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免於雙酚A的威脅,就靠木質素-木質素環氧樹脂

創新科技專案 X 解密科技寶藏_96
・2014/01/12 ・1005字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 504 ・六年級

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18-1木質素環氧樹脂報導 / 陸子鈞

雙酚A(Bisphenol A,縮寫為BPA)是一種會影響生殖系統的環境荷爾蒙,但是在PC嬰兒奶瓶、水壺與金屬食品罐頭容器,還有熱感紙,都有雙酚A的存在,而這些容器可能因加熱、酸鹼、微波處理或強力洗潔劑,導致雙酚A釋出,而隨著食物或飲料進入人體,令人防不勝防。幸好,工研院材料與化工研究所的研發團隊,發現可以利用天然的木質素(lignin)來取代雙酚A環氧樹脂塗料作為食品容器內層塗料,解決了雙酚A傷害環境與健康的問題。

「這項發現其實是個意外」,工研院材料與化工研究所的沈永清博士說,當初在檢驗木質素時,意外發現木質素的特性和雙酚A相似,於是突發奇想利用木質素取代現有的雙酚A。

木質素是僅次於纖維素世界上存量最多的高分子生質材料,任何植物都有木質素。在造紙的過程會將纖維素與木質素分離,將纖維素製成紙,卻將木質素(俗稱黑液)作為廢棄物處理,沈博士說:「木質素很容易取得,成本也很低,就解決了原料的問題,而且還能把原本的廢棄物變得有價值,並且可以避免木質素排放造成的環境汙染。」

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雖然所有植物都有木質素,但不同種植物的木質素在化學結構上略有差異,如果直接混合使用會使產品品質不穩定。於是研發團隊花了不少功夫,透過一系列的化學反應,讓混合的木質素也能保持一定的特性,沈博士表示:「目前我們試過許多植物的木質素,包括松樹、柏樹、樟樹、竹、尤加利樹等,製程環氧樹脂及產品後,也還能保持一定的品質。連農業廢棄物(像是稻桿、稻殼、枯枝)也可以作為木質素的原料,就更降低取得的成本。」

因為木質素和雙酚A的熱性質及耐化性程度相當,所以木質素可以取代目前含有雙酚A的產品,尤其是環氧樹脂做成的相關產品,沈博士提到:「現在已經規劃量產的應用就是罐頭的內層塗料。不過要取代感熱紙中的雙酚A還需要一點時間,除了木質素的性能外,要改善的還有木質素顏色的問題。」

這項技術還被《美國科學人》(Scientific American)雜誌2013五月號,選為7個改變未來世界材料之一,顯示這項技術的重要性。研究團隊希望之後能夠將木質素應用到更廣的層面,像是建材、鞋材或者紡織用的材料,讓台灣免於雙酚A的威脅,更能開發更綠色環保與環境相容的材料。

技術專頁:「木質素」環氧樹脂

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Intel® Core™ Ultra AI 處理器:下一代晶片的革命性進展
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/05/21 ・2364字 ・閱讀時間約 4 分鐘

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本文由 Intel 委託,泛科學企劃執行。 

在當今快節奏的數位時代,對於處理器性能的需求已經不再僅僅停留在日常應用上。從遊戲到學術,從設計到內容創作,各行各業都需要更快速、更高效的運算能力,而人工智慧(AI)的蓬勃發展更是推動了這一需求的急劇增長。在這樣的背景下,Intel 推出了一款極具潛力的處理器—— Intel® Core™ Ultra,該處理器不僅滿足了對於高性能的追求,更為使用者提供了運行 AI 模型的全新體驗。

先進製程:效能飛躍提升

現在的晶片已不是單純的 CPU 或是 GPU,而是混合在一起。為了延續摩爾定律,也就是讓相同面積的晶片每過 18 個月,效能就提升一倍的目標,整個半導體產業正朝兩個不同方向努力。

其中之一是追求更先進的技術,發展出更小奈米的製程節點,做出體積更小的電晶體。常見的方法包含:引進極紫外光 ( EUV ) 曝光機,來刻出更小的電晶體。又或是從材料結構下手,發展不同構造的電晶體,例如鰭式場效電晶體 ( FinFET )、環繞式閘極 ( GAAFET ) 電晶體及互補式場效電晶體 ( CFET ),讓電晶體可以更小、更快。這種持續挑戰物理極限的方式稱為深度摩爾定律——More Moore。

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另一種則是將含有數億個電晶體的密集晶片重新排列。就像人口密集的都會區都逐漸轉向「垂直城市」的發展模式。對晶片來說,雖然每個電晶體的大小還是一樣大,但是重新排列以後,不僅單位面積上可以堆疊更多的半導體電路,還能縮短這些區塊間資訊傳遞的時間,提升晶片的效能。這種透過晶片設計提高效能的方法,則稱為超越摩爾定律——More than Moore。

而 Intel® Core™ Ultra 處理器便是具備兩者優點的結晶。

圖/PanSci

Tile 架構:釋放多核心潛能

在超越摩爾定律方面,Intel® Core™ Ultra 處理器以其獨特的 Tile 架構而聞名,將 CPU、GPU、以及 AI 加速器(NPU)等不同單元分開,使得這些單元可以根據需求靈活啟用、停用,從而提高了能源效率。這一設計使得處理器可以更好地應對多任務處理,從日常應用到專業任務,都能夠以更高效的方式運行。

CPU Tile 採用了 Intel 最新的 4 奈米製程和 EUV 曝光技術,將鰭式電晶體 FinFET 中的像是魚鰭般阻擋漏電流的鰭片構造減少至三片,降低延遲與功耗,使效能提升了 20%,讓使用者可以更加流暢地執行各種應用程序,提高工作效率。

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鰭式電晶體 FinFET。圖/Intel

Foveros 3D 封裝技術:高效數據傳輸

2017 年,Intel 開發出了新的封裝技術 EMIB 嵌入式多晶片互聯橋,這種封裝技術在各個 Tile 的裸晶之間,搭建了一座「矽橋 ( Silicon Bridge ) 」,達成晶片的橫向連接。

圖/Intel

而 Foveros 3D 封裝技術是基於 EMIB 更進一步改良的封裝技術,它能將處理器、記憶體、IO 單元上下堆疊,垂直方向利用導線串聯,橫向則使用 EMIB 連接,提供高頻寬低延遲的數據傳輸。這種創新的封裝技術不僅使得處理器的整體尺寸更小,更提高了散熱效能,使得處理器可以長期高效運行。

運行 AI 模型的專用筆電——MSI Stealth 16 AI Studio

除了傳統的 CPU 和 GPU 之外,Intel® Core™ Ultra 處理器還整合了多種專用單元,專門用於在本機端高效運行 AI 模型。這使得使用者可以在不連接雲端的情況下,依然可以快速準確地運行各種複雜的 AI 算法,保護了數據隱私,同時節省了連接雲端算力的成本。

MSI 最新推出的筆電 Stealth 16 AI Studio ,搭載了最新的 Intel Core™ Ultra 9 處理器,是一款極具魅力的產品。不僅適合遊戲娛樂,其外觀設計結合了落質感外型與卓越效能,使得使用者在使用時能感受到高品質的工藝。鎂鋁合金質感的沉穩機身設計,僅重 1.99kg,厚度僅有 19.95mm,輕薄便攜,適合需要每天通勤的上班族,與在咖啡廳尋找靈感的創作者。

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除了外觀設計之外, Stealth 16 AI Studio 也擁有出色的散熱性能。搭載了 Cooler Boost 5 強效散熱技術,能夠有效排除廢熱,保持長時間穩定高效能表現。良好的散熱表現不僅能夠確保處理器的效能得到充分發揮,還能幫助使用者在長時間使用下的保持舒適性和穩定性。

Stealth 16 AI Studio 的 Intel Core™ Ultra 處理器,其性能更是一大亮點。除了傳統的 CPU 和 GPU 之外,Intel Core™ Ultra 處理器還整合了多種專用單元,專門針對在本機端高效運行 AI 模型的需求。內建專為加速AI應用而設計的 NPU,更提供強大的效能表現,有助於提升效率並保持長時間的續航力。讓使用者可以在不連接雲端的情況下,依然可以快速準確地運行各種複雜的 AI 算法,保護了數據隱私,同時也節省了連接雲端算力的成本。

軟體方面,Intel 與眾多軟體開發商合作,針對 Intel 架構做了特別最佳化。與 Adobe 等軟體的合作使得使用者在處理影像、圖像等多媒體內容時,能夠以更高效的方式運行 AI 算法,大幅提高創作效率。獨家微星AI 智慧引擎能針對使用情境並自動調整硬體設定,以實現最佳效能表現。再加上獨家 AI Artist,更進一步提升使用者體驗,直接輕鬆生成豐富圖像,實現了更便捷的內容創作。

此外 Intel 也與眾多軟體開發商合作,針對 Intel 架構做了特別最佳化,讓 Intel® Core™ Ultra處理器將AI加速能力充分發揮。例如,與 Adobe 等軟體使得使用者可以在處理影像、圖像等多媒體內容時,能夠以更高效的方式運行 AI 算法,大幅提高創作效率。為各行專業人士提供了更加多元、便捷的工具,成為工作中的一大助力。

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讓孩子性早熟的可怕兇手,環境荷爾蒙對兒童青少年的危害
careonline_96
・2021/09/02 ・2483字 ・閱讀時間約 5 分鐘

讓孩子性早熟的可怕兇手,環境荷爾蒙對兒童青少年的危害,醫師圖解

莉莉自幼三餐幾乎外食,常以塑膠容器盛裝食物,飲食又偏好油炸、油煎食品與皮、肥肉與內臟等動物脂肪部位,平時也常拿媽媽的香水、指甲油、化妝品來裝扮自己。媽媽回想莉莉在幼稚園小班乳房就有微微隆起,原本以為是單純肥胖,直到莉莉在小學入學前,初經竟然來了!經過兒童內分科邱巧凡醫師安排一系列的檢查,確定診斷為「性早熟」。經過治療與生活習慣的調整之後,這才讓莉莉的月經延到 13 歲才報到,最終身高也順利達到遺傳身高。

環境荷爾蒙是什麼?

林口長庚醫院/新北市立土城醫院/新竹東元醫院兒童內分泌科邱巧凡醫師指出,環境荷爾蒙(Endocrine-disrupting chemicals,EDCs),又名「環境內分泌干擾物質」,是指一類存在於環境中的物質,其化學結構與荷爾蒙相似,接觸後會對人體的內分泌系統造成干擾,影響人體本身荷爾蒙的分泌或影響荷爾蒙受器的功能,進而引起相關疾病。

環境荷爾蒙哪裡來?

環境荷爾蒙的來源,在我們生活周遭,分布於食衣住行育樂,無所不在:舉凡塑膠容器、餐具,塑料用品、玩具、文具、衣著,及罐頭、紙餐盒、紙杯內層的淋膜, 感熱紙中的雙酚 A、雙酚 S,農作物、蔬果種植使用的有機磷、有機氯農藥、除草劑、除蟲劑等,電線、電器用品中的阻燃劑,變壓器內的多氯聯苯,空氣污染中的戴奧辛,荷爾蒙干擾藥物等都是環境荷爾蒙的重要來源。

環境荷爾蒙嚴重影響健康

同時要注意的是,食物鏈的最下游「大海」也遭受嚴重環境荷爾蒙的污染:海洋生物體內可檢驗出抗生素、荷爾蒙、化療藥、避孕藥等藥物!2017 年美國華府非營利媒體 Orb Media 結合研究團隊,抽查全球五大洲的自來水,發現高達 83% 含塑膠微粒。當動物遭受環境荷爾蒙污染,多數會殘留在其脂肪細胞。因此動物皮、肥肉、骨髓、內臟脂肪、動物油等食材,也是常見環境荷爾蒙的來源。環境賀爾蒙的來源相當多

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  • 鄰苯二甲酸酯(Phthalates):塑膠產品、定香劑
  • 雙酚類(Bisphenols):食品容器、金屬罐內塗料、感熱紙、複寫紙
  • 對羥基苯甲酸酯(Parabens):化妝品、保養品(乳霜製劑等)
  • 農藥與殺菌劑(Pesticides or fungicides):使用農藥、除蟲劑之蔬菜、水果等農作物
  • 藥物(Pharmaceuticals):避孕藥、賀爾蒙製劑等
  • 阻燃劑(Flame retardents):家具、電器用品、地毯背襯等
  • 多氯聯苯(PCBs):冷卻劑、絕緣液、潤滑劑、變壓器、電容器等
  • 植物雌激素(Phytoestrogens):純化之大豆異黃酮
  • 戴奧辛(Dioxins):特定工業製成之燃燒排放、空氣汙染
  • 烷基酚化合物(Alkylphenolic compounds):洗滌劑,燃料和潤滑油添加劑
  • 全氟烷基化合物(Perfluoroalkyl compounds):廚具塗料、防油紙袋、紡織品、地毯等
  • 精油(Essential oils):茶樹精油與薰衣草精油

環境荷爾蒙對兒童青少年有什麼影響?

邱巧凡醫師解釋,根據環境荷爾蒙的細胞、動物與人體的相關研究發現:環境荷爾蒙可能會造成胎兒生長遲滯、早產、低出生體重、男嬰陰莖短小、尿道下裂、隱睪,女孩性早熟、初經過早、多囊性卵巢症群、早發性停經、男性女乳症、精蟲數量減少、精蟲品質下降、不孕,增加青少年與成人罹患甲狀腺疾病、肥胖、代謝症候群與心血管疾病的機率;甚至造成攝護腺癌、睪丸癌、乳癌、子宮內膜癌、 卵巢癌等荷爾蒙相關的癌症。嚴重影響人類的健康!其中又以胎兒和處於生長發育期的兒童最容易遭受環境荷爾蒙危害。

如何避免環境荷爾蒙的危害?邱巧凡醫師建議應盡量做到以下幾點:

  • 避免使用塑料容器、塑膠製品、紙餐盒、紙碗、紙杯等一次性免洗餐具。盡量使用玻璃、陶瓷或不銹鋼餐具。
  • 減少食用油炸、油煎食品,避免食用動物脂肪部位(如皮、肥肉、內臟、骨髓等)。
  • 選擇當季盛產、有政府安全蔬果標章認證之農產品。
  • 以電子載具取代實體發票,減少感熱紙的使用(號碼牌、收據等)。
避免環境荷爾蒙的危害這麼做
  • 勤洗手,避免環境荷爾蒙殘留於皮膚或經口攝入。
  • 保持室內通風、空氣清淨,打掃時避免粉塵飛揚(濕拖、濕擦、吸塵器優於乾掃)。
  • 空氣品質不佳時,避免外出,外出也養成配戴口罩的習慣。
  • 「廢舊藥品」請參考衛福部食藥署的建議方式回收處理,切勿自行丟棄。
  • 兒童、青少年非必要應避免使用精油與化妝品。
  • 避免使用香味濃郁的洗潔、護理用品(洗髮精、沐浴乳、洗衣精等)。

上一代的環境賀爾蒙暴露,當心禍及三代

門診常見家長細心呵護孩子,給孩子吃最好、用最好的,但偏偏性早熟還是發生在孩子身上。
邱巧凡醫師提醒,近年來,「表觀基因學」的研究指出,這一代的生活習慣(酗酒、抽菸、農藥、環境賀爾蒙暴露、不良的飲食習慣等)將會影響個體生殖細胞的 DNA 甲基化與組蛋白修改等過程,進而影響子代甚至母體胎兒內精卵細胞的基因表現,進而改寫第二代甚至第三代的個體健康歷程,種下子代未來罹患疾病的禍根。

當孩子出現性早熟表現,應及時就醫

女孩 8 歲前出現第二性徵,如乳房隆起、陰毛發育,10 歲前初經來潮。男孩 9 歲前出現第二性徵,如睪丸變大、陰莖變長變粗、長陰毛、變聲、長鬍鬚。有以上性早熟表現,請就診兒童內分泌科尋求協助。

當孩子出現性早熟表現,應及時就醫
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從塑膠到罐頭,如何避免食物容器中的雙酚A?
社團法人台灣國際生命科學會_96
・2019/04/24 ・2717字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 568 ・九年級

  • 作者/
    李俊璋 特聘教授│成功大學工業衛生學科暨環境醫學研究所
    張偉翔 助理研究員│環境微量毒物研究中心

食品包裝容器對我們的生活不可或缺,外食人口的增加、烹煮條件及保存需求等都會影響食品接觸材質的發展,許多一次性或重複性食品容器應勢而生,卻也使民眾對這些食品接觸材質是否會影響健康產生疑慮,其中多數金屬罐頭食品內部塗層所含的雙酚 A (Bisphenol A) 就是時下熱門的例子。

多數金屬罐頭食品內部塗層所含的雙酚A ,到底對人體有沒有危害?圖/pixabay

考量雙酚 A 對人體健康具潛在影響,歐盟於 2018 年 2 月發布命令,加嚴食品接觸材質中雙酚 A 的管制,包括嬰幼兒產品禁用及限制塑膠食品接觸材質的遷移值,並已於2018 年9 月開始實施。

本期 ILSI Taiwan 專欄邀請成功大學工業衛生學科暨環境醫學研究所李俊璋特聘教授與成功大學環境微量毒物研究中心助理研究員張偉翔博士撰文,為讀者解答何謂雙酚 A?它是如何被我們吃下肚?有哪些方法能降低雙酚A的暴露風險?

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對發育有害?環境賀爾蒙雙酚A重啟研究評估

世界衛生組織國際癌症研究中心 (IARC) 尚未認定雙酚 A 對人類或動物具有致癌性,但科學證據已將雙酚 A 視為環境荷爾蒙,若過量暴露下,雙酚 A 將會干擾人體內分泌系統,對生殖及生長發育造成危害。在公眾嚴厲訴求下,歐盟食品安全局終於同意了,承諾於 2018 年重啟「雙酚 A 毒性再評估1」,針對雙酚 A以科學程序進行,篩選所有動物及人體研究數據,並參考美國提供的兩年期核心毒理研究及人體研究 (CLARITY-BPA project) 中所發表之數據,以全面性健康影響為基礎,完整進行雙酚 A 暴露之風險評估,並提供歐盟食品安全局重新制訂每日耐受量 (Tolerable Daily Intake, TDI) 之建議值

吃罐頭不吃罐頭皮,怎麼會吃到雙酚A?

雙酚 A 在食品接觸材質的製造主要用於生產「聚碳酸酯塑料」─製造水瓶和餐具的常見物料。此外,雙酚 A 亦可用於製造食品和飲料金屬罐內層保護層的環氧樹脂(占市場之90%)之有機塗層2,以防止金屬罐直接與食品接觸,使食品和飲料可保存其填充物風味和營養價值長達數年。

然而愈來愈多研究發現,雙酚 A 可以從聚碳酸酯塑料或環氧樹脂內層遷移到食品與飲料中。此外,金屬罐頭的儲存時間、溫度、酸鹼值及脂肪量都會影響雙酚 A 的釋出量,並透過食用、飲用途徑進入人體。

過去嬰兒奶瓶的材料會溶出微量雙酚A,為保護嬰幼兒安全,我國已修法禁止販售使用含雙酚A材料製作的奶瓶。圖/pixabay

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罐頭製品都使用,各類濃度卻不同?

在台灣,罐頭食品每年的產值高達 76 億元3。雖然罐頭食品並非普遍大眾的主食,但不少國內外研究皆指出,肉類、海鮮、蔬菜、濃湯、水果等各類罐頭食品中皆有雙酚 A 的檢出。

各國食品包裝用的金屬罐頭內層大多採用環氧樹脂等有機塗料,在製造時皆須符合雙酚 A 遷移限值,不同的食物類別因為內含物、運送、保存、烹調方式等差異皆有不同濃度檢驗值,而脂肪含量較高的罐頭食品,檢測到的雙酚 A 濃度較高則是罐頭食品的共同特性。

國際間各類罐頭食品中雙酚A的平均濃度。圖/作者提供

即使低劑量,幼兒孕婦仍須注意

衛生福利部食品藥物管理署(以下簡稱食藥署)2016年委託成功大學環境微量毒物研究中心,針對全國 250 件食品樣本進行雙酚 A 含量調查,其中包含 45 件罐頭食品。調查結果與其他國家的調查相似,金屬罐頭食品中雙酚 A 平均濃度及範圍為 14.0 ± 11.4(1.22 – 49.4)μg/kg ww,較生鮮食品高約 2~3 倍,因此未來監測台灣市售罐頭食品中的雙酚 A 濃度相形重要。

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依據該計畫風險評估結果顯示,每日每公斤體重從金屬罐頭中攝取雙酚 A 劑量,各年齡層皆約佔其總雙酚 A 暴露劑量 33%。相較於其他年齡層,3-6 及 6-12 歲兒童從金屬罐頭攝入雙酚 A 劑量偏高,但綜合來說,經飲食攝取之雙酚 A 劑量遠小於歐洲食品安全局 2015 年建議的每日每公斤體重耐受量 4 微克:

  • 0-3歲為0.015 微克
  • 3-6歲為0.032微克
  • 6-12歲為0.018微克
  • 12-18歲為0.014微克
  • 19-65歲為0.011 微克
  • 65歲以上為0.005微克

即使對成人而言,雙酚 A 的暴露量都在每日耐受量的範圍內,但孕婦、哺乳期及食用嬰幼兒配方奶粉和副食品的嬰幼兒等族群,皆可能受到環境中低濃度雙酚 A 暴露而導致流產、腦部、生殖、代謝、神經與免疫系統的潛在健康風險,無法排除可能影響,且除了飲食之外,若長期持續暴露於化妝品、感熱紙與灰塵之下,仍可能會超過每日耐受量。

會跑的雙酚A?各國雙酚A遷移限量規範

雙酚 A 常存於聚碳酸酯塑料及罐頭內層環氧樹脂塗料,會經由與食品接觸遷移至食物上,導致消費者暴露於雙酚 A 風險中。因此除了美國及澳洲外,各國皆以限制食品接觸材質中雙酚 A 的遷移值進行管理[註1]。目前以歐盟 2018 年 9 月公告的新管制標準最嚴格,塑膠食品接觸材質中雙酚 A 的遷移限值從 0.6 修正至0.05 ppm,與食品接觸的漆和塗料中雙酚 A 遷移值,也不得超過0.05 ppm。用於嬰幼兒食品接觸材質上的漆和塗料禁用雙酚 A,亦不得用於製造嬰兒用聚碳酸酯奶瓶、嬰幼兒用飲用杯或瓶子。

在台灣,環保署已於 2009 年公告雙酚 A 為第四類毒性化學物質-疑似毒化物,相關業者在使用時需有政府核可文件。食藥署於食品接觸材質中雙酚 A 的遷移值,則限制為不得超過 0.6 ppm,日本的規範限值最寬鬆,不得超過 2.5 ppm,中國則與台灣相同。

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國際間食品接觸物質中雙酚A規範限值。圖/作者提供

生活中隨處可見,如何降低雙酚A 的暴露風險?

雖然罐頭食品並非國人的主食,且台灣罐頭食品中的雙酚 A 濃度均低於國際罐頭食品中雙酚 A 調查結果,各年齡層的平均暴露量亦小於歐盟食品安全局的建議值,但是對於經常食用或大量食用罐頭食品者,仍可能有雙酚 A 暴露過量並對人體造成潛在健康風險。

呼籲民眾採取均衡飲食原則,分散購買的食物來源與種類,避免長期過度食用相同種類的食物,尤其是金屬罐頭食品,以降低雙酚 A 的累積暴露風險。若要加熱食用金屬罐頭食品時,切勿將金屬罐頭直接置於火上加熱、隔水加熱,或用電鍋直接加熱的方式,以避免因高溫烹煮時金屬罐塗層之雙酚 A 遷移至食品中而被吃下肚。食用罐頭食品前應先將罐內的食品取出,改使用玻璃、陶瓷或不鏽鋼等容器盛裝再加熱食用。

備註

參考資料

  1. European Food Safety Authority. BPA plan ready for new EFSA assessment in 2018.
  2. Food Packaging Forum
  3. 陳麗婷、邱盟媚、鄔嫣珊,2015,國內調理食品巿場需求變化與展望,食品研究所。
社團法人台灣國際生命科學會_96
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創會於2013年,這是一個同時能讓產業界、學術界和公領域積極交流合作及凝聚共識的平台。期望基於科學實證,探討營養、食品安全、毒理學、風險評估以及環境的議題,尋求最佳的科學解決方法,以共創全民安心的飲食環境。欲進一步了解,請至:ww.ilsitaiwan.org