基于風(fēng)險(xiǎn)分析方法的食品中天然毒素污染防控

吳海文 王茂華 任嘉嘉 唐茂芝

(1.國家認(rèn)證認(rèn)可監(jiān)督管理委員會(huì)認(rèn)證認(rèn)可技術(shù)研究所,北京 100020;2.北京交通大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院,北京 100044;3.國家認(rèn)證認(rèn)可監(jiān)督管理委員會(huì),北京 100020;4.中國農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院油脂裝備設(shè)計(jì)研究所,北京 100083)

1960年，在英國東南部農(nóng)村發(fā)生的由黃曲霉毒素(aflatoxin，AF)引起的10萬只火雞死亡事件，在世界范圍內(nèi)引起震驚，同時(shí)也開創(chuàng)了真菌毒素研究的歷史[1].過去幾十年，毒素污染問題已受到全球的關(guān)注，前人在食品和飼料中的真菌毒素分析方面已作出的很大的努力.同時(shí)，毒理學(xué)家和流行病學(xué)家也針對(duì)這些毒素可能產(chǎn)生的人體或動(dòng)物效應(yīng)進(jìn)行了研究[2].中國自20世紀(jì)70年代起開展了廣泛的毒素學(xué)研究，在毒素生態(tài)學(xué)、毒理學(xué)、流行病學(xué)、疾病預(yù)防控制以及食品安全標(biāo)準(zhǔn)等方面進(jìn)行了卓有成效的工作.

風(fēng)險(xiǎn)分析是近年來國際上出現(xiàn)普遍采用的保證食品安全的一種新的模式舉措，其根本目的在于保護(hù)消費(fèi)者的健康和促進(jìn)公平的食品貿(mào)易，同時(shí)也是一門正在發(fā)展中的新興學(xué)科.風(fēng)險(xiǎn)分析(risk analysis)的概念首先被應(yīng)用于環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域的危害控制中，20世紀(jì)80年代末被用于食品安全領(lǐng)域[3].1991年在意大利羅馬召開的聯(lián)合國糧農(nóng)組織(Food and Agriculture Organization，F(xiàn)AO)和世界衛(wèi)生組織(World Health Organization，WHO)食品標(biāo)準(zhǔn)、食物化學(xué)品及食品貿(mào)易會(huì)議上，建議食品法典各分委會(huì)及顧問組織“在評(píng)價(jià)污染物時(shí)，繼續(xù)以適當(dāng)?shù)目茖W(xué)原則為基礎(chǔ)，并遵循風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的原則”[4-8].近年來，國內(nèi)學(xué)者也在不斷嘗試將風(fēng)險(xiǎn)分析方法應(yīng)用于食品毒素的污染防控中.張藝兵等[9]探討了食品供應(yīng)中的真菌毒素風(fēng)險(xiǎn)分析方法，認(rèn)為真菌毒素污染不可能從食品供給中完全去除，但應(yīng)用以科學(xué)為基礎(chǔ)的風(fēng)險(xiǎn)分析來確定其在食品中不至于對(duì)健康造成危害的污染水平(允許量、指導(dǎo)水平及最大殘留水平)卻是可能的，這將有助于國際上真菌毒素法規(guī)和控制方法的協(xié)調(diào)一致，從而促進(jìn)國際食品貿(mào)易的發(fā)展;吳斌等[10]從危險(xiǎn)識(shí)別、風(fēng)險(xiǎn)特征描述、暴露評(píng)估和風(fēng)險(xiǎn)描述4個(gè)方面探討了風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估在食品中天然毒素方面的應(yīng)用;Kuiper-Goodman[11]描述了食品中天然毒素危險(xiǎn)性評(píng)估的最新進(jìn)展;劉秀梅[12]認(rèn)為需要加強(qiáng)真菌毒素暴露與控制的研究工作，進(jìn)一步保障食品安全.綜上所述，可知國內(nèi)學(xué)者近年來的研究多側(cè)重于真菌毒素的危害分析，而對(duì)食品中其他天然毒素的分析鮮有報(bào)道.本文在分析食品中天然毒素及危害的基礎(chǔ)上，運(yùn)用風(fēng)險(xiǎn)分析方法對(duì)其進(jìn)行評(píng)估，以期為食品中的天然毒素污染防控提出建議.

1 食品中天然毒素及其危害

食品中的毒素主要來源于食品中存在的天然毒素、生物污染、化學(xué)污染和食品加工中形成的毒素等4個(gè)方面，具體分類如表1.

因化學(xué)加工、人為添加及環(huán)境污染所導(dǎo)入食品中的有害化合物容易被認(rèn)知和預(yù)防;而許多以食品的天然組分形式存在的天然毒素，由于毒性大，且與食品混為一體，不容易被識(shí)別和確定，從而對(duì)健康威脅更大[13].因此本文重點(diǎn)分析食品中的天然毒素及其危害.天然毒素中，那些由于食品原料自身產(chǎn)生并帶進(jìn)最終食品中的為天然內(nèi)因毒素，而由食品原料以外其他天然方式產(chǎn)生的且污染食品的或被食品蓄積的為天然外因毒素[14].

表1 食品中的毒素及其存在形式和成分Tab.1 Toxins in food and its existing form and composition

1.1 天然內(nèi)因毒素及其危害

食用的少數(shù)動(dòng)、植物在生長過程中，某個(gè)器官(或部位)會(huì)產(chǎn)生一些對(duì)人體有害的物質(zhì)，它們可隨著生長期而被破壞或逐漸蓄積，這些有害物質(zhì)主要分為以下4類.

1.1.1 有毒蛋白質(zhì)

主要來自植物源性食品，包括血凝素和酶抑制劑，主要存在于某些豆科蔬菜中和豆類食品中.目前研究發(fā)現(xiàn)，血凝素不但能誘導(dǎo)核分裂，還能凝聚血多哺乳動(dòng)物的血紅細(xì)胞，改變細(xì)胞膜的傳遞體系，改變細(xì)胞的滲透性并最終干擾細(xì)胞代謝.而酶抑制劑主要是胰蛋白酶抑制劑和淀粉酶抑制劑，能引起消化不良和過敏反應(yīng).

1.1.2 有毒氨基酸

主要指有毒的非蛋白氨基酸.在發(fā)現(xiàn)的400多種非蛋白氨基酸中，有20多種具有積蓄中毒作用，且大都存在于毒蕈和豆科植物中.它們作為一種“偽神經(jīng)遞質(zhì)”取代正常的氨基酸，而產(chǎn)生神經(jīng)毒性;另外，有些含硫、氰的非蛋白氨基酸可在體內(nèi)分解為有毒的氰化物、硫化物而間接發(fā)生毒性作用;重要的毒性非蛋白氨基酸是刀豆氨酸、香豌豆氨酸、白菇氨酸等.值得注意的是色氨酸是蛋白氨基酸，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)它的某些衍生物對(duì)中樞神經(jīng)有毒.

1.1.3 生物堿

根據(jù)生物源特點(diǎn)可分為原生物堿、真生物堿和偽生物堿，典型的生物堿是吡咯烷生物堿.它能引起攝食者輕微的肝損傷，但中毒的第一反應(yīng)是惡心、腹痛、腹瀉甚至腹水，連續(xù)食用生物堿食品2周甚至2年才有可能出現(xiàn)死亡，一般中毒都可康復(fù).

1.1.4 木藜蘆丸類毒素

這類毒素包括木藜蘆毒素、欞木毒素、玫紅毒素和日本杜鵑毒素等60多種化合物.這類毒素主要作用于消化系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)，是心臟-神經(jīng)系統(tǒng)毒素.人畜常見中毒癥狀有流涎、嘔吐、腹痛、腹瀉、心跳緩慢、頭暈、呼吸困難、肢體麻木和運(yùn)動(dòng)失調(diào)，中毒后能在24 h康復(fù)，嚴(yán)重中毒者會(huì)出現(xiàn)角弓反張、昏睡和呼吸抑制死亡.

1.2 天然外因毒素及其危害

天然外因毒素大都由附著在食品上的微小生物(有害菌、有害真菌、微藻等)產(chǎn)生，被人類的食物源所吸收并蓄積，最終危害誤食者的健康.

1.2.1 食源性細(xì)菌毒素

食源性細(xì)菌毒素主要包括鯖精毒素和藍(lán)細(xì)菌毒素[15].鯖精毒素即組胺，食用組胺和其他胺對(duì)血管有破壞作用，食用含量較高的食品可引起惡心、嘔吐、匍匐潮紅、蕁麻疹等中毒癥狀.相比而言，藍(lán)細(xì)菌毒素對(duì)食品衛(wèi)生危害較輕.

1.2.2 藻類毒素

藻類毒素是一種食用藻類的魚貝類蓄積了藻類所產(chǎn)的毒素而引發(fā)的中毒，又被稱為貝類毒中毒[16].目前發(fā)現(xiàn)的貝類毒中毒有麻痹性、腹瀉性、神經(jīng)性和記憶喪失性.無論哪一種貝類毒中毒幾乎都會(huì)導(dǎo)致肢體麻木、嘔吐、腹瀉等癥狀，嚴(yán)重的會(huì)因呼吸麻痹或中樞神經(jīng)中毒而死亡.

1.2.3 河豚毒素

這類毒素作為鈉離子阻斷劑，是最毒的天然產(chǎn)物之一.人類攝取一定量后先有手指、唇舌的刺痛感，然后惡心、嘔吐、腹瀉，最后肌肉麻痹、呼吸困難、衰竭而死，致死率極高.

1.2.4 真菌毒素

真菌毒素是某些絲狀真菌如曲霉屬、鐮孢霉和青霉屬在適宜的溫度、濕度等條件下產(chǎn)生的有毒代謝產(chǎn)物[17-18].目前已發(fā)現(xiàn)的真菌毒素有300多種，其中研究較為深入的有十幾種，如黃曲霉毒素(aflatoxins，包括 AFBl、AFB2、AFGl、AFG2和 AFMl)、伏馬菌素(fumonisins，包括 FBl和 FB2)、赭曲霉毒素 A(ochratoxin A，OTA)、單端孢霉烯族化合物(tdchothecenes)、展青霉素(patulm，Pat)和玉米赤霉烯酮(zearalenone，ZEN)等.產(chǎn)毒真菌污染食品后，在食品中產(chǎn)生真菌毒素使食用者中毒，有些毒素可以誘導(dǎo)基因突變和產(chǎn)生致癌性，有些能顯示出對(duì)特定器官的毒性，而有些具有其他的毒性機(jī)理.

2 風(fēng)險(xiǎn)分析在食品中天然毒素防控的應(yīng)用

風(fēng)險(xiǎn)分析由風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、風(fēng)險(xiǎn)管理和風(fēng)險(xiǎn)交流構(gòu)成.風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是由科學(xué)家完成的對(duì)人體接觸食源性風(fēng)險(xiǎn)而產(chǎn)生的已知或潛在的對(duì)健康不良作用的科學(xué)評(píng)價(jià)，風(fēng)險(xiǎn)性管理是由各國政府管理者完成的，風(fēng)險(xiǎn)交流是風(fēng)險(xiǎn)性評(píng)估者、風(fēng)險(xiǎn)性管理者和其他有關(guān)團(tuán)體之間相互交流有關(guān)風(fēng)險(xiǎn)性信息、情報(bào)和意見的過程[19-21].筆者在前人研究的基礎(chǔ)上編制了天然毒素的風(fēng)險(xiǎn)分析的程序，如圖1.

2.1 風(fēng)險(xiǎn)性評(píng)估

風(fēng)險(xiǎn)性評(píng)估由危險(xiǎn)的識(shí)別和特征描述、暴露評(píng)估和風(fēng)險(xiǎn)的描述等步驟完成[22].風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的結(jié)果可作為制定國家食品安全監(jiān)管措施的依據(jù)外，還可用于確定國家食品安全監(jiān)管的重點(diǎn)和優(yōu)先領(lǐng)域，以及評(píng)價(jià)食品安全監(jiān)管措施的效果.

2.1.1 危險(xiǎn)識(shí)別和特征描述

危害識(shí)別是對(duì)某種已知或潛在影響健康因素的識(shí)別;危害特征描述是指食品中具有對(duì)健康產(chǎn)生不良作用的生物性、化學(xué)性、及物理性因素的定性或定量評(píng)價(jià)[23].危險(xiǎn)的識(shí)別和描述是風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的推理階段，也稱為劑量-反應(yīng)評(píng)估外推.危害描述的目的是對(duì)“安全劑量”的推測(cè)，如臨時(shí)每日允許攝入量(provisional tolerable daily intake，PTDI)或等同的這個(gè)詞“可耐受的”.一般來說，(P)TDIs只有依據(jù)作用后機(jī)理和模型，當(dāng)劑量和效果關(guān)系可能存在闞值時(shí)才能確定.天然毒素具有很廣的毒理學(xué)效應(yīng)，可對(duì)細(xì)胞學(xué)過程產(chǎn)生多種影響.因此，這種生物學(xué)效應(yīng)的多樣性需要一個(gè)一個(gè)地評(píng)估，而且需要不同的推理歸納技術(shù).

2.1.2 暴露評(píng)估

暴露評(píng)估是指可能攝入污染物程度的定性或定量評(píng)估.近年來，通過對(duì)人體組織和體液的直接監(jiān)測(cè)來評(píng)估攝入情況的研究日益增多.雖然可以通過靈敏、可靠的分析方法對(duì)有代表性的食物進(jìn)行分析來得到天然毒素含量在食用前可能發(fā)生的變化，或者與食品發(fā)生的反應(yīng)，或在原料加工過程中的降解、蓄積，但是目前只有少數(shù)幾種天然毒素得到了可靠和有效的分析方法.因此，目前常用的評(píng)估方法是基于其在不同食品中的含量及人對(duì)這些食品的攝入量，通常采用3種方法:總膳食研究、個(gè)別食品的研究及雙份飯研究[24].這3種毒素評(píng)估的方法都是以膳食為載體，因此也可以說天然毒素的暴露評(píng)估是通過膳食暴露評(píng)估來實(shí)現(xiàn)的.膳食暴露評(píng)估是食品危險(xiǎn)評(píng)估的重要組成部分，是對(duì)生物性、化學(xué)性與物理性因子通過食品或其他相關(guān)來源攝入量的定性或定量評(píng)估對(duì)食品攝入量的評(píng)估即人群對(duì)含有農(nóng)藥和獸藥殘留、污染物的某種食品的平均消費(fèi)量與該食品中非食源添加劑或污染物平均殘留物濃度相乘，除以人群平均體重.天然毒素暴露評(píng)估的目的在于求得某毒素的劑量以及暴露的頻率、時(shí)間長短、途徑和范圍等，由于劑量決定毒性，所以毒素的膳食攝入量估計(jì)需要有關(guān)食品消費(fèi)量和這些食物中相關(guān)化學(xué)物濃度的資料.

圖1 天然毒素的風(fēng)險(xiǎn)分析程序Fig.1 Natural toxins in risk analysis process

2.1.3 風(fēng)險(xiǎn)描述

風(fēng)險(xiǎn)描述是定性或定量的評(píng)價(jià)，包括對(duì)暴露人群的嚴(yán)重程度和發(fā)生的可能性，或者缺乏對(duì)已知和潛在的不良健康作用資料等的不確定性，它在危害識(shí)別、危害描述和暴露評(píng)估這3個(gè)步驟的基礎(chǔ)上，對(duì)既定人群中存在的已知或潛在的危害發(fā)生的可能性和嚴(yán)重程度(包括不確定性因素)進(jìn)行定性或定量的估計(jì).

風(fēng)險(xiǎn)描述也可以是建立的人一生中非顯著風(fēng)險(xiǎn)的每日暴露水平(即暴露量必須低于每日可耐受攝入量(tolerable daily intake，TDI)值或安全劑量的程度).對(duì)不能被確定TDI的物質(zhì)，人的暴露量與在試驗(yàn)動(dòng)物中發(fā)現(xiàn)的不良作用間的安全限度可用來作為人發(fā)生致病作用可能性的指標(biāo).

2.2 風(fēng)險(xiǎn)性管理

風(fēng)險(xiǎn)管理是指權(quán)衡可接受的、減少的或降低的風(fēng)險(xiǎn)，并選擇和實(shí)施適當(dāng)措施的政策選擇過程，包括可接受的風(fēng)險(xiǎn)、預(yù)防措施、措施優(yōu)化選擇、成本-效益、制定法規(guī)等.天然毒素的風(fēng)險(xiǎn)性管理首先需要考慮的是保護(hù)人類健康，此外還應(yīng)考慮其他合法因素，如食品的生產(chǎn)、加工、儲(chǔ)藏、運(yùn)輸、技術(shù)水平、經(jīng)濟(jì)承受力、可行性等.

2.3 風(fēng)險(xiǎn)交流

天然毒素風(fēng)險(xiǎn)性信息交流是在風(fēng)險(xiǎn)性評(píng)估者、風(fēng)險(xiǎn)性管理者、消費(fèi)者和其他有關(guān)團(tuán)體之間進(jìn)行的關(guān)于天然毒素風(fēng)險(xiǎn)性信息和意見相互交流的過程.為了使所有參與者理解和執(zhí)行風(fēng)險(xiǎn)性管理的決策，提高整個(gè)風(fēng)險(xiǎn)性分析過程的效果，培養(yǎng)公眾對(duì)食品安全的信任與信心，進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)性交流是必要的.在進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)性信息交流時(shí)，需要在所有參與者之間講述所涉及的危害及其存在的風(fēng)險(xiǎn)、主要健康影響、相關(guān)管理決策及理由等.進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)性信息交流的形式多樣，可以采取網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)、會(huì)議交流、娛樂聚會(huì)、健康宣教和發(fā)放宣傳手冊(cè)等.

我國的世界貿(mào)易組織(World Trade Organization，WTO)衛(wèi)生與植物衛(wèi)生措施(Sanitary and PhytoSanitary，SPS)通報(bào)機(jī)構(gòu)設(shè)在商務(wù)部，代表我國政府受理WTO成員、企業(yè)或個(gè)人提出的咨詢;SPS國家咨詢點(diǎn)設(shè)在國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局，負(fù)責(zé)WTO和SPS通報(bào)咨詢的國內(nèi)協(xié)調(diào)，并受理和答復(fù)有關(guān)咨詢.我國按照SPS協(xié)定及時(shí)向WTO成員國通報(bào)相關(guān)措施，并答復(fù)國外對(duì)我國通報(bào)SPS措施的評(píng)議意見，在風(fēng)險(xiǎn)信息交流方面較以往有了長足發(fā)展.

3 結(jié) 語

綜上所述，風(fēng)險(xiǎn)分析在科學(xué)評(píng)估食品中天然毒素的危害水平、制定切實(shí)有效的保障食品安全的管理措施、降低危害、更好地保護(hù)人類健康方面有著極其重要的作用.然而，國內(nèi)學(xué)者更側(cè)重于對(duì)已知毒素的分析檢測(cè)方法和標(biāo)準(zhǔn)的研究，這些研究僅屬于風(fēng)險(xiǎn)暴露評(píng)估中的一種技術(shù)手段.對(duì)于很多可能存在的毒素及其對(duì)食品的不同污染途徑和污染程度，它們的暴露量很難科學(xué)定量評(píng)估，除了加強(qiáng)對(duì)危害性進(jìn)行監(jiān)測(cè)外，更應(yīng)該采用一種更加系統(tǒng)的評(píng)價(jià)分析方法進(jìn)行防控.

風(fēng)險(xiǎn)分析方法的優(yōu)勢(shì)在于通過實(shí)際數(shù)據(jù)的積累和專家“頭腦風(fēng)暴”和評(píng)價(jià)將預(yù)防措施與實(shí)際發(fā)生事件進(jìn)行擬合，通過對(duì)風(fēng)險(xiǎn)因子(危險(xiǎn)性識(shí)別和描述、暴露評(píng)估)不斷地修正，使之更加接近事實(shí)，最終形成一套相對(duì)穩(wěn)定的、程序性的操作方法.這套方法最終的理想狀態(tài)是:將不斷發(fā)現(xiàn)的天然毒素按照不同的污染程度、不同的人群和攝入量劃分出高、中、低三種風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別，為管理者制定保護(hù)措施提供科學(xué)基礎(chǔ)和依據(jù).風(fēng)險(xiǎn)管理者針對(duì)不同級(jí)別采用不同的管理方式對(duì)天然毒素進(jìn)行污染防控，這樣才能夠集中有限的監(jiān)控和研發(fā)資源實(shí)現(xiàn)對(duì)人類最大程度的健康保護(hù).

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