钟福亚 郑新强 梁月荣*
(1.嵊州市越乡名茶协会,浙江 嵊州 312400; 2.浙江大学茶叶研究所,杭州 310058)
茶叶质量安全是茶叶生产的关键问题,质量安全风险防范对茶叶产业至关重要[1-3]。印度芝麻原料环氧乙烷高残留丑闻引起了人们对大米、茶叶、坚果、干菜等食物中环氧乙烷残留问题的密切关注,欧洲已经开始对进口茶叶等食品进行环氧乙烷监控。本文就环氧乙烷的化学性质、毒性及其在食品中残留的情况作一简要介绍,为相关企业茶叶质量管理提供参考。
环氧乙烷(Ethylene Oxide,简称ETO)是一种略带甜味的可燃气体。环氧乙烷具有毒性,暴露于环氧乙烷可引起呕吐、头痛、呼吸困难、恶心、腹泻、疲惫、困倦、虚弱、眼睛和皮肤损伤,甚至影响生殖。环氧乙烷可用于工业制造领域,如用于制造防冻剂,纺织品,洗涤剂,粘合剂和聚氨酯泡沫等。在农业中曾用它对粮仓进行杀虫。环氧乙烷还是一种低温广谱杀菌剂,它可在常温条件下杀灭包括细菌、真菌、病毒、结核杆菌在内的多种微生物及其芽孢,因而被用于医疗设备和用品的消毒。环氧乙烷的分子式为C2H4O,分子量为44,化学结构式见图1。在常温下环氧乙烷为无色气体,略带甜味;熔点-111.7 ℃,沸点10.7 ℃;相对密度0.87(20 ℃)(水=1),相对蒸气密度1.52(空气=1);饱和蒸气压146 kPa(20 ℃);临界温度195.8 ℃,临界压力7.19 MPa。
图1 环氧乙烷分子结构
环氧乙烷的毒性与氨相仿,为乙二醇的27倍。环氧乙烷进入体内后可形成乙二酸、乙二醇和甲醛,对粘膜产生较强的刺激作用,而且可以麻醉中枢神经系统。环氧乙烷蒸气对鼻、眼和咽喉有刺激性,对神经系统有抑制作用;其液体对眼睛可造成严重伤害。
环氧乙烷急性毒性参数:大鼠经口LD50=72 mg/kg;大鼠吸入4 h LC50=800 ppm。亚急性与慢性毒性试验显示,动物反复吸入0.63~0.72 g/m3蒸气,出现流涕、腹泻及呼吸道刺激症状,甚至生长抑制或体重减轻。引起动物死亡原因可能有:原发性肺刺激或继发感染。致突变性研究显示,微生物致突变试验显示:20 ppm可致鼠伤寒沙门菌突变;25 mmol/L浓度可引起酿酒酵母菌突变。对DNA损伤试验显示:5 mmol/L可引起人成纤维细胞DNA损伤。致畸性试验显示:大鼠孕后7~16 d吸入最低中毒剂量为150 ppm(7 h),致颅面部(包括鼻、舌)发育畸形;小鼠腹腔内给药的最低中毒剂量为125 mg/kg,致眼、耳发育畸形。IARC致癌性评价:G1,确认人类致癌物。人吸入的空气若含环氧乙烷180 mg/m3时,可产生有害症状;人体暴露于环氧乙烷浓度450 mg/ m3的空气60分钟则会引起严重中毒。因而规定:工作场所空气环氧乙烷最高容许浓度为5 mg/m3。
环氧乙烷具有遗传毒性,长期摄入可能致癌。欧盟明令禁止以环氧乙烷作为植保剂,但在某些农作物上可以作为农药使用。在某些国家或地区,使用环氧乙烷取代高温灭菌处理,用作熏蒸剂处理中草药、香料或籽类产品,以控制害虫;一些香料厂家使用环氧乙烷控制沙门氏菌和大肠杆菌等微生物污染,降低菌落总数和致病菌数量。为了控制食品中的环氧乙烷残留,加拿大卫生部有害生物管理局于2019年末对农业原料商品或加工商品设定了环氧乙烷最大残留量限值(MRL)为1毫克/千克,菜干及芝麻籽为7毫克/千克。
印度产芝麻原料的环氧乙烷高残留曾经在欧洲形成丑闻。2020年9月,比利时最早发出预警,导致部分相关食品(包括面包和贝果)从多家超市下架。至2020年10月,印度芝麻原料环氧乙烷丑闻涉及约20个国家,其中包括奥地利、芬兰、法国、德国、爱尔兰、意大利、卢森堡、荷兰、挪威、波兰、斯洛伐克、西班牙、瑞典等。印度一些批次的芝麻中的环氧乙烷含量有时比欧盟MRL(即0.05 mg/kg)高出1000多倍,最高甚至达到3700多倍。随后,用印度等国家进口芝麻制成的产品已被召回。竞争、消费者事务和欺诈控制总局(DGCCRF)指出,这些芝麻,不管是传统的还是有机的,都被环氧乙烷污染,并为公众提供了一千多种相关产品的参考资料。
继芝麻之后,环氧乙烷污染丑闻延伸到其他食品上,包括茶叶、大米、坚果、干菜等食物。尤其是香料,在很多加工菜品中普遍使用,以致污染了许多熟食,如海鲜饭、番茄酱、荞麦饼、即食肉汤块等。在法国,DGCCRF对环氧乙烷污染采取零容忍态度,对100%的批次进行控制,必须引起相关出口企业的关注。
为了控制茶叶中环氧乙烷残留,首先不要在茶园中使用环氧乙烷作为杀菌剂;也不宜用其对茶叶加工场地及茶叶加工设备、贮藏设施进行消毒。