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明胶、铬和胶囊
     2013-12-23 11:05:51   点击 3192  
                                    2012年04月27日 三联生活周刊 曹玲
明胶
     人类使用明胶的历史已经很久了。大约在8000年前,中东地区的穴居人就已经可以从动物组织中提取黏胶。3000年后,古埃及人把这种黏胶和木质胶一起作为家具黏合剂。那时,人们也获得了一种新的食品冷却后凝固的动物提取物这正是食用明胶的雏形。
如今,人们给明胶的定义是动物的皮、骨、筋腱中的胶原,经部分水解后,提纯而获得的蛋白质制品。明胶属于天然的高分子多肽聚合物,各种动物的骨和皮都可以利用,现在大生产中最常用的是猪、牛的皮和骨,其中含有85%~90%的蛋白质,0.3%~2%的矿物质,9%~12%的水分。
有几个世纪,明胶都被视为一种奢侈品,宫廷和贵族用它来制作酱料。直到拿破仑时期,明胶才成为一种普遍食品。当时英格兰海军封锁海岸使肉类变得稀缺,政治家和科学家开始寻找可替代的蛋白质,最终锁定了明胶。1803和1818年,巴黎医院的军事行政官委托化学家研究生产明胶的方法,由此明胶作为一种有营养价值的蛋白质被系统研究。他们试图弄清人们在饥荒时是否可以靠明胶生存,法国生理学家马让迪发现,如果单纯用明胶饲养狗,狗的体重会逐渐减轻,最后死去。科学家于是发现,明胶虽然是蛋白质,但是缺少色氨酸和其他几种存在于大多数蛋白质中的氨基酸。缺乏这些必需的氨基酸,无法合成人体所需的全部蛋白质。
但美国人很快把明胶制成各色零食。1845年,美国人彼得·库珀(Peter Cooper)首次发明了凝胶状点心并获得专利;1897年这种产品加入水果香料,并被命名为“吉露果子冻”,目前在美国年销售近30亿盒;20世纪初,美国发明果汁软糖;30年代发明全球闻名的橡皮小熊糖;70年代生产出水果酸奶酪,后来均风靡全球。
     法国人研究明胶能否作为肉的替代的同一时期,他们还发现了明胶的新用途。1834年,法国药剂师弗朗索瓦·莫特(Fran~ois Mothès)制造出明胶囊,获得专利。他把一个充满水银的很小的皮袋子放入明胶浓缩液中,冷却干燥后,去掉覆盖在皮袋子上薄薄的一层膜,就是最初的胶囊。这些胶囊使药物不再有苦味,而且使药物免受冷、热和湿度等外界环境影响。
后来,美国成为明胶胶囊生产的领头羊。1897年,美国礼来公司将粉末状或颗粒状的药物填充到很薄,由两部分构成的硬明胶胶囊中。1931年,世界上第一台自动连续生产软胶囊的机器被发明,由此拓宽了明胶的应用领域。它被用于其他药物,比如口腔崩解片和微胶囊,防止有效药物成分受光照和氧气影响。这种机器至今仍在使用,全球大部分胶囊都是这样生产出来的。
明胶在医学领域的价值远大于此,它有高相容性和低过敏性,本身就有理想的药物成分。在中世纪早期,德国著名的女修道院长、宾根的希尔德加德(Hildegardvon Bingen)曾用大量篇幅介绍用小牛骨熬制的肉汤对减缓伤口接合处的疼痛有效。如今,现代科学已经证明她是对的,明胶中的活性物质能参与皮肤伤口愈合过程中的炎症反应,促进伤口愈合。上世纪40年代,明胶海绵成为外科手术中不可缺少的止血剂。除此之外,在紧急医疗中,以明胶为基料的物质还可以代替血浆或者增稠血浆。这项研究始于第一次世界大战期间,到第二次世界大战大规模被应用。如今,明胶溶液类代血浆仍有广泛的应用。
    明胶在工业行业的应用更广泛。如果没有明胶,摄影的历史将完全不同。1880年,由明胶感光乳剂涂布的感光片投入使用,接下来的1888年,著名的“柯达一号”相机诞生,摄影得到了最终普及。胶卷中的感光乳剂主要成分为卤化银和照相明胶,卤化银是胶卷的感光材料,而明胶则是卤化银的载体。
    复写纸也源自明胶。19世纪60年代,美国计算机服务公司在明胶和阿拉伯胶反应的基础上,发明了一种微胶囊,把特殊染料包覆其中,然后涂抹在将要写字的纸背面。笔或者打字机键的压力使胶囊破裂,释放出无色的墨汁,而涂抹在复印纸正面的特殊物质可以使墨汁显现,于是文字就印在纸上了。
明胶的用处是如此广泛,国外一本关于明胶历史的书写道:“明胶丰富多彩的历史表明,它的未来才刚刚开始。”
    明胶是个好东西,问题出在哪儿呢?
国家药典委员会首席专家钱忠直表示,明胶分为照相明胶、工业明胶、食用明胶、药用明胶四大类。从原料来源看,都规定了新鲜动物的皮,还有骨骼,都是明胶的原料。对于食品级和药品级的规定是,动物的皮和骨骼都应该是健康的、新鲜的,而且必须是通过检疫的。目前这场沸沸扬扬的毒胶囊事件起因就在于有人用工业明胶代替了食用明胶,最终导致铬含量严重超标。2010版《中国药典》明确规定,药用胶囊以及使用的明胶原料,重金属铬的含量均不得超过2毫克/千克。钱忠直表示,从标准来说,药用明胶和工业明胶最明显的区别就是铬的检验。工业用明胶不规定铬检验这一项,而食品和药品用明胶都规定了铬检验,限度都是一样的,都是2毫克/千克,方法也基本上一致。
     那么,铬是什么?胶囊中的铬是怎么来的?铬对人体有什么危害?
铬是一种金属,主要有两种形式存在,三价铬有生物学活性,在自然界广泛存在,也是人体必不可少的一种微量元素,参与人和动物体内的糖与脂肪的代谢。上世纪60年代科学家发现给缺铬的动物服用含铬丰富的食物,可增强胰岛素的效应,不过长期以来,关于人类铬缺乏的报告非常少。而六价铬则是一种有毒的形式,六价铬在工业污染物中存在,矿藏开采、冶炼、铬盐的制造、电镀、金属加工、制革、油漆、颜料、印染工业,都会有铬化合物排出,长期接触高剂量会引起呼吸道炎症并诱发肺癌,还有可能导致肾小管损害,表现为尿中小分子蛋白质增加。近年来铬变成了污染环境、危害人类健康的罪魁祸首。
     为了弄清楚铬为什么会出现在明胶中,让我们先了解一下动物皮是怎么变成皮革的。这个过程大体要经过几个阶段。首先是鲜皮的加工。牲畜皮收购和集中,防止腐烂变质,要用洗涤液清洗,去掉结缔组织。然后,鞣制阶段,把生皮转化为熟皮的过程中会用到强酸强碱。自从1893年美国人马丁·丹尼斯(Martin Dennis)发明铬鞣制法后,世界上约90%的皮革都是用这个方法鞣制,一般是加入碱式硫酸铬,这就是为什么皮革中会含有大量的铬的原因。
     这种铬鞣制的动物皮会呈现深蓝色,制作成品革时修剪剔下来的革皮废料,行业内俗称“蓝矾皮”。因为传统的制革业在生产过程中成品革仅占原料皮重的20%左右,大量废弃物如果不有效处理,将成为污染环境的源头,科技人员因此利用皮革含铬固体废弃物提取明胶。这种蓝矾皮制作的明胶,已经被明确规定只能用于工业用途,绝对不可以食用和医用。
     实际上,蓝矾皮在胶囊上的滥用已经不是第一次,故《中国药典》(2010年版)修订时,针对“明胶空心胶囊”标准,专门新增了3个检测项目,分别是“对羟基苯甲酸酯类”、“环氧乙烷”和“铬”。青岛益青药用胶囊有限公司的高亚敏曾参与制定《中国药典》(2010年版),她在一篇发表于2010年6月的文章中称,其中新增的铬“主要是控制明胶空心胶囊生产中蓝矾皮明胶的使用,确保胶囊的安全性。明胶中的外来铬主要是来自铬皮废料,因此控制了明胶中的铬也就控制了胶囊中的铬……毋庸置疑,革皮废料属于非食品原料,这种原料生产的明胶是决不能作为食用明胶食用,更不能用于药用胶囊生产,它只能作为工业明胶使用”。
     更值得注意的是,广东省药品检验所的刘振龙早就在论文《明胶空心胶囊质量现状及其控制策略研究》一文中强调:“由于明胶加工原料的来源渠道复杂,以及生产过程的不规范性,除了会带入铬之外,其他重金属比如汞、镉、铅,以及类金属砷等生物毒性显著的元素也会被带入,甚至在生产过程中还有人为非法添加或环境引入的其他有机毒害物质,而这些元素在体内积蓄若超过限度,同样显现出致病毒性,引起神经系统、免疫系统、心血管系统等病变。”
    那么,吃了这些毒胶囊对人体到底有何危害?首都医科大学附属北京朝阳医院职业病与中毒医学科主任医师郝凤桐告诉本刊记者:“铬的金属形式通过消化道吸收率很低,考虑到人们在一定时限内摄入铬超标的药物胶囊剂量有限,即便含有六价铬,也确实不可能导致急性中毒的发生。”但他认同刘振龙的观点,“胶囊铬超标,更像是个风向标。在皮革鞣制过程中,皮革可能经历了硫化钠脱毛、芒硝浸泡、浸灰、浸酸、铬鞣、染色等环节。胶囊铬超标,说明了所用明胶原料包含了皮革含铬固体废弃物,而具体危害不是一个铬中毒所能涵盖的。胶囊铬超标,其他危害共存的可能性也无法排除”。
胶囊
     在拉丁文中,胶囊(capsula)的意思就是“小盒子”。按照美国药典的说法,“胶囊被定义为一种固体剂型,可以储存活性物质的或软或硬的容器或外壳”。制作胶囊壳需要的原材料也有很多种,其中明胶占胶囊壳质量的90%以上,此外它还会用到一些辅料,比如稀释剂、润滑剂、崩解剂、湿润剂等等。除了明胶,也可以用淀粉和其他物质用来做外壳,但是数量较少。
与其他剂型相比,硬胶囊能掩盖药物的气味,易于吞服,多样的颜色和印字设计使得药物更具识别度,更受人们欢迎。1983年美国做了一个调查,在入选的1000名患者中,54%的人首选硬胶囊制剂,29%的人选择糖衣片,只有13%的人选择了片剂,还有4%的人没有做出明确选择。
除了易于服用,胶囊剂还有很多优势。比如,它可以避免在光线或空气中不稳定的药物分解,可以避免刺激的粉末或颗粒刺激食道和胃黏膜,也可以精确确定服用药物的剂量,还可以让药物在特定的部位或者特定的时间按需释放。相比片剂,胶囊剂中的药物一般呈小颗粒或者粉末状,只要胶囊这层外壳溶解,药物就可以迅速被人体吸收,使得吸收程度增加。
问题胶囊曝光后,网友们集思广益,找出了许多不吃胶囊的办法,这引发了诸多医生的批评。卫生部全国合理用药监测系统专家孙忠实就说:“胶囊药是不可以打开吞服的,不仅影响药效,甚至会产生毒副作用。”
     比如,肠溶胶囊中的药品对胃有刺激性,所以做成的胶囊让它不要在胃里溶解,而是到了肠道才打开。胃的环境是酸性的,肠道是碱性的,所以肠溶胶囊耐酸,不耐碱。如果把胶囊去掉服用,一是会刺激胃,二是胃酸会影响疗效。再比如,我们希望一些药品在整个消化道,逐渐从胶囊渗透出来,缓释胶囊或者控释胶囊就满足这个愿望,此时胶囊就像筛子,让药逐渐往外跑,这样药效延长的同时也减小了对胃肠道的刺激。
食用胶
      近些年,由于国人对食品安全的恐慌,媒体从业者又知识欠缺,才使得各种“胶”纷纷中枪。
实际上,食用胶是目前世界上广泛使用的食品添加剂,目前世界上允许使用的食品胶品种约60种,我国允许使用的约40种,国内肉类产品生产使用最广泛的食用胶主要有明胶、琼脂、卡拉胶、果胶、黄原胶、瓜尔豆胶、刺槐豆胶和魔芋胶等。这其中,琼脂和卡拉胶是海藻提取物,果胶是从柑橘、柠檬、柚子等果皮中提取的,黄原胶是由微生物发酵得到的,瓜尔豆胶、刺槐豆胶和魔芋胶分别提取自相应植物的种子,大名鼎鼎的阿胶是驴皮熬制的,跟明胶并没有本质差异。许多传统小吃也是用食用胶制成的,如凉粉、冰粉、石花菜、皮冻、果冻、肉冻等。
     前一阵子有说法,老酸奶和果冻添加了工业明胶,被网友夸张解读为“你穿的破皮鞋,最后又到了你肚里”。这弄得中国乳制品工业协会、中国焙烤食品糖制品工业协会和中国食品工业协会糖果专业委员会三大行业协会纷纷发表声明,为老酸奶和果冻正名。
     中国乳制品工业协会称,乳制品主流品牌企业生产的老酸奶是严格按照国家标准生产的,这些企业是不会使用工业明胶的。我国《食品添加剂使用卫生标准》(GB2920-1996)规定:食用明胶可按生产需要适量用于各类食品。真正的老酸奶应该用95%的纯牛奶加上5%的白砂糖,经高温杀菌发酵后制成,这种酸奶在运输过程中很容易破碎,以及分层析出清水,于是奶企就在其中加入了明胶、琼脂或者卡拉胶等植物胶。这样的老酸奶,和普通酸奶相比只是形态有所不同,其他方面并没有太大区别。
      中国焙烤食品糖制品工业协会和中国食品工业协会糖果专业委员会称,目前国内果冻行业不使用明胶,果冻中的增稠剂通常来源于卡拉胶或者魔芋胶。中食协会声明还称,明胶也可应用于果冻生产,但由于果冻酸性较高,而明胶稳定性较差,在酸性条件下极易降解,用其生产出的果冻产品缺乏韧性、口感不佳,同时还会形成混沌,影响果冻透明的感观,因此企业通常不会将明胶用于果冻。
      在近年来食品、药品安全事故频发的现状之下,很多“胶”是无辜的,它们原本各司其职,在各自领域都能派上大用场,只是人们对它们的滥用造成了民众谈“胶”色变的恐慌。在4月19日中国科协举办的一次关于食品安全的会议上,中国工程院院士、中国食品科学技术学会副理事长孙宝国称:“迄今为止,中国出现的重大危害的食品安全事件,没有一件是因为食品添加剂造成的,但是非常遗憾,食品添加剂成了很多食品安全事件的替罪羊。包括搞食品添加剂的人,有很多时候也感觉到不是很光彩,这是一种非常不正常的现象。我们很多人把非法添加物当成了食品添加剂,三聚氰胺也好,苏丹红也好,包括瘦肉精也好,这些都是我们国家明令禁止不准添加到食品中的,是违法添加,根本就不是食品添加剂。”毒胶囊事件亦是如此。
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