生鮮乳質(zhì)量安全風(fēng)險評估技術(shù)研究進(jìn)展

田帥，劉光磊,2，葉耿坪，吳江

（1.上海光明荷斯坦牧業(yè)有限公司，上海 200436；2.上海奶牛育種中心有限公司，上海 200436）

生鮮乳質(zhì)量安全風(fēng)險評估技術(shù)研究進(jìn)展

田帥1，劉光磊1,2，葉耿坪1，吳江1

（1.上海光明荷斯坦牧業(yè)有限公司，上海 200436；2.上海奶牛育種中心有限公司，上海 200436）

乳制品安全廣受人們的關(guān)注，而生鮮乳是生產(chǎn)乳制品的原料，其質(zhì)量安全是保證乳制品安全的基礎(chǔ)。風(fēng)險評估技術(shù)是評價安全風(fēng)險的系統(tǒng)工具，在評估食品安全方面得到了越來越多的發(fā)展和應(yīng)用。本文就國內(nèi)外對生鮮乳風(fēng)險評估技術(shù)的研究進(jìn)行了綜述，重點介紹了化學(xué)危害物與生物危害物的暴露評估研究方法和研究進(jìn)展，希望對我國生鮮乳質(zhì)量安全風(fēng)險的分析、預(yù)警研究有所幫助。

生鮮乳；風(fēng)險評估；暴露評估

自三聚氰胺事件之后，乳制品安全廣受人們的關(guān)注，而生鮮乳作為生產(chǎn)乳制品的原料，其質(zhì)量安全是保證乳制品安全的基礎(chǔ)。為了確保生鮮乳的安全，我國相繼頒布了《農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全法》和《食品安全法》，并對生鮮乳進(jìn)行化學(xué)、生物性危害風(fēng)險評估。風(fēng)險評估是對事物或某一事件可能帶來的損失或影響程度的量化評測方法，基本模式為：危害鑒定、劑量-反應(yīng)關(guān)系評定、暴露評價和風(fēng)險特征評估[1]。危害鑒定是通過收集大量資料，包括有害物質(zhì)的理化性質(zhì)、毒理學(xué)性質(zhì)和藥物代謝動力學(xué)，暴露途徑、方式，以及其在體內(nèi)的新陳代謝等，為該物質(zhì)危害人群健康的能力做出科學(xué)的定性評估。劑量-反應(yīng)關(guān)系是推導(dǎo)人體的極限攝入量，確定風(fēng)險因子劑量的水平與人體健康的定量關(guān)系。暴露評估是通過被評估物在環(huán)境中的濃度與分布和接觸人群的特征鑒定來定性說明暴露方式，定量計算暴露量、暴露頻率和暴露期。風(fēng)險特征是利用上述三個階段的數(shù)據(jù)，評估在不同條件下，某種效應(yīng)的發(fā)生概率或可能產(chǎn)生的危害程度，通過與每日允許攝入量(ADI)、每周暫定耐受量(PTWI)、非致癌物質(zhì)攝入?yún)⒖紕┝?RFD)等標(biāo)準(zhǔn)值對比來評估風(fēng)險，為風(fēng)險決策及采取防范措施提供科學(xué)依據(jù)[2]。

1 生鮮乳中化學(xué)危害物的風(fēng)險評估技術(shù)

生鮮乳的化學(xué)危害物包括霉菌毒素、重金屬、食品添加劑、獸藥殘留、農(nóng)藥殘留等[3]，其評估任務(wù)是找出生鮮乳中產(chǎn)生危害的化學(xué)物質(zhì)并展開毒理學(xué)評價。危害物暴露評估是對通過生鮮乳攝入化學(xué)危害物的可能性進(jìn)行定性或定量評估。而近年來國內(nèi)外對生鮮乳化學(xué)危害物的風(fēng)險評估主要是霉菌毒素，如黃曲霉毒素、赭曲霉毒素、玉米赤霉烯酮等化學(xué)危害物[4]。

生鮮乳中化學(xué)危害物劑量-反應(yīng)關(guān)系是推導(dǎo)一種化學(xué)危害物的臨界劑量水平，攝入量等于或小于這種劑量，就不會引起可觀察到的健康危害。由于化學(xué)危害物在體內(nèi)的半衰期長，可對化學(xué)危害物建立每周耐受量（PTWI）或每日耐受量（TDI），即用劑量-反應(yīng)關(guān)系曲線來確定未產(chǎn)生有害作用的最高劑量（NOAEL）或基準(zhǔn)劑量（BMD），考慮到不確定因素，最后以NOAEL或BMD除以不確定系數(shù)（UF）得出最大PTWI 或TDI?；瘜W(xué)危害物暴露評估主要采取總膳食研究（TDS）方法、取樣分析危害物主要來源，獲得危害物在生鮮乳中的一般含量，即以某種危害物在生鮮乳中的濃度乘以某種生鮮乳的消費量，得出生鮮乳導(dǎo)致的某種危害物的攝入量，最后對生鮮乳導(dǎo)致的所有化學(xué)危害物攝入量進(jìn)行加和?；瘜W(xué)危害物風(fēng)險特征是通過對暴露評估結(jié)果和化學(xué)危害物PTWI或TDI相比較，綜合評估生鮮乳中化學(xué)危害物的風(fēng)險[5]。

風(fēng)險評估過程中有許多不確定性。21世紀(jì)初，模型方法被越來越多地用于風(fēng)險評估，例如，模糊理論模型、隨機(jī)模擬模型以及基于GIS技術(shù)的評估模型等。其中最常用的方法是隨機(jī)模型，它是通過Monte Carlo來進(jìn)行模擬。在風(fēng)險分析政策中，美國環(huán)保署（EPA）為了實現(xiàn)不確定性分析，將隨機(jī)模型定為風(fēng)險分析基本方法。進(jìn)入21世紀(jì)，風(fēng)險評估對定量化和減小評估不確定性更加重視。在化學(xué)危害物的風(fēng)險評估中，Monte Carlo在不確定性分析與敏感性分析、以及確定敏感性變量方面發(fā)揮了重要作用。其原理是通過食品消費量和殘留濃度，對個人的食品消費量乘以所有殘余濃度得出多個攝入量的可能，消費量經(jīng)過無數(shù)次這樣的運算，得出攝入量分布曲線，曲線分布頻率就認(rèn)為是攝入量發(fā)生率。

隨著計算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，概率模型成為膳食暴露評估研究熱點。近年來，歐盟、美國等發(fā)達(dá)國家都致力于研發(fā)各自的膳食暴露定量評估模型和軟件，但多是針對農(nóng)藥殘留和重金屬等化學(xué)危害物。因概率性評估方法需要的數(shù)據(jù)量較大，而且部分參數(shù)的有效性基礎(chǔ)數(shù)據(jù)較難獲得，所以生鮮乳中霉菌毒素概率評估技術(shù)研究的報道較少。但近年來也有研究團(tuán)隊利用可獲得的最大范圍內(nèi)的有效數(shù)據(jù)嘗試構(gòu)建概率評估模型。2011年，Signorini等[6]假設(shè)牛奶中的黃曲霉毒素含量呈累積分布，采用隨機(jī)模擬模型對阿根廷生產(chǎn)的牛奶中黃曲霉毒素、赭曲霉毒素、玉米赤霉烯酮等生物毒素進(jìn)行了風(fēng)險評估。2002年，F(xiàn)AO的JECFA國際風(fēng)險評估機(jī)構(gòu)評估了牛奶中黃曲霉毒素M1的暴露風(fēng)險，結(jié)果表明，將黃曲霉毒素M1的限量從0.5μg/kg降到0.05μg/kg，所帶來的健康效益甚微[7]。

生鮮乳中的霉菌毒素主要來源于被霉菌毒素污染的飼料。因此，Coffey等[8]人提出生鮮乳中霉菌毒素的風(fēng)險評估模式，內(nèi)容包括：飼料原料中霉菌污染程度→奶牛的暴露量(飼料中霉菌毒素的含量)→飼料中霉菌毒素的轉(zhuǎn)化率→牛奶中霉菌毒素的含量(監(jiān)測)→消費量→暴露評估→風(fēng)險管理(法規(guī)、政策)。目前，世界各國主要對精料的部分霉菌毒素制定了限量標(biāo)準(zhǔn)，但是難以控制粗飼料和青貯飼料中的霉菌毒素污染，更難以通過限制飼料中霉菌毒素含量，達(dá)到控制生鮮乳中霉菌毒素含量的目標(biāo)。因此，監(jiān)測生鮮乳中霉菌毒素的含量是評估霉菌毒素危害最直接的方式，也是風(fēng)險評估中霉菌毒素暴露評估的重要內(nèi)容。

JECFA、EFSA等國際風(fēng)險評估機(jī)構(gòu)對霉菌毒素進(jìn)行風(fēng)險評估均是采用點評估方法[9]。即通過人群中相關(guān)食品的消費量與霉菌毒素污染濃度，再結(jié)合目標(biāo)人群體重數(shù)據(jù)建立模型，得到平均暴露量或高端暴露量。該方法操作簡單、成本低，但因為忽略了個體差異，所以評估結(jié)果保守，易受評估數(shù)據(jù)質(zhì)量、來源、數(shù)量及評估范圍限制。

2 生鮮乳中生物危害物的風(fēng)險評估

生鮮乳是一種天然的微生物培養(yǎng)基，各種細(xì)菌、霉菌、酵母以及病毒都極易在其中生存并高速繁殖，因此，生鮮乳中生物危害物主要是微生物污染。在生鮮乳中發(fā)現(xiàn)的各種微生物中，僅致病菌屬就有葡萄球菌、溶血性鏈球菌、大腸桿菌、沙門氏菌、赤痢菌、炭疽菌等數(shù)十種。生鮮乳中生物危害物的風(fēng)險評估就是將這些致病菌作為重點分析對象，確定其對不同人群和個體的致病劑量，在進(jìn)行定性分析的基礎(chǔ)上，逐步對生物性危害產(chǎn)生的不良作用進(jìn)行半定量、定量評估。

目前，國內(nèi)外生鮮乳中微生物類的風(fēng)險評估技術(shù)主要是通過建立模型預(yù)測來代表真實的暴露情況。Whiting和Buchan將微生物預(yù)測模型分為三類，分別是初級模型、二級模型和三級模型[5]。

初級模型是指描述微生物生長曲線的模型[10]，就是通過數(shù)學(xué)方程來表示微生物與時間的關(guān)系，并利用特定參數(shù)來表示，一般采用Gompertz、Logistic、Baranyi模型[11]。趙風(fēng)等[12]通過SAS 9.1軟件和MATLAB 7.6軟件，對不同溫度下原料乳中金黃色葡萄球菌生長情況進(jìn)行模擬，得到了10～18℃條件下其最適生長模型為Baranyi模型；20～23℃條件下為Logistic模型；25～27℃條件下為Gompertz模型。

二級模型則描述了環(huán)境條件對初級模型的影響或?qū)δＰ偷闹饕卣?如遲滯期和指數(shù)期生長速率)的影響[10]，其數(shù)字方程主要包括反應(yīng)面方程、Arrhenius relationship和平方根方程。閏軍等[13]用麥夸特法和通用全局優(yōu)化法分析擬合了不同溫度下原料乳中金黃色葡萄球菌的生長數(shù)據(jù)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)Gompertz模型擬合效果最好，并以此建立了二級模型。

三級模型是在基本增殖模型和環(huán)境因素模型之上的綜合模型[11]。美國農(nóng)業(yè)部、英國食品研究中心和日本國家食品研究所的研究人員已經(jīng)基于不同的應(yīng)用目的分別創(chuàng)建開發(fā)了Pathogen Modeling Program(PMP)、Combined Data Base for Predictive Microbiology(Com Base)和Microbial Responses Viewer(MRV)等預(yù)測微生物數(shù)據(jù)庫，為相關(guān)領(lǐng)域的工作人員應(yīng)用預(yù)測模型提供了便利[11]。Lind等[14]在對新鮮干酪金黃色葡萄球菌的風(fēng)險評估中，應(yīng)用PMP模型模擬了金黃色葡萄球菌的生長規(guī)律 。

2008年Heidinger等[15]對消費者攝入生鮮乳可能引起的金黃色葡萄球菌風(fēng)險健康進(jìn)行了定量評估。該報告收集了2005～2008年加利福尼亞2 336個農(nóng)場中共計51 963份生鮮乳樣，進(jìn)行了金黃色葡萄球菌污染濃度監(jiān)測，采用PMP及Com Base兩種模型對生鮮乳中的金黃色葡萄球菌健康風(fēng)險進(jìn)行了預(yù)測，結(jié)果顯示，當(dāng)生鮮乳中金黃色葡萄球菌濃度超過105CFU/mL時，可能會引起潛在的健康風(fēng)險。

2010年，遇曉杰等[16]用RISK軟件概率評估的方法估計了黑龍江地區(qū)生鮮乳從擠奶結(jié)束到乳品廠過程中金黃色葡萄球菌的暴露程度，進(jìn)而估算出產(chǎn)生腸毒素的可能性。其中選用的生長預(yù)測模型分別為：L(t)=A+Cexp(-exp(-B(t-M)))，lnB=-4.377+0.193T-0.003T2以及l(fā)nM=5.743-0.223T+0.003T2。評估結(jié)果顯示，在奶戶運輸和奶牛場集中擠奶的過程中，金黃色葡萄球菌的暴露濃度大于105CFU/mL的概率分別為25.59%和8.22%；敏感性分析表明，除了金黃色葡萄球菌初始濃度以外，奶站的儲存溫度與時間是影響腸毒素中毒風(fēng)險的最大因素，乳品企業(yè)應(yīng)當(dāng)有針對性地建立防控措施。

2011年，劉弘等人[17]應(yīng)用半定量風(fēng)險評估軟件Risk Ranger，結(jié)合流行病學(xué)的調(diào)查和金黃色葡萄球菌檢測，對上海市生鮮乳中金黃色葡萄球菌的污染風(fēng)險進(jìn)行了半定量的風(fēng)險評估。評估結(jié)果顯示，上海市金黃色葡萄球菌腸毒素性食物中毒占報告的細(xì)菌性食物中毒暴發(fā)事件的第3位；腸毒素性食物中毒的嚴(yán)重性中等、全人群易感；4～6月份生鮮乳中金黃色葡萄球菌污染率為72.0%；假設(shè)生鮮乳在加工前金黃色葡萄球菌超過105CFU/g的概率為1‰，則每人每天因食用污染金黃色葡萄球菌乳及乳制品引起食物中毒的概率為2.5×10-7，每年因金黃色葡萄球菌污染乳及乳制品食物中毒病例數(shù)為862人，風(fēng)險等級為49。

微生物風(fēng)險評估主要是對消費者所攝入的食品中致病菌的數(shù)量、細(xì)菌毒素含量、食品消費情況(如消費量、消費頻率等相關(guān)信息)進(jìn)行評估。國內(nèi)目前只研究了貯藏和運輸這兩個階段的暴露水平，沒有系統(tǒng)地對生鮮乳從牧場到餐桌進(jìn)行全程監(jiān)控和評估，導(dǎo)致評估報告可提供的信息量有限，對乳品消費時的微生物類風(fēng)險因子不能做出更精準(zhǔn)的預(yù)測和分析。

3 結(jié)語

生鮮乳的風(fēng)險評估是保障乳制品安全的重要手段，是實現(xiàn)“從牧場到餐桌”全程安全質(zhì)量控制的重要保障，對生鮮乳進(jìn)行風(fēng)險評估是實現(xiàn)乳制品從原料安全性到消費安全性的有效措施。

[1] National Research Council． Risk assessment in the federal government: managing the process[D] ．Washington D C: National Academy Press,1983．

[2] EPA/630/P～03/001F, Guidelines for Carcinogen Risk Assessment[S]．Washington D C: EPA Lssue ,2005．

[3] 趙文．食品安全性評價[M]．北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2006:48．

[4] 王加啟,鄭楠,許曉敏,等．牛奶質(zhì)量安全主要風(fēng)險因子分析Ⅰ?總述[J]．中國畜牧獸醫(yī),2012,39(2):1-5．

[5] Wilhelm M,Pesch B,Wittsiepe J,et al．Comparison of arsenic levels in fingernails with urinary as species as bio markers of arsenic exposure in residents living close to a coal～burning power plant in Preid～vidza District,Slovakia[J]． Journal of Exposure Analysis and environmental Epidemiology,2005,15(1):89-98．

[6] Signorini M L,Gaggiotti M,Molineri A,et al． Exposure assessment of mycotoxins in cow’s milk in Argentina[J]． Food and Chemical Toxicology,2012,50:250-257．

[7] Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives．Evaluation of certain food additives and contaminants[J]．WHO Technical Report Series,2007,947:159-168．

[8] Coffey R．,Cummins E．,Ward S．． Exposure assessment of mycotoxins in dairy milk [J]．Food Control, 2009,20:239-249．

[9] Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives．Evaluation of certain mycotoxin in food[J]． WHO Technical Report Series,2002,906:8-16．

[10] Thomas Ross，Thomas Alexander McMeekin．Modeling Microbial Growth within Food Safety Risk Assessments[J]．Risk Analysis,2003,23(1):179-197．

[11] 郭劍飛,李柏林,歐杰．基于食品安全性的預(yù)測微生物學(xué)研究模式[J]．食品科技,2004,2:5-11．

[12] 趙風(fēng),曲行光,呂學(xué)娜,等．原料乳中金黃色葡萄球菌生長模型的建立[A]．中國奶業(yè)協(xié)會2009年會論文集[C]．北京,2009:242-244

[13] 閆軍,遇曉杰,湯巖,等．金黃色葡萄球菌在生乳中生長預(yù)測模型的建立[J]．中國食品衛(wèi)生雜志,2010,22(6):502-505．

[14] Lindqvist R,Sylven S．Quantitative microbial risk assessment exemplified by Staphylococcus aureus in unripened cheese made from raw milk[J]．Food Microbiology,2002,78:155-170．

[15] Hedinger J C,Winter C K,Cullor J S．Quantitative microbial risk assessment for Staphylococcus aureus and Staphylococcus enterotoxin A in raw milk[J]．Journal of Food Protection, 2009,72:1641-1653．

[16] 遇曉杰,閏軍,蘇華,等．原料乳中金黃色葡萄球菌的風(fēng)險評估及防控策略的建立[J]．中國乳品工業(yè),2010,38(9):53-58．

[17] 劉弘,顧其芳,吳春峰,等．生乳中金黃色葡萄球菌污染半定量風(fēng)險評估研究[J]．中國食品衛(wèi)生雜志,2011,4:293-296．

Research Advances on Risk Assessment Techniques of Quality Safety in Raw Milk

TIAN Shuai1, LIU Guang-lei1,2, YE Geng-ping1, WU Jiang1
(1.Shanghai Bright Holstan Co., Ltd., Shanghai 200436; 2.Shanghai Dairy Cow Breeding Center Co., Ltd., Shanghai 200436)

The safety of dairy products are widely attention of people, and the raw milk is the raw material for the production of dairy products, the quality safety of which is basis for ensuring the safety of dairy products. Risk assessment techniques is to evaluate security risk of system tools, which is more and more development and application on assessing food safety. Domestic and foreign risk assessment researches of raw milk were comprehensively reviewed, focusing on the method and advance in research of the exposure assessment of chemical and biological hazards, which is hoping to help the analysis of quality safety and warning research in raw milk.

Raw milk; Risk assessment; Exposure assessment

S8-1

A

1004-4264（2017）05-0045-04

10.19305/j.cnki.11-3009/s.2017.05.012

第二屆“牛人”攝影大賽作品 《原點》——翟玉蕾 君樂寶乳業(yè)

2016-08-11

生鮮牛乳中潛在生物性危害因子風(fēng)險評估及預(yù)防控制體系研究（滬農(nóng)科攻字（2013）第3-1號）。

田帥（1989-），男，河南人，碩士，主要從事奶牛用新產(chǎn)品開發(fā)及易耗品研究。

劉光磊（1979-），男，山東人，博士，高級畜牧師，主要從事奶牛營養(yǎng)、標(biāo)準(zhǔn)化養(yǎng)殖、育種等方面研究。