寶林食安事件致命的「邦克列酸」產生原因為何?中毒症狀有哪些、有哪3種方法可預防?
認識「邦克列酸」的物質特性
邦克列酸(Bongkrekic acid)的菌源是唐菖蒲伯克氏菌毒亞型(Burkholderia gladioli pathovar cocovenenans),攻擊粒腺體,導致細胞內能量傳遞的「能量貨幣」(ATP/ADP)的交換無法正常運作。為28個碳的高度不飽和脂肪酸,含有三個羧酸基,分子量為486 kDa,屬於聚酮類(polyketides),是白色結晶,無色、無嗅、無味。極不溶於水,可溶於氯仿、甲醇、乙醚、鹼液等,在酸、氧化劑、陽光下不穩定,容易被活性炭吸收。一般烹煮是無法將它降解或移除。
印尼、中國等國因邦克列酸引發多起食物中毒事件
1895年在印尼爆發第一件邦克列酸的中毒事件,中毒的食品為發酵天貝椰餅(tempe bongkrek)。1988年,印尼政府禁止以椰子為原料製作發酵天貝椰餅,改用黃豆,也發生中毒,1951~2013年,共發生近萬件的中毒,超過千人死亡。
1953年,中國東北因攝食發酵玉米粉發生中毒,接續在其他地方相繼發生,以發酵的米粉條、銀耳、黑木耳等為主,最嚴重的是2020年發生於黑龍江,因攝食發酵玉米粉,死亡率達100%。1953~2020年,在不同地區相繼發生中毒事件,導致死亡人數超過3000人,這可能是中國的研究報告較多的原因。莫三比克和不丹分別於2015與2020年發生中毒,食物為發酵的玉米粉與酒類飲料,死亡率高於30%。2024年,台灣也發生食物中毒案件,雖在死亡與重症患者的血液中多數測得邦克列酸,但尚未確認污染源。
攝食到邦克列酸污染食物會出現的中毒症狀
1895年印尼爆發第一件邦克列酸中毒事件,中毒食品為發酵天貝椰餅,印尼官方自此禁止以椰子為原料製作發酵天貝椰餅。(圖片來源:Historia.ID Youtube頻道影片截圖)
認識「邦克列酸」的物質特性
邦克列酸(Bongkrekic acid)的菌源是唐菖蒲伯克氏菌毒亞型(Burkholderia gladioli pathovar cocovenenans),攻擊粒腺體,導致細胞內能量傳遞的「能量貨幣」(ATP/ADP)的交換無法正常運作。為28個碳的高度不飽和脂肪酸,含有三個羧酸基,分子量為486 kDa,屬於聚酮類(polyketides),是白色結晶,無色、無嗅、無味。極不溶於水,可溶於氯仿、甲醇、乙醚、鹼液等,在酸、氧化劑、陽光下不穩定,容易被活性炭吸收。一般烹煮是無法將它降解或移除。
印尼、中國等國因邦克列酸引發多起食物中毒事件
1895年在印尼爆發第一件邦克列酸的中毒事件,中毒的食品為發酵天貝椰餅(tempe bongkrek)。1988年,印尼政府禁止以椰子為原料製作發酵天貝椰餅,改用黃豆,也發生中毒,1951~2013年,共發生近萬件的中毒,超過千人死亡。
1953年,中國東北因攝食發酵玉米粉發生中毒,接續在其他地方相繼發生,以發酵的米粉條、銀耳、黑木耳等為主,最嚴重的是2020年發生於黑龍江,因攝食發酵玉米粉,死亡率達100%。1953~2020年,在不同地區相繼發生中毒事件,導致死亡人數超過3000人,這可能是中國的研究報告較多的原因。莫三比克和不丹分別於2015與2020年發生中毒,食物為發酵的玉米粉與酒類飲料,死亡率高於30%。2024年,台灣也發生食物中毒案件,雖在死亡與重症患者的血液中多數測得邦克列酸,但尚未確認污染源。
攝食污染的食物,數小時內(1至10小時)會有不適與盜汗的症狀出現,主要的臨床症狀以腸胃與神經兩系統為主,腸胃系統為嘔吐、噁心、腹痛、和腹瀉,神經系統為眩暈、無力、失去意識等,引發嚴重的肝、腎損傷。
根據動物實驗顯示,攝食邦克列酸會先呈現高血糖,然後低血糖,血液中乳酸含量是正常值的2~3倍,最後呈現粒腺體受損的症狀。如果免疫力較差者,症狀會較嚴重。雖有學者指出1 mg邦克列酸可以致死,動物(mice)實驗結果,半數致死量(LD50)為0.68~6.84 mg/kg,但有關邦克列酸的毒物動力學或致死量的資訊尚不清楚,需要再深入瞭解。
邦克列酸的菌源:唐菖蒲伯克氏菌毒亞型
荷蘭學者(Vanveen&Mertens)首次於1934年自發酵天貝椰餅中分離出染病的細菌,經過學者們多年的努力,於 1999年,確認產生毒素的細菌是唐菖蒲伯克氏菌椰毒亞型(Burkholderia gladioli pathovar cocovenenans,以下簡稱BGC)。該菌除產生邦克列酸以外,還產生另一個毒素:毒黃素(toxoflavin),但非本文主題,不在此討論。BGC普遍存在於全球的土壤、水與生病的植物中,但是,中毒的案例卻發生於少數國家內的某些地區,值得深入探討。
BGC是革蘭氏陰性桿狀菌、好氧性,具有極性、亞極性與側向鞭毛,運動性良好。適合的生長溫度是30~37℃,pH 要高於5.5,食鹽濃度需低於6%,所需要的油脂包括甘油、油酸(oleic acid)和椰脂(coconut fat)(含量小於 10%)。顯然,BGC可在一般環境下增生,但是,產生邦克列酸的條件有所不同,溫度是22~30℃,pH 介於6.5~8.0之間,食鹽濃度需小於1.5~2%。
什麼樣的食物成分會影響毒素的產生?
Garcia等(1999)比較不同脂肪酸與椰脂對邦克列酸產生的影響,發現當椰脂含量低於10%,BGC持續生長,但是沒有產生邦克列酸,但有毒黃素的產生,當椰脂含量為20~50%時,就出現邦克列酸。所試驗的脂肪酸中,月桂酸(lauric acid)、肉豆蔻酸(myristic acid)、與棕櫚酸(palmitic acid)有助於邦克列酸的產生,但是,最能促成毒素產生的是油酸(oleic acid),椰子和玉米均含有油酸,或許是早期發生中毒事件的原因。
Buckle與Kartadarma(1990)指出以椰子培養基培養BGC(30℃),1天後就有毒素的產生,如於椰子培養基中添加 2%食鹽,並用醋酸調整pH 為4.5,雖然BGC增長,並無邦克列酸的產生,但是,單一的食鹽或醋酸的調整,不能完全抑制邦克列酸的產生。0.8%的蒜、辣椒、洋蔥、薑黃和香菜的萃取物於pH 5.5,能有效抑制毒素的生成。但這些香草香辛料萃取物的使用,需在BGC的量還少(小於107.32CFU/mL)的時候,才較能發揮效用。
Yao等(2024)將BGC接種於米粉絲或米粉條中,在儲存溫度低於4℃時,半天後BGC的量雖小於接種量(105CFU/mL),但是仍有一些(102~103CFU/mL),不過沒有毒素生成;於26℃下,儲存1天毒素就會出現。如果接種量提高為108CFU/mL,0.5天就有毒素產生,但於37℃下毒素的產生量反而很少。另,於常溫下(26或32℃),添加黃豆油會使 BGC和毒素增加,但是以玉米澱粉取代米穀粉製成米粉絲,會減少BGC和毒素的生成,可能因為米穀粉中有蛋白質和脂肪,比玉米澱粉提供更多元的營養成分。
預防邦克列酸食物中毒的3大方法
BGC已存在於自然環境中,食物是養分的泉源,BGC因而能增長。但,生長環境與食物成分影響邦克列酸的產生,確實執行食品衛生守則,並將高水活性、低酸性食物儲存於4℃
以下是預防食物中毒的基本方法:
1、濕的澱粉類產品不宜在室溫下存放超過半天。
2、未經適當保存已發酵的米粉絲或粉條類產品,雖然沒有腐敗現象(因為被不當使用的防腐劑遮蓋),尤其是已經添加油脂的產品,都不要食用。
3、發酵產品的品質需確實管控,沒有雜菌的污染,才是安全的。
【本文為作者意見,不代表本媒體立場】
審稿編輯:林玉婷
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參考資料
▶Anwar, M.; Kasper, A.; Steck, A.R.; Schier, J.G. Bongkrekic acid—A review of a lesser-known mitochondrial toxin. J. Med. Toxicol. 2017, 13, 173–179.
▶Buckle, K.; Kartadarma, E. Inhibition of bongkrek acid and toxoflavin production in tempe bongkrek containing Pseudomonas cocovenenans. J. Appl. Microbiol. 1990, 68, 571–576.
▶Han, D.; Chen, J.; Chen,W.; Wang, Y. 2023. Bongkrekic Acid and Burkholderia gladioli pathovar cocovenenans: Formidable Foe and Ascending Threat to Food Safety. Foods 2023, 12, 3926. https://doi.org/10.3390/foods12213926
▶Rafael A. Garcia, Joseph H. Hotchkiss and Keith H. Steinkraus, 1999. The effect of lipids on bongkrekic (Bongkrek) acid toxin production by Burkholderia cocovenenans in coconut
media. Food Additives and Contaminants, 1999, Vol. 16, No. 2, 63-69.
▶Yueting Yao, Xianwu Zhong, Yong Zhou, Hongfeng Zhang, Dan Zhao, Weiwei Zhang, Yufei Liu, Jianxiong Xu, Chaojun Xie, Chao Yu, Yanyan Wang, Zihui Chen, Kuncai Chen, Jun Yuan. 2024. Exploring the characteristics of Burkholderia gladioli pathovar cocovenenans: Growth, bongkrekic acid production, and potential risks of food contamination in wet rice noodles and vermicelli. Food Microbiology 120 (2024) 104449.