网销呛蟹镉含量调查及膳食风险评估

范栋杰，黄丽英，孟春英，顾捷

(1. 浙江海洋大学食品与医药学院，浙江 舟山 316022；2. 浙江省海洋水产研究所，浙江海洋大学海洋与渔业研究所，浙江 舟山 316021)

呛蟹是一道以三疣梭子蟹(Portunustrituberculatus)和黄酒为主要食材的生食特色菜，因具有咸鲜嫩滑、风味独特、营养丰富及制作简单等特点，广泛流传于中国沿海地带。由于加工工艺、原料成熟度及规格的不同，呛蟹主要有整蟹及蟹糊两种产品形态。以新鲜整蟹为原料，通过腌渍制作成为红膏呛蟹，价格较为昂贵；以未性成熟或较瘦小的蟹为原料，斩成小块后再进行后续加工制成蟹糊，因物美价廉，也广受欢迎。呛蟹作为一种粗加工海产品，较生鲜蟹类不易腐败变质，易于长期储藏运输，更适于网络销售。三疣梭子蟹属于甲壳类动物，对环境中的重金属有生物富集作用，其重金属含量较高[1-2]，而网销食品监管制度的尚不健全，网销呛蟹中重金属含量研究尚为空白，因此开展此类研究具有很好的现实意义。

镉(Cd)，作为一种具有致癌性和蓄积性的有色重金属，不能被自然界降解，可通过食物链逐级富集[3]，且在生物体内的半衰期长达20～40年，最终对人体的生殖系统、神经系统、免疫系统、肾脏、肝脏、骨骼等均有一定的致毒效应[4-5]。目前，Cd的测定方法主要包括分光光度法[6-7]、石墨炉原子吸收光谱法[8-10]、氢化物原子荧光法[11-12]、氢化物原子吸收法[13]、电感耦合等离子体质谱法[14-17]和电感耦合等离子体发射光谱法[18-22]等。其中石墨炉原子吸收光谱法(graphite furnace atomic absorption spectrometry，GFAAS)具有灵敏度高、用样量少、原子化率高等优点[23]；电感耦合等离子体质谱法(inductively coupled plasma mass spectrometry，ICP-MS)具有检出限低、干扰性小、灵敏度高、选择性强、线性范围宽等优点[10]。这两种方法均被广泛应用于食品中Cd的测定，但关于网销呛蟹中Cd含量的测定目前未见报道。

近些年，通常使用健康风险评估(health risk assessment, HRA)的方法来评价化学污染物给人体健康带来的潜在风险[24]。目前，最具有代表性的是非致癌性风险评估，此方法是基于目标危害商数(target hazard quotient, THQ)而建立的[25-27]。THQ即污染物估计剂量与参考剂量之比，若THQ大于1，则说明该污染物有可能对人体健康造成潜在风险[28]。网销呛蟹素来深受中国沿海地区消费者的喜爱，但随着染料、电池、电镀等工业的发展，海洋环境的镉污染愈发严重[5]，增加了网销呛蟹的食用风险。因此，准确检测网销呛蟹中Cd的含量并科学评估其食用安全性，具有很好的现实意义。本研究采用GFAAS和ICP-MS调查了天猫、京东、淘宝三大电商平台上所售呛蟹可食用部分Cd的含量状况，并采用目标危害商数法进行风险评估，以期为人们合理地食用网销呛蟹提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

采用“神秘买家”制度[29]，于2017年从天猫、京东以及淘宝电商平台，随机购买呛蟹产品100批次共371个(蟹糊占比45.01%)，其产地包括浙江舟山、宁波、台州以及辽宁丹东。

Cd标准储备溶液(1 000 μg/mL)购自国家有色金属及电子材料分析测试中心；GBW10023紫菜成分分析标准物质(Cd的质量浓度范围为0.57±0.05 mg/kg)购自地球物理地球化学勘查研究所；微波消解所用试剂浓硝酸、过氧化氢等均为优级纯，购自国药集团(上海)化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

本研究使用仪器包括：Varian AA240Z原子吸收光谱仪(美国Varian公司)，Agilent 7900电感耦合等离子体质谱(美国安捷伦公司)，ETHOSUP型微波消解仪(意大利Milestone公司)，EH 24 plus型微控数显电热板及蒸酸架(北京莱伯泰科仪器股份有限公司)，AL204型电子天平(梅特勒-托利多仪器上海有限公司)，DHG-9123A型电热恒温鼓风干燥箱(上海精宏实验设备有限公司)。

1.3 实验方法

1.3.1 标准溶液的配制

标准中间液：准确移取Cd单元素溶液标准物质1 mL，用1‰硝酸稀释定容至100 mL的容量瓶中，质量浓度为10 μg/mL。

标准工作液：先用1‰硝酸将标准中间液稀释成100 μg/L，再稀释成质量浓度分别为0、1、2、5、10、30和50 μg/L的标准工作液，其中质量浓度为2 μg/ L的标准工作溶液作为GFAAS法自动进样的母液，其余标准工作液供ICP-MS法分析。

1988年，昆明供电局所辖35千伏至220千伏变电站为24座，总容量仅166万千伏安，年供电量仅有37.8亿千瓦时。而到了2018年1月12日，昆明供电局单日全社会用电量突破1.1亿千瓦时。

1.3.2 样品预处理

取网销呛蟹可食用部分(肌肉、肝胰腺、性腺)，放入绞肉机绞碎。参考GB5009.15—2014[30]中的方法，准确秤取0.5 g(精确到0.000 1 g)网销呛蟹样品，采用微波消解后，备测。微波消解程序见表1。

表1 微波消解温控程序Tab.1 Temperature control procedure of microwave digestion

注：“—”示无。

1.3.3 ICP-MS仪器条件

参照ICP-MS仪器操作手册将仪器调整至最佳工作状态，以铟(115In)为内标元素，待仪器稳定后进行测定，ICP-MS仪操作条件参照表2。

表2 ICP-MS操作条件Tab.2 ICP-MS operating conditions

1.3.4 GFAAS仪器条件

参照GFAAS仪器操作手册，将石墨炉仪器条件设置为：灯电流为4.0 mA，波长228.8 nm， 狭缝为0.5 nm，背景校正为塞曼效应，测量模式为峰高，冷却水压力为40 kg/cm3，氩气出口压力为0.2～0.3 MPa。待仪器稳定后，以磷酸二氢铵作为基体改进剂，然后进行测定。

2 结果与分析

2.1 ICP-MS与GFAAS测定结果对比分析

将两种方法的线性范围进行对比，ICP-MS的线性范围较宽，为0～50 μg/L，动态线性范围甚至高达9个数量级，线性相关系数为0.999 9；而GFAAS的线性范围相对较窄，为0～3.2 μg/L，一般为2～3个数量级，线性相关系数为0.999 4。根据检出限的测定方法，ICP-MS的检出限为0.000 5 mg/kg，GFAAS的检出限为0.001 0 mg/kg。分别在已知Cd含量的网销呛蟹样品中添加3种不同水平的Cd单元素标准溶液，按1.3.2方法进行预处理，每个水平分别用ICP-MS和GFAAS重复测定6次，根据所得数据计算其加标回收率和相对标准偏差，具体结果见表3。在3个加标水平下，ICP-MS和GFAAS两种方法的回收率分别为97.6%～107.5%，92.8%～105.3%；相对标准偏差分别为2.1%～5.2%，3.7%～6.8%。

选取国家标准物质紫菜粉(GBW10023)平行制备3份，采用1.3.2方法进行预处理，分别用ICP-MS和GFAAS测定其Cd含量，测定结果分别为0.573 5～0.603 3 mg/kg，0.608 7～0.616 3 mg/kg，均在标准值范围(0.57±0.05)mg/kg内。

表3 加标实验回收率和相对标准偏差Tab.3 Recovery rate and RSD of spiked samples

相较于GFAAS，ICP-MS的线性范围更宽，且检出限更低，无论是高浓度还是低浓度的样品均适用，同时还具有灵敏度、精密度更高，干扰因素较少，方便快捷的优点。但是ICP-MS需要手动配制标准溶液系列以及内标溶液，前期工作较为繁琐，而GFAAS仅需配制标准溶液母液即可。而且相对于ICP-MS，GFAAS气体消耗较少，且仪器价位较低，因此检测成本低于ICP-MS。两种方法均可用于Cd的常规分析，GFAAS更适用于普通的科研和检测机构，适用面更广；对于大型的科研和检测机构来说，ICP-MS除了Cd的常规分析，还可用于多元素分析、元素形态分析以及同位素分析等。综上，本实验选用ICP-MS进行后续实验。

2.2 网销呛蟹与市售新鲜三疣梭子蟹Cd含量对比分析

采用ICP-MS对样品进行重金属Cd含量的测定，网销呛蟹样品中检出率为100%，Cd含量范围为0.007 8～2.578 5 mg/kg，平均值为0.387 9 mg/kg(图1)。辽宁丹东、浙江宁波、浙江舟山和浙江台州4个地区蟹糊中Cd含量分别为0.013 2～0.264 5、0.008 5～0.270 4、0.009 8～0.481 9 和0.007 8～0.034 2 mg/kg，整蟹中Cd含量分别为0.024 1～0.985 5、0.194 4～2.073 8、0.107 6～2.578 5 和0.359 2～0.385 1 mg/kg。根据国家标准GB 2762—2017《食品安全国家标准食品中污染物限量》对甲壳类水产品中Cd的限量规定为0.5 mg/kg[31]，本次网销呛蟹样品中共有16批次标样品，超标率为16.0%。

图1 网销呛蟹Cd含量Fig.1 Cd content of crabs sold on line

高志杰等[32]采集2012年宁波市区所售三疣梭子蟹(Portunustrituberculatus)55份，测得样品中Cd的含量范围为0.001 0～6.808 0 mg/kg，平均值1.208 0 mg/kg，超标率为74.5%。刘淑晨等[33]采集廊坊市区所售三疣梭子蟹(Portunustrituberculatus)104份，测得样品中Cd的含量范围为0.316 0～2.930 0 mg/kg，平均值为1.060 0 mg/kg，超标率为73.1%。赵艳芳等[34]采集青岛市售新鲜三疣梭子蟹(Portunustrituberculatus)20份，测得样品中Cd的含量范围为1.060 0～8.570 0 mg/kg，平均值2.790 0 mg/kg，超标率为100%。根据以上研究可知，市售新鲜三疣梭子蟹中Cd的含量范围、平均值以及超标率均明显高于网销呛蟹。一方面，呛蟹作为粗加工水产品，根据标签明示标识，其配料表除了三疣梭子蟹主要还有黄酒、盐水等，由于黄酒及盐水的加入，工艺增加了测试样品的水分含量，其中部分蟹糊样品的固形物含量仅为50%～60%，降低了呛蟹产品中Cd的含量。另一方面，蟹糊样品多选用未性成熟的梭子蟹作为原材料，而三疣梭子蟹中Cd多富集于性腺和肝胰腺[32-34]，这也是造成呛蟹中Cd含量低于市售新鲜三疣梭子蟹的原因。

2.3 试剂空白中Cd含量分析

将5 mL硝酸、2 mL过氧化氢加入到聚四氟乙烯消解罐中，按1.3.2方法对试剂空白样液进行预处理。用ICP-MS对20个试剂空白进行测定，其Cd含量为0.000 0～0.004 8 μg/L，其中3个试剂空白中Cd含量有检出，分别为0.000 1、0.000 6和0.004 8 μg/L，其余17个试剂空白Cd含量均未检出。

试剂纯度、消解环境、容器溶出、实验用水等均会对空白产生影响。优级纯硝酸的Cd限量为≤0.5 mg/kg，但生产厂家及批次的不同会导致硝酸中Cd含量的差异，在日常检测中样品预处理使用的硝酸应尽量选择Cd含量低的硝酸。微波消解使用的器皿为聚四氟乙烯消解罐，且消解过程处于密闭环境，产生干扰较小。李稻和朱艳[35]对3种实验室用水的多元素进行分析，发现超纯水和去离子水优于蒸馏水，故在对Cd含量较低的样品进行Cd含量测定时应尽量用超纯水或去离子作为实验用水。

2.4 网销呛蟹Cd的膳食风险评估

重金属每周膳食暴露量(estimated weekly intake，EWI)计算公式见式(1)[28]。

EWI(μg/kg b.w.)=c× FIR × 7/WAB

式(1)

目标危害商数评估方法为暴露于污染物而影响人体的健康风险水平提供了一个指示，其计算公式见式(2)[28]。

式(2)

式(1)、式(2)中：EF为暴露频率(365 d/a)；ED为曝光时间，相当于人类的平均寿命，70 年；FIR为食物摄取量(g/d)；c为网销呛蟹中Cd的含量(mg/kg)；RfD为口服参考剂量，Cd为1×10-3μg/(g·d)；WAB为人体体重(kg)；TA为非致癌物的平均暴露时间(365 d/a×ED)[26]。根据式(1)可推导出重金属每月膳食暴露量计算公式(3)。

EM(μg/kg b.w.)=c×FIR×30/WAB

式(3)

根据相关文献[36-38]估算，20～50岁成年人呛蟹人均摄入量为7.89 g/d(城市和农村人均摄入量分别为11.85和6.31 g/d)，以成人体重60 kg计，网销呛蟹中Cd含量取其平均值(0.387 9 mg/kg)及最大值(2.578 5 mg/kg)分别计算平均水平和高摄入量水平，计算呛蟹中Cd含量每月膳食暴露量及目标危害商数，结果列于表4。联合国粮农组织和世界卫生组织食品添加剂联席专家委员会(JECFA)将人体每月可耐受Cd摄入量(provisional tolerable monthly intake，PTMI)更新为25 μg/kg b.w.[4]。由表4可知，呛蟹中Cd膳食暴露量为PTMI推荐量的5%～61%，THQ值均小于1。以上均说明食用网销呛蟹对普通人群造成重金属Cd不良影响的可能性较低，处于安全范围。

表4 网销呛蟹中Cd的膳食暴露量及目标危害商数Tab.4 Estimated monthly intake and target hazard quotient (THQ) of Cd in crabs sold on line

虽然呛蟹的食用风险较低，但Cd在人体内半衰期可达数十年，会对人体健康造成严重危害[39]，敏感人群应注意网销呛蟹的食用量。可由JECFA制定的PTMI推荐量(25 μg/kg b.w.)计算出不同人群每月可摄入的网销呛蟹量。不同人群每月摄入呛蟹的最高量分别为：4～6岁人群为43 g，7～10岁人群为58 g，11～14岁人群为90 g，15～17岁人群为120 g，大于18岁人群为129 g。食用网销呛蟹Cd风险较低，但长期食用或一次大量食用仍存在一定的风险，应该饮食多样化、均衡化，注意营养搭配才能保持健康。

3 结论

本研究运用ICP-MS和GFAAS分别测定网销呛蟹中的Cd含量。结果表明，用ICP-MS测定样品，检出限低、准确度和精确度较高，适用于呛蟹中Cd含量的测定，但其检测成本相对较高，更适用于大型科研和检测机构。GFAAS虽然各方面性能略低于ICP-MS，但其检测成本远低于ICP-MS，更适用于普通科研和检测机构的常规检测，适用面更广。

本研究通过ICP-MS测得网销呛蟹中Cd的含量范围为0.007 8～2.578 5 mg/kg，平均值为0.387 9 mg/kg，超标率为16.0%。与以往研究对比发现，网销呛蟹中Cd的含量范围、平均值、超标率都远低于市售新鲜三疣梭子蟹，可见网销呛蟹存在的重金属Cd安全风险低于市售新鲜三疣梭子蟹。网销呛蟹中Cd膳食暴露量为PTMI推荐量的5%～61%，THQ值均小于1，说明食用网销呛蟹Cd风险较低。尽管呛蟹营养丰富，风味独特，但是也不宜长期过量食用，尤其是儿童、少年、老年人等敏感人群应尽量少食。