中华预防医学杂志    2017年10期 鸡蛋中氟虫腈及其代谢物残留分布研究    PDF     文章点击量:128    
中华预防医学杂志2017年10期
中华医学会主办。
0

文章信息

吕冰 陈达炜 李敬光 周爽 赵云峰
LyuBing,ChenDawei,LiJingguang,ZhouShuang,ZhaoYunfeng
鸡蛋中氟虫腈及其代谢物残留分布研究
Analysis of fipronil and metabolites residues distrubution in eggs
中华预防医学杂志, 2017,51(10)
http://dx.doi.org/10.3760/cma.j.issn.0253-9624.2017.10.015

文章历史

投稿日期: 2017-08-16
上一篇: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
下一篇:2010—2016年北京新型毒品吸食者特征及HIV、梅毒、丙型肝炎病毒感染状况调查
鸡蛋中氟虫腈及其代谢物残留分布研究
吕冰 陈达炜 李敬光 周爽 赵云峰     
吕冰 100021 北京,卫生部食品安全风险评估重点实验室国家食品安全风险评估中心检定和应用技术研究中心
陈达炜 100021 北京,卫生部食品安全风险评估重点实验室国家食品安全风险评估中心检定和应用技术研究中心
李敬光 100021 北京,卫生部食品安全风险评估重点实验室国家食品安全风险评估中心检定和应用技术研究中心
周爽 100021 北京,卫生部食品安全风险评估重点实验室国家食品安全风险评估中心检定和应用技术研究中心
赵云峰 100021 北京,卫生部食品安全风险评估重点实验室国家食品安全风险评估中心检定和应用技术研究中心
摘要: 目的  对比蛋清与蛋黄中氟虫腈及其代谢物的残留分布差异,并对加热前后生熟样品中氟虫腈及其代谢物的含量变化进行研究,以应对不同年龄段人群、不同方式食用鸡蛋摄入氟虫腈及其代谢物残留的风险评估。方法  取10枚含氟虫腈残留的鸡蛋样品,分离蛋清和蛋黄,样品经乙腈提取和净化后采用液相色谱-高分辨质谱检测,以BEH C18色谱柱为分析柱,乙腈-0.1%乙酸溶液作为流动相进行梯度洗脱分离,外标法定量。采用Full Scan/ddms2扫描模式,以负离子采集进行定性筛查和定量分析。结果  氟虫腈砜为鸡蛋中检出的氟虫腈主要残留物;蛋清中氟虫腈砜含量在2.5~59.9 μg/kg之间,中位数为16.1 μg/kg;蛋黄中氟虫腈砜含量在81.5~1 526.0 μg/kg之间,中位数为390.0 μg/kg。以蛋黄和蛋清质量折算,蛋黄/蛋清中氟虫腈砜的总量比在8.0~14.6之间。与生蛋的结果相比,蛋黄加热前后氟虫腈砜熟样/生样含量比在0.80~0.96之间,中位数为0.90;蛋清加热前后氟虫腈砜熟样/生样含量比在0.65~1.06之间,中位数为0.83。鸡蛋与蛋黄中氟虫腈砜含量的换算系数f为3.1。结论  蛋黄为氟虫腈及其代谢物摄入的主要来源,加热蒸煮对鸡蛋中氟虫腈砜的残留量无明显变化。鸡蛋与蛋黄中氟虫腈砜含量的换算关系,为评估特殊人群通过鸡蛋中蛋黄摄入氟虫腈残留物的健康风险奠定基础。
关键词 :蛋类;危险性评估;氟虫腈
Analysis of fipronil and metabolites residues distrubution in eggs
LyuBing,ChenDawei,LiJingguang,ZhouShuang,ZhaoYunfeng     
Key Laboratory of Food Safety Risk Assessment of Ministry of Health; Verification and Applied Technology Research Center, China National Center for Food Safety Risk Assessment, Beijing 100021, China
Corresponding author: Zhao Yunfeng, Email: zhaoyf@cfsa.net.cn
Abstract:Objective  To compare the residual distribution of fipronil and its metabolites in white and yellow egg, and to analyze the residual changes of fipronil and its metabolites in raw and cooked samples, regarding the risk assessment of fipronil and its metabolites via consuming egg for different age groups.Methods  The white egg and yellow egg were isolated from 10 egg samples containing fipronil residues. Samples were extracted with acetonitrile and purified, and determined by liquid chromatography-high resolution mass spectrometry. The chromatographic analysis was performed on a BEH C18 column with 0.1% acetic acid and acetonitrile as mobile phase with gradient elution, and external standard calibration was used for quantification. The negative ion acquisition mode was applied and quantitative analysis was carried out by using Full Scan/ddms2 model.Results  The results showed that fipronil sulfone was the main residue detected in eggs; The content of fipronil sulfone in white egg was between 2.5 and 59.9 μg/kg, the median was 16.1 μg/kg; and the content of fipronil sulfone in yellow egg ranged from 81.5 and 1 526.0 μg/kg, with a median of 390.0 μg/kg. The ratio of fipronil sulfone in yellow egg to white egg ranged from 8.0 and 14.6. Compared with that observed in fresh egg, after heating or cooking, the content ratio of fipronil sulfone residue between cooked samples and raw samples from yellow egg was between 0.80 and 0.96, the median was 0.90; and the ratio from white egg ranged from 0.65 to 1.06, the median was 0.83. The conversion coefficient of fipronil sulfone (f) between white egg and yellow egg was 3.1.Conclusion  Yellow egg is a major intake source of fipronil and metabolites residues, and there is no obvious change for fipronil sulfone residue in eggs after heating or cooking. The conversion coefficient of fipronil sulfone (f) between white egg and yellow egg lays the foundation for assessing the health risks of fipronil and metabolites residues through yellow egg intake in special population.
Key words :Eggs;Risk assessment;Fipronil
全文

2017年7月下旬,欧洲比利时、荷兰及德国等多个国家相继报道在鸡蛋中检出杀虫剂氟虫腈,其污染源起荷兰一家名为"鸡之友"的农场杀虫服务公司,波及荷兰、法国、英国、德国和波兰多个农场。此事件已导致欧盟多国近千万枚鸡蛋下架[1]
        氟虫腈是一种广谱高效杀虫剂,用以消除蚤、虱、蜱、蟑螂及螨等昆虫。长期摄取氟虫腈或会引致肝脏、甲状腺及肾脏受损[2,3,4]。WHO将氟虫腈列为"对人类有中度毒性"的化学品。欧盟法律规定,氟虫腈不得用于人类食品产业链的畜禽养殖过程。FAO/WHO农药残留联席会议(The Joint FAO/WHO Meeting on Pesticide Residues, JMPR)对氟虫腈设立每日允许摄入量(acceptable daily intake, ADI)为0~0.0002 mg/kg,急性参考剂量(acute reference dose, ARfD)为0.003 mg/kg[5]。欧洲食品安全局则将氟虫腈的ARfD定为0.009 mg/kg bw[5,6]。国际食品法典委员会(Codex Alimentarius Commission, CAC)、欧盟等制定了蛋类中氟虫腈的最大残留限量,残留物主要包括氟虫腈和氟虫腈砜之和,以氟虫腈表示。我国食品安全国家标准食品中农药最大残留限量(GB 2763—2016)规定了谷类、蔬菜等限量,残留物为氟虫腈、氟甲腈(MB46513)、氟虫腈砜(MB46136)、氟虫腈亚砜(MB45950)之和,但未规定蛋类限量。
        鸡蛋由蛋清和蛋黄组成。蛋清主要构成为约80%的水、蛋白质、少量的碳水化合物和微量的脂肪,而蛋黄的构成主要为大量的脂肪、蛋白质及少量碳水化合物[7]。氟虫腈及其代谢物具有一定脂溶性,了解其在蛋清和蛋黄中的分布,有助于分析由鸡蛋不同组成部分摄入氟虫腈及其代谢物的风险,尤其是对6~12个月婴幼儿,主要以蛋黄作为辅食,通过蛋黄和蛋清的分布分析,可精准分析由蛋黄摄入氟虫腈及其代谢物的危害,这对通过鸡蛋摄入氟虫腈及其代谢物的风险评估具有重要意义。

材料与方法  

一、仪器与试剂  

1.仪器:  Dionex UltiMate 3000快速高效液相色谱及Q Exactive四级杆-静电场轨道阱高分辨质谱仪(美国赛默飞公司)、涡旋混合器(美国Scientific Industries公司)、超声波清洗器(宁波科生仪器厂)和冷冻离心机(德国Sigma公司)。

2.试剂与材料:  乙腈为色谱纯(美国Fisher Scientific公司),乙酸为HPLC级(美国Tedia公司);氯化钠和无水硫酸钠为分析纯(国药试剂有限公司);N-丙基乙二胺(PSA)和C18粉(岛津技迩(上海)商贸有限公司);氟虫腈、氟甲腈、氟虫腈砜和氟虫腈亚砜固体标准品(纯度>98%)购自德国Dr. Ehrenstorfer GmbH公司;实验用水为重蒸水。

二、实验方法  

1.试样制备:  取被氟虫腈污染的鸡蛋样品10枚,分离蛋清和蛋黄,分别置于50 ml离心管中,用玻璃棒和涡旋混合器充分混匀。分别称取混匀的蛋清和蛋黄样品5 g(精确至0.001 g),置于50 ml离心管中,平行两份,其中1份蛋清和蛋黄样品直接进行试样提取及净化,而另1份蛋清和蛋黄样品经100 ℃水浴加热10 min,用玻璃棒对加热后样品进行搅碎混匀后,再进行试样提取及净化。

2.试样提取及净化:  在试样中加水2 ml,涡旋混合30 s,加入10 ml乙腈,超声提取15 min,加入2 g氯化钠和6 g无水硫酸钠,涡旋混合30 s,在10 090×g,4 ℃条件下离心10 min,吸取上清液1 ml于2 ml聚丙烯离心管中,加入50 mg PSA粉末、50 mg C18粉末和250 mg无水硫酸钠,涡旋混合30 s,取上清液0.5 ml,加水定容至1 ml,过有机微孔滤膜后,待测定。

3.标准溶液配制:  分别称取氟虫腈及其代谢物氟甲腈、氟虫腈砜和氟虫腈亚砜标准品0.01 g(精确至0.0001 g),置于不同的10 ml容量瓶中,用乙腈溶解并定容,配制成1 000 mg/L的标准储备溶液,于-20 ℃储存。氟虫腈及其代谢物标准混合中间液(10 mg/L)和标准混合使用液(500 μg/L)用乙腈逐级稀释氟虫腈及其代谢物标准储备液制备而得。准确吸取氟虫腈及其代谢物标准混合使用液(500 μg/L)0.01、0.02、0.05、0.1、0.2、0.5和1 ml于10 ml容量瓶中,用50%的乙腈水溶液定容。此浓度即0.5、1、2、5、10、20和50 μg/L的标准工作液,临用现配。

4.仪器分析条件:  色谱条件:BEH C18色谱柱(1.7 μm, 2.1 mm×100 mm),柱温:40 ?C;流动相A为0.1%乙酸溶液,流动相B为乙腈,梯度洗脱,流速0.3 ml/min。梯度洗脱程序:55% B?70% B(0~6 min);70% B?100% B(6~7 min);100% B(7~8 min);100% B?55% B(8~8.5 min);55% B(8.5~11 min)。进样体积:5 μl。质谱参数:采用HESI离子化方式;喷雾电压为3.2 kV;毛细管温度为320 ℃;加热温度为300 ℃;鞘气为40 arb,辅助气为10 arb;扫描模式为Full Scan/ddms2,负离子采集模式;分辨率采用MS Full Scan 70000 FWHM,MS/MS 17500 FWHM,碰撞能量为35%。

5.定性筛查和定量检测:  本研究采用液相色谱-轨道阱高分辨质谱法进行氟虫腈及其代谢物氟甲腈、氟虫腈砜、氟虫腈亚砜的定性筛查和定量检测。以高分辨质谱目标物的保留时间、母离子精确质量数、二级质谱碎片离子的精确质量数以及它们的丰度比值作为目标物定性筛查的确证依据,具体参数见表1。由于质谱的基质效应影响较低,目标物经定性确证后,进样系列混合纯溶剂标准溶液,以标准溶液浓度为横坐标,母离子精确质量数的提取离子色谱峰峰面积为纵坐标,绘制标准曲线,测定试样中目标物的浓度。

表1氟虫腈及其代谢物的轨道阱高分辨质谱分析参数

6.质量控制:  测定中同步进行系统空白样品、平行样品和加标回收试验,确保检测数据的可靠性和准确性。要求系统空白样品中不得检出氟虫腈及其代谢物(低于检测限0.5 μg/kg),两次平行样品的相对标准偏差低于10%,加标回收试验的平均回收率为70%~120%。

7.蛋黄中氟虫腈及其代谢物含量的推算:  蛋黄中氟虫腈及其代谢物含量按下式推算:Xi=ci×f。其中Xi为蛋黄中各氟虫腈及其代谢物的含量(μg/kg),ci为鸡蛋中各氟虫腈及其代谢物的含量(μg/kg),f为换算系数,此值由蛋黄/鸡蛋中氟虫腈及其代谢物的总量比除以蛋黄/鸡蛋的质量比推得。

结果  

一、蛋黄/蛋清的质量比  鸡蛋去除蛋壳后质量在46.3~53.9 g之间,蛋黄和蛋清质量分别在12.8~16.6 g和33.4~38.4 g之间,蛋黄/蛋清质量比在0.38~0.52之间,平均值为0.43,中位数为0.42。

二、生蛋中蛋清和蛋黄的氟虫腈残留物含量分布  氟虫腈砜为鸡蛋中检出的氟虫腈残留物,在10枚鸡蛋中,蛋清中氟虫腈砜含量在2.5~59.9 μg/kg之间,平均值为21.0 μg/kg,中位数为16.1 μg/kg;蛋黄中氟虫腈砜含量在81.5~1526.0 μg/kg之间,平均值为533.6 μg/kg,中位数为390.0 μg/kg。尽管为同批次鸡蛋,但是每枚鸡蛋中蛋清和蛋黄的氟虫腈砜残留量不同,这应与养殖鸡受到的污染不同有关。比较蛋黄/蛋清中氟虫腈砜的含量,其比值在17.7~32.7之间,平均值为26.1,中位数为26.6,即蛋黄中氟虫腈砜残留约为蛋清的30倍。以蛋黄和蛋清质量折算,蛋黄/蛋清中氟虫腈砜的总量比在8.0~14.6之间,平均值为11.1,中位数为10.6,即每枚鸡蛋中,蛋黄中氟虫腈砜的摄入量约为蛋清的10倍。蛋黄/蛋清中氟虫腈砜的含量比和总量比分布图见图1

图110枚鸡蛋中蛋黄与蛋清中氟虫腈砜的含量和总量比值

三、蒸煮后蛋清和蛋黄中氟虫腈砜的含量变化  蒸煮后蛋黄中氟虫腈砜含量在76.4~1291.7 μg/kg之间,平均值为468.6 μg/kg,中位数为349.6 μg/kg;蛋清中氟虫腈砜含量在2.0~58.0 μg/kg之间,平均值为18.2 μg/kg,中位数为12.8 μg/kg。与生蛋的结果相比,蛋黄加热前后氟虫腈砜熟样/生样含量比在0.80~0.96之间,平均值为0.89,中位数为0.90;蛋清加热前后氟虫腈砜熟样/生样含量比在0.65~1.06之间,平均值为0.84,中位数为0.83。可见,加热蒸煮后,蛋黄和蛋清中氟虫腈砜的残留量无明显变化。

四、鸡蛋与蛋黄中氟虫腈砜含量的换算  按鸡蛋中蛋黄/蛋清的质量比0.43,蛋黄/蛋清中氟虫腈砜的总量比11.1换算,鸡蛋与蛋黄中氟虫腈砜含量的换算系数f为3.1,即通过测定鸡蛋中氟虫腈砜的含量,可推测蛋黄中氟虫腈砜的含量。本研究中,测得鸡蛋中氟虫腈砜含量为26.9~482.5 μg/kg(表2),按换算系数,获得蛋黄中氟虫腈砜含量为83.4~1495.6 μg/kg。换算值与实际测得值的相对标准偏差在1.4%~9.8%之间。由此可见,以此换算系数,可用于蛋黄氟虫腈砜的暴露量分析。

表210枚鸡蛋中氟虫腈砜的检测结果

讨论  针对此次"氟虫腈事件",欧洲各国根据所检测到的鸡蛋中氟虫腈及其代谢物残留量进行健康风险暴露评估,如德国风险评估研究所认为摄入1个鸡蛋(含量不超过0.72 mg/kg)是不会超过欧盟所设定的0.009 mg/kg急性参考剂量[8],但根据欧洲现有检出鸡蛋中氟虫腈残留物的最高值1.2 mg/kg进行风险评估,发现婴儿的急性暴露量超过了ARfD值(166%)[5],因此,婴儿是氟虫腈残留物的风险评估重点关注对象。中国家庭往往有添加蛋黄作为辅食给予6~12个月婴儿食用的习惯,且有一小部分偏好吃蛋黄的2~7岁儿童。对于此类人群,根据鸡蛋中检出氟虫腈及其代谢物的残留数据进行风险评估,有可能会对结果产生低估,但由于缺乏现有的蛋黄中氟虫腈及其代谢物残留数据,且未见此方面的健康风险评估。本研究针对上述问题,对同一来源的多枚氟虫腈污染的鸡蛋进行检测,发现氟虫腈砜是主要检出残留物,说明氟虫腈经母鸡体内代谢后主要是以氟虫腈砜为主,而氟虫腈含量较低,这也与实际样品检测氟虫腈含量较低相符合[9],同时也与欧盟规定的鸡蛋中氟虫腈残留物标识以氟虫腈和氟虫腈砜总和计算相符合。此外,通过对同一来源的鸡蛋中氟虫腈砜含量分析(范围在26.9~482.5 μg/kg之间),说明同一来源的鸡蛋因母鸡个体差异导致各鸡蛋间氟虫腈砜含量存在较大差异。在鸡蛋中的含量分布研究中,发现蛋黄为鸡蛋中氟虫腈砜残留的主要来源,其蛋黄/蛋清中氟虫腈砜的含量比为26.1,而蛋黄/蛋清中氟虫腈砜的总量比为11.1,即蛋黄中氟虫腈砜的贡献率为91.7%。此外,本研究还发现,通过加热蒸煮后,氟虫腈砜在蛋黄和蛋清中熟样/生样含量比分别为0.89和0.84,这说明通过加热烹调很难对氟虫腈砜形成降解。
        由于现有的氟虫腈及其代谢物的残留数据均是检测鸡蛋中的含量,无法获得蛋黄中氟虫腈及其代谢物的残留数据,这对部分人群进一步的健康风险评估造成一定困难。本研究通过鸡蛋中蛋黄/蛋清的重量比以及蛋黄/蛋清中氟虫腈砜的总量比,推测鸡蛋与蛋黄中氟虫腈砜含量的换算系数f为3.1,这样即可依据现有的数据进行初步的健康风险评估。
        本研究尚存在一些局限性:(1)因样品来源渠道有限,本研究未对不同来源的氟虫腈污染鸡蛋进行分析,且由于同一来源的氟虫腈污染鸡蛋样品获取较难,可能会存在研究结果的不确定性,但本研究的氟虫腈砜在多枚鸡蛋中的含量分布情况总体趋势差异不大,因此可初步应用于蛋黄中氟虫腈及其代谢物摄入的风险评估。(2)在此次鸡蛋中氟虫腈及其代谢物的含量分布研究中,由于仅检测到氟虫腈砜,故仅对氟虫腈砜进行研究,是否存在其他代谢物尚需进一步深入研究。

参考文献
[1]The Federal Institute for Risk Assessment. Frequently asked questions about fipronil levels in foods of animal origin[EB/OL]. [2017-08-01]. http://www.bfr.bund.de/en/frequently_asked_questions_about_fipronil_levels_in_foods_of_animal_origin-201492.html.
[2]HurleyPM. Mode of Carcinogenic Action of Pesticides Inducing Thyroid Follicular Cell Tumors Inrodents[J]. Environ Health Perspect, 1998, 106(8): 437-445.
[3]王蕊,陶玉珍,张振玲,等.氟虫腈对大鼠亚慢性毒性的研究[J].环境与健康杂志,2008,25(5):417-419,封3. DOI: 10.3969/j.issn.1001-5914.2008.05.014.
[4]张芳芳,洪雅青,张幸.氟虫腈的毒理学研究进展[J].职业与健康,2008,24(20):2211-2213. DOI: 10.3969/j.issn.1004-1257.2008.20.059.
[5]The Federal Institute for Risk Assessment. Fipronil in foods containing eggs: Estimations of maximum tolerable daily consumption. [2017-08-01]. http://www.bfr.bund.de/cm/349/fipronil-in-foods-containing-eggs-estimations-of-maximum-tolerable-daily-consumption.pdf.
[6]European Food Safety Authority. Scientific support for preparing an EU position in the 49th Session of the Codex Committee on Pesticide Residues (CCPR)[EB/OL]. [2017-08-01]. http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.2903/j.efsa.2017.4929/epdf.
[7]王勇德,项锦欣.鸡蛋功效成分的研究进展[J].肉类工业,2005,(7):20-23. DOI: 10.3969/j.issn.1008-5467.2005.07.009.
[8]The Federal Institute for Risk Assessment. Health assessment of the first analysis results on fipronil levels in foods in Germany[EB/OL]. [2017-08-01]. http://www.bfr.bund.de/cm/349/health-assessment-of-the-first-analysis-results-on-fipronil-levels-in-foods-in-germany.pdf.
[9]ZhangM, BianK, ZhouT, et al. Determination of residual fipronil in chicken egg and muscle by LC-MS/MS[J]. J Chromatogr B Analyt Technol Biomed Life Sci, 2016,1014:31-36. DOI: 10.1016/j.jchromb.2016.01.041.