可能會傷身、肯定不環保 徹底解析膠囊咖啡的「鋁」殼麻煩

膠囊咖啡機讓許多人能輕鬆喝到一杯好咖啡。(新新聞資料照)

國人嗜飲咖啡,對於不少人來說,膠囊咖啡帶來的方便性與變化性,更增添情趣。然而膠囊咖啡必須使用到的鋁殼包裝,在沖泡過程中是否會釋放出多餘的重金屬鋁(Al),進而造成消費者的健康疑慮?又一顆顆夾雜著鋁、化學塗料、塑膠材質的咖啡膠囊,究竟是怎麼回收的?是否會衍生新的重大環保議題?值得關心。

要享用膠囊咖啡就必須使用到膠囊咖啡機,全球第一台膠囊咖啡機於1986年問世,不僅一推出就在歐美國家大為風行,近年也在包括台灣在內的亞洲國家大受咖啡愛好者的青睞。時至今日,在國內舉凡有點檔次的飯店、休閒場所,甚至具一定消費能力的家庭,都可以看到膠囊咖啡機以及咖啡膠囊的身影。

一層塑膠膜無法隔開鋁殼釋出鋁到咖啡液

膠囊咖啡顧名思義創意的發想就是來自於「膠囊」。只是傳統的膠囊是把藥物或保健食品顆粒或粉末裝在可食用的明膠殼內,讓民眾可以配水將膠囊與內容物同時吞服。膠囊咖啡則是將咖啡粉裝在以鋁為主要材質的鋁殼內,然後放進專用的機器中,民眾只要按下按鈕,機器便會自動完成刺破膠囊、注入熱水的過程,快速沖泡出一杯香濃的咖啡。

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專長循環經濟的優勝奈米科技公司總經理許景翔表示,鋁是一旦過度暴露,就有可能危害人體健康的重金屬成分,因此咖啡膠囊在設計上,在鋁殼內層都有一層塑膠膜隔開咖啡粉與鋁的接觸。但他還是有點懷疑,難道這樣做就真的不會有多餘的鋁釋出到咖啡液中了嗎?

許景翔說,由於他個人原本是膠囊咖啡的重度愛好者,家裡也買了一台膠囊咖啡機,基於好奇,也因關係到自身與家人的健康,幾年前他將家中以瓶裝純水(已過濾去除水中鋁等金屬雜質的包裝水)沖泡出來的膠囊咖啡液,送到SGS(台灣檢驗科技公司)進行檢驗。果然經SGS專業人員以耦合電漿質譜儀(ICPMS)檢驗分析後,在膠囊咖啡液中檢出了0.15ppm(百萬分之一濃度)的鋁。

根據民眾自行將膠囊咖啡送SGS檢驗的報告,檢出鋁含量0.15ppm(百萬分之一濃度)。(優勝耐米科技總經理許景翔提供)
根據民眾自行將膠囊咖啡送SGS檢驗的報告,檢出鋁含量0.15ppm(百萬分之一濃度)。(優勝奈米科技總經理許景翔提供)

送驗還是能檢出微量鋁,低於國內飲用水的限量標準

在去除了一般自來水廠提供之飲用水可能會有的鋁殘留背景值,膠囊咖啡還是能檢出重金屬鋁,那其中鋁的來源很明顯應該就是膠囊的鋁殼了。

每天2、3杯膠囊咖啡,身體能承受累積的鋁?

換言之,咖啡膠囊內層的塑膠膜似乎並不足以完全隔絕熱水與鋁殼材質的接觸。或許0.15ppm濃度並不算高,甚至是低於國內飲用水鋁的限量標準的;但很多消費者每天都習慣來個2到3杯膠囊咖啡,經年累月下來,會不會還是有可能會對身體健康造成負擔?甚至導致阿茲海默症、帕金森氏症、失智症等慢性腦神經病變呢?

送驗膠囊咖啡的許景翔表示,他是以市售包裝純水沖泡膠囊咖啡,即去除了飲用水的背景值,所以檢出的鋁應該就是來自咖啡膠囊的鋁殼。(優勝耐米科技總經理許景翔提供)
送驗膠囊咖啡的許景翔表示,他是以市售包裝純水沖泡膠囊咖啡,即去除了飲用水的背景值,所以檢出的鋁應該就是來自咖啡膠囊的鋁殼。(優勝奈米科技總經理許景翔提供)

林口長庚醫院臨床毒物科主任顏宗海表示,針對膠囊咖啡是否可能有較多鋁暴露的問題,由於最早大量飲用膠囊咖啡的多為歐美國家的消費者,因此當地學者對此議題一直很有興趣,也累積了不少研究。

其中奧地利學者於2020年5月發表在《美國化學學會期刊》(ACS Publications)的研究,更使用了10種咖啡豆,分別以膠囊咖啡機、濾泡法,以及鋁壺、鋼壼煮沸法等不同的方式沖製或烹煮咖啡,並檢驗其鋁的殘留量。結論是相較於其他方式,尤其是直接以鋁製咖啡壼烹煮出來的咖啡,膠囊咖啡似乎並沒有特別多鋁的殘留。

鋁是地殼中第3豐富的元素,其在大自然中可謂無所不在,因此現代人可能受到鋁暴露的機會不勝枚舉。上述提及飲用水中訂有鋁的限量標準,就是因為自來水廠為了淨化水質需要投放鋁鹽的緣故。過去台灣自來水中鋁的限量標準曾是比較寛鬆的0.3ppm,但隨著國人健康意識抬頭,2019年起環保署才參考美、日、歐盟等先進國家做法修訂《飲用水水質標準》,將自來水中鋁的限量標準加嚴至0.2ppm。

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鴨血、海蜇皮、油條、胃藥……都含鋁,你的腎可以排掉嗎

很多民眾可能不知道的是,除了自來水,舉凡鴨血、海蜇皮等食材,以及製做糕點、油條必須使用到的膨鬆劑;各種藥品尤其是胃藥;以及烹飪時可能會使用到的鋁鍋、烘烤食物用的鋁箔紙;乃至於牙膏、防曬霜、止汗劑等生活用品,幾乎也都含有鋁的成分。

顏宗海說,所幸對健康的人來說,攝入人體的鋁都可以透過腎臟代謝掉。而一般人生活中鋁的總攝取量包含膠囊咖啡在內,也幾乎很難超過歐盟訂定的每周容許攝取量(Toleabel weekly intake,TWI)每公斤體重不超過1毫克;即以60公斤成人為例,每周攝取總量不超過60毫克的標準。

倘若健康的人真的不用太擔心,那腎功能異常的人呢?尤其台灣洗腎盛行率高居全球第1,最新統計洗腎患者人數已逼近10萬大關,難道這群人的鋁暴露問題也不存在隱憂嗎?

燒餅 油條 中式早餐(圖/取自midnightbreakfastcafe@flickr)
油條以明礬配純鹼當成膨鬆劑,因此油條會殘留一定的鋁。(取自midnightbreakfastcafe@flickr)

顏宗海表示,為了解開上述問題的答案,長庚醫療團隊召募了1175名洗腎病患,其中874人為血液透析患者,另301人為腹膜透析患者,然後透過定期抽血檢驗追蹤其血中含鋁量的變化,並以臨床標準小於2微克/100cc(μg/dL)為正常,大於或等於2微克/100cc(μg/dL)為異常。研究結果顯示,這群洗腎患者中血鋁異常的人數為25人,比率2.2%。完整論文內容已於今年(2022)4月發表在《公共醫學中心期刊》(PubMed Central,PMC)。

當然,即使是腎功能異常患者也少有血鋁超標的情況,很有可能是因為國內醫療體系都把洗腎病人照顧的很好,除了定期高品質的血液透析或腹膜透析,醫護人員也很重視病人的衛教,總是會在病人回診時不厭其煩地提醒,應盡量減少攝取各種加工食品,避免使用鋁製餐具等。至於膠囊咖啡當然也不是完全碰不得,但還是應該注意適量。

針對部分消費者質疑,若事先以RO逆滲透、蒸餾法或陽離子交換樹脂等原理的淨水器去除水中金屬雜質,或直接購買市售包裝純水沖泡出來的膠囊咖啡,還是可以檢出微量的鋁,這應已足以證明膠囊咖啡或多或少還是存在鋁暴露的疑慮,「就憑這一點,就很難令人安心」。對此顏宗海建議,若民眾實在覺得擔心,也可以在定期健檢時要求加驗血鋁濃度,只要小於2微克/100cc(μg/dL),一般就不會有什麼大問題。

鋁具有穿過血腦屏障的能力,可能造成阿茲海默症

部分民眾對於膠囊咖啡又愛又怕,說穿了多半還是因為「過多的鋁暴露可能導致阿茲海默症」的說法長期以來深植人心。然而這個說法究竟是對還是錯呢?

書田診所腦神經內科主任醫師黃婷毓表示,包括鋁在內的各種重金屬會導致動物神經毒性是很確定的,尤其鋁具有穿過血腦屏障的能力,即一旦血液中過多的鋁大量通過腦血管壁進入大腦,且在特定部位堆積,理論上確實有可能造成阿茲海默症等各種退化性腦病變的惡化。

然而理論歸理論,由於相較於短時間內大量鋁暴露造成的急毒性較容易驗證,鋁與慢性腦病變之間的致病機轉,實在很難透過長期追蹤確認其因果關係。

黃婷毓說,雖然目前全球腦科學家對於阿茲海默症、帕金森氏症、失智症的確切病因仍未達成共識,但多數人都認同,年齡增長造成的腦神經退化,仍是各種危險因子中最重要的因素;其次基因、家族史的影響亦相當關鍵。相較之下,鋁的暴露、腦外傷、未控制的三高(高血壓、高血糖及高血脂)、不規律的生活、長期缺乏運動等,扮演的則比較像是「促進劑」的角色。

寄回給業者太麻煩,咖啡膠囊回收率推估只有5%

既然膠囊咖啡即使可能有鋁暴露的問題,但似乎是微量的;又鋁對於各種慢性腦病變的影響,目前暫時亦證據相對不足,那麼民眾應該就能放心開懷地暢飲膠囊咖啡了嗎?事實不然。因為咖啡膠囊的回收與環保顯然仍是個大問題。

根據國際環保團體的統計,在膠囊咖啡最盛行的時期,全球每年大約會產生200億個、總重約9萬公噸使用過的咖啡膠囊。雖然位居領導品牌的膠囊咖啡業者都宣稱,他們已建立了良好的咖啡膠囊回收機制,以確保膠囊內用過的咖啡渣以及鋁殼,都能被循環再利用。然而業者可能沒說的是,對消費者來說,要定期將用過的咖啡膠囊送回產品門市甚至寄回去給業者,無論如何都仍是件麻煩事。影響所及,咖啡膠囊的回收率推估只有5%。

德國漢堡公家機關開始禁用咖啡膠囊,盼能減少環境負擔。(取自推特)
咖啡膠囊的鋁殼廢棄物,在回收處理過程,可能會產生危害人體的物質。(取自推特)

許景翔透露,姑且不論被當成一般垃圾處理的咖啡膠囊,若進了掩埋場,其鋁殼成分至少要花數百年才能被分解;若進了焚化爐,不但會製造大量的PM2.5,膠囊鋁殼外層的化學塗料及內層的塑膠膜經燃燒後,會釋出世紀之毒戴奧辛。即使是到了回收業者手中的咖啡膠囊,基於小小一顆膠囊即含有數種異材質,實務上要進行「前處理」的難度也很高,所以多數情況下的處理方式仍是「集體熔製」。

一顆小小的咖啡膠囊卻包含了各種異材質,其中沖泡過的咖啡渣占約80%,其次鋁外殼占19%,外層塗料及內層塑膠膜則占1%。(優勝耐米科技總經理許景翔提供)
一顆小小的咖啡膠囊卻包含了各種異材質,其中沖泡過的咖啡渣占約80%,其次鋁外殼占19%,外層塗料及內層塑膠膜則占1%。(優勝奈米科技總經理許景翔提供)

成千上萬的咖啡膠囊被同時丟進高溫爐中冶煉,雖能製成可供循環再利用的鋁錠,但過程中釋出的高溫氣體會與空氣中的氮氣反應,產生有刺激性的氨氣;而爐底剩下的廢鋁渣若未經妥善處理,甚至被任意傾倒,則會對土壤造成污染。更可怕的是,其最終還是有可能透過食物鏈回到人類身上,讓我們付出健康的代價。

以環保鹼性剝鋁劑溶解咖啡膠囊,降低氨氣產生

為達到循環再利用目的同時,也能降低對環境的二次傷害,許景翔與優勝奈米科技研發工程師王逢新,嘗試利用環保鹼性剝鋁劑溶解咖啡膠囊鋁殼,然後過濾掉塗料及塑膠膜的殘渣,再依照氫氧化鋁在PH值6時溶解度最低的特性,將取得的濾液進行酸鹼中和,最後透過沉澱、過濾與烘乾的過程,取得可再利用的氫氧化鋁粉末。相關研究已發表在台灣化學產業協會(TCIA)會刊第48期。

為了研發更環保的咖啡膠囊回收方式,優勝耐米團隊以一顆膠囊為實驗操做對象,但光是「前處理」過程就頗費工。(優勝耐米科技總經理許景翔提供)
為了研發更環保的咖啡膠囊回收方式,優勝奈米團隊以一顆膠囊為實驗操做對象,但光是「前處理」過程就頗費工。(優勝奈米科技總經理許景翔提供)

許景翔說,值得一提的是,在以環保鹼性剝鋁劑溶解咖啡膠囊的過程中,並沒有氣體的產生,反應也不會很劇烈,是很安全且環保的鋁回收方式。但因此法尚在研究階段,故相關實驗從頭到尾都是以一顆咖啡膠囊進行操作,未來若要實際運用在大量咖啡膠囊的回收再利用,可能還是會有很多意想不到的問題要解決。

有別於現行咖啡膠囊回收是以熔製方式製成鋁錠,優勝耐米團隊是以鹼性剝鋁劑溶解鋁殼,過濾掉塗料及塑膠膜殘渣,取得可再利用的氫氧化鋁粉末。(優勝耐米科技總經理許景翔提供)
有別於現行咖啡膠囊回收是以熔製方式製成鋁錠,優勝奈米團隊是以鹼性剝鋁劑溶解鋁殼,過濾掉塗料及塑膠膜殘渣,取得可再利用的氫氧化鋁粉末。(優勝奈米科技總經理許景翔提供)

現代人為了追求方便與享受,有很多新的發明,但也做了不少蠢事。膠囊咖啡的發明是好事還是蠢事?這個問題的答案或許見仁見智,但不可否認的事實是,最早開始風行膠囊咖啡的歐美各國已開反思人類究竟值不值得為了一杯咖啡,付出沉重的環保代價,或許還有健康上的疑慮。

已有無鋁咖啡膠囊,只是還沒在台灣上市

更甚者,德國漢堡市(Hamburg)基於環保的理由,已於6年前正式頒令,禁止公家機關使用咖啡膠囊相關產品。就連膠囊咖啡的發明人約翰.希爾文(John Sylvan)幾年前接受媒體訪問時都直言:「膠囊咖啡製造了太多垃圾,我很後悔發明這東西,現在我都改喝濾掛式咖啡了。」

事實上,面對膠囊咖啡可能帶來的健康與環保疑慮,我們未必只能選擇「YES」or「NO」,但人類確實應該開始行動了。例如現在已有咖啡業者以可生物降解的薊科植物纖維取代鋁,做為咖啡機內的膠囊配件;只不過這股能夠同時兼顧享用咖啡美味的覺醒風潮,似乎還沒吹到台灣。

政府環保單位若能在膠囊咖啡相關議題上扮演領頭羊的角色,進一步結合民間環保團體、循環經濟產業及消費者的力量,共同催生既健康又環保新一代膠囊咖啡的誕生,不但民眾才能安心享用,也可減輕環境負擔。

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