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：米大多數在去殼、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）和麩脘（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

• What’s in our bread?– Centre for Science and Environment
• WHO: POTASSIUM BROMATE
• Effect of Potassium Bromate, Potassium Iodate and L-ascorbic acid on the consistency of heated dough

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