腊肉中重金属和苯并［a］芘分析及膳食风险评估

朱联旭 李崇勇 吴国飞 黄 文 姚平波 马孝文李戈莲 雍小玲

（1.镇巴县市场监督管理局，陕西汉中 723600；2.镇巴腊肉地理标志产品科技协同创新中心，镇巴腊肉创新驱动发展中心专家工作站，陕西汉中 723600；3.汉中市食品药品监督检验检测中心，陕西汉中 723000；4.陕西镇弘蜀乐食品科技发展有限公司，陕西汉中 723200；5.镇巴县畜牧兽医工作站，陕西汉中 723600；6.镇巴县蚕桑技术指导站，陕西汉中 723600；7.镇巴县发展和改革局，陕西汉中 723600）

以腊肉、火腿、腊肠为代表的腌制或熏制食品是我国西南和湘、鄂地区的特色美食，至今仍是我国众多居住在非集镇、偏远地区居民的肉类主要来源。同时，这些肉制品作为传统风味食品，在我国存在着稳定的消费群体，根据相关统计资料显示，我国年均消费肉类近9 000万t，其中16%是以火腿或腊肉制品等形式被食用。另一方面，腌制或熏制作为典型的鲜肉加工方式，可以有效地提升肉品价值。尤其是近年来，在国家乡村振兴相关政策的支持下，部分地区探索出了“公司+农户”的新型产业模式，由农户按照要求喂养土猪，提供高品质原材料生猪，合作公司按保护价收购生猪，并利用现代工艺生产腊肉并对其进行深加工[1]。该模式创造了较好的社会效益和经济效益，部分优质产品已经获得“国家地理标志保护产品”称号，成功带动农户增产增收。

然而，由于在腊肉制作和存放过程中，涉及长时间烟熏[2]，易吸附木柴、秸秆等燃烧生成的含重金属烟尘[3～4]，并且腊肉中的脂肪、蛋白质等在高温中还可能生成苯并［a］芘等高毒性有机物，因此近年来其安全性引起了公众广泛关注[5～7]。系统分析腊肉中重金属和苯并［a］芘等危害物的含量，以及评估此类危害物的膳食暴露风险，不仅有助于指导农户优化制作和储存条件，降低暴露风险。同时，还有助于腊肉产业的健康持续发展，巩固拓展脱贫攻坚成果。但是，目前相关研究较为缺乏。

本研究选取位于秦巴山区某县作为样品采集地，该地腊肉年产量近1 000 t[8～9]，不仅供当地20余万居民消费，也进入周边县市乃至西安等地市场。本研究拟利用电感耦合等离子体质谱（ICPMS）和高效液相色谱（HPLC）法分析所采集样品中的典型重金属和苯并［a］芘含量及其在腊肉不同剖面的含量，以获得上述风险物在腊肉中的含量水平及其在腊肉内部的分布规律，同时利用美国环境保护署推荐的健康风险评价模型，评估食用腊肉导致的膳食暴露重金属和苯并［a］芘风险。

一、材料与方法

（一）样品采集鲜肉样品采集自某县城集贸市场及周边5个乡镇集市，间隔1个月两次采样后，充分混合，获得两个混合样（S1、S2）。腊肉企业生产的腊肉由原料经腌制、滚揉、烟熏10 d、烘烤、烧洗、晾晒等步骤而成，本研究在烧洗前后分别收集了瘦肉、五花肉、香肠和猪腿肉各50 g，分别命名为S3～S4、S5～S6、S7～S8、S9～S10。传统手工生产的腊肉，分别收集于某县城区（S11）和5个周边集镇（S12～S16）。此外，在海拔较低的河谷地区（海拔约800 m，S17～S19）、半山腰（海拔约1 500 m，S20～S22）及高海拔山区（海拔约2 000 m，S23～S25）的3组农户家中收集了2020-2022年制作的腊肉。

为研究烧洗过程对重金属和苯并［a］芘含量的影响，本研究还于农户家收集长宽均大于20 cm，厚度大于4 cm的整块腊肉，用于分析烧洗前后距表面不同位置处重金属及苯并［a］芘含量变化趋势。

（二）仪器与设备冷冻干燥机 （Christ ALPHA 2-4 LSC plus，德国Christ公司）；电感耦合等离子体质谱（Agilent 8800，美国安捷伦公司）；高效液相色谱（Agilent LC-1200，美国安捷伦公司）；电子天平（AP224X，日本岛津公司）。

（三）分析物标准品与试剂重金属铬（Cr）、铅（Pb）、汞（Hg）、砷（As）和镉（Cd）混标液购自安捷伦科技（中国）有限公司，苯并［a］芘标准品购自中检计量公司，MOS级硝酸购自德国Merck公司，农残级乙酸乙酯购自美国Fisher Chemical公司，整个实验过程中使用的超纯水（18.3 mΩ）来自美国Millipore公司，双氧水（H2O2）购自国药集团化学试剂北京有限公司。

（四）仪器分析为降低样品处理过程对挥发性苯并［a］芘含量的影响，研究直接选取0.2 g鲜肉和所有腊肉样品，对其进行冷冻干燥，测定含水率后对样品进行归一化处理。

1.重金属含量分析。取适量肉类样品，搅碎后称取100 mg样品质量，加入5 mL浓硝酸（HNO3）和1 mL双氧水，预消解24 h后进行微波消解，条件为从室温以10℃/min升温至120℃，保持10 min，再以5℃/min升温到180℃，保持30 min。消解后样品用3%HNO3稀释，直接使用ICP-MS分析。仪器条件为：等离子体气流为15.0 L/min；冷却温度为2℃；载气流量为0.8 L/min；补偿气流量为0.4 L/min；射频功率为1 500 W；样品提升速率为0.5 mL/min；样品提升时间为30 s，样品稳定速率为0.3 mL/min；样品稳定时间为25 s，元素积分时间为0.3 s，数据采集次数为3次。

2.苯并［a］芘含量分析。取适量肉类样品，搅碎后，准确称取2.0 g，先后加入乙酸乙酯20 mL均质提取2次，每次1 min，合并两次上清液，于55℃下旋转蒸发浓缩至2 mL以下，用乙酸乙酯转移至10 mL量瓶，定容至刻度，过0.45μm有机滤膜后利用高效液相色谱分析。仪器条件为：流动相为乙腈-水 （80∶20，体积比），流速为1.0 mL/min；进样量为20μL；柱温为35℃；荧光检测器的激发波长为290 nm，发射波长为410 nm，出峰时间为22.121 min。

（五）不同深度腊肉断面的重金属和苯并[a]芘含量测定选取表面完整，厚度大于4 cm，长宽均大于20 cm的腊肉，切去四周至少9 cm以降低侧面风险物扩散对其含量影响，留下中心2 cm×2 cm×4 cm长条，利用切片机分为10份，均分后用于分析重金属和苯并［a］芘含量。为评估烧洗过程对多环芳烃影响，将相同样品来源腊肉一块，直接利用喷灯烧洗表面10 min后，收集中心部位进行切片分析。所有样品均平行取样分析3次。

（六）膳食暴露风险评估

1.重金属暴露量评估。采用美国环境保护署2000年发布的目标危害系数（THQ）法评估重金属元素对人体的健康风险。THQ计算方法见公式（1）。

公式（1）中，EF为暴露频率（d/年），分为经常食用组（每天食用）和偶尔食用组（每周1次）；ED为暴露时间（年），假定5岁开始食用腊肉，食用到65岁，取值为60；FIR为腊肉食用量（g/d），取每天50 g或者每周50 g[10]；C为腊肉中重金属含量（mg/kg），来自本研究，分别取平均值和最大值；W为不同年龄段的平均体重（kg）；t为非致癌平均暴露时间（d），以暴露时间计，365×60＝21 900（d）；Rf D为参考剂量［mg/（kg·d）］，Rf DCr＝3×10-3，Rf DCd＝1×10-3，Rf DAs＝3×10-3，Rf DPb＝4×10-3，Rf DHg＝5×10-4；THQ≤1，表明健康风险可接受，THQ＞1，表明存在健康风险[11]。

由于重金属对人体健康的影响一般是多种元素共同作用所致，因此还需计算各元素的累积目标危害系数（TTHQ），其计算方法见公式（2）。

公 式（2）中，THQCd、THQPb、THQAs、THQCr、THQHg分别为Cd、Pb、As、Cr和Hg的目标危害系数；TTHQ≤1，表明健康风险可接受，TTHQ>1，表明存在健康风险。

2.苯并［a］芘暴露量评估。依据美国环境保护署相关文件，经食用暴露后，体内苯并［a］芘含量达到0.3μg/kg bw可能诱发明显的健康效应。但在另一方面，苯并［a］芘在体内可以快速转化，因此本研究评估了经常食用组（每天食用0.05 kg）和偶尔食用组（每周食用0.05 kg）的苯并［a］芘暴露风险[12]。

二、结果与讨论

（一）方法学考察为保证数据的可靠性，本研究基于灵敏度和加标回收率评估了检测方法，同时根据信噪比（S/N）＝3和S/N＝10确定目标物的检出限和定量限。结果显示，重金属Cr、Cd、As、Pb和Hg的检出限和定量限分别优于5.0、20.0 μg/kg，苯并［a］芘的检出限为0.15μg/kg，定量限为0.5μg/kg。进一步对实际样品进行了加标回收试验，重金属加标量为0.3 mg/kg，苯并［a］芘加标量为5.0μg/kg，测定结果见表1。由表1可知，Cr、As、Cd和Pb的回收率介于75.55%～112.68%，苯并［a］芘的加标回收率介于64.12%～112.08%。但是由于汞的易挥发性，其加标回收率介于45.36%～54.07%，直接分析无法满足样品分析要求，因此后续分析对其进行了校正（乘以校正因子2.0）以保证数据可靠性。

表1 重金属及苯并[a]芘的加标回收率

（二）鲜肉及腊肉中重金属含量分析经测定发现，研究区域采集的鲜肉样品中重金属含量普遍较低，其中Cr、Cd、Pb含量分别为0.22～0.26、0.05～0.07、0.05～0.06 mg/kg，As、Cd含量更是低于0.01 mg/kg，远低于国家食品安全标准GB 2762-2017《食品安全国家标准 食品中污染物限量》规定的污染物限量，显示出较高的品质。这可能是因为该研究区域处于第四纪板块，且土壤呈弱碱性[13]，限制了重金属的溶出，从而使作为生猪饲料的玉米、青草等农作物的重金属背景值含量较低。

测定结果显示，腊肉的重金属总体含量相比鲜肉均有一定程度增加，其中一个重要的原因是，不论传统家庭熏制还是企业烘房熏制都使用了大量树枝材料进行燃烧，部分重金属随着烟尘颗粒吸附在腊肉表面。值得一提的是，在集中生产过程中，为保证熏制效果，工厂进行了高强度熏制，虽然处理时间相对较短（25～40 d），但部分重金属含量超过国家标准，尤其是Cr含量介于1.31～2.81 mg/kg之间，个别样品As、Hg含量也超标。Cd含量在鲜肉和腊肉样品间均无明显变化，表明Cd可能在熏制材料中含量相对较低，不会随着熏制过程进入腊肉制品。在腊肉食用过程中，需要经过烧皮和热水清洗过程，甚至打磨去除表面炭黑等物种，经过该过程处理后，Cr含量显著降低到0.51～0.76 mg/kg水平。但该过程对去除Hg效果相对较差，个别样品Hg含量（0.062 mg/kg）依然超过国家标准规定。造成差异的主要原因可能是Hg与Cr赋存状态不同，Cr可能以铬酸根离子形式吸附在腊肉表面，因而容易去除，但是Hg具有较高的亲脂性，容易迁移进入腊肉内部，因而采取表面清洗难以有效去除，其食用风险有待进一步分析。

相对于企业加工制成的腊肉，来自集镇居民家中的腊肉重金属含量普遍较低，这可能是因为居民自制腊肉熏制时间都较短，降低了捕获烟尘中重金属的可能。农户自行制作的腊肉中重金属含量也处于相对较低水平，尤其是生产于2022年年初的腊肉，因为熏制时间较短，且主要为做饭取暖过程间歇性熏制，除Hg含量略有超标 （0.04～0.07 mg/kg）外，其他重金属含量全部处于较低水平（＜0.5 mg/kg）。这种情况很有可能是因为用于取暖的木材全部来自当地山区，重金属背景值含量较低，因而燃烧过程中挥发出的重金属含量相对较低。虽然不同海拔的居民家中采集的腊肉样品中重金属含量无明显差异，但相对熏制1年的腊肉（2022年样品），经过2年熏制的腊肉中Cr、Hg和Pb含量普遍提高，尤其是Cr含量整体超过国家标准限量值，但进一步增加熏制时间到第3年，含量基本无变化。这可能是因为腊肉表面附着的含重金属颗粒基本饱和，从而降低了对重金属的进一步蓄积，这也预示着重金属可以通过烧洗等表面清洗过程有效去除。相对于Cr的随熏制时间蓄积，As、Hg含量无明显变化。

（三）鲜肉及腊肉中苯并［a］芘含量分析所检测的鲜肉及24份腊肉样品中均检测出苯并［a］芘（见图1），检出率为100%，其中有13份腊肉样品苯并［a］芘残留量超标（国家标准规定其残留量应≤5.0μg/kg）。检测结果显示，集镇居民自制腊肉样品中苯并［a］芘含量为4.86～8.57μg/kg，工厂生产的腊肉样品中苯并［a］芘含量为2.07～4.89μg/kg，农户自制腊肉中苯并［a］芘含量为4.67～14.15μg/kg。根据农舍特点，农户在生产腊肉过程中通常采用生活过程的余热，将待处理腊肉悬挂于房梁等较高区域长时间熏制，因而其苯并［a］芘含量较高。相对而言，工厂生产过程引入了过滤等工序，降低了燃料燃烧生成苯并［a］芘进入腊肉的概率。工厂的清洗过程也在一定程度上降低了腊肉苯并［a］芘含量，但相对于重金属50%以上的去除效率，该过程仅能去除20%～35%苯并［a］芘含量，甚至个别样品出现了清洗后还略高于清洗前的情况。一个造成该情况的可能原因是传统腊肉清洗过程本身也涉及短时间明火烧洗，有可能生成新的苯并［a］芘。另外，相对于重金属主要来自吸附的不完全燃烧颗粒，苯并［a］芘容易扩散进入腊肉内部并长期赋存。

腊肉熏制时间也是影响苯并［a］芘含量的重要因素，在同一农户家中收集的样品中，随着熏制时间增加，2021年的样品中苯并［a］芘含量均高于2022年的样品（见图1），但进一步增加熏制时间到3年，苯并［a］芘含量无明显增加。这一结果与传统认知“随着熏制时间的增加，苯并［a］芘含量会持续增加”有一定差异。造成该差异的可能原因包括：肉类中易转化为苯并［a］芘的物质含量（尤其是脂肪）相对有限[14]，因此长时间的熏制并不会增加苯并［a］芘的生成量；苯并［a］芘存在一定的自我转化，随着时间的增加，其转化量超过生成量；在长时间存放过程中，由于苯并［a］芘具有的高亲脂性，部分苯并［a］芘可能随着脂肪的渗出流失。值得一提的是，来自高海拔地区的腊肉样品中的苯并［a］芘含量相对更高，比相同年代的低海拔地区的腊肉样品高出近50%。相对于低海拔地区，高海拔地区常年温度偏低，取暖时间更长，因此腊肉被动熏制时间更长。但此类地区交通更为不便利，居民通过集市购买食用鲜肉的机会更少，腊肉在膳食中占据更为重要的地位，因此风险可能加大，值得注意。

图1 鲜肉及腊肉中苯并[a]芘含量测定结果

（四）腊肉断面的重金属及苯并［a］芘含量分布本研究进一步选取具有完整结构的S23号腊肉样品中间部分，研究距表面不同深度的腊肉剖面的重金属及苯并［a］芘含量分布情况，结果见图2。结果显示，重金属Cr等在腊肉表面层富集严重，其含量高达2.04 mg/kg，是距表层0.4 cm的次表层的1.5倍以上。这一个结果表明Cr主要来自表面吸附的烟尘颗粒，通过表面清洗可以有效去除，从而降低膳食暴露风险。次表层Cr含量与内部含量基本相当，且整体处于相对较低的水平（0.75～1.15 mg/kg）。这一分布情况是由Cr的理化性质决定的，Cr主要以Cr2O72-形式存在，脂溶性和迁移性能都较差，因此随着烟尘吸附到腊肉表面后发生迁移的可能性较低。As和Pb分布也符合这一特征，但因为整体都处于相对较低水平，在腊肉表面与内部含量差异并不显著。比较独特的是Hg和Cd，在整个腊肉剖面不同位置，Hg和Cd含量基本相当。但相对而言，Cd含量处于整体较低水平，仅仅略高于鲜肉背景值，Hg含量显著高于鲜肉背景值。这一结果表明，虽然熏制过程是重要的Hg来源途径，但由于其亲脂性，存在明显的由表面向内部迁移，通过简单的表面清洗无法有效降低其摄入风险。值得一提的是，相对于无机汞，甲基汞等有机汞的毒性更高，虽然在腊肉中缺乏甲基钴氨素等甲基供体[15]，且在腊肉中无机汞发生有机转化的概率低于在鱼类中的概率，但其风险依然值得关注。

图2 重金属及烧洗前后苯并[a]芘在腊肉不同位置的分布图

在分析的样品中，苯并［a］芘的剖面分布情况与As、Cr和Pb类似，在表层含量（>20μg/kg）显著高于内部（2.5μg/kg）。但不同的是，除了表层，次表层含量基本与表层相当，达到内部的10倍左右。这一结果不仅说明因为苯并［a］芘的高亲脂性，表面吸附的苯并［a］芘会快速迁移进入腊肉内部，更重要的是在熏制过程中，可能在内部也在持续生成苯并［a］芘，尽管速率较低。同时，在长期存储过程中，苯并［a］芘逐步发生分解，导致内部含量相对较低。明火或者高温处理肉类，如烧烤过程会快速生成苯并［a］芘类物质，且在传统食用过程中，也会采用明火去除腊肉表面残留猪毛等物质，该过程可能显著提高苯并［a］芘的生成风险。为评估这一情况，本研究将腊肉表面燃烧处理10 min后再次进行了剖面分析。结果如图2所示，明火处理10 min后腊肉样品各个位置苯并［a］芘含量大体呈上升趋势，这一结果表明，如果在食用前高温处理腊肉表面会导致苯并［a］芘含量显著上升。因此，通过机械清洁或者直接放弃食用表面层会显著降低苯并［a］芘的摄入风险。从这一角度考虑，工厂集约化生产可能更便于通过标准表面清洗程序去除表面风险物，从而降低整体因为食用腊肉带来的膳食风险。

（五）暴露风险评估

1.Cr、As、Hg、Cd和Pb的暴露量评估。本研究中，食用腊肉导致的重金属暴露风险评估结果见表2。由结果可见，即使是经常食用组，重金属Cr、Pb、Hg、Cd和As的目标危害系数均≤2.08×10-3， 5种重金属的累积目标危害系数≤2.94×10-3（远低于1.0），因此经常食用及偶尔食用摄入的重金属暴露量尚不会造成人体健康危害。此外，根据鲜肉中重金属含量低可以推测，当地原产、未经过加工的农产品（如水稻、玉米、薯类、蔬菜和水果等）中重金属含量总体应该偏低。因此，通过饮食来源摄入重金属风险相对较低。值得注意的是，在上述重金属中，Cr的整体含量是腊肉中其他重金属的10倍左右，是主要的污染物，有必要探讨其潜在来源，进一步降低其食用风险，并结合流行病学调查和居民体内重金属水平进行分析。

表2 食用腊肉导致的重金属和苯并[a]芘暴露风险区间

2.苯并［a］芘的暴露量评估。根据苯并［a］芘含量数据，居民食用腊肉的苯并［a］芘平均暴露值为1.6～15.0 ng/kg。美国环境保护署研究结果表明，人体内苯并［a］芘含量达到0.3μg/kg bw即可能有神经及发育毒性。结合本研究数据来看，经常食用腊肉不会因苯并［a］芘暴露造成明显的人体健康风险。但是根据表2所示，食用腊肉导致的苯并［a］芘暴露风险显著高于重金属，尤其是不当的清洁方式，有可能会加大其暴露风险。同时，鉴于有研究指出重金属和苯并［a］芘复合暴露下，对机体损伤会加剧，值得后期结合动物实验进行深入分析[16]。

三、结论

本研究关注了某地区居民自制和企业生产的腊肉中5种主要重金属和苯并［a］芘的含量水平，结果表明，由于该地区较低的重金属污染物水平，鲜肉及用于熏制的木柴中重金属背景值含量低，腊肉中整体重金属含量均处于较低水平，但居民自产腊肉中苯并［a］芘含量较高。5种主要重金属中，Cr含量相对较高，尤其是在未经过烧洗的腊肉样品中，但来自集镇的自制腊肉中Cr含量较低，且对表面进行烧洗后Cr含量显著下降。来自农户的不同熏制时间及不同海拔高度的腊肉样品，其表面重金属含量随着熏制时间增加而略有增加，但到第3年含量基本无变化。经剖面分析腊肉中重金属及苯并［a］芘含量分布情况，发现除Hg外的重金属主要蓄积在腊肉表面，经过烧洗等表面清洁过程，可以有效去除50%以上重金属含量；Hg和苯并［a］芘由于具有较高的亲脂性，在整个腊肉中分布较为均匀，难以通过表面清洁去除，尤其是高温烧洗反而增加了苯并［a］芘含量。因此，需要开发新型表面清洗工艺，降低苯并［a］芘等高风险物质生成。膳食暴露风险分析结果表明，经常食用或者偶尔食用腊肉摄入的重金属及苯并［a］芘暴露量尚不会造成人体健康危害。值得注意的是，在相对较为偏远的高海拔山区，因为便利程度等受限制，腊肉被动熏制时间及居民食用量均可能大幅增加，其风险需要进一步关注。本研究中样本检测的种类、数量有限，研究结果有一定的局限性，在今后的研究中需要加大样本的数量、范围，同时增加对当地环境重金属背景值的研究，以便系统地评估与研究，并结合医院就诊及体检数据，以提高暴露风险评估的准确性。