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藏在柔軟有彈性麵包裡的魔鬼「溴酸鉀」

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/陳衍達│自由寫手

2016 年,印度科學與環境中心(Center of Science and Environment,CSE)的「污染監測實驗室」發布了一項調查:他們買了德里市面上 38 個品牌的麵粉產品到實驗室做分析,結果發現高達 84% 的品牌(32 件)殘留溴酸鉀(Potassium bromate)或碘酸鉀(Potassium iodate)。

而事實上,溴酸鉀在國際癌症研究總署(International Agency for Research on Cancer,IARC)的分類中屬於「對人類懷疑為致癌物」的第 2B 類物質;聯合國糧農組織Food and Agriculture Organization, FAO和世界衛生組織的食品添加物專家委員會Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives, JECFA更早在 1992 年就已提出指導性的建議,指出溴酸鉀不適合用在麵粉處理上,許多國家也已立法禁止。CSE 的新聞稿發表後,立刻造成民眾恐慌,而印度政府也迅速地在一個月後修法,正式禁止這兩樣物質用於製作麵包。

去年(2016),印度科學與環境中心檢驗出香噴噴的麵包中含有被列為 2B 類致癌物的「溴酸鉀」。示意圖,非檢驗麵包。圖/Pexel BY CC0 License

揉出麵團中蛋白質的秘密

看到這裡你是否也感到疑惑,人們為什麼要在麵包裡加入溴酸鉀呢?這得從「麵包為什麼有彈性」談起。

五穀根莖類是人類獲取碳水化合物的主要來源,但不曉得大家有沒有發現,我們的兩種主食稻米和小麥,在型態變化的「自由度」上有很大的差異:大多數在去殼、去胚之後就能被煮熟吃掉,但小麥幾乎都會先被磨成麵粉後,才接著被塑造成各種形狀 ── 當然米也可以被做成米粉,偶爾也會有人在牛奶裡面加一些小麥粒,但比例相對並不高。造成這個差異的最大原因,在於小麥含有的蛋白質比例較高,讓麵粉擁有較高的可塑性;而稻米主要由澱粉組成,相對沒有彈性,要做成各種形狀就比較困難。

其中,麵粉的蛋白質統稱為麩質(Gluten),主要由穀蛋白(Glutenin)麩脘(Gliadin)組成。麩脘圓圓胖胖的,對水有較好的親和力,和水一起負責製造一個適合穀蛋白和氧化劑反應的環境;穀蛋白在微觀的尺度上則是長鏈狀的結構,上面有許多可以被氧化的硫氫基(thiol group,-SH),平常沒有水的時候這個長鏈會「揪」在一起,麩脘把水引進來之後才會舒展開。

麩脘(黃色球球)是一種醇溶蛋白(Prolamin,prolamina是西班牙文),在麵粉和水後會協助穀蛋白(Glutenin,glutenina是西班牙文)與氧氣反應,最後它們會糾結在一起變成麩質(Gluten)。 圖/ Marinasauri @ wikimedia, CC BY-SA 4.0

揉麵團的時候,我們把麵粉與水和在一起,讓氧氣在揉製的過程中混進去,將穀蛋白上的硫氫基氧化。兩條穀蛋白上的硫氫基氧化之後,便有機會橋接在一起形成雙硫鍵(disulfide bond,-S-S-),進而增加蛋白質鏈之間的緊密程度。這個反應帶來的影響就是麵團會越揉越有彈性;在下一階段發酵膨脹時也較能夠留住酵母菌生成的二氧化碳,而不至於洩氣塌掉。

溴酸鉀的崛起與衰亡

不過麻煩的來了,以氧氣氧化硫氫基的速度並不快,在大量生產上不是很理想;於是生產者開始嘗試在麵團中加入更強的氧化劑,而其中,CP 值最高的就屬溴酸鉀了。它的所需用量少(1 公斤麵團只需要不到 0.1 克的溴酸鉀),烤完麵包後又能夠「幾乎」全部反應完。

溴酸鉀化學式及外觀。 左圖/ Asawarraich @ wikimedia BY CC0 右圖/ Ondřej Mangl @ wikimedia BY CC0

筆者回顧了很久以前的論文(是 1979 年呢!)在過去,它其實是被使用最廣的麵團氧化劑呢!但是,添加進食品中的物質難免有殘留風險,加上動物實驗研究指出溴酸鉀會讓老鼠得到癌症,IARC 和 JECFA 最後還是為溴酸鉀的麵包之路宣判了死刑。

那它會出現在臺灣嗎?

其實早在 1994 年,JECFA 提出建議的兩年後,當時的衛生署(即現在的衛生福利部)就已經公告禁用溴酸鉀。可雖然近年來幾乎不曾傳出溴酸鉀被違法使用於麵包製程中,各種不肖業者將工業用原料用於食品、甚至藥品製造的食安事件仍不時登上新聞版面,讓人有些擔心,如果溴酸鉀沒有被更嚴格規範的話,會不會成為下一個食安事件的主角呢?

好消息是,行政院環保署毒物及化學物質局在今年(2017)九月公告了最具食安風險的 13 種優先化學物質為毒性化學物質,其中便包括了溴酸鉀。這代表什麼意思呢?當一項化學物質被列為毒性化學物質時,無論是製造、輸入、使用或販賣,都需申請並經主管機關核可才可以執行,而且必需定期申報運作情形。如此一來,便能更有效地掌握化學品的流向,防止它們進到民眾的口中喔!

 

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/