基于Monte—Carlo方法的生鮮乳中硫氰酸鈉定量風險評估研究

武煊+歐陽吳莉+張利+李小橋+王永紅

摘 要：目的：對生鮮牛乳中硫氰酸鈉進行定量風險評估，為科學合理地評價生鮮牛乳的質量安全進行有益的探索。方法：評估不同年齡-性別組人群通過食用生鮮牛乳而造成的硫氰酸鈉膳食暴露狀況，并應用風險指數（RI，Risk Index）對生鮮牛乳中硫氰酸鈉進行風險評估。結果：分析不同年齡-性別組人群的硫氰酸鈉暴露情況，發現3～6歲組人群的硫氰酸鈉在最小暴露量、5%低暴露量、95%高暴露量和最大暴露量這4個指標上均高于其他年齡-性別組人群；生鮮牛乳中的硫氰酸鈉的風險指數平均值為0.2059，95%風險指數為0.4183，最大風險指數為0.9667。結論：我國生鮮牛乳中硫氰酸鈉風險指數小于1.0，通過食用生鮮牛乳途徑攝入硫氰酸鈉對健康造成風險的可能性不大。

關鍵詞：Monte-Carlo；生鮮牛乳；硫氰酸鈉；風險評估

中圖分類號 TS252 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2017）24-0111-05

Abstract：To scientifically evaluate the safty of raw milk，we quantitativly assess the risk of sodium thiocyanate in raw milk. Method：To assess the expose level of sodium thiocyanate from different age-gender group who via raw milk，and use Risk Index（RI）to describe the risk of sodium thiocyanate of milk. Result：After analysing the expose level of sodium thiocyanate from raw milk，the data showed the minimum expose level，5% expose level，95% expose and maximum expose level was 0.2059，95% high expose value was 0.4183，the most highest value of Risk Index was 0.9667. Conclusion：The Risk Index of sodium thiocyanate in raw milk is lower than 1.0，so the exposure level of sodium thiocyanate by drinking raw milk was unlikely to bring about severe human health risk.

Key words：Monte-Carlo；Raw milk；Sodium thiocyanate；Risk assessment

1 引言

風險評估是風險分析的重要組成部分，是整個風險分析的核心和基礎。《食品安全法》規定，中國應建立食品安全風險評估制度，需對食品中生物性、化學性和物理性危害進行風險評估。風險評估有定性和定量之分，定量風險評估是利用各種數據來描述風險發生概率或（和）嚴重程度的方法[1]。Monte-Carlo模擬法是目前應用于定量風險評估中最為廣泛的評估研究方法，在食品風險評估領域已有廣泛應用[2，3]。美國環境保護署（USEPA）在風險分析政策中已將Monte-Carlo模擬法定為風險分析的基本方法[4]。

硫氰酸鈉在乳及乳制品中主要起防腐保鮮作用，1991年國際食品法典委員會（CAC）公布了CAC/GL 13-1991《乳過氧化物酶體系用于原料乳的保鮮指南》，可以利用天然存在于生鮮乳中的過氧化物酶體系，再添加一定量的硫氰酸鹽、過氧化氫、葡萄糖氧化酶等，對生鮮乳起到保鮮作用[5]。但是該指南嚴格規定此方法僅在缺乏必要的制冷設施時才可使用，并規定經此方法處理后的生鮮乳需對硫氰酸鹽進行含量測定。20世紀80年代，我國生鮮乳的運輸、保鮮設施落后，根據當時國情，我國頒布了GB/T 1550-1995《活化乳中乳過氧化物酶體系保存生鮮牛乳實施規范》和GB 2760-1986《食品添加劑使用衛生標準》，規定了硫氰酸鈉使用范圍、方法和限量。隨著我國經濟的不斷發展，生鮮乳的冷鏈運輸、保鮮設施有了極大提高，我國于2005年廢止了GB/T 15550-1995，在GB 2760-2014《食品安全國家標準 食品添加劑使用標準》也取消了硫氰酸鈉的保鮮用途。2008年12月12日衛生部公布的《食品中可能違法添加的非食用物質和易濫用的食品添加劑品種名單（第一批）》中明確規定，乳及乳制品中硫氰酸鈉屬于非法添加物質[6]。但是由于硫氰酸鈉是動物體內正常存在的陰離子，參與正常的生命活動，在動物組織、血液和分泌液內都能檢測到，所以生鮮乳中一般含有一定本底濃度的硫氰酸鈉。

硫氰酸鈉屬于國家食品安全風險監測項目，本研究采用食品整治辦[2009]29號《關于印發全國打擊違法添加非食用物質和濫用食品添加劑專項整治抽檢工作指導原則和方案的通知》推薦的“離子色譜法測定牛奶中硫氰酸根”方法，自2012年以來，對陜西、湖南、湖北、安徽、新疆、青海、江蘇和重慶市轄區內的所有生鮮乳收購站、生鮮乳運輸車共進行了800批次的硫氰酸鈉風險監測。本文將結合硫氰酸鈉風險監測數據與相關膳食數據，運用風險評估原理，對生鮮牛乳中硫氰酸鈉可能帶來的健康風險進行評估，旨在為科學合理地評估生鮮牛乳中硫氰酸鈉的風險進行有益的探索。

2 材料與方法

2.1 樣品采集 2012—2016年對陜西、湖南、湖北、安徽、新疆、青海、江蘇和重慶轄區內的所有生鮮乳收購站、生鮮乳運輸車進行抽樣監測，共抽檢生鮮牛乳樣品800批次。endprint

2.2 檢測方法 依據食品整治辦[2009]29號推薦的“離子色譜法測定牛奶中硫氰酸根”方法，對800批次的生鮮牛乳進行硫氰酸鈉測定，檢測限為0.5mg/kg。對未檢出的樣品，按照WHO和美國環境保護署（USEPA）建議的數據處理方法，硫氰酸鈉含量取“0.0”和檢測限的平均值，即以0.25mg/kg計算。

2.3 目標人群及分組 參考2015年國家體育總局發布的《2014年國民體質監測公報》內容，本課題將目標人群分為 3～6歲（不分性別）、7～19歲（男）、7～19歲（女）、20～59歲（男）、20～59歲（女）、60～69歲（男）和60～69歲（女）等7個年齡-性別組人群，分別評估生鮮牛乳中硫氰酸鈉對不同人群的危害程度。

2.4 風險評估數據來源 （1）生鮮牛乳中硫氰酸鈉含量擬合分布：運用@RISK軟件對1.1中的生鮮牛乳中硫氰酸鈉監測數值與不同參數化分布進行擬合。分別運用Chi-Squared、Andrson-Darling和Kolmogorov-Smirnov等3種統計檢驗方法對函數曲線的擬合度進行檢驗，并綜合考慮3種方法的結果，最終確定擬合分布[7]。擬合結果表明，生鮮乳中硫氰酸鈉含量監測數據符合Gamma分布，記為RiskGamma（2.4400，0.69202，RiskShift（0.25000））。（2）CR：國家食品藥品監督管理總局確定的液態乳品中硫氰酸鈉風險監測參考值，即為10.0mg/kg。（3）M：根據中國奶業協會發布的《中國奶業質量報告（2016）》[8]，2015年每人每天折合鮮牛乳消費量：即為0.1kg。（4）W：目標人群體重分布來源于國家體育總局于2015年11月公布的《2014年國民體質監測公報》[9]，數據詳見表2。

2.5 風險評估軟件 應用基于Monte Carlo模擬技術的@RISK 5.5定量風險評估專用軟件，評估中使用的各種參數對應的概率分布采用軟件提供的標準分布函數來顯示。

2.6 風險評估方法

2.6.1 硫氰酸鈉暴露量的評估 對8個不同省市生鮮牛乳中硫氰酸鈉的監測結果、生鮮牛乳消費量與消費人群體重數據進行擬合，得到生鮮牛乳中硫氰酸鈉膳食暴露量的分布，見公式（1）。

[E=C×MW] （1）

其中，E—生鮮牛乳中硫氰酸鈉暴露量，mg/（kg·BW·d）；C—生鮮牛乳中硫氰酸鈉暴露濃度，mg/kg；M—每人每天生鮮牛乳消費量，0.1kg；W—不同年齡-性別組人群消費者體重，kg。

2.6.2 生鮮乳中硫氰酸鈉風險評估 應用風險指數（RI，Risk Index）對生鮮牛乳中硫氰酸鈉進行風險描述，以表示生鮮牛乳中硫氰酸鈉風險大小。當RI<1.0時，表示沒有風險；當RI>1時，表示有風險；數值越大，風險也越大。見公式（2）。

[RI=CCR] （2）

其中，RI—風險指數；

C—生鮮乳中硫氰酸鈉暴露濃度，mg/kg；

CR—國家食品藥品監督管理總局公布的液態乳中硫氰酸鈉風險監測參考值，即為10.0mg/kg。

3 結果與分析

3.1 生鮮牛乳中硫氰酸鈉對不同年齡-性別組人群日暴露量結果 對不同年齡-性別人群食用生鮮牛乳引起的的硫氰酸鈉暴露評估表明（表2、圖1～圖7），生鮮牛乳中的硫氰酸鈉暴露水平隨著年齡的增長逐年下降。比較不同年齡-性別組人群的最低日暴露量、5%低暴露量、95%高暴露量和最高暴露量，3～6歲組人群在這4個指標上均遠高于其他組人群，這主要是由于3～6歲組人群的體重遠低于其他組人群的體重引起的。目前我國缺乏具有全國代表性的3～6歲幼兒的乳及乳制品消費量調查數據，因此對于我國3～6歲組人群通過食用生鮮牛乳而導致的硫氰酸鈉日暴露量有待進一步研究。

3.2 生鮮牛乳中硫氰酸鈉風險指數計算 采用表1中的數據與公式，利用@RISK軟件計算生鮮牛乳中硫氰酸鈉風險指數的概率，模擬過程循環10000次，風險評估結果如圖8所示。從圖8可以看出，風險指數平均值為0.2059，95%的高暴露水平下風險指數為0.4183，風險指數最高為0.9667，均小于1.0。說明通過食用生鮮牛乳攝入硫氰酸鈉對健康造成風險較小或沒有風險；但是應注意，RI的最大值為0.9667，已非常接近1.0，需提請各管理部門注意。

4 結論與討論

硫氰酸鈉在動物組織和分泌液中廣泛分布，它屬于防御系統的一部分，尤其在初乳和患乳腺炎奶牛的乳中濃度高。正常的生鮮牛乳中硫氰酸鈉主要來源于飼料在體內的代謝產生。飼料配料中使用的菜粕、棉粕等十字花科植物原料，含有大量的硫代葡萄糖苷，硫代葡萄糖苷本身無毒，但進入生物體后，在芥子酶作用下，被水解成硫氰酸鈉進入組織和分泌液[10-11]。有研究表明[12]，給奶牛飼喂十字花科植物，生鮮牛乳中硫氰酸鈉質量分數會提高，不同的十字花科植物對牛乳中硫氰酸鈉質量分數影響不同，但是當十字花科植物飼喂量達到一定量后，并不會使牛乳中硫氰酸鈉含量繼續升高，基本會穩定在6～8mg/kg。為了減少生鮮牛乳中硫氰酸鈉的含量，建議應減少對奶牛飼喂十字花科類植物。

目前，國內外還沒有針對硫氰酸鈉制定PTWI/TDI或ADI值的參考值。在我國，硫氰酸鈉屬于國家食品安全風險監測項目，乳及乳制品中硫氰酸鈉的本底值尚處于數據收集階段。本研究與其他文獻報道[12-14]均表明，我國生鮮牛乳中硫氰酸鈉含量低于國家食藥監總局制定的液態乳中硫氰酸鈉的風險監測參考值：10.0mg/kg。據CAC（國際食品法典委員會）報道[15]，為了防止生鮮乳腐壞變質，硫氰酸鈉作為保鮮劑添加的濃度應為15mg/kg才能發揮防腐作用。可見國家食藥監總局制定的10.0mg/kg的參考值，既體現了生鮮乳中硫氰酸鈉的本底值，又確保了對非法添加硫氰酸鈉的打擊力度，可切實保護人民群眾的身體健康。endprint

本研究表明，由于膳食結構和體重關系，3～6歲幼兒對生鮮乳中硫氰酸鈉的日暴露量最大，是成人的2.0～3.6倍。研究表明：高濃度的SCN-可競爭性抑制碘和酪氨酸氧化，抑制甲狀腺的碘吸收、抑制碘-鈉轉運體的碘轉運、抑制乳腺中的碘轉運，對嬰幼兒的頭腦及神經系統發育有很大的損害，嚴重時可引起呆小癥[16]。但是目前我國還缺乏全面的嬰幼兒乳及乳制品的消費量調查數據，為了進一步保護嬰幼兒的身體健康，本文建議國家相關部門應對嬰幼兒這一特殊群體的乳與乳制品消費量進行更為細致的調查，為硫氰酸鈉高的風險評估提供更為詳實的數據基礎。

本次評估由于資料和數據方面的原因，存在一些不確定因素，應用本報告的結果和結論時應考慮這些不確定因素可能帶來的影響。首先是生鮮乳消費數據，本次評估采用的消費數據來源于《中國奶業質量報告（2016）》，為全國乳與乳制品折合成生鮮牛乳的全民消費平均量，缺乏針對特定年齡-性別組人群的消費數據，尤其是缺乏針對3～6歲組人群的消費量數據，會給本次評估帶來一定的不確定性；其次是樣本量，本次評估所用的監測數據是本單位2012—2016年間在8個不同省（市、自治區）的監測數據，樣本代表性上有一定的局限性，不能代表全國生鮮牛乳中硫氰酸鈉含量，可能會給本次評估帶來不確定性。

綜上所述，本文建議我國應建立食品安全信息系統，定期發布從牧場到市場過程中硫氰酸鈉的檢測信息，使消費者了解食品安全的真實情況，通過正確的輿論引導，確保我國乳品市場的健康發展。

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