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[資訊] 食品中的吡咯里西啶生物鹼(Pyrrolizidine alkaloids, PA)


發布日期:2022-03-03

       近年來在歐洲,茶類和花草茶中曾發現高含量的1,2-不飽和吡咯里西啶生物鹼(Pyrrolizidine alkaloids, PA),在某些蜂蜜中也出現了濃度較高的情形。葉菜沙拉及藥草/香料也可能摻雜含PA的植物而被污染,例如歐洲千里光(Senecio vulgaris)即含有大量的1,2-不飽和PA。此外,由含有PA的植物製備而得的食品補充劑可能是另一個攝入來源。(右圖僅為示意圖,圖片來源:Pixabay)

       由於其潛在的危害,德國聯邦風險評估研究所(The Federal Institute for Risk Assessment, BfR)認為,需要採取進一步措施以減少1,2-不飽和PA的污染,尤其是食品行業。以下為德國BfR針對PA發布之Q&A。(點擊問題可顯示答案)

Q:什麼是吡咯里西啶生物鹼(PA)?

PA是一大類天然物質,主要由植物產生,也會由真菌和細菌產生。植物物種產生這些化合物被認為是為了抵禦草食動物。已知有數百種的PA及其相關的氮氧化物(N-oxides),預估約有6000多種植物物種中含有PA,目前已經發現至少13個科別的植物具有產生PA的能力,特別是菊科(Asteraceae)、紫草科(Boraginaceae)、豆科(Leguminosae)、夾竹桃科(Apocynaceae)、毛茛科(Ranunculaceae)和玄參科(Scophulariaceae)的植物,例如千里光(Ragwort)、藍薊(Viper’s bugloss)等植物。

Q:含有PA的食品會對消費者造成任何健康風險嗎?

從化學結構來看,PA是由千里光次鹼基(Necine base)與千里光次酸(Necic acid)酯化而成。根據研究指出,某些結構類型的PA可能會損害肝臟,且在動物實驗中也發現某些衍生物具有基因毒性及致癌性。造成上述影響是由於這些PA類型中之千里光次鹼具有C1-C2不飽和型結構,並且與至少一個支鏈千里光酸進行酯化所引起。因此,由於1,2-不飽和PA的潛在危害,這類物質在食品及飼料中是有疑慮的。世界衛生組織國際癌症研究中心(International Agency for Research on Cancer, IARC)將某些PA,例如lasiocarpine、monocrotaline及riddelliine,歸類為Group 2B (Possibly carcinogenic to humans)。

德國BfR於2020年根據2015-2019年間不同食品之濃度資料,推估德國不同年齡族群之1,2-不飽和PA整體暴露量,並評估其可能健康風險。雖然結果顯示兒童及成人族群之攝入量不太可能具健康風險,然而,經由其他此次評估中沒有被考量進來的食品,例如香料及食品補充劑(由於缺乏食物攝取量或PA濃度的數據),也會暴露到1,2-不飽和PA。初步估算香料之PA攝入量指出,儘管食用量少,但可能對1,2-不飽和PA的暴露影響很大。而對成人族群來說,食品補充劑若含有高PA濃度,也可能是1,2-不飽和PA總攝入量的重大暴露來源。

Q:是否有1,2-不飽和PA中毒案例?

曾經觀察到人類在攝入高劑量的1,2-不飽和PA後,造成嚴重、甚至是致命的中毒病例。例如,近幾十年來在阿富汗發生了數千起中毒事件,原因是食用了被天芥菜屬(Heliotropium)植物所污染的穀物。在牙買加,中毒事件是由於所謂的南非國寶茶(Bush tea),其中含有野百合屬(Crotalaria)及千里光植物。在亞洲,中毒案例也與食用某些中草藥有關,原因是這些草藥本身含有1,2-不飽和PA,或是與含有PA的植物混淆或受到污染。德國的一起中毒事件則是一名成人在食用含有1,2-不飽和PA的植物後出現了嚴重的肝功能障礙。

PA相關的中毒特徵主要在於肝臟靜脈阻塞性損傷(少數案例也表現在肺臟),嚴重的胃痛、肝臟部位疼痛、食慾不振、疲勞、腹水、黃疸及肝臟腫大都是靜脈阻塞性肝損傷的臨床症狀。

牲畜吃了含有PA的植物後,也曾發生嚴重中毒事件。牛隻吃了含有林蔭千里光(Alpine ragwort)的乾草和飼料觀察到肝硬化的發生,也有發生馬匹食用含有PA的千里光屬(Senecio)植物導致千里光屬植物中毒(Seneciosis),其特徵是肝臟受損。

Q:長期(慢性)攝入1,2-不飽和PA對健康可能產生哪些影響?

肝臟是長期攝入1,2-不飽和PA主要影響的器官,可能發生靜脈阻塞性之異常。而除了肝臟,其他器官—尤其是肺—也可能會因長期接觸而受損。

此外,囓齒動物的長期研究顯示,某些1,2-不飽和PA具有致癌性,而此致癌效應被假定是由突變作用(基因毒性)所引起。一般來說,由於這類物質之基因毒性-致癌性效應,因此無法推導出安全攝取量。

Q:動物研究的結果可以用於人類上嗎?

雖然許多病例報告記錄了人類短期或中期攝入較高劑量的1,2-不飽和PA後發生肝臟損傷的效應,但仍缺乏可以提供有關致癌性資訊的流行病學研究。然而,在很多情況下,是很難經由流行病學研究來證明這種相關性的,因為攝入致癌物質到發生癌症往往可能有好幾十年的時間。不過德國BfR表示,總體上以現有的科學數據來看,由囓齒類動物觀察到肝損傷和基因毒性-致癌性的實驗結果可以套用到人類身上。

Q:在風險評估中如何考慮不同1,2-不飽和PA其致癌效力的可能差異?

1,2-不飽和PA導致毒性作用的不是化合物本身,而是他們的代謝物-吡咯代謝物(Pyrrol metabolite)。所有1,2-不飽和PA似乎都可能轉化為這些反應代謝物。但是,取決於不同1,2-不飽和PA各自的結構不同,他們的吸收和代謝也可能有所不同,因此可以假定這可能會對其不同衍生物的效力產生影響,這種差異也已被實驗證明。

然而,BfR結論認為,目前有關效力因子(Potency factor)的數據尚不能用於評估1,2-不飽和PA的可能健康風險,尤其是迄今為止建議的效力因子仍然無法得出不同1,2-不飽和PA口服攝入後,有關致癌效力的可靠結論。因此,目前對於癌症風險之評估,是將所有1,2-不飽和PA合併為一個群體來進行,這與歐洲食品安全局(European Food Safety Authority, EFSA)的評估是一致的。

Q:1,2-不飽和PA如何進入食品?

根據目前的知識,1,2-不飽和PA可以經由四種方式進入人類食物鏈:

(1)食品中會存在1,2-不飽和PA的一個主要原因是含有會產生PA的植物,它們生長在農作物的栽培區,在收割過程中污染了食物。舉例來說,在德國有發現由千里光植物引起的生菜污染,阿富汗的小麥由於天芥菜屬植物在麥田的傳播,造成其1,2-不飽和PA濃度增加。1,2-不飽和PA對於茶類、花草茶及藥草/香料的污染,也是由於含PA植物一起被採收下來所導致的。

(2)蜂產品,如蜂蜜和花粉,也可能被1,2-不飽和PA污染,特別是蜜蜂採集花粉的野生植物,如藍薊屬(Echium)、千里光屬(Senecio)及琉璃苣屬(Borago)之植物,它們被認為是污染源。與來自幾個歐洲國家的蜂蜜相比,中南美洲某些國家之1,2-不飽和PA濃度更高。

(3)1,2-不飽和PA也會經由牲畜食用受污染的飼料而進入食物鏈,進而轉移至動物性食品當中,如牛奶和雞蛋。然而,目前尚無證據指出動物性食品中存在的濃度會對消費者造成健康風險。

(4)另一種可能性是食品源自於本身會產生1,2-不飽和PA的植物。舉例來說,「法蘭克福綠醬」中常使用琉璃苣作為香料,或者食品補充劑可能使用含有1,2-不飽和PA之植物或植物萃取物製備而成,例如大麻葉澤蘭(Hemp-agrimony)等植物,則這類食品補充劑之1,2-不飽和PA濃度可能非常高。

Q:1,2-不飽和PA是否容易檢測分析到?

1,2-不飽和PA的分析非常複雜,因為他們包含數種化合物,而且存在於不同的食物中。不過,由於它們的結構和化學特性,通常可利用液相層析串聯質譜技術進行分析檢測。

Q:兒童與成人主要由哪些食物攝入1,2-不飽和PA?

根據德國BfR於2020年針對德國不同年齡族群所做之暴露評估,對於6個月至5歲以下的兒童,1,2-不飽和PA的攝入基本上是來自花草茶、南非國寶茶(Rooibos tea)和含有花草茶之飲品,青少年及成人的暴露也主要來自於花草茶與南非國寶茶。此外,此暴露評估中沒有考慮到的某些食物(例如藥草/香料與部分食品補充劑)也會造成1,2-不飽和PA的暴露。估算藥草/香料之PA攝入量指出,儘管攝取量很低,但可能顯著造成1,2-不飽和PA長期和短期上的暴露,而含有高PA濃度的食品補充劑也是一個額外暴露來源,可能對成人之1,2-不飽和PA總攝入量造成重大影響。

Q:歐盟對食品中的1,2-不飽和PA是否有訂定最大限量?

在歐盟,對於致突變及致癌物質的暴露是應用ALARA (As low as reasonably achievable)原則,即「應降低至合理可達到的最小量」,因為這類物質即使是低攝入量也會導致健康風險增加,特別是如果經常攝取到。目前,歐盟針對某些食品之1,2-不飽和PA含量訂有最大限值,包含茶、花草茶、食品補充劑、花粉及其產品、某些藥草/香料。

Q:1,2-不飽和PA之評估所採用之暴露限值(Margin of exposure, MOE)概念及其MOE值有何意義?

德國BfR在1,2-不飽和PA之風險評估中使用了暴露限值(MOE),這個概念通常應用於基因毒性致癌物質。MOE是「毒性參考劑量」與「人體暴露量」之比值。目前1,2-不飽和PA的評估是使用BMDL10 = 237微克/公斤體重/天作為毒性參考劑量,此數值是EFSA於2017年根據一項口服riddelliine之動物試驗,以該研究中母鼠之肝血管肉瘤(Liver haemangiosarcoma)發生率的結果,使用BMD分析方法推導而得。MOE概念是用於決定優先順序,即推估風險管理措施的急迫性。當MOE值大於等於10000時通常被認為是低健康關注程度—並非是無危害,因此在風險管理措施上之優先順序較低。

由另一個角度來看,根據BMDL10可計算出MOE = 10000時的最大攝入量。然而,毒理學的觀點認為,這個值的可能癌症風險為低關注程度並不等同於無危害,因此即使攝入量在範圍以內,也不能推斷沒有健康危害。由MOE = 10000計算出最大攝入量,目的僅在說明多少1,2-不飽和PA攝入量其MOE值會降至10000以下。

Q:需要採取哪些措施來減少1,2-不飽和PA的污染?

1,2-不飽和PA受關注的主要原因在於其可能之遺傳毒性致癌效應。德國BfR建議在技術上可行的情況下,應繼續努力降低所有食品中該物質的含量,尤其是香料這種含量可能很高的食物。

以植物性食品來說,所使用的原料在種植及收割時須小心謹慎,例如含有1,2-不飽和PA的千里光植物可容易被辨別出來,因此可以使用適合的措施進行監測。此外,在上市前,食品業者應對所有相關的食品種類進行充分檢測,尤其是花草茶、茶類及香料。

此外,德國BfR也建議可參考國際食品法典委員會(CODEX)之「Codes of Practice」,標題為「Code of Practice for Weed Control to Prevent and Reduce Pyrrolizidine Alkaloid Contamination in Food and Feed」,該作業規範提供含PA植物的管理、控制措施,以防止和減少PA對食品及飼料的污染。

Q:消費者如何盡量減少1,2-不飽和PA的攝入量?

如果消費者在選擇食物時遵循多樣性的原則,可以降低潛在健康風險,避免長期、單一暴露於食品中可能危害健康之物質。

建議家長不要只給孩子喝茶類及花草茶,也應提供孩子們其他飲料,例如水或稀釋的果汁。準媽媽和哺乳媽媽們應該選擇其他飲料與茶類及花草茶交替食用,而對於日常主要喝花草茶來滿足水分需求的人更需要注意。

當在製備沙拉或處理蔬菜、藥草時,若不能確定為已知可食用的植物則應丟棄。特別是對於有些會在森林、草地採集野外生長的藥草或其他植物來食用的人,可能就會造成健康危害,因此需具備知識以避開琉璃苣、款冬等含有1,2-不飽和PA的植物。

有在服用以花粉或會產生1,2-不飽和PA的植物所製成的食品補充劑的消費者,應注意這些產品可能含有高濃度的1,2-不飽和PA。

此外,根據目前的資料,並沒有證據表示動物性食品所含的1,2-不飽和PA含量會對消費者造成健康危害。

《資料來源:德國聯邦風險評估研究所 / 2020年06月17日發布》

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Updated risk assessment on levels of 1,2-unsaturated pyrrolizidine alkaloids (PAs) in foods》德國聯邦風險評估研究所

編輯:詹菀菁研究助理 / 校稿:何瑀琪博士及林嬪嬪研究員




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