王小丹 陳志飛 周爽 高芃 曹佩 徐海濱 梁江
摘 要:目的:調查安徽省居民家庭內即食狀態(tài)谷類食物脫氧雪腐鐮刀菌烯醇(DON)污染情況并評估調查人群膳食DON暴露水平。方法:在安徽省阜陽市選擇2個村莊作為調查點,通過稱重法獲得305名調查對象在整個調查日內食用的所有即食狀態(tài)谷類食物克數(shù),并分別采樣檢測其中DON、3-乙酰脫氧雪腐鐮刀菌烯醇(3-Ac-DON)、15-乙酰脫氧雪腐鐮刀菌烯醇(15-Ac-DON)、脫氧雪腐鐮刀菌烯醇-3-葡萄糖苷(DON-3-G)含量?;谡{查對象主要谷類食物個體消費量和各類食物DON平均含量,采用簡單分布模型,計算每個個體膳食DON暴露量。結果:調查人群主要食用的谷類食物包括大米粥、饅頭/花卷、面條、米飯、粑粑子。饅頭/花卷和粑粑子中DON和DON-3-G均100%檢出,總DON平均含量分別為454.9、457.7 μg/kg,最高污染水平來自饅頭/花卷樣品,總DON含量為2 067.8μg/kg。面條中DON和DON-3-G檢出率分別為100%、71.6%,總DON平均含量為75.5μg/kg。米飯和大米粥中兩種物質檢出率和含量均相對較低。調查人群膳食DON平均暴露量為2.6μg/(kg·d),高于每日耐受攝入量(TDI)(1μg/kg體重),高端暴露水平(P90~P99)為4.0~6.2μg/(kg·d),是TDI的4倍以上,調查人群中93.8%的個體DON暴露量超過TDI。各年齡組DON暴露量無顯著差異(P=0.381)。以小麥為主要原料的食物對DON平均暴露量的總貢獻率達94.1%,其中饅頭/花卷貢獻率最高,為65.4%。結論:安徽省調查人群膳食DON暴露量較高,存在一定的健康風險,饅頭/花卷和面條等小麥制品是主要暴露來源。
關鍵詞:脫氧雪腐鐮刀菌烯醇;谷類食物;暴露評估;食品安全
脫氧雪腐鐮刀菌烯醇(Deoxynivalenol,DON)是一種常見的B型單端孢霉烯族真菌毒素,又叫嘔吐毒素,主要存在于小麥、大麥、燕麥、黑麥和玉米等谷類作物中,由禾谷鐮刀菌和黃色鐮刀菌等赤霉病病原菌產(chǎn)生,對人和動物有廣泛的毒性作用,能引起急性胃腸炎以及厭食、生長遲緩、免疫功能紊亂等慢性毒性表現(xiàn)[1-4]。DON是我國歷年來在谷類食物中重點關注的真菌毒素之一。谷類食物DON含量調查和暴露評估大多是基于從流通環(huán)節(jié)(農(nóng)貿(mào)市場、超市等)采集的原糧(小麥、玉米等)或半加工制品(小麥粉、玉米面等)的檢測數(shù)據(jù)[5-6]。但諸多研究表明,饅頭、面條等常見谷類食物的烹制過程可造成DON含量發(fā)生變化[7-10]。因此,基于原糧或半加工制品中DON含量數(shù)據(jù)開展的暴露評估難以準確反映DON實際攝入量。本研究于2015年底采用雙份飯調查方法入戶采集安徽省阜陽市部分居民家庭餐桌上即食狀態(tài)的各種谷類食物,檢測DON及其衍生物含量;同時采用稱重法獲得每位調查對象在調查日內各種谷類食物消費量,并在此基礎上進行DON膳食暴露評估。本研究的評估結果能更準確地反映調查人群的DON暴露水平。
1 材料與方法
1.1 調查點和調查對象
在安徽省阜陽市選擇2個村莊作為調查點。調查對象為在當?shù)鼐幼?年以上,身體健康或雖患某些慢性疾病但病情得到很好控制的居民,共305人,包括學齡前兒童(3~6歲)34人、學齡兒童(7~12歲)29人、青少年(13~17歲)39人、成人(18~59歲)115人、老年人(≥60歲)88人,其中男性152人、女性153人。
1.2 調查方法
入戶稱量和記錄每位調查對象在整個調查日內食用的所有谷類食物克數(shù),主要有饅頭、面條、米飯、大米粥、粑粑子(用面粉制作的一種餅)、包子、餃子、面包、餅干、方便面等,并分別采樣檢測其中DON、3-乙酰脫氧雪腐鐮刀菌烯醇(3-Ac-DON)、15-乙酰脫氧雪腐鐮刀菌烯醇(15-Ac-DON)、脫氧雪腐鐮刀菌烯醇-3-葡萄糖苷(DON-3-G)含量。食物樣品檢測采用中國總膳食研究的高效液相色譜-串聯(lián)質譜法[11],檢測限為0.5~5μg/kg。
1.3 暴露評估
基于每位調查對象在調查日內主要谷類食物消費量和所攝入的各類食物DON平均含量,采用簡單分布模型,獲得調查人群膳食DON暴露量的分布水平,并與歐洲食品安全局(European Food Safety Authority,EFSA)制定的DON、3-Ac-DON、15-Ac-DON和DON-3-G的成組每日耐受攝入量(Tolerable Daily Intake,TDI)(1 μg/kg體重)[12]進行比較,判斷調查人群DON暴露的健康風險。其中個體膳食DON暴露量的計算公式為式(1):
1.4 統(tǒng)計方法
采用SPSS 13.0軟件進行統(tǒng)計分析。食物DON含量以P25、P50、P75、P90表示,并列出平均值和最大值;食物消費量以平均值、P25、P50、P75、P90、P99表示。DON暴露量不符合正態(tài)分布,采用Kruskal-Wallis秩和檢驗比較不同年齡組DON暴露量,雙側檢驗水準α=0.05。
2 結果與分析
2.1 主要谷類食物消費情況
調查的所有谷類食物中,食用比例(食用人數(shù)/調查人數(shù))超過5%的類別依次為大米粥(97.7%)、饅頭/花卷(87.5%)、面條(86.2%)、米飯(40.3%)、粑粑子(5.9%),其他谷類食物食用人數(shù)及采集的樣本量均很少,因此,本研究主要關注調查對象通過上述5類食物對DON的暴露情況。消費量方面,大米粥和面條因含水量多,每日消費量相對較大,均值分別為590.0、432.1g/d;饅頭/花卷和米飯平均消費量分別為196.7、130.6g/d(表1)。
2.2 主要谷類食物DON及其衍生物含量
采集的255份膳食樣品DON、3-Ac-DON、15-Ac-DON和DON-3-G檢出率分別為63.1%、4.3%、0.4%、45.9%,根據(jù)WHO全球環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)/食品污染監(jiān)測與評估規(guī)劃中對未檢出數(shù)據(jù)的處理原則[13-14],對DON和DON-3-G未檢出數(shù)據(jù)賦值為檢測限的50%,3-Ac-DON和15-Ac-DON因檢出率過低,評估中不予考慮。如表2所示,饅頭/花卷和粑粑子中DON和DON-3-G兩種物質均100%檢出,含量水平也相對較高,總DON平均含量分別為454.9、457.7μg/kg,最高污染水平來自饅頭/花卷樣品,總DON含量為2 067.8μg/kg。面條中DON和DON-3-G檢出率分別為100%、71.6%,總DON平均含量為75.5μg/kg。米飯和大米粥中兩種物質檢出率和含量均相對較低。
2.3 調查人群DON膳食暴露量
調查人群膳食DON平均暴露量為2.6 μg/(kg·d),高于TDI(1 μg/kg體重),高端暴露水平(P90~P99)為4.0~6.2 μg/(kg·d),是TDI的4倍以上,調查人群中93.8%的個體DON暴露量超過了TDI,存在一定的健康風險。表3結果顯示,7~12歲組平均暴露量和高端暴露量高于其他組,但統(tǒng)計分析表明,各年齡組DON暴露量的差異無統(tǒng)計學意義(χ2=4.19,P=0.381)。饅頭/花卷對DON平均暴露量的貢獻率最高,為65.4%,其次為面條,貢獻率為24.7%。按谷物種類看,以小麥為主要原料的食物(饅頭/花卷、面條、粑粑子)總貢獻率達94.1%,而以大米為主要原料的食物(大米粥和米飯)總貢獻率僅5.9%(附圖)。
3 討論
本研究調查了安徽省部分居民家庭內即食狀態(tài)谷類食物DON及其衍生物污染情況,消除了烹調加工過程對DON含量的影響,且采用稱重法獲得了該人群相應谷類食物消費量,因此暴露評估結果能更準確地反映調查人群膳食DON攝入量。調查顯示,調查人群主要食用的谷類食物包括大米粥、饅頭/花卷、面條、米飯、粑粑子,其中小麥制品中DON和DON-3-G檢出率和含量水平相對較高,大米制品中檢出率和含量較低。以小麥為主要原料且含水量少的饅頭/花卷和粑粑子中DON和DON-3-G均100%檢出,總DON平均含量分別為454.9、457.7μg/kg,最高污染水平達2 067.8μg/kg。我國《食品安全國家標準 食品中真菌毒素限量》(GB 2761—2017)僅規(guī)定了小麥和小麥粉等原糧或半加工制品DON限量為1 000μg/kg,對饅頭這類即食狀態(tài)食品未做規(guī)定。而歐盟對食品中DON含量的規(guī)定較為詳細,歐盟管理條例第1881/2006號(EU Regulation No.1881/2006)針對不同加工類型谷物產(chǎn)品規(guī)定了不同的DON限量值,其中面包、甜點、餅干、谷物零食和谷物早餐等即食狀態(tài)的谷類食物為500μg/kg。參照歐盟該限量值進行分析,饅頭/花卷和粑粑子中17.8%(8/45)的樣品超過該值。
評估結果顯示,調查人群膳食DON平均暴露量為2.6 μg/(kg·d),是TDI的2倍以上,小麥制品貢獻率達94.1%,調查人群中93.8%的個體DON暴露量超過TDI,存在一定的健康風險。分析原因主要是調查省份安徽省是我國DON污染較嚴重地區(qū)[15-17],且調查所選的阜陽市居民面食消費量相對較高。為降低調查人群DON暴露量,應積極采取措施降低小麥DON污染,并建議主食應多樣化,適當降低面食消費量。
本研究尚存在不足之處:研究僅選擇了1個調查日,結果穩(wěn)定性略低;谷類食物DON污染程度受氣候影響較大,特別是作物開花期的降水情況[18-20],因此,本研究結果僅代表當年氣候條件下調查人群DON暴露情況。
參考文獻
[1]Rotter BA.Invited review:toxicology of deoxynivalenol(vomitoxin)[J]. Journal of Toxicology & Environmental Health,1996,48(1):1-34.
[2]Marin S,Ramos AJ,Cano-Sancho G,et al.Mycotoxins:occurrence,toxicology,and exposure assessment [J]. Food and Chemical Toxicology,2013(60):218-237.
[3]Pestka JJ,Smolinski AT.Deoxynivalenol:toxicology and potential effects on humans [J]. Journal of Toxicology & Environmental Health Part B,2005,8(1):39-69.
[4]Pestka JJ.Deoxynivalenol:mechanisms of action,human exposure,and toxicological relevance [J]. Archives of Toxicology,2010,84(9):663-679.
[5]王偉,朱江輝,邵兵,等.中國居民小麥粉和玉米制品中脫氧雪腐鐮刀菌烯醇和玉米赤霉烯酮暴露水平評估[J]. 中華預防醫(yī)學雜志,2015,49(3):223-227.
[6]殷芳媛,田明勝,王李偉,等.上海市居民小麥粉中脫氧雪腐鐮刀菌烯醇及其乙酰衍生物的暴露評估[J]. 衛(wèi)生研究,2015,44(4):661-665.
[7]常敬華.脫氧雪腐鐮刀菌烯醇(DON)在面制品加工中的變化規(guī)律研究[D].北京:中國農(nóng)業(yè)科學院,2014.
[8]Zhang H,Wang B.Fates of deoxynivalenol and deoxynivalenol-3-glucoside during bread and noodle processing [J]. Food Control,2015(50):754-757.
[9]Zhang H,Wang B.Fate of deoxynivalenol and deoxynivalenol-3-glucoside during wheat milling and Chinese steamed bread processing [J]. Food Control,2014(44):86-91.
[10]Wu L,Wang B.Transformation of deoxynivalenol and its ac-etylated derivatives in Chinese steamed bread making,as affected by pH,yeast,and steaming time [J]. Food Chemistry,2016(202):149-155.
[11]邱楠楠,呂冰,周爽,等.中國第5次總膳食研究中7種真菌毒素的污染及膳食暴露分析[J]. 中華預防醫(yī)學雜志,2017,51(10):943-948.
[12]EFSA.Risks to human and animal health related to the presence of deoxynivalenol and its acetylated and modified forms in food and feed[J]. Efsa Journal,2017,15(9):e04718-n/a.
[13]王緒卿,吳永寧,陳君石.食品污染監(jiān)測低水平數(shù)據(jù)處理問題[J]. 中華預防醫(yī)學雜志,2002,36(4):278-279.
[14]WHO.GEMS/Food-EURO Workshop on Reliable Evaluation of Low-Level Contamination of Food:report on a workshop in the frame of GEMS/Food-Euro,Kulmbach,F(xiàn)ederal Republic of Germany,3-5 March 1994 [R]. 1994.
[15]陸剛,李李.安徽省谷物及制品中脫氧雪腐鐮刀菌烯醇的污染調查[J]. 中華預防醫(yī)學雜志,1994(1):27-30.
[16]熊凱華,胡威,汪孟娟,等.安徽河南糧食中脫氧雪腐鐮刀菌烯醇和玉米赤霉烯酮的污染調查[J]. 食品科學,2009,30(20):265-268.
[17]韓小敏,李鳳琴,徐文靜,等.我國五?。ㄊ校┬←湻壑兄匾牭毒舅氐奈廴菊{查[J]. 中國豬業(yè),2017,12(6):33-39.
[18]Scala V,Aureli G,Cesarano G,et al.Climate,soil management,and cultivar affect fusarium head blight incidence and deoxynivalenol accumulation in durum wheat of southern italy [J]. Frontiers in Microbiology,2016(7):1014.
[19]Bernhoft A,Torp M,Clasen PE,et al.Influence of agronomic and climatic factors on Fusarium infestation and mycotoxin contamination of cereals in Norway [J]. Food Additives & Contaminants Part A,Chemistry,Analysis,Control,Exposure & Risk Assessment,2012,29(7):1129-1140.
[20]Covarelli L,Beccari G,Prodi A,et al.Fusarium species,chemotype characterisation and trichothecene contamination of durum and soft wheat in an area of central Italy [J]. Journal of the Science of Food and Agriculture,2015,95(3):540-551.