基于Monte—Carlo方法的生鲜乳中硫氰酸钠定量风险评估研究

武煊+欧阳吴莉+张利+李小桥+王永红

摘 要：目的：对生鲜牛乳中硫氰酸钠进行定量风险评估，为科学合理地评价生鲜牛乳的质量安全进行有益的探索。方法：评估不同年龄-性别组人群通过食用生鲜牛乳而造成的硫氰酸钠膳食暴露状况，并应用风险指数（RI，Risk Index）对生鲜牛乳中硫氰酸钠进行风险评估。结果：分析不同年龄-性別组人群的硫氰酸钠暴露情况，发现3～6岁组人群的硫氰酸钠在最小暴露量、5%低暴露量、95%高暴露量和最大暴露量这4个指标上均高于其他年龄-性别组人群；生鲜牛乳中的硫氰酸钠的风险指数平均值为0.2059，95%风险指数为0.4183，最大风险指数为0.9667。结论：我国生鲜牛乳中硫氰酸钠风险指数小于1.0，通过食用生鲜牛乳途径摄入硫氰酸钠对健康造成风险的可能性不大。

关键词：Monte-Carlo；生鲜牛乳；硫氰酸钠；风险评估

中图分类号 TS252 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2017）24-0111-05

Abstract：To scientifically evaluate the safty of raw milk，we quantitativly assess the risk of sodium thiocyanate in raw milk. Method：To assess the expose level of sodium thiocyanate from different age-gender group who via raw milk，and use Risk Index（RI）to describe the risk of sodium thiocyanate of milk. Result：After analysing the expose level of sodium thiocyanate from raw milk，the data showed the minimum expose level，5% expose level，95% expose and maximum expose level was 0.2059，95% high expose value was 0.4183，the most highest value of Risk Index was 0.9667. Conclusion：The Risk Index of sodium thiocyanate in raw milk is lower than 1.0，so the exposure level of sodium thiocyanate by drinking raw milk was unlikely to bring about severe human health risk.

Key words：Monte-Carlo；Raw milk；Sodium thiocyanate；Risk assessment

1 引言

风险评估是风险分析的重要组成部分，是整个风险分析的核心和基础。《食品安全法》规定，中国应建立食品安全风险评估制度，需对食品中生物性、化学性和物理性危害进行风险评估。风险评估有定性和定量之分，定量风险评估是利用各种数据来描述风险发生概率或（和）严重程度的方法[1]。Monte-Carlo模拟法是目前应用于定量风险评估中最为广泛的评估研究方法，在食品风险评估领域已有广泛应用[2，3]。美国环境保护署（USEPA）在风险分析政策中已将Monte-Carlo模拟法定为风险分析的基本方法[4]。

硫氰酸钠在乳及乳制品中主要起防腐保鲜作用，1991年国际食品法典委员会（CAC）公布了CAC/GL 13-1991《乳过氧化物酶体系用于原料乳的保鲜指南》，可以利用天然存在于生鲜乳中的过氧化物酶体系，再添加一定量的硫氰酸盐、过氧化氢、葡萄糖氧化酶等，对生鲜乳起到保鲜作用[5]。但是该指南严格规定此方法仅在缺乏必要的制冷设施时才可使用，并规定经此方法处理后的生鲜乳需对硫氰酸盐进行含量测定。20世纪80年代，我国生鲜乳的运输、保鲜设施落后，根据当时国情，我国颁布了GB/T 1550-1995《活化乳中乳过氧化物酶体系保存生鲜牛乳实施规范》和GB 2760-1986《食品添加剂使用卫生标准》，规定了硫氰酸钠使用范围、方法和限量。随着我国经济的不断发展，生鲜乳的冷链运输、保鲜设施有了极大提高，我国于2005年废止了GB/T 15550-1995，在GB 2760-2014《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》也取消了硫氰酸钠的保鲜用途。2008年12月12日卫生部公布的《食品中可能违法添加的非食用物质和易滥用的食品添加剂品种名单（第一批）》中明确规定，乳及乳制品中硫氰酸钠属于非法添加物质[6]。但是由于硫氰酸钠是动物体内正常存在的阴离子，参与正常的生命活动，在动物组织、血液和分泌液内都能检测到，所以生鲜乳中一般含有一定本底浓度的硫氰酸钠。

硫氰酸钠属于国家食品安全风险监测项目，本研究采用食品整治办[2009]29号《关于印发全国打击违法添加非食用物质和滥用食品添加剂专项整治抽检工作指导原则和方案的通知》推荐的“离子色谱法测定牛奶中硫氰酸根”方法，自2012年以来，对陕西、湖南、湖北、安徽、新疆、青海、江苏和重庆市辖区内的所有生鲜乳收购站、生鲜乳运输车共进行了800批次的硫氰酸钠风险监测。本文将结合硫氰酸钠风险监测数据与相关膳食数据，运用风险评估原理，对生鲜牛乳中硫氰酸钠可能带来的健康风险进行评估，旨在为科学合理地评估生鲜牛乳中硫氰酸钠的风险进行有益的探索。

2 材料与方法

2.1 样品采集 2012—2016年对陕西、湖南、湖北、安徽、新疆、青海、江苏和重庆辖区内的所有生鲜乳收购站、生鲜乳运输车进行抽样监测，共抽检生鲜牛乳样品800批次。endprint

2.2 检测方法 依据食品整治办[2009]29号推荐的“离子色谱法测定牛奶中硫氰酸根”方法，对800批次的生鲜牛乳进行硫氰酸钠测定，检测限为0.5mg/kg。对未检出的样品，按照WHO和美国环境保护署（USEPA）建议的数据处理方法，硫氰酸钠含量取“0.0”和检测限的平均值，即以0.25mg/kg计算。

2.3 目标人群及分组 参考2015年国家体育总局发布的《2014年国民体质监测公报》内容，本课题将目标人群分为 3～6岁（不分性别）、7～19岁（男）、7～19岁（女）、20～59岁（男）、20～59岁（女）、60～69岁（男）和60～69岁（女）等7个年龄-性别组人群，分别评估生鲜牛乳中硫氰酸钠对不同人群的危害程度。

2.4 风险评估数据来源 （1）生鲜牛乳中硫氰酸钠含量拟合分布：运用@RISK软件对1.1中的生鲜牛乳中硫氰酸钠监测数值与不同参数化分布进行拟合。分别运用Chi-Squared、Andrson-Darling和Kolmogorov-Smirnov等3种统计检验方法对函数曲线的拟合度进行检验，并综合考虑3种方法的结果，最终确定拟合分布[7]。拟合结果表明，生鲜乳中硫氰酸钠含量监测数据符合Gamma分布，记为RiskGamma（2.4400，0.69202，RiskShift（0.25000））。（2）CR：国家食品药品监督管理总局确定的液态乳品中硫氰酸钠风险监测参考值，即为10.0mg/kg。（3）M：根據中国奶业协会发布的《中国奶业质量报告（2016）》[8]，2015年每人每天折合鲜牛乳消费量：即为0.1kg。（4）W：目标人群体重分布来源于国家体育总局于2015年11月公布的《2014年国民体质监测公报》[9]，数据详见表2。

2.5 风险评估软件 应用基于Monte Carlo模拟技术的@RISK 5.5定量风险评估专用软件，评估中使用的各种参数对应的概率分布采用软件提供的标准分布函数来显示。

2.6 风险评估方法

2.6.1 硫氰酸钠暴露量的评估 对8个不同省市生鲜牛乳中硫氰酸钠的监测结果、生鲜牛乳消费量与消费人群体重数据进行拟合，得到生鲜牛乳中硫氰酸钠膳食暴露量的分布，见公式（1）。

[E=C×MW] （1）

其中，E—生鲜牛乳中硫氰酸钠暴露量，mg/（kg·BW·d）；C—生鲜牛乳中硫氰酸钠暴露浓度，mg/kg；M—每人每天生鲜牛乳消费量，0.1kg；W—不同年龄-性别组人群消费者体重，kg。

2.6.2 生鲜乳中硫氰酸钠风险评估 应用风险指数（RI，Risk Index）对生鲜牛乳中硫氰酸钠进行风险描述，以表示生鲜牛乳中硫氰酸钠风险大小。当RI<1.0时，表示没有风险；当RI>1时，表示有风险；数值越大，风险也越大。见公式（2）。

[RI=CCR] （2）

其中，RI—风险指数；

C—生鲜乳中硫氰酸钠暴露浓度，mg/kg；

CR—国家食品药品监督管理总局公布的液态乳中硫氰酸钠风险监测参考值，即为10.0mg/kg。

3 结果与分析

3.1 生鲜牛乳中硫氰酸钠对不同年龄-性别组人群日暴露量结果 对不同年龄-性别人群食用生鲜牛乳引起的的硫氰酸钠暴露评估表明（表2、图1～图7），生鲜牛乳中的硫氰酸钠暴露水平随着年龄的增长逐年下降。比较不同年龄-性别组人群的最低日暴露量、5%低暴露量、95%高暴露量和最高暴露量，3～6岁组人群在这4个指标上均远高于其他组人群，这主要是由于3～6岁组人群的体重远低于其他组人群的体重引起的。目前我国缺乏具有全国代表性的3～6岁幼儿的乳及乳制品消费量调查数据，因此对于我国3～6岁组人群通过食用生鲜牛乳而导致的硫氰酸钠日暴露量有待进一步研究。

3.2 生鲜牛乳中硫氰酸钠风险指数计算 采用表1中的数据与公式，利用@RISK软件计算生鲜牛乳中硫氰酸钠风险指数的概率，模拟过程循环10000次，风险评估结果如图8所示。从图8可以看出，风险指数平均值为0.2059，95%的高暴露水平下风险指数为0.4183，风险指数最高为0.9667，均小于1.0。说明通过食用生鲜牛乳摄入硫氰酸钠对健康造成风险较小或没有风险；但是应注意，RI的最大值为0.9667，已非常接近1.0，需提请各管理部门注意。

4 结论与讨论

硫氰酸钠在动物组织和分泌液中广泛分布，它属于防御系统的一部分，尤其在初乳和患乳腺炎奶牛的乳中浓度高。正常的生鲜牛乳中硫氰酸钠主要来源于饲料在体内的代谢产生。饲料配料中使用的菜粕、棉粕等十字花科植物原料，含有大量的硫代葡萄糖苷，硫代葡萄糖苷本身无毒，但进入生物体后，在芥子酶作用下，被水解成硫氰酸钠进入组织和分泌液[10-11]。有研究表明[12]，给奶牛饲喂十字花科植物，生鲜牛乳中硫氰酸钠质量分数会提高，不同的十字花科植物对牛乳中硫氰酸钠质量分数影响不同，但是当十字花科植物饲喂量达到一定量后，并不会使牛乳中硫氰酸钠含量继续升高，基本会稳定在6～8mg/kg。为了减少生鲜牛乳中硫氰酸钠的含量，建议应减少对奶牛饲喂十字花科类植物。

目前，国内外还没有针对硫氰酸钠制定PTWI/TDI或ADI值的参考值。在我国，硫氰酸钠属于国家食品安全风险监测项目，乳及乳制品中硫氰酸钠的本底值尚处于数据收集阶段。本研究与其他文献报道[12-14]均表明，我国生鲜牛乳中硫氰酸钠含量低于国家食药监总局制定的液态乳中硫氰酸钠的风险监测参考值：10.0mg/kg。据CAC（国际食品法典委员会）报道[15]，为了防止生鲜乳腐坏变质，硫氰酸钠作为保鲜剂添加的浓度应为15mg/kg才能发挥防腐作用。可见国家食药监总局制定的10.0mg/kg的参考值，既体现了生鲜乳中硫氰酸钠的本底值，又确保了对非法添加硫氰酸钠的打击力度，可切实保护人民群众的身体健康。endprint

本研究表明，由于膳食结构和体重关系，3～6岁幼儿对生鲜乳中硫氰酸钠的日暴露量最大，是成人的2.0～3.6倍。研究表明：高浓度的SCN-可竞争性抑制碘和酪氨酸氧化，抑制甲状腺的碘吸收、抑制碘-钠转运体的碘转运、抑制乳腺中的碘转运，对婴幼儿的头脑及神经系统发育有很大的损害，严重时可引起呆小症[16]。但是目前我国还缺乏全面的婴幼儿乳及乳制品的消费量调查数据，为了进一步保护婴幼儿的身体健康，本文建议国家相关部门应对婴幼儿这一特殊群体的乳与乳制品消费量进行更为细致的调查，为硫氰酸钠高的风险评估提供更为详实的数据基础。

本次评估由于资料和数据方面的原因，存在一些不确定因素，应用本报告的结果和结论时应考虑这些不确定因素可能带来的影响。首先是生鲜乳消费数据，本次评估采用的消费数据来源于《中国奶业质量报告（2016）》，为全国乳与乳制品折合成生鲜牛乳的全民消费平均量，缺乏针对特定年龄-性别组人群的消费数据，尤其是缺乏针对3～6岁组人群的消费量数据，会给本次评估带来一定的不确定性；其次是样本量，本次评估所用的监测数据是本单位2012—2016年间在8个不同省（市、自治区）的监测数据，样本代表性上有一定的局限性，不能代表全国生鲜牛乳中硫氰酸钠含量，可能会给本次评估带来不确定性。

综上所述，本文建议我国应建立食品安全信息系统，定期发布从牧场到市场过程中硫氰酸钠的检测信息，使消费者了解食品安全的真实情况，通过正确的舆论引导，确保我国乳品市场的健康发展。

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