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洋蔥淚不淚!? 不再賺人熱淚的洋蔥!

黑熊老師
・2014/02/21 ・1880字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 503 ・六年級

credit: CC by Nanagyei@flickr
credit: CC by Nanagyei@flickr

文/ 陳奕均 (台灣大學生化科技學系所)

無淚洋蔥的發展

每每提到洋蔥,大家馬上就會聯想到流眼淚。究竟為什麼洋蔥會讓人流眼淚呢?為什麼婆婆媽媽總是交代切洋蔥要浸在水裡切才不會流淚呢? 一篇感人的文章,也常被形容是加了洋蔥,但是感人的眼淚與洋蔥的眼淚真的相同嗎?

過去的研究認為當我們切開洋蔥時,洋蔥的細胞被破壞,釋出一種酵素,蒜氨酸酶 (alliinase)。蒜氨酸酶會將基質 (1-propenyl-L-cysteine sulfoxide, PRENCSO) 催化成中間產物 (1-propenylsulphenic acid),而中間產物會迅速且自發性地轉換成兩種物質丙硫醛-S-氧化物 (propanthial S-oxide) 或硫代亞硫酸鹽 (thiosulfinate) (1)(2)(3)。丙硫醛-S-氧化物為一揮發性氣體,當與人體眼角膜接觸會刺激人體命令淚腺分泌淚液,將刺激物質排除(4)

既然知道主謀是誰,以現在的生物技術,只要將這段基因剔除掉,就可以生產出不會讓人流眼淚的洋蔥,天下的媽媽也可以開心地切洋蔥。

但是蒜氨酸酶的另一個產物,硫代亞硫酸鹽為新鮮洋蔥產生香味的來源,且會轉換成具有降血脂(5)與抗血小板凝聚(6)的效果的功效成分。如果降低了蒜氨酸酶,洋蔥的香味與營養價值也會跟著流失,洋蔥將不再是洋蔥。實際上美國早已有無淚洋蔥的產品誕生,不過口味就是和原本的洋蔥有差異。

這樣的兩難局面現今已經被打破!日本研究發現,蒜氨酸酶的中間產物不會自發性變成丙硫醛-S-氧化物,而是需要另一種酵素,淚腺分子合成酶 (lachrymatory-factor synthase) 催化產生,而另一產物硫代亞硫酸鹽則不需要此酵素的參與。因此只要將此段基因剃除,就可以得到既有洋蔥香味與營養價值,且不會讓人流眼淚的洋蔥了(7)

時至今日,經過紐西蘭科學家六年的努力,藉由基因剔除 (gene knockout) 技術已經成功培育出真正的無淚洋蔥,其味道與營養價值都與一般洋蔥無異。美國威斯康辛大學的園藝學教授邁克爾‧哈維甚至認為這種無淚洋蔥將取代一般洋蔥成為未來世界廚房的主角,廚房內婆婆媽媽流眼淚的情況也將不復存在(8)。但是在無淚洋蔥推廣前,要如何降低切洋蔥造成的眼淚呢?

我們可以從兩方面著手,第一,從酵素著手。酵素都有本身適合的反應溫度,溫度的差異會導致酵素變性,進而失去作用,先將洋蔥冷凍或加熱後再進行處理,蒜氨酸酶已經失去作用,自然就不會有刺激淚腺的物質產生。第二,從刺激物著手。丙硫醛-S-氧化物可以部份溶於水中,因此在水中切洋蔥可以降低丙硫醛-S-氧化物與角膜接觸,減緩流淚。

了解洋蔥催淚的原理後,那眼淚的成分呢?看完感人文章所留下的淚與其是否有差異?有名的攝影家 Rose-Lynn Fisher 也對這個議題產生了興趣,於是在 2013 年收集了 100 個眼淚樣本,風乾後以光學顯微鏡拍攝。如圖中所示,左邊為切洋蔥所留下的眼淚,右邊為因悲傷而流下的眼淚。洋蔥之淚的外型較為規則且細長,就像鋪滿了一片片的雪花般,而悲傷之類的外型則較為零散,且常有大塊不規則物出現(9)(11)

從科學的角度來看,眼淚可以依據其產生原因分為三種類型。快樂或悲傷的眼淚被歸為同一類型,屬於精神眼淚 (psychic tears),無論是正面或負面情緒,極端的情緒皆會引發該類型眼淚。保持眼角膜的潤滑的工作交給基礎眼淚 (basal tears),小量但持續性的流出,平均每天可以流出 0.75 ~ 1.1 克。反射性眼淚 (reflex tears) 則是當眼角膜遇到刺激性物質,包含洋蔥或灰塵時所流出的眼淚。所有的眼淚都是由鹽水與多種生物物質,包含抗體與酵素 (例如可以殺菌的溶菌酶) 所組成(9)。而不同種的眼淚也具有本身特別的分子。史丹佛大學的 William Frey II 教授在 1981 年做了一個有趣的實驗(10)。他收集了兩種眼淚,一種為看悲劇電影留下的眼淚,一種為切洋蔥所留下的淚。分析化學成分後發現看悲劇電影所留下的淚含有較高的蛋白質,例如神經傳導物質腦啡 (enkephalin)。腦啡具有止痛的效果,這也是為什麼在哭過以後感受會比較好的原因之一。但是切洋蔥所造成的眼淚並無此類成分,因此切完洋蔥並不會覺得好受。因此以後看到一篇令人感動的文章,不要再說作者在裡面加了洋蔥了,因為產生的淚是不一樣的!

洋蔥之淚
Fisher 的作品,左為洋蔥之淚,右為悲傷之淚

參考資料:

  1. Brodnitz, Michael H., and John V. Pascale. “Thiopropanal S-oxide: a lachrymatory factor in onions.” Journal of agricultural and food chemistry 19.2 (1971): 269-272.
  2. Block, Eric, Robert E. Penn, and Larry K. Revelle. “Flash vacuum pyrolysis studies. 7. Structure and origin of the onion lachrymatory factor. A microwave study.” Journal of the American Chemical Society 101.8 (1979): 2200-2201.
  3. Shen, Cunxi, and Kirk L. Parkin. “In vitro biogeneration of pure thiosulfinates and propanethial-S-oxide.” Journal of agricultural and food chemistry 48.12 (2000): 6254-6260.
  4. Thomas Scott. “What is the chemical process that causes my eyes to tear when I peel an onion?” Scientific american: Oct 21, 1999.
  5. Adamu, I., P. K. Joseph, and K. T. Augusti. “Hypolipidemic action of onion and garlic unsaturated oils in sucrose fed rats over a two-month period.” Experientia 38.8 (1982): 899-901.
  6. Makheja, A. N., and J. M. Bailey. “Antiplatelet constituents of garlic and onion.” Agents and actions 29.3-4 (1990): 360-363.
  7. Imai, S., et al. “Plant biochemistry: an onion enzyme that makes the eyes water.” Nature 419.6908 (2002): 685-685.
  8. 董楠。新西蘭培育出“無淚”洋蔥。中國日報。2008年02月03日。
  9. Joseph Stromberg. “The microscopic structures of dried human tears.” Smithsonianmag.com: November 19, 2013.
  10. Mccall, John T. “Effect of stimulus on the chemical composition of human tears.” American journal of ophthalmology 92 (1981): 559-567.
  11. 更多眼淚的照片

 

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黑熊老師
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台灣大學生化科技碩士,目前為專業家教老師。熱愛旅遊與自然科學,希望透過淺顯易懂的科普教育來提升大眾對科學的了解,讓科學與生活不再遙遠。部落格:黑熊老師的家

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讓黯然銷魂飯催淚的洋蔥,是治療耳疾的祖傳妙方嗎?
廖英凱
・2017/04/06 ・2675字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 575 ・九年級

國小高年級科普文,素養閱讀就從今天就開始!!

是的,耳朵加了洋蔥。圖/《食神》影片截圖

近期,一則標榜把洋蔥芯放入耳朵一整夜,就可以緩解耳朵裡的任何炎症,減輕痛苦的神奇妙方,在某些社群傳了開來。這一個標榜自然通俗療法的敘述中指出「洋蔥中含有磷酸,有助於淨化血液、抵抗細菌感染……」而能保持耳朵健康、預防感染或幫助治癒感染。

然而,細究追溯這則訊息,雖有許多無稽之處,但也有一些有趣的古老經驗隱身其中……

你想過把洋蔥放進耳朵裡嗎?圖/By Hafiz Issadeen @ flickr, CC BY 2.0

所以我說,那個磷酸呢?

若說魔鬼藏在細節裡,那麼流言中最荒謬的錯誤,也往往出現在看起來最陌生的名詞身上。這個流言中標榜可以淨化血液抵抗細菌的磷酸,其實是一種肥料、洗滌劑、食品工業常見的無機酸,除了可用來生產製造酸性環境來達到消毒效果的產品以外1,事實上磷酸並沒有抗菌、消炎的功效。

若多考慮以磷酸為原料所製造的磷酸鹽類,這類物質更廣泛地應用在食品工業中,例如魚、肉類加工;讓蚵仔保水性變好更為肥美2。而在身體中,磷是組成細胞膜上磷脂質的重要元素;磷和鈣能組成磷酸鈣沉積在骨骼與牙齒中;更有調節神經傳導、荷爾蒙分泌等關鍵作用3,但仍沒有抗菌消炎的功效。

更有趣的部分,是洋蔥的成分中其實並沒有磷酸。退一步言,若概括考慮食物中的含磷物質,每一百公克洋蔥的含磷量約為 29mg 4, 5,其實在食物中的含磷量是相當低的。倘若含磷真的能有助於消炎殺菌,或許每一百公克含磷 715mg的干貝6,會是更強大的選擇(笑)。

莎草紙上的古埃及秘方

不過,把洋蔥當作耳疾用藥,倒也不是空穴來風的腦補流言。西元前 1550 年古埃及人所創作的埃伯斯紙草文稿(Eber papyrus)中,即記載了多種物質的醫療用途和療效。例如將洋蔥、大蒜、蜂蜜等材質作為傷口敷料;也可將洋蔥汁加熱後,可滴入耳朵內;在考古研究中,更發現一些木乃伊的耳朵裡有洋蔥7

連木乃伊都有發現洋蔥放在耳朵中。圖/By Paul Hudson @ flickr, CC BY 2.0

古埃及的經驗隨著歷史與文化的傳承到了三千年後的英國(這不是神鬼傳奇),1653 年,英國學者 Nicholas Culpeper,在他出版的 Complete Herbal 一書中,以系統化的資料庫方式,編目了數百種草藥特性與醫療方式。他在書中記述了將洋蔥汁滴入耳朵內,可減緩痛苦與噪音8。1986 年,一份刊載於耳鼻喉科期刊的研究中,更回顧了近兩世紀以來的文獻,發現洋蔥持續以草藥學和家庭偏方的型態,被人們視為耳疾的治療或舒緩方式9

千年傳統的全新研究成果?

如果洋蔥真的有神奇的療效,這相當可能代表洋蔥身上有著某一種或數種物質,剛好具有抗菌或抑制發炎的作用。而在近年生物化學與臨床實驗上,也能觀察到洋蔥萃取物對部分細菌與真菌,有顯著的生長抑制效果10, 11

分別分析洋蔥萃取物的成分,一種名為木犀草素(Luteolin)的物質,可能是洋蔥得以抑菌的原因之一。木犀草素是一種黃酮類化合物,富含於芹菜、香菜、花椰菜、洋蔥葉、胡蘿蔔、辣椒、蘋果皮、菊花等植物,可用於治療高血壓、發炎與癌症等疾病12

木犀草素(Luteolin)結構。圖/Wikimedia

另一個可能,是如洋蔥、大蒜、蔥、韭菜等蔥屬植物細胞中,含有大蒜素(Allicin)。近年來也有相當研究證實,大蒜素具有抑制細菌與真菌生長的效果13, 14。此外,當大蒜素從植物細胞釋出後,也會有部分分解為二烯丙基二硫(diallyl disulfide, DADS)這種具有良好抑菌效果的有機硫化物。也因此,確實有廠商正利用大蒜萃取物,來開發具有止痛療效的耳滴藥劑15, 16

大蒜素(Allicin)結構。圖/Wikimedia

「專業問題,專業解決」

雖然說,以洋蔥作為耳疾替代療法,並不是毫無根據的流言。洋蔥的部分成分,也被證實有抗菌消炎的效果。然而,這樣的替代療法或草藥滴劑,並不被主流醫學界所認可。

美國兒醫學會(AAP)和美國家醫學會(AAFP)在 2004 年的診療指引指出「基於有限和有爭議的數據,補充和替代醫學(CAM),並不推薦用於治療急性中耳炎(AOM)」17。美國耳鼻喉科學會(AAO-HNS)在 2011 年的臨床診療指引中,也指出「目前仍無充分證據,足以制定補充和替代醫學作為兒童中耳積水(OME)的診療方式」。

前衛生福利部部長林奏延醫師策畫的「華人育兒百科」也建議兩歲以下幼兒是中耳炎好發的年齡層,若發現幼童有耳朵痛等症狀,應由兒科醫師診斷。平時居家也可藉由維持乾淨、避免二手菸環境、施打肺炎鏈球菌與流感疫苗;以及哺餵母乳增加免疫力等方式,來降低罹病機率18

雖然說崇尚自然遵循古法也是一種堅持生活的浪漫(咦),但在把洋蔥(或大蒜、辣椒、蔥)塞進不太舒服的耳朵前……還是讓生病的歸醫院,食材的去鍋內吧。

參考資料:

  1. Phosphoric Acid“. En.Wikipedia.Org, 2017
  2. 川貝枇杷膏,.”肥美蚵仔加「磷酸鹽」有什麼問題? – Pansci 泛科學“. Pansci 泛科學, 2013
  3. 許庭禎,. “期刊 – 藥物食品安全週報 – 衛生福利部食品藥物管理署“. Fda.Gov.Tw, 2016
  4. USDA,. “Basic Report: 11282, Onions, Raw“. United States Department Of Agriculture Agricultural Research Service, 2016,
  5. 食品藥物管理署,. “食品營養成份資料庫 – 洋葱“. Consumer.Fda.Gov.Tw
  6. 食品藥物管理署,. “食品營養成份資料庫 – 干貝(加工)“. Consumer.Fda.Gov.Tw
  7. Pahor, Ahmes L. “Ear, nose and throat in ancient Egypt.” The Journal of Laryngology & Otology 106.08 (1992): 677-687.
  8. Culpeper, Nicholas. Culpeper’s Complete Herbal & English Physician. Applewood Books p.130.
  9. Brooks, Denzil N. “An onion in your ear.” Journal of laryngology and otology 100.9 (1986): 1043-1046.
  10. Elnima, E. I., et al. “The antimicrobial activity of garlic and onion extracts.” Die Pharmazie 38.11 (1983): 747-748.
  11. Kim, Jung-Haeng. “Anti-bacterial action of onion (Allium cepa L.) extracts against oral pathogenic bacteria.” The Journal of Nihon University School of Dentistry 39.3 (1997): 136-141.
  12. Lin, Yong, et al. “Luteolin, a flavonoid with potential for cancer prevention and therapy.” Current cancer drug targets 8.7 (2008): 634-646.
  13. Ankri, Serge, and David Mirelman. “Antimicrobial properties of allicin from garlic.” Microbes and infection 1.2 (1999): 125-129.
  14. Borlinghaus, Jan, et al. “Allicin: chemistry and biological properties.” Molecules 19.8 (2014): 12591-12618.
  15. ABOUT OTIKON – South Africa“. Otikon.Co.Za, 2017
  16. Sarrell, E. Michael, Avigdor Mandelberg, and Herman Avner Cohen. “Efficacy of naturopathic extracts in the management of ear pain associated with acute otitis media.” Archives of pediatrics & adolescent medicine 155.7 (2001): 796-799.
  17. Neff, Matthew J., American Academy of Pediatrics, and American Academy of Family Physicians. “AAP, AAFP release guideline on diagnosis and management of acute otitis media.” American family physician 69.11 (2004): 2713.
  18. 《華人育兒百科》林奏延:台灣要想辦法,把生兒育女變成一種崇高天職|人物觀點|2015-01-13|天下雜誌出版|天下雜誌“. 天下雜誌, 2017
廖英凱
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非典型的不務正業者,對資訊與真相有詭異的渴望與執著,夢想能做出鋼鐵人或心靈史學。 https://www.ykliao.tw/

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想瞭解基改作物嗎?先從農桿菌談起
衛生福利部食品藥物管理署_96
・2016/08/30 ・2832字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 560 ・八年級

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/葉綠舒

基改作物是什麼?它的全名是 Genetically Modified Organisms,簡稱為 GMO。基因改造生物中的植物,如作為食物,即是基因改造作物。

從 1994 年美國食品藥物管理局核准供人食用的基改作物——蕃茄一號(Flavr SavrTM)開始,到 1996 年第一個上市的耐除草劑作物,基改作物已經逐漸進入我們的生活中,由少到多,甚至可說是無所不在!根據 Clive James 2015 年的年度報告摘要,基改作物的種植面積由 1996 年的 170 萬公頃增加到 2015 年的一億七千萬九百七十萬公頃,足足增加了一百倍之多!這意味著全球二十八個不同國家,超過一千八百萬名農夫,不約而同地決定種植基改作物。

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1994 年開發出來的莎弗番茄(Flavr Savr tomato)能較一般番茄慢腐壞。

不過,雖然全球有那麼多農民選擇基改,四大植物生技公司也努力地推展基改,但是基改作物似乎沒有那麼受歡迎?在林富士老師的《食品科技與現代文明》裡面的〈基因改造食品風險與管理〉中提到,歐洲一直不願意全面開放含有基改作物成分的食品進入;而在台灣的許多團體,無不反對基改作物引進台灣。多年來,基改這個議題不論是贊成或反對,兩方陣營在科學上的唇槍舌戰可說是絕無冷場。

在這一片喧囂之中,是否曾有在一旁觀戰的民眾思考過:究竟什麼是基改作物呢?基改作物是如何產生的?

一切開始於對抗農桿菌的奇幻旅程

這就要從農桿菌(Agrobacterium tumefaciens)開始說起了。從前從前,植物跟我們一樣,身邊圍繞著好菌與壞菌,而農桿菌就是壞菌之一。打從聖經時代開始,由農桿菌導致植物生成的冠瘤(crown gall tumor)便已經受到注意;最早對於冠瘤的文字記載,則要從 1853 年開始算起。科學家們看到同樣長在森林裡的樹木,為什麼有些長瘤、而有些則沒有呢?他們也注意到,雖然植物長瘤不致命,但是長了冠瘤的果樹產量會降低,於是便開始動手要找出造成冠瘤的禍首。

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農桿菌造成的冠瘤。圖/By C-M – Own work, CC BY-SA 3.0, wikimedia commons.

Fridiano Cavara 在 1897 年從葡萄的冠瘤中分離出了農桿菌,後來的許多研究也發現,農桿菌喜歡從植物的傷口進入,所以只要在寒流來襲前妥善地將果樹接近地面的樹幹包覆起來,減少樹木表皮因凍傷造成破裂,便可以有效防止農桿菌的感染。

雖說預防勝於治療,不過每次寒流來襲之前就要幫果樹穿棉襖,也實在太累了;於是有些科學家便開始尋找可以消滅農桿菌的方法。

孫子說:「知己知彼,百戰不殆。」想要消滅敵人,當然要瞭解敵人囉!於是歐洲、美國的科學家們,便開始了一場調查農桿菌的奇幻旅程~

第一個突破來自美國。1958 年,洛克斐勒大學的 Armin Braun 博士發現,冠瘤細胞可以在沒有提供植物激素的培養基裡不斷分裂生長。由於這是一般的植物組織無法獲取的技能,因此 Braun 博士便假設,農桿菌一定有給冠瘤細胞一些特殊的武器,否則這些冠瘤細胞如何能生生不息呢?

到了 1970 年,法國的 George Morel 發現冠瘤細胞會製造農桿菌愛吃的食物 octopine 和 nopaline。由於被不同農桿菌感染的植物的冠瘤,所產生的食物也不同,更鞏固了科學家們的想法:農桿菌提供了植物細胞生生不息的技能。

植物基改元年

真正的突破來自 1977 年。華盛頓大學的「農桿菌女王」Mary-Dell Chilton 博士與她的團隊在不眠不休的努力下,證明了農桿菌在感染植物時,會將自己 Ti(Tumor-inducing,Ti)質體上的一段基因植入植物的基因體。同時她的團隊(以及另一個團隊)也建立了將 Ti 質體分裂為二,讓科學家們可以更方便的將要植入的基因放進去的方法。

如果有「植物基改元年」的話,那一定就是 1983 年了。那年的一月十八日,Chilton 博士與美國孟山都(Monsanto)公司的幾位研究員在邁阿密冬季學術研討會上,分別發表了對農桿菌的研究。

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圖/By Chandres – Own work, CC BY-SA 3.0, wikimedia commons.

原來,農桿菌在感染植物時,會將一段位於自己的 Ti 質體(上圖中的 C)上的片段(上圖中 C 之 a)插入植物的基因體內(上圖中的 7)。這段片段含有合成植物激素所需的酵素,以及合成農桿菌愛吃的食物的酵素。被感染的植物細胞,因為合成了更多的生長激素,於是細胞分裂便開始加快了。

因為植物有細胞壁,產生的腫瘤並不會轉移,所以植物的冠瘤不致命,冠瘤以外的組織也作息如常;但是插入冠瘤細胞的基因,卻會跟著這些冠瘤細胞代代相傳,永遠都不會離開了。

點擊看大圖。

出乎意料的「天然基改」

由於通常在自然界被感染的植物細胞都是體細胞,而非生殖細胞,所以農桿菌的感染不會遺傳;但也有例外!

在 2015 年華盛頓大學的科學家們,在分析不同栽培種的蕃薯(Ipomoea batatas)的基因體時,卻意外地發現我們吃的蕃薯竟然是「被天然基改」的!這些蕃薯的基因體內,含有農桿菌用來合成植物生長素(auxin)的基因!

台農10 31 57 66 73號

蝦米!剛剛我們說的基因片段不會遺傳被打臉了嗎?究竟這些基因是怎麼跑到我們的蕃薯裡面去的呢?目前科學家推測最有可能的是,在「從前從前」農桿菌感染了蕃薯的塊根(農桿菌是土壤中的微生物,所以要感染植物塊根其實挺容易),後來農桿菌不見了,但是農桿菌的基因不會離開;接著因為農夫在選種時都會選擇長得快又大的,而帶有農桿菌基因片段的塊根,因為製造了額外的生長素,當然長得快又大,於是在選種時,就這麼被人擇特別保留下來了。

讀者看到這裡可能會問:這件「天然基改」的事發生多久呢?答案是:不知道,因為華盛頓大學研究團隊發現他們手上的 291 個蕃薯的栽培種,全都可以找到農桿菌的序列喔!

當然,現在所謂的基改作物裡面所帶的基因,與這些蕃薯裡面帶有的農桿菌基因是不同的;基改作物裡面所含有的基因,目前大概可以分為兩大類:抗蟲(帶有蘇力菌的結晶蛋白基因)與耐嘉磷塞除草劑(glyphosate,台灣商品名稱為年年春)。

蘇力菌(Bacillus thuringiensis)的結晶蛋白簡稱為 Cry,常以 Bt(蘇力菌的簡稱)作為暱稱,會使吃下它的昆蟲腸穿孔而死,但是我們的胃因為會分泌胃酸,反而會把結晶蛋白給消化掉,使得結晶蛋白對我們無害;而嘉磷塞除草劑會抑制植物的 EPSPS 酵素,使植物無法合成必需胺基酸;但農桿菌的 epsps 基因所產生的 EPSPS 酵素不怕嘉磷塞除草劑,因此只要將農桿菌的 epsps 基因植入植物,植物便立刻獲取不怕嘉磷塞除草劑的技能了!

讀者看到這裡,應該可以從農桿菌歷史淵源的開端,瞭解基因改造的基本原理以及基因改造的歷史緣由。

註:EPSPS 酵素為縮寫,中文學名為: 5-烯醇丙酮莽草酸-3-磷酸 (EPSP)合成酶

參考文獻:

  1. Clive James. 2016. ISAAA Brief 51-2016: 20th anniversary (1996-2015) of the global commercialization of biotech crops and biotech crio highlights in 2015.
  2. 林富士。2010。 食品科技與現代文明。稻鄉出版社。
  3. Tina Kyndt, Dora Quispe, Hong Zhai, Robert Jarret, Marc Ghislain, Qingchang Liu, Godelieve Gheysen, and Jan F. Kreuze. 2015. The genome of cultivated sweet potato contains Agrobacterium T-DNAs with expressed genes: An example of a naturally transgenic food crop. PNAS. published ahead of print, doi:10.1073/pnas.1419685112
衛生福利部食品藥物管理署_96
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衛生福利部食品藥物管理署依衛生福利部組織法第五條第二款規定成立,職司範疇包含食品、西藥、管制藥品、醫療器材、化粧品管理、政策及法規研擬等。 網站:http://www.fda.gov.tw/TC/index.aspx

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談基改作物:我們是花錢買健康還是花錢買安心?
葉綠舒
・2016/08/05 ・3371字 ・閱讀時間約 7 分鐘 ・SR值 517 ・六年級

玉米鼠
來源:domeckopol@Pixabay

食用基改玉米的大鼠,容易長腫瘤!?

這些年來,關於含有基改作物的食品,是否會對人類健康造成威脅,最重要的論文大概就是 Séralini 等人發表的有關大鼠研究的論文了(原文連結請點此,中文改寫請點此)。在這篇論文中,研究團隊將大鼠分為 10 組,每組 10 隻,攝取不同的食物;簡而言之,大概就是以基改玉米噴灑年年春、基改玉米不噴灑年年春、非基改玉米噴灑年年春、非基改玉米不噴灑年年春等組別,對大鼠進行大約二年的測試。

實驗結果發現,食用基改玉米的大鼠,雌性都在食用一年以後出現乳腺癌(雄性則是以肝臟病變居多),而等到他們長到兩歲時,有八成都出現了腫瘤(控制組只有三成)。實驗結果發表後,真的是舉世震驚,許多反基改的團體們無不爭先引用這篇論文。

3-rats-seralini
Séralini 論文研究結果的大鼠/來源:Republished study: long-term toxicity of a Roundup herbicide and a Roundup-tolerantgenetically modified maize (論文文章)

但是…慢著!如果基改作物的確有致癌性,那麼為什麼從那時(2012)到現在,基改作物還可以販賣呢?有幾個原因,讓這篇研究充滿爭議,使得有些學者無法採信他們的結果。

第一,這種大鼠(簡稱為 SD rat)原本就容易長瘤。在 1973 年的論文中,研究團隊用了 360 隻這種大鼠,發現牠們在飼養18個月(年齡大約是 19 到 20.5 個月)時,有 45% 都長了腫瘤;而且雌性是雄性的兩倍。也是因為這麼容易產生腫瘤,所以一般以這種大鼠進行測試,都是測試三個月,不會進行長達兩年的測試。

當然,讀者可能會說,但是實驗組的腫瘤發生率還是比對照組高得多啊?在這裡要注意,因為在這篇論文中每組只用了 10 隻大鼠,對於癌症發生率如此之高的動物來說,只用了 10 隻,其實個別組的結果很難完全認定的確與實驗相關;就如在中文改寫下面的意見,就有讀者認為,這些組別中只有一組可以被認為牠們的腫瘤發生率與實驗的處理有關。

第二,大鼠本來就不是很長壽的動物。絕大部分使用大鼠進行的「長時間」測試的研究,僅觀察三個月而不觀察一至兩年,是因為大鼠們的平均壽命就是兩年!也就是說,這些大鼠在長到兩歲時,很多都長出腫瘤,其實跟人老了就會開始有很多大大小小的毛病是一樣的。

第三,在實驗組中並不是只單純的添加了年年春,還有組別添加了其他的物質來模擬受污染的自來水。而實驗結果顯示,並不是吃越多(添加基改玉米的含量分為11%、22%、33%)基改玉米的大鼠,癌症發生率就跟著提高。

因此,雖然在學術界有些學者選擇相信這篇論文,但質疑者也不在少數。筆者個人的意見是,人吃五穀難免會生病,但是要如實驗中的大鼠天天吃玉米,即使只是11%,應該也不大容易。畢竟人會有口腹之慾,早餐吃麵包,午餐就會想吃米飯,晚餐可能又想換換口味…要我們餐餐、頓頓、天天都吃一樣的,有誰會受得了呢?

主食
來源:condesign @ Pixabay

當然,我們也有可能會吃到玉米、大豆而不自知!例如高果糖玉米糖漿(又名果糖液糖、豐年果糖)以及大豆沙拉油等。但是,這些加工食品中到底有多少含有基改作物的基因呢?

首先筆者要提醒大家的是,我們每天吃的食物,除非是加工食品,否則蔬菜、水果、魚、肉、蛋、奶、豆等等……,全部都是跟著它們的基因一起吃下肚的(而且,還連著在它們表面的細菌、病毒等等) 。如果吃基因是危險的,我們每天都活得很危險。

加工食品因為透過精煉,如高果糖玉米糖漿,玉米磨碎後加入酸分解澱粉,再以酵素將葡萄糖轉化為果糖,這中間經過許多純化過程,殘留於其中的基因微乎其微(更何況抗蟲或抗殺草劑的基因僅佔植物基因體約萬分之一);而大豆沙拉油則經過壓榨、萃取接著精煉,可說幾乎不含有植物的基因了。

抗殺草劑年年春對人體有危害嗎?

或許會有讀者說:那麼抗殺草劑的基改作物,不都是噴灑年年春(嘉磷塞,glyphosate)嗎?年年春是否對人體有危害呢?

年年春在過去一直被認為是低毒性的農藥。不過,先前的一些發現,又讓歐盟重新開啟了研究,但也在 2015 年的 11 月 12 日再度下了結論,認為年年春的致癌性不高(中文改寫請點此)。當然,歐盟還是建議了年年春的每日容許量(就是吃一輩子也不會有事的量)為每公斤體重 0.5 毫克。

抗蟲的基改作物,雖然過去曾發生過含有結晶蛋白 Cry9C 星鏈玉米的過敏事件,但這個版本的結晶蛋白已經不能再使用囉!身為地球上最厲害的轉轍掠食者的我們,天上飛的、地上走的、水裡游的,常常都是先吃再說,因此遇到的過敏與中毒事件,又少過了嗎?花生算是天然食物吧,但是 0.6% 的美國人對它過敏;而在美國國家過敏與傳染病研究所的「常見的過敏食物」網頁上,花生與堅果(如核桃)也是榜上有名的,而且大人小孩都會過敏喔!

有些讀者看到這裡可能會說:我為了嚐鮮吃到過敏的東西怪不了別人,但是廠商添加了我不知道的東西害我過敏,這可不行!筆者也同意這觀點。我們因為好奇心所吃下去的,當然應該要自己一肩扛起責任;但是廠商怎麼可以在我不同意的狀況下亂加東西到我的食物裡呢?

從基改的角度來看,目前台灣的法令,含有基改成分的食物是需要標示的;不過對於大豆沙拉油等精煉過的產品,就如前面所說,基改的成分應該是趨近於零,所以就不用列出了。既然已經有標示,不管您覺得基改安全不安全,反正不放心就別買含有基改成分的產品就好。當然,也別忘了在前一篇文提到的,因為目前主流的基改都是降低生產成本,要買非基改,就要有花錢的心裡準備喔!

從 1994 年的蕃茄一號到現在,其實基改還算是相當新的發明;很多新發明,一開始的目的與後來產生的結果,似乎都有不小的差距。而基改作物從當初 Mary-Dell Chilton 發現農桿菌可以把自己的基因植入植物的基因時,研究團隊只是為了可以證明第一個跨生物界(原核生物與真核生物)的基因轉移而興奮,接著也意識到這是一個非常強大的生物科技工具。孟山都也是從那時開始投入植物生物技術的研發,一開始或許只是為了要推展年年春的銷路?但是後來為了牟利,開始與農夫們斤斤計較、研發終結者基因,使他們成為許多人口中的「邪惡企業」,甚至禍延了可以真正為民眾帶來健康的黃金米,真的讓人不知要從何說起?

在基改之外

最後,還是不能不提一下抗蟲與抗殺草劑作物對生態的影響。由於抗除草劑的作物不怕年年春,農夫便放心地使用,造成農地周圍的雜草大量減少、影響到附近的生態;而抗蟲作物究竟會不會影響到其他昆蟲呢?

在 1999 年,曾有一篇研究發現,帝王斑蝶(monarch butterfly)的幼蟲吃了含有結晶蛋白的玉米花粉會死亡。消息一出,真的也是把大家都驚呆了!但是後來發現,其實在這篇研究裡面使用的花粉量相當多,在自然界,任一株植物葉片上要有那麼多的花粉,還真的需要一點奇蹟。不過,由於玉米是風媒花,雄花開在整株玉米的最高點,種植的時候的確有可能使得轉殖基因污染到周圍的作物;因此各國也都定下規定,在基改作物種植區的周圍,需要有隔離區,隔離區的面積需達到20%的面積才行。目前的經驗,能夠認真執行隔離的國家(澳洲),不論是轉殖基因的污染或是抗性昆蟲的出現,都幾乎無法觀察到。

其實,不論是抗蟲或抗年年春的作物,雖然可以降低生產的成本,但是就跟抗生素一樣,如果使用者不接受規範、任意濫用,到最後也會漸漸失去神效(詳見抗性雜草抗性昆蟲)。人們不應該只是想著要控制自然,而應該找出與自然和平相處的方式,這樣才有可能永續生存在地球上,不是嗎?

參考文獻: