中华预防医学杂志    2017年10期 中国第5次总膳食研究中7种真菌毒素的污染及膳食暴露分析    PDF     文章点击量:119    
中华预防医学杂志2017年10期
中华医学会主办。
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邱楠楠 吕冰 周爽 赵云峰 吴永宁
QiuNannan,LyuBing,ZhouShuang,ZhaoYunfeng,WuYongning
中国第5次总膳食研究中7种真菌毒素的污染及膳食暴露分析
The contamination and dietary exposure analysis for seven mycotoxins in the Fifth Chinese Total Diet Study
中华预防医学杂志, 2017,51(10)
http://dx.doi.org/10.3760/cma.j.issn.0253-9624.2017.10.014

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投稿日期: 2017-02-14
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中国第5次总膳食研究中7种真菌毒素的污染及膳食暴露分析
邱楠楠 吕冰 周爽 赵云峰 吴永宁     
邱楠楠 100021 北京,国家食品安全风险评估中心卫生部食品安全风险评估重点实验室
吕冰 100021 北京,国家食品安全风险评估中心卫生部食品安全风险评估重点实验室
周爽 100021 北京,国家食品安全风险评估中心卫生部食品安全风险评估重点实验室
赵云峰 100021 北京,国家食品安全风险评估中心卫生部食品安全风险评估重点实验室
吴永宁 100021 北京,国家食品安全风险评估中心卫生部食品安全风险评估重点实验室
摘要: 目的  了解我国膳食中7种真菌毒素的污染水平和居民膳食摄入量。方法  中国总膳食研究根据当地居民的食物消费量进行食物聚类,由聚类结果形成采样单。根据采样单,各省份在3个调查点采样,将各采样点采集的同一食物样品按相同比例混合,烹调加工后,制得混合的膳食样品。样品包括谷类、豆类、薯类、肉类、蛋类、水产类、乳类、蔬菜类、水果类、糖类、饮料与水、酒类、调味品等13个食物类别,调味品在烹调中使用,因此,供测定的样品共12类。本次研究包括20个省份的12类食物样品,共240份混合膳食样品。采用超高效液相色谱-串联质谱方法测定杂色曲霉素、桔青霉毒素、环匹阿尼酸、串珠镰刀菌、胶黏毒素、霉酚酸和疣孢青霉原等7种真菌毒素的污染水平,估算居民的膳食摄入量。结果  在检测的7种真菌毒素中,霉酚酸、胶黏毒素和疣孢青霉原未检出,环匹阿尼酸在豆类中的含量范围为0.47~1.57 μg/kg、在酒类中的含量范围为0.19~2.26 μg/kg,检出率为7.1%(17/240);杂色曲霉素在广西的水产、北京的糖类、辽宁的饮料中的含量分别为2.88、0.01、0.53 μg/kg,在水产中的含量范围为0.70~1.76 μg/kg,检出率为2.9%(7/240);桔青霉毒素在四川的水果中的含量为5.31 μg/kg;串珠镰刀菌在吉林的乳类中的含量为3.60 μg/kg。根据膳食暴露分析,我国一般人群7种真菌毒素的暴露量较低。霉酚酸、胶黏毒素和疣孢青霉原未检出,其他4种毒素的暴露量分别为0.000~8.132(桔青霉毒素)、0.000~27.448(杂色曲霉素)、0.000~3.026(环匹阿尼酸)、0.000~62.847 ng·kg-1·d-1(串珠镰刀菌)。结论  在检测的杂色曲霉素等7种真菌毒素中,环匹阿尼酸、杂色曲霉素、桔青霉毒素和串珠镰刀菌仅在某些地区个别膳食中检出,且膳食暴露水平低;但环匹阿尼酸在酒类中的污染水平得到关注。
关键词 :真菌毒素类;膳食调查;膳食暴露
The contamination and dietary exposure analysis for seven mycotoxins in the Fifth Chinese Total Diet Study
QiuNannan,LyuBing,ZhouShuang,ZhaoYunfeng,WuYongning     
China National Centre for Food Safety Risk Assessment;Key Laboratory of Food Safety Risk Assessment, Ministry of Health, Beijing 100021, China
Corresponding author: Zhou Shuang, Email: zhoush@cfsa.net.cn
Abstract:Objective  To investigate the contamination levels and dietary intakes of seven mycotoxins in Chinese diets.Methods  In Chinese Total Diet Study, food aggregation was based on the food consumption of local residents, thus generating the sampling scheme. According to the sampling scheme, the food items were sampled at three survey points in each province and then mixed in the same proportion. The mixed dietary samples were prepared after being cooked and processed. The samples comprised of 13 categories of food: cereals, beans, potatoes, meat, eggs, aquatic products, milk, vegetables, fruits, saccharides, beverages and drinking water, alcohol, and condiments. Condiments were used in cooking, so there were in total 12 varieties of samples for determination. Altogether, the study included 240 mixed dietary samples from 20 provinces with 12 varieties. The contamination levels of the seven mycotoxins, including sterigmatocystin (SMC), citrinin (CIT), cyclopiazonic acid (CPA), moniliformin (MON), gliotoxin (GLIO), mycophenolateacid (MPA) and verruculogen (Verru), were analyzed by UPLC-MS/MS method, and dietary intakes of residents were estimated as well.Results  Among the detected seven mycotoxins, MPA,GLIO and Verru were not detected. The content range of CPA in beans was 0.47-1.57 μg/kg and in alcohol was 0.19-2.26 μg/kg, and the detection rate of CPA was 7.1% (17/240). The content of SMC in aquatic products of Guangxi, in saccharides of Beijing, and in beverages of Liaoning was 2.88 μg/kg, 0.01 μg/kg, and 0.53 μg/kg, respectively. The content range of SMC in aquatic products was 0.70-1.76 μg/kg, and the detection rate was 2.9% (7/240). In addition, the content of CIT in fruit of Sichuan was 5.31 μg/kg, and the content of MON in milk of Jilin was 3.60 μg/kg. According to the dietary exposure analysis, the exposure levels of the seven mycotoxins in China's general population were low. MPA, GLIO and Verru were not detected, and the exposure range of the other four mycotoxins were 0.000-8.132 (CIT), 0.000-27.448 (SMC), 0.000-3.026 (CPA), and 0.000-62.847 ng·kg-1·d-1 (MON), respectively.Conclusion  In the detected seven mycotoxins, CPA, SMC, CIT and MON were detected only in the individual diet in some areas with a low dietary exposure level. However, the contamination level of CPA in alcohol merits attention.
Key words :Mycotoxins;Diet surveys;Dietary exposure
全文

真菌毒素作为真菌的次级代谢产物,在自然界中广泛存在,长期累积性暴露真菌毒素污染的膳食,将严重威胁人和动物的健康[1]。为有效降低真菌毒素对食品的污染,各国制定了多项粮食生产和经营的良好技术规范,采取有效措施进行防控。我国GB 2761-2017《食品安全国家标准食品中真菌毒素限量》规定了黄曲霉毒素、脱氧雪腐镰刀菌烯醇、展青霉素、赭曲霉毒素A及玉米赤霉烯酮的限量。国家食品安全风险监测加强了黄曲霉毒素、伏马菌素等监测,但是,对于杂色曲霉素、桔青霉毒素等关注不够,报道不多。
        总膳食研究是WHO推荐的用于人群膳食污染物暴露评估的最有效方法。我国已成功开展了5次总膳食研究,第5次总膳食研究已扩大至20个省份。国家食品安全风险评估中心采用建立的液相色谱-串联质谱法对第五次中国总膳食研究的12类样品进行38种真菌毒素多组分检测,本研究报道杂色曲霉素、桔青霉毒素、环匹阿尼酸、串珠镰刀菌、胶黏毒素、霉酚酸和疣孢青霉原的研究结果,并对膳食暴露进行分析。为评价这些真菌毒素对我国居民可能带来的健康危害提供基础数据,也为进一步指导我们居民的膳食结构提供了数据支持。

材料与方法  

1.总膳食研究样品的来源:  按照第5次中国总膳食研究手册制备样品,共有20个省份参与了第5次中国总膳食研究,即北方一区:黑龙江、辽宁、河北、北京、吉林;北方二区:陕西、河南、宁夏、内蒙、青海;南方一区:上海、福建、江西、江苏、浙江;南方二区:湖北、四川、广西、湖南、广东。中国总膳食研究根据当地居民的食物消费量进行食物聚类,由聚类结果形成采样单。根据采样单,各省在3个调查点采样,将各采样点采集的同一食物样品按相同比例混合,烹调加工后,制得混合的膳食样品。样品包括谷类、豆类、薯类、肉类、蛋类、水产类、乳类、蔬菜类、水果类、糖类、饮料与水、酒类、调味品等13个食物类别,调味品在烹调中使用,因此,供测定的样品共12类[1]。本次研究包括20个省份的12类食物样品,共240份混合膳食样品。

2.样品的前处理:  (1)样品的提取:准确称取膳食样品2 g(水和饮料2 ml)于40 ml的离心管中,加入9 ml乙腈-水(V/V=86/14)溶液,室温下浸泡1 h,超声1 h,24 975×g离心15 min。取上清液,待净化。(2)样品的净化:准确吸取上层清液5 ml过MultiSep 226净化柱,用3 ml甲醇洗脱净化柱,抽干后合并洗脱液于10 ml试管中,用氮气在40 ℃下吹干。加入200 μl乙腈,涡旋30 s后,加入800 μl的乙腈-0.2%的甲酸水溶液(V/V=20/80)。混合液涡旋30 s后,过0.22 μm微孔滤膜过滤,取滤液待进样。

3.样品测定的仪器条件:  超高效液相色谱条件:Waters超高效液相色谱-串联三重四极杆质谱仪,配备MassLynx 4.1工作站,Xevo TQS型三重四级杆质谱仪,Acquity UPLC I-class液相色谱系统;Waters ACQUITY UPLC BEH C18柱(150 mm×2.1 mm, 1.7 μm)色谱柱。流动相A:0.2%的氨水+10 mmol/L的醋酸铵水溶液;流动相B:乙腈。流速:0.35 ml/min;柱温:40 ℃;样品温度:4 ℃;进样体积:5 μl。流动相梯度洗脱条件见表1。质谱条件:离子源:电喷雾电离源;离子源温度:150 ℃;锥孔反吹气流量:30 L/h;脱溶剂气温度:500 ℃;脱溶剂气流量:800 L/h;碰撞池压力:3.0×10-3 mbar;检测模式:多反应监测(MRM)。

表1液相色谱梯度洗脱条件

4.质量控制:  本次总膳食研究的膳食调查部分各省均经过统一培训,各省在3个调查点采样,将各采样点采集的同一食物样品按相同比例混合,烹调加工后,制得混合的膳食样品,在样品的采集和加工过程中无污染,称取样品过程中充分混匀,并取平行样进行测定,每份样品至少做一对平行测定。相同种类的膳食样品在同一批次测定。第一批样品测定后,以未检出的膳食样品为基质空白,每批样品分别做1个试剂空白、1个空白基质样品和1个浓度的加标回收,以保证分析结果的可靠性。加标水平分别为10、20、40 μg/L,每个浓度水平重复5次,计算加标回收率,计算每种膳食样品3个加标浓度的平均回收率,得每种毒素在12种膳食基质中的平均回收率。各种试剂均在有效期范围内。试验中严格按照试验步骤要求和仪器操作说明进行操作。要求空白基质提取液无干扰,空白基质加标回收试验回收率在70%~120%之间。

5.真菌毒素膳食暴露量的计算:  以我国成年男子为代表,分析我国不同省份居民7种真菌毒素的膳食暴露量,成年人真菌毒素单位体重日暴露量的计算方法为:D=C×F/(W×f)。其中:D为成年人真菌毒素单位体重日暴露量(ng·kg-1·d-1),C为某类食物中真菌毒素的含量(μg/kg),C值的大小按照2000年WHO推荐的方法,当检出率小于60%,低于检出限的结果赋予两个估计值,0和LOD;当检出率大于60%,所有未检出的结果以1/2LOD计[2];F为此类食物的消费量(g/d);W为我国成年男子体重(kg);体重按63 kg计;f为第5次中国总膳食研究混样过程加水稀释比例系数[2]

结果  

1.质量控制结果:  各毒素在不同膳食基质中的检出限和定量限见表2。加标回收试验测定结果显示每个批次空白基质中无干扰,回收率在73.7%~113.7%(表2),质量控制结果符合要求,表明该方法准确可靠。7种待测真菌毒素在保留时间附近没有干扰峰的存在。

表27种真菌毒素的检出限和定量限(μg/kg,n=3)

2.真菌毒素的检出结果:  20个省份的12类食物样品中,均未检出霉酚酸、胶黏毒素和疣孢青霉原这3种毒素,说明这3种毒素在我国的污染较少,其他4种真菌毒素仅在个别地区的个别样品中检出(表3)。环匹阿尼酸在豆类(江西、四川、北京)和酒类(14个地区)中检出,杂色曲霉素在水产、蔬菜、水果和饮料中检出,环匹阿尼酸和杂色曲霉素的检出率较高,分别为7.1%(17/240)和2.9%(7/240);桔青霉毒素在水果(四川)、串珠镰刀菌在乳类(吉林)中有检出,检出率分别为0.4%(1/240);其余毒素均未检出。从食品类别看,在不同膳食种类中检出率差异较大,酒类中环匹阿尼酸的检出率较高,能够达到70%(14/20);水产中杂色曲霉素(广西)的检出率最高,能够达到20%(4/20);其他食物类别的检出率较低;谷类、薯类、肉类、蛋类食物中,这7种毒素均未检出。图1为检测膳食样品的谱图。

表3中国20个省份的4种真菌毒素的检出情况
图1阳性样品中4中真菌毒素的提取离子色谱图

3. 7种真菌毒素膳食暴露量:  除霉酚酸、胶黏毒素和疣孢青霉原未检出外,其他4种毒素检出率低于60%。中国居民4种真菌毒素的膳食暴露量分别是,桔青霉毒素为0.000~8.132 ng·kg-1·d-1,杂色曲霉素为0.000~27.448 ng·kg-1·d-1,环匹阿尼酸为0.000~3.026 ng·kg-1·d-1,串珠镰刀菌为0.000~62.847 ng·kg-1·d-1表4)。此次检测的7种真菌毒素,国内外均尚未制定相应的限量标准。

表4中国12个省份成年男子4种真菌毒素膳食暴露量(ng·kg-1·d-1n=12)

讨论  本研究中,霉酚酸、胶黏毒素和疣孢青霉原3种毒素未检出,其余4种毒素在部分省的部分样品有检出。环匹阿尼酸是曲霉菌和青霉菌代谢产生的有毒副产物,在自然界中广泛存在。国外研究者从食品和饲料中鉴定出的真菌毒素中,最多的就是环匹阿尼酸[3],玉米和花生很容易被环匹阿尼酸污染[4]。本次环匹阿尼酸检出率最高,14个省份的酒类样品均有检出,检出率高达70%,究其原因,粮食是酒类酿造的主要原料,被环匹阿尼酸污染的粮食极可能进入酿酒工业,同时酒类生产涉及饲料、肥料、食品、板材和曲药等多个行业,酒类中环匹阿尼酸的污染及其控制应引起关注[5]
        杂色曲霉素作为2B级致癌物,毒性仅次于黄曲霉,能够诱发肝癌、肺癌以及其他肿瘤[6]。本研究中杂色曲霉素的污染较广,蔬菜、糖类、水及饮料以及水产样品均有检出。以往国内外对食品中杂色曲霉素的研究包括谷物及其制品、坚果和奶酪。欧洲食品安全局对谷物样品的调查显示,杂色曲霉素在稻谷中的检出率远高于小麦、黑麦、玉米、大麦和大米。杂色曲霉素在未脱壳的谷物中高于脱壳的谷物,脱壳能有效降低杂色曲霉素的含量[7,8]。本研究中谷类中未检出杂色曲霉素,可能因为膳食中的谷类经过了脱壳过程。国外学者对法国、拉脱维亚和比利时的奶酪样品检测均检出了杂色曲霉素。由于饮食结构不同,奶酪在我国人民的膳食中摄入量极低。国外对啤酒的研究中均未检出杂色曲霉素[8,9,10],可能因为酿造啤酒原料未被真菌污染或酿造时发酵过程可降低杂色曲霉素的含量。本次酒类样品也均未检出杂色曲霉素。
        青霉是水果腐烂后最常见的真菌,能产生桔青霉毒素。Andersen等[11]从谷物、水果和果汁中分离得到260株青霉菌,85%产桔青霉毒素。Dietrich等[12]对苹果汁、番茄汁、樱桃汁、黑醋栗汁等进行检测,桔青霉毒素的含量为10~20 μg/ml,由于水果易被桔青霉毒素污染,其加工品也可能含有桔青霉毒素。本次桔青霉毒素在四川省的水果样品中检出。
        串珠镰刀菌在英国、中国、澳大利亚、美国及挪威等多个国家的玉米、小麦等谷物类饲料原料中均有检出[13]。韩晓敏等[14]对中国94份玉米饲料原料中真菌毒素进行检测,串珠镰刀菌的检出率高达73.4%。从本次在乳类有检出,从另一方面说明串珠镰刀菌对我国的饲料有污染。
        我国居民7种真菌毒素的膳食暴露,从地区看,广西杂色曲霉素的膳食暴露量、四川桔青霉毒素的膳食暴露量较高。从全国看,一般人群7种真菌毒素暴露水平均较低。未检出的样品即使以暴露上限估计,以暴露量最高的真菌毒素串珠镰刀菌来看,内蒙古的最高值为62.847 ng·kg-1·d-1,也为一个较低水平。目前,国内外对这7种真菌毒素的暴露研究均较少,通过本次研究,对我国一般人群这几种毒素的暴露水平有了初步的了解,对于其他国家的研究也具有借鉴指导意义。综上所述,我国7种真菌毒素的检出率较低,我国居民的暴露水平较低,应持续监测、开展进一步研究,保证食品安全。

参考文献
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