近日台灣新聞充斥著不肖業者違法使用順丁烯二酸酐化製澱粉的「毒」澱粉新聞,儘管衛生署長邱文達已於 5 月 29 日定調此案件為「屬違法添加物」,然而卻已經造成一般大眾對於食品安全的恐慌。因此,中國醫藥大學毒物科特別整理相關文獻,寫成本文以釐清民眾可能的疑慮。在討論順丁烯二酸(酐)可能的毒性效應之前,我們先來了解一下何謂「食用化製澱粉」?
化製澱粉,亦稱為修飾澱粉。化製澱粉係將源自穀粒或根部 (如玉米、高梁、米、小麥、馬鈴薯、樹薯、西米椰子等) 之天然澱粉,以少量化學藥品處理而得者,經處理的澱粉應用在食品加工以增加產品彈性及口感。澱粉分子係無水葡萄糖脫水之直鏈形與分支形聚合物 (anhydroglucose)。天然澱粉分子之聚合程度及其分子量之大小變異範圍很大,且同種或不同種澱粉間,分支澱粉 (amylopectin) 分子與直鏈澱粉 (amylose) 分子之比例亦各互異,此因素及所採用之化學調製方法都會顯著影響澱粉膠液之黏度、質地及穩定性。天然澱粉之化學調製係經由輕度降解反應或澱粉分子中之羥基與所選用之反應物間之反應而達成,諸如:輕度氧化 (漂白)、中度氧化、加酸水解、單官能基酯化、多官能基酯化(交鏈)、單官能基醚化、多官能基醚化 (交鏈)、加鹼糊化及此類反應之組合運用等。以上加工方法可為分類食用化製澱粉之基礎。惟一般而言,此類澱粉吾人統稱為食用化製澱粉 (食用化製澱粉, 85年 8月 14日衛署食字第 85052151號)。
依據「食品添加物使用範圍及限量暨規格標準」,反丁烯二酸 ((E)-butenedioic acid),亦稱為富馬酸 (Fumaric acid),被歸類於第11類–調味劑中,是合法食品添加物,在各類食品中可視實際需要添加,普遍應用在太白粉、地瓜粉、玉米粉與發糕粉等,目的是為了增加食品彈 Q 的口感,但僅限於食品製造或是加工必須時使用,可以透過異構化順丁烯二酸 (順丁烯二酸與反丁烯二酸互為順–反異構物) 而合成。但是,衛生署現核准廿一種「食用化製澱粉」中,並未包含此次事件不肖業者違法所使用的經「順丁烯二酸酐」修飾之「工業用澱粉」。
「食品添加物使用範圍及限量暨規格標準」中准用之食用化製澱粉品項 (衛生署, 102 年 5 月 12 日製表) |
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項目 | 品名 | 項目 | 品名 |
1 | 酸化製澱粉 Acid-Modified Starch | 11 | 磷酸二澱粉 Distarch Phosphate |
2 |
糊化澱粉 Gelatinized Starch(Alkaline Treated Starch) |
12 |
磷酸化磷酸二澱粉 Phosphated Distarch Phosphate |
3 |
羥丙基磷酸二澱粉 Hydroxypropyl Distarch Phosphate |
13 |
乙醯化磷酸二澱粉 Acetylated Distarch Phosphate |
4 |
氧化羥丙基澱粉 Oxidized Hydroxypropyl Starch |
14 | 羥丙基澱粉 Hydroxypropyl Starch |
5 | 漂白澱粉 Bleached Starch | 15 |
乙醯化甘油二澱粉 Acetylated Distarch Glycerol |
6 | 氧化澱粉 Oxidized Starch | 16 |
丁二醯甘油二澱粉 Succinyl Distarch Glycerol |
7 | 醋酸澱粉 Starch Acetate | 17 |
辛烯基丁二酸鋁澱粉 Starch Aluminum Octenyl Succinate |
8 |
乙醯化己二酸二澱粉 Acetylated Distarch Adipate |
18 | 丁二酸鈉澱粉 Starch Sodium Succinate |
9 | 磷酸澱粉 Starch Phosphate | 19 | 丙醇氧二澱粉 Distarchoxy Propanol |
10 |
辛烯基丁二酸鈉澱粉 Starch Sodium Octenyl Succinate |
20 | 甘油二澱粉 Distarch Glycerol |
11 | 磷酸二澱粉 Distarch Phosphate | 21 |
甘油羥丙基二澱粉 Hydroxypropyl Distarch Glycerol |
順丁烯二酸酐 (Maleic anhydride, 簡稱順酐,或稱馬來酸酐)遇水後形成順丁烯二酸 ((Z)-Butenedioic acid),即為一般所稱之馬來酸 (Maleic acid),含有兩個羧基與兩個氫原子,兩個羧基位於雙鍵的同側。順丁烯二酸與順酐兩者的毒性相當類似。順酐會對皮膚、眼睛、喉嚨與呼吸道產生刺激性,嚴重者,甚至會產生頭痛、氣管炎、鼻出血,噁心、短暫視力受損、結膜炎、肺氣腫、哮喘和蕁麻疹等過敏反應 (Toxnet 資料)。目前臨床上順酐傷害個案絕大多數是來自於職業上長時間或高劑量狀況的順酐洩漏與逸散,或是排放氣體的接觸,根據臨床個案報告顯示,當工人離開暴露環境,症狀便可獲得改善;然而重新暴露至順酐的環境,症狀會再度出現 (Gannon P et al., 1992)。
自1950 年代以來,一些動物研究已經證實,順丁烯二酸與「Fanconi syndrome (范可尼綜合症)」的發生有關,然而其深入的生化機轉,至目前為止仍不是相當清楚 (Int J Toxicol., 2007)。其中 Kramer 和 Gonick (1973) 的研究發現,當大鼠腹腔注射 9.0 mmol/kg 時,會降低腎小球濾過率,並誘發 Fanconi syndrome,伴隨著尿量增加與鈉鉀–ATP 激脢活性下降的現象。1991年,Woods 和 Young 的研究則將 Fanconi syndrome 包括葡糖尿、氨基酸尿、磷酸鹽尿與重碳酸鹽尿等症狀,廣義的定義為,近曲小管再吸收功能喪失。同時,他們發現,儘管近曲小管的再吸收會受到順丁烯二酸的抑制,但是卻不會影響遠曲小管的功能,甚至可以排出額外的鈉。隨後另篇研究 (Eiam-ong S et al., 1995) 則發現順丁烯二酸確實會影響近曲小管的功能,以靜脈注射給予大鼠順丁烯二酸 50 mg/kg b.w. 的劑量時,會抑制腎小管的 鈉鉀 ATP 激脢,引致 natriuresis 尿鈉排泄)、bicarbonaturia(重碳酸尿症)、kaliuresis(尿鉀排泄)。
然而,一般來說,動物毒性測試模式通常都使用「相當高」的劑量來進行研究,同時給予的途徑是以靜脈注射、或腹腔注射等方式。因此,動物研究結果並無法完全代表人類可能的暴露風險。又根據目前的人類暴露研究資料顯示,順丁烯二酸與順酐的急毒性低,沒有證據顯示對人類有生殖發育、基因毒性與致癌性 (http://www.epa.gov/)。綜合以上所述,除了特殊職業環境需要特別注意順丁烯二酸與順酐所引起的刺激與過敏反應之外,一般民眾毋需過度恐慌。
參考資料
- 維基百科-馬來酸, 延胡索酸 https://zh.wikipedia.org/wiki/%E9%A6%AC%E4%BE%86%E9%85%B8
- MSDS of Maleic acid. 出處: http://avogadro.chem.iastate.edu/MSDS/maleic_acid.htm
- http://www.epa.gov/iris/subst/0172.htm
- http://toxnet.nlm.nih.gov/
- Cosmetic Ingredient Review. (2007) Final report on the safety assessment of Maleic Acid. Int J Toxicol 26(2):125-30
- Worrthen HG. (1963). Renal toxicity of maleic acid in the rat: enzymatic and morphologic observations. Lab Invest 12: 791-801.
- Van der Heijden CA, Den Tonkelaar EM, Garbis-Berkvens JM, Van Esch GJ. (1981). Maleic hydrazide, carcinogenicity study in rats. Toxicology 19(2):139-50.
- Everett RM, Descotes G, Rollin M, Greener Y, Bradford JC, Benziger DP, Ward SJ. (1993). Nephrotoxicity of pravadoline maleate (WIN 48098-6) in dogs: evidence of maleic acid-induced acute tubular necrosis. Fundam Appl Toxicol 21(1):59-65
- Kramer HJ, Gonick HC. (1973). Effect of maleic acid on sodium-linked tubular transport in experimental Fanconi syndrome. Nephron 10(5):306-19
- Eiamong S, Spohn M, Kurtzman NA, Sabatini S. (1995). Insights into the biochemical mechanism of maleic acid-induced Fanconi syndrome. Kidney Int 48(5):1542-8
- European Chemicals Bureau; IUCLID Dataset, Maleic anhydride (108-31-6) (2000 CD-ROM edition).
- 聯合報╱記者楊湘鈞, 2013年5月, 「毒」澱粉? 衛署定調「違法添加物」, 聯合新聞網, 出處: http://udn.com/NEWS/NATIONAL/NAT3/7930295.shtml#ixzz2VDDyWI1x
- 行政院衛生署食品藥物管理局, 2013年5月, 「順丁烯二酸酐化製澱粉」Q&A, 出處: http://www.fda.gov.tw/TC/index.aspx