食品中致癌性生物毒素檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)概述

李 莉,李 碩,王海燕,丁 宏

(中國食品藥品檢定研究院,北京 100050)

生物毒素,是生物機(jī)體分泌的、不可復(fù)制的有毒化學(xué)物質(zhì),對(duì)其他生物物種有毒害作用,包括動(dòng)物、植物、微生物在其生長(zhǎng)繁殖過程中或一定條件下產(chǎn)生的有毒物質(zhì)[1]。根據(jù)毒素產(chǎn)生的生物分類,分為細(xì)菌毒素、真菌毒素、植物毒素、動(dòng)物毒素和海洋生物毒素[2]。生物毒素具有較高的生物毒性,如致癌、致畸和肝腎毒性等,攝入被生物毒素污染的食品會(huì)對(duì)大眾健康造成極大危害[2]。近年來,生物毒素導(dǎo)致的食品安全問題受到世界各國和有關(guān)國際組織的高度重視[3]。真菌毒素(真菌有毒代謝物)對(duì)食品和飼料的污染、藻類毒素(藻類產(chǎn)生的毒素)對(duì)水產(chǎn)品的污染以及植物毒素對(duì)可食用植物的污染被世界衛(wèi)生組織(World Health Organization,WHO)列為食源性疾病的重要根源[4]。

目前,生物毒素尤其是真菌毒素和藻類毒素引發(fā)的食品安全問題已經(jīng)成為各國食品監(jiān)管關(guān)注的重點(diǎn)。由于該類物質(zhì)具有高風(fēng)險(xiǎn)性,近幾十年來許多國家或國際組織制定了諸多有關(guān)食品中致癌類生物毒素的法規(guī),對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格控制。隨著檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展和對(duì)生物毒素認(rèn)識(shí)的不斷提高,生物毒素的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)也在不斷更新。本文梳理了各個(gè)國家部門和地區(qū)以及主要國際組織關(guān)于致癌性生物毒素限量和檢測(cè)方法標(biāo)準(zhǔn),并與我國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了比較,找出存在的差異,并對(duì)發(fā)現(xiàn)的問題提出一些建議,以期為該領(lǐng)域檢測(cè)方法選擇和標(biāo)準(zhǔn)制修訂提供參考。

1 食品中常見的致癌性生物毒素

國際癌癥研究機(jī)構(gòu)(International Agency for Research on Cancer,IARC)自1971年以來開始對(duì)致癌因素進(jìn)行評(píng)估,其中有400多個(gè)被確定為對(duì)人類致癌或者可能致癌[5]。根據(jù)IARC的致癌物質(zhì)分級(jí)列表,目前已明確致癌或可能致癌的生物毒素類有:黃曲霉毒素(1,2012)、黃曲霉毒素M1(2B,1993)、赭曲霉毒素A(2B,1993)、伏馬毒素B1(2B,2002)、雜色曲霉毒素(2B,1987)、微囊藻毒素LR(2B,2010)等[5]。常見致癌性生物毒素種類以及化學(xué)和毒理學(xué)特征見表1。

表1 食品中常見致癌性生物毒素的種類及特征Table 1 Types and characteristics of carcinogenic biotoxins in foods

2 食品中致癌性生物毒素的限量規(guī)定

影響食品中真菌和污染物限量標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)制定的主要因素包括:食品安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估數(shù)據(jù)、各類食品中真菌毒素含量范圍、可用的檢測(cè)方法、主要貿(mào)易伙伴國家現(xiàn)有的法規(guī)以及是否滿足足夠的糧食需求等[6]。全球各個(gè)國家和地區(qū)以及國際組織出臺(tái)的真菌毒素的限量標(biāo)準(zhǔn)各有差異,但均沒有覆蓋所有的真菌毒素種類。最重要的真菌毒素有:黃曲霉毒素、赭曲霉素A、棒曲霉素、伏馬毒素、玉米赤霉烯酮和一些單端孢霉烯族,如脫氧雪腐鐮刀菌烯醇、T-2毒素等。表2[9-18]列出中國、歐盟、美國、加拿大和日本等國家和組織法規(guī)中給出限量的真菌毒素種類,可以看出,由于飲食結(jié)構(gòu)差異、主要食品種類和居民膳食暴露評(píng)估結(jié)果的不同,各個(gè)國家和地區(qū)及國際組織重點(diǎn)監(jiān)管的真菌毒素的類別有所不同。

表2 國內(nèi)外食品法規(guī)中涉及的主要致癌性真菌毒素Table 2 Major carcinogenic mycotoxins in food regulation at home and abroad

世界衛(wèi)生組織(WHO)規(guī)定微囊藻毒素-LR的每日耐受攝入量(TDI)為0. 04 μg/(kg·d),飲用水中微囊藻毒素-LR的最高限值為1 μg/L[7]。目前世界上大部分國家對(duì)于飲用水中微囊藻毒素-LR的限量都沿用了WHO的規(guī)定,我國生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(GB 5749-2006)也規(guī)定飲用水中微囊藻毒素-LR的濃度不得高于0.001 mg/L[8]。但是對(duì)于食品中微囊藻毒素和結(jié)球藻毒素,目前世界各國均沒有制定限量標(biāo)準(zhǔn)。

3 食品中致癌性生物毒素的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

為了保障限量法規(guī)能夠得以有效實(shí)施,加強(qiáng)食品中致癌性生物毒素的風(fēng)險(xiǎn)控制,許多國家和國際組織出臺(tái)了配套的標(biāo)準(zhǔn)分析方法。目前,在標(biāo)準(zhǔn)方法制定方面比較有影響力的國際組織有:國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(International Organization for Standardization,ISO)、美國分析化學(xué)家協(xié)會(huì)(Association of Official Analytical Chemists,AOAC)以及歐盟標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)(Comité Européen de Normalisation,CEN),它們?cè)谥贫ㄊ称分兄掳┬陨锒舅貦z測(cè)方法標(biāo)準(zhǔn)方面都做了大量的工作[19]。近年來,我國在真菌毒素和藻毒素檢測(cè)國家標(biāo)準(zhǔn)制修訂方面也取得了長(zhǎng)足進(jìn)步,積極和國際標(biāo)準(zhǔn)接軌,已經(jīng)達(dá)到較高的水平。

3.1 黃曲霉毒素的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

黃曲霉毒素作為世界上發(fā)現(xiàn)最早、危害最嚴(yán)重的強(qiáng)致癌性真菌毒素,一直受到國際社會(huì)的高度重視。ISO、AOAC 以及CEN真菌毒素官方標(biāo)準(zhǔn)中涉及黃曲霉毒素的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)是最多的。相較于ISO和CEN而言,AOAC檢測(cè)方法的檢測(cè)對(duì)象覆蓋面廣,技術(shù)相對(duì)比較完善;CEN標(biāo)準(zhǔn)方法在引用了ISO的方法的基礎(chǔ)上,對(duì)于嬰幼兒食品等限量要求較高、適用于特殊人群一類產(chǎn)品另行給出了檢測(cè)方法。

我國目前現(xiàn)行的食品或糧油中黃曲霉毒素檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)共9個(gè),包括2個(gè)國家標(biāo)準(zhǔn)(GB)、3個(gè)出入境檢驗(yàn)檢疫行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(SN)、3個(gè)農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(NY)以及3個(gè)糧食行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(LS)。食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)GB5009.22 和GB 5009.24為強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn),其余為推薦性標(biāo)準(zhǔn)(見表3[20-33])。我國黃曲霉毒素檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)方法大致可以分為確認(rèn)方法和快速檢測(cè)方法兩大類。確認(rèn)方法主要是基于各種理化儀器設(shè)備,如高效液相色譜法、液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用法等實(shí)驗(yàn)室常規(guī)分析方法。快速篩查方法主要是以免疫化學(xué)為基礎(chǔ)的檢測(cè)方法,包括免疫親和柱法、酶聯(lián)免疫吸附法等,適宜現(xiàn)場(chǎng)使用。由于樣品復(fù)雜多樣及免疫法所用酶的不穩(wěn)定性,快速篩查方法重現(xiàn)性不如確認(rèn)方法,容易出現(xiàn)假陽性。和國際主流的檢測(cè)方法相比較,我國黃曲霉毒素的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)從目標(biāo)化合物到檢測(cè)技術(shù)都達(dá)到了國際先進(jìn)的水平(見表3)。根據(jù)近幾年標(biāo)準(zhǔn)修訂情況和國際主流檢測(cè)方法發(fā)展趨勢(shì),目前液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)以其高準(zhǔn)確性、高靈敏度的優(yōu)勢(shì),消除了液相色譜法存在的定性誤差,同時(shí)同位素內(nèi)標(biāo)法可以消除樣品提取的損失和基質(zhì)效應(yīng)的影響,定量準(zhǔn)確,是今后黃曲霉毒素檢測(cè)技術(shù)發(fā)展的主要方向。

表3 ISO、AOAC、CEN以及中國食品中黃曲霉毒素檢測(cè)方法對(duì)比Table 3 Comparison of determination methods of aflatoxins in food of ISO,AOAC,CEN and China

3.2 赭曲霉毒素的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

赭曲霉毒素的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)多以檢測(cè)赭曲霉毒素A為主(見表4)。由于不同地區(qū)飲食習(xí)慣和主要糧食作物的不同,不同國家和地區(qū)食品中赭曲霉素A的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)主要的適用范圍有所差距,ISO提供的赭曲霉毒素A檢測(cè)方法有2個(gè),適用于谷物及其制品,樣品經(jīng)過不同的前處理后采用高效液相法測(cè)定。歐盟在此基礎(chǔ)上,針對(duì)大麥、烘焙咖啡、葡萄酒、啤酒、葡萄干等干果以及嬰幼兒谷類食品等食品制定了各自的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn),都采用了免疫親和柱凈化高效液相色譜測(cè)定的方法。AOAC早期起草的檢測(cè)方法多以薄層色譜法為主,近幾年發(fā)布的方法也采用了目前較為主流的免疫親和柱凈化高效液相色譜法。我國現(xiàn)行的赭曲霉素A檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)中共有5個(gè),包括1個(gè)國家標(biāo)準(zhǔn)和4個(gè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)[34-37],適用范圍包括谷物、油料、酒類、咖啡、辣椒、醬油等多個(gè)食品種類。檢測(cè)手段涉及高效液相色譜、液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用等技術(shù),樣品前處理多采用免疫親和凈化。此外我國糧食部門根據(jù)我國糧食質(zhì)量安全監(jiān)管的需要還制定了用于快速測(cè)定的膠體金快速定量法和超高效液相色譜法,用于日常的監(jiān)測(cè)工作。膠體金試紙法檢測(cè)時(shí)間快,步驟簡(jiǎn)單,靈活性高,適合大量樣品快速篩查,不足之處是容易出現(xiàn)假陰性和假陽性。高效液相色譜法和液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)更適用于實(shí)驗(yàn)室中準(zhǔn)確的定性和定量檢測(cè),結(jié)果較快檢方法更加準(zhǔn)確可靠。由于赭曲霉素A廣泛存在于谷物、及其制品、牛奶、咖啡、香料、酒類和中草藥中,樣品種類繁多,基質(zhì)復(fù)雜,日常檢測(cè)工作中可以結(jié)合實(shí)際需求,選擇最為合適的檢測(cè)方法。

表4 食品中赭曲霉素A的檢測(cè)方法Table 4 Determination methods of ochratoxin A in food

3.3 鐮刀菌屬毒素的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

鐮刀菌屬毒素是近幾年關(guān)注的重點(diǎn),該菌屬涉及的毒素種類較多,現(xiàn)行的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)主要針對(duì)受關(guān)注度較高的幾種毒素,歐盟、AOAC及我國鐮刀菌屬毒素檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)見表5。ISO提供了動(dòng)物飼料中玉米赤霉烯酮的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn),但沒有涉及食品領(lǐng)域。歐盟標(biāo)準(zhǔn)中脫氧雪腐鐮刀菌烯醇、玉米赤霉烯酮、伏馬毒素B1和B2、T-2毒素和HT-2毒素均制定了相應(yīng)的檢測(cè)方法,適用范圍為玉米、谷類及其制品,此外還給出了嬰幼兒食品中多種毒素的液相色譜-質(zhì)譜篩查方法。AOAC檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)主要關(guān)注脫氧雪腐鐮刀菌烯醇、玉米赤霉烯酮和伏馬毒素,檢測(cè)方法種類較全面,有薄層色譜法、氣相色譜法、液相色譜法和酶聯(lián)免疫法等,但發(fā)布日期都比較早,近幾年沒有更新新的方法。我國現(xiàn)行鐮刀菌屬毒素的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)包括4個(gè)國家標(biāo)準(zhǔn)和7個(gè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)[38-47],與AOAC和歐盟的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)相比,我國的檢測(cè)方法涵蓋的食品種類較多,檢測(cè)手段也更為豐富,囊括了常用的檢測(cè)技術(shù),如薄層色譜法、酶聯(lián)免疫法、高效液相色譜、液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用等。新修訂的國家食品安全標(biāo)準(zhǔn)采用了同位素稀釋液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法,極大地提高了檢測(cè)的準(zhǔn)確性和靈敏度。鐮刀菌屬毒素種類繁多,污染率高,毒性也較強(qiáng),是我國糧食、飼料及其制品主要的污染物之一,根據(jù)報(bào)道,除糧食、飼料外,在油料作物、調(diào)味品、乳和乳制品、肉類、發(fā)酵產(chǎn)品、干果、水果、蔬菜等都發(fā)現(xiàn)了不同程度的污染。由于真菌毒素的研究和監(jiān)管歷史并不長(zhǎng),相當(dāng)一部分鐮刀菌屬毒素仍缺乏毒性數(shù)據(jù),有待進(jìn)一步毒理學(xué)評(píng)估,目前已明確毒性較大的部分真菌毒素,由于缺乏檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn),未被收錄進(jìn)法定檢驗(yàn)項(xiàng)目中。此外現(xiàn)有的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)還存在檢測(cè)對(duì)象分散、適用范圍窄的問題,有待于進(jìn)一步的提高和改進(jìn)。

表5 食品中鐮刀菌屬毒素的檢測(cè)方法Table 5 Determination methods of Fusarium mycotoxins in food

3.4 其他致癌性生物毒素的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

棒曲霉素(展青霉素)在水果及其制品、飼料、蔬菜、谷物等中均被不同程度地檢測(cè)到,尤其是蘋果及其制品中污染較為嚴(yán)重[48]。歐盟、AOAC及我國都出臺(tái)了針對(duì)蘋果及其制品中展青霉素的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)(見表6[49-53]),檢測(cè)方法以常規(guī)的薄層色譜法和液相色譜法為主。我國在新修訂的GB 5009.185-2016中首次引入同位素稀釋液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法,能夠更好地彌補(bǔ)液相色譜法和薄層色譜法的不足,處于世界領(lǐng)先水平。另外有些致癌性生物毒素,如雜色曲霉素、微囊藻毒素,目前國際上尚無該類毒素的限量標(biāo)準(zhǔn),為了更好地對(duì)該類物質(zhì)進(jìn)行食品安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)和評(píng)估,我國也出臺(tái)了部分檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn),檢測(cè)方法采用液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用檢測(cè)技術(shù)。

表6 食品中其他致癌性生物毒素的檢測(cè)方法Table 6 Determination methods of other carcinogenic biotoxins in food

4 結(jié)論與展望

食品安全問題直接關(guān)系到人類的身體健康和生命安全。目前世界各國及相關(guān)國際機(jī)構(gòu)致力于不斷完善食品中的致癌性生物毒素限量和檢測(cè)方法,根據(jù)大量的毒理、暴露量等方面的研究工作,將更多的生物毒素納入監(jiān)控范圍內(nèi)。近年來我國食品安全標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)在“四個(gè)最嚴(yán)”的指導(dǎo)下,經(jīng)過不斷的完善和發(fā)展,已經(jīng)有了長(zhǎng)足的進(jìn)展,生物毒素的標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)方法采用不同的分析手段,涵蓋了定量分析方法和定性分析方法,部分方法已經(jīng)達(dá)到世界先進(jìn)水平。但生物毒素種類繁多,性質(zhì)差異較大,部分物質(zhì)毒理學(xué)危害尚不明確,相關(guān)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)尚需進(jìn)一步完善,仍存在部分致癌性生物毒素沒有制定限量以及檢測(cè)方法缺失或不足的問題。目前致癌性生物毒素檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)多采用免疫親和柱凈化技術(shù)和液相色譜檢測(cè),但由于免疫親和柱專屬性較高,不適用于多種毒素的提取凈化,不利于大樣本量的快速篩查。此外,目前的檢測(cè)方法多適用于糧食、食用農(nóng)產(chǎn)品等初始食品種類,存在涵蓋食品種類范圍窄、存在安全隱患的問題,應(yīng)加強(qiáng)對(duì)其他食品種類中致癌性生物毒素檢測(cè)方法的開發(fā)和研究。近幾年發(fā)展起來的新型樣品富集和凈化技術(shù)如QuEChERS法、快速固相萃取技術(shù)等,以其高選擇性、成本低、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì),已廣泛應(yīng)用于生物毒素的檢驗(yàn)中,此外色譜-質(zhì)譜技術(shù)的普及為生物毒素的檢測(cè)提供了更有力的檢測(cè)和確證手段。相信在不久的將來,會(huì)有更多的基于新技術(shù)、適用于不同食品基質(zhì)的多種毒素標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)方法不斷出臺(tái)。新的檢測(cè)方法的出臺(tái)也將進(jìn)一步推進(jìn)致癌性生物毒素法規(guī)和限量標(biāo)準(zhǔn)的完善。