上海市食用菌中的甲醛含量及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

劉海燕,黃柳娟,馮 博,周昌艷,2,邵 毅,2*

(1 上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢測(cè)技術(shù)研究所,上海 201403；2 上海市設(shè)施園藝技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,上海 201403)

食用菌的營(yíng)養(yǎng)豐富且脂肪含量低,符合當(dāng)下消費(fèi)者對(duì)農(nóng)產(chǎn)品“健康、綠色”的追求。上海市的食用菌消費(fèi)市場(chǎng)和栽培產(chǎn)業(yè)逐年擴(kuò)大,據(jù)統(tǒng)計(jì),上海市食用菌產(chǎn)品的年消費(fèi)量約為40 萬t；2017年上海郊區(qū)食用菌鮮菇總產(chǎn)量達(dá)10.8 萬t,總產(chǎn)值7.8 億元人民幣,且食用菌的工廠化生產(chǎn)發(fā)展速度很快[1]。因此,有必要對(duì)上海市售及地產(chǎn)食用菌產(chǎn)品的食用安全性進(jìn)行監(jiān)測(cè)和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,以保障其消費(fèi)安全性。

甲醛溶液是一種防腐劑,被列為可致癌和致畸的物質(zhì),在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和加工中如果不當(dāng)使用,可能成為影響農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全的風(fēng)險(xiǎn)因子[2]。近二十年來,香菇中含有甲醛曾多次被炒作,平菇曾被個(gè)別不法商販用甲醛處理進(jìn)而被媒體定義為“毒蘑菇”,這些事件給我國(guó)食用菌產(chǎn)業(yè)和出口業(yè)造成了巨大的損失[3]。針對(duì)香菇中的甲醛含量及影響因子,國(guó)內(nèi)外科技人員已經(jīng)展開了許多研究,證實(shí)甲醛是香菇子實(shí)體在生長(zhǎng)發(fā)育過程中自然形成的代謝產(chǎn)物之一[4-6]。世界衛(wèi)生組織(WHO)和美國(guó)環(huán)保署(USEPA)分別將甲醛的每日耐受攝入量(tolerable daily intake,TDI)和每日允許攝入量(acceptable daily intake,ADI)定為0.15 mg∕kg BW 和0.2 mg∕kg BW[7]；根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果,日本和法國(guó)食品衛(wèi)生安全署(AFSSA)規(guī)定鮮香菇和干香菇中甲醛的限量標(biāo)準(zhǔn)分別為63 mg∕kg 和300 mg∕kg[3,8]。但是,除香菇外的多種食用菌的甲醛含量數(shù)據(jù)十分缺乏,現(xiàn)有的食用菌消費(fèi)情況是否存在食用風(fēng)險(xiǎn)也未有評(píng)估。

因此,本研究在上海市場(chǎng)和食用菌栽培基地采集香菇、雙孢蘑菇、黑木耳、平菇、蟹味菇、金針菇、銀耳、草菇、茶樹菇和竹蓀十種食用菌樣品,分析其甲醛含量,并用數(shù)學(xué)模型對(duì)其進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,以期為上海市食用菌產(chǎn)品質(zhì)量安全的監(jiān)管和評(píng)判提供數(shù)據(jù)支撐。

1 材料與方法

1.1 供試材料

71 份香菇Lentinus edodes(鮮品和干品)、127 份雙孢蘑菇Agaricus bisporus、51 份黑木耳Auricularia auricular(干品)、46 份平菇Pleurotus ostreatus、23 份蟹味菇Hypsizygus marmoreus、19 份金針菇Flammulina velutiper、18 份銀耳Tremella fuciformis、10 份草菇Volvariella volvacea、9 份茶樹菇Agrocybe aegerita和3 份竹蓀Dictyophora indusiata樣品(表1)于2017—2019年采自上海市市場(chǎng)和栽培基地。所有樣品采集后3 h 內(nèi)送至實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行甲醛含量的測(cè)定。

表1 食用菌樣品數(shù)量和采集地區(qū)Table 1 Numbers and sampling areas of edible fungi samples

1.2 試劑與儀器設(shè)備

乙酰丙酮、醋酸銨和冰醋酸均為分析純,購(gòu)自國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；甲醛標(biāo)準(zhǔn)溶液購(gòu)自上海阿拉丁生化科技股份有限公司。

凱氏定氮儀(Kjeltec 2200 型,丹麥FOSS)的水蒸汽蒸餾單元、分光光度計(jì)(8453E 型,美國(guó)Agilent)、水浴鍋(DK-S28 型,上海精宏)、高速粉碎機(jī)(YKB 型,日本AsOne)。

1.3 食用菌中甲醛含量的定量分析

用水蒸汽蒸餾-乙酰丙酮法[9]測(cè)定食用菌樣品中的甲醛含量。方法檢出限為0.1 mg∕kg,對(duì)于低于檢出限的樣品,在進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估時(shí),其含量按檢出限的1∕2 取值[10],即0.05 mg∕kg。

1.4 食用菌中甲醛含量的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

用點(diǎn)評(píng)估和概率評(píng)估法[11]對(duì)上海食用菌產(chǎn)品中的甲醛可能引起的健康風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估。

1.4.1 點(diǎn)評(píng)估

在點(diǎn)評(píng)估中,食用菌日消耗量乘以食用菌中甲醛含量(平均值或最高值)為個(gè)體1 d 中攝入甲醛的量,與甲醛的每日耐受攝入量TDI(0.15 mg∕kg BW)比較,計(jì)算安全限值(Margin of safety,MOS)。當(dāng)MOS≤1時(shí),認(rèn)為甲醛對(duì)人體健康產(chǎn)生不良作用的可能性很小,對(duì)食品安全影響的風(fēng)險(xiǎn)是可以接受的；當(dāng)MOS ＞1時(shí),說明甲醛對(duì)食品安全影響的風(fēng)險(xiǎn)超過了可以接受的程度,應(yīng)當(dāng)采取適當(dāng)?shù)娘L(fēng)險(xiǎn)管理措施。計(jì)算方程式如下:

式中,y為個(gè)體通過食用菌攝入甲醛的每日暴露量,x為食用菌的每日消費(fèi)量,c為食用菌甲醛的含量(平均值或最高值),w為個(gè)體平均體重。其中,上海市消費(fèi)者的食用菌每日消費(fèi)量按《第五次中國(guó)總膳食研究》[12]中上海的香菇個(gè)體日消費(fèi)量43.44 g 計(jì)；個(gè)體平均體重按58.2 kg[11]計(jì)。

1.4.2 概率評(píng)估

基于@RISK 軟件5.0 版(Palisade,美國(guó))中的Monte Carlo(蒙特卡羅)模型,輸入上海地區(qū)消費(fèi)者的食用菌每日攝入量數(shù)據(jù)和所有食用菌樣品的甲醛含量數(shù)據(jù),經(jīng)過5 000 次迭代運(yùn)算,得出上海消費(fèi)者通過攝入食用菌產(chǎn)品的甲醛暴露量分布曲線,最后根據(jù)公式(2)計(jì)算不同概率下的MOS 值。與點(diǎn)評(píng)估類似,概率評(píng)估中也以1 為界限,根據(jù)MOS 的值判斷食用菌中甲醛含量的食用風(fēng)險(xiǎn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 上海市食用菌產(chǎn)品的甲醛含量

結(jié)果表明,香菇(包括鮮品和干品)、茶樹菇和竹蓀樣品中甲醛檢出率為100%,其他食用菌產(chǎn)品中甲醛檢出率為21.05%(金針菇)—98.18%(雙孢蘑菇,基地來源),但所有食用菌樣品中的甲醛含量均未超過63 mg∕kg(鮮品)和300 mg∕kg(干品)的限量標(biāo)準(zhǔn)(表2)。香菇中甲醛含量(鮮品:1.91—22.90 mg∕kg,干品:14.61—114.25 mg∕kg)顯著高于其他類型的食用菌(鮮品:未檢出—12.78 mg∕kg,干品:未檢出—16.65 mg∕kg)。

表2 上海市10 類食用菌中甲醛含量和檢出率Table 2 The contents and detection rates of formaldehyde in 10 edible fungi sampled in Shanghai mg·kg -1

從食用菌甲醛本底含量的角度進(jìn)行分析,上海市香菇基地和雙孢蘑菇基地來源的菇樣中甲醛檢出率分別為100%和98.18%,檢出量香菇為1.91—12.40 mg∕kg(圖1)、雙孢蘑菇為未檢出—3.74 mg∕kg。2013—2015年全國(guó)食用菌甲醛含量調(diào)查結(jié)果也顯示,栽培基地來源的木耳和平菇樣品的甲醛檢出率均超過38%,結(jié)合蔬果、肉類、魚類和乳品等農(nóng)產(chǎn)品在代謝過程中都會(huì)產(chǎn)生少量?jī)?nèi)源性甲醛[13]這一結(jié)論,推測(cè)食用菌這類農(nóng)產(chǎn)品中普遍存在低濃度的內(nèi)源性甲醛。

圖1 香菇樣品的甲醛含量Fig.1 The levels of formaldehyde in Lentinus edodes samples

2.2 上海市食用菌產(chǎn)品中甲醛的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

目前暫時(shí)缺少上海市消費(fèi)者對(duì)每種食用菌的日消費(fèi)量以及所有食用菌產(chǎn)品的每日總消費(fèi)量數(shù)據(jù),僅有香菇鮮品的每日消費(fèi)量數(shù)據(jù)。因此,用點(diǎn)評(píng)估法僅能對(duì)上海市的香菇產(chǎn)品中的甲醛含量進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析。針對(duì)干香菇,不考慮復(fù)水率因素,直接用干香菇的甲醛含量計(jì)算獲得的MOS 值描述香菇甲醛潛在存在的最大風(fēng)險(xiǎn)。如表3 所示,上海市香菇中甲醛含量的MOS 值小于1。由于香菇中的甲醛平均含量(鮮香菇為9.68 mg∕kg,干香菇為47.59 mg∕kg)是其他新鮮食用菌的8—317 倍,遠(yuǎn)高于其他食用菌,因此推斷上海市普通居民僅通過食用食用菌產(chǎn)品這一途徑攝入的甲醛對(duì)人體健康造成風(fēng)險(xiǎn)的可能性不大。概率評(píng)估計(jì)算結(jié)果也表明,上海市食用菌中甲醛含量的MOS 值均小于1(表4),食用風(fēng)險(xiǎn)為可接受。

表3 點(diǎn)評(píng)估上海香菇中甲醛的健康風(fēng)險(xiǎn)安全限值Table 3 MOS of formaldehyde in shitake sampled from Shanghai by point evaluation

表4 概率評(píng)估上海食用菌中甲醛的健康風(fēng)險(xiǎn)安全限值Table 4 MOS of formaldehyde in edible fungi sampled from Shanghai by probability evaluation

3 結(jié)論與討論

本研究中,上海市香菇鮮品的甲醛含量比已有報(bào)道的北京和河北地區(qū)(10.9—264.0 mg∕kg)[14]、深圳(4.0—54.1 mg∕kg)[15]、湖北、重慶和山西[5]及英國(guó)零售香菇的甲醛濃度(110—240 mg∕kg)[16]低,且基地來源樣品的甲醛含量低于市場(chǎng)樣品,這可能是樣本來源[17]、樣本量、檢測(cè)技術(shù)[3]、貯藏時(shí)間[18]等因素造成的。上海市售香菇干品的甲醛含量低于全國(guó)范圍內(nèi)超市和菜市場(chǎng)中隨機(jī)抽查的香菇干樣中甲醛含量(最高可達(dá)494 mg∕kg[19])。此外,散裝干香菇的甲醛含量較袋裝干香菇稍低,可能是敞開式的貯藏方式有利于甲醛所致[20]。上海市售的其他九類食用菌中,雙孢蘑菇市場(chǎng)鮮樣、黑木耳干品、銀耳干品和金針菇鮮品的甲醛含量與本團(tuán)隊(duì)牽頭進(jìn)行的2013—2015年全國(guó)食用菌甲醛含量調(diào)查結(jié)果(數(shù)據(jù)未顯示)相比,低1—2 個(gè)數(shù)量級(jí),而雙孢蘑菇基地鮮樣和平菇鮮品的甲醛含量與全國(guó)水平持平。已有文獻(xiàn)表明,金針菇中甲醛含量很低,為0.207—0.579 mg∕kg[21]；網(wǎng)購(gòu)和市場(chǎng)小攤來源的口蘑、平菇、金針菇、蘑菇等食用菌樣品中甲醛含量最高,為5—10 mg∕kg[22]；但平菇樣品中甲醛含量可能高達(dá)65 mg∕kg[23]。因此,除香菇外,上海市售的幾種食用菌產(chǎn)品的甲醛含量較低。

在食品危害因子的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究中,點(diǎn)評(píng)估的方法操作簡(jiǎn)單,已被用于水產(chǎn)品中甲醛的暴露評(píng)估[24]。但該法忽視了消費(fèi)量和污染物含量的變異性和抽樣的不確定性,易高估暴露量,使評(píng)估的結(jié)果過于保守。因此,結(jié)合模型評(píng)估(如隨機(jī)模擬模型、模糊理論模型等)的結(jié)果,能更全面準(zhǔn)確地描述危害因子的暴露風(fēng)險(xiǎn)。Monte Carlo 模型是一種隨機(jī)模型,已被廣泛地用于谷物真菌毒素[11]、水產(chǎn)品甲醛[25]等的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中。本研究結(jié)合點(diǎn)評(píng)估和模型評(píng)估兩種方法對(duì)上海食用菌產(chǎn)品中的甲醛進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,結(jié)果均表明上海市食用菌產(chǎn)品對(duì)消費(fèi)者的甲醛暴露風(fēng)險(xiǎn)較小。此外,食用菌在清洗和烹調(diào)后,甲醛含量會(huì)下降數(shù)倍[20],因此,上海居民因消費(fèi)食用菌產(chǎn)品而帶來的甲醛暴露風(fēng)險(xiǎn)比本研究的計(jì)算結(jié)果更低。

然而,由于各類農(nóng)產(chǎn)品中均可能產(chǎn)生少量?jī)?nèi)源性甲醛[13],因此,消費(fèi)者在實(shí)際的飲食過程中,甲醛的暴露途徑是復(fù)雜而多樣的,僅對(duì)食用菌產(chǎn)品中甲醛進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估還不足以全面描述甲醛在食物攝取途徑的暴露風(fēng)險(xiǎn)。其次,評(píng)估過程中的一些暴露參數(shù),如各類農(nóng)產(chǎn)品的平均日消費(fèi)量、極端日消費(fèi)量、暴露持續(xù)時(shí)間、暴露頻率等,以及特殊人群的消費(fèi)習(xí)慣等數(shù)據(jù)還較為缺乏,所以現(xiàn)有的評(píng)估結(jié)果存在一定的局限性。

綜上,上海市各類食用菌產(chǎn)品中甲醛含量較低,現(xiàn)有的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型的評(píng)估結(jié)果表明,上海居民攝入食用菌時(shí),不會(huì)導(dǎo)致食用人群的甲醛風(fēng)險(xiǎn)。