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味甜多汁的水果不是農藥多,就是被動過手腳?聽聽專家怎麼說——《正確洗菜,擺脫農藥陰影》

商周出版_96
・2020/08/07 ・2282字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 506 ・六年級

  • 作者/ 顏瑞泓

為了讓西瓜甜,會打針注入甜味劑?

夏天就是要吃西瓜消消暑!圖/pixabay

專家說:

這則消息最初是盛傳於中國的網路上。內容是中國不肖商人為了讓西瓜賣相佳,用針注入色素和甜味劑,文章裡面還附上照片,清楚標出西瓜哪些地方有打針的痕跡,造成大多數民眾一吃到甜度較高的西瓜,就擔心自己嘴裡的西瓜是不是被打了針。

其實這是很誇張的誤導,我們從幾個層面來說明:

首先,在田裡的西瓜是要靠外皮來保護裡面充滿水分及甜分的果肉,如果用針將瓜皮刺穿,馬上就會被微生物入侵、引來蟲蟻等昆蟲侵襲,再加上田間的陽光曝晒,西瓜馬上就會腐爛。

其次西瓜果肉密實,如果要打入藥劑,無法以快速大量的注入方法進行,因為強行注入液體會從注入孔回溢出來,需要用像點滴的方式讓液滴進入。而有看過西瓜田的人就知道,瓜田都是一整片平原,根本沒有可以掛點滴的設施或位置。

我們再想想西瓜在品質極佳的盛產季節,產地批發價一顆不過兩百元,如果農民還要到田裡幫西瓜一顆一顆打針、用藥,只為了增加甜度,那成本都不知道要增加多少。所以消費者從一些情理上去判斷及了解,就可以知道這個謠言根本就不可信。

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農民會在「鳳梨心」注射生長激素?

鳳梨心也被動手腳?!圖/pixabay

專家說:

鳳梨是可以合法使用植物生長調節劑的,主要應用在:

一、鳳梨生長調節:在鳳梨果實發育期中,會適當的施用「萘乙酸鈉(NAA-sodium)」,避免因乾旱所引起之果梗腰折、增加果重、延遲成熟期,並可以調節產期。使用此藥劑注意事項為:

  1. 發育良好的鳳梨園不必施藥,以發育較差的鳳梨園為施藥對象;
  2. 每個果實僅可施藥一次,絕不可連續施藥兩次以上;
  3. 夏果或供外銷用鮮果,施用本劑後,不耐貯放,必須盡量避免施用,如為改善鮮果外觀,應將濃度減半再行施用;
  4. 不按規定施藥,容易增加病果發生,以及抑制吸芽、裔芽發育等不良效果,同時也會影響果實品質。

二、鳳梨催熟:施以「益收生長素」可促進鳳梨成熟、縮短採收期間,並可減少採收次數。但是外銷用果實不宜施用。此外,如過早施用,可能會引起果實減輕。(※資料來源為植物保護資訊系統)

前述兩種生長調節劑之所以不建議施用於外銷用鮮果,是因為會使鳳梨不耐貯放,無法長途運輸。

三、抑制抽穗:鳳梨抽穗抑制劑是用於抑制鳳梨植株開花抽穗,因此施用時鳳梨尚未有果實。
所以,網路上鳳梨注射生長激素後可以迅速結果收成的說法,就如同西瓜打針一樣,也是不合常理的。

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蓮霧添加人工色素,衛生紙一擦就染色?

蓮霧的營養成分,被當成人工色素的添加。蓮霧委屈,但蓮霧不說。圖/pixabay

專家說:

這不只是網路上在流傳,還上過新聞媒體的報導。各種顏色的水果,含有天然來源的花青素等植物色素,這也是水果重要的營養成分之一,尤其是一些漿果類,像是草莓、蓮霧、桑葚、葡萄等水果,表皮容易破損,滲出的有色汁液即帶有花青素成分。

除了這些漿果之外,在市場上常見到紫色高麗菜或是紫色花椰菜等,被學生拿去取出汁液,做為酸醶試驗的材料,也都是利用這些蔬菜水果中含有高量花青素,這些成分都是很重要的營養成分。

千萬不要被誤導,將營養成分當成人工色素的添加。也不要相信可用衛生紙擦拭來判斷水果是否有添加人工色素。

草莓長得漂亮是因為用了很多農藥?

香甜可口、顏色鮮艷,一定被撒很多農藥?圖/pixabay

專家說:

草莓香甜可口,色澤鮮麗,一般人都很喜歡,但也會擔心這麼鮮嫩香甜的草莓一定用了大量農藥才長得這麼好,不會生病或被蟲吃。

但其實草莓的栽培管理上,使用了相當多的措施,例如田畦覆蓋、網室設施等等,並不是完全依賴農藥,而且使用過多藥劑會加重農民栽培的成本,藥效也並不會更好,反而容易產生抗藥性,影響農民收益。所以草莓使用很多農藥是一種誤解。

還有人質疑草莓常有形狀特殊、大小不一、顏色不均或味道不同,也是農藥造成的。

其實大家要了解,草莓是一種連續採收的作物,其果實的成長過程並不一致,大小會隨著長出的草莓在植株上的位置而有不同;形狀則會受到授粉的影響;而且隨著光照的情形,顏色會有不同的呈現,有些品種特性也會有不同顏色的呈現;至於味道、甜度等,則與產期、栽培管理方式及品種較有相關,因此從外觀上判斷草莓是不是使用太多農藥也是不可靠的方法。

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葡萄表面白色的粉末是因為農藥殘留?

葡萄表面的白粉其實是自然生成的果粉!圖/pixabay

專家說:

葡萄表皮呈現霧狀的白色粉末覆蓋,是葡萄自然產生的果粉,並不是農藥。即使有套袋的葡萄也是會有果粉產生,並不是外來加上去的。

許多水果表面都會有果粉,除了葡萄外,還有李子、藍莓等,而蔬菜的冬瓜表面也常有一層白色粉狀物,都是類似的東西。所以這些蔬果表面的白色粉末並不是農藥殘留,清洗葡萄並不是要將表皮的果粉洗掉。

——本文摘自《正確洗菜,擺脫農藥陰影【增訂版】:家庭必備!學會洗泡刷,減少蔬果農藥殘留,確保全家人健康》,2020 年 5 月,商周出版

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閱讀商周,一手掌握趨勢,感受愜意生活!商周出版為專業的商業書籍出版公司,期望為社會推動基礎商業知識和教育。

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圖形處理單元與人工智慧
賴昭正_96
・2024/06/24 ・6944字 ・閱讀時間約 14 分鐘

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  • 作者/賴昭正|前清大化學系教授、系主任、所長;合創科學月刊

我擔心人工智慧可能會完全取代人類。如果人們能設計電腦病毒,那麼就會有人設計出能夠自我改進和複製的人工智慧。 這將是一種超越人類的新生命形式。

——史蒂芬.霍金(Stephen Hawking) 英國理論物理學家

大約在八十年前,當第一台數位計算機出現時,一些電腦科學家便一直致力於讓機器具有像人類一樣的智慧;但七十年後,還是沒有機器能夠可靠地提供人類程度的語言或影像辨識功能。誰又想到「人工智慧」(Artificial Intelligent,簡稱 AI)的能力最近十年突然起飛,在許多(所有?)領域的測試中擊敗了人類,正在改變各個領域——包括假新聞的製造與散佈——的生態。

圖形處理單元(graphic process unit,簡稱 GPU)是這場「人工智慧」革命中的最大助手。它的興起使得九年前還是個小公司的 Nvidia(英偉達)股票從每股不到 $5,上升到今天(5 月 24 日)每股超過 $1000(註一)的全世界第三大公司,其創辦人(之一)兼首席執行官、出生於台南的黃仁勳(Jenson Huang)也一躍成為全世界排名 20 內的大富豪、台灣家喻戶曉的名人!可是多少人了解圖形處理單元是什麼嗎?到底是時勢造英雄,還是英雄造時勢?

黃仁勳出席2016年台北國際電腦展
Nvidia 的崛起究竟是時勢造英雄,還是英雄造時勢?圖/wikimedia

在回答這問題之前,筆者得先聲明筆者不是學電腦的,因此在這裡所能談的只是與電腦設計細節無關的基本原理。筆者認為將原理轉成實用工具是專家的事,不是我們外行人需要了解的;但作為一位現在的知識分子或公民,了解基本原理則是必備的條件:例如了解「能量不滅定律」就可以不用仔細分析,即可判斷永動機是騙人的;又如現在可攜帶型冷氣機充斥市面上,它們不用往室外排廢熱氣,就可以提供屋內冷氣,讀者買嗎?

CPU 與 GPU

不管是大型電腦或個人電腦都需具有「中央處理單元」(central process unit,簡稱 CPU)。CPU 是電腦的「腦」,其電子電路負責處理所有軟體正確運作所需的所有任務,如算術、邏輯、控制、輸入和輸出操作等等。雖然早期的設計即可以讓一個指令同時做兩、三件不同的工作;但為了簡單化,我們在這裡所談的工作將只是執行算術和邏輯運算的工作(arithmetic and logic unit,簡稱 ALU),如將兩個數加在一起。在這一簡化的定義下,CPU 在任何一個時刻均只能執行一件工作而已。

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在個人電腦剛出現只能用於一般事物的處理時,CPU 均能非常勝任地完成任務。但電腦圖形和動畫的出現帶來了第一批運算密集型工作負載後,CPU 開始顯示心有餘而力不足:例如電玩動畫需要應用程式處理數以萬計的像素(pixel),每個像素都有自己的顏色、光強度、和運動等, 使得 CPU 根本沒辦法在短時間內完成這些工作。於是出現了主機板上之「顯示插卡」來支援補助 CPU。

1999 年,英偉達將其一「具有集成變換、照明、三角形設定/裁剪、和透過應用程式從模型產生二維或三維影像的單晶片處理器」(註二)定位為「世界上第一款 GPU」,「GPU」這一名詞於焉誕生。不像 CPU,GPU 可以在同一個時刻執行許多算術和邏輯運算的工作,快速地完成圖形和動畫的變化。

依序計算和平行計算

一部電腦 CPU 如何計算 7×5+6/3 呢?因每一時刻只能做一件事,所以其步驟為:

  • 計算 7×5;
  • 計算 6/3;
  • 將結果相加。

總共需要 3 個運算時間。但如果我們有兩個 CPU 呢?很多工作便可以同時(平行)進行:

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  • 同時計算 7×5 及 6/3;
  • 將結果相加。

只需要 2 個運算時間,比單獨的 CPU 減少了一個。這看起來好像沒節省多少時間,但如果我們有 16 對 a×b 要相加呢?單獨的 CPU 需要 31 個運算的時間(16 個 × 的運算時間及 15 個 + 的運算時間),而有 16 個小 CPU 的 GPU 則只需要 5 個運算的時間(1 個 × 的運算時間及 4 個 + 的運算時間)!

現在就讓我們來看看為什麼稱 GPU 為「圖形」處理單元。圖一左圖《我愛科學》一書擺斜了,如何將它擺正成右圖呢? 一句話:「將整個圖逆時針方向旋轉 θ 即可」。但因為左圖是由上百萬個像素點(座標 x, y)組成的,所以這句簡單的話可讓 CPU 忙得不亦樂乎了:每一點的座標都必須做如下的轉換

x’ = x cosθ + y sinθ

y’ = -x sinθ+ y cosθ

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即每一點均需要做四個 × 及兩個 + 的運算!如果每一運算需要 10-6 秒,那麼讓《我愛科學》一書做個簡單的角度旋轉,便需要 6 秒,這豈是電動玩具畫面變化所能接受的?

圖形處理的例子

人類的許多發明都是基於需要的關係,因此電腦硬件設計家便開始思考:這些點轉換都是獨立的,為什麼我們不讓它們同時進行(平行運算,parallel processing)呢?於是專門用來處理「圖形」的處理單元出現了——就是我們現在所知的 GPU。如果一個 GPU 可以同時處理 106 運算,那上圖的轉換只需 10-6 秒鐘!

GPU 的興起

GPU 可分成兩種:

  • 整合式圖形「卡」(integrated graphics)是內建於 CPU 中的 GPU,所以不是插卡,它與 CPU 共享系統記憶體,沒有單獨的記憶體組來儲存圖形/視訊,主要用於大部分的個人電腦及筆記型電腦上;早期英特爾(Intel)因為不讓插卡 GPU 侵蝕主機的地盤,在這方面的研發佔領先的地位,約佔 68% 的市場。
  • 獨立顯示卡(discrete graphics)有不與 CPU 共享的自己專用內存;由於與處理器晶片分離,它會消耗更多電量並產生大量熱量;然而,也正是因為有自己的記憶體來源和電源,它可以比整合式顯示卡提供更高的效能。

2007 年,英偉達發布了可以在獨立 GPU 上進行平行處理的軟體層後,科學家發現獨立 GPU 不但能夠快速處理圖形變化,在需要大量計算才能實現特定結果的任務上也非常有效,因此開啟了為計算密集型的實用題目編寫 GPU 程式的領域。如今獨立 GPU 的應用範圍已遠遠超出當初圖形處理,不但擴大到醫學影像和地震成像等之複雜圖像和影片編輯及視覺化,也應用於駕駛、導航、天氣預報、大資料庫分析、機器學習、人工智慧、加密貨幣挖礦、及分子動力學模擬(註三)等其它領域。獨立 GPU 已成為人工智慧生態系統中不可或缺的一部分,正在改變我們的生活方式及許多行業的遊戲規則。英特爾在這方面發展較遲,遠遠落在英偉達(80%)及超微半導體公司(Advance Micro Devices Inc.,19%,註四)之後,大約只有 1% 的市場。

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典型的CPU與GPU架構

事實上現在的中央處理單元也不再是真正的「單元」,而是如圖二可含有多個可以同時處理運算的核心(core)單元。GPU 犧牲大量快取和控制單元以獲得更多的處理核心,因此其核心功能不如 CPU 核心強大,但它們能同時高速執行大量相同的指令,在平行運算中發揮強大作用。現在電腦通常具有 2 到 64 個核心;GPU 則具有上千、甚至上萬的核心。

結論

我們一看到《我愛科學》這本書,不需要一點一點地從左上到右下慢慢掃描,即可瞬間知道它上面有書名、出版社等,也知道它擺斜了。這種「平行運作」的能力不僅限於視覺,它也延伸到其它感官和認知功能。例如筆者在清華大學授課時常犯的一個毛病是:嘴巴在講,腦筋思考已經不知往前跑了多少公里,常常為了追趕而越講越快,將不少學生拋到腦後!這不表示筆者聰明,因為研究人員發現我們的大腦具有同時處理和解釋大量感官輸入的能力。

人工智慧是一種讓電腦或機器能夠模擬人類智慧和解決問題能力的科技,因此必須如人腦一樣能同時並行地處理許多資料。學過矩陣(matrix)的讀者應該知道,如果用矩陣和向量(vector)表達,上面所談到之座標轉換將是非常簡潔的(註五)。而矩陣和向量計算正是機器學習(machine learning)演算法的基礎!也正是獨立圖形處理單元最強大的功能所在!因此我們可以了解為什麼 GPU 會成為人工智慧開發的基石:它們的架構就是充分利用並行處理,來快速執行多個操作,進行訓練電腦或機器以人腦之思考與學習的方式處理資料——稱為「深度學習」(deep learning)。

黃仁勳在 5 月 22 日的發布業績新聞上謂:「下一次工業革命已經開始了:企業界和各國正與英偉達合作,將價值數萬億美元的傳統資料中心轉變為加速運算及新型資料中心——人工智慧工廠——以生產新商品『人工智慧』。人工智慧將為每個產業帶來顯著的生產力提升,幫助企業降低成本和提高能源效率,同時擴大收入機會。」

附錄

人工智慧的實用例子:下面一段是微軟的「copilot」代書、谷歌的「translate」代譯之「one paragraph summary of GPU and AI」。讀完後,讀者是不是認為筆者該退休了?

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GPU(圖形處理單元)和 AI(人工智慧)之間的協同作用徹底改變了高效能運算領域。GPU 具有平行處理能力,特別適合人工智慧和機器學習所需的複雜資料密集運算。這導致了影像和視訊處理等領域的重大進步,使自動駕駛和臉部辨識等技術變得更加高效和可靠。NVIDIA 開發的平行運算平台 CUDA 進一步提高了 GPU 的效率,使開發人員能夠透過將人工智慧問題分解為更小的、可管理的、可同時處理的任務來解決這些問題。這不僅加快了人工智慧研究的步伐,而且使其更具成本效益,因為 GPU 可以在很短的時間內執行與多個 CPU 相同的任務。隨著人工智慧的不斷發展,GPU 的角色可能會變得更加不可或缺,推動各產業的創新和新的可能性。大腦透過神經元網路實現這一目標,這些神經元網路可以獨立但有凝聚力地工作,使我們能夠執行複雜的任務,例如駕駛、導航、觀察交通信號、聽音樂並同時規劃我們的路線。此外,研究表明,與非人類動物相比,人類大腦具有更多平行通路,這表明我們的神經處理具有更高的複雜性。這個複雜的系統證明了我們認知功能的卓越適應性和效率。我們可以一邊和朋友聊天一邊走在街上,一邊聽音樂一邊做飯,或一邊聽講座一邊做筆記。人工智慧是模擬人類腦神經網路的科技,因此必須能同時並行地來處理許多資料。研究人員發現了人腦通訊網路具有一個在獼猴或小鼠中未觀察獨特特徵:透過多個並行路徑傳輸訊息,因此具有令人難以置信的多任務處理能力。

註解

(註一)當讀者看到此篇文章時,其股票已一股換十股,現在每一股約在 $100 左右。

(註二)組裝或升級過個人電腦的讀者或許還記得「英偉達精視 256」(GeForce 256)插卡吧?

(註三)筆者於 1984 年離開清華大學到 IBM 時,就是參加了被認為全世界使用電腦時間最多的量子化學家、IBM「院士(fellow)」Enrico Clementi 的團隊:因為當時英偉達還未有可以在 GPU 上進行平行處理的軟體層,我們只能自己寫軟體將 8 台中型電腦(非 IBM 品牌!)與一大型電腦連接來做平行運算,進行分子動力學模擬等的科學研究。如果晚生 30 年或許就不會那麼辛苦了?

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(註四)補助個人電腦用的 GPU 品牌到 2000 年時只剩下兩大主導廠商:英偉達及 ATI(Array Technology Inc.)。後者是出生於香港之四位中國人於 1985 年在加拿大安大略省成立,2006 年被超微半導體公司收購,品牌於 2010 年被淘汰。超微半導體公司於 2014 年 10 月提升台南出生之蘇姿豐(Lisa Tzwu-Fang Su)博士為執行長後,股票從每股 $4 左右,上升到今天每股超過 $160,其市值已經是英特爾的兩倍,完全擺脫了在後者陰影下求生存的小眾玩家角色,正在挑戰英偉達的 GPU 市場。順便一題:超微半導體公司現任總裁(兼 AI 策略負責人)為出生於台北的彭明博(Victor Peng);與黃仁勳及蘇姿豐一樣,也是小時候就隨父母親移居到美國。

(註五)

延伸閱讀

  • 熱力學與能源利用」,《科學月刊》,1982 年 3 月號;收集於《我愛科學》(華騰文化有限公司,2017 年 12 月出版),轉載於「嘉義市政府全球資訊網」。
  • 網路安全技術與比特幣」,《科學月刊》,2020 年 11 月號;轉載於「善科教育基金會」的《科技大補帖》專欄。
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賴昭正_96
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成功大學化學工程系學士,芝加哥大學化學物理博士。在芝大時與一群留學生合創「科學月刊」。一直想回國貢獻所學,因此畢業後不久即回清大化學系任教。自認平易近人,但教學嚴謹,因此穫有「賴大刀」之惡名!於1982年時當選爲 清大化學系新一代的年青首任系主任兼所長;但壯志難酬,兩年後即辭職到美留浪。晚期曾回台蓋工廠及創業,均應「水土不服」而鎩羽而歸。正式退休後,除了開始又爲科學月刊寫文章外,全職帶小孫女(半歲起);現已成七歲之小孫女的BFF(2015)。首先接觸到泛科學是因爲科學月刊將我的一篇文章「愛因斯坦的最大的錯誤一宇宙論常數」推薦到泛科學重登。

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食品添加物中的甜蜜陷阱「阿斯巴甜」真的會致癌嗎?
科學月刊_96
・2023/10/31 ・3734字 ・閱讀時間約 7 分鐘

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  • 作者/葉又嘉
    • 臺灣大學食品安全與健康研究所碩士生。
  • 作者羅宇軒
    • 臺灣大學食品安全與健康研究所助理教授。
  • Take Home Message
    • 今(2023)年 7 月中,國際癌症研究機構(IARC)將人工甜味劑「阿斯巴甜」列為 2B 級可能致癌因子。
    • IARC 針對與人體相關的環境因子(物質和行為),依動物實驗、人類流行病學、致癌機轉研究現有證據強度進行致癌等級分類。
    • 2B 級物質的致癌證據強度有限,根據目前阿斯巴甜的每日可接受攝取量,正常成人需飲用超過 9~14 罐含阿斯巴甜的飲料,才有危害健康的疑慮。

「甜」不僅為食物增添風味,更能帶給我們愉悅的感受。過去的食品加工業者通常透過添加果糖、蔗糖等天然原料為食物提供甜味,以提升食物的品質和滿足消費者需求。然而,自從人工甜味劑問世以來,相較於果糖、蔗糖等含有熱量且會影響血糖的甜味劑,人工甜味劑主打低卡、零熱量、適合糖尿病患者食用等特點,使相關產品如雨後春筍般湧現,也逐漸為大眾接受。

人工甜味劑會對健康產生影響嗎?隨著它大量被應用於食品加工領域,這類話題始終存在著不少的討論聲量。就在今年 7 月中旬,世界衛生組織(World Health Organization, WHO)轄下的國際癌症研究機構(International Agency for Research on Cancer, IARC)正式將人工甜味劑「阿斯巴甜」(aspartame)列為 2B 級「可能致癌因子」(possibly carcinogenic to humans)。此消息一經公布,各大媒體紛紛爭相報導,「……阿斯巴甜列 2B 類致癌物……」、「WHO 將甜味劑阿斯巴甜納入第 2 級致癌物!……」、「別被阿斯巴甜 2B 致癌物嚇到……」等標題充斥在各大媒體版面。但 2B 級可能致癌因子真的有那麼恐怖嗎?它代表什麼?更改分類有何意義?首先,讓我們先了解 IARC 如何針對人類致癌因子進行分類。

IARC 人類致癌因子的分類

國際癌症研究機構將人類致癌因子分成四大類,分別為 1 級:確定為致癌因子;2A 級:極有可能為致癌因子;2B 級:可能為致癌因子;3 級:無法歸類為致癌因子。主要依據受評估因子在流行病學、動物實驗、人體細胞機轉這三項領域中現有的科學證據權重進行分類(表一)。

圖/科學月刊

如果只閱讀完表一,讀者應該還是對於這個分類機制似懂非懂。在此讓我們透過實際的例子,看看生活中常見的物質或行為在 IARC 分類中分別屬於哪一類:

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圖/科學月刊

危害 vs 風險 

讀者們看到這裡會不會很驚訝或好奇,為什麼日常生活中常接觸到的加工肉品和熱飲、從事夜班工作,甚至是每天都會照射到的太陽,它們的分類級別居然都比阿斯巴甜來得高?相反地,一般直覺認為危害程度較高的鉛、汽油、乙醛等物質,竟然與阿斯巴甜屬於同一類?事實上,IARC 是基於該物質對人體的危害(hazard)而非基於風險(risk)評估相關因子。不過危害和風險兩者不一樣嗎?它們之間又有什麼差異? 

「危害」指的是會對人體產生任何形式傷害的潛在因子,包含物質、疾病、工作類型、工作環境等。IARC 發布的分類僅為危害辨識(hazard identification)的結果,意思是現有科學證據是否支持該因子會導致癌症,但並未考量到接觸時間、攝取量、暴露量、暴露途徑等其他因素。然而,物質或行為是否會對人體健康產生實質影響,則須經由風險評估(risk assessment)判斷。

「風險」是指結合危害資訊和暴露評估結果後得出的數值。以阿斯巴甜為例,在 IARC 將它列為可能的致癌因子之前,WHO 旗下的食品添加劑聯合專家委員會(Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives, JECFA)已多次進行風險評估,並提出阿斯巴甜的每日可接受攝取量(acceptable daily intake, ADI)為每天每公斤體重 0~40 毫克(mg)。報告中同時也提到,假設一罐飲料含有 200~300 mg 的阿斯巴甜,以一位體重 70 公斤的成年人為例,他每天需要攝取大約 9~14 罐飲料,才有可能超過 ADI 值〔註〕

〔註〕根據 2015 年西班牙的市售飲品調查中,在含有阿斯巴甜的各式飲料中,內含的阿斯巴甜實際濃度介於每公升 45~563 mg。也就是一罐含有阿斯巴甜的 330 毫升飲料中,阿斯巴甜濃度約 15~186 mg。

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由此可知,危害和風險之間的區別在於危害僅為定性的描述,而風險則根據實際暴露具體量化受評估因子對健康的影響。

ADI 值代表的意義

ADI 值是基於動物實驗中觀察不到任何不良反應的劑量(no-observed-adverse-effect level, NOAEL)進行計算,再除以安全係數(safety factor,通常為 100,包括 10 倍的動物和人體之間的差異,以及 10 倍考慮個體間的差異)後得出。因此,ADI 值的意義在於只要每個人每天對於某物質的攝取量低於該值,就不太可能對健康造成不良影響。

(資料來源:行政院食品安全辦公室)
圖/科學月刊

列入可能致癌物的根據

既然如此,IARC 為什麼會將阿斯巴甜列入可能的致癌物?首先,這次的評估納入超過 7000 多篇的文獻,並在最後篩選出 1300 篇研究給予專家小組評估。在阿斯巴甜的人體口服試驗中,當人體暴露到與 ADI 值相同的阿斯巴甜劑量時,並未觀察到血液中阿斯巴甜代謝物濃度增加,顯示阿斯巴甜在人體內代謝快速,並不會大量進入人體循環系統。

此外,雖然有些流行病學研究指出阿斯巴甜的暴露與某些癌症在統計學上具有正相關,但目前尚無直接證據表明它們之間的相關性為絕對。這是因為研究中無法排除潛在可能導致癌症發生的因子,例如生活作息、飲食習慣、社會壓力等。因此有關人體致癌性流行病學證據,專家們認為公信力有限。

至於動物實驗的部分,有三篇研究指出在兩種性別的大鼠和小鼠中,都觀察到惡性及良性腫瘤的發生率有上升趨勢。然而,專家們對這些研究的實驗設計存在疑慮,像是在實驗中使用的動物皆為相同來源而非隨機抽樣,這部分會導致無法排除是否因為選擇的動物來源單一,同時它們對於阿斯巴甜影響又較為敏感,使得研究結果得到發生率有上升的趨勢,專家認為這部分的證據力也是屬於有限。

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最後有關人體細胞致癌機轉,雖然在實驗中有觀察到阿斯巴甜會增加細胞氧化壓力,且部分證據表明阿斯巴甜會誘導細胞慢性發炎、細胞增殖、細胞死亡、營養供應等不良反應,然而實驗皆在實驗室條件下進行,同時相關研究在研究設計、數據分析仍存在侷限性,因此專家認為致癌機轉的科學證據也是有限的。

需要因此少吃阿斯巴甜嗎? 

從人體代謝來看,當我們攝取含有阿斯巴甜的食物時,阿斯巴甜在消化系統中會被完全水解成苯丙氨酸(phenylalanine)、天冬氨酸(aspartic acid)和甲醇(methanol),接著再進一步被分解為甲醛(formaldehyde)、甲酸(formic acid)和二酮哌嗪(diketopiperazine)。儘管上述專有名詞讓人感到陌生,但事實上這些化學物質普遍存在於我們的日常生活飲食中,身體也具備相關機制能夠將它們代謝。因此,對於一般身體健康的人來說,在正常攝取情況下不需要過度擔心它對健康的影響,也不必特意改變飲食習慣。除非個體飲食習慣屬於極端情況,或是先天缺乏代謝苯丙氨酸能力的苯丙酮尿患者,才需要避免攝取到阿斯巴甜。

以阿斯巴甜為基底的甜味劑。圖/wikimedia

阿斯巴甜在歐盟、美國、日本等多個國家已經被允許使用多年,臺灣目前也已開放將它添加到各種食品中。雖然上述科學數據提到,只要每天攝取的阿斯巴甜不超過每公斤體重 40 mg,實際上對健康並不會造成危害。然而,因為每個人的風險感知存在差異,能夠接受的風險程度高低有別,如果有讀者還是想要減少攝取阿斯巴甜,該怎麼辦?

根據臺灣法規,阿斯巴甜屬於食品添加劑,若食品業者將它添加於產品中,依規定必須將它標示於食品包裝中。因此,如果民眾想要減少阿斯巴甜攝取,只要在購買產品前仔細閱讀包裝上的食品標示,選擇不含有添加阿斯巴甜的產品,即可有效減少攝取到阿斯巴甜的機會。

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總結來說,阿斯巴甜在正常使用的情況下並不會對於我們健康造成影響,儘管 IARC 將它列為可能的致癌因子,這並不代表著它有絕對致癌的風險。IARC 的致癌因子分類是基於實驗證據的公信力程度,包括動物實驗、人類流行病學研究、致癌機轉研究三大部分,然而以現今的研究結果,多數能給予我們的致癌證據是有限的。

總結來說,目前 IARC 將阿斯巴甜列為 2B 級可能的致癌因子,不僅可喚起大家對阿斯巴甜的關注,更代表未來需要更多有關阿斯巴甜的研究,才能更加確定它對於人體的健康風險影響。在日常生活中,一般民眾不需要太過擔心,更重要的是應保持適量均衡飲食,自然能限制日常生活中人工甜味劑的攝取,進而達到維持身體健康的目的!

  • 〈本文選自《科學月刊》2023 年 9 月號〉
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怎麼樣才算身高矮小?留意兒童生長激素缺乏,及重要發育觀念提醒
careonline_96
・2023/09/24 ・2365字 ・閱讀時間約 4 分鐘

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「那是一位 13 歲的國中女生,來就診的時候身高只有 134 公分,體重 27 公斤,非常瘦小,第二性徵也沒有發育[1]。」新竹市立馬偕兒童醫院兒童內分泌科主任林昭旭醫師分享,「進一步檢查發現她是生長激素缺乏症,骨齡是 10 歲 6 個月,且性荷爾蒙也沒有分泌[2]。」經過半年的追蹤,她依然沒有長高,於是開始遵照專業醫師的指示並適當使用藥物後,順利達到理想的身高。

很多因素會對成年身高造成影響,包括營養狀態、性早熟、生長激素缺乏[3]等。林醫師說明,一般而言,男生大概是 9 到 14 歲、女生大概是 8 到 13 歲會發育第二性徵[4],如:男生的睪丸、陰莖會變大,女生的初經來潮、胸部會變大[5]。在發育過程中,通常身高會快速成長,直到骨骼生長板完全癒合,達到成年身高。

隨著整體營養狀況改善,現在小孩的發育時間會比過去提前。林昭旭醫師指出,「很多家長可能還停留在過去的觀念,認為女生會長高到 16、17 歲,男生會長高到 18 歲,不過現在的兒童可能提早發育,也會提早結束[6]。」

身高過於矮小,可能對孩子的心理、社交造成負面影響。在兒童成長過程中,照顧者要定期紀錄生長曲線,才能提早發現身高矮小的狀況,把握治療時機。林昭旭醫師解釋,目前對於身高矮小的定義有兩個,第一個是長得很矮,身高落在兒童生長曲線圖中第三百分位以下[7]。第二個就是成長速率緩慢,6 歲以上的男生或女生,一年長高不到 4 公分[8]

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生長激素缺乏影響成年身高

生長激素是影響兒童身高的重要賀爾蒙,林昭旭醫師說:「生長激素由腦下垂體分泌,能夠刺激骨骼生長[9]。如果遇到身高矮小的兒童都要留意是否有生長激素缺乏的狀況。」

懷疑生長激素缺乏時,會先幫患者抽血,並作骨齡 X 光檢查。根據臨床經驗與觀察,林醫師提到,通常會發現患者 IGF-1 偏低[10],且骨齡有落後的現象。

為了確定診斷生長激素缺乏症,會安排住院進行生長激素刺激測驗[11]。林昭旭醫師說明,我們體內的生長激素是脈衝式分泌,因此得藉由藥物刺激,評估生長激素能否正常分泌。若發現有生長激素缺乏的狀況,病人可諮詢專科醫師,進行相關檢查與治療。

貼心小提醒

在孩子成長過程中,請務必維持均衡營養、規律運動[12]、與充足睡眠[13],要盡量避免甜食[14],以免影響生長速度。

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記得要定期紀錄身高,如果身高落在兒童生長曲線圖中第三百分位以下[15],便須特別留意。林昭旭醫師提醒家長,若發現孩子的第二性徵太早發育,像是男生的睪丸變大、女生的胸部變大[16],也要至兒童內分泌科檢查。

經過詳細檢查與專科醫師的評估,若確認生長激素缺乏症、沒有腦部病灶、且經過追蹤都沒有長高,面對治療藥物選擇時,充分地跟開立藥物的專科醫師進行討論。林昭旭醫師提醒,在骨骼生長板癒合之後,便沒辦法再長高,請務必及早至兒童內分泌科檢查,把握治療時機,幫助孩子順利成長!

(本衛教資訊由台灣輝瑞大藥廠提供)

PP-UNP-TWN-0090-202308

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參考資料

  1. 醫師受訪時分享的案例資料
  2. 醫師受訪時分享的案例資料
  3. 中華民國兒童生長協會(child-growth.org.tw)(Access date:2023.09.04)
  4. 淺談兒童長高與骨齡迷思,國泰綜合醫院,
    https://www.cgh.org.tw/ec99/rwd1320/allphoto/1900/240-2-1.pdf
  5. Abreu AP, Kaiser UB. Pubertal development and regulation. Lancet Diabetes Endocrinol. 2016;4(3):254-264. doi:10.1016/S2213-8587(15)00418-0
  6. 醫師受訪時分享的臨床觀察訊息
  7. 基層醫學 ; 21卷12期 (2006 / 12 / 25) , P359 – 366,
    https://www.mmh.org.tw/taitam/famme/old%20website/failure%20to%20thrive.pdf
  8. Diagnostic approach to children and adolescents with short stature – UpToDate
  9. Brinkman JE, Tariq MA, Leavitt L, et al. Physiology, Growth Hormone. [Updated 2023 May 1]. In: StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2023 Jan-. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK482141/ (Access date: 29th, August, 2023)
  10. Ibba A, Corrias F, Guzzetti C, et al. IGF1 for the diagnosis of growth hormone deficiency in children and adolescents: a reappraisal. Endocr Connect. 2020;9(11):1095-1102.
  11. 生長激素刺激測驗檢查須知:GH stimulation test.pdf (cgmh.org.tw)
  12. Cappa, M et al. “Neuroregulation of growth hormone during exercise in children.” International journal of sports medicine vol. 21 Suppl 2 (2000): S125-8.
  13. Chaput, Jean-Philippe et al. “Systematic review of the relationships between sleep duration and health indicators in the early years (0-4 years).” BMC public health vol. 17,Suppl 5 855. 20 Nov. 2017, doi:10.1186/s12889-017-4850-2
  14. Coldwell SE, Oswald TK, Reed DR. A marker of growth differs between adolescents with high vs. low sugar preference. Physiol Behav. 2009;96(4-5):574-580. doi:10.1016/j.physbeh.2008.12.010
  15. 基層醫學 ; 21卷12期 (2006 / 12 / 25) , P359 – 366,https://www.mmh.org.tw/taitam/famme/old%20website/failure%20to%20thrive.pdf
  16. 淺談兒童長高與骨齡迷思,
    https://www.cgh.org.tw/ec99/rwd1320/allphoto/1900/240-2-1.pdf