蔓越莓中天然苯甲酸膳食暴露风险评估

刘茜 张浩 庞敏 何昊婧

摘 要：本文对蔓越莓中天然苯甲酸含量进行测定并进行膳食暴露风险评估，明确人群暴露风险水平。采用GB 5009.28—2016测定2020年9月—2021年4月采集的68份蔓越莓相关食品中的天然苯甲酸，运用基于蒙特卡罗（Monte Carlo）模拟技术的@risk 8.0软件对天然苯甲酸含量进行分布拟合，结合相关暴露参数，构建暴露评估模型，采用风险商表征人群通过食用蔓越莓相关食品摄入天然苯甲酸的风险。蔓越莓相关食品中苯甲酸检出率为100%，苯甲酸平均值为0.053 g/kg，最大检测量为0.20 g/kg。不同蔓越莓相关食品中天然苯甲酸分布符合LogLogistic分布，记为RiskLogLogistic（-0.003 642 5，0.048 101，3.801 7）。普通居民通过食用蔓越莓途径摄入天然苯甲酸的风险商平均值<1，高摄入量居民通过食用蔓越莓相关食品途径摄入天然苯甲酸的风险商是普通居民的10倍。居民仅通过食用蔓越莓相关食品途径摄入苯甲酸的膳食暴露不存在健康风险，虽然风险商均<1，但仍需日常监测，从而进一步降低高危人群的膳食风险水平。

关键词：蔓越莓;天然苯甲酸;风险评估;蒙特卡罗

Abstract： In this paper， the content of natural benzoic acid in cranberries was determined and the dietary exposure risk was assessed to clarify the exposure risk level of the population. Cranberry-related foods were sampled from September 2020 to April 2021， and natural benzoic acid was detected by GB 5009.28—2016. Based on Monte Carlo simulation of @risk 8.0 software， distribution fitting were performed for the natural benzoic acid， conbined with relevant exposure parameters. According to the exposure assessment model， risk quotient was used to represent the risk of peoples intake of natural benzoic acid by eating cranberry-related foods. 68 of these 68 samples （100%） were found positive for natural benzoic acid with mean and maximum concentration of 0.053 and 0.20 g/kg， respectively. the natural benzoic acid in all samples conformed to the LogLogistic distribution with RiskLogLogistic（-0.003 642 5， 0.048 101， 3.801 7）. risk quotient values for all populations were less than 1， high intake populations had 10 times the RQ value of consuming natural benzoic acid. The health risk associated with dietary intake of natural benzoic acid from cranberry-related food was very low. Although the results were both less than 1， daily monitoring was still needed to further reduce the dietary risk level in high-risk groups.

Keywords： cranberry; natural benzoic acid; risk assessment; Monte Carlo

蔓越莓因其具有獨特的酸味和浓郁的口感，深受消费者喜爱。市面上含有蔓越莓的食品品种也越来越多，如蔓越莓饼干、蜜饯、浓缩果汁、面包和雪花酥等，在保健品领域有蔓越莓益生菌、泡腾片、口服液等。蔓越莓在中国市场的需求持续增加，烘焙、餐饮、休闲食品和保健品行业已成为蔓越莓产品应用的主流市场。蔓越莓中所含成分主要有原花青素、花青苷、黄酮醇和酚酸等，具有抗氧化、抗衰老、消炎抗感染和免疫调节等功效[1-4]。由于蔓越莓独特的保健功效，人群消费量持续升高，尤其是为了保健每日定量食用蔓越莓相关食品的人群，对于多途径暴露的消费者，该暴露风险需要被关注[5]。

苯甲酸，又名安息香酸，苯甲酸及其钠盐是常用的食品防腐剂[6]。《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》（GB 2760—2014）中规定了22种食品中允许添加苯甲酸作为防腐剂使用[7]。但在实际监管过程中发现在未经允许添加的食品中检测出苯甲酸，原因是某些食品中存在内源性苯甲酸，导致误判而影响检测结果。国内外研究表明，某些食物（酸乳[8-9]、蜂蜜[8]、黄酒[10-12]和红枣[13-14]等）中含有天然苯甲酸，其中红莓、青梅、李等浆果中的天然苯甲酸含量可达0.5 g/kg[15]。植物在生长期次级代谢过程中会形成苯甲酸，形成机制如图1所示。苯丙氨酸在解氨酶的作用下生成反式肉桂酸，再经过CoA依赖型β氧化途径产生苯丙酰CoA，最后转化生成苯甲酸。

根据蔓越莓相关食品的消费量和天然苯甲酸數据信息，可构建2大类膳食暴露评估模型，即点评估模型和概率评估模型。肖潇等[11]运用点评估法，选取第95百分位数反映高食物消费人群的消费量，并进一步得出暴露量，认为我国成年居民中饮用黄酒者的苯甲酸暴露风险较低。聂继云等[16]在研究红枣中苯甲酸风险评估时也采用点评估模型。由于点评估模型采用的是食物高消费量和化学物质高残留量进行计算，忽略了个体差异，缺少对个体水平消费量与食品中化学物水平变异的量化[17]。概率评估模型是对化学有害物在食品中的存在概率、残留水平及相关食品的消费量进行统计模拟的一种方法，更准确地反映风险分布的真实情况。因此，概率评估模型被越来越多的应用于食品中危害物的风险评估。

由于蔓越莓中天然苯甲酸的检测数据缺失，人群通过蔓越莓对天然苯甲酸的暴露风险尚不明确。为明确消费者风险高低，本研究通过抽样采集68个蔓越莓相关食品样品进行天然苯甲酸含量的测定，确定天然苯甲酸范围，利用问卷调查方法收集数据以明确人群摄入量[18]。暴露评估建模方法采用由美国Palisade公司开发的基于Monte Carlo模拟技术的分析软件@risk 8.0，最终以风险商表征人群是否有风险。本文旨在通过蔓越莓相关食品暴露天然苯甲酸的风险情况指导消费者的日常饮食。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

1.1.1 样品

采样68份，包括蔓越莓鲜果、蔓越莓干、蔓越莓浓缩果汁，购买途径为消费者日常购买途径，如线下生鲜超市及电商平台，购买时间自2020年9月—2021年4月，样品用研磨机充分粉碎并搅拌均匀，取其中的200 g装入玻璃容器中，密封，于-18 ℃保存。

1.1.2 仪器与设备

Agilent1260高效液相色谱仪（DAD）配二极管阵列检测器（美国安捷伦公司）;纯水仪（Millipore德国默克公司）;涡旋仪（美国TALBOYS公司）;超声波清洗器（昆山市超声仪器有限公司）;高速冷冻离心机（美国Thermo公司）;分析天平（中国赛多利斯公司）。

1.2 试验方法

1.2.1 苯甲酸含量测定方法

按照《食品安全国家标准 食品中苯甲酸、山梨酸和糖精钠的测定》（GB 5009.28—2016）中的方法测定苯甲酸的含量[19]。

1.2.2 色谱条件

色谱柱：C18柱，柱长250 mm，内径4.6 mm，粒径5 μm或等效色谱柱;流动相：甲醇+乙酸铵溶液=5+95;流速：1 mL/min;检测波长：230 nm;进样量：10 μL。

1.3 风险评估

1.3.1 风险商计算参数

应用风险商对蔓越莓中天然苯甲酸含量进行风险描述，以苯甲酸每日允许摄入量（Acceptable Daily Intake，ADI）为标准进行评价，通过接触人群的苯甲酸暴露量与苯甲酸ADI计算风险商[20-21]，以表征经蔓越莓途径摄入天然苯甲酸的风险大小，当风险商<1时，表示没有风险;当风险商>1时，表示有风险，且数值越大，风险也越大。计算公式如下：

式中：RQ为风险商;C为蔓越莓中天然苯甲酸含量，g/kg;IR为蔓越莓每日平均摄入量，kg/d;ED为暴露持续时间，年;EF为暴露频率，d/年;BW为体重[22]，kg;AT为拉平时间，d;ADI为每日允许摄入量，mg/kg（bw）[23]。具体参数见表1。

1.3.2 数据来源

（1）蔓越莓中苯甲酸的含量。根据1.2中的方法测定68个样品，得到天然苯甲酸数据，运用@risk8.0软件将数据进行分布拟合，得到分布函数。随机从不同样品中的蔓越莓天然苯甲酸含量分布函数中抽取数值计算风险概率。低于检测限的苯甲酸数据应按照WHO和US EPA建议的数据处理方法，即1/2检出限替换处理[24-25]。但本研究苯甲酸检出率为100%，因此数据无需替换处理。每个样品平行测定2次，运用Excel 2019计算结果。

（2）膳食摄入量数据采集。采用问卷调查的形式，样本量为264份。调查问卷包括人群的基本信息和蔓越莓食用频率表，要求调查对象对蔓越莓过去12个月的摄入频率和数量进行回顾。本次问卷经多次讨论和修改，以确保问卷的可行性和有效性。在正式开展调查前进行预调查，收集50份问卷，确定并修改问题后再次发放。

2 结果与分析

2.1 蔓越莓中天然苯甲酸含量分析

由表2可知，蔓越莓中天然苯甲酸检出率为100%，最大检测量为0.20 g/kg。文献显示，大多数浆果中发现了可观的苯甲酸含量，成熟蔓越莓果实中苯甲酸含量可达0.30～1.30 g/kg。利用@Risk 8.0软件对68个天然苯甲酸分布进行LogLogistic、Pearson5、Lognorm等分布拟合，不同蔓越莓相关食品中苯甲酸本底值分布符合LogLogistic分布，记为RiskLogLogistic（-0.003 642 5，0.048 101，3.801 7），平均值为0.053 g/kg，拟合分布图见图2。

2.2 膳食消费量数据分析

数据的收集全部来自社会问卷调查，剔除个人信息不完整、食物频率问卷缺失者，最终提取有效样本量为264人。以个人问卷获取调查对象个人信息，包括性别、年龄、过去12个月内蔓越莓相关食品的摄入频率及摄入量等。问卷采用问卷星的线上链接发布，感兴趣的消费者会点击录入问卷信息，问卷数据显示填写问卷的男女比例为40.3%与59.7%，女性比男性显示出对蔓越莓更高的兴趣。相关文献表明，蔓越莓在女性保健功效中功能独特，在对蔓越莓的了解程度上，女性比男性更为熟悉[5]。问卷结果显示消费者购买的蔓越莓相关食品（多选题）中蜜饯果干类为85.0%，面包曲奇类为50%，保健品类为47.5%，果汁饮料类为35.0%，与本研究采集的样品种类基本相符。根据问卷结果分析，蔓越莓摄入量为0.010 kg/d的人群比例为4.6%，摄入量为0.020 kg/d的人群比例为24.6%，摄入量为0.035 kg/d的人群比例为19.3%，摄入量为0.075 kg/d的人群比例为5.3%，无摄入量的人群比例为46.2%。蔓越莓相关食品的平均人群摄入量为0.02 kg/d，每日定量摄入蔓越莓相关食品的人群消费量为0.05 kg/d，即认为是高危暴露人群。

2.3 风险评估

将天然苯甲酸含量數据及其他相关参数进行风险商公式运算，运用@risk 8.0软件计算普通人群经食用蔓越莓相关食品途径摄入天然苯甲酸的风险商概率分布，每次模拟过程迭代10 000次，模拟10次，结果如图3所示。

普通人群经食用蔓越莓相关食品途径摄入天然苯甲酸的风险商平均值为0.003 2，90.0%位点的高暴露水平下风险商为0.006 4，均<1。问卷调查显示少部分人群每日食用蔓越莓浓缩果汁作为保健用途，这些所谓的“重视健康的消费者”寻求高营养价值的食品，接触部分化学物质的风险比普通人群平均值高[26]。蔓越莓浓缩果汁中苯甲酸含量为0.20 g/kg，该部分人群每日摄入量为0.05 kg/d，根据风险商公式计算，该极端消费情况下人群风险商为0.032，为普通人群风险商的10倍，但仍小于1，不存在膳食暴露风险。

3 结论与讨论

风险评估本身存在不确定性。①本研究仅对以蔓越莓相关食品为单一的苯甲酸暴露途径进行评估，食品中苯甲酸的主要摄入途径为食品添加剂，对消费者整体的苯甲酸暴露风险评估存在一定局限性，在进行风险评估的综合评价过程中应注重全膳食的评估[27-28]。②问卷调查蔓越莓相关食品摄入量不是全国居民膳食消费调查结果，无法针对不同地区的不同人群以及极端消费情况下的苯甲酸摄入风险。③采集样本时间跨度仅为8个月，对于风险监测数据，时间越久，风险评估结果越能有效地反映真实的情况。

本研究调查的68个蔓越莓相关食品中，天然苯甲酸检出率为100%，平均含量为0.053 g/kg，最大检测量为0.20 g/kg。在构建蔓越莓相关食品中天然苯甲酸暴露模型的基础上，结合相关暴露参数，采用基于Monte Carlo模拟技术的@risk 8.0风险评估软件，对蔓越莓相关食品中天然苯甲酸含量进行LogLogistic分布拟合，记为RiskLogLogistic（-0.003 642 5，0.048 101，3.801 7）。根据相关公式与参数，计算通过食用蔓越莓相关食品摄入天然苯甲酸的暴露量及风险商。运用软件对风险商进行模拟迭代，普通人群经食用蔓越莓相关食品途径摄入天然苯甲酸的风险商平均值为0.003 2，极端消费情况下人群风险商为0.032，均<1。仅通过食用蔓越莓相关食品摄入苯甲酸对健康不存在风险，但应注意极端消费人群的监控，保障人群健康。

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