文章來源 : 科技大觀園
原文連結 : https://scitechvista.nat.gov.tw/zh-tw/Articles/C/0/9/10/1/2218.htm
琳瑯滿目的各式食物帶來飲食很大的方便性（圖片來源：種子發）
增益天然食品所不能
走進超市或便利商店，琳瑯滿目的各式食品，從生鮮蔬果、冷凍魚蝦，到生菜沙拉、冷凍蝦仁炒飯、養生奶粉，帶給我們飲食很大的方便性，也改變了現代人的生活型態。
展示架上來自世界各地的食品，讓消費者能夠不受時間及距離的限制，隨時有機會吃到來自世界各地的美食佳餚。北歐的鮭魚、巴西的柳橙汁、日本的甜點等豐富了我們的飲食內容，帶來生活上的許多歡樂。便利多變化的食品已經成為現代文明中一項很重要的特徵，食品科技的貢獻功不可沒。
食品科技如何把容易腐敗變質的食品原料加工成色香味俱全，又保存良好的各類食品？
讓食品安全又美味地送到消費者的餐桌上，是過去一個世紀以來食品科學家持續研發的重要課題。蔬果魚肉這些食材都是有生命的材料，一旦調理加工之後，許多原本透過生理控制不會發生的變化一一浮現，唯有控制這些變化才能保持住良好的食品品質，加熱、冷凍或乾燥是食品工業常用的保存與調理技術。
但是在很多情況下，單獨採用加熱、冷凍這些方法無法奏效，或這些加工方法反而衍生出對食材不利的變化，例如加熱過度的鮭魚肉質變老或牛肉有焦味等。從先人的經驗或一些自然現象中，食品科學家發現有些物質會抑制這些變化的進行，只要把它加入食品中就可以增進品質。甚至把這些添加物與加熱、冷凍等加工方法並用，可以更有效提高產品的安全與品質。食品添加物也因此廣泛應用在各種食品中。
適量即可
依據我國食品安全衛生管理法的定義，食品添加物是指食品的製造、加工、調配、包裝、運送、貯存等過程中，用以著色、調味、防腐、漂白、乳化、增加香味、安定品質、促進發酵、增加稠度、增加營養、防止氧化或其他用途而添加或接觸於食品的物質。因此，這些物質與平常當作食品原料的食材或香辛料不同。
應用食材或添加物改進食品品質在日常生活中有許多例子，切好的水果例如蘋果放置一段時間後表面會產生暗黑的色澤，若把切好的蘋果泡一下食鹽水或滴上檸檬汁都可以延緩變色。究其原因，切開的動作對蘋果來說等同受到了外傷，因而會引發酵素反應以保護傷口。
檸檬汁中含有檸檬酸，會抑制這種「酵素性褐變反應」的進行，因此可以延緩變色。但是如果想要使切好的水果保存在冰箱中2、3天，甚至更長不褐變，就必須使用較多的食鹽或檸檬汁，水果味道便會變得太鹹或太酸。
因此科學家尋找不會影響風味，又能抑制變色的成分，發現維他命Ｃ、含硫胺基酸例如半胱胺酸、4-hexyl resorcinol，在較低的用量下或與低量的檸檬酸一起添加，對風味與色澤的保存效果更好。
豆腐是另外一個有趣的例子。豆腐是傳統的加工食品，古代漁夫發現在豆漿中滴進魚簍中的鹽滷會凝結變成軟軟的嫩豆腐。鹽滷中使豆腐凝固的主要成分是氯化鈣，由於鹽滷中還含有氯化鎂，具有苦味，使用高純度的氯化鈣或硫酸鈣做為凝固劑，就可以避免產生苦味。
然而做好的豆腐在室溫下放半天就會腐敗，必須迅速降溫冷藏包裝才能儲放。但是柔軟的豆腐要裝到包裝盒中，在大量生產作業上可要大費周章，如果能夠控制豆漿的凝固在裝盒後再發生，豆腐的生產就會簡單許多，而且可以避免豆腐在分切、裝盒過程中遭受細菌的汙染。
一種酸化劑葡萄糖酸-δ內酯就有這樣的功能，把它加到冷豆漿中一起裝入包裝盒時並不產生酸性，只有加熱到溫度超過攝氏90度，葡萄糖酸-δ內酯會變成一種弱酸–葡萄糖酸，豆漿在弱酸的條件下也會凝固成豆腐，這就是市面上常見盒裝豆腐的製作方法。因此添加物的使用可以突破一些加工技術上的限制，讓產品更容易製造，品質及安全性也可以獲得保障。
這一系列的物質固然可以增進色香味、保存食物避免腐敗損耗、保留或強化營養價值，或使加工更簡便，但是添加到食品中的這些物質安全嗎？這是消費大眾與科學家都十分關心的問題。基於確保飲食的安全，食品法規對於食品添加物的使用有嚴格的規範，必須在食用安全性確認無虞，而且經過衛生機關核准後，才能成為合法的添加物。
規範用量
食品添加物可以有效地提升食品的色香味，以至於引發社會大眾產生例如沒有愛玉的愛玉凍，或是不用牛肉熬的牛肉湯之類的質疑。有鑑於此，食品標示法規近來也日益嚴格，以減少魚目混珠、攙偽作假事件的發生，維護消費者飲食的權益。
食品添加物的安全性與國民健康息息相關，我國與世界各國都是透過法令來規範添加物的使用。
「食品安全衛生管理法」及「食品添加物使用範圍及限量暨規格標準」規範了食品中添加物的使用，而且立法採正面表列的方式，也就是說只有法規列出的添加物才准許使用，除此之外都不得添加。同時對於添加物可以使用在哪些食品中、添加的限量、規格（例如重金屬含量）都有明確的規範。
國內主管機關在制定這些使用範圍及用量標準時，都會參考國際間的規範，例如聯合國下設食品衛生法典委員會的規範，並考慮國內的情形，委由專家組成的「食品衛生安全諮議委員會」逐案充分討論通過後才明令公告。
食品添加物不論是由天然原料精製或化學合成方式製得，食用量過高都可能傷及健康。尤其是不當使用，對身體健康的危害更是不可忽視。
因此添加物的使用必須非常謹慎小心，例如亞硝酸鹽在肉製品中容許的限量是0.07 g∕kg以下，過量時會與二級胺作用產生致癌性的亞硝胺。化學合成的抗氧化劑二丁基羥基甲苯在脫水馬鈴薯片允許的添加量是0.05 g∕kg以下，在一些實驗中發現它具有致突變性，過量可能對人體產生不良生理作用。由於存在危害的風險，許多人對食品添加物一直無法抱持肯定的態度。
政府部門及學者專家在決定一個添加物是否可使用在食品中時，必須權衡添加物的風險和利益。添加之後是利大於弊，還是弊大於利？就像生病吃藥，有些藥吃了可能有副作用，但是當利大於弊時仍然值得使用。以鹹菜為例，傳統加工必須加入高量的鹽來抑制微生物的生長，如果要降低鹽分會面臨產品容易發霉的問題。這時添加防腐劑可以避免吃到發霉的食物，並且可以降低長期食用高鈉食物帶來的心血管疾病的風險，這些利益遠大於防腐劑潛在安全的風險，就會允許在鹹菜中添加防腐劑。
國內在制定食品添加物標準時，會考慮國人的飲食習慣。例如從國民營養調查的資料，推算各種食物在不同年齡層會吃多少；也會參考與我們飲食習慣比較接近的國家，例如日本的規定，綜合判斷一個食品添加物在這樣的食用量下對健康的影響有多大。在有些情況下，我們的飲食習慣與日本不同，例如醬油，日本人通常用來沾食物吃，國人則較常用來滷肉或紅燒，吃進體內的總量就會比日本人高，因此國內醬油中防腐劑允許的限量就訂得比日本低。
在比較極端的情況下，如果有些民眾非常偏好某一項產品，飲食習慣跟一般人不一樣，因為食品添加物的安全性是根據全民食用量的平均數訂定的，嚴重偏食的人吃進去的某些添加物的量就可能過高，對於健康的風險就比較高。
整體來說，在現行的食品添加物法規下，食品廠商必須盡責自我管理，使用合乎規格標準的添加物，且添加的對象與用量都合於法規，民眾飲食安全才會受到保障。
由於正確使用是添加物安全性的重要因素，西諺說「Trust is good but control is better」，因此食品添加物的稽查也是管理上重要的一環。中央及各縣市政府主管機關也因此會定期抽驗食品，對於常發生違規使用的防腐劑、漂白劑、人工合成甜味劑等逐項檢驗，避免過量或違法使用的情形發生。
然而稽查管理面臨一項很大的問題，法規表列之外的違法添加物不勝枚舉，在接獲檢舉通報，或有過查獲紀錄的成分，例如硼砂，衛生機關可以檢測。但是在商業利益的誘使下，少數廠商添加廉價非法的化學藥品，在沒有線索下，要對一個不知道的成分做檢驗，須耗費龐大的時間和人力，僅依日常的稽查檢測，查獲的困難度很高，而且到發現時可能已對消費者安全造成很大的危害。
近來重大的食品安全事件，奶粉中添加三聚氰胺或澱粉使用順丁烯二酸都暴露出管理與檢測上的困境。發展一種可以快速地驗出食品中不明添加物的新檢測技術，是食品科學家很大的挑戰。
最少量添加
消費大眾看到食品包裝的標示上寫著氫化植物油、脂肪酸蔗糖酯、安定劑、胺基乙酸、糊精、膨脹劑、鹿角菜膠、丙二醇等，多數人的心裡會問，幹嘛用這麼多添加物？安全嗎？縱然這些添加物都是合法使用，消費大眾心理的疑慮促使廠商在研發產品時更加謹慎，開始發展使用最少量添加物或無添加的新產品。
添加物減量或取代可以從加工程序改變著手，例如在蔬果產品殺菌過程中會因過度受熱，破壞了產品的風味或營養成分，近年來食品科學家發展出一系列非熱加工技術，透過物理的方法，不添加防腐劑並且取代加熱殺菌來保存食物。目前薄膜過濾除菌技術和高壓殺菌技術的發展相當成功，在啤酒、果汁、肉品上已經有許多實際的應用，生產的食品冷藏保存期限可以延長14到60天以上。
有些產品添加防腐劑是為了延長保存性，避免到期銷售不完回收銷毀的損失。結合資訊及物流技術，讓廠商有足夠的資訊，計算好產品的倉儲、配送和架售時間，並且預估產品的銷售量，搭配末端通路的作業，做好產銷的管理，使過期品的數量降低，就可以避免產品中防腐劑的添加。
研發更安全的添加物也是取代現有添加物的一種方法。例如溴酸鉀在二十幾年前是合法的麵粉改良劑，用在烘焙製品中可以增加麵筋的強度及彈性；但是動物研究發現，溴酸鉀有引發腎臟癌的風險，目前的食品法規已經禁用。取代的方法是改為添加維生素Ｃ或半纖維酵素、麩胱苷肽氧化酵素來處理麵糰，不但安全，同樣可以維持麵包良好的口感。
以往曾發生在油麵中非法添加硼砂，硼砂可以增加麵條的彈性及咀嚼感，但是硼砂會對人體產生妨害消化和抑制營養素吸收的危害。國內的學者已經研發成功，在製麵時使用合法的添加物磷酸鹽或黃豆蛋白、小麥蛋白，都可以替代硼砂，並且保持麵糰的穩定度及麵條良好的咀嚼感。
食品科技帶給我們飲食的便利及豐富的口味，也大幅減少食品腐敗中毒事件的發生，食品添加物的應用在其中扮演重要的角色。隨著對健康意識的重視，消費大眾期盼加工食品能更天然、新鮮、儘量少用添加物。食品科學家及廠商必須緊密合作，持續開發新技術，提升檢測技術能力，建構完整食品履歷追溯制度，讓我們的飲食更安全健康和美味。