廣東省市售蝦蛄中鋅含量分析與健康風(fēng)險(xiǎn)評估

楊安源，馮梓君，鄭澤洋，莊俊鈺，馮志強(qiáng)

（1.廣東省食品工業(yè)研究所有限公司，廣東 廣州511442；2.廣東省食品工業(yè)公共實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州511442；3.廣東省質(zhì)量監(jiān)督食品檢驗(yàn)站，廣東 廣州511442）

鋅（Zn）是維持生物體健康生長以及發(fā)揮各項(xiàng)生理功能所必需的一種微量元素。鋅在動(dòng)物機(jī)體內(nèi)參與多種酶的結(jié)構(gòu)組成[1]；與細(xì)胞的生成和細(xì)胞膜的形成相關(guān)；參與動(dòng)物機(jī)體內(nèi)多種激素合成及分泌過程；是維持人體免疫系統(tǒng)完整性所必需的營養(yǎng)元素[2]。然而，過量攝入鋅元素會影響到人體內(nèi)吞噬細(xì)胞、T細(xì)胞和B細(xì)胞等活性及細(xì)菌殺傷能力，并逐步癱瘓人體內(nèi)的免疫系統(tǒng)[3]。短期內(nèi)大量攝入鋅元素還會對胃腸道造成莫大的負(fù)擔(dān)，導(dǎo)致惡心、腹瀉等，長時(shí)間過量地?cái)z入鋅元素還會導(dǎo)致人體的肝、腎等器官受損，嚴(yán)重時(shí)危及人們的生命。

蝦蛄（Oratosqilla oratoria）廣泛分布在我國沿海地區(qū)，產(chǎn)銷量大，廣東省內(nèi)俗稱攋尿蝦（瀨尿蝦或賴尿蝦）和皮皮蝦。其口感鮮美，富含蛋白質(zhì)與鋅元素且脂肪含量低，是廣東人餐桌上常見的美味。近年來，受到補(bǔ)Zn保健和養(yǎng)生健體等觀念的影響，蝦蛄的需求日益增大。海洋環(huán)境中的金屬元素容易在蝦蛄體內(nèi)富集，隨著海洋的金屬污染情況日益加劇，金屬元素通過食物鏈傳遞，危害人體健康[4]。人類作為最高營養(yǎng)級生物，對生物累積性物質(zhì)具有最高的暴露風(fēng)險(xiǎn)。研究人類食用蝦蛄攝入Zn的風(fēng)險(xiǎn)，可以為居民合理搭配營養(yǎng)膳食提供科學(xué)依據(jù)。

以廣東省市售蝦蛄為研究對象，調(diào)查了廣東省三地蝦蛄中Zn的含量及其分布區(qū)間，同時(shí)評價(jià)其可能存在的健康風(fēng)險(xiǎn)，以期為廣東省市售的蝦蛄安全研究和食用風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

于2020年9—10月份在廣東省A市、B市和C市的超市、農(nóng)貿(mào)市場和水產(chǎn)批發(fā)市場購買蝦蛄樣品，每個(gè)城市購買20批次，每批次采樣2 kg以上，樣品均為活體。樣品購買后裝入聚乙烯封口袋中，-20℃冷凍保存帶回實(shí)驗(yàn)室。樣品分別標(biāo)記為A市、B市和C市。其他材料與儀器分別為7800電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（美國Agilent公司）、超級微波消解平臺（萊伯泰科）、Milli-Q純水處理系統(tǒng)（美國Millipore公司）、ML204/02型分析天平［梅特勒-托利多（上海）有限公司］、硝酸（蘇州晶銳，電子級）等，試驗(yàn)用水均為超純水（電阻率18.2 MΩ·cm,20℃）。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

（1）儀器條件。樣品檢測方法參考《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中多元素的測定》（GB 5009.268—2016）的第一種方法做適當(dāng)調(diào)整[5]。RF入射功率為1 550 W；等離子氣流量為15 L/min；輔助氣流量為0.8 L/min；霧化室溫度為2℃；霧化氣流量為1.0 L/min；氦氣流量為4.3 L/min；采樣深度為10.0 mm；Omega偏轉(zhuǎn)電壓為-70 V；Omega透鏡電壓為6.2 V；模式為SIM并重復(fù)掃描3次。

（2）標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制。2%的硝酸溶液分別配制質(zhì) 量 濃 度 為0，0.10，0.15，0.30，0.80，1.00，1.50和3.00 mg/L的Zn標(biāo)準(zhǔn)系列，用ICP-MS檢測。取適量Ge標(biāo)準(zhǔn)貯備液，用5%的硝酸溶液配制合適濃度的內(nèi)標(biāo)使用液，質(zhì)量濃度為0.5 mg/L。以待測元素的濃度為橫坐標(biāo)，待測元素與所選內(nèi)標(biāo)元素響應(yīng)信號值的比值為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

（3）樣品前處理及分析。蝦蛄樣品洗凈后剝殼并去除內(nèi)臟，進(jìn)行勻漿后-20℃低溫保存?zhèn)溆?。稱取勻漿樣品（0.5±0.002）g于消解罐中，加入5 mL硝酸，待反應(yīng)緩和，加蓋消解，消解完成后泄壓排氣，冷卻后取出，然后將消化液轉(zhuǎn)移至25 mL比色管中，用少量水沖洗內(nèi)管3次，合并洗滌液并定容至刻度，混勻后備用，同時(shí)做空白試驗(yàn)。其中消解中升溫程序設(shè)定為：①110℃，10 min，900 W；②200℃，16 min，1 200 W；③220℃，5 min，1 200 W；④220℃，10 min，1 200 W。

1.3 健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)

研究采用USEPA使用的評價(jià)模型[6]。利用目標(biāo)危險(xiǎn)系數(shù)（THQ）法評估人體通過食物攝取重金屬的風(fēng)險(xiǎn)。在該方法中，假定人體攝入劑量等于吸收劑量，以計(jì)算的攝入量與參考劑量的比值作為評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，具體計(jì)算公式為：

式中：EF為人群暴露頻率，365 d/a；ED為暴露時(shí)間，通常取平均壽命70 a；FIR為食品攝入率，g/d，甲殼類的平均攝入量以63.41 g/d（鮮質(zhì)量）計(jì)算[7]；c為食物中的金屬含量，mg/kg，以濕重計(jì)；RfD為口服參考劑量，mg/（kg·d），Zn為0.3 mg/（kg·d）[8]；WAB為體質(zhì)量，廣東成人體質(zhì)量以55.9 kg計(jì)；TA為非致癌性暴露平均時(shí)間，365 d×70 a。則公式（1）可以簡化為：

當(dāng)THQ值大于1時(shí)表明暴露人群存在健康風(fēng)險(xiǎn)，反之，則認(rèn)為無明顯健康風(fēng)險(xiǎn)。

此外，世界衛(wèi)生組織（WHO）提出Zn的每日耐受量（Tolerable Daily Intake,TDI）為每kg體質(zhì)量1 000μg[9]，每日攝入量（Estimated daily intake,EDI）的計(jì)算式為：

式中：FIR為食品攝入率，g/d；c為食物中的重金屬含量，mg/kg；WAB為人體平均體質(zhì)量，kg。則計(jì)算式（3）可以簡化為：

1.4 數(shù)據(jù)處理方法

數(shù)據(jù)通過Origin Lab軟件來進(jìn)行計(jì)算分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線和相對標(biāo)準(zhǔn)偏差

按“1.2（2）”標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制方法得到標(biāo)準(zhǔn)曲線，Zn含量為0～3.00 mg/L時(shí)呈良好的線性關(guān)系，回歸方程為y=23.52x+3.840×10-2，相關(guān)系數(shù)R2=0.999 5，檢出限為0.000 2μg/L。

2.2 A市市售蝦蛄樣品中Zn的含量

檢驗(yàn)結(jié)果顯示，A市的蝦蛄樣品中Zn質(zhì)量比變幅為（22.70±0.58）～（48.84±3.91）mg/kg，均值為（32.34±9.63）mg/kg，整體上Zn含量變幅大。其中1#—8#蝦蛄樣品中Zn的質(zhì)量比為（37.72±1.01）～（48.84±3.91）mg/kg，9#—20#樣品變幅則為（22.70±0.58）～（26.76±1.43）mg/kg（圖1）。樣品規(guī)格上，1#—8#樣品蝦蛄體長變幅為11.0～13.0 cm，均值為11.9 cm，9#—20#樣品蝦蛄體長變幅為11.4～18.5 cm，均值為13.3 cm。蝦蛄樣品規(guī)格差異是造成A市市售蝦蛄樣品中Zn含量呈階梯狀分布的主要原因，體長較小的蝦蛄則需更多的個(gè)體才能滿足樣品檢測需求，因而造成蝦蛄肌肉中Zn含量堆積。圖2中不同區(qū)間中Zn含量呈“V”型分布也印證了該結(jié)果。

圖1 A市市售蝦蛄中Zn的含量

圖2 A市市售蝦蛄中Zn含量的分布

2.3 B市市售蝦蛄樣品中Zn的含量

B市的蝦蛄樣品中Zn質(zhì)量比變幅為（21.42±1.15）～（27.22±0.71）mg/kg，均值為（23.67±1.36）mg/kg（圖3）；B市的蝦蛄樣品中Zn含量變化平穩(wěn)，B市95%的蝦蛄樣品中Zn質(zhì)量比集中分布于［20，26）mg/kg區(qū)間內(nèi)；Zn含量總體呈單峰分布，集中在［22，24）mg/kg和［24，26）mg/kg兩個(gè)區(qū)間內(nèi)，分別占總樣品的45%和40%（圖4）。

圖3 B市市售蝦蛄樣品中Zn的含量

圖4 B市市售蝦蛄中Zn含量的分布

2.4 C市市售蝦蛄樣品中Zn的含量

C市的蝦蛄樣品中Zn質(zhì)量比變幅為（20.43±1.09）～（33.73±0.65）mg/kg，均值為（29.25±3.55）mg/kg（圖5）；C市蝦蛄樣品中Zn質(zhì)量比集中分布于［20，38）mg/kg區(qū)間內(nèi)；Zn含量總體呈單峰分布，集中分布于［29，32）mg/kg區(qū)間內(nèi)，其占總樣品數(shù)的百分比最高為40%（圖6）。

圖5 C市市售蝦蛄樣品中Zn的含量

圖6 C市市售蝦蛄中Zn含量的分布

2.5 三市市售蝦蛄樣品中Zn含量對比

利用箱線圖[10]對選擇的三市市售蝦蛄樣品中Zn的含量進(jìn)行分析（圖7）。結(jié)果顯示，A市、B市和C市三市市售蝦蛄樣品中Zn含量中位數(shù)分別為26.51，24.02和30.12 mg/kg（表1）；箱子寬度依照A市、C市和B市的順序依次收窄，即蝦蛄樣品中Zn含量波動(dòng)程度下降，除A市外其他城市都有異常值出現(xiàn)，其中B市的異常值為Zn含量最高值，C市的異常值為Zn含量最低值。

圖7三市市售蝦蛄樣品中Zn含量箱線圖

表1三市市售蝦蛄樣品中Zn含量箱線圖指標(biāo)數(shù)據(jù)mg/kg

2.6 健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)

當(dāng)?shù)鼐用裢ㄟ^攝入蝦蛄產(chǎn)生的Zn的THQ和EDI評價(jià)值如表2所示，廣東省三市市售蝦蛄中Zn的THQ大小順序?yàn)椋篈市＞C市＞B市。三市中Zn的THQ均小于1，說明居民食用這些蝦蛄攝入的Zn對健康不具有毒害風(fēng)險(xiǎn)。均值反映中央趨勢暴露數(shù)據(jù)，97.5百分位點(diǎn)值（97.5 th）反映高端趨勢暴露數(shù)據(jù)，分別以均值和97.5 th暴露風(fēng)險(xiǎn)對三地的居民進(jìn)行健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)。估算A市、B市和C市每日食用蝦蛄攝入Zn的量（以樣品中Zn的平均含量計(jì)）分別為286.693 4，209.866 8和259.298 1μg/kg。這三個(gè)城市居民通過攝食蝦蛄產(chǎn)生Zn的EDI均未超過TDI，三地均值的EDI/TDI百分比分別為3.67%，2.68%和3.32%；三地97.5 th的EDI/TDI百分比分別為5.54%，3.09%和4.28%。三地通過攝食蝦蛄造成Zn過量的風(fēng)險(xiǎn)都較低。

3 結(jié)論

研究主要分析廣東省A市、B市和C市市售蝦蛄中Zn含量及其分布和攝食蝦蛄造成Zn過量的健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)，由于檢測樣本量較少，結(jié)果存在一定局限性和時(shí)效性。

借助直方圖和箱線圖對三地市售蝦蛄Zn含量分布進(jìn)行分析。由直方圖可知A市市售蝦蛄樣品間含量跨度大，Zn含量在含量區(qū)間內(nèi)分布呈“V”型。其余兩市市售蝦蛄樣品間含量跨度小，波動(dòng)平穩(wěn)，Zn含量分布整體呈單峰分布。箱線圖中箱子寬度依照A市、C市和B市的順序依次收窄，蝦蛄肌肉鋅含量波動(dòng)趨向平穩(wěn)，進(jìn)一步驗(yàn)證直方圖分析的結(jié)果。C市、A市和B市三地市售蝦蛄樣品中Zn含量中位數(shù)依次降低。直方圖可以比較直觀地顯示三地市售蝦蛄樣品中Zn含量分布狀況。箱線圖在異常數(shù)據(jù)檢測和數(shù)據(jù)偏態(tài)方面顯示比較直觀，可做到一目了然。

健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)結(jié)果表明，A市、B市和C市三地居民食用市售蝦蛄攝入的Zn的THQ均＜1，表現(xiàn)為較低的健康風(fēng)險(xiǎn)。三地的EDI均低于TDI，但在捕撈季節(jié)亦不宜過多食用蝦蛄，應(yīng)以營養(yǎng)均衡為宜。