為 5 mg/kg,換算下來一個體重 60 公斤的人要吃下 0.3 g ── 大概比半顆普拿疼多一點點 ── 才有約一半的死亡率。也可以說,若用半致死劑量與其他的毒物來排名[2],氰化物連前十名都進不去。

但是如果一次攝入的劑量夠高,氰化物便有可能直接造成大腦或心臟細胞壞死,那就是漫畫《名偵探柯南》中常見的殺人場景了![3]

終於輪到黑衣人出場啦!source:imgur

讓我們回頭看看,柯南說對了哪些部分?

首先,杏仁味對了。

氰化物在低濃度下會有苦杏仁味(詳見試吃影片);而如果進入人體,除了由肝臟代謝外,有一小部分會經由呼吸排出體外;因此氰化物中毒的病患,無論重度或輕度,呼吸中都會出現杏仁味。

而最令人聞之色變的「一碰即死」呢?

人體其實有代謝少量氰化物的能力,如果及時發現,醫院可以使用維他命 B12 族的羥鈷胺(OHCbl, B12a)或是亞硝酸鹽解毒。前面有提過氰化物的半致死劑量不算太高,但氰化物在液體中的溶解度很高,因此如果要在「一口飲料」裡放入足以致死的劑量,是有機會的。如果攝入的劑量夠高,由於氰化物的毒性特質,的確會有瞬間致死的可能。

且讓我們假想一個畫面:被下毒的人毫無戒心地喝了一大口滿滿苦杏仁味的飲料,吞下去之後腸胃吸收力很給力……(柯南背景音樂響起,登登登登登登登登~)

請擔心被下毒的夥伴們記得不要空腹喝杏仁茶啊。(誤)

作為一種特殊氣味且致死劑量不算低的毒物,氰化物其實不太「適合」用來下毒。那為什麼各種漫畫、小說文本如此熱愛以氰化物作為毒藥呢?這要回過頭,從氰化物的屬性與歷史談起。

下毒也要講究 CP 值

氰化物是二次大戰期間,德國集中營毒氣的主要成分,由於取得方便,戰敗後許多納粹高階軍官也以這種毒物自殺。到了 1980 年代的兩伊戰爭中,則被用於殺死庫德人;近年來氰化物也出現在辛巴威盜獵、毒殺大象的案例中。許多納粹與間諜死於氰化物快速毒素發作的印象,也深深植入眾多小說家心中,使得氰化物到今日仍保有它「下毒」的經典印象。

然而,一開始人們使用氰化物最主要的因素,其實是由於價格便宜。許多毒性物質的來源如細菌或植物,成本都很高 ── 要得到有效純化肉毒桿菌素,或是破傷風菌毒素都不容易。相較之下,氰化物可以說是「CP 值」挺高的選擇,過去也曾經出現在毒魚、毒殺昆蟲等用途。

而除了使人或動物致病、中毒之外,氰化物在礦業中也十分常見,用以將礦石中的黃金跟白銀等貴金屬提煉出來。現代工業上也會將之應用於製備各種有機化合物,例如利用氰化氫加入丁二烯來製造生產的乙二腈,就是我們很熟悉的塑膠材料「尼龍」的前驅物質。

氰化物可用於將黃金、白銀等貴金屬提煉出來。圖/James St. John @wikimedia BY CC2.0

「純天然」的氰化物

或許有不少人認為食物是「天然的最好啦」!但其實,我們日常生活中食用的植物也不乏氰化物的存在喔。薔薇科的杏仁、蘋果核、櫻桃核,以及小米、青豆、黃豆、竹筍、樹薯都含有「氰苷」,也就是氰根醣類結合的有機化合物。氰苷本身毒性不強(畢竟植物也是要行呼吸作用的啊),但氰苷在細胞被破壞、氧化或接觸到胃液時會釋出「氰根」,把任何膽敢冒犯的動物毒得不要不要的~

蘋果核中也有氰化物的成分。source:pixabay

正如前面所說,談到毒性物質怎麼可以不談談劑量、也就是吃到多少才會「有事」呢?事實上,人體代謝系統有處理少量氰化物的能力,一般我們日常飲食中會接觸到的櫻桃核、蘋果核等氰苷含量都頗低,也太不會有人拿蘋果核或櫻桃核當瓜子啃;就算偶爾吞下種子,只要沒有破壞到結構,隔天「再見」的果核種子都還可以發芽生根呢!所以不太需要擔心蘋果或櫻桃。而氰苷在經過烹煮加熱後會被破壞、不再具備毒性,因此大家可以也對氰苷含量很低,而且不太會拿來生吃的黃豆和竹筍放心了。

好的,接下來就剩下我們不太熟悉的「樹薯」以及「苦杏仁」了。

電視劇《後宮甄嬛傳》裡的角色安陵容就是以苦杏仁自殺的。苦杏仁並不是我們當零嘴吃的甜杏仁(又稱甜杏仁或南杏),而是較為少見、多用於中藥的藥材,又稱為北杏;苦杏仁含有的氰苷濃度是前述植物中最高的,因此風險評估建議苦杏仁成人攝取量一天別超過兩顆,請不要拿苦杏仁當零嘴了。由於氰苷經過加熱與水煮的過程可以被有效分解,也建議大家有藥用需求時要好好依據醫囑用藥、煮藥啊!

最後則來到幾乎每個人都吃過的樹薯(或稱木薯)了,珍珠奶茶中常見的粉圓就是由樹薯粉製成的。樹薯的氰苷主要集中在表皮,處理樹薯的標準流程包括削皮、水煮、發酵等,主要就是為了消除氰苷。如果經過完整的處理,樹薯內含的氰化物含量可以降到極低,事實上,樹薯是許多非洲國家的主食,至少有五億人依靠它飽腹。

《後宮甄環傳》的安凌容以含有氰苷的苦杏仁自殺。圖/截自影片

從毒理學的角度來看,每種毒物都有不同的屬性及注意事項,氰化物也不例外。儘管因為漫畫和推理小說較受到矚目,但說到底,氰化物也不過是我們生活中有可能遭遇的化學物質之一,只要足夠瞭解相關食物與接觸情境,也不需要過度恐慌、聞之色變啦。

註解

  1. 氰酸鉀也有毒性,但並沒有苦杏仁味且中毒劑量大很多。
  2. 根據維基百科,前兩名依序為肉毒桿菌毒素、破傷風菌毒素,都是來自生物的毒素。
  3. 根據網友統計漫畫本篇 1~71 集,不含回憶及對話中,死亡人數總計 179 人,漫畫本篇中,釣魚線使用次數為 13 次,氰酸鉀使用次數為 11 次。所以其實並沒有大家印象中那麼多XD

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/