南极磷虾粉潜在危害因子分析及风险评价进展

韩银双 邓红亮 刘志东 刘宝林

(1.上海理工大学健康科学与工程学院,上海200093；2.中国水产科学研究院东海水产研究所,上海200090；3.中国农业科学院农产品加工所，北京100193)

南极磷虾(Euphausiasuperba)是一种生活在南极海域的甲壳类动物。资源评估表明，南极磷虾现有资源量约为3.79亿t[1-2]，南极磷虾粉是目前南极磷虾船载加工的主要产品之一。研究表明，南极磷虾粉营养价值较高、开发利用潜能较大，目前主要作为水产动物饲料等的原料，是缓解我国优质水产动物饲料短缺问题的良好饲料原料[3-4]。然而，南极磷虾粉也存在着潜在危害因子不明确、风险评估不系统等问题，作为水产动物饲料原料及添加剂影响了某些养殖对象的生长性能、品质安全等，极大地限制了南极磷虾粉的深度利用，亟需开展全面、系统的分析总结。到目前为止，南极磷虾粉的潜在危害因子是阻碍南极磷虾粉深度开发利用的主要障碍。因此，为了提升南极磷虾粉的附加值，扩大其应用领域和范围，亟需开展南极磷虾粉潜在危害因子的筛查、分析及风险评估，为南极磷虾粉的高质利用提供基础信息。

1 南极磷虾粉潜在危害因子分析

南极磷虾粉是以南极磷虾为原料，经过一系列加工工序制成的南极磷虾产品。因此，南极磷虾粉潜在危害因子按照产生阶段可以分为原料、加工及贮藏过程产生/引入的危害因子等。研究表明，南极磷虾原料含有较高的氟、砷和汞等危害因子，通过加工转移至南极磷虾粉中。同时，在南极磷虾粉加工过程中也存在一定的潜在危害因子，例如：在原料贮存期间混入金属杂质和有害微生物等；在加工工序(蒸煮、分离、干燥、粉碎、冷却)也存在金属杂质等物质进入南极磷虾粉的可能；在包装工序也存在金属杂质、化学物残留、金属元素及有害微生物等进入南极磷虾粉的可能。此外，在贮藏过程中还存在包装材料迁移及有害微生物等进入南极磷虾粉，导致南极磷虾粉最终品质的下降，利用价值降低[5]。因此，南极磷虾粉潜在危害因子与其品质和安全密切相关。

1.1 南极磷虾粉潜在危害因子的来源

南极磷虾粉潜在危害因子按照来源主要分为3个方面，即微生物来源、环境来源、外源性物质等[6-7]，详见图1。

图1 南极磷虾粉潜在危害因子的来源

1.1.1 微生物来源

南极磷虾粉微生物来源危害因子主要包括2个方面，即原料本身存在的微生物及加工、贮藏过程进入的微生物。目前，关于南极磷虾粉微生物来源危害因子的报道较少。1985年，Avdeev[8]首次在南极磷虾体内发现有害的簇虫寄生虫，并描述了感染南极磷虾的2种簇虫[9]——太平洋头胞簇虫和印度洋头胞簇虫。在南极磷虾胚胎[10]、成年虾体[11]中也发现了线虫的存在，线虫对南极磷虾的危害较小。1996年，Rakusa-Suszczewski[12]首次确定了假丘类纤毛虫会感染南极磷虾。Rakusa-Suszczewski等[13]首次发现了南极磷虾体外寄生虫——纤毛虫，但其对寄主基本不会造成伤害。苑丽东[14]发现南极磷虾消化道内含有丰富的共附生菌群。此外，在南极磷虾的肠道菌群中还发现含有疾病相关通路，其中感染性疾病通路多达14.2%，最终导致南极磷虾粉利用价值的降低[15]。因此，需要严格控制南极磷虾粉原料、加工及贮藏过程中微生物来源的潜在危害因子，避免有害微生物及其衍生物影响南极磷虾粉的品质和利用价值。

1.1.2 环境来源

1.1.2.1 氟

1.1.2.2 砷

研究发现，南极磷虾粉中砷含量较高，南极磷虾中的砷会通过加工转存到南极磷虾粉中。南极磷虾油中总砷含量为(8.334±0.019) mg/kg。以砷化合物的半致死量(LD50)计，砷酸盐(AsⅢ)、亚砷酸盐(AsⅤ)、二甲基砷酸(DMA)、一甲基砷酸(MMA)、砷甜菜碱(AsB)、砷胆碱(AsC)的毒性逐渐降低[36]。张学超等[37]采用银盐法测得南极磷虾粉的总砷含量为1.04～1.91 mg/kg。Grotti等[38]采用高效液相色谱电感耦合等离子体质谱(HPLC-ICP-MS)法测得南极磷虾粉中总砷含量为3.34 mg/kg。刘淑晗[39]采用氢化物发生原子荧光光谱(HG-AFS)法分析了南极磷虾及其制品中总砷含量及砷的赋存形态，发现南极磷虾粉中总砷含量最高，AsⅢ和AsⅤ含量均低于0.5 mg/kg。综上所述，南极磷虾粉中总砷含量低于国家限量标准，砷的赋存形态也多为低毒性有机化合物，但目前其对于鱼体的影响作用尚不明晰。因此，后续应开展南极磷虾粉中砷对水产动物养殖健康、产品品质等的影响研究。

1.1.2.3 汞

研究发现，南极磷虾粉中汞含量约为0.008 mg/kg。采自南设得兰群岛的南极磷虾的总汞含量与其体长呈反比关系[40-41]。Sontag等[42]研究了来自南极半岛西部的南极磷虾幼体和成年亚种群中汞的积累，发现幼年磷虾的总汞和甲基汞含量均显著高于成年磷虾。Seco等[41]分析了来自苏格兰海的南极磷虾(雄性、雌性和幼体)的总汞和有机汞含量，发现南极磷虾体内汞的含量随着其体型和成熟度的增加而减少，未成年南极磷虾的汞含量高于成年南极磷虾，成年南极磷可能是通过性腺组织(卵子和精囊)降低了汞含量。综上所述，南极磷虾加工成南极磷虾粉时可选取体型较大、成熟度较高的南极磷虾，以便于获得低汞南极磷虾粉，后续研究需要开展南极磷虾粉中汞含量、赋存形态及其安全性的研究。

1.1.3 人为添加来源

研究表明，人为添加的物质(脱氧剂、抗氧化剂等)也是南极磷虾粉潜在危害因子之一。目前，南极磷虾粉所使用的抗氧化剂主要有乙氧基喹啉，单甘油酯、甘油二酯、天然生育酚等混合物，柠檬酸和迷迭香提取物混合物，丁基羟基茴香醚、没食子酸丙酯和柠檬酸混合物，叔丁基对羟基茴香醚(BHA)和2,6-二叔丁基对甲基苯酚(BHT)混合物等。袁玥[43]将脱氧剂添加到南极磷虾粉中，研究了其感官、硫代巴比妥酸值等的变化，结果表明，添加脱氧剂可以改善南极磷虾粉的品质。因此，在南极磷虾粉加工、贮运过程中添加脱氧剂、抗氧化剂等外源性物质在一定程度上影响了其品质。今后，应重点加强人为添加物质如乙氧基喹啉等在水产养殖动物体内的残留、蓄积以及其对水产养殖动物食用安全品质等的研究。

1.1.4 其他

南极磷虾粉中可能还含有其他潜在危害因子，如南极磷虾甲壳碎片可能会对水产养殖对象肠道健康和其他生物体的肾脏产生负面影响。研究发现，南极磷虾粉替代鱼粉量达到80%～100%时会导致大西洋鲑对饲料脂肪的消化率降低，产生这种现象的原因可能是因为南极磷虾粉中甲壳碎片较多，引起了大西洋鲑腹泻[44]。当降低南极磷虾粉中甲壳碎片含量时，鱼类的脂肪消化率得到了较好的改善。Shiau等[45]发现在罗非鱼幼鱼饲料中添加甲壳素试剂会对幼鱼的生长产生抑制作用。南极磷虾粉中甲壳碎片在后续利用过程中可能会限制南极磷虾粉作为水产动物饲料的应用领域和范围。因此，需要开展南极磷虾粉的脱壳处理，有效减少南极磷虾粉中甲壳碎片的含量。南极磷虾粉对水产养殖对象的生长性能、品质安全及后代健康的影响，还需要开展更加深入、系统的研究。

1.2 南极磷虾粉潜在危害因子的安全限量标准

由于目前南极磷虾粉潜在危害因子还没有单独的安全限量标准，作为饲料，主要是参照鱼粉的安全限量标准提出南极磷虾粉的安全限量标准，具体见表1。

表1 南极磷虾粉潜在危害因子的安全限量标准

1.3 南极磷虾粉潜在危害因子的检测方法

南极磷虾粉潜在危害因子的检测方法及特点见表2。

2 南极磷虾粉风险评价

目前，关于南极磷虾粉风险评价的相关报道还较少。联合国粮食及农业组织(FAO)下属的食品添加剂联合专家委员会(JECFA)确定了成人对砷的平均每周耐受量(PTWI)为0.35 μg/kg BW。Berge等[3]用含南极磷虾粉饲粮和对照饲粮喂食大鼠13周评估南极磷虾粉的安全性，发现喂食南极磷虾粉含量为9.67%饲粮的两性大鼠的绝对心脏重量显著降低，雄性大鼠在组织学上出现了干细胞空泡化。王璐[48]采用非致癌风险商表征了南极磷虾中氟的食用风险，发现若食用整虾，存在显著风险。尚德荣等[49]运用体外全仿生消化模型表征了南极磷虾中氟对人体的健康风险，结果表明，加工处理方式对南极磷虾氟的风险没有太大影响，其安全性很高。总体而言，关于南极磷虾粉及其衍生产品的风险评价还是零散的、不全面的。未来，还需要针对南极磷虾粉潜在危害因子的风险(尤其是氟、砷等的含量、赋存形态等)，南极磷虾粉对海水鱼、淡水鱼、虾类等养殖对象的影响开展更加全面、系统的评价，为安全、高质利用南极磷虾粉提供科学、全面的信息。

表2 南极磷虾粉潜在危害因子的检测方法及特点

3 小 结

南极磷虾粉是目前南极磷虾最重要的产品形式之一，也是一种亟待深度研究开发的优质水产动物性饲料/添加剂等的原料。目前，关于南极磷虾粉潜在危害因子的研究还比较少，相关信息比较分散，有些甚至互相矛盾。因此，深入开展南极磷虾粉潜在危害因子的筛查、分析、风险评价及控制技术研究，有利于扩大南极磷虾粉的应用领域和范围。水产养殖动物既是重要的水产品又是良好的模式动物，对南极磷虾粉潜在危害因子进行深度挖掘，所得研究结果可能对水产动物生产和人类健康都有重要影响。因此，需要开展更深入、更全面、更系统的南极磷虾粉潜在危害因子研究，并通过构建相关的检测体系和数据库，助力南极磷虾粉产业和水产动物饲料产业的健康、可持续发展。