第二章植物性食品天然毒素 蔡永祥
學習目標 1. 認識有毒植物之毒素 2. 學習有毒植物中毒的機制和症狀 3. 預防有毒植物的中毒 4. 認識蕈類毒素的分類與種類 5. 預防有毒蕈類之中毒
一 前言 所謂食品中天然毒素係指動植物原料本身所含有的毒素, 並非因細菌感染 腐敗或人為污染所導致的 雖然攝食天然毒素所引起之食品中毒案件不多或為偶發事件, 但因有些天然毒素之毒性強烈, 常引發急性中毒死亡案例, 致死率高 ( 如食用含有河魨毒之魚貝類中毒 )
二 植物性天然毒素 ( 一 ) 配醣生物鹼 (Glycoalkaloids) 特性與原因食品 配醣生物鹼的構造是由一個醣基與一個生物鹼所組成的 一種類固醇生物鹼, 有防黴 殺蟲作用, 不溶於水 對熱安定 馬鈴薯中含有多種配醣生物鹼 ( glycoalkaloids ), 其中以茄靈鹼 (solanine, 又稱龍葵鹼 ) 最多也最重要, 特別是馬鈴薯長久保存時發芽, 此發芽及變綠色的部分即含有多量的茄靈鹼 茄靈鹼除了馬鈴薯以外亦存在於蘋果 茄子 蕃茄及甜菜等
中毒機制與症狀 茄靈鹼為一種乙醯膽鹼酯酶 (cholinesterase) 之非蛋白質抑制劑, 同時亦可能為一種致畸胎物質 (teratogens), 其化學結構式如圖 3-1 所示 ; 其中毒症狀包括腹痛 腹瀉 嘔吐等胃腸障礙以及發燒 目眩 頭痛等神經障礙
二 含氰配醣體 (Cyanogenic glycosides) 特性與原因食品 含氰配醣體的構造是由一個醣基一個醣基與一個含氰一個含氰醇 (cyanohydrin) 化合物所組成的, 廣泛存在於植物界中, 包括薔薇科如杏 桃 李 枇杷之核仁 ; 大戟科與豆科如樹薯 皇帝豆等 ; 禾本科如高梁 稻 麥等 其受到植物本身的酵素或腸內細菌之 β- 葡萄糖苷酶 (βglucosidase) 作用分解成氰酸 (HCN) 醣類和羰基化合物, 而 HCN 是對細胞具有強烈呼吸毒性, 是中毒致死的主因
依含氰配糖體化合物之不同可分 為二大類共三種成分 : 芳香族氰基配醣體 1. 苦杏仁苷 (Amygdalin): 主要存在於薔薇科如杏仁 櫻桃 桃 李 枇杷的種子核仁中, 尤其未成熟的種子含量高 結構式如圖 3-2, 由扁桃腈 (mandelonitrile) 以及 gentiobiose 雙醣所結合成的配醣體 薔薇科之果實酒 ( 如梅酒 ) 內可能含有少量之氰酸 (HCN), 但至目前為止並無食物中毒的報告
2. 玉米苷 (Dhurrin): 廣泛分布於 禾本科植物中, 如高梁 小麥 大麥 玉米 黑麥等, 常有極微 量之 HCN 被檢出, 不致引起中 毒, 但非洲各地之家畜經常被毒 害, 玉米苷之構造與分解如圖 3-3
( 二 ) 脂肪族氰基配醣體 亞麻苦苷 (Linamarin):: 存在於豆科 及大戟科的植物中如皇帝豆及樹薯 (cassava) 等, 毒素結構式為 2- 甲基 丙腈葡萄糖 (α- hydroxyisobutyronitrile-β-d- glucose), 水解後會產生氰酸 (HCN) 丙酮 (Acetone) 葡萄糖 (Glucose),, 如圖 3-4
中毒機制與症狀 含氰配醣體的毒性主要是在植物細胞組織經咀嚼 加工或消化等外力破壞時會釋放出高毒性的氰化物, 氰酸會與生體的細胞色素氧化酶 (Cytochrome( oxidase) ) 強有力的結合, 而抑制該細胞呼吸酵素的活性, 使體內呼吸停止, 細胞因而缺氧 中毒症狀有呼吸短促 頭痛 噁心 嘔吐 虛脫 昏迷 痙攣等, 最後呼吸困難而死亡
預防方法 有數種方法可以去除食品中氰基化合物, 包括將食物剁碎或磨成粉狀 另外, 還可利用發酵和煮沸的方式來製造樹薯粉 ( 台灣產太白粉即為樹薯粉 ) 2005 年菲律賓中部薄荷島曾發生因食用炸樹薯球導致學童集體食物中毒事件, 共有 28 人喪生, 上百人送醫急救, 原因是樹薯之亞麻苦苷 (Linamarin) 未完全加熱破壞, 釋放出高量之氰酸所導致
2005/03/10 菲律賓樹薯球中毒事件 菲律賓中部保和省 ( 薄荷島 ),9 日驚傳一起學童集體食物中毒事件, 一群小學生在學校吃下向小販購買的零食之後集體中毒, 目前已知有 28 人喪生, 上百人送醫急救 9 日上午, 聖荷西小學的校園內, 突然學童一個個出現嘔吐 腹瀉和腹痛的症狀, 被校方緊急送醫, 據菲國衛生官員卡塔姆拉表示, 這是食物中毒, 呈現中等程度的脫水, 然後休克 據研判, 這些孩童都是吃了附近小販做的炸樹薯球炸樹薯球之後, 呈現中毒的症狀 樹薯在東南亞是常見的零食, 如果烹調不當或是生食, 人體的消化系統會將它轉化為有毒的氰化物, 即使是兩根樹薯根, 都可能包含致命的毒素 菲律賓當局將派遣傳染病學家, 前往案發地協助調查食物中毒的原因
樹薯 又名 木薯, 原產於南美洲巴西, 為熱帶及亞熱帶地區主要澱粉作物之一 以其塊根製造味精 糕餅 冰淇淋 麵包等, 也是很好的飼料 ; 除了食用價值外, 並可供作紡織漿 糊 飼料黏結劑等工業用途 太白粉
( 三 ) 硫代配醣體 (Glucosinolates) 特性與原因食品 約有七種硫代配醣體廣泛分佈於常食用之十字花科 (Cruciferae) 植物中, 如甘藍 ( 高麗菜 ) 油菜 芥菜 花椰菜等
中毒機制與症狀 毒性並非硫代配糖體本身所引起, 而是存於植物細胞液泡內, 因外力作用而釋出之硫代葡萄糖苷酶 (Thioglucosidase) 分解代謝後之產物所引起 異硫氰酸 (Isothiocyanate) 具有高度起泡性與刺激性會刺激口腔, 嚴重時會引起胃潰瘍 胃痛 腹瀉 腈 (Nitrile) 會引發肝與胃的病變 硫氰酸 (Thiocyanate) 與甲狀腺腫素 (Goitrin) 具有抗甲狀腺作用, 阻止甲狀腺蓄積無機碘而造成甲狀腺腫大甲狀腺腫大
醫學期刊 8 旬華裔婦大量生吃白菜昏迷 更新日期 :2010/05/23 12:42 ( 中央社記者顏伶如波特蘭 22 日專電 ) 新英格蘭醫學期刊 報導,1 名高齡 88 歲的華裔婦人為了要控制糖尿病, 連續數月每天生吃 1 公斤到 1.5 公斤的白菜, 結果去年夏天陷入昏迷, 被家人緊急送醫 最新 1 期新英格蘭醫學期刊 (New England Journalof Medicine) 報導,1 名 88 歲華裔婦人去年夏天因為持續 3 天經常嗜睡 昏迷而且無法吞嚥或走路, 被家人緊急送往紐約市區一所醫院急診室求助 醫師診斷這名婦人出現甲狀腺機能減退症狀, 導致她陷入因為甲狀腺失調而引起的昏迷 在這之前, 她並沒有任何甲狀腺的相關病史 醫師讓這名婦人住進加護病房並為她插管治療, 後來逐漸好轉, 康復出院 報導中指出, 這名婦人的家屬對醫師表示, 她連續好幾個月每天都生吃 1 公斤到 1.5 公斤的白菜, 以為這樣可以有助於控制糖尿病
( 四 ) 植物中之致癌物 1. 黃樟素 (Safrole) 黃樟素為許多植物之精油主要成分之一, 存在於黃樟 樟腦 肉荳蔻 黑胡椒 九層塔等植物中 結構式如圖 3-6 黃樟樹精油中約含有 85% 的黃樟素, 為沙士的主要香味來源與黃樟藥茶的主要成分, 後來因其對實驗動物具基因毒性與致肝癌性, 在 1960 年後被美國 FDA 禁用 結構式如圖 3-6 黃樟素是一個典型致癌物例子, 其必需經過肝臟代謝後的代謝產物才會產生致癌作用
2. 呋喃香豆素 (Furanocoumarins) 呋喃香豆素主要存於芹菜 (celery) 香菜 (parsley) 等植物中, 這類化合物有補骨脂素 ( psoralen ) 香檸檬油素 ( bergapten ) 和花椒毒素 (xanthotoxin), 如圖 3-7 所示 這些化合物受光照射活化後, 與身體細胞內之去氧核糖核酸 (DNA) 結合, 會引起癌症癌症
3. 蘇鐵素 (Cycasin) 蘇鐵素為一種配醣體, 主要存在於熱帶地區產蘇鐵植物之種子中 蘇鐵素本身並無毒, 但食入人類腸道後, 被腸內菌群以 β- 葡萄糖苷酶 ( β-glucosidase ) 水解產生 Methylazoxymethanol, 此化合物有毒性及致癌性
( 四 ) 吡咯利啶生物鹼 (Pyrrolizidine alkaloids) 吡咯利啶生物鹼是由多種植物所產生相類似結構的物質 ( 圖 3-9), 包括許多家畜所吃的牧場植物, 如 Senecio ( 黃菀 ), Crotalaria ( 太陽麻 ) 以及 Heliotropium 等 從植物中所分離出的吡咯利啶生物鹼超過一百種以上, 而且含量最多可達植物乾重的 5% 其中有些化合物是很強的致癌物, 例如利用農吉利鹼 (monocrotaline,, 一種吡咯利啶生物鹼 ) 直接餵食大鼠的實驗, 所誘發的癌症比例大約為測試動物的 25% 有些含有吡咯利啶生物鹼的植物被使用為治療用途的草本藥材如紫草科植物 (comfrey),, 以及茶葉的製造
Senecio( 黃菀 Crotalaria 太陽麻
紫草科植物 - 康芙力 康芙力 (comfrey)
五 其它植物性有害物質 ( 一 ) 棉子醇 (Gossypol) 棉子醇為一多酚化合物, 存在於棉花與其種子中, 為一種黃色色素, 構造如圖 3-10 棉子醇進入人類主要管道是食用棉花子油, 它是製作沙拉油 人造奶油和酥油的原料之一, 在正常的攝食量下並不會引起任何傷害, 但當大量攝食時, 則會產生食慾不振 體重減輕 心律不整 血液循環不良和肺水腫等症狀 另外, 也會引起大白鼠或人類之精子不正常或男性不孕症, 因此曾在中國大陸被用來作為男性避孕用 (10 mg/ 人 / 天 )
2. 單寧 (Tannin) 植物中之多酚類物質 (Polyphenol substance) 總稱為單寧, 包括 :(1) 兒茶素 (Catechin) (2)Leucodelphinidin (3) 漂木酸 (Chlorogenic acid) (4) 沒食子酸 (Gallic acid) 由於單寧酸會使蛋白質凝固, 因此有些學者認為茶中的單寧酸會與胃黏膜上的膜蛋白質產生不良影響, 可能導致萎縮性胃炎或胃癌
3. 凝集素 (Lectins) 凝集素 ( 或稱血球凝集素 ;hemagglutinins) 是一群在植物中廣泛存在, 有能力和特定醣類結合之蛋白質或醣蛋白 (glycoprotein), 其與醣蛋白 醣脂質或多 醣有很高的親和力 因它們具有凝集細胞且參予糖接合作用 (glycoconjugation) 的特性, 所以會與腸道細胞內的碳水化合物結合, 使得腸道對營養物質之吸收減少, 被認為是影響養份吸收的 抗營養物質 (anti-nutrient) nutrient) 各種豆類如蓖麻 菜豆 黑豆 黃豆 皇帝豆 四季豆 豌豆 雞母珠等皆含有不同的凝集素
毒性 凝集素會抑制食慾 減緩生長速率, 急性中毒時會引起腸黏膜組織發炎 淋巴組織浮腫 出血性脂肪肝及肝壞死等
雞母珠 ( 學名 :Abrus precatorius), 又名相思子或相思豆, 是豆科相思子屬的一種有毒植物, 泛熱帶分佈 雞母珠的種子中含有一種稱為雞母珠毒素 (Abrine) 的蛋白質
蓖麻 Castor bean 學名 :Ricinus communis L. 特徵 : 屬於大戟科, 蓖麻屬 高大的灌木狀草本, 高約 2~4 公尺 葉枘盾狀苦生, 葉片掌狀 5~11 中裂, 鋸齒緣 圓錐花序 ; 雌花生於上部, 雄花生於下部, 子房 3 室 蒴果有軟刺 ; 種子橢圓形, 光滑有斑紋 別稱紅麻 金豆 八麻子 牛蓖 大麻子 洋麻子等 有毒部位 : 全株有毒, 種子毒性大 中毒症狀 : 兒童吃 3~4 粒, 成人吃 20 粒即可中毐死亡 通常輕度中毒者數小時後出現四肢無力 ; 重者則有惡心 腹痛 腹瀉 體溫升高 呼吸急促 四肢抽搐 痙孿等症狀, 甚至昏迷 死亡 牛 馬 猪等誤食蓖麻子, 造成食量減少 嘔吐 腹瀉 疝痛 痙孿等症狀, 嚴重時死亡
4. 皂素 (Saponins) 特性與原因食品 皂素又稱皂苷或皂素配醣體 (saponin glycosides), 是植物水溶性介面活性劑 皂素普遍存在於高等植物的根 莖 葉 花與種子等組織中, 另外也出現在莢豆類植物中, 如 : 黃豆 ( 煮豆漿時會有很多泡沫的原因 ) 碗豆 菠菜 蕃茄 馬鈴薯 ( 含 solanine) 大蒜 甜菜 蘆筍等 一般而言, 含皂素成分較多的植物為無患子科 百合科 桔梗科 石蒜科及夾竹桃科的羊角拗屬植物
毒性 具有苦味 起泡性 使紅血球溶解造成溶血現象, 其對黏膜組織具強刺激性, 大量食用後會引起咳嗽 嘔吐 腹瀉 血尿 痙攣 麻痺等症狀 ; 對海產冷血動物具有很強之毒性, 但對高等動物影響不大
無患子
( 五 ) 蛋白質酵素抑制劑 (Protease inhibitors) 常見有胰蛋白酶 (Trypsin) 抑制劑與凝 乳胰蛋白酶 (Chymotrypsin) 抑制劑, 廣泛存在於黃豆 扁豆 菜豆 其他 豆類植物 茄子及馬鈴薯等, 食用後 會阻礙動物體內蛋白質分解, 使蛋白 質不被消化 吸收及利用, 導致生長 遲緩
蕈類毒素依中毒症狀分 類, 可分為下列五種 : 細胞中毒型 (Cytotoxic) 神經毒素中毒型 (Neurotoxic) 產生幻覺型 (Hallucinogenic) 腸胃中毒型 (Gastrointestinal) 類似戒酒藥中毒型 (Disulfiram- Like) 致癌型 (Carcinogenic)
( 一 ) 細胞中毒型 細胞中毒型之蕈類會侵害臟器系統, 致死率極高約 50~90% % 因此大部分食用毒菇 死亡者皆屬於此類型 主要有二大類毒成分, 包括鬼筆毒環肽 (phallotoxins) 及瓢蕈毒素 (amatoxins)( 圖 3-11) 瓢蕈毒素 (Amatoxins) 會造成肝中毒 (Hepatotoxic) 和腎中毒 (Nephrotoxin),, 而 Phallotoxin 則造成肝中毒, 此二類毒素都是含有色胺酸 (Tryptophan) 之環狀胜肽物質
1. 瓢蕈毒素 (amatoxins): 為 8 個胺基酸所組成的環狀胜肽, 依官能基之不同有九種毒組成 ; 一般而言 amanitins 毒性屬遲效性, 攝取後需 15 小時才產生症狀, 但其毒性極強 對肝細胞產生強烈破壞, 細胞內核小體崩壞以及染色體濃縮等, 並抑制 RNA polymerase II 活性, 使 RNA 與蛋白質合成受到阻害 首先會有激烈嘔吐 下痢 腹痛 血便等像霍亂般之症狀, 後期會造成肝 腎之發炎與病變 amatoxins 較 phallotoxins 毒性強, 會造成肝細胞不可逆破壞 主要含有瓢蕈毒素之蕈屬有 Amanita Galerina Conocybe 等
2. 鬼筆毒環肽 (phallotoxins): 為 7 個胺基酸所組成的環狀胜肽, 依官能基之不同有七種毒組成 ; 以 phalloidin 為例對肝細胞中微粒體特別有親和性, 本身對人體無害, 但進入微粒體後 藥物代謝酵素系統 轉變成有毒物質, 導致肝細胞內質網受破壞 ; 動物實驗曾發現致死例子 含有此毒素之毒蕈種類為條蕈 (Amantia phalloides; 又稱毒鵝膏 ), 外觀有綠棕色頭蓋, 味道像馬鈴薯
Destroying Angel, 死亡天使, 催魂天使 白孢子 white spore 菌環 annulus 包腳 ( 鞘套 ) volva Death cap Amanita phalloides
( 二 ) 神經毒素中毒型 (Neurotoxic) 主要由蠅蕈 (Amanita muscaria) 和瓢蕈 (A. pantherina) 所產生, 主要毒素有毒蠅鹼 (Muscarine)( 圖 3-12) 毒蠅素 (Muscimol) ( 圖 3-13) 等 中毒症狀於食用後 15 分鐘至 3 小時發作, 能興奮副交感神經系統, 加強分泌腺 ( 如汗腺 唾液腺和淚腺 ) 的分泌, 造成唾液分泌增加 流淚不止 發汗 腸胃不適 嘔吐 水瀉 頭痛 肌肉刺痛 降低血壓 心跳緩慢等
Amanita muscaria
毒蠅鹼 (muscarine) 的化學結構式 毒蠅素 (Muscimol) 的化學結構式
( 三 ) 產生幻覺型 毒素主要是 Tryphtophan 的代謝物, 已 發現之成分主要有 bufotenin psilocybin psilocin ( 圖 3-14) 中毒症狀 於攝食後 20 分鐘內產生, 引起陶醉感 (Euphoria) 神經異常興奮 煩燥不 安 出現幻覺 精神恍惚, 但恢復快 速, 致死率低 Bufotenin 是一種存在蟾 蜍皮膚中類似腎上腺素之亢進物質
喝神奇磨菇茶 美格鬥手成挖心兇手 更新日期 :2010/06/01 11:56 國際中心 / 綜合報導 美國加州發生一起駭人聽聞的殺人命案, 一名 26 歲的格鬥選手在喝下 神奇磨菇茶 之後, 產生嚴重的幻覺, 以為朋友被魔鬼附身, 竟然拿刀將對方的心臟給挖出來 刺激的鐵籠格鬥賽, 看得觀眾血脈賁張, 但沒想到籠中的格鬥士竟然變成殺人兇手,3 月 21 日凌晨,26 歲格鬥士瓦特和朋友飲用具有迷幻藥效的神奇磨菇茶, 沒想到他產生嚴重幻覺, 認為朋友被魔鬼附身, 竟然揮拳毆打對方, 甚至還拿刀挖出對方的心臟, 警方獲報趕到現場, 遭襲擊的朋友早就沒命, 雙眼也被挖出, 行兇的瓦特不斷喃喃自語, 眼神放空 兇手在喝下神奇磨菇茶, 整個人性情大變, 原因就在這種菇類具有類似迷幻藥的作用, 原產自美洲和歐洲, 在台灣被列為二級毒品, 食用後初期會心跳加速, 但如果大量食用, 將導致嚴重幻覺以及精神失常 這一次格鬥手犯下驚悚的殺人命案, 律師辯稱是受到 毒茶 影響導致行為失控, 不過, 檢方認為情節重大, 仍以一級謀殺和凌虐罪名加以起訴
( 四 ) 腸胃中毒型 毒素主要侵害胃腸引起如嘔吐 腹 痛 激烈下痢等症狀, 更嚴重者可 使成人數天全身無力, 少數有死亡 的例子 此型的中毒案件最多, 佔 毒菇中毒的大半以上 ; 但其毒素和 毒性並不明瞭 屬於此類毒蕈的種 類包括 Agaricus xanthodermus Amanita rolvata 及 Boletus satanus
( 五 ) 類似戒酒藥中毒型 Disulfiram( 戒酒藥 ) 是一種造成對酒精很敏感之藥物, 通常用於治療慢性酒精中毒患者 此類毒蕈的毒成分 coprine ( 圖 3-15) 類似 disulfiram 藥物,disulfiram 會抑制乙醛脫氫酶 (aldehyde dehydrogenase) 活性, 使酒精的代謝產物乙醛 (acetaldehyde) 代謝受阻不能形成乙酸, 而 coprine 亦可干擾酒精代謝, 造成乙醛的累積, 使患者出現下述中毒症狀 屬於此類毒蕈的種類包括 Coprinus atrementarius C. insignis C. clavipes
此類型之蕈類中毒症狀, 包括面 部潮紅 口部具有金屬味 心跳 加速 精神不安 手部腫脹 噁 心 嘔吐 血壓下降等症狀 食 入此類蕈類後, 再飲用酒精性飲 料, 中毒症狀才會開始出現, 故 此也是確認此類蕈類中毒的診斷 方法
( 六 ) 致癌性 最近研究發現某些可食用之蕈類 含有可以引起致突變和癌症之物 質 如一些小蘑菇 - 鹿花菌 (False Morel) Cortinellus shiitake 和白 蘑菇 Agaricus bisporus 等
蕈類毒素 (Mushroom toxins)-- 毒菇中毒 自今 ( 九十三 ) 年五月以來已發生四起民眾因食用自行採集之野菇後, 出現嘔吐 腹痛及頭暈等疑似食品中毒症狀! 其中二件涉案野菇經鑑別為 布雷白環蘑 Leucogaricus bresadolae (Schulz.) Bon ( 見附圖 ), 另二件野菇種類正鑑別中 台灣地區每年均會發生民眾因誤食有毒之動物或植物所造成的食品中毒案件, 嚴重時常會危及性命 九十年及九十二年共發生三起民眾誤食有毒植物後出現中毒症狀之事件, 均係因食用自行採集之野菇而發生中毒, 該三件野菇經鑑別均為 綠褶菇 Chlorophyllum molybdites
布雷白環蘑 ( 照片資料由花蓮縣衛生局提供 )
毒綠褶菇 Chlorophyllum molybdites (Meyer:Fr.)Massee 生育地 : 低海拔闊葉樹林地 草地或農地形態特徵 : 中型至大型菇菌 菌蓋初為半球形, 後平展, 成熟時, 褐色表皮裂開, 除中央較密集, 餘皆成斑點狀分散, 並露出海綿質菌肉 菌褶初白色, 後呈淡黃綠色, 傷後變褐色 ; 具淡黃綠色是本菌與可食用之雨傘菇 (Macrolepiota procera) 區別之重要特徵 此外本菌之菌柄, 長可達 12~30 公分, 初白色後呈褐色, 表面有纖維紋, 頂端則具厚且可移動之菌環 生態習性 : 本菌為單生至群生性之腐生菌 應用 : 為毒蕈, 誤食後引起腸胃炎型中毒症狀