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食品/農產品
2022/10/21

天然植物毒素:吡咯利啶生物鹼 (PA)、莨菪烷類生物鹼 (TA)

內文出處 SGS食品服務
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植物體面對外來病菌、昆蟲或食草植物的侵害,會分泌一種次級代謝物--「生物鹼」,是一種胺基酸衍生而來的含氮鹼的低分子量化合物,這類物質通常具備生理活性,常被用來開發成為藥物、興奮劑或毒藥,除了台灣汙染物與毒素類法規中有限值規範的配醣生物鹼/茄鹼外,吡咯利啶生物鹼 pyrrolizidine alkaloids (PA)及莨菪烷類生物鹼tropane alkaloids (TA) 也分布相當廣泛。

吡咯利啶生物鹼 (PA)、莨菪烷類生物鹼 (TA)

  含有吡咯利啶生物鹼 pyrrolizidine alkaloids (PA) 和莨菪烷類生物鹼tropane alkaloids (TA) 存在於多種植物中,是植物體用來抵禦外在食草性昆蟲威脅所產生的天然成分。目前已知的PA 約有600多種 (及其 N-oxides衍生物) 和超過200多種的TA。
 

PA 和 TA 如何進入食品? 哪一類的食品會被影響?

  PA存在於6,000多種植物中,全球約有3%開花植物體中含有此物質,例如紫草科、菊科及豆科。TA 則還存在於茄科植物中,例如曼陀羅花、顛茄等。在食品中發現 PA 或 TA 的主要原因植物於收穫時不經意地混入了會產生 PA 或 TA 的雜草植物,此外,PA 也會經由食品的植物性材料本身(例如草本植物、沙拉、葉類蔬菜、穀物、草本補充劑、茶、草本茶)或其花粉 (蜂蜜) 而進入食物鏈中。TA 則存在於穀物類(特別是高粱、小米、蕎麥)、亞麻籽、大豆、葵花籽、茶類及草本茶。
 

PA和TA的健康危害及相關法規限量?

  在較高的濃度下,PA 和 TA 會可能對健康產生負面影響。 某些PA 被特別認為是有毒或致癌的,TA 則可能對於具有心血管疾病的人存在健康風險,特別是嬰兒及幼兒。2017年歐盟食品安全管理局 (EFSA)發布了關於蜂蜜、茶、草本茶飲品 (herbal infusion) 和食品補充劑中存在PA對人類健康的風險的聲明並指出PA暴露可能提升致癌風險,特別是對於頻繁接觸這些食品的消費者,例如年輕人群。2018年EFSA的報告中指出,在榖類及其製品和草本茶飲品中TP的含量較高,雖然遵守良好農業規範可降低穀物中的TP,但若高粱、小米、玉米和蕎麥的種子遭到汙染,不易經由分類和清潔除去或降低TP。
        早年歐盟汙染物與天然毒素限量法規中,僅針對穀類基質的食品以及嬰幼兒食品( 含有小米、高粱、蕎麥或其製品) 中的 2 種 TA (Atropine 及 Scopolamine) 制定限量皆為  1.0 μg/kg [(EU) 2016/239],後續基於更多的科學研究結果和風險評估,陸續針對更多產品制定相關限量:2020 年12月 (EU) 2020/2040針對草本茶飲品、茶葉及風味茶、含有草本成分的膳食補充品、花粉、琉璃苣、乾燥草藥、孜然種子等制定PA的最大限量 (自2022年7月1日起實施,於2022年7月1日前合法投放於市場者可在2023年12月31日前持續販售)。2021年8月 (EU) 2021/1408 針對小米、高粱、玉米、蕎麥、草本茶飲品等產品制定TA的限量 (以atropine 及 scopolamine總和計),自2022年9月1日起生效。
 

SGS 德國實驗室所採用的檢驗分析方法

  樣品經由均質和萃取後,萃取液以液相串聯質譜儀 LC-MS/MS (liquid chromatography with tandem mass spectrometry) 進行分析 4 種 TAs及15 種PAs,依據不同的樣品基質,定量極限可達 5 μg/kg 至 1 μg/kg。

TAs 檢測的項目包括:

  1. scopolamine
  2. atropine
  3. atropineN-oxide
  4. anisodamine
 

PAs 檢測的項目包括:

  1. echimidine and echimidine-N-oxide
  2. erucifoline and erucifoline-N-oxide
  3. europine and europine-N-oxide
  4. heliotrine and heliotrine-Noxide
  5. intermedine/indicine and intermedineN-oxide/indicine-N-oxide
  6. jacobine and jacobine-N-oxide
  7. lasiocarpine, lasiocarpine-N-oxide
  8. lycopsamine and lycopsamine-N-oxide
  9. monocrotaline and monocrotaline-N-oxide
  10. retrorsine and retrorsine-N-oxide
  11. senecionine and senecionine-N-oxide
  12. seneciphylline and seneciphylline-N-oxide
  13. senecivernine and senecivernine-N-oxide
  14. senkirkine
  15. trichodesmine
 

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參考資料

  1. 國家衛生研究院:植物性天然毒素技術報告
  2. 歐盟食品安全局:Pyrrolizidine alkaloids in tea, herbal infusions and food supplements
  3. 歐盟食品安全局:Call for continuous collection of chemical contaminants occurrence data in food and feed
  4. COMMISSION REGULATION (EU) 2016/239 (2016/2/19) amending Regulation (EC) No 1881/2006 as regards maximum levels of tropane alkaloids in certain cereal-based foods for infants and young children
    https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/?uri=CELEX:32016R0239 
  5. COMMISSION REGULATION (EU) 2020/2040 (2020/12/11) amending Regulation (EC) No 1881/2006 as regards maximum levels of pyrrolizidine alkaloids in certain foodstuffs
    https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/?uri=celex%3A32020R2040
  6. COMMISSION REGULATION (EU) 2021/1408 (2021/08/27) amending Regulation (EC) No 1881/2006 as regards maximum levels of tropane alkaloids in certain foodstuffs
    https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/?uri=celex%3A32021R1408