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罐頭裡的神秘配方--BPA

摘譯自Wired(2014):The Secret Life of the Aluminum Can, a Feat of Engineering.

全球一年消耗掉1兆8000萬個鋁質飲料罐,堆疊起來足以搭建數十個觸及月球的高塔。其中,波爾公司(Ball Corporation)的產量大約佔四分之一。然而即便有這麼豐富的製造經驗,製造一個375ml的鋁罐仍然是一場硬仗。在整個製造過程中,鋁質很不安分。它會與飲料產生反應,並且改變其風味。不過最主要的問題是鋁罐會腐蝕。銹,是鋁罐的最大敵人,而鋁罐唯一的防衛就是一層只有幾毫米、看不見的環氧樹脂保護膜。沒有這層膜,可口可樂只要3天就會腐蝕。

在為罐頭製作襯裡之前,波爾公司需要知道飲料的腐蝕性。畢竟每一個鋁罐需要0.5分美金的環氧樹脂,波爾不想浪費。此外,有些飲料的腐蝕性強到沒有任何的襯裡保護得了鋁罐(大約有1/7的能量飲料腐蝕性太強不適合以鋁罐為容器)。

 

經過多年的經驗,波爾公司已經找到判定飲料腐蝕性的方法。以腐蝕性來說,苯甲酸鈉是不好的東西。銅是不好東西。糖是好東西。糖會吸收二氧化碳,降低鋁罐裡的壓力,也可以防止其他的腐蝕反應,因為糖會沉積在襯裡的細孔裡。因此,健怡可口可樂在這兩個方面沒有一般的可口可樂來得好。檸檬酸跟磷酸一樣糟。紅色40號色素相當糟,高氯化物很糟,他們兩個加起來就非常非常的糟。

襯裡的配方式是個機密,但環氧樹脂必須便宜、可噴塗、可固化、強韌、有彈性、以及有黏性。襯裡也需要量身訂做,每一種食物或飲料,都有一種專門開發的襯裡。番茄的襯裡必須防汙,魚類的襯裡必須抗硫,水果和泡菜必須抗酸。因此番茄有專屬的襯裡,豆子也有。馬鈴薯也是,還有玉米、豌豆、魚類、和蝦子。裝啤酒的鋁罐,工程師會使用環糊精(cyclodextrin)成分,一種形狀像甜甜圈、可以鎖住怪味的分子。巧克力尤其容易走味,需要有特別的襯裡。裝肉類的罐頭必須包含一層潤滑蠟,以便於肉品很快的倒出來。

 

甜菜、黑醋栗、梅子這類含有紅色花青素(anthocyanin)的蔬果是另一種挑戰,因為他們是最具腐蝕性的食材之一。腐蝕性最高的非大黃(rhubarb)莫屬。含有大黃的食品,需要三層的塗料,而即便如此,有效期限還是比其他食物來得短。

 

總的來說,市面上有1萬5千種罐頭襯裡,雖然多數用在食品罐頭,但也有許多是用在罐裝飲料。

 

美國每一年消耗掉7萬5000噸的環氧樹脂襯裡。製作這些襯裡需要用到交聯(cross-linking)樹脂、固化觸媒(curing catalysts)、增色或透明度添加劑、潤滑劑,以及抗氧化性、流動性、穩定性、可塑性,和平滑的表面。環氧樹脂是最常見的樹脂類型,但也有乙烯基(vinyl)、丙烯酸(acrylic)、聚酯(polyester)、油樹脂(oleoresin),甚至有苯乙烯(styrene)、聚乙烯(polyethylene)或聚丙烯(polypropylene)。這些混合物還需要溶劑,以便環氧樹脂在烘烤之後固化;或者需要光引發劑(photo-initiator),讓環氧樹脂在短暫接觸紫外線之後固化。想要製造強韌的環氧樹脂襯裡,最好的交聯劑是BPA。根據襯裡專家的估計,大約80%的環氧樹脂含有BPA。

 

不幸的是,BPA不只是讓塑膠具有可塑性,它還是一個惡名昭彰的內分泌干擾物質。在生物學上,賀爾蒙是一種強而有力卻稀少的物質。內分泌系統製造、儲存、和分泌賀爾蒙,進而控制頭髮的生長、生殖系統、認知能力、創傷反應(injury response)、排泄、感官的感知、細胞分化、和新陳代謝率。內分泌器官如甲狀腺、腦下垂體、腎上腺分別製造特定的分子,這些分子適合特定細胞的受體(receptor),並且在觸及之後引發一連串的生化反應。賀爾蒙極微量的改變,就足以導致身體產生劇烈的變化,包括糖尿病和雌雄同體(hermaphrodites,維基百科:在生物學上,是指同時有雄性和雌性的生殖器官、第二性徵)。BPA這類的內分泌干擾物會堵住細胞受體,使得真正的賀爾蒙分子無法進入,產生應有的反應。此外,其他的內分泌干擾物正好跟細胞受體吻合,觸發一連串不該有的反應。

 

2011年,一篇由國立環境衛生科學研究所發表的論文「多數的塑膠製品釋出內分泌干擾物」對這個問題做了總結。科學家在超過五百種塑膠製品中發現內分泌干擾物,包括許多主打不含BPA的商品。他們指出,製造的過程如巴氏殺菌(pasteurization)會把非內分泌干擾物轉換為內分泌干擾物,而且他們也發現,陽光、維波爐、自動洗碗機,會加速塑膠製品釋出內分泌干擾物。

 

罐頭製造商主張,現代社會除了罐頭之外,還有很多接觸BPA的管道;BPA沒有危險性,每一個罐頭所包含的BPA成分非常的少,而且滲漏到食物或飲料中的更少。然而,一位受人尊敬的生物學家Frederick vom Saal,不買罐裝食物或飲料,也不使用聚碳酸酯塑膠。2010年,他在接受耶魯大學線上雜誌Environment 360專訪時提到「這是目前全球最被研究的化學物質。國家衛生研究院目前投注3千萬美元在持續研究這種化學物。如果只是少數人危言聳聽,你認為歐洲、美國、加拿大、和日本政府會把這視為優先研究的化學物質嗎?」

 

因為BPA,對於罐頭裡這層腐蝕阻隔襯裡每個人各有表述的創意。食品藥物管理局稱之為樹脂與聚合包膜。在罐頭學校(Can School,由波爾公司主辦的產業研討論),波爾的員工稱之為有機包膜(organic coating)或水性聚合物(water-based polymer)。環保局稱之為環境汙染物。健康研究人員稱之為內分泌干擾物,以及慢性毒物。