本期文章

膳食硝酸鹽──是敵?是友?

文/游素玲、黃伯超    

半個多世紀以來,飲食硝酸鹽被認為與胃癌等疾病有關。導致有些民眾很在意飲食、飲水中硝酸鹽的含量。1980年代,很驚訝地,科學家們發現人體不但可以合成硝酸鹽,並且硝酸鹽在還原成一氧化氮(nitric oxide, NO)以後,具有保護人體心血管等的健康效益。



在發現一氧化氮生理功能的過程中,曾經發生一段有趣的故事。100多年前,人類利用硝化甘油製造火藥進行開山鑽洞。硝化甘油本身很不穩定,容易發生事故。諾貝爾(Alfred Bernhard Nobel)先生發明了安全的硝化甘油火藥配方而獲得大利,為了回饋社會設立諾貝爾獎。諾貝爾先生晚年罹患心絞症,醫生要他服用硝化甘油。諾貝爾拒絕,因為他不認為硝化甘油能減輕心絞症的痛苦,並且說:「真是命運作弄,醫生竟然要我服用硝化甘油。」



硝化甘油能治療心絞症的原因,在1977~1980年先後被姆拉德(Ferid Murad)、傅齊高(Robert Furchgott)與伊格納洛(Louis J. Ignarro)等科學家證實,原來血管的內皮細胞會產生一種能傳遞訊息的分子,讓心臟血管鬆弛。這個分子就是一氧化氮。100多年來硝化甘油能治療心絞症的迷惑,終於獲得合理解釋。1998年,這3位科學家因為發現一氧化氮的生理功能的成就,榮獲諾貝爾生理醫學獎。



硝酸鹽的正面健康影響



降低心血管疾病的風險



身體以2種方式產生一氧化氮。其一,正常生理狀況下,人體內的L-精胺酸透過血管內皮細胞一氧化氮合成酶(endo-thelial nitric oxide synthase, eNOS)的作用,合成一氧化氮。一氧化氮具有使血管擴張、調整血壓、抑制內皮細胞發炎及血小板凝集的功能。



其二,在缺氧的狀況下,eNOS的活性會被限制,身體無法經上述途徑產生一氧化氮。此時,體內的硝酸鹽可以在沒有還原酶的情況下,轉變成一氧化氮。這個作用在缺氧、缺血時特別明顯,因而減少了高血壓、動脈血管粥狀硬化、中風等風險。至此,科學家不再認為硝酸鹽是沒有生理功能的無機物。



硝酸鹽的腸唾液循環



體內硝酸鹽來源,一是從食物攝取,例如葉菜類含較多硝酸鹽。另一個來源是身體合成:身體利用精胺酸合成一氧化氮後,一部分會氧化成亞硝酸鹽、硝酸鹽。



硝酸鹽會透過腸唾液循環(entero-sali-vary circulation)產生一氧化氮。



一、食物裡的硝酸鹽被吃入,在口腔接受舌頭上共生細菌還原酶作用還原成亞硝酸鹽。部分亞硝酸鹽在胃的酸性環境中繼續還原成一氧化氮;剩餘的硝酸鹽、亞硝酸鹽被小腸吸收,大部分硝酸鹽最終從尿液排出。



二、血液裡的硝酸鹽(從身體合成與從食物攝取),高達25%的量被唾液腺攫取、濃縮後釋放在唾液裡,經過舌頭上細菌作用產生亞硝酸鹽。飲食裡約5~8%硝酸鹽被舌頭的共生細菌轉變成亞硝酸鹽。然後進入胃裡還原成一氧化氮,如上所述。



這些過程就稱為硝酸鹽的腸唾液循環。



增加胃腸的殺菌作用



若把沙門氏菌(Salmo-nella)等腸胃致病菌長時間浸泡在強酸(pH 2)中,只會讓細菌停止生長。因為單靠強酸沒有辦法殺死這類病菌,這些活菌會移動到小腸,感染腸道。假如把亞硝酸鹽加到強酸裡,則具有殺菌的能力。研究發現,假如把食用深綠色蔬菜飲食後在唾液裡產生的亞硝酸鹽的含量,加到強酸裡,同樣可增加殺菌的功能。顯示飲食硝酸鹽可以增加胃腸的殺菌能力。



大腸桿菌雖然比其他病原菌更頑強。但是把亞硝酸鹽加入強酸中,仍然比單獨使用強酸,更具對大腸桿菌的殺菌效果。自從法規嚴格限制在肉品中加入亞硝酸鹽的量以後,大腸桿菌成為人類生活中不可忽視的食物病原菌。



動物實驗發現,大白鼠的胃黏膜放在含亞硝酸鹽豐富的人類唾液中,老鼠的胃黏膜會增厚、血流量增加,這些現象都有利於保護胃黏膜。研究發現,一氧化氮會與細菌的呼吸酵素的鐵-硫中心結合,或直接破壞其DNA,都可以殺死細菌。很多證據支持,飲食硝酸鹽已然成為抵抗腸胃病原菌的重要一員。



將來抗生素可能不再是治療腸道感染的好方法。相反的,增加食物硝酸鹽可能被認為治療近端小腸疾病的重要策略,因為它可能讓我們避免口腔、胃、小腸疾病,並且避免人體產生抗生素的抗性反應。



硝酸鹽的負面健康影響



高危險群者吃入過量亞硝酸鹽,可能導致2種健康傷害,嬰兒變性血紅素血症(infantile methaemoglobinaemia)與致癌性。



嬰兒變性血紅素血症



未滿6個月的嬰兒吃了細菌感染過的井水(硝酸鹽變成亞硝酸鹽)可能罹患嬰兒變性血紅素血症,其原理如下:





正常血紅素裡含二價鐵離子(Fe2+)。變性血紅素則為三價鐵離子(Fe3+),這種血紅素無法把氧釋放到組織中,於是身體呈缺氧狀態。小於6個月的嬰兒特別敏感,身體會缺氧、發紺(皮膚及黏膜因缺氧所致之藍紫色變化),稱為藍嬰症。

市售嬰兒食品大致上沒有硝酸鹽毒性的問題。3月以下的小嬰兒儘量避免吃自家製備的蔬菜嬰兒食品(例如菠菜、甜菜、綠色豆子、南瓜、胡蘿蔔製備的),可能因為自家的飲食、飲水污染造成亞硝酸鹽量偏高。母乳裡幾乎沒有硝酸鹽,因為硝酸鹽不會濃縮進入母乳,並且母乳裡有維生素C,因此以母乳哺餵的嬰兒不容易罹患變性血紅素血症。遵循衛生單位建議的母乳哺餵至少6個月,並且於6個月以後才添加副食品,同時從飲食供應充足維生素C,可以保護嬰兒避免罹患變性血紅素血症的風險。



健康成人、兒童單純因為攝取多量硝酸鹽,並不會引起變性血紅素血症。但是有腸胃炎者、或者吃了細菌污染的水等,則容易導致變性血紅素血症。



致癌性



醃肉等肉類加工品加入硝酸鹽、亞硝酸鹽導致癌症的說法,也讓人擔心吃入硝酸鹽。硝酸鹽加在肉品裡的目的是固定肉的紅色、抑制細菌生長等。硝酸鹽導致癌症的假設性說法是人體攝取飲食硝酸鹽,它受口腔唾液細菌作用變成亞硝酸鹽,然後在胃裡與胺基酸合成致癌性的亞硝胺(N-nitrosamines)。



還有一個說法是,硝酸鹽加入肉品時,被肉裡的細菌還原酶還原成亞硝酸鹽,與肉類的某些胺基酸結合生成亞硝胺,人體吃了亞硝胺可能產生胃癌。



很多研究試圖探討硝酸鹽本身是否直接與人體癌症有關。有些動物實驗顯示亞硝胺會引起動物癌症。但是,一般飲食在人體所形成的亞硝胺是否足夠引起胃癌?事實上,沒有人體研究可以證明這種說法。理由是胃裡分解蛋白質的酵素為胃蛋白酶,能分解為胺基酸的能力相當有限。所以胃裡幾乎沒有游離胺基酸,即使小腸前段(亞硝胺形成的地方)可供形成亞硝胺的游離胺基酸很少。流行病學也未顯示攝取亞硝酸鹽與人體癌症風險的關係。



相反的,研究顯示素食者攝取較多蔬菜、水果,其硝酸鹽攝取量是非素食者約3倍,但胃癌的標準化死亡率(standardized mortality ratio, SMR)卻較低。



蔬果豐富飲食的硝酸鹽對心血管的健康效益



研究顯示,在飲食中添加硝酸鹽,會影響高膽固醇飲食對血管的作用。小白鼠吃了高膽固醇飲食3個星期後,血管產生明顯的病理變化,例如白血球黏附性增加、血管內皮受損等,有這些現象容易發展為血管動脈粥狀硬化症,在老鼠的飲水中加入硝酸鹽則明顯降低上述病理變化。



有些學者更有興趣於硝酸鹽在營養學上的應用。舉例得舒(DASH)飲食、地中海飲食等含有豐富的蔬菜,有降低血壓的效果。原因是這種飲食除了含有豐富鈣、鉀、多酚、纖維、植物化學物質、低鈉、少動物性蛋白質外,豐富的蔬菜、水果裡多量硝酸鹽可轉變為亞硝酸鹽、一氧化氮等,可以讓血管擴張、降低血壓、減少心肌梗塞與中風發生率。



食物與飲水的硝酸鹽、亞硝酸鹽來源



飲食中超過80%硝酸鹽從蔬菜獲取。葉菜類和根菜類的硝酸鹽含量較高。葉菜類如菠菜、甜菜、萵苣、芹菜等含硝酸鹽較多(表1);茄果類例如蕃茄、茄子等則較少。蔬菜經過清洗、削皮、水煮可以去掉部分硝酸鹽。一般飲水的硝酸鹽含量也不少。有肥料滲漏的地下水、井水的硝酸鹽含量可能更多。





蔬菜中的硝酸鹽受其硝酸鹽還原酶的作用會轉變成亞硝酸鹽。除了蔬菜含有硝酸鹽還原酶外,其他主要來源為大腸桿菌、沙門氏菌等。所以蔬菜貯存不當、飲水受細菌污染時,亞硝酸鹽含量會增加。



醃肉等肉品的亞硝酸鹽含量也高。經過亞硝酸鹽處理的肉品例如培根、熱狗、香腸、臘肉、火腿、冷盤肉片、鹹牛肉片等。世界各國的食品法規對於肉品添加亞硝酸鹽或硝酸鹽均有嚴格管制。



硝酸鹽的允許攝取量



世界衛生組織訂立硝酸鹽每日允許攝取量(acceptable daily intakes, ADI)為0~3.7 mg/kg(體重),換算成60公斤成人為222 mg硝酸鹽。得舒飲食的高蔬菜、水果硝酸鹽含量會超過ADI約5.5倍。即使1份菠菜沙拉的硝酸鹽含量也會超過ADI的量。歐洲食品安全局(European Food Safety Authority)做了一個結論,攝取蔬菜水果的好處,遠超過任何對硝酸鹽、亞硝酸鹽可能發展為癌症風險的說法。流行病學與人體實驗均顯示,植物來源的硝酸鹽、亞硝酸鹽在心血管健康與腸胃免疫功能有重要的生理角色。



如何避免吃入過多硝酸鹽、亞硝酸鹽



1.吃新鮮蔬菜,少吃醃製蔬菜。吃入天然植物來源的硝酸鹽、亞硝酸鹽大致沒有健康上的問題。醃製蔬菜在加工過程中會破壞維生素C等抗氧化劑,都會使亞硝酸鹽增加。



2.少吃醃肉等肉類加工品。例如培根、熱狗、香腸、臘肉、火腿、燻肉、鹹魚、鹹肉等的亞硝酸鹽含量都偏高,應儘量少吃。



3.避免食物污染。若未使用公筷,通過眾人的筷子反複接觸菜餚,等於將個人口中的細菌置入菜餚中,時間越長細菌繁殖越多,產生的亞硝酸鹽也越多。另外,倘若食物處理、貯存不當,感染大腸桿菌、沙門氏菌等,也會增加亞硝酸鹽的含量。



結 論



1.長時間以來,人們認為硝酸鹽會引起癌症而心生恐懼。有些農民因此而去種植低硝酸鹽含量的蔬菜。因此這一類蔬菜價格較貴,很多人會因此而無法吃到足夠的蔬菜水果。近20、30年來的研究,發現豐富的蔬菜水果的飲食裡的硝酸鹽可以減少缺血性心臟病的發生、增加腸胃殺菌的能力。其健康利益超過可能的害處,學者仍建議每天攝取足夠蔬菜與水果。



2.流行病學顯示植物性食品的硝酸鹽沒有害處,但是肉類加工品,例如培根、熱狗等以及醃漬蔬菜的亞硝酸鹽含量偏高,建議少食這些醃漬加工食品。



3.不論動物或植物性食品若貯存不當被細菌感染時,會增加亞硝酸鹽的含量。所以食物宜貯存在低溫、通風、衛生的環境中。菜餚儘量一餐食用完畢,或使用公筷。


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