苯甲酸：乾貨們擺脫不了的防腐劑？

本文與 研華科技 合作，泛科學企劃執行。

每次 NVIDIA 執行長黃仁勳公開發言，總能牽動整個 AI 產業的神經。然而，我們不妨設想一個更深層的問題——如今的 AI 幾乎都倚賴網路連線，那如果哪天「網路斷了」，會發生什麼事？

想像你正在自駕車打個盹，系統突然警示：「網路連線中斷」，車輛開始偏離路線，而前方竟是萬丈深谷。又或者家庭機器人被駭，開始暴走跳舞，甚至舉起刀具向你走來。

這會是黃仁勳期待的未來嗎？當然不是！也因為如此，「邊緣 AI」成為業界關注重點。不靠雲端，AI 就能在現場即時反應，不只更安全、低延遲，還能讓數據當場變現，不再淪為沉沒成本。

什麼是邊緣 AI ？

邊緣 AI，乍聽之下，好像是「孤單站在角落的人工智慧」，但事實上，它正是我們身邊最可靠、最即時的親密數位夥伴呀。

當前，像是企業、醫院、學校內部的伺服器，個人電腦，甚至手機等裝置，都可以成為「邊緣節點」。當數據在這些邊緣節點進行運算，稱為邊緣運算；而在邊緣節點上運行 AI ，就被稱為邊緣 AI。簡單來說，就是將原本集中在遠端資料中心的運算能力，「搬家」到更靠近數據源頭的地方。

那麼，為什麼需要這樣做？資料放在雲端，集中管理不是更方便嗎？對，就是不好。

第一個不好是物理限制：「延遲」。
即使光速已經非常快，數據從你家旁邊的路口傳到幾千公里外的雲端機房，再把分析結果傳回來，中間還要經過各種網路節點轉來轉去…這樣一來一回，就算只是幾十毫秒的延遲，對於需要「即刻反應」的 AI 應用，比如說工廠裡要精密控制的機械手臂、或者自駕車要判斷路況時，每一毫秒都攸關安全與精度，這點延遲都是無法接受的！這是物理距離與網路架構先天上的限制，無法繞過去。

第二個挑戰，是資訊科學跟工程上的考量：「頻寬」與「成本」。
你可以想像網路頻寬就像水管的粗細。隨著高解析影像與感測器數據不斷來回傳送，湧入的資料數據量就像超級大的水流，一下子就把水管塞爆！要避免流量爆炸，你就要一直擴充水管，也就是擴增頻寬，然而這樣的基礎建設成本是很驚人的。如果能在邊緣就先處理，把重要資訊「濃縮」過後再傳回雲端，是不是就能減輕頻寬負擔，也能節省大量費用呢？

第三個挑戰：系統「可靠性」與「韌性」。
如果所有運算都仰賴遠端的雲端時，一旦網路不穩、甚至斷線，那怎麼辦？很多關鍵應用，像是公共安全監控或是重要設備的預警系統，可不能這樣「看天吃飯」啊！邊緣處理讓系統更獨立，就算暫時斷線，本地的 AI 還是能繼續運作與即時反應，這在工程上是非常重要的考量。

所以你看，邊緣運算不是科學家們沒事找事做，它是順應數據特性和實際應用需求，一個非常合理的科學與工程上的最佳化選擇，是我們想要抓住即時數據價值，非走不可的一條路！

邊緣 AI 的實戰魅力：從工廠到倉儲，再到你的工作桌

知道要把 AI 算力搬到邊緣了，接下來的問題就是─邊緣 AI 究竟強在哪裡呢？它強就強在能夠做到「深度感知（Deep Perception）」！

所謂深度感知，並非僅僅是對數據進行簡單的加加減減，而是透過如深度神經網路這類複雜的 AI 模型，從原始數據裡面，去「理解」出更高層次、更具意義的資訊。

以研華科技為例，旗下已有多項邊緣 AI 的實戰應用。以工業瑕疵檢測為例，利用物件偵測模型，快速將工業產品中的瑕疵挑出來，而且由於 AI 模型可以使用同一套參數去檢測，因此品管上能達到一致性，減少人為疏漏。尤其在高產能工廠中，檢測速度必須快、狠、準。研華這套 AI 系統每分鐘最高可處理 8,000 件產品，替工廠節省大量人力，同時確保品質穩定。這樣的效能來自於一台僅有膠囊咖啡機大小的邊緣設備—IPC-240。

此外，在智慧倉儲場域，研華與威剛合作，研華與威剛聯手合作，在 MIC-732AO 伺服器上搭載輝達的 Nova Orin 開發平台，打造倉儲系統的 AMR（Autonomous Mobile Robot） 自走車。這跟過去在倉儲系統中使用的自動導引車 AGV 技術不一樣，AMR 不需要事先規劃好路線，靠著感測器偵測，就能輕鬆避開障礙物，識別路線，並且將貨物載到指定地點存放。

當然，還有語言模型的應用。例如結合檢索增強生成 ( RAG ) 跟上下文學習 ( in-context learning )，除了可以做備忘錄跟排程規劃以外，還能將實務上碰到的問題記錄下來，等到之後碰到類似的問題時，就能詢問 AI 並得到解答。

你或許會問，那為什麼不直接使用 ChatGPT 就好了？其實，對許多企業來說，內部資料往往具有高度機密性與商業價值，有些場域甚至連手機都禁止員工帶入，自然無法將資料上傳雲端。對於重視資安，又希望運用 AI 提升效率的企業與工廠而言，自行部署大型語言模型（self-hosted LLM）才是理想選擇。而這樣的應用，並不需要龐大的設備。研華的 SKY-602E3 塔式 GPU 伺服器，體積僅如後背包大小，卻能輕鬆支援語言模型的運作，實現高效又安全的 AI 解決方案。

但問題也接著浮現：要在這麼小的設備上跑大型 AI 模型，會不會太吃資源？這正是目前 AI 領域最前沿、最火熱的研究方向之一：如何幫 AI 模型進行「科學瘦身」，又不減智慧。接下來，我們就來看看科學家是怎麼幫 AI 減重的。

語言模型瘦身術之一：量化（Quantization）—用更精簡的數位方式來表示知識

當硬體資源有限，大模型卻越來越龐大，「幫模型減肥」就成了邊緣 AI 的重要課題。這其實跟圖片壓縮有點像：有些畫面細節我們肉眼根本看不出來，刪掉也不影響整體感覺，卻能大幅減少檔案大小。

模型量化的原理也是如此，只不過對象是模型裡面的參數。這些參數原先通常都是以「浮點數」表示，什麼是浮點數？其實就是你我都熟知的小數。舉例來說，圓周率是個無窮不循環小數，唸下去就會是3.141592653…但實際運算時，我們常常用 3.14 或甚至直接用 3，也能得到夠用的結果。降低模型參數中浮點數的精度就是這個意思！ 

然而，量化並不是那麼容易的事情。而且實際上，降低精度多少還是會影響到模型表現的。因此在設計時，工程師會精密調整，確保效能在可接受範圍內，達成「瘦身不減智」的目標。

模型剪枝（Model Pruning）—基於重要性的結構精簡

建立一個 AI 模型，其實就是在搭建一整套類神經網路系統，並訓練類神經元中彼此關聯的參數。然而，在這麼多參數中，總會有一些參數明明佔了一個位置，卻對整體模型沒有貢獻。既然如此，不如果斷將這些「冗餘」移除。

這就像種植作物的時候，總會雜草叢生，但這些雜草並不是我們想要的作物，這時候我們就會動手清理雜草。在語言模型中也會有這樣的雜草存在，而動手去清理這些不需要的連結參數或神經元的技術，就稱為 AI 模型的模型剪枝（Model Pruning）。

模型剪枝的效果，大概能把100變成70這樣的程度，說多也不是太多。雖然這樣的縮減對於提升效率已具幫助，但若我們要的是一個更小幾個數量級的模型，僅靠剪枝仍不足以應對。最後還是需要從源頭著手，採取更治本的方法：一開始就打造一個很小的模型，並讓它去學習大模型的知識。這項技術被稱為「知識蒸餾」，是目前 AI 模型壓縮領域中最具潛力的方法之一。

知識蒸餾（Knowledge Distillation）—讓小模型學習大師的「精髓」

想像一下，一位經驗豐富、見多識廣的老師傅，就是那個龐大而強悍的 AI 模型。現在，他要培養一位年輕學徒—小型 AI 模型。與其只是告訴小型模型正確答案，老師傅 (大模型) 會更直接傳授他做判斷時的「思考過程」跟「眉角」，例如「為什麼我會這樣想？」、「其他選項的可能性有多少？」。這樣一來，小小的學徒模型，用它有限的「腦容量」，也能學到老師傅的「智慧精髓」，表現就能大幅提升！這是一種很高級的訓練技巧，跟遷移學習有關。

舉個例子，當大型語言模型在收到「晚餐：鳳梨」這組輸入時，它下一個會接的詞語跟機率分別為「炒飯：50%，蝦球：30%，披薩：15%，汁：5%」。在知識蒸餾的過程中，它可以把這套機率表一起教給小語言模型，讓小語言模型不必透過自己訓練，也能輕鬆得到這個推理過程。如今，許多高效的小型語言模型正是透過這項技術訓練而成，讓我們得以在資源有限的邊緣設備上，也能部署愈來愈強大的小模型 AI。

但是！即使模型經過了這些科學方法的優化，變得比較「苗條」了，要真正在邊緣環境中處理如潮水般湧現的資料，並且高速、即時、穩定地運作，仍然需要一個夠強的「引擎」來驅動它們。也就是說，要把這些經過科學千錘百鍊、但依然需要大量計算的 AI 模型，真正放到邊緣的現場去發揮作用，就需要一個強大的「硬體平台」來承載。

邊緣 AI 的強心臟：SKY-602E3 的三大關鍵

像研華的 SKY-602E3 塔式 GPU 伺服器，就是扮演「邊緣 AI 引擎」的關鍵角色！那麼，它到底厲害在哪？

一、核心算力
它最多可安裝 4 張雙寬度 GPU 顯示卡。為什麼 GPU 這麼重要？因為 GPU 的設計，天生就擅長做「平行計算」，這正好就是 AI 模型裡面那種海量數學運算最需要的！

你想想看，那麼多數據要同時處理，就像要請一大堆人同時算數學一樣，GPU 就是那個最有效率的工具人！而且，有多張 GPU，代表可以同時跑更多不同的 AI 任務，或者處理更大流量的數據。這是確保那些科學研究成果，在邊緣能真正「跑起來」、「跑得快」、而且「能同時做更多事」的物理基礎！

二、工程適應性——塔式設計。
邊緣環境通常不是那種恆溫恆濕的標準機房，有時是在工廠角落、辦公室一隅、或某個研究實驗室。這種塔式的機箱設計，體積相對緊湊，散熱空間也比較好（這對高功耗的 GPU 很重要！），部署起來比傳統機架式伺服器更有彈性。這就是把高性能計算，進行「工程化」，讓它能適應台灣多樣化的邊緣應用場景。

三、可靠性
SKY-602E3 用的是伺服器等級的主機板、ECC 糾錯記憶體、還有備援電源供應器等等。這些聽起來很硬的規格，背後代表的是嚴謹的工程可靠性設計。畢竟在邊緣現場，系統穩定壓倒一切！你總不希望 AI 分析跑到一半就掛掉吧？這些設計確保了部署在現場的 AI 系統，能夠長時間、穩定地運作，把實驗室裡的科學成果，可靠地轉化成實際的應用價值。

台灣製造 × 在地智慧：打造專屬的邊緣 AI 解決方案

研華科技攜手八維智能，能幫助企業或機構提供客製化的AI解決方案。他們的技術能力涵蓋了自然語言處理、電腦視覺、預測性大數據分析、全端軟體開發與部署，及AI軟硬體整合。

無論是大小型語言模型的微調、工業瑕疵檢測的模型訓練、大數據分析，還是其他 AI 相關的服務，都能交給研華與八維智能來協助完成。他們甚至提供 GPU 與伺服器的租借服務，讓企業在啟動 AI 專案前，大幅降低前期投入門檻，靈活又實用。

台灣有著獨特的產業結構，從精密製造、城市交通管理，到因應高齡化社會的智慧醫療與公共安全，都是邊緣 AI 的理想應用場域。更重要的是，這些情境中許多關鍵資訊都具有高度的「時效性」。像是產線上的一處異常、道路上的突發狀況、醫療設備的即刻警示，這些都需要分秒必爭的即時回應。

如果我們還需要將數據送上雲端分析、再等待回傳結果，往往已經錯失最佳反應時機。這也是為什麼邊緣 AI，不只是一項技術創新，更是一條把尖端 AI 科學落地、真正發揮產業生產力與社會價值的關鍵路徑。讓數據在生成的那一刻、在事件發生的現場，就能被有效的「理解」與「利用」，是將數據垃圾變成數據黃金的賢者之石！

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本文由衛生福利部食品藥物管理署委託，泛科學企劃執行

文／李秋容
夏日颱風的好發時節，家裡絕對不能少的除了堅固的窗戶外，就是泡麵了吧？在風雨交加的夜晚，只需要一點熱水就能換來一碗方便又美味的麵，對許多人來說，這樣的情景已經是標準的「颱風夜組合」。

「方便又美味，一晚吃不夠、為何不每晚吃呢？」想必許多人腦海裡浮現的就是木乃伊故事，防腐劑的詛咒讓許多人對泡麵敬而遠之，但許多泡麵包裝上都標示「不含防腐劑」，難道是我的眼睛業障重？

別讓泡麵站上受害者的位置

撕開泡麵包裝，首先會看到麵體，而包裝上所寫的「油炸」和「非油炸」其實就是指麵體的製造方式。油炸麵體，顧名思義就是將新鮮麵條藉由油炸去除水分；而非油炸則是利用烘乾方式去除水分。一般而言，食品腐敗的常見原因是有害微生物繁殖生長，而微生物需要營養物質、水分和適當溫度與酸鹼度等條件，當其中一項因子「水分」含量降低，就能抑制微生物生長。

再往下翻，有些泡麵會附上密閉容器包裝的調理包。不同於麵體，調理包中的食品先經調理、密封於密閉容器後，再施行商業滅菌。

除了泡麵，另一名「防腐劑絕緣體」大概就是罐頭食品了。

不可不知的罐頭食品長存秘辛

「怎樣才算是罐頭食品？」凡是食品封裝於密閉容器內，於封裝前或封裝後，施行商業滅菌而可於室溫下長期保存者，即為罐頭食品。例如我們最為熟悉的馬口鐵罐、鋁罐、玻璃瓶式等「硬罐頭」，及容器包裝為耐高溫塑膠或金屬積層材料殺菌軟袋的「軟罐頭」；另外如採用無菌加工及包裝系統產製的飲料製品，亦可算是罐頭食品。

常見傳統金屬或玻璃罐裝的罐頭加工方式，是將食品原料充填於容器內，經脫氣、密封、加熱殺菌等過程，其各步驟目的如下：

 1. 脫氣：為防止後續加熱殺菌時罐內氣體、內容物膨脹，使罐頭變形損壞，會將罐頭內所含的氣體排除，使容器內保持低壓狀態。

 2. 密封：可以阻隔罐內外空氣、水等流通，防止罐外微生物滲入罐內，以確保內容物不會因外界微生物侵入而造成腐敗變質。

 3. 加熱殺菌：殺滅有害活性微生物及其孢子，確保罐頭食品在正常商業貯運及無冷藏條件下，不會生長對人體健康無害的微生物。

 4. 除了傳統罐頭加工方式外，尚有採用「無菌加工及包裝系統」製成之罐頭食品。傳統罐頭加工方式是內容物充填於包材後，再一同進行商業滅菌，常見的類型有紙盒包及冷充填寶特瓶。無菌加工及包裝系統則是分別將產品與包材分開進行商業滅菌後，在於無菌環境下進行填充包裝。

一次殺菌，多種表述

或許有人會疑惑：真空難道不是無菌嗎？事實上，在整個食品保存過程中，真空包裝只是輔助，殺菌方式才是重點。如果罐頭殺菌條件沒有確實，殘留的肉毒桿菌孢子在真空或缺氧環境下會生長更活躍，產生微量的肉毒桿菌毒素即可致病。

食品加熱殺菌的方式，除了罐頭食品所使用的商業滅菌（commercial sterilization）外，還分為巴斯德低溫殺菌（pasteurization，又稱低溫殺菌）、絕對殺菌（absolute sterilization），而差異主要在於殺菌的時間和溫度。

「絕對殺菌」顧名思義就是達到完全無菌，高溫經過長時間處理才能達到無菌，因此犧牲了食物營養價值；「巴斯德低溫殺菌」則是在溫度 61~65 ℃ 之間保持 30 分鐘下殺死病原菌和無芽孢細菌，雖然能保留營養物質，但無法滅絕所有微生物，產品保存日期較短；而「商業滅菌」注重在將病原菌、毒素產生菌及可能造成食品腐敗的微生物殺滅，雖然可能殘留耐熱性孢子，但常溫無冷藏的商業運送過程中不得有微生物繁殖。

防腐劑的好與壞，取決於你怎麼吃

簡單解析完泡麵麵體和罐頭食品的秘密，不知道大家有沒有發現，「防腐劑」遲遲沒有出現呢？原來，罐頭食品之所以可於室溫下長期保存，是因為罐頭食品有嚴謹的滅菌處理，使有害微生物不再繁殖，並且使用密閉容器包裝，使外界微生物無法入侵，因此充分滅菌並保持密封的罐頭食品無須添加防腐劑。另一方面，泡麵的麵體也不需要使用防腐劑，法規（食品添加物使用範圍及限量暨規格標準）也不准許麵體添加防腐劑。

但可別害怕防腐劑，只要依照法規規定合法添加，除防止食品腐爛變質外，還能夠防止食物中毒發生、提升食品的品質與安全，不會造成消費者健康之危害。

那要怎樣才能吃的安全呢？不購買來路不明的食品，且在第一眼看到食品之後，首先確認產品包裝是否完整（已膨脹的罐頭千萬不要購買），再來查看食品標示、有效日期和內容物。最後，食品開封後盡速食用完畢，或是用適當的保存溫度保存。

不用對防腐劑有過多的恐慌，只要對我們眼前所吃的食物多一分留意跟認識，就少一分擔心和疑慮。

參考資料：

1. 食物不壞一定是防腐劑的功勞嗎？
2. 常吃泡麵會禿頭？揭開泡麵8大迷思
3. 顛覆!你對罐頭與真空包裝食物的錯誤迷思
4. 圖解食品加工學與實務
5. 食物安全實用手冊
6. 食品中防腐劑的毒
7. 罐頭食品
8. 認識罐頭食品

本文由衛生福利部食品藥物管理署委託，泛科學企劃執行

「食品添加物」是什麼？加了有比較好嗎？

不少人聞「食品添加物」就為之色變，現代人流行追求「天然」、「無毒」，為什麼還需要食品添加物？是不是完全沒有添加物的食物就會更健康安全？要討論此問題，我們必須先知道什麼是「食品添加物」。食品添加物的定義，根據食品安全衛生管理法第三條，指的是「為食品著色、調味、防腐、漂白、乳化、增加香味、安定品質、促進發酵、增加稠度、強化營養、防止氧化或其他必要目的，加入、接觸於食品之單方或複方物質。」從字面上來看，使用食品添加物，是為了要讓食品在製造、運送或儲存過程中，能夠更好吃、更安全、且不易變質的方法。主要功能包含以下幾種：

●食品製程中的必要元素，像是製作拉麵、油麵使用的鹼水、豆腐使用的硫酸鈣。

●提升食物的保存性，未經處理的食物久放會導致細菌滋生，腐壞變質。

●降低製作成本與加工時間，像使用膨脹劑製作麵包，可減少製作上的時間。

●提高營養價值或減低熱量，像是添加鐵質的飲品，或是零熱量飲料中的阿斯巴甜。

●增添風味、外觀或香氣，一般常見的色素和味精，都可以讓食物看起來更誘人好吃。

食品添加物有哪些種類與功用？

從人類歷史來看，食品添加物並非現代才有。最初的食品添加物，像是香料、鹽巴等，就是用添加物以達到調味、幫助保存的功用。隨著現代科技進步，人們利用化學合成的方法，得以取得許多天然食物中不存在的化學物質作為添加物，來達到一些在食品製程上的特定目的。現行的食品添加物共有十八大類，分類和功能如下表所示：

常見的食品添加物小介紹

防腐劑

防腐劑的功能在於防止食品腐爛變質，可間接預防食品中毒的發生。適當劑量的防腐劑可以抑制微生物、細菌的生長，延長保存期限，讓食物更容易儲存久放，但罐頭類食品依法規定不可添加防腐劑。常見的防腐劑類型有：用於魚肉煉製品、醬菜、果醬的「己二烯酸（山梨酸）」、「苯甲酸（安息香酸）」；用於乾酪、乳酪、奶 油及人造奶油等產品的「去水醋酸類」；香腸、臘肉中用來預防肉毒桿菌滋生的「硝酸鹽、亞硝酸鹽」。不過，「長期過量」攝取防腐劑可能會對身體造成傷害，如：腸胃道疾病。

抗氧化劑

食品在存放或加工過程中，容易被氧化而造成變質，例如油脂，一旦氧化就會變質出現臭油味，因此抗氧化劑是用於阻止氧化，與防腐劑目的不同。抗氧化劑可分為天然或化學合成，「維生素E（生育醇）」及「維生素 C（L–抗壞血酸）」就是常見的天然抗氧化劑，多存在於蔬果中。化學抗氧化劑包含「二丁基羥基甲苯（BHT）」、「丁基羥基甲氧苯（BHA）」，主要用來避免食物中的油脂氧化酸敗，常見於洋芋片、植物油、香腸、穀片或餅乾、泡麵等。有些研究顯示抗氧化劑可能具有致癌性，對人體健康有疑慮，但目前仍是眾說紛紜。

著色劑

著色劑就是一般俗稱的「色素」，可以讓食物變得鮮豔，改善加工過程中食物褪色的狀況，讓食品更鮮豔可口，但著色劑不可添加於生鮮蔬果或魚蝦貝類、肉類、豆類、海 苔、醬油等食品中。著色劑的來源可分為天然或化學，天然的例如：「類胡蘿蔔素、葉綠素、薑黃、胭脂紅」等。化學合成人工合成色素多以煤焦油或石油為主要原料，包含：「紅色 6、7、40 號」及「黃色 4、5 號」及「綠色 3 號」及「藍色 1、2 號」。常添加著色劑的食品像是人造奶油、果凍、甜點和飲料等，但有研究指出，食用黃色 4 號可能與氣喘、過敏及幼童過動有關，但相關性仍有待更多研究證實。

調味劑

調味劑是日常生活中常見且必備的添加物，像是味精等，用來增加或調整食物的味道。其中又可分為鮮味劑、酸味劑等不同種類。鮮味劑例如俗稱的「味精（麩胺酸鈉）」，可以增強食品的鮮味，讓口味更好吃。酸味劑則可增添食物中的酸味，產生清爽的口感，並具有抑制微生物生長的作用，像是「檸檬酸」、「醋酸」等，常被使用於飲料、果汁、御飯糰等食物。不過，如果是高血壓、心臟病、腎臟等疾病的限鈉患者，應遵從醫師指示減少食鹽與味精的攝取，避免食用過量的鈉。

甜味劑

甜味劑可以讓食物產生甜味，可分為天然甜味劑和人工甜味劑。天然甜味劑來源取自動、植物，例如甘草素、甜菊、山梨糖醇…等。其中，「山梨醇（D-Sorbitol）」是從藍莓提煉而得，甜度為蔗糖的一半，常被在口香糖、果醬中。而人工甜味劑，常見的像是糖精、阿斯巴甜。其中「阿斯巴甜（Aspartame）」是被廣泛使用的人工甜味劑，甜度是蔗糖的200倍，只要使用少量即可產生需要的甜度，許多低熱量的無糖的飲料都是使用阿斯巴甜，例如可口可樂Zero。

膨脹劑

膨脹劑可以增加食物的空隙，讓食物蓬鬆柔軟、酥脆。常用在包子、麵包、蛋糕等食物上。常見的膨脹劑主要可分為兩大類，生物膨脹劑和化學膨脹劑。生物膨脹劑依靠能產生二氧化碳的微生物發酵而是麵團膨脹，主成分是酵母。而化學膨脹劑則屬食品添加物，可分為兩類，鹼性膨脹劑和複合膨脹劑。鹼性膨脹劑如「碳酸氫鈉」、「碳酸氫銨」、「碳酸鈉」等。複合膨脹劑主要由碳酸鹽、酸性鹽、澱粉和脂肪酸等組成。膨脹劑中多含有硫酸鋁鉀、硫酸鋁鈉成分，若長期過量使用可能會導致鋁含量超標。

學會看食品標示，幫助判斷吃下了哪些添加物！

身為消費者該如何簡易判別食品的組成？學會看食品標示是一個最簡單的方法。食品標示是食品生產者與消費者溝通的一種管道，生產者將食品品質及內容物經由正確的標示方式顯示在包裝外觀上，不僅代表對其產品的負責態度，也是食品本質的呈現方式。但過去，食品標示經常出現一些難以理解的化學名詞，像「L–麩酸鈉」其實是俗稱的味精，「碳酸氫鈉（NaHCO₃）」則是餅乾經常使用的小蘇打粉，但若非相關領域，一般民眾很難了解。為了改善這種狀況，衛福部食藥署在 105 年度制定了二十六種常見的食品添加物學名俗名對照表，以後這些讓人看了霧煞煞的添加物名稱，將合法使用於食品標示中，讓消費者更容易了解食品的成份。此新制可見公告於 105 年 3 月 4 月發布之「食品添加物之通用名稱」公告。在購買食品時，也要注意避免購買標示不清，或資訊過少的食品。

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

文／林宇軒

年關將近，當爸爸媽媽爺爺奶奶又開始採買各種年貨、準備吃好菜過好年時，卻看到了像是「乾貨檢出防腐劑苯甲酸過量」、「年菜好朋友梅乾菜苯甲酸超量多吃恐傷身」等與年節食品檢驗不合格相關的新聞，讓年節歡愉的氣氛蒙上了一絲絲的不安啊……到底「苯甲酸」是什麼？它真的很傷身嗎？已經很「乾」的乾貨又為什麼會需要添加防腐劑呢？

乾貨為什麼要添加防腐劑呢？苯甲酸又為什麼可以防腐？

乾貨之所以被製作成乾貨的原因，除了能增進食品本身的風味以外、還能降低食物中的微生物可利用的水分、以抑制微生物生長。但只有減少水活性這招是不夠的！乾貨再怎麼「乾」，都還是會含有些許的水分，再加上儲存在臺灣如此潮濕的環境，這都讓微生物有了可趁之機。

所以還需要有其他的招式，於是苯甲酸就出現了！但它又為什麼能被用作為防腐劑呢？

• 想了解更多關於食品保存的知識，歡迎參考這篇文章：微生物的奇幻旅程：食物為何變得好壞壞？

說到苯甲酸的防腐機制，就要從它本身的分子特性說起了。因為苯甲酸在偏酸性的環境下（pH 約低於 4）會偏向以未解離的形式存在；而未解離的電中性狀態較不易被細胞膜攔截，因此容易進入細胞中。苯甲酸進入細胞後，在細胞內中性的環境會解離、並酸化細胞質，進而影響微生物的代謝功能，也藉此抑制了細菌或真菌的代謝與生長（Warth, 1991; Hazan, Reut etal., 2004; Krebs et al., 1983;  Lambert & Stratford, 1999）。

因為一般的細菌喜歡在 pH值 4.0~9.0 的區間中生長，所以在酸性環境下的苯甲酸就能夠用來抑制微生物的生長。不過苯甲酸本身不太容易溶解在水中，因此為了讓溶解度更高，實務上通常會使用苯甲酸鹽類，例如鉀鹽、鈉鹽、鈣鹽等。當這些鹽類溶於水中後，解離出來的苯甲酸根，有同樣抑制微生物生長的效果（Wibbertmann et al., 2000）。因此我們會在一些果醬、含果汁飲料等偏酸性的加工食物中，看到苯甲酸鹽類的蹤影。

藍莓、干貝與果醬，生活中的苯甲酸

事實上，苯甲酸並非只作為食品添加物出現，某些動植物體內也會有自然產生微量的苯甲酸，像是多數的莓果類如藍莓、蔓越莓、越橘等都含有大約 0.05% 的苯甲酸，而北半球極地地區的岩雷鳥（Rock ptarmigan, Lagopus muta）(Wibbertmann, 2000)，他們的肌肉中就含有微量苯甲酸，又例如：麝牛（Muskox, Ovibos moschatus）散發強烈氣味的費洛蒙分泌物中就含有微量的苯甲酸（Flood, 1989）。

苯甲酸作為添加物不一定都是壞事，重點是有沒有超量添加。衛生福利部訂定苯甲酸能添加在一些海鮮及肉類醃製與煉製品、調味料、果醬、飲料、豆皮豆乾及醃製蔬菜等。不同類別的食品能添加的量也不盡相同（詳情請見衛福部公告）。

WHO 建議苯甲酸的每日耐受量為 5 mg/kg（也就是一位體重 60 公斤的成人，每天吃 0.3 g 以內是可以接受的量），如果是用各種食物的添加上限做計算的話，要達到 0.3 g 的量，吃半公斤乾貨、或是吃超過 300 g 的果醬，才有可能超過建議標準，而飲料由於添加上限為 0.6 g/kg，所以每天 500 ml 就有可能達到每日耐受量了。但只要看清楚食品添加物標示、慎選安心來源的食品，其實也不用太過恐慌。

那苯甲酸究竟會不會傷身呢？

回到大家最關心的問題，那麼可以防止細菌生長的苯甲酸，人體吃下去真的沒有問題嗎？事實上，1940 年即有研究指出，人體攝取苯甲酸後，會在肝臟中與甘胺酸反應，而被轉化成馬尿酸（Pero, 2010），而隨著尿液排出體外。而且這個流程在 9-15 小時內就會代謝完畢，代謝的速度相當快。因此只要在合法、合理的劑量範圍內使用，目前的動物實驗都顯示苯甲酸的確沒有慢性毒性的疑慮。而成人急性中毒的劑量高達 1~1.5 g/kg/day，也就是差不多每天吞下小半杯（60-90 g）的量，會產生胃痛、噁心和嘔吐的現象。（國家毒物研究中心資料1, 2）

不過可能也有眼尖的朋友已經注意到，苯甲酸結構中有個「惡名昭彰」、已經證實有致癌性的「苯」，這究竟會不會有影響呢？事實上，各種含苯環的有機分子也能夠被肝臟代謝成為馬尿酸，因此科學家和醫生時常藉由偵測尿液中馬尿酸的含量，來判斷患者的生活中是否有暴露於過量的苯類有機分子。

不過目前有少數的例子，能使苯甲酸被轉化為致癌的「苯」。液體環境下如果同時含有苯甲酸和維生素C，在鐵離子或二價銅離子的催化下，苯甲酸有機會被維生素C 還原成苯（Gardner & Lawrence, 1993）。這在國際上也曾引起軒然大波，2017 年 3 月奈及利亞法院認為可口可樂公司在該國生產的芬達，因為同時含有苯甲酸與維生素 C，而判定未來該國生產的芬達飲料都必須要在包裝上標示「可能致癌」的警語（Gardner & Lawrence, 1993; CNN新聞）。不過臺灣的這類飲料如芬達並不是使用苯甲酸，而是使用己二烯酸做為防腐劑，也就不用擔心這個問題了。

加工食品無法躲避的防腐需求

逢年過節我們一定會注意到的當然就是年貨的抽查報告了，每年的縣市政府衛生局都會進行加工食品的抽查，盤點出違法超標的品項。提醒大家，加工食品要選用有商譽的廠商所生產的食品，不要購買標示不清的年貨，就可以安心享用美食。

現代的生活中受惠於食品保存技術的發達，我們的飲食不太受限於季節因素，只要想要就可以品嘗各式山珍海味。而時常使用苯甲酸做為防腐劑的乾貨、醬料正是跨越季節，點綴年節的餐桌好夥伴。適當使用防腐劑如苯甲酸，可以大量減少錯誤保存、細菌孳生帶來的風險，讓大家在感受年味的同時沒有後顧之憂啦！

延伸閱讀：

1. 微生物的奇幻旅程：食物為何變得好壞壞？  – PanSci 泛科學
2. 泡麵和罐頭其實是防腐劑絕緣體！你誤會很久的食物保存二三事 – PanSci 泛科學
3. 食物不壞一定是防腐劑的功勞嗎？ – PanSci 泛科學

1. Warth, ALAN D. “Mechanism of action of benzoic acid on Zygosaccharomyces bailii: effects on glycolytic metabolite levels, energy production, and intracellular pH.” Applied and environmental microbiology 57.12 (1991): 3410-3414.
2. Krebs, Hans A., et al. “Studies on the mechanism of the antifungal action of benzoate.” Biochemical Journal 214.3 (1983): 657-663.
3. Hazan, Reut, Alexandra Levine, and Hagai Abeliovich. “Benzoic acid, a weak organic acid food preservative, exerts specific effects on intracellular membrane trafficking pathways in Saccharomyces cerevisiae.” Applied and environmental microbiology 70.8 (2004): 4449-4457.
4. Lambert, R. J., and M. Stratford. “Weak‐acid preservatives: modelling microbial inhibition and response.” Journal of applied microbiology 86.1 (1999): 157-164.
5. Wibbertmann, A., et al. “Concise International Chemical Assessment Document 26. Benzoic acid and sodium benzoate.” World Health Organisation Geneva> 26 (2000): 1-48. http://www.inchem.org/documents/cicads/cicads/cicad26.htm
6. Flood, Peter F., et al. “Odor of the muskox.” Journal of chemical ecology 15.8 (1989): 2207-2217. doi:10.1007/bf01014110
7. Pero, Ronald W. “Health consequences of catabolic synthesis of hippuric acid in humans.” Current clinical pharmacology 5.1 (2010): 67-73.
8. Gardner, Lalita K., and Glen D. Lawrence. “Benzene production from decarboxylation of benzoic acid in the presence of ascorbic acid and a transition-metal catalyst.” Journal of Agricultural and Food Chemistry 41.5 (1993): 693-695.
9. Nigerians boycott Coca-Cola drinks after court rules them ‘poisonous’ – CNN, 2017 Mar. 28
10. Coca-Cola’s products Sprite and Fanta may be ‘poisonous’, rules Nigeria Court – The Independent, 2017 Mar. 29
11. 國家環境毒物研究中心 – [新聞解讀] 苯甲酸、己二烯酸
12. 國家環境毒物研究中心公告 民國 102-103 年新聞整理（食品類）
13. Benzoic acid – Wikipedia
14. Benzene in soft drinks – Wikipedia
15. Preservative- Wikipedia