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二氧化硫:上年貨大街前先漂白一下

行政院環境保護署毒物及化學物質局_96
・2018/02/13 ・2615字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 529 ・七年級

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

每到過年必出現的年貨新聞總會「驚傳」食安問題,背後有什麼故事呢?圖/pixabay

南市查獲黑心白瓜子 二氧化硫殘量達標準10倍」、「嘉市抽驗年節食品 1件酸菜二氧化硫超標」看到這些新聞、你也開始緊張起來了嗎?年貨抽驗「驚傳」食安問題,已經是見怪不怪每年必出現的報導了,之前我們聊到了乾貨中的防腐劑「苯甲酸」,這次讓我們也一起來看看年貨裡的另一位常客「二氧化硫」到底是誰吧!又為什麼有些食品會需要二氧化硫漂白呢?

二氧化硫是什麼?為什麼會出現在食物裡?

首先要先破解一個很重要的迷思,雖然二氧化硫具有漂白的能力,但並不是「直接使用二氧化硫來漂白食品」。食品中的二氧化硫是來自於合法的食品添加物:亞硫酸鹽類,如亞硫酸鈉(Na2SO3)、亞硫酸鉀(K2SO3),以及低亞硫酸鈉(Na2S2O4)等等(這些可以產生二氧化硫的合法添加物總共有 8 種:第四類漂白劑食品添加物使用範圍及限量)。

這些添加物具有「還原性」可以漂白食品,也能夠防止食物中的分子變質、腐敗,導致顏色、味道改變,因此還有防腐的功能。瓜子、開心果、竹筍、竹笙、金針、蝦仁、香菇、酸菜乾等等,幾乎大部分常見的年貨都有這類添加物,以確保其保存效用以及讓食物更美觀。

這幾種亞硫酸鹽類的添加物,在食品這樣富含水分的環境中,有一部分的分子會轉變為二氧化硫,可以在食物中被檢測到。所以檢驗單位就利用食品中所含二氧化硫的量,來回推添加劑的使用量,並且做出限制規範。

生活中還有哪些食品含有亞硫酸鹽類?

人類以亞硫酸鹽作防腐其實源遠流長,自從古羅馬時代至今,葡萄酒在釀造的過程中,都會加入二氧化硫或亞硫酸鹽,不只利用其還原性來防止葡萄酒變酸、也有抑制微生物生長的功能。

即使不主動加入這類的添加物,在釀造葡萄酒的過程中其實也會自然地產生非常微量的二氧化硫。舉例來說,白酒含有比紅酒稍高一些的二氧化硫濃度(McCarthy & Ewing-Mulligan, 2015)。

  • 關於葡萄酒中所含的二氧化硫,這裡有更多說明。

其他的加工食品,像是前面提到過的瓜子、開心果;乾貨類像是果乾或蔬菜乾等常見年貨,也會添加亞硫酸鹽來協助保存和保色(國家環境毒物研究中心)。不過,這些亞硫酸鹽類的食品添加物都不能使用於生鮮食品。

瓜子開心果等常見的年貨裡幾乎都會添加亞硫酸鹽來協助保存和保色。圖/pixabay

亞硫酸鹽類在人體如何代謝

一般來說,進入人體的亞硫酸鹽類,都會被亞硫酸鹽氧化酵素(Sulfite Oxidase)代謝,變成硫酸根之後,會隨尿液排出體外,不會蓄積在人體內。雖然人體有穩定的代謝流程,成人如口服超過 250 毫克的亞硫酸鈉,還是有可能會導致急毒性反應,譬如呼吸困難、腹瀉、嘔吐等症狀。(詳見食藥署資料)根據聯合國糧農組織與世界衛生組織的食品添加物聯合專家委員會(The Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives, JECFA)的建議,以一個體重60公斤的成人計算,亞硫酸鹽每日容許攝取量為 42 毫克(以二氧化硫計)。如果攝取的是合法添加的瓜子(0.03g/kg),成年人約可每天吃到 1.4 公斤都還在安全範圍內。

雖然對於體內缺乏亞硫酸鹽氧化酵素的人來說,由於他們無法將亞硫酸鹽氧化成硫酸鹽而排出體外,就有可能會損害腦、神經系統等等的器官。但缺乏亞硫酸鹽氧化酶是種基因缺陷的罕見疾病(亞硫酸鹽氧化酶缺乏/胱氨酸尿症),目前世界上僅有 50 個案例,是連發生率都很難計算的罕見疾病。

年貨泡泡水,輕鬆移除二氧化硫

經典年菜佛跳牆就使用了許多乾貨作為食材。圖/SunSuke [CC BY-SA 2.5] via wikipedia

如前面所說的,如果食用的是合法的加工食品,加上人體的代謝機制,吃年貨、嗑瓜子的時候其實大可不用太過擔心。但是如果還是希望減少食品中的亞硫酸鹽類與二氧化硫的話,可以利用這類分子都易溶於水的特性,在料理或食用前,先將醃漬或乾燥蔬菜以清水沖洗浸泡處理。以目前添加容許量最高的金針(4 g/kg)為例,在烹煮之前將金針在 45 ℃溫水中浸泡至少 20 分鐘,或在 25 ℃冷水中浸泡至少 60 分鐘(詳見食藥署週報),就可以有效減少這些化學物質的含量,做出鮮美的料理。

至於一開始怎樣挑選合法添加的年貨呢?我們又要回到本系列的老生常談了,在選購醃漬或乾燥蔬菜等產品時,應該儘量避免購買顏色過白的食品、或是有刺激性氣味的商品;選擇有可靠標示、有商譽的商家,讓大家可以快快樂樂購物、安安心心享用美食與假期囉!

延伸閱讀:

  1. 吊白塊:讓潤餅皮常保美白、不易腐敗的壞東西? – PanSci
  2. 香腸與亞硝酸鹽的那些事 – PanSci
  3. 食品添加物是商人的陰謀,還是成本?—「PanSci Talk:天然ㄟ尚好?添加物都是商人的陰謀?」 – PanSci

參考資料:

  1. 第四類漂白劑食品添加物使用範圍及限量
  2. McCarthy, Ed, and Mary Ewing-Mulligan. Wine for dummies. John Wiley & Sons, 2015.
  3. 國家環境毒物研究中心 食品安全資訊網-[新聞解讀]-亞硫酸鹽
  4. Sulfite Oxidase – Wikipedia
  5. 亞硫酸氧化酶缺乏 Sulfite Oxidase Dificiency – 罕見疾病基金會
  6. >乾燥金針「泡、洗、煮」 減少二氧化硫殘留 – 衛生福利部藥物食品安全週報
  7. Sulfite – Wikipedia
  8. Sulfur dioxide – Wikipedia
  9. Sulfur dioxide (SO2) in wine _ Wine From Here

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行政院環境保護署毒物及化學物質局_96
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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/


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揭開人體的基因密碼!——「基因定序」是實現精準醫療的關鍵工具

科技魅癮_96
・2021/11/16 ・1998字 ・閱讀時間約 4 分鐘

為什麼有些人吃不胖,有些人沒抽菸卻得肺癌,有些人只是吃個感冒藥就全身皮膚紅腫發癢?這一切都跟我們的基因有關!無論是想探究生命的起源、物種間的差異,乃至於罹患疾病、用藥的風險,都必須從了解基因密碼著手,而揭開基因密碼的關鍵工具就是「基因定序」技術。

揭開基因密碼的關鍵工具就是「基因定序」技術。圖/科技魅癮提供

基因定序對人類生命健康的意義

在歷史上,DNA 解碼從 1953 年的華生(James Watson)與克里克(Francis Crick)兩位科學家確立 DNA 的雙螺旋結構,闡述 DNA 是以 4 個鹼基(A、T、C、G)的配對方式來傳遞遺傳訊息,並逐步發展出許多新的研究工具;1990 年,美國政府推動人類基因體計畫,接著英國、日本、法國、德國、中國、印度等陸續加入,到了 2003 年,人體基因體密碼全數解碼完成,不僅是人類探索生命的重大里程碑,也成為推動醫學、生命科學領域大躍進的關鍵。原本這項計畫預計在 2005 年才能完成,卻因為基因定序技術的突飛猛進,使得科學家得以提前完成這項壯舉。

提到基因定序技術的發展,早期科學家只能測量 DNA 跟 RNA 的結構單位,但無法排序;直到 1977 年,科學家桑格(Frederick Sanger)發明了第一代的基因定序技術,以生物化學的方式,讓 DNA 形成不同長度的片段,以判讀測量物的基因序列,成為日後定序技術的基礎。為了因應更快速、資料量更大的基因定序需求,出現了次世代定序技術(NGS),將 DNA 打成碎片,並擴增碎片到可偵測的濃度,再透過電腦大量讀取資料並拼裝序列。不僅更快速,且成本更低,讓科學家得以在短時間內讀取數百萬個鹼基對,解碼許多物種的基因序列、追蹤病毒的變化行蹤,也能用於疾病的檢測、預防及個人化醫療等等。

在疾病檢測方面,儘管目前 NGS 並不能找出全部遺傳性疾病的原因,但對於改善個體健康仍有積極的意義,例如:若透過基因檢測,得知將來罹患糖尿病機率比別人高,就可以透過健康諮詢,改變飲食習慣、生活型態等,降低發病機率。又如癌症基因檢測,可分為遺傳性的癌症檢測及癌症組織檢測:前者可偵測是否有單一基因的變異,導致罹癌風險增加;後者則針對是否有藥物易感性的基因變異,做為臨床用藥的參考,也是目前精準醫療的重要應用項目之一。再者,基因檢測後續的生物資訊分析,包含基因序列的註解、變異位點的篩選及人工智慧評估變異點與疾病之間的關聯性等,對臨床醫療工作都有極大的助益。

基因定序有助於精準醫療的實現。圖/科技魅癮提供

建立屬於臺灣華人的基因庫

每個人的基因背景都不同,而不同族群之間更存在著基因差異,使得歐美國家基因庫的資料,幾乎不能直接應用於亞洲人身上,這也是我國自 2012 年發起「臺灣人體生物資料庫」(Taiwan biobank),希望建立臺灣人乃至亞洲人的基因資料庫的主因。而 2018 年起,中央研究院與全臺各大醫院共同發起的「臺灣精準醫療計畫」(TPMI),希望建立臺灣華人專屬的基因數據庫,促進臺灣民眾常見疾病的研究,並開發專屬華人的基因型鑑定晶片,促進我國精準醫療及生醫產業的發展。

目前招募了 20 萬名臺灣人,這些民眾在入組時沒有被診斷為癌症患者,超過 99% 是來自中國不同省分的漢族移民人口,其中少數是臺灣原住民。這是東亞血統個體最大且可公開獲得的遺傳數據庫,其中,漢族的全部遺傳變異中,有 21.2% 的人攜帶遺傳疾病的隱性基因;3.1% 的人有癌症易感基因,比一般人罹癌風險更高;87.3% 的人有藥物過敏的基因標誌。這些訊息對臨床診斷與治療都相當具實用性,例如:若患者具有某些藥物不良反應的特殊基因型,醫生在開藥時就能使用替代藥物,避免病人服藥後產生嚴重的不良反應。

基因時代大挑戰:個資保護與遺傳諮詢

雖然高科技與大數據分析的應用在生醫領域相當熱門,但有醫師對於研究結果能否運用在臨床上,存在著道德倫理的考量,例如:研究用途的資料是否能放在病歷中?個人資料是否受到法規保護?而且技術上各醫院之間的資料如何串流?這些都需要資通訊科技(ICT)產業的協助,而醫師本身相關知識的訓練也需與時俱進。對醫院端而言,建議患者做基因檢測是因為出現症狀,希望找到原因,但是如何解釋以及病歷上如何註解,則是另一項重要議題。

從人性觀點來看,在技術更迭演進的同時,對於受測者及其家人的心理支持及社會資源是否相應產生?回到了解病因的初衷,在知道自己體內可能有遺傳疾病的基因變異時,家庭成員之間的情感衝擊如何解決、是否有對應的治療方式等,都是值得深思的議題,也是目前遺傳諮詢門診中會詳細解說的部分。科技的初衷是為了讓人類的生活變得更好,因此,基因檢測如何搭配專業的遺傳諮詢系統,以及法規如何在科學發展與個資保護之間取得平衡,將是下一個基因時代的挑戰。

更多內容,請見「科技魅癮」:https://charmingscitech.pse.is/3q66cw

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《科技魅癮》的前身為1973年初登場的《科學發展》月刊,每期都精選1個國際關注的科技議題,邀請1位國內資深學者擔任客座編輯,並訪談多位來自相關領域的科研菁英,探討該領域在臺灣及全球的研發現況及未來發展,盼可藉此增進國內研發能量。 擋不住的魅力,戒不了的讀癮,盡在《科技魅癮》