基于Monte—Carlo方法的生鮮乳中硫氰酸鈉定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究

武煊+歐陽吳莉+張利+李小橋+王永紅

摘 要：目的：對(duì)生鮮牛乳中硫氰酸鈉進(jìn)行定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，為科學(xué)合理地評(píng)價(jià)生鮮牛乳的質(zhì)量安全進(jìn)行有益的探索。方法：評(píng)估不同年齡-性別組人群通過食用生鮮牛乳而造成的硫氰酸鈉膳食暴露狀況，并應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)（RI，Risk Index）對(duì)生鮮牛乳中硫氰酸鈉進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。結(jié)果：分析不同年齡-性別組人群的硫氰酸鈉暴露情況，發(fā)現(xiàn)3～6歲組人群的硫氰酸鈉在最小暴露量、5%低暴露量、95%高暴露量和最大暴露量這4個(gè)指標(biāo)上均高于其他年齡-性別組人群；生鮮牛乳中的硫氰酸鈉的風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)平均值為0.2059，95%風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)為0.4183，最大風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)為0.9667。結(jié)論：我國(guó)生鮮牛乳中硫氰酸鈉風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)小于1.0，通過食用生鮮牛乳途徑攝入硫氰酸鈉對(duì)健康造成風(fēng)險(xiǎn)的可能性不大。

關(guān)鍵詞：Monte-Carlo；生鮮牛乳；硫氰酸鈉；風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

中圖分類號(hào) TS252 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2017）24-0111-05

Abstract：To scientifically evaluate the safty of raw milk，we quantitativly assess the risk of sodium thiocyanate in raw milk. Method：To assess the expose level of sodium thiocyanate from different age-gender group who via raw milk，and use Risk Index（RI）to describe the risk of sodium thiocyanate of milk. Result：After analysing the expose level of sodium thiocyanate from raw milk，the data showed the minimum expose level，5% expose level，95% expose and maximum expose level was 0.2059，95% high expose value was 0.4183，the most highest value of Risk Index was 0.9667. Conclusion：The Risk Index of sodium thiocyanate in raw milk is lower than 1.0，so the exposure level of sodium thiocyanate by drinking raw milk was unlikely to bring about severe human health risk.

Key words：Monte-Carlo；Raw milk；Sodium thiocyanate；Risk assessment

1 引言

風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是風(fēng)險(xiǎn)分析的重要組成部分，是整個(gè)風(fēng)險(xiǎn)分析的核心和基礎(chǔ)?！妒称钒踩ā芬?guī)定，中國(guó)應(yīng)建立食品安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估制度，需對(duì)食品中生物性、化學(xué)性和物理性危害進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估有定性和定量之分，定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是利用各種數(shù)據(jù)來描述風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生概率或（和）嚴(yán)重程度的方法[1]。Monte-Carlo模擬法是目前應(yīng)用于定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中最為廣泛的評(píng)估研究方法，在食品風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估領(lǐng)域已有廣泛應(yīng)用[2，3]。美國(guó)環(huán)境保護(hù)署（USEPA）在風(fēng)險(xiǎn)分析政策中已將Monte-Carlo模擬法定為風(fēng)險(xiǎn)分析的基本方法[4]。

硫氰酸鈉在乳及乳制品中主要起防腐保鮮作用，1991年國(guó)際食品法典委員會(huì)（CAC）公布了CAC/GL 13-1991《乳過氧化物酶體系用于原料乳的保鮮指南》，可以利用天然存在于生鮮乳中的過氧化物酶體系，再添加一定量的硫氰酸鹽、過氧化氫、葡萄糖氧化酶等，對(duì)生鮮乳起到保鮮作用[5]。但是該指南嚴(yán)格規(guī)定此方法僅在缺乏必要的制冷設(shè)施時(shí)才可使用，并規(guī)定經(jīng)此方法處理后的生鮮乳需對(duì)硫氰酸鹽進(jìn)行含量測(cè)定。20世紀(jì)80年代，我國(guó)生鮮乳的運(yùn)輸、保鮮設(shè)施落后，根據(jù)當(dāng)時(shí)國(guó)情，我國(guó)頒布了GB/T 1550-1995《活化乳中乳過氧化物酶體系保存生鮮牛乳實(shí)施規(guī)范》和GB 2760-1986《食品添加劑使用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》，規(guī)定了硫氰酸鈉使用范圍、方法和限量。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，生鮮乳的冷鏈運(yùn)輸、保鮮設(shè)施有了極大提高，我國(guó)于2005年廢止了GB/T 15550-1995，在GB 2760-2014《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》也取消了硫氰酸鈉的保鮮用途。2008年12月12日衛(wèi)生部公布的《食品中可能違法添加的非食用物質(zhì)和易濫用的食品添加劑品種名單（第一批）》中明確規(guī)定，乳及乳制品中硫氰酸鈉屬于非法添加物質(zhì)[6]。但是由于硫氰酸鈉是動(dòng)物體內(nèi)正常存在的陰離子，參與正常的生命活動(dòng)，在動(dòng)物組織、血液和分泌液內(nèi)都能檢測(cè)到，所以生鮮乳中一般含有一定本底濃度的硫氰酸鈉。

硫氰酸鈉屬于國(guó)家食品安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，本研究采用食品整治辦[2009]29號(hào)《關(guān)于印發(fā)全國(guó)打擊違法添加非食用物質(zhì)和濫用食品添加劑專項(xiàng)整治抽檢工作指導(dǎo)原則和方案的通知》推薦的“離子色譜法測(cè)定牛奶中硫氰酸根”方法，自2012年以來，對(duì)陜西、湖南、湖北、安徽、新疆、青海、江蘇和重慶市轄區(qū)內(nèi)的所有生鮮乳收購站、生鮮乳運(yùn)輸車共進(jìn)行了800批次的硫氰酸鈉風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)。本文將結(jié)合硫氰酸鈉風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與相關(guān)膳食數(shù)據(jù)，運(yùn)用風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估原理，對(duì)生鮮牛乳中硫氰酸鈉可能帶來的健康風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估，旨在為科學(xué)合理地評(píng)估生鮮牛乳中硫氰酸鈉的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行有益的探索。

2 材料與方法

2.1 樣品采集 2012—2016年對(duì)陜西、湖南、湖北、安徽、新疆、青海、江蘇和重慶轄區(qū)內(nèi)的所有生鮮乳收購站、生鮮乳運(yùn)輸車進(jìn)行抽樣監(jiān)測(cè)，共抽檢生鮮牛乳樣品800批次。endprint

2.2 檢測(cè)方法 依據(jù)食品整治辦[2009]29號(hào)推薦的“離子色譜法測(cè)定牛奶中硫氰酸根”方法，對(duì)800批次的生鮮牛乳進(jìn)行硫氰酸鈉測(cè)定，檢測(cè)限為0.5mg/kg。對(duì)未檢出的樣品，按照WHO和美國(guó)環(huán)境保護(hù)署（USEPA）建議的數(shù)據(jù)處理方法，硫氰酸鈉含量取“0.0”和檢測(cè)限的平均值，即以0.25mg/kg計(jì)算。

2.3 目標(biāo)人群及分組 參考2015年國(guó)家體育總局發(fā)布的《2014年國(guó)民體質(zhì)監(jiān)測(cè)公報(bào)》內(nèi)容，本課題將目標(biāo)人群分為 3～6歲（不分性別）、7～19歲（男）、7～19歲（女）、20～59歲（男）、20～59歲（女）、60～69歲（男）和60～69歲（女）等7個(gè)年齡-性別組人群，分別評(píng)估生鮮牛乳中硫氰酸鈉對(duì)不同人群的危害程度。

2.4 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估數(shù)據(jù)來源 （1）生鮮牛乳中硫氰酸鈉含量擬合分布：運(yùn)用@RISK軟件對(duì)1.1中的生鮮牛乳中硫氰酸鈉監(jiān)測(cè)數(shù)值與不同參數(shù)化分布進(jìn)行擬合。分別運(yùn)用Chi-Squared、Andrson-Darling和Kolmogorov-Smirnov等3種統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)方法對(duì)函數(shù)曲線的擬合度進(jìn)行檢驗(yàn)，并綜合考慮3種方法的結(jié)果，最終確定擬合分布[7]。擬合結(jié)果表明，生鮮乳中硫氰酸鈉含量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)符合Gamma分布，記為RiskGamma（2.4400，0.69202，RiskShift（0.25000））。（2）CR：國(guó)家食品藥品監(jiān)督管理總局確定的液態(tài)乳品中硫氰酸鈉風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)參考值，即為10.0mg/kg。（3）M：根據(jù)中國(guó)奶業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)布的《中國(guó)奶業(yè)質(zhì)量報(bào)告（2016）》[8]，2015年每人每天折合鮮牛乳消費(fèi)量：即為0.1kg。（4）W：目標(biāo)人群體重分布來源于國(guó)家體育總局于2015年11月公布的《2014年國(guó)民體質(zhì)監(jiān)測(cè)公報(bào)》[9]，數(shù)據(jù)詳見表2。

2.5 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估軟件 應(yīng)用基于Monte Carlo模擬技術(shù)的@RISK 5.5定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估專用軟件，評(píng)估中使用的各種參數(shù)對(duì)應(yīng)的概率分布采用軟件提供的標(biāo)準(zhǔn)分布函數(shù)來顯示。

2.6 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法

2.6.1 硫氰酸鈉暴露量的評(píng)估 對(duì)8個(gè)不同省市生鮮牛乳中硫氰酸鈉的監(jiān)測(cè)結(jié)果、生鮮牛乳消費(fèi)量與消費(fèi)人群體重?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行擬合，得到生鮮牛乳中硫氰酸鈉膳食暴露量的分布，見公式（1）。

[E=C×MW] （1）

其中，E—生鮮牛乳中硫氰酸鈉暴露量，mg/（kg·BW·d）；C—生鮮牛乳中硫氰酸鈉暴露濃度，mg/kg；M—每人每天生鮮牛乳消費(fèi)量，0.1kg；W—不同年齡-性別組人群消費(fèi)者體重，kg。

2.6.2 生鮮乳中硫氰酸鈉風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估 應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)（RI，Risk Index）對(duì)生鮮牛乳中硫氰酸鈉進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)描述，以表示生鮮牛乳中硫氰酸鈉風(fēng)險(xiǎn)大小。當(dāng)RI<1.0時(shí)，表示沒有風(fēng)險(xiǎn)；當(dāng)RI>1時(shí)，表示有風(fēng)險(xiǎn)；數(shù)值越大，風(fēng)險(xiǎn)也越大。見公式（2）。

[RI=CCR] （2）

其中，RI—風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)；

C—生鮮乳中硫氰酸鈉暴露濃度，mg/kg；

CR—國(guó)家食品藥品監(jiān)督管理總局公布的液態(tài)乳中硫氰酸鈉風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)參考值，即為10.0mg/kg。

3 結(jié)果與分析

3.1 生鮮牛乳中硫氰酸鈉對(duì)不同年齡-性別組人群日暴露量結(jié)果 對(duì)不同年齡-性別人群食用生鮮牛乳引起的的硫氰酸鈉暴露評(píng)估表明（表2、圖1～圖7），生鮮牛乳中的硫氰酸鈉暴露水平隨著年齡的增長(zhǎng)逐年下降。比較不同年齡-性別組人群的最低日暴露量、5%低暴露量、95%高暴露量和最高暴露量，3～6歲組人群在這4個(gè)指標(biāo)上均遠(yuǎn)高于其他組人群，這主要是由于3～6歲組人群的體重遠(yuǎn)低于其他組人群的體重引起的。目前我國(guó)缺乏具有全國(guó)代表性的3～6歲幼兒的乳及乳制品消費(fèi)量調(diào)查數(shù)據(jù)，因此對(duì)于我國(guó)3～6歲組人群通過食用生鮮牛乳而導(dǎo)致的硫氰酸鈉日暴露量有待進(jìn)一步研究。

3.2 生鮮牛乳中硫氰酸鈉風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)計(jì)算 采用表1中的數(shù)據(jù)與公式，利用@RISK軟件計(jì)算生鮮牛乳中硫氰酸鈉風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)的概率，模擬過程循環(huán)10000次，風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果如圖8所示。從圖8可以看出，風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)平均值為0.2059，95%的高暴露水平下風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)為0.4183，風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)最高為0.9667，均小于1.0。說明通過食用生鮮牛乳攝入硫氰酸鈉對(duì)健康造成風(fēng)險(xiǎn)較小或沒有風(fēng)險(xiǎn)；但是應(yīng)注意，RI的最大值為0.9667，已非常接近1.0，需提請(qǐng)各管理部門注意。

4 結(jié)論與討論

硫氰酸鈉在動(dòng)物組織和分泌液中廣泛分布，它屬于防御系統(tǒng)的一部分，尤其在初乳和患乳腺炎奶牛的乳中濃度高。正常的生鮮牛乳中硫氰酸鈉主要來源于飼料在體內(nèi)的代謝產(chǎn)生。飼料配料中使用的菜粕、棉粕等十字花科植物原料，含有大量的硫代葡萄糖苷，硫代葡萄糖苷本身無毒，但進(jìn)入生物體后，在芥子酶作用下，被水解成硫氰酸鈉進(jìn)入組織和分泌液[10-11]。有研究表明[12]，給奶牛飼喂十字花科植物，生鮮牛乳中硫氰酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)會(huì)提高，不同的十字花科植物對(duì)牛乳中硫氰酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)影響不同，但是當(dāng)十字花科植物飼喂量達(dá)到一定量后，并不會(huì)使牛乳中硫氰酸鈉含量繼續(xù)升高，基本會(huì)穩(wěn)定在6～8mg/kg。為了減少生鮮牛乳中硫氰酸鈉的含量，建議應(yīng)減少對(duì)奶牛飼喂十字花科類植物。

目前，國(guó)內(nèi)外還沒有針對(duì)硫氰酸鈉制定PTWI/TDI或ADI值的參考值。在我國(guó)，硫氰酸鈉屬于國(guó)家食品安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，乳及乳制品中硫氰酸鈉的本底值尚處于數(shù)據(jù)收集階段。本研究與其他文獻(xiàn)報(bào)道[12-14]均表明，我國(guó)生鮮牛乳中硫氰酸鈉含量低于國(guó)家食藥監(jiān)總局制定的液態(tài)乳中硫氰酸鈉的風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)參考值：10.0mg/kg。據(jù)CAC（國(guó)際食品法典委員會(huì)）報(bào)道[15]，為了防止生鮮乳腐壞變質(zhì)，硫氰酸鈉作為保鮮劑添加的濃度應(yīng)為15mg/kg才能發(fā)揮防腐作用。可見國(guó)家食藥監(jiān)總局制定的10.0mg/kg的參考值，既體現(xiàn)了生鮮乳中硫氰酸鈉的本底值，又確保了對(duì)非法添加硫氰酸鈉的打擊力度，可切實(shí)保護(hù)人民群眾的身體健康。endprint

本研究表明，由于膳食結(jié)構(gòu)和體重關(guān)系，3～6歲幼兒對(duì)生鮮乳中硫氰酸鈉的日暴露量最大，是成人的2.0～3.6倍。研究表明：高濃度的SCN-可競(jìng)爭(zhēng)性抑制碘和酪氨酸氧化，抑制甲狀腺的碘吸收、抑制碘-鈉轉(zhuǎn)運(yùn)體的碘轉(zhuǎn)運(yùn)、抑制乳腺中的碘轉(zhuǎn)運(yùn)，對(duì)嬰幼兒的頭腦及神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育有很大的損害，嚴(yán)重時(shí)可引起呆小癥[16]。但是目前我國(guó)還缺乏全面的嬰幼兒乳及乳制品的消費(fèi)量調(diào)查數(shù)據(jù)，為了進(jìn)一步保護(hù)嬰幼兒的身體健康，本文建議國(guó)家相關(guān)部門應(yīng)對(duì)嬰幼兒這一特殊群體的乳與乳制品消費(fèi)量進(jìn)行更為細(xì)致的調(diào)查，為硫氰酸鈉高的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供更為詳實(shí)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

本次評(píng)估由于資料和數(shù)據(jù)方面的原因，存在一些不確定因素，應(yīng)用本報(bào)告的結(jié)果和結(jié)論時(shí)應(yīng)考慮這些不確定因素可能帶來的影響。首先是生鮮乳消費(fèi)數(shù)據(jù)，本次評(píng)估采用的消費(fèi)數(shù)據(jù)來源于《中國(guó)奶業(yè)質(zhì)量報(bào)告（2016）》，為全國(guó)乳與乳制品折合成生鮮牛乳的全民消費(fèi)平均量，缺乏針對(duì)特定年齡-性別組人群的消費(fèi)數(shù)據(jù)，尤其是缺乏針對(duì)3～6歲組人群的消費(fèi)量數(shù)據(jù)，會(huì)給本次評(píng)估帶來一定的不確定性；其次是樣本量，本次評(píng)估所用的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)是本單位2012—2016年間在8個(gè)不同?。ㄊ?、自治區(qū)）的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，樣本代表性上有一定的局限性，不能代表全國(guó)生鮮牛乳中硫氰酸鈉含量，可能會(huì)給本次評(píng)估帶來不確定性。

綜上所述，本文建議我國(guó)應(yīng)建立食品安全信息系統(tǒng)，定期發(fā)布從牧場(chǎng)到市場(chǎng)過程中硫氰酸鈉的檢測(cè)信息，使消費(fèi)者了解食品安全的真實(shí)情況，通過正確的輿論引導(dǎo)，確保我國(guó)乳品市場(chǎng)的健康發(fā)展。

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